Senzory pro průtokovou lavici: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Průtočná lavice v této aplikaci je zařízení pro měření průtoku vzduchu vstupními a výfukovými kanály a ventily motoru IC. Ty mohou mít mnoho podob, od drahých komerčních nabídek až po kutilské příklady pochybné kvality. S moderními nízkonákladovými senzory různých typů je však zcela možné, aby se příklady DIY rovnaly komerčním strojům. Není nic těžkého na výrobu a není vyžadována vysoká zručnost. Fotografie výše ukazují lavičku, kterou jsem vyrobil a která tvoří střed tohoto Instructable.

Tento dokument není o výrobě průtokové lavice, ale je o přístrojích a senzorech, které používám na vlastní lavičce. Průtočná lavice používá nějaký druh vakuového zdroje, i když vakuum je přehnané, protože sací deprese je nejčastěji pod 28 “vodoměrem, což je 1 psi nebo ~ 7000 Pa.

Existují pouze dva základní parametry, které je třeba měřit, aby se vypočítal objemový průtok vzduchu, oba jsou měření diferenčního tlaku. Jedním z nich je depresivní tlak, který způsobuje, že vzduch proudí portem motoru, jinými slovy je to míra množství „sání“. Druhým je diferenční tlak přes omezení průtoku pro měření skutečného průtoku. Nejpoužívanější je clona, ale já dávám přednost Venturiho trubici, protože je účinnější. Princip je stejný bez ohledu na povahu omezení. Používají se také turbínové měřiče a snímače MAP (absolutní tlak sběrného potrubí) zachráněné z moderních automobilů, ale nejsou tak rozšířené a nebudu o nich diskutovat.

Existuje několik dalších parametrů a odpovídajících senzorů, které mohou zlepšit užitečnost lavičky proudění, jako je teplota, a já se na ně v následujících krocích podívám.

Zásoby

Materiály;

Různé senzory popsané v jednotlivých krocích.

Deska Vero nebo měděná deska pro tištěné obvody.

Různé odpory, kondenzátory a další elektronické součástky používané v jednoduchých obvodech.

Forma získávání dat. Používám LabJack, ale vhodné by byly hobby mikroskopy jako Arduino nebo Pi.

PC, používám notebook s Windows.

Pájka.

Nástroje;

Páječka.

Obvyklá sbírka nástrojů pro výrobu obvodů, jako jsou řezačky/odizolovače atd.

Krok 1: Senzory diferenčního tlaku

Používám ty ilustrované. Datové listy a další informace naleznete na www.analogmicro.de. Tyto snímače mohou vydávat své hodnoty buď jako analogový napěťový signál, nebo přes sběrnici IC2. Používám analogový výstup.

Měří diferenční tlak, který vyžaduje dva tlakové vstupy, to znamená, že vydávají hodnotu, která je tlakovým rozdílem mezi těmito dvěma vstupy. Skica ukazuje, že jeden snímač je připojen ke dvěma odběry na Venturiho trubici pro měření skutečného průtoku. Další senzor měří depresi v plénu. To se vztahuje k okolnímu barometrickému tlaku, a tak jedno poklepání zůstane otevřené atmosféře.

Tyto dva senzory samy o sobě stačí k zajištění užitečného měření průtoku, ale výsledky jsou ovlivněny podmínkami prostředí a pro opakovatelnost je nutné upravit hodnoty pomocí barometrického tlaku, teploty a relativní vlhkosti.

Krok 2: Snímače teploty

Používám dva z nich. Jsou polovodičového typu LM34, který z důvodu robustnosti obaluji epoxidem uvnitř hliníkového pouzdra. Jeden připevňuji k Venturiho trubici měřící průtok a druhou k měřené hlavě válců. Obrázky to ukazují lépe, než slova. První obrázek ukazuje jeden připnutý na Venturiho trubici, všimněte si také odběrů tlaku, které pokračují k tlakovým senzorům v předchozím kroku.

Krok 3: Snímače vlhkosti a barometrického tlaku

Ty jsou namontovány na desce spolu s různými připojeními k jinému senzoru a napájecímu zdroji a také k připojení k LabJacku, který používám ke shromažďování výstupů senzorů a odesílání dat do počítače k analýze.

Krok 4: Spirálový měřič

Průtok portem není jediným zajímavým parametrem, který můžeme změřit pomocí průtokové lavice, pokud máme správná čidla. Swirl je míra rotačního aspektu proudění vzduchu do motoru. Je to zajímavé, protože víření pomáhá míchat palivo se vzduchem a ovlivňuje spalování motoru.

Vyrobil jsem oběžné kolo, které se po ustálení točí blízko otáček víření plynu. Na druhém konci hřídele je ozubené kolo. Pohyby zářezu jsou snímány dvěma senzory typu optické mezery. Používám dva, protože s vhodným umístěním poskytují signály A a B kvadraturního kodéru. To umožňuje mému softwaru vypočítat otáčky a směr. Obrázek z osciloskopu ukazuje výstup ze dvou senzorů.

Krok 5: Nástroj pro senzor

Tento krok není o senzoru jako takovém, ale o nástroji pro měření lokální rychlosti proudění, který je připojen ke třetímu tlakovému senzoru. Je to pitotova trubice podobná zařízením používaným v letadlech k měření rychlosti vzduchu. Je ohnutý o 180 stupňů. takže jej lze vložit dolů do portu a změřit místní rychlosti a vytvořit mapu rozložení rychlostí v různých částech přístavu.

Krok 6: Dát to všechno dohromady

Zmínil jsem, že ke shromažďování údajů používám LabJack (labjack.com). Jedná se o systém sběru dat za rozumnou cenu, který odesílá data zpět do počítače a přijímá pokyny z počítače. Většinu vstupů LabJack atd. Jsem připojil ke konektoru D25, který mi umožňuje rychle jej měnit z úlohy do práce.

Všechny výstupy senzorů jsou z důvodu ochrany vloženy do vyhrazeného boxu (krabice projektu RS komponent.) A poskytují jediné místo pro připojení kabelu k LabJack. V tomto boxu jsou také snímače tlaku.

Krok 7: Jak je vše propojeno

Zde je několik hrubých skic, které jsem vytvořil pro přítele. Možná ne úhledné nebo komplexní, ale ukazují obecné rozložení. Prezentovali zde na základě FWIW.

Krok 8: Software

Napsal jsem nějaký software v Delphi (Pascal pro Windows), abych řídil sběr dat pomocí LabJack a poskytoval funkce pro zpracování dat. Fotografie jsou snímky obrazovky několika oken. První ukazuje, jak jsou data tabelována a vykreslována. LabJack je dodáván s ovladači systému Windows, které usnadňují zahrnutí funkcí ovládání do vašich vlastních programů. LabJack má dva způsoby odesílání dat, první je to, čemu říkám „zeptat se a přijmout“. Počítačový software požádá o data a LabJack je odešle. To je režim, který používám s flow bench. Druhým režimem je „streamování“a je rychlejší, data se odesílají nepřetržitě a je třeba se zeptat pouze na začátku. Používám ten režim na mém šokovém dynu, který je stručně popsán v dalším nedávném Instructable, který najdete na

www.instructables.com/id/A-Basic-Course-on-Data-Acquisition/