Так як більшість господарів і директорів, при обговоренні GPS моніторингу автомобілів відразу піднімають питання про облік палива, ми вирішили коротко описати проблемні моменти, які виникають при впровадженні системи обліку палива.

Трохи про облік витрат палива

Зараз облік витрати палива виконується за допомогою таких датчиків:

1. Витратомір (VZO, проточний датчик, вимірювач потоку).
2. Ємнісний датчик рівня палива.
3. Ультразвуковий датчик рівня палива.
4. Поплавковий магнітострикційний датчик рівня палива.
5. Поплавковий герконовий датчик рівня палива (ще називають магнітним).
6. Поплавковий резистивний датчик рівня палива.

Ультразвукові датчики, при всіх своїх перевагах, відрізняються досить великою ціною (від 600 USD і вище). Датчик являє собою ультразвуковий випромінювач з приймачем. Він ставиться на дно бака з зовнішньої сторони. Передавач посилає короткі ультразвукові імпульси, які проходять через паливо, відбиваються від поверхні рідини і приймаються приймачем. По часу проходження сигналу до поверхні і назад обчислюється рівень палива у баку. Дані датчики не потребують свердління бака, не відбувається прямого контакту датчика з паливом.

Але оскільки поширення звукових хвиль у паливі залежить від його фізичних характеристик, у пристрій зазвичай монтується ще і температурний датчик. Відомості про температуру дають можливість частково компенсувати спотворення показань, пов'язані із зміною фізичних властивостей палива і зміною температури. Вносить свої похибки і розкид щільності палива, наприклад для бензину його дають у рамках 0,68-0,72. Природно, впливає на показники датчика і коливання/плескання палива в баку. Ці явища доводиться фільтрувати математичними методами.

Не треба забувати і про винахідливість водіїв, які роблять самі непередбачувані речі, щоб максимально ускладнити облік витрати палива: від розведення палива маслом, до запускання на мотузочці у бак напівпритопленого поплавка складної форми і доливання у бак спінюючих добавок.

Магнітострикційні датчики мають ще більшу вартість (від 2000 USD) і в основному використовуються для контролю рівня в ємностях з паливом на сховищах і заправках. Принцип дії заснований на зміні властивостей матеріалу під дією магнітного поля поплавка. Випромінювач генерує короткі ультразвукові імпульси, які поширюються по довгому твердотільному стержню. Властивості стержня змінюються у залежності від положення поплавка з магнітом на самому стержні.

Рухомий поплавок переміщається по довгому штоку, тому датчик критичний до відкладання смол та інших забруднень на поверхні штока і внутрішній поверхні поплавка. На заправках і сховищах відкладення видаляються під чам проведення періодичних регламентних робіт, чого практично ніколи не робиться для баків автомобілів.

Резистивні і геркононові датчики частіше використовуються у штатних системах автомобілів і практично не пропонуються на ринку для додаткового контролю зважаючи на свою малу точність, наявність механічного зносу і чутливість до забруднення.

Проточні і ємнісні датчики

На даний момент для транспорту масово використовуються проточні та ємнісні датчики. Їх ми і розглянемо докладніше.

Витратоміри (VZO, проточний датчик, вимірювач потоку).

Рахує об'єм рідини, який через нього пройшов.

Плюси:

1. Досить точне вимірювання об'єму рідини, що протікає.

Мінуси:

1. Висока вартість.
2. Щоб організувати облік витрат палива у дизельних машинах, необхідна установка, як мінімум, двох VZO, ще один на "зворотку", і обчислення різниці потоків. Це збільшує вартість впровадження.
3. У зв'язку з тим, що потік "зворотки" досить великий, у порівнянні з прямим потоком палива, то заявлена ​​виробником точність падає з огляду на те, що паливо кілька разів проходить через VZO, похибка накопичується. При роботі на малих обертах і на холостому ходу похибка може вирости до величезних значень.
4. Дуже критичний до чистоти палива.
5. Взимку на нашому дизельному паливі забивається парафінами та іншими паливними добавками.
6. Змінює гідравлічний опір магістралі, що позначається на потужності при критичних навантаженнях.
7. Не дає реальної картини по об'єму палива у баку (тільки математично розрахований об'єм). Відповідно, неможливо зафіксувати час і місце зливів/заправок.
8. Потребує зміни системи паливної магістралі, що вкрай не вітається сертифікованими сервісними організаціями.

Варіанти обману/саботажу:

1. Цілеспрямоване засмічення витратоміра або повідомлення господареві, що витратомір засмітився, машина глухне, є необхідність пустити паливо безпосередньо, щоб продовжити рейс.
2. Відбір палива під час працюючого двигуна з врізкою між прямим витратоміром і витратоміром по "зворотці".
3. Відбір палива з однієї з форсунок на ходу (де це можливо).
4. Постійна робота двигуна на "холостих" оборотах (стоянки та зупинки), що призводить до багаторазового підвищення похибки показань.

Ємнісний датчик рівня палива

Принцип роботи ємнісного ДРП - замір ємності коаксіального конденсатора при заповненні його рідким діелектриком. Являє собою порожню трубку із стержнем або іншою трубкою всередині. Паливо, заповнюючи порожнину всередині трубки, змінює характеристики конденсатора.

Плюси:

1. Порівняно невелика вартість для заявленої точності (160-200 USD).
2. Дозволяє зафіксувати місця заправок і зливів.
3. Не має рухомих частин, які механічно зношуються.

Мінуси:

1. Потрібна врізка у паливний бак.
2. Сильна залежність показань від діелектричних характеристик заправленого палива. Діелектрична проникність палива сильно відрізняється у різних виробників, а у зв'язку з багаторазовим змішуванням видів палива, і на різних заправках. Впливають як характеристики самого палива, так і внесені присадки.
3. Залежність показань від стану навколишнього середовища: вологості і температури.
4. Зміна характеристик змочуваності обкладок коаксіального конденсатора через відкладення на поверхні смол та інших забруднень.
5. Наявність "мертвої зони". Завжди від дна бака робиться відступ для того, щоб уникнути замикання обкладок наявним у баку конденсатом. При замиканні водою датчик показує взагалі нереальні дані. У результаті цього вимушеного відступу, в цій області датчик не працює.

Варіанти обману/саботажу, що роблять неможливим точний облік витрати палива:

1. Злив палива малим потоком на ходу у заздалегідь встановлену ємність. Швидкість зливу регулюється банальним затискачем від системи переливання крові.
2. Додавання у бак води. Невелика доза води, звичайно, не може значно вплинути на рівень, але підвищить вологість палива, що поведе за собою зміну показань датчика.
3. Додавання у бак присадок з підвищеною діелектричною проникністю. При цьому присадки можуть бути очисними, що підвищують ефективність палива, що протидіють випаданню парафінів і так далі... Результат буде один - спотворення показань датчика.
4. Додавання у бак малих кількостей горілки або спирту. При цьому сильно спотворюються показання датчика в більшу сторону. Особливо ефективні дії по пунктам 2-4 під час заправки автомобіля. Добавка у бак і заправляти можна на N-ну кількість літрів менше. На графіку рівня палива не з'явиться ніяких видимих ​​моментів, що дозволяють розкрити обман.

Таким чином, після всього сказаного, можна зробити висновки, що ідеальних систем обліку, які б дозволили раз і назавжди закрити питання розкрадань палива просто не існує на даний момент. Незалежно від того, скільки грошей Ви вкладете у різні датчики, все одно залишаться лазівки для шахрайства.

А спроби розкрадань палива були, є і будуть. Деякі, досить грамотні водії відстежують всі технічні новинки в області моніторингу та контролю палива, вивчають їх принцип дії. Показове висловлювання одного водія на форумі розробників систем моніторингу. Деякі слова ми вимушено замінили близькими за змістом.

ДУЖЕ НЕДОБРІ ВИ ЛЮДИ

ОБМАНЮВАЛИ ми вашого брата і з цією вашою приблудою ОБМАНЕМО. Ну а не вийде, зіб'ємо до ЧОРТОВОЇ матері всі регулювання на двигуні і нехай перепалює, ЧЕРТ з нею з солярою лише-б вам в кишеню не капала, а то захотіли НЕХОРОШІ ЛЮДИ на чужому КОНІ в рай в'їхати.

"А в баки не лізьте - це наш монастир, там наш статут, водійський."

"І що? - запитаєте Ви, - Ми повинні змиритися з тим, що у нас будуть красти, розслабитися і нічого не робити? Ви нам це пропонуєте?"

Звичайно ж ні! Ми хочемо:

1. Щоб ви не тішили себе ілюзіями про ідеальне технічне рішення, яке Вас повністю захистить від розкрадань палива.

2. Пояснити, що для захисту від розкрадань крім технічних рішень потрібен ще комплекс адміністративних заходів.

3. Запевнити Вас, що мінімізувати розкрадання палива на підприємстві цілком реально.

4. Запропонувати Вам систему обліку, яка заснована на штатному датчику автомобіля. Така система:

a. економить Ваші гроші на придбання дорогих датчиків і їх установку;

b. не вимагає змін схеми топливопроводів, врізки у бак і будь-яких інших конструктивних змін штатних систем автомобіля;

c. вирішує всі ті завдання, які вирішуються і дорогими комплексами контролю.

Якщо Ви зацікавилися, то скажемо кілька слів про цю систему.

Фахівцями моніторингового обладнання RoadKey розроблений унікальний математичний апарат, який на основі даних штатного датчика рівня палива дозволяє:

отримати оцінку поточного рівня палива у баку;

отримати оцінку поточної питомої витрати палива на одиницю пройденого шляху;

у реальному часі детектувати заправки і зливи з визначенням їх обсягу і формувати відповідні події;

відстежувати об'єми заправленого, витраченого і злитого палива у відповідних перманентних (без можливості скидання) лічильниках.

Так званий цифровий фільтр створювався спеціально для того, щоб можна було "витягнути" максимум інформації з отриманих вимірів. Для цього фільтр:

за наявною у трекері інформацією відбраковує потенційно непридатні вимірювання, при цьому враховується поєднання всіх параметрів руху, таких, як швидкість зміни напрямку руху, прискорення транспортного засобу, зміна висоти над рівнем моря і т.д.;

компенсує нестабільність напруги бортової мережі;

підтримує можливість роботи при попаданні у верхню і нижню "мертві" зони датчика.

Реалізовано гнучке налаштування параметрів фільтра. Є спеціальний адаптер-лінеарізатор, що налаштовується, і який дозволяє лінеаризувати вимірювання за допомогою кусочно-лінійної апроксимації і привести їх до потрібної одиниці відліку (наприклад, мілілітри). Фільтр добре себе показав навіть при тестуванні на плоскому горизонтально встановленому баку із звичайним поплавковим датчиком.

Фільтр побудований на унікальному у своєму роді алгоритмі з використанням рекурсивної фільтрації по Калману (див. http://ru.wikipedia.org/wiki/Фильтр_Калмана).

Сервіс GPS моніторингу транспорту WayMaps пропонує Вам впровадження системи, що забезпечує облік витрати палива на основі штатних датчиків автомобіля. Для цього не треба вкладати додаткові гроші, треба протестувати систему і переконатися в її працездатності. Якщо Вас щось не влаштує, то Ви завжди можете повернутися до питання придбання тих чи інших датчиків палива і установки їх на Вашу техніку.