En ingeniería automotriz y aeroespacial, un medidor de combustible es un instrumento utilizado para indicar la cantidad de combustible en un tanque de combustible . [1] En ingeniería eléctrica, el término se utiliza para los circuitos integrados que determinan el estado de carga actual de los acumuladores.
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Tal como se utiliza en los vehículos, el medidor consta de dos partes:
La unidad emisora suele utilizar un flotador conectado a un potenciómetro , normalmente un diseño de tinta impreso en un automóvil moderno. A medida que el tanque se vacía, el flotador cae y desliza un contacto móvil a lo largo de la resistencia, aumentando su resistencia. [2] Además, cuando la resistencia está en un cierto punto, también encenderá una luz de "bajo combustible" en algunos vehículos. [3]
Mientras tanto, la unidad indicadora (generalmente montada en el tablero ) mide y muestra la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de la unidad emisora. Cuando el nivel del tanque es alto y fluye la corriente máxima, la aguja apunta a "F", lo que indica un tanque lleno. Cuando el tanque está vacío y fluye la menor corriente, la aguja apunta a "E" indicando un tanque vacío; algunos vehículos utilizan en su lugar los indicadores "1" (para lleno) y "0" o "R" (para vacío). [4]
El sistema puede ser a prueba de fallos . Si se abre una falla eléctrica, el circuito eléctrico hace que el indicador muestre el tanque vacío (teóricamente provocando que el conductor rellene el tanque) en lugar de lleno (lo que permitiría al conductor quedarse sin combustible sin previo aviso). La corrosión o el desgaste del potenciómetro proporcionará lecturas erróneas del nivel de combustible. Sin embargo, este sistema tiene un riesgo potencial asociado. Se envía una corriente eléctrica a través de la resistencia variable a la que está conectado un flotador, de modo que el valor de la resistencia depende del nivel de combustible. En la mayoría de los medidores de combustible para automóviles, tales resistencias están en el lado interior del medidor, es decir, dentro del tanque de combustible. Enviar corriente a través de una resistencia de este tipo conlleva un riesgo de incendio y de explosión asociado. Estos sensores de resistencia también muestran una mayor tasa de fallas con las adiciones incrementales de alcohol en el combustible de gasolina para automóviles. El alcohol aumenta la velocidad de corrosión en el potenciómetro, ya que es capaz de transportar corriente como el agua. Las aplicaciones de potenciómetros para combustible de alcohol utilizan una metodología de pulso y retención, con el envío de una señal periódica para determinar el nivel de combustible, lo que disminuye el potencial de corrosión. Por lo tanto, se desea la demanda de otro método más seguro y sin contacto para medir el nivel de combustible.
Desde principios de la década de 1990, muchos indicadores de combustible incluyen un ícono con una bomba de combustible y una flecha, que indica el lado del vehículo en el que se encuentra el tanque de combustible. [5] [6] El uso del ícono y la flecha fue inventado en 1986 por Jim Moylan, diseñador de Ford Motor Company . Después de que propuso la idea en abril de 1986, [7] el Ford Escort y el Mercury Tracer de 1989 fueron los primeros vehículos en implementarla. Otras empresas automotrices notaron la adición y comenzaron a incorporarla en sus propios indicadores de combustible. [5] [8]
Los sensores de nivel de combustible de tipo magnetorresistencia , que ahora se están volviendo comunes en aplicaciones de aviones pequeños, ofrecen una alternativa potencial para uso automotriz. Estos sensores de nivel de combustible funcionan de manera similar al ejemplo del potenciómetro, sin embargo, un detector sellado en el pivote del flotador determina la posición angular de un par de imanes en el extremo del pivote del brazo del flotador. Son muy precisos y la electrónica está completamente fuera del combustible. La naturaleza sin contacto de estos sensores aborda el riesgo de incendio y explosión, y también los problemas relacionados con cualquier combinación de combustible o aditivos para la gasolina o cualquier mezcla de combustible con alcohol. Los sensores magnetoresistivos son adecuados para todas las combinaciones de combustible o fluidos, incluidos GLP y GNL. La salida del nivel de combustible para estos transmisores puede ser de voltaje ratiométrico o, preferiblemente, de bus CAN digital. Estos sensores también son a prueba de fallos porque proporcionan una salida de nivel o nada.
Los sistemas que miden grandes tanques de combustible (incluidos los tanques de almacenamiento subterráneos) pueden utilizar el mismo principio electromecánico o pueden utilizar un sensor de presión, [9] a veces conectado a un manómetro de mercurio .
Muchos aviones de transporte grandes utilizan un principio de diseño de indicador de combustible diferente. Un avión puede utilizar varias (alrededor de 30 en un A320) de sondas condensadoras tubulares de bajo voltaje donde el combustible se convierte en dieléctrico . A diferentes niveles de combustible, se miden diferentes valores de capacitancia y por lo tanto se puede determinar el nivel de combustible. En los primeros diseños, los perfiles y valores de las sondas individuales se eligieron para compensar la forma del tanque de combustible y las actitudes de cabeceo y balanceo de la aeronave. En aviones más modernos, las sondas tienden a ser lineales (capacitancia proporcional a la altura del combustible) y la computadora de combustible calcula cuánto combustible hay (ligeramente diferente según los diferentes fabricantes). Esto tiene la ventaja de que se puede identificar una sonda defectuosa y eliminarla de los cálculos de combustible. En total, este sistema puede tener una precisión de más del 99%. Dado que la mayoría de los aviones comerciales sólo llevan a bordo el combustible necesario para el vuelo previsto (con márgenes de seguridad adecuados), el sistema permite preseleccionar la carga de combustible, provocando que se corte el suministro de combustible cuando se ha subido a bordo la carga prevista.
En electrónica hay diferentes IC disponibles, [10] [11] [12] que controlan el estado de carga actual de los acumuladores. Estos dispositivos también se denominan "medidores de combustible".
