חיישנים לספסל זרימה: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

ספסל זרימה ביישום זה הוא מכשיר למדידת זרימת אוויר על אף יציאות כניסת ושואבי מנוע IC. אלה יכולים ללבוש צורות רבות החל מהנפקות מסחריות יקרות ועד דוגמאות DIY באיכות מפוקפקת. עם זאת, עם חיישנים מודרניים בעלות נמוכה מסוגים שונים, זה בהחלט אפשרי שדוגמאות DIY יהיו שוות למכונות מסחריות. אין דבר שקשה להכנה ואין צורך במיומנות גבוהה. התמונות שלמעלה מציגות את הספסל שיצרתי ומהווה את מרכז המדריך הזה.

מסמך זה אינו עוסק בייצור ספסל זרימה, אלא הוא במכשור ובחיישנים בהם אני משתמש על הספסל שלי. ספסל זרימה משתמש במקור ואקום כלשהו, אם כי ואקום הוא הגזמה מכיוון ששקע היניקה לרוב הוא מתחת למד 28 אינץ 'שהוא 1 psi או ~ 7000 Pa.

ישנם רק שני פרמטרים חיוניים הדורשים מדידה על מנת לחשב את זרימת האוויר הנפחית, שניהם מדידות לחץ דיפרנציאלי. האחד הוא לחץ הדיכאון שגורם לאוויר לזרום דרך יציאת המנוע, במילים אחרות שהוא מדד לכמות ה"יניקה ". השני הוא לחץ דיפרנציאלי על פני מגבלת זרימה למדידת הזרימה בפועל. צלחת פתח היא הנפוצה ביותר אך אני מעדיף צינור ונטורי מכיוון שהיא יעילה יותר. המנהלת זהה ללא קשר לאופי ההגבלה. נעשה שימוש גם במדי טורבינות וחיישני MAPs (Manifold Absolute Pressure) שחולצו ממכוניות מודרניות אך אלה אינם כה נפוצים ואני לא אדון בהם.

ישנם עוד כמה פרמטרים וחיישנים תואמים שיכולים לשפר את התועלת של ספסל זרימה, כגון טמפרטורה, ואני אסתכל על כל אחד מהשלבים הבאים.

אספקה

חומרים;

חיישנים שונים כמתואר בשלבים האישיים.

לוח ורו או לוח מחופה נחושת למעגל מודפס.

נגדים, קבלים ורכיבים אלקטרוניים אחרים המשמשים במעגלים פשוטים.

צורה של רכישת נתונים. אני משתמש ב- LabJack אבל מיקרו תחביבים כמו הארדואינו או הפי יתאימו.

מחשב אישי, אני משתמש במחשב נייד עם ווינדוס.

לְרַתֵך.

כלים;

מלחם.

אוסף הכלים הרגיל לייצור מעגלים כגון חותכי חוטים/חשפנים וכו '.

שלב 1: חיישני לחץ דיפרנציאלי

אני משתמש באלה המאוירים. ניתן למצוא גליונות נתונים ומידע נוסף בכתובת www.analogmicro.de. חיישנים אלה יכולים להוציא את הקריאות שלהם כאות מתח אנלוגי או דרך אוטובוס IC2. אני משתמש ביציאה האנלוגית.

הם מודדים לחץ דיפרנציאלי, הדורש שתי כניסות לחץ, כלומר הם מפיקים ערך שהוא ההבדל בלחץ בין שתי הכניסות. הסקיצה מראה שחיישן אחד מחובר לשתי הקשות על ונטורי כדי למדוד את הזרימה בפועל. חיישן אחר מודד את הדיכאון במליאה. זה מתייחס ללחץ ברומטרי סביבתי ולכן הקשה אחת נשארת פתוחה לאטמוספירה.

שני חיישנים אלה לבדם מספיקים כדי לספק מדידות זרימה שימושיות, אך התוצאות מושפעות מתנאי הסביבה ולכדי חזרה יש צורך להתאים את הקריאות באמצעות לחץ ברומטרי, טמפרטורה ולחות יחסית.

שלב 2: חיישני טמפרטורה

אני משתמש בשניים כאלה. הם מסוג מוליכים למחצה, LM34, אותם אני עוטף באפוקסי בתוך בית אלומיניום לחוסן. אני מחבר אחד לאוורור מדידת הזרימה והשני לראש הצילינדר הנמדד. התמונות מראות זאת טוב יותר ממה שמילים יכולות. התמונה הראשונה מציגה אחת מהודקת על הוונטורי, שימו לב גם לחיצות הלחץ הממשיכות לחיישני הלחץ בשלב הקודם.

שלב 3: חיישני לחות ולחץ ברומטרי

אלה מותקנים על לוח יחד עם חיבורים שונים לחיישן ואספקת חשמל אחרים, כמו גם חיבור ל- LabJack שבו אני משתמש כדי לאסוף את יציאות החיישן ולשלוח את הנתונים למחשב לצורך ניתוח.

שלב 4: מד מערבולת

זרימה דרך יציאה היא לא הפרמטר היחיד של עניין שאנו יכולים למדוד עם ספסל זרימה אם יש לנו את החיישנים הנכונים. מערבולת היא מדד להיבט הסיבובי של זרימת האוויר לתוך מנוע. זה מעניין כי מערבולת עוזרת לערבב את הדלק עם האוויר ומשפיעה על שריפת המנוע.

הכנתי אימפלר שאחרי תקופת התייצבות מסתובב קרוב לסל"ד סיבוב הגז. בקצה השני של הפיר גלגל מחורץ. תנועות החריץ מורגשות על ידי שני חיישנים מסוג פער פער. אני משתמש בשניים מכיוון שבמיקום המתאים הם מספקים את אותות A ו- B של מקודד מרובע. זה מאפשר לתוכנה שלי לחשב סל"ד וכיוון. תמונת האוסילוסקופ מציגה את הפלט של שני החיישנים.

שלב 5: כלי לחיישן

שלב זה אינו עוסק בחיישן כשלעצמו, אלא בכלי מדידת מהירות זרימה מקומית המחובר לחיישן לחץ שלישי. זהו צינור פיטו כמו המכשירים המשמשים במטוסים למדידת מהירות האוויר. הוא כפוף 180 מעלות. כך שניתן להכניס אותו למטה בתוך נמל ולמדוד את המהירויות המקומיות כדי לבנות מפה של התפלגות המהירות בחלקים שונים של הנמל.

שלב 6: לשים את הכל ביחד

ציינתי שאני משתמש ב- LabJack (labjack.com) לאיסוף הנתונים. זוהי מערכת רכישת נתונים במחיר שפוי ששולחת נתונים בחזרה למחשב אישי ומקבלת הוראות מהמחשב האישי. חיברתי את רוב כניסות LabJack וכו 'למחבר D25 המאפשר לי לשנות אותו במהירות מעבודה לעבודה.

כל יציאות החיישן מובאות לקופסה ייעודית (תיבת פרוייקטים של רכיבי RS.) להגנה ומספקות מקום אחד לכבל להתחבר ל- LabJack. חיישני הלחץ נמצאים גם בתיבה זו.

שלב 7: איך הכל מחובר

להלן כמה רישומי מעגלים גסים שהכנתי לחבר. אולי לא מסודר או מקיף אבל הם מראים את הפריסה הכללית. הם הציגו כאן על בסיס FWIW.

שלב 8: תוכנה

כתבתי תוכנה מסוימת בדלפי (פסקל ל- Windows) לשליטה באיסוף הנתונים על ידי LabJack ולספק תכונות עיבוד נתונים. התמונות הן צילומי מסך של כמה חלונות. הראשון מראה כיצד הנתונים מתנוססים בטבלאות ומתווים. LabJack מגיע עם מנהלי התקנים של Windows המאפשרים לכלול בקלות תכונות שליטה בתוכניות משלך. ל- LabJack יש שתי שיטות לשליחת נתונים, הראשונה היא מה שאני מכנה "שאל וקבל". תוכנת המחשב האישי מבקשת נתונים וה- LabJack שולח אותם. זה המצב שבו אני משתמש עם ספסל הזרימה. המצב השני הוא "סטרימינג" ומהיר יותר, הנתונים נשלחים באופן רציף ורק צריך לשאול אותם בהתחלה. אני משתמש במצב זה על דינו ההלם שלי המתואר בקצרה בעוד מדריך אחר שניתן למצוא באתר

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