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.
.jpg/1280px-Fuel_gauge_(Toyota_Corolla).jpg)
Tal como se utiliza en los vehículos, el medidor consta de dos partes:
La unidad de envío suele utilizar un flotador conectado a un potenciómetro , normalmente un diseño de tinta impresa 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, lo que aumenta su resistencia. [2] Además, cuando la resistencia está en un punto determinado, también encenderá una luz de "combustible bajo" en algunos vehículos. [3]
Mientras tanto, la unidad indicadora (normalmente montada en el salpicadero ) mide y muestra la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de la unidad de envío. Cuando el nivel del depósito es alto y fluye la máxima corriente, la aguja apunta a la "F", lo que indica que el depósito está lleno. Cuando el depósito está vacío y fluye la menor corriente, la aguja apunta a la "E", lo que indica que el depósito está vacío; algunos vehículos utilizan los indicadores "1" (para lleno) y "0" (para vacío) o "R" (para reserva) en su lugar. [4]
El sistema puede ser a prueba de fallos . Si se abre una falla eléctrica, el circuito eléctrico hace que el indicador muestre que el tanque está vacío (provocando teóricamente al conductor a rellenar el tanque) en lugar de lleno (lo que permitiría al conductor quedarse sin combustible sin previo aviso). La corrosión o el desgaste del potenciómetro proporcionarán 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, dichas resistencias se encuentran en el lado interno del medidor, es decir, dentro del tanque de combustible. El envío de corriente a través de una resistencia de este tipo tiene un riesgo de incendio y un riesgo 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 tasa 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 una señal periódica que se envía para determinar el nivel de combustible, lo que reduce el potencial de corrosión. Por lo tanto, se desea otro método más seguro y sin contacto para el nivel de combustible.
Desde principios de la década de 1990, muchos indicadores de combustible han incluido un icono con una bomba de combustible y una flecha, que indica el lado del vehículo en el que se encuentra el depósito de combustible. [5] [6] El uso del icono y la flecha fue inventado en 1986 por Jim Moylan, un diseñador de Ford Motor Company . Después de que propusiera la idea en abril de 1986, [7] el Ford Escort y el Mercury Tracer de 1989 fueron los primeros vehículos en verlo implementado. Otras compañías automotrices notaron la adición y comenzaron a incorporarla en sus propios indicadores de combustible. [5] [8]
Los sensores de nivel de combustible de tipo magnetorresistente , que ahora se están volviendo comunes en aplicaciones de aeronaves pequeñas, 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. Estos 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 gasolina o cualquier mezcla de combustible con alcohol. Los sensores magnetorresistentes son adecuados para todas las combinaciones de combustible o fluido, incluidos GLP y GNL. La salida de nivel de combustible para estos sensores puede ser de voltaje ratiométrico o preferiblemente digital de bus CAN . Estos sensores también son a prueba de fallas , ya que brindan 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 de gran tamaño utilizan un principio de diseño de indicador de combustible diferente. Un avión puede utilizar una cantidad (alrededor de 30 en un A320) de sondas de condensador tubulares de bajo voltaje donde el combustible se convierte en el 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 del avión. En los aviones más modernos, las sondas tienden a ser lineales (la capacitancia es proporcional a la altura del combustible) y el ordenador de combustible calcula cuánto combustible hay (ligeramente diferente en 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 solo llevan a bordo el combustible necesario para el vuelo previsto (con los márgenes de seguridad adecuados), el sistema permite preseleccionar la carga de combustible, lo que hace que se corte el suministro de combustible cuando se ha llevado a bordo la carga prevista.
En electrónica existen diferentes circuitos integrados [10] [11] [12] que controlan el estado actual de carga de los acumuladores. Estos dispositivos también se denominan "indicadores de combustible".
