تعد المستشعرات جزءًا مهمًا من معظم المركبات، خاصة عند تحديد مستوى الوقود في السيارات والطائرات. في حين أن نفاد الوقود قد يكون غير مريح ومكلف عند قيادة السيارة، إلا أنه في الطائرة قد يكون له عواقب وخيمة. في هذه المقالة، نلقي نظرة على عمل مستشعرات مستوى الوقود هذه.
تسمح مستشعرات مستوى الوقود، المعروفة أيضًا باسم مقاييس الوقود، للسائقين بمراقبة استهلاك الوقود ومساعدتهم على تحديد وقت إعادة ملء الخزان. تتكون من مكونين رئيسيين نظام الاستشعار نفسه (المعروف أيضًا باسم المرسل) والمؤشر (يشار إليه أيضًا باسم المقياس).
تعمل مقاييس الوقود عن طريق قياس الجهد عبر المقاوم المتغير داخل نظام الاستشعار، لتحديد مستوى الوقود ؛ والتي يتم نقلها بعد ذلك إلى السائق عبر نظام الإشارة. تعمل العديد من المكونات داخل نظام الاستشعار، مما يمكّنه من اكتشاف كمية الوقود الموجودة في الخزان، بما في ذلك مفتاح التعويم، والمقاوم المتغير، والممسحة. نظام الاستشعار بسيط نسبيًا مقارنة بأجهزة الاستشعار الأخرى المنتجة حاليًا، على الرغم من أن أنظمة الاستشعار الأحدث يمكنها أيضًا استخدام المعالجات الدقيقة لقياسات أسرع وأكثر دقة.
يقع نظام الاستشعار في خزان الوقود ويتكون من عوامة – عادة ما تكون مصنوعة من الرغوة ومتصلة بقضيب معدني مشغل – متصلة بمقاوم متغير. غالبًا ما تتكون المقاومات المتغيرة المستخدمة في مستشعرات مستويات الوقود من مادة مقاومة، حيث يتم توصيل أحد طرفيها بالأرض، مع ممسحة (تشبه إلى حد كبير ممسحة الزجاج الأمامي الصغيرة جدًا) تتحرك فوق المادة المقاومة أثناء تحرك العوامة. عندما يتحرك العوامة بسبب تغير مستويات الوقود، تتحرك الماسحة عبر المقاوم، مما يتسبب في تغيير الجهد. يعني اتجاه الماسحة أن أعلى مقاومة يتم اختبارها عبر المقاوم عندما يكون الخزان فارغًا. في هذه المرحلة، تكون المساحات أيضًا بعيدة قدر الإمكان عن الطرف الأرضي للمقاوم. ثم يتم تمرير التغيير في التيار إلى المؤشر الذي بدوره يغير القراءة.
ومع ذلك، غالبًا ما تكون مستشعرات مستوى الوقود في السيارات غير دقيقة، خاصة عند القيادة بخزان ممتلئ. في هذا السيناريو، سترتفع العوامة إلى أعلى الخزان، مع عودة الماسحة إلى الطرف الأرضي للمقاوم، مما ينتج عنه مقاومة صغيرة وتمر تيار مرتفع عبر المستشعر. مع انخفاض العوامة في الارتفاع، تتغير المقاومة ؛ لكن المقياس سيظل غالبًا “ممتلئًا” لبعض الوقت. هذا لأنه عندما يكون خزان الوقود ممتلئًا، لا يمكن للطفو وضع نفسه فوق الوقود، حيث يتم حظره بواسطة الخزان أو يكون مقيدًا بمدى وصول قضيب التشغيل المتصل به ؛ مما يعني أن العوامة تصبح مغمورة عند امتلاء الخزان. هذا يؤدي إلى قراءات غير دقيقة حتى ينخفض الوقود إلى مستوى يمكن أن يجلس فيه العوامة على القمة، مما يسمح للمقاومة بالتغير.
وبالمثل، عندما يكون الوقود منخفضًا، لا يمتد القضيب في كثير من الأحيان إلى نهاية الخزان، مما يتسبب في أن يشير المقياس إلى وجود خزان فارغ عند وجود بعض الوقود في الواقع.
مستشعرات مستوى وقود الطائرات
تستخدم بعض الطائرات الأصغر نفس آليات الاستشعار التي تستخدمها السيارات في مستشعرات مستوى الوقود الخاصة بها ؛ ومع ذلك، في الطائرات الكبيرة، يتم استخدام عدد من أجهزة الاستشعار لتغطية الحجم المتزايد لخزان الوقود. من الضروري للطائرات أن تتجنب الأخطاء الموجودة في بعض مستشعرات مستوى وقود السيارات، حيث أن المخاطر أعلى بكثير – فقد يكون لفقدان الوقود عواقب وخيمة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون أجهزة الاستشعار المستخدمة في الطائرات قادرة على التعامل مع التغيرات في الارتفاع ؛ لذلك، فهي أكثر تطوراً من مستشعرات مستوى الوقود بالموجات فوق الصوتية للسيارات. تعتمد الطائرات عادةً على أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية أو أجهزة استشعار السعة.