Меню

Как называется прибор для измерения октанового числа топлива



Ультразвуковой измеритель октанового числа бензина

А. КОРНЕВ, г. Одесса, Украина

Многие современные автомобили оснащены электронной системой зажигания с компьютерным блоком управления подачей и впрыском топлива. Один из важных для правильной работы блока управления параметров — октановое число бензина. При его несоответствии стандартному двигатель не сможет работать в оптимальном режиме, нарушится процесс управления впрыском топлива вплоть до аварийной потери мощности. Поэтому наличие простого и доступного для всех автолюбителей устройства контроля октанового числа бензина, заливаемого в топливный бак, сегодня весьма актуально.

Известно множество различных способов измерения октанового числа бензина [1], на основе которых освоен выпуск октаномеров. Например, широко применяемый в России прибор ZX101С фирмы Zeltex использует метод измерения октанового числа, основанный на поглощении бензином инфракрасного излучения в диапазоне 800… 1100 нм. Запатентованная оптическая схема прибора содержит 14 светофильтров, в результате чего образуются 14 отсчётов спектра поглощения в указанном диапазоне. Далее на основе калибровочной модели вычисляется октановое число.
Выпускается также лабораторный анализатор ХХ-440, предназначенный для экспресс-анализа октанового числа бензина. Он прост в использовании и имеет высокую надёжность благодаря сложнейшим современным технологиям и запатентованным техническим решениям, применённым при его создании. После каждого включения прибор самотестируется для достижения максимальной точности. Результаты измерения отображаются на дисплее и могут быть распечатаны на встроенном принтере с указанием номера пробы, даты и времени проведения испытаний. Но стоимость такого прибора измеряется десятками тысяч долларов США. Создать аналогичные октаномеры в домашних условиях весьма затруднительно даже очень опытному радиолюбителю.
Для создания малогабаритного и дешевого прибора оперативного контроля качества топлива можно воспользоваться ультразвуковым методом определения октанового числа бензина [2], в основе которого лежит измерение скорости распространения ультразвука в бензине. На основе этого метода отечественной промышленностью уже выпускаются октаномеры АС-98, SHATOX SX-150, ОКТАН-ИМ и др.
Рассматриваемый ниже октаномер не претендует на высокую точность определения октанового числа бензина по сравнению с заявленной точностью промышленных приборов, но тем не менее позволяет отличить хороший бензин от плохого. Это немаловажно для автолюбителя, так как качество бензина на многих АЗС, к сожалению, не соответствует нормам К тому же такой октаномер прост в изготовлении, требует минимального налаживания, в нём использована дешёвая элементная база.

Блок-схема ультразвукового октаномера показана на рис. 1. На выходе генератора одиночного импульса формируется импульс (1), который передатчик переносит на резонансную частоту излучателя ультразвука (2). У наиболее распространённых ныне выпускаемых ультразвуковых излучателей эта частота равна 40. 200 или 400 кГц [3]. Импульс излучается в бензобак автомобиля. На противоположной стороне бензобака ультразвуковой приёмник принимает этот импульс (3), а селективный детектор превращает его в импульс постоянного тока (4), задержанный относительно импульса (1) на время распространения ультразвука в бензине. Это время равно t=L/V где L — расстояние между излучателем и приёмником ультразвука; V — скорость распространения ультразвука в анализируемом бензине По фронтам излучённого и принятого импульсов (5), длительность которого равна At. Измерив ее и зная расстояние между излучателем и приёмником, можно вычислить скорость V и по ней оценить октановое число бензина.
Для измерения длительности импульс заполняют следующими с известным периодом счётными импульсами и подсчитывают их число. Затем это число сравнивают с эталонными константами для разных марок бензина, и по результатам сравнения, выводимым на светодиодный индикатор, делают вывод о марке и качестве бензина.

Значения скорости распространения ультразвука при различной температуре в бензинах, используемых в настоящее время в автомобильных двигателях и в воздухе, приведены в табл. 1
Так как скорость распространения ультразвука в бензине существенно зависит от температуры, измерительную установку оснащают термостатом, встроив в бак с бензином датчик температуры и нагреватель, Это существенно повышает точность измерения, особенно в зимнее время.
Принципиальная схема октаномера, работающего по описанному принципу, представлена на рис. 2. Передатчик и селективный детектор ультразвукового сигнала построены на базе микросхемы тонального декодера LM567 (DA2). Эта микросхема представляет собой синхронный детектор, опорный генератор которого охвачен петлёй ФАПЧ. Генератор можно настроить на любую частоту F от 100 Гц до 500 кГц, выбрав соответствующие параметры элементов С6, R9 и R10:
F=1/1.1xС6x(R9 + R10)

Поскольку в приборе используются ультразвуковые преобразователи MA40S4R (ВМ1) и MA40S4S (ВА1) с резонансной частотой 40 кГц [3], то и частота генератора должна быть такой же. За счёт использования одного и того же генератора для формирования излучаемого импульса и детектирования принятого обеспечивается устойчивая настройка приёмника на сигнал передатчика.
Кварцевый генератор на логическом элементе DD8.4 формирует счётные импульсы частотой 1 МГц, заполняющие с помощью элемента DD8.3 импульс разности излучённого и принятого сигналов, образующийся на выходе элемента DD8.1. Таким образом, число импульсов, прошедших через элемент DD8.3, равно длительности прохождения ультразвуком мерного отрезка в бензине, выраженной в микросекундах. Для бензина разных марок при температуре 20 °С и длине мерного отрезка 1 м это число (N) указано в табл. 2. Импульсы подсчитывает счётчик DD1. Поскольку используются только семь его разрядов, в которых может содержаться число не более 127, в процессе счёта они многократно переполняются и по его завершении в них находится остаток от деления числа подсчитаных импульсов на 128 (N mod 128). Эти остатки также указаны в табл. 2. Поскольку разница между максимально и минимально возможными значениями остатков числа импульсов не превышает 127, неоднозначности отсчёта при анализе состояния только семи разрядов счётчика не возникает.

Читайте также:  Тайны измерений что скрывают

Число с выходов счётчика поступает на один из входов цифрового компаратора на микросхемах DD3 и DD5. На второй вход компаратора с помощью переключателя SA1 поочерёдно подают числа, соответствующие эталонной длительности задержки для четырёх марок бензина. Эти числа устанавливаются на входах буферных элементов DD2, DD4, DD6 и DD9 в инверсном двоичном коде, поскольку эти элементы — инвертирующие. Поскольку выходы этих элементов имеют три состояния, их можно объединить в общую шину, что и сделано в октанометре.
При другой длине мерного отрезка (длине бензобака) образцовые числа N изменяются пропорционально, затем берутся остатки от их деления на 128.
Приступая к измерению октанового числа бензина, следует установить переключатель SA1 в положение «АИ-80». Затем обнулить счётчик нажатием на кнопку SB1 и, нажав на кнопку SB2, произвести измерение. Если октановое число бензина меньше эталонного для бензина этой марки, то включится красный светодиод HL3. Если оно равно эталонному, включится жёлтый светодиод HL2. Если больше, то будет включён зелёный светодиод HL1. В последнем случае следует последовательно переводить переключатель SA1 в положения, соответствующие большим октановым числам, продолжая наблюдать за светодиодами.
Налаживание прибора сводится к установке частоты 40 кГц на выводе 5 микросхемы DA3 с помощью подстроечного резистора R9. Если использовать более высокочастотные ультразвуковые преобразователи на 100 или 200 кГц, то частоту генератора необходимо соответственно увеличить. Однако следует иметь в виду, что с повышением частоты ультразвука его затухание в бензине растёт. Поэтому размеры бака, в котором производятся измерения, придётся уменьшить, а это увеличит погрешность прибора.
Цифровые микросхемы, используемые в октаномере, можно заменить их импортными аналогами серий 4000 и 74НС. Вместо стабилизатора напряжения LT3013EFE подойдёт любой линейный стабилизатор с регулируемым или фиксированным выходным напряжением 5 В и максимальным током нагрузки не менее 100 мА. Поскольку на стабилизаторе рассеивается мощность около 0,7 Вт, его нужно снабдить теплоотводом.

Схема термостата показана на рис. 3. Он построен на специализированной микросхеме термостата LM56BIM (DA1), которая имеет встроенный датчик температуры и источник образцового напряжения 1,25 В (вывод 1). Температуру включения и выключения нагревателя задают значениями напряжения соответственно на входах UTL (вывод 3) и UTH (вывод 2), которые должны быть равны [4]: UTL=0.0062xTL+0,395; UTH=0,0062xТн+0,395, где TL и Тн — заданные значения температуры соответственно включения и выключения нагревателя, °С.
Эти напряжения получают из образцового напряжения U (вывод 1) с помощью резистивного делителя напряжения R1—R3. Задавшись значением R∑=R1+R2+R3, сопротивления этих резисторов можно рассчитать по формулам: R2=UTLxR∑/1.25; R1=UTHxR∑/1.25-R2; R3=R∑-R1-R2;
Указанные на схеме номиналы резисторов R1—R3 обеспечивают температуру включения нагревателя около 18°С, а температуру его выключения около 26°С. Если температура бензина меньше 18°С, то светится светодиод HL2 и включается нагревательный элемент ЕК1. Если температура выше 26°С, то нагреватель выключается, но включается светодиод HL1. Следовательно, когда включён любой из светодиодов, производить измерение октанового числа бензина не стоит.
Для правильного измерения температуры бензина корпус микросхемы LM56BIM должен иметь хороший тепловой контакт с бензобаком. Для подогрева бензобака использованы самоклеющиеся нагревательные фолии [5].

Источник

Октанометр. Прибор для измерения октанового числа

Октанометры — приборы для измерения октанового числа бензина – непременный атрибут крупных автозаправок, а также нефтебаз. С их помощью можно своевременно обнаружить недобросовестного поставщика топлива, а для станций автосервиса — установить возможные причины неудовлетворительной работы двигателя. Побочные, но также важные функции – определение доброкачественности трансформаторных масел – предопределяют целесообразность использования октанометров также и на мощных энергоподстанциях.

Принцип работы

Основные задачи, решаемые с помощью октанометров – узнать октановое или цетановое число, а также граничную температуру, при которой начинается загустевание топлива. Вид и состав топлива при этом значения не имеют.

Действие прибора основано на текущем сопоставлении октанового или цетанового числа топлива с эталонным для данной марки значением. Конструктивно прибор представляет собой последовательно соединённые ёмкостный датчик и устройство. Последнее получает исходный сигнал, преобразует его в требуемую величину, и выдаёт результат сравнения на ЖК-дисплей. Многие разновидности оснащаются шлейфом или USB-разъёмом, что позволяет подключать октанометр к компьютеру, принтеру или ноутбуку. Все исполнительные узлы заключаются в корпус, изготавливаемый из алюминия или ударопрочного пластика. Питание узлов – от сменных аккумуляторов.

Читайте также:  Сущность экономического роста его измерение

К сожалению, стандарт на производство октанометров в нашей стране отсутствует, поэтому разные модели адаптированы лишь под конкретные типоразмеры датчиков.

Методика сравнения характеристик должна соответствовать требованиям ГОСТ 8226-82, ГОСТ 511-82 или ГОСТ 3122-67.

Последовательность функционирования прибора такова:

  1. В батарейный отсек устанавливаются аккумуляторные элементы.
  2. Датчик подключается к блоку сравнения.
  3. Выполняется калибровка значений с использованием эталонного образца. Калибровку периодически (не реже раза в неделю) следует повторять.
  4. В системном меню выбирается показатель, который необходимо определить.
  5. Датчик полностью заполняется эталонной жидкой средой.
  6. Считываются первичные показания, поступающие в блок сравнения.
  7. Датчик очищается от остатков эталонной среды, после чего аналогичные манипуляции производятся с измеряемым топливом или маслом.
  8. Результат сравнения выводится на экран, либо направляется в компьютер, при помощи которого можно выполнить обработку полученных данных.

Все модели октанометров комплектуются соответствующим программным обеспечением.

Эксплуатационные характеристики наиболее популярных моделей

Октан-ИМ. Переносной октанометр, предназначенный для измерения октанового/цетанового числа топлива. Снабжён встроенной памятью, имеет возможность для подключения внешних устройств.

  • Суммарные пределы измерения октанового числа — 0…150.
  • То же, но цетанового числа – 0…100.
  • Точность, % ±5.
  • Объём измерительной ёмкости, см 3 , не менее – 50.
  • Инерционность срабатывания, с, не более — 30.

Shatox. Прибор, предназначенный для стационарного применения, производится в нескольких моделях, наиболее востребованными из которых являются SX150 и SX300.

Характеризуется наиболее универсальными характеристиками, которые позволяют проводить сравнительный анализ доброкачественности измеряемой среды, используя не только отечественные, но и зарубежные методы. Погрешность – не более 1,5…2,5 %, продолжительность цикла измерения – до 5 с.

ПЭ-7300. Октанометр настольного типа. В комплект поставки входят аттестационные программы, загруженные в специальный процессор. Остальное программное обеспечение позволяет использовать прибор совместно с компьютером. Диапазоны измерения по октановому и цетановому числам соответственно 66…98 и 30…70, время, необходимое для получения конечных данных – не более 10 с.

СИМ-3БП. Малогабаритный октанометр, применяемый для целей экспресс-анализа качества бензинов и дизельного топлива. Диапазон измерений – 60…100 ед., точность – 3…5%, продолжительность измерения – до 30 с.

Источник

Прибор для измерения октанового числа бензина «Октис-2»: отзывы, инструкция, принцип работы

Октанометрами принято считать анализаторы качества нефтепродуктов. Все приборы отвечают современным возможностям науки (например, прогрессу в области анализа топлива). Если возникло подозрение, что нефтепродукт разбавлен водой, керосином или не соответствует заявленной марке, всего за несколько секунд это можно подтвердить либо опровергнуть.

Такими приборами измеряют:

  • октановое число бензина;
  • цетановое число дизельного топлива, а также его тип и температуру;
  • диэлектрическую проницаемость;
  • некоторые другие параметры, в зависимости от модификации аппарата.

Среди опытных водителей существуют и другие методы проверки топлива: добавление марганцовки на предмет обнаружения воды, испытания с тестированием на осадок с листом бумаги и т.д. Но гораздо удобнее использовать уже готовый и компактный прибор.

Область применения

Применение данного прибора целесообразно в любой области, где требуется измерение параметров бензина, например, на таможнях, экологических станциях, контролирующих органах.

Для экономии времени на лабораторных анализах также рекомендуется использовать «Октис-2». Отзывы об этом анализаторе подтверждают его работоспособность.

Применение октанометра исключает возможность в субъективности оценки продукта. Прибор одинаково хорошо измеряет параметры различных видов бензина: с присадками, этилированных и неэтилированных.

Конструкция октанометра надежная, и поэтому помехи, возникающие на прилегающей территории, не влияют на результат измерения. Можно настроить прибор на измерение параметров нестандартных видов топлива (газоконденсатного и прямогонного бензина). Также «Октис-2» одинаково хорошо работает и при отрицательных температурах.

Подготовка к работе и меры безопасности

«Октис-2» выполнен в виде единого устройства с тремя основными узлами. Прибор состоит из:

  • отсека с электрической частью и переходного отсека с уплотнительными кольцами;
  • в отсеке №2 закрепляется измерительная трубка с чувствительным элементом;
  • в отсеке №1 находится электронная часть и цифровое табло с элементами питания.

Все узлы заключены в бензостойкий корпус.

Принцип работы «Октис-2» состоит в следующем: топливо проходит через трубку в отсек №2 и попадает на чувствительный элемент. Далее происходит измерение октанового числа бензина.

При подготовке к работе следует:

  • снять крышку;
  • вставить элементы питания, соблюдая при этом полярность;
  • установить крышку на место и закрепить ее;
  • включить прибор путем нажатия на кнопку.

Важно! После длительного хранения (более 1 месяца), следует проверить чувствительный элемент. При обнаружении загрязнений (маслами, бензиновыми отложениями и т. д.) его промывают и высушивают, а в некоторых случаях заменяют на новый.

Очень важно соблюдать технику безопасности при использовании «Октис-2». Отзывы пользователей сообщают, что различные параметры могут повлиять на конечный результат.

  • прибором разрешается пользоваться только на открытой местности или в хорошо вентилируемых помещениях;
  • нельзя производить измерения в помещении, где присутствует концентрация паров бензина;
  • запрещается одновременно использовать любые выносные источники электрического тока во время контакта октанометра с бензином;
  • не разрешается проводить измерения вблизи открытого огня;
  • для промывки прибора нельзя использовать растворители.
Читайте также:  Классификаторы единиц измерения услуг

Функциональные особенности прибора и варианты использования

Функциональными особенностями октанометра «Октис-2» являются:

  • оперативность и точность измерения топлива АИ-80, 92, 95, 98;
  • компактность;
  • несколько способов использования;
  • возможность калибровки под конкретный район;
  • автоматизированность процесса;
  • простота в применении.

Прибор можно использовать двумя способами: методом погружения и проточным. В первом случае следует:

  1. Перелить топливо в емкость, объемом от 80 мл.
  2. Включить прибор.
  3. Погрузить его в топливо.
  4. Оценить результат.

При использовании второго метода следует вставить заправочный пистолет в бак, включить прибор, пропустить через него от 5 до 10 литров бензина и оценить результат.

Технические характеристики

Прибор обладает определенными техническими характеристиками:

  • диапазон определения октановых чисел: от 75 до 99.9;
  • время сработки: до 15 секунд;
  • элемент питания: АА; напряжение – 3 В;
  • потребляемый ток – не более 80 мА;
  • диапазон рабочих температур: от 5 до 40◦С, влажность – от 30 до 80%;
  • масса – не более 0.36 кг;
  • необходимый минимум бензина при проточном измерении – от 5 до 10 литров, в режиме погружения – от 80 мл.

В комплект поставки входит:

  • прибор;
  • инструкция;
  • комплект запасных уплотнителей;
  • футляр.

В целом, технические характеристики являются неплохими, об этом свидетельствуют и отзывы. «Октис-2», который разработан и сертифицирован на территории РФ, стал неплохим аналогом зарубежных приборов.

Когда возникает наибольшая необходимость в применении тестера?

Октанометр «Октис-2» необходим в случаях, когда:

  • требуется проверить качество нового бензина;
  • двигатель авто очень «чувствителен» к некачественному топливу;
  • планируются поездки в незнакомые регионы, где отсутствуют привычные заправочные станции.

Прибор предназначен для предохранения автомобиля от некачественного топлива. Для полного анализа качества и состава, октанометр применяется лишь в комплексе с остальными приборами (например, на измерение содержания серы, кинетическую плотность и т.д).

Инструкция по применению

Несмотря на то, что применение прибора не вызывает сложностей, все же следует ознакомиться с инструкцией. «Октис-2» можно использовать для оперативного контроля бензина – проточным методом и методом погружения. При использовании первого метода следует:

  • пистолет бензоколонки установить во второй отсек прибора, а измерительную трубку – в горловину бензобака;
  • включить октанометр и обеспечить ровный поток топлива;
  • дождаться, пока бегущая строка на приборе сменится на цифры (при этом первое показание не является точным, а в расчет берутся второе и каждое последующее);
  • снимать прибор разрешается лишь после полной остановки потока топлива.

Важно! Присутствующие пузырьки воздуха могут несколько повлиять на результат.

При использовании режима погружения порядок измерения не изменяется. Следует помнить о том, что первый результат также не принимается во внимание.

Если прибор издает прерывистый звуковой сигнал – его следует выключить.

Недостатки в тестировании октанометром

Несмотря на полезность изобретения, все же существуют некоторые недочеты:

  • невозможность идентификации незаявленного бензина;
  • влияние внешних факторов на конечный результат.

Так как сравнение производится с эталонной моделью, которая записана в память прибора, невозможно определить качество новой марки бензина. На результат также может повлиять температура окружающей среды.

Наиболее оптимальным в соотношении «цена-качество» является отечественный прибор «Октис-2». Цена его составляет около 4000 рублей.

Отзывы пользователей

Водители, которым не безразлична судьба личного автомобиля, решили проверить топливо на нескольких заправочных станциях прибором «Октис-2». Цена его составила 3550 рублей. Пользователи отмечают, что на откалиброванном приборе погрешность по 92-му бензину получилась около 2%, а по 95-му – всего 1%. С бензином 80-й марки прибор выдал значение в 93.9 единицы октанового числа.

«Октис-2» – развод? Таким вопросом задавался не один водитель. Все дело в простоте и низкой стоимости анализатора. Испытав прибор на бензине 95 марки, пользователи получили неоднозначные данные – от 94 до 97 единиц. Топливо известной АЗС «Лукойл» показывает неплохие результаты:

  • марка 95 – 96 единиц;
  • марка 92 – 93 единицы.

В общем, мнения пользователей о приборе «Октис 2» сошлись к следующему: доверять ему можно, но к показаниям следует прибавлять погрешности. Например, если индикатор показывает октановое число 95 бензина 90.5 или 93.4 – и то, и другое топливо считается нормальным. Но если разница в измерениях доходит до десятка единиц, этим бензином заправляться не стоит.

Водители и эксперты также отмечают, что показания прибора не могут послужить в качестве претензии к АЗС. Это связанно с тем, что измерения им не приравниваются к экспертным, и поэтому производитель, суд, продавцы показания прибора не признают.

Анализ топлива в лаборатории и на приборе «Октис-2»: отзывы

Так как прибор не подлежит обязательной сертификации, у пользователей возникает сомнение в правильности его показаний.

Ниже представлены сравнения показаний лабораторной техники и октанометра.

Источник