Virtauspenkin anturit: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Virtauspenkki tässä sovelluksessa on laite ilmavirran mittaamiseen IC -moottorin tulo- ja poistoaukkojen ja venttiilien kautta. Näillä voi olla monia muotoja, jotka vaihtelevat kalliista kaupallisista tarjouksista aina epäilyttävän laatuisiin DIY -esimerkkeihin. Kuitenkin nykyaikaisilla erityyppisillä edullisilla antureilla on täysin mahdollista, että DIY -esimerkit vastaavat kaupallisia koneita. Mikään ei ole vaikeaa tehdä, eikä vaadita suurta taitoa. Yllä olevat valokuvat osoittavat tekemäni penkki, joka muodostaa tämän opastettavan keskipisteen.

Tässä asiakirjassa ei ole kyse virtauspöydän valmistamisesta, vaan se koskee instrumentteja ja antureita, joita käytän omalla penkilläni. Virtauspenkki käyttää jonkinlaista tyhjölähdettä, vaikka tyhjiö on liioittelua, koska imupaine on useimmiten alle 28 tuuman vesimittari, joka on 1 psi tai ~ 7000 Pa.

On vain kaksi olennaista parametria, jotka on mitattava tilavuusilmavirran laskemiseksi, molemmat ovat paine -eromittauksia. Yksi on alipaine, joka saa ilman virtaamaan moottorin aukon kautta, toisin sanoen se on "imemisen" määrä. Toinen on paine -ero virtausrajoituksen yli todellisen virtauksen mittaamiseksi. Aukkolevy on eniten käytetty, mutta mieluummin Venturi -putki, koska se on tehokkaampi. Päämies on sama riippumatta rajoituksen luonteesta. Myös nykyaikaisista autoista pelastettuja turbiinimittareita ja MAP -antureita (Manifold Absolute Pressure) käytetään, mutta ne eivät ole niin yleisiä, enkä keskustele niistä.

On olemassa useita muita parametreja ja vastaavia antureita, jotka voivat parantaa virtauspenkkiä, kuten lämpötilaa, ja tarkastelen niitä seuraavassa vaiheessa.

Tarvikkeet

Materiaalit;

Eri anturit, kuten on kuvattu yksittäisissä vaiheissa.

Verokortti tai kuparipäällysteinen piirilevy painetulle piirille.

Erilaisia vastuksia, kondensaattoreita ja muita elektronisia komponentteja, joita käytetään yksinkertaisissa piireissä.

Eräänlainen tiedonhankinta. Käytän LabJackia, mutta harrastusmikrot, kuten Arduino tai Pi, sopisivat.

PC, käytän kannettavaa tietokonetta, jossa on Windows.

Juottaa.

Työkalut;

Juotin.

Tavallinen kokoelma työkaluja piirien tekemiseen, kuten langankatkaisimet/-kuorijat jne.

Vaihe 1: Paine -eroanturit

Käytän kuvitettuja. Tietolomakkeet ja muut tiedot löytyvät osoitteesta www.analogmicro.de. Nämä anturit voivat lähettää lukemat joko analogisena jännitesignaalina tai IC2 -väylän kautta. Käytän analogista lähtöä.

Ne mittaavat paine -eroa, joka vaatii kaksi painetuloa, eli ne antavat arvon, joka on kahden tulon välinen paine -ero. Luonnos osoittaa, että yksi anturi on kytketty kahteen venturi -venttiiliin todellisen virtauksen mittaamiseksi. Toinen anturi mittaa liitäntälaatikon masennuksen. Tämä viittaa ympäristön ilmanpaineeseen, joten yksi napautus jätetään avoimeksi ilmakehään.

Nämä kaksi anturia yksinään riittävät hyödyllisiin virtausmittauksiin, mutta ympäristöolosuhteet vaikuttavat tuloksiin, ja toistettavuuden vuoksi lukemat on säädettävä ilmanpaineen, lämpötilan ja suhteellisen kosteuden avulla.

Vaihe 2: Lämpötila -anturit

Käytän näitä kahta. Ne ovat puolijohdetyyppiä, LM34, jonka koteloin epoksina alumiinikotelon sisällä kestävyyden vuoksi. Kiinnitän yhden virtauksen mittausventuriin ja toisen mitattavaan sylinterinkanteen. Kuvat osoittavat tämän paremmin kuin sanat. Ensimmäisessä kuvassa on yksi kiinnitetty venturiin, huomioi myös paineentasaukset, jotka menevät paineantureihin edellisessä vaiheessa.

Vaihe 3: Kosteus- ja ilmanpaineanturit

Nämä on asennettu piirilevylle yhdessä erilaisten liitäntöjen kanssa muihin anturiin ja virtalähteisiin sekä yhdistämällä LabJackiin, jota käytän anturilähtöjen keräämiseen ja tietojen lähettämiseen tietokoneelle analysoitavaksi.

Vaihe 4: Pyörremittari

Virtaus portin läpi ei ole ainoa kiinnostava parametri, jonka voimme mitata virtauspenkillä, jos meillä on oikeat anturit. Pyörre on moottorin ilmavirran pyörimissuunnan mitta. Se on mielenkiintoista, koska pyörre auttaa sekoittamaan polttoaineen ilmaan ja vaikuttaa moottorin palamiseen.

Tein juoksupyörän, joka laskeutumisjakson jälkeen pyörii lähellä kaasupyörrin kierroslukua. Akselin toisessa päässä on lovettu pyörä. Uraliikkeet tunnistetaan kahdella optisella aukolla. Käytän kahta, koska sopivalla paikannuksella ne tarjoavat kvadratuurikooderin A- ja B -signaaleja. Tämän avulla ohjelmistoni voi laskea kierrosluvun ja suunnan. Oskilloskoopin kuva näyttää kahden anturin lähdön.

Vaihe 5: Työkalu anturille

Tässä vaiheessa ei ole kyse anturista sinänsä, vaan paikallisesta virtausnopeuden mittauslaitteesta, joka on kytketty kolmanteen paineanturiin. Se on pitot -putki, kuten ilma -aluksissa käytetyt laitteet ilman nopeuden mittaamiseen. Se on taivutettu 180 astetta. jotta se voidaan asettaa alas portin sisään ja mitata paikallisia nopeuksia kartan muodostamiseksi nopeuden jakautumisesta sataman eri osissa.

Vaihe 6: Yhdistä kaikki

Mainitsin, että käytän tietojen keräämiseen LabJackia (labjack.com). Tämä on järkevästi hinnoiteltu tiedonkeruujärjestelmä, joka lähettää tiedot takaisin tietokoneelle ja vastaanottaa ohjeita tietokoneelta. Olen liittänyt suurimman osan LabJack -tuloista jne. D25 -liittimeen, jonka avulla voin vaihtaa sen nopeasti työstä toiseen.

Kaikki anturilähdöt on yhdistetty suojakoteloon (RS -komponenttien projektikotelo.) Suojaamaan ja antamaan yhden paikan kaapelille, jonka avulla LabJack voidaan liittää. Paineanturit ovat myös tässä pakkauksessa.

Vaihe 7: Kuinka kaikki on yhdistetty

Tässä on joitain karkeita piirrosluonnoksia, jotka tein ystävälleni. Ehkä ei siisti tai kattava, mutta ne osoittavat yleisen asettelun. He esittelivät täällä FWIW -periaatteella.

Vaihe 8: Ohjelmisto

Kirjoitin Delphiin (Pascal for Windows) jonkin ohjelmiston, jolla hallitsin LabJackin tiedonkeruuta ja tarjoin tietojenkäsittelyominaisuuksia. Kuvat ovat kuvakaappauksia parista ikkunasta. Ensimmäinen osoittaa, miten tiedot on taulukoitu ja piirretty. LabJackin mukana tulee Windows -ohjaimet, joiden avulla on helppo sisällyttää ohjausominaisuuksia omiin ohjelmiisi. LabJackilla on kaksi tapaa lähettää tietoja, ensimmäinen on se, mitä kutsun "kysy ja vastaanota". Tietokoneohjelmisto pyytää tietoja ja LabJack lähettää sen. Se on tila, jota käytän virtauspenkillä. Toinen tila on "suoratoisto" ja nopeampi, dataa lähetetään jatkuvasti ja se tarvitsee vain kysyä alussa. Käytän tätä tilaa shokkidynossa, jota kuvataan lyhyesti toisessa äskettäisessä Instructable -ohjelmassa, joka löytyy osoitteesta

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