內(nèi)燃機的發(fā)明很大地推進了人類社會的發(fā)展在各種動力機械中得到了廣泛應(yīng)用。同時,內(nèi)燃機作為耗油大戶,安裝一套設(shè)備實現(xiàn)其油耗的計量,達到控制成本、節(jié)能減排的目地是非常必要的。國內(nèi)外在鐵路機車和船舶海運燃油監(jiān)測系統(tǒng)方面有一定的研究,開發(fā)出了燃油評價系統(tǒng)。
可以準確的地測定內(nèi)燃機車在各種工況下運行的微分及積分燃油消耗量,為準確判斷運行中的機車熱力狀態(tài),分析機車費油原因,以及制定環(huán)保、經(jīng)濟的操縱方法提供了科學(xué)依據(jù)。在船舶的運營方面,有船舶燃油管理系統(tǒng)、船舶航行優(yōu)化操作軟件。實現(xiàn)了燃油的精細管理,對船舶運營管理、生產(chǎn)制造及維修都有十分重要的意義。
用來測量流量的儀表有60多種,分別基于力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)及電學(xué)等原理。按照結(jié)構(gòu)原理進行分類,主要有容積式、葉輪式、差壓式、變面積式、動量式、沖量式、電磁式、超聲波流量計以及質(zhì)量流量計等。根據(jù)內(nèi)燃機的工作狀況、燃油性質(zhì)與流動狀態(tài),對傳感器進行選型。為了保證儀表的使用壽命和準確度,還要特別注意防振要求和耐壓程度,表頭的耐壓程度要大于被測介質(zhì),一般取1.25倍,以保證不發(fā)生泄漏或意外。
內(nèi)燃機一般有進油管和回油管,通過油泵進行循環(huán),兩管流量之差即為實際耗油量。內(nèi)燃機有三種工況,最大扭矩轉(zhuǎn)速、最大功率轉(zhuǎn)速、起動轉(zhuǎn)速。所設(shè)計的流量計要求在三種上限工況下均能正常工作。同時,機器運轉(zhuǎn)時可能會產(chǎn)生脈動流,則所選傳感器應(yīng)對脈動流不靈敏。另外,燃油粘度也是一個需要考慮的因素。綜合以上因素,采用容積式流量測量法,選取橢圓齒輪的測量形式。橢圓齒輪流量計具有精度高、對安裝要求低,在旋轉(zhuǎn)流和管道阻流件流速場突變時對計量*度沒有影響,沒有前置直管段要求,安裝簡單,占據(jù)空間較小。測量范圍寬,對流體粘度不靈敏,適于對燃油的測量。量程比寬,一般達到10:1,特殊達到30:1或更高,理論上適合于內(nèi)燃機三種工況的測量要求。在橢圓齒輪上裝有磁鋼,利用霍爾效應(yīng)對橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)進行檢測,根據(jù)傳感器輸出信號的特點設(shè)計二次儀表,包括信號調(diào)整電路與顯示部分。