Mục lục:
2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-13 06:58
Một thiết bị đo lưu lượng trong ứng dụng này là một thiết bị để đo lưu lượng không khí qua các cổng và van đầu vào và xả của động cơ IC. Chúng có thể có nhiều dạng khác nhau, từ các dịch vụ thương mại đắt tiền cho đến các ví dụ DIY có chất lượng không rõ ràng. Tuy nhiên, với các cảm biến chi phí thấp hiện đại với nhiều loại khác nhau, việc các ví dụ DIY ngang bằng với các máy thương mại là hoàn toàn khả thi. Không có gì khó làm và không cần tay nghề cao. Các bức ảnh ở trên cho thấy băng ghế mà tôi đã làm và là trung tâm của Thiết bị hướng dẫn này.
Tài liệu này không nói về việc tạo một băng đo dòng chảy mà là về các thiết bị đo đạc và cảm biến mà tôi sử dụng trên băng ghế của riêng mình. Một băng lưu lượng sử dụng một số loại nguồn chân không, mặc dù chân không là một sự phóng đại bởi vì áp suất hút thường dưới 28”thước nước là 1 psi hoặc ~ 7000 Pa.
Chỉ có hai thông số thiết yếu cần đo để tính lưu lượng khí thể tích, cả hai đều là phép đo chênh lệch áp suất. Một là áp suất áp suất làm cho không khí chảy qua cổng động cơ, hay nói cách khác là thước đo lượng “hút”. Loại còn lại là chênh lệch áp suất qua một giới hạn lưu lượng để đo lưu lượng thực tế. Một tấm lỗ được sử dụng nhiều nhất nhưng tôi thích một ống venturi hơn vì nó hiệu quả hơn. Hiệu trưởng là như nhau bất kể bản chất của hạn chế. Đồng hồ tuabin và cảm biến MAP (Áp suất tuyệt đối Manifold) được cứu từ những chiếc ô tô hiện đại cũng được sử dụng nhưng chúng không quá phổ biến và tôi sẽ không thảo luận về chúng.
Có một số thông số khác và các cảm biến phù hợp có thể nâng cao tiện ích của thiết bị đo lưu lượng, chẳng hạn như nhiệt độ, và tôi sẽ xem xét từng thông số trong các bước sau.
Quân nhu
Vật liệu;
Các cảm biến khác nhau như được mô tả trong các bước riêng lẻ.
Bo mạch Vero hoặc bo mạch bọc đồng cho mạch in.
Nhiều loại điện trở, tụ điện và các linh kiện điện tử khác được sử dụng trong các mạch điện đơn giản.
Một hình thức thu thập dữ liệu. Tôi sử dụng LabJack nhưng các micro theo sở thích như Arduino hoặc Pi sẽ phù hợp.
Máy tính cá nhân, tôi sử dụng máy tính xách tay với Windows.
Chất hàn.
Công cụ;
Sắt hàn.
Bộ sưu tập thông thường của các công cụ để tạo mạch như máy cắt dây / dụng cụ thoát y, v.v.
Bước 1: Cảm biến chênh lệch áp suất
Tôi sử dụng những minh họa. Các bảng dữ liệu và thông tin khác có thể được tìm thấy tại www.analogmicro.de. Các cảm biến này có thể xuất các số đọc của chúng dưới dạng tín hiệu điện áp tương tự hoặc thông qua bus IC2. Tôi sử dụng đầu ra tương tự.
Chúng đo áp suất chênh lệch, yêu cầu hai đầu vào áp suất, tức là chúng xuất ra một giá trị là chênh lệch áp suất giữa hai đầu vào. Bản phác thảo cho thấy rằng một cảm biến được kết nối với hai vòi trên một bộ thoát khí để đo lưu lượng thực tế. Một cảm biến khác đo độ lõm trong khoang chứa. Điều này liên quan đến áp suất khí quyển xung quanh và do đó, một lần nhấn được để mở cho khí quyển.
Chỉ riêng hai cảm biến này là đủ để cung cấp các phép đo lưu lượng hữu ích, nhưng kết quả bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường và để có thể lặp lại, cần phải điều chỉnh các số đọc bằng cách sử dụng áp suất khí quyển, nhiệt độ và độ ẩm tương đối.
Bước 2: Cảm biến nhiệt độ
Tôi sử dụng hai trong số này. Chúng thuộc loại bán dẫn, LM34, được tôi bọc bằng epoxy bên trong vỏ nhôm để tạo độ chắc chắn. Tôi gắn một cái vào venturi đo lưu lượng và cái kia vào đầu xi lanh đang được đo. Hình ảnh cho thấy điều này tốt hơn so với lời nói. Hình ảnh đầu tiên cho thấy một cái được gắn vào venturi, cũng lưu ý các nấc điều chỉnh áp suất đi vào các cảm biến áp suất ở bước trước.
Bước 3: Cảm biến độ ẩm và áp suất khí quyển
Chúng được gắn trên bảng cùng với nhiều kết nối khác nhau với cảm biến và nguồn điện khác cũng như kết nối với LabJack mà tôi sử dụng để thu thập kết quả đầu ra của cảm biến và gửi dữ liệu đến PC để phân tích.
Bước 4: Đồng hồ đo xoáy
Lưu lượng qua một cổng không phải là thông số quan tâm duy nhất mà chúng ta có thể đo bằng băng chuẩn lưu lượng nếu chúng ta có các cảm biến phù hợp. Độ xoáy là thước đo khía cạnh quay của luồng không khí vào động cơ. Nó được quan tâm bởi vì xoáy giúp trộn lẫn nhiên liệu với không khí và ảnh hưởng đến quá trình đốt cháy động cơ.
Tôi đã chế tạo một cánh quạt mà sau một thời gian lắng sẽ quay gần bằng RPM của vòng xoáy khí. Ở đầu kia của trục là một bánh xe có khía. Các chuyển động của notch được cảm nhận bởi hai cảm biến loại khe hở quang học. Tôi sử dụng hai vì với vị trí thích hợp, chúng cung cấp tín hiệu A và B của bộ mã hóa cầu phương. Điều này cho phép phần mềm của tôi tính toán RPM và hướng. Hình ảnh máy hiện sóng cho thấy đầu ra của hai cảm biến.
Bước 5: Công cụ cho cảm biến
Bước này không phải là về một cảm biến như vậy mà là một công cụ đo tốc độ dòng chảy cục bộ được kết nối với cảm biến áp suất thứ ba. Nó là một ống pitot giống như các thiết bị được sử dụng trên máy bay để đo tốc độ không khí. Nó được uốn cong 180 degs. để nó có thể được đưa xuống bên trong một cảng và đo vận tốc cục bộ để xây dựng bản đồ phân bố vận tốc ở các phần khác nhau của cảng.
Bước 6: Kết hợp tất cả lại với nhau
Tôi đã đề cập rằng tôi sử dụng LabJack (labjack.com) để thu thập dữ liệu. Đây là một hệ thống thu thập dữ liệu có giá hợp lý gửi dữ liệu trở lại PC và nhận hướng dẫn từ PC. Tôi đã kết nối hầu hết các đầu vào LabJack, v.v. với đầu nối D25 cho phép tôi nhanh chóng thay đổi từ công việc này sang công việc khác.
Tất cả các đầu ra cảm biến được đưa vào một hộp chuyên dụng (hộp dự án thành phần RS.) Để bảo vệ và cung cấp một vị trí duy nhất cho cáp kết nối với LabJack. Các cảm biến áp suất cũng được chứa trong hộp này.
Bước 7: Cách mọi thứ được kết nối
Đây là một số bản phác thảo mạch thô mà tôi đã thực hiện cho một người bạn. Có thể không gọn gàng hoặc toàn diện nhưng chúng thể hiện bố cục chung. Họ đã trình bày ở đây trên cơ sở FWIW.
Bước 8: Phần mềm
Tôi đã viết một số phần mềm trong Delphi (Pascal cho Windows) để kiểm soát việc thu thập dữ liệu của LabJack và cung cấp các tính năng xử lý dữ liệu. Các bức ảnh là ảnh chụp màn hình của một vài cửa sổ. Đầu tiên cho thấy cách dữ liệu được lập bảng và vẽ biểu đồ. LabJack đi kèm với trình điều khiển windows giúp bạn dễ dàng đưa các tính năng điều khiển vào các chương trình của riêng mình. LabJack có hai phương pháp gửi dữ liệu, phương pháp thứ nhất mà tôi gọi là "hỏi và nhận". Phần mềm PC yêu cầu dữ liệu và LabJack sẽ gửi dữ liệu đó. Đó là chế độ mà tôi sử dụng với bộ điều chỉnh dòng chảy. Chế độ khác là "phát trực tuyến" và nhanh hơn, dữ liệu được gửi liên tục và chỉ cần hỏi khi bắt đầu. Tôi sử dụng chế độ đó trên dyno sốc của mình, được mô tả ngắn gọn trong một Tài liệu hướng dẫn khác gần đây có thể được tìm thấy tại
www.instructables.com/id/A-Basic-Course-on-Data-Acquisition/