انتقل إلى المحتوى
تسجيل الدخولابدأ الآن

انحراف معايرة حساس الوقود: التصحيح الذي يطبقه معظم المكاملين مرتين

بقلم سعيد باعطية · تاريخ النشر:

الجواب المختصر

المجس السعوي في الديزل محصن حراريا تقريبا: فمعامل ثابت العزل ‎0.032‎ بالمئة لكل فهرنهايت يكاد يلغي معامل الكثافة ‎0.033‎، فيقرأ كمية شبيهة بالكتلة بلا تعويض. وإضافة تصحيح حجم حراري فوقه تحسب الأثر مرتين. والانحراف الحقيقي يأتي من خلطة الوقود وهندسة الخزان بدلا من ذلك.

أهم النقاط

  • معاملا ثابت العزل والكثافة الحراريان للديزل هما ‎0.032‎ و‎0.033‎ بالمئة لكل فهرنهايت، فيكادان يتلاشيان في مجس سعوي.
  • وإضافة تصحيح حجم حراري بنمط ASTM D1250 فوق قراءة سعوية خام تحسب الأثر مرتين وتزيد الخطأ سوءا.
  • سماحية الديزل الحيوي ‎3.3‎ مقابل ‎2.2‎ للديزل، أي انتقال بنسبة ‎50‎ بالمئة يقزم مواصفة حساس ‎±1‎ بالمئة.
  • الخزان الأسطواني الأفقي يحتفظ ب‎19.55‎ بالمئة من سعته عند ربع الارتفاع لا ‎25‎، وهو خطأ لا تنجيه دقة أي حساس.
  • لا يوجد مصنع استطعنا قراءته ينشر فترة إعادة معايرة؛ وكل رقم من ذلك على الإنترنت يعود إلى مدونات ثانوية.

01التصحيح المطبق مرتين

اسأل مكاملا ما يتلف دقة مستوى الوقود فتأتي الحرارة أولا. وفيزياء المجس السعوي في الديزل تقول غير ذلك، والسبب دقيق بما يكفي للقياس. فيسجل براءة اختراع أمريكية لقياس السوائل غير التداخلي أن معامل ثابت العزل الحراري لوقود الديزل ‎0.032‎ بالمئة لكل درجة فهرنهايت، بينما معامل الكثافة الحراري لوقود الديزل ‎0.033‎ بالمئة لكل درجة فهرنهايت. وتشرح الوثيقة نفسها لماذا يهم ذلك: فانخفاض كثافة الوقود ينتج أيضا انخفاضا في ثابت عزل الوقود، وهذا يوازن تغير الكثافة مباشرة. فالأثران يسيران في اتجاهين متعاكسين ويكادان يتساويان، فيتلاشيان. وتنص البراءة على الخاصية الناتجة صراحة، ملاحظة استقلالا حراريا جوهريا لوقود الديزل عبر مديات حرارة بين ‎-10‎ و‎190‎ درجة فهرنهايت.

02ما يقيسه المجس فعلا

التلاشي ليس مصادفة، وفهمه يشرح ما تعنيه القراءة. فالمجس السعوي يستجيب لسماحية الوسط بين إلكتروديه، ووقود الهيدروكربون من هذه الفئة له عموما ثابت عزل في نطاق ‎2‎ إلى ‎3‎. وحين يسخن الديزل يتوسع: فالكتلة نفسها تشغل حجما أكبر، فيرتفع المستوى في الخزان، وتهبط كثافته. ويهبط ثابت العزل مع الكثافة، فيرى المجس عمودا أطول من سائل أقل استجابة قليلا. وهذان التغيران يتوازنان، ما يعني أن المجس يبلغ عن شيء أقرب إلى كتلة الوقود الموجود من حجمه. وهذه خاصية مرغوبة، لأن الكتلة هي ما يشتريه الأسطول ويحرقه فعلا، وهي سبب حفاظ مجس سعوي مركب جيدا على قراءته عبر يوم خليجي بلا أي قناة حرارة إطلاقا.

03أين ينتمي التصحيح الحراري فعلا

لا شيء من هذا يجعل ASTM D1250 والفصل ‎11.1‎ من API MPMS خطأ؛ بل يضعهما في موضعهما. فتوجد تلك المعايير تحديدا لأن الحجم يتغير بالحرارة، وتعرف كيف يصحح حجم مقيس إلى حرارة مرجعية. وتتطلب الإجراءات المترية استخدام إجراء الوحدات المعتادة أولا لحساب الكثافة عند ‎60‎ فهرنهايت، ثم تصحيح تلك القيمة أكثر لإعطاء الناتج المتري، وأضافت ASTM حرارة الأساس ‎20‎ درجة مئوية بجانب ‎15‎. ويعبر عن التصحيح كمعامل يقوده معامل توسع حراري عند حرارة الأساس، وذلك المعامل ليس ثابتا واحدا: بل هو ارتباط يعتمد على الكثافة تتغير معاملات K فيه لكل مجموعة سلعية، مع وقوع الديزل في مجموعة زيوت الوقود المعرفة بين نحو ‎-10‎ و‎37‎ درجة API. وكل ذلك ينطبق على قياس حجمي. ولا ينطبق مرة ثانية على قراءة ألغت الأثر أصلا.

04الانحراف الحقيقي الأول: تركيب الوقود

إن لم تكن الحرارة هي الفاعل، فما هو؟ أكبر آلية موثقة هي تغير في الوقود نفسه، لأن السماحية هي بالضبط ما يقيسه المجس. فقد قاس عمل محكم في دورية Sensors ثوابت عزل عند حرارة الغرفة تبلغ ‎2.2‎ للديزل و‎3.3‎ للديزل الحيوي، في ظروف مضبوطة عند ‎21.0‎ ± ‎0.1‎ درجة عبر نطاق ترددي من ‎1‎ هرتز إلى مليون هرتز. وهذا انتقال بنسبة ‎50‎ بالمئة في الخاصية التي يعتمد عليها الحساس. فالمجس المعاير على ديزل خالص ثم المملوء بخلطة سيقرأ زائدا عبر مداه، ويتناسب الخطأ مع نسبة الخلط: نحو ‎2.5‎ بالمئة من المدى على خلطة B5 ونحو ‎10‎ بالمئة على B20. ومقابل خطأ القياس ‎±1‎ بالمئة الذي تنشره Eurosens Dominator، أو ‎±0.5‎ بالمئة الذي تنص عليه SOJI ل LIGO Pro، فتغير الخلطة يطغى على مواصفة الحساس بمرتبة كاملة.

05الانحراف الحقيقي الثاني: شكل الخزان

الآلية الثانية ليست انحرافا في الحساس إطلاقا؛ بل خطأ تحويل لا تنجيه دقة أي حساس. فالخزان الأسطواني الأفقي لا يحتفظ بالحجم بتناسب مع العمق. فمن هندسة القطعة الدائرية المضبوطة، يحتفظ أسطوان أفقي مملوء إلى ربع قطره ب‎19.55‎ بالمئة من سعته لا ‎25‎ بالمئة، وعند ثلاثة أرباع الارتفاع يحتفظ ب‎80.45‎ بالمئة لا ‎75‎. ولذلك فافتراض أن المستوى يتناسب خطيا مع الحجم يخطئ ب‎5.45‎ نقطة مئوية من السعة الكاملة عند تلك النقطتين، ويبلغ الانحراف أقصاه الحقيقي عند نحو ‎5.77‎ نقطة مئوية قرب ‎19‎ بالمئة من الارتفاع. والخطأ صفر فقط عند علامة المنتصف، عند خط المركز. ومقابل حساس مصنف ‎±1‎ بالمئة، يسهم الافتراض الخطي بخمسة أضعاف ميزانية خطأ الحساس نفسه، ويفعل ذلك منهجيا لا عشوائيا.

06ولهذا تكون المعايرة متعددة حدود

جواب القطاع لهندسة الخزان مرئي في كيفية أداء المعايرة فعلا، وهو يؤكد اللاخطية لا يفترض تجاوزها. فإجراء Teltonika الموثق يملأ الخزان بزيادات نحو ‎5‎ إلى ‎10‎ بالمئة والمحرك متوقف، وينتظر نحو ثلاثين ثانية بعد التشغيل لتستقر القراءة، ويسجل الزوج. وحين يكتمل الجدول تنتج العملية أربعة معاملات، a0 وa1 وa2 وa3، وهذه متعددة حدود من الدرجة الثالثة لا معامل قياس خطي. وتنص الشركة المصنعة على أن مزيدا من القياسات يوفر قراءات أدق لاحقا، فعدد النقاط رافعة دقة مباشرة متاحة بلا تكلفة عتاد. وتطلب الشركة المصنعة ل Eurosens جدول معايرة لسبب متصل: فالوعاء الحقيقي يخرج عن الشكل المثالي، وقد تكون به انبعاجات وعناصر داخلية كالسلالم والفتحات، وقد يركب بميل.

07حيث يحتاج القياس الحجمي التصحيح فعلا

التلاشي ينطبق على مجس سعوي لا على كل قياس وقود، والتمييز يحدد أين ينتمي المعيار. فعداد التدفق، أو قراءة عصا قياس محولة عبر جدول قياس، أو فاتورة تسليم، كلها تقيس أو تنص على الحجم مباشرة، والحجم يتغير بالحرارة فعلا. فتلك الأرقام تحتاج التصحيح، ولهذا يجب أن تجرى المطابقة بين إشعار تسليم وقراءة خزان بمصطلحات متسقة: صحح الجهة الحجمية إلى حرارة مرجعية قبل مقارنتها بمجس يبلغ أصلا عن شيء شبيه بالكتلة. وعكس هذا هو ما ينتج فجوة مطابقة موسمية مستمرة لا يغلقها أي قدر من إعادة معايرة الحساس، لأن الحساس لم يكن مصدرها أبدا. والقاعدة قصيرة: صحح الأحجام، واترك القراءة السعوية وحدها.

08التشخيص الذي لا يكلف شيئا

توثق Teltonika فحصا واحدا خلال المعايرة يعمل أيضا ككاشف عطل مدى عمر التركيب، ويجدر تبنيه كقاعدة دائمة. فالفولتيات يجب أن تزيد أو تنقص باتساق عبر نقاط المعايرة؛ وإن صعدت القيم وهبطت بين مستويات وقود مختلفة، فيجب إيجاد المشكلة الكامنة قبل المتابعة. والمنحنى غير الرتيب مستحيل فيزيائيا لحساس مستوى عامل في خزان سليم، فوجوده يثبت عيبا: وصلة مرتخية، أو مجسا يفشل، أو ماء في الخزان، أو عطل أسلاك. وقيمة هذا الفحص أنه يحول شكا غامضا بالانحراف إلى اختبار ثنائي. فأي مشغل يستطيع إعادة تشغيل بضع نقاط معايرة ورؤية هل المنحنى لا يزال رتيبا، وإن لم يكن، فناتج الحساس ليس دليلا على أي شيء حتى يوجد العطل.

09الاتساخ والطلاء، المسارات الميكانيكية البطيئة

مساران للتدهور الفيزيائي موثقان في أدبيات البراءات وإن لم يأت أي منهما بمعدل منشور. فتنص براءة لحساس مستوى تعبئة سعوي بطلاء عازل بوضوح على أن أغشية الأوساخ العازلة تزيف إشارات السعة، وتصف تنويع سمك طلاء الإلكترودات لإزالة ذلك التزييف، فتغيير الاتساخ للقراءة نمط عطل معترف به ومصمم ضده لا إشاعة ميدانية. وتعامل البراءة نفسها استقرار طلاء المجس ذاته طويل المدى كمتطلب صريح، ضامنة ثبات ثابت عزل الطلاء حتى تحت التعرض للماء سنوات عديدة، مع ثابت عزل للطلاء بين ‎2‎ و‎7‎. والماء في خزان ديزل شائع في الظروف الساحلية الرطبة، فكلتا الآليتين حية في الخدمة الخليجية. وما لا يوفره أي مصدر أولي هو معدل انحراف، ما يعني أن الموقف الصادق تحقق دوري لا منحنى تدهور متوقع.

10فترة إعادة المعايرة التي لا ينشرها أحد

يتوقع جواب محدد هنا ولا نستطيع تقديمه بصدق. فقد قرأنا مواصفة Eurosens Dominator الرسمية، وكتالوج RS/CAN الخاص بها، ودليل تشغيلها الكامل؛ ولا واحد منها ينص على فترة إعادة معايرة أو تحقق. وكتالوج LIGO من SOJI يعطي كذلك عمر خدمة متوسطا فقط، منصوصا بعشر سنوات. وفترة ضمان Eurosens ‎60‎ شهرا من تاريخ التصنيع، وهذا شرط تجاري لا جدول معايرة. والأرقام الدائرة على الإنترنت، أعد المعايرة سنويا، أو بعد أول ‎500‎ ساعة، أو حين يتجاوز الانحراف ‎2‎ بالمئة مقابل عصا قياس، تظهر حصرا على مدونات تجميع وتحسين محركات بحث، لا في أي وثيقة مصنع استطعنا الوصول إليها. ففترة إعادة المعايرة قرار هندسي يملكه المشغل، والطريقة القابلة للدفاع لتحديدها من الآليات أعلاه لا من رقم بلا سند.

11جدول تحقق مبني من الآليات

بما أن الآليات معروفة حتى حيث المعدلات ليست كذلك، يمكن للجدول أن يتبع الأحداث التي تغير القراءة فعلا لا التقويم. أعد المعايرة عند تغير مصدر الوقود أو الخلطة، لأن ذلك هو انتقال السماحية الموثق بنسبة ‎50‎ بالمئة وهو تغير خطوي لا انحراف. وأعد المعايرة بعد أي عمل في الخزان أو تلف ميكانيكي أو تغير في زاوية التثبيت، لأن جدول المعايرة يرمز شكل الوعاء الحقيقي وميله. وأعد تشغيل فحص الرتابة دوريا ككاشف عطل رخيص، وتعامل مع الفشل كعطل يوجد لا كمنحنى يعاد ملاءمته. وتحقق مقابل غمس يدوي عند مستوى بعيد عن علامة المنتصف، لأن الافتراض الخطي والهندسة الحقيقية يتفقان عند خط المركز فلا تثبت المقارنة شيئا. ولا تضف تصحيح حجم حراري إلى قراءة سعوية خام.

12ما تعد به مواصفة الحساس وما لا تعد به

قراءة الأرقام المنشورة بدقة تمنع سوء فهم شائع. فتنص Eurosens Dominator على خطأ قياس ‎±1‎ بالمئة، ومدى تشغيل محيط ‎-40‎ إلى ‎+85‎ درجة، وحماية IP67، وتغذية ‎9‎ إلى ‎32‎ فولت، وخرج RS-485. وتنشر SOJI خطأ قياس ‎±0.5‎ بالمئة ل LIGO Pro عبر نسخ خرجه، بمدى تشغيل ‎-40‎ إلى ‎+85‎ درجة، وطول حتى ‎6000‎ مليمتر، وحساس حرارة داخلي بخطأ أدنى من ‎0.6‎ درجة. وتسوق SOJI أيضا دقة تصل إلى ‎99.5‎ بالمئة، لكنها تقيدها بأنها قابلة للتحقيق في ظروف معينة، وذلك متمم رقم جدول ‎±0.5‎ بالمئة لا ادعاء مستقل. ولا واحد من تلك الأرقام ميزانية انحراف طويل المدى. بل تصف دقة تحويل ساكنة في ظروف منصوصة، ولهذا لا يمكن استخدامها للتنبؤ بمقدار حركة قراءة خلال سنة.

13ما لا تدعيه ENTEK.AI هنا

ثلاثة غيابات مقصودة. فلا ننشر فترة إعادة معايرة، لأن لا وثيقة مصنع استطعنا قراءتها تنص على واحدة، واختراع رقم معقول سيكون أسوأ من الفراغ. ولا ننشر معدل اتساخ رقميا، لأن أدبيات البراءات تؤكد الآلية لكن لا مصدر أولي يكممها. وأرقام هندسة الخزان هنا حسابنا الخاص من صيغة القطعة الدائرية المضبوطة لا اقتباسا من الفصل ‎2.2‎ من API، وهو محجوب بدفع، فهي منصوصة كمحسوبة وقابلة للتكرار من أي شخص بالصيغة نفسها، ولهذا نرتاح لنشرها حيث لن ننشر رقم مصنع غير قابل للتحقق. ولا ننشر أيضا إحصاءات انحراف من قاعدتنا المركبة، لأننا لم نجر ذلك كدراسة مؤرخة بمنهج وحجم عينة معلنين.

ما يحرك قراءة مستوى الوقود فعلا، وما يفعل بكل منها
الآليةالمقدارهل هو انحراف؟الإجراء الصحيح
الحرارة، مجس سعويتكاد تتلاشى (‎0.032‎ مقابل ‎0.033‎ ٪/فهرنهايت)لالا تفعل شيئا، فإضافة تصحيح تحسب مرتين
تغير خلطة الوقود (من B0 إلى B20)نحو ‎10‎ بالمئة من المدىلا، تغير خطويأعد المعايرة عند تغير المصدر
هندسة الخزان، الافتراض الخطي‎5.45‎ نقطة عند ربع الارتفاع، وذروة ‎5.77‎لا، خطأ تحويللائم متعددة حدود من جدول معايرة
اتساخ المجس / غشاء أوساخموثق، بلا معدل منشورنعم، بطيءفحص رتابة دوري
تغير الطلاء من التعرض للماءمصمم ضده؛ بلا معدل منشورنعم، بطيء جداتحقق مقابل غمس يدوي
زاوية التثبيت أو تلف الخزانيعتمد على الوعاءلا، تغير خطويأعد المعايرة بعد أي عمل في الخزان
منحنى معايرة غير رتيباعتباطي، قد يقلب القراءاتلا، عطلأوجد العطل قبل الثقة بالخرج

الأرقام ومصادرها

أسئلة شائعة

هل ينبغي تطبيق تصحيح حراري على قراءة حساس الوقود السعوي لدي؟

لا. فمعامل ثابت العزل الحراري للديزل ‎0.032‎ بالمئة لكل فهرنهايت يكاد يلغي معامل كثافته ‎0.033‎، فالمجس يقرأ أصلا كمية شبيهة بالكتلة عبر نحو ‎-23‎ إلى ‎88‎ درجة. وإضافة تصحيح حجم بنمط ASTM D1250 فوقه يحسب الأثر مرتين ويزيد الخطأ.

لماذا تغيرت قراءاتي بعد تغيير مورد الوقود؟

على الأرجح تغير خلطة. فالسماحية المقيسة ‎2.2‎ للديزل و‎3.3‎ للديزل الحيوي، فالمجس المعاير على ديزل خالص يقرأ زائدا على خلطة، نحو ‎2.5‎ بالمئة من المدى على B5 ونحو ‎10‎ بالمئة على B20، وهذا يقزم مواصفة حساس ‎±1‎ بالمئة. فأعد المعايرة عند أي تغير مصدر.

كل متى ينبغي إعادة معايرة حساس مستوى الوقود؟

لا وثيقة مصنع استطعنا قراءتها تنشر فترة، لا مواصفة Eurosens ولا كتالوجها ولا دليل تشغيلها، ولا كتالوج SOJI. وأرقام مثل "سنويا" تظهر على مدونات تجميع فقط. فأطلق إعادة المعايرة على الأحداث بدلا من ذلك: تغير خلطة الوقود، أو عمل في الخزان، أو تغير تثبيت، أو فشل فحص رتابة.

لماذا يقرأ خزاني الأفقي خطأ في وسط مداه؟

لأن الحجم لا يتناسب مع العمق في أسطوان. فعند ربع الارتفاع يحتفظ أسطوان أفقي ب‎19.55‎ بالمئة من السعة لا ‎25‎، فالافتراض الخطي يخطئ ب‎5.45‎ نقطة مئوية هناك، بذروة قرب ‎5.77‎ نقطة عند نحو ‎19‎ بالمئة من الارتفاع. وهو مضبوط فقط عند خط المركز في المنتصف.

كيف أفرق بين الانحراف والعطل؟

شغل فحص الرتابة الذي توثقه Teltonika: فالفولتيات يجب أن تزيد أو تنقص باتساق عبر نقاط المعايرة. والمنحنى الذي يصعد ويهبط بين المستويات مستحيل فيزيائيا لتركيب سليم، فهو يثبت عيبا، وصلة مرتخية أو مجسا يفشل أو ماء في الخزان، لا انحرافا تدريجيا.

المصادر

مقالات ذات صلة