工程实战 | 基于F1赛车级技术的超声波燃油流量计：HORIBA RealFlow 硬件集成与数据应用详解

在发动机研发、排放认证（WLTP/RDE）以及新能源系统测试中，燃油流量的精确测量一直是关键挑战。传统方法如碳平衡法存在滞后性与间接误差，而机械式流量计则受限于振动、寿命与低速精度。

今天我们要解析的是一款源自 F1赛车技术、由 HORIBA 推出的 RealFlow 超声波燃油流量传感器。它不仅将赛道级精度带入实验室，更以 无活动部件、高抗震、多输出接口 等特性，成为硬实时燃油数据采集的理想选择。

RealFlow 核心硬件

.1 物理规格与安装

• 尺寸：总长仅约 94.25mm，直径 46mm，重量 330g

• 连接口：-6AN 标准燃油管路接口（9/16" UNF 螺纹），兼容常用燃油管路

• 工作环境：-40℃ ~ +120℃，IP68K 防护（连接器对接后）

• 最大耐压：20 bar

其紧凑设计与宽温域支持直接安装在发动机舱内，适用于台架与实车测试。

.2 电气接口与引脚定义

RealFlow 使用 Deutsch ASDD006-09PC-HE 连接器，引脚功能如下：

引脚	信号	说明
1	Supply +	供电 +8V ~ 39V DC
2	CAN_H	CAN 高电平
3	CAN_L	CAN 低电平
4	TTL Pulse	可配置脉冲输出（0~5V）
5	Analog Out	模拟量输出 0~10V（16-bit）
6	Comms A	配置串口 A（3.3V）
7	Comms B	配置串口 B
8	CAN Select	CAN 模式选择
9	GND	电源地

.3 供电与通信特性

• 供电：宽压 8~39V，典型电流 < 70mA @12V

• CAN 接口：支持 ISO 11898-2，波特率 1 Mbps，标准 11-bit 标识符

• TTL 输出：每毫升燃油可输出可配置脉冲数（默认 3000 pulses/cc）

• 模拟输出：0~10V 对应流量全程，内阻 47Ω，负载建议 >1kΩ

数据采集与系统集成方案

.1 实时数据流

• 内部采样率：2.2 kHz

• 输出更新率：1.1 kHz

• 精度：±0.5% of reading

• 重复性：±0.15% of reading

• 调节比（Turndown Ratio）：1990:1，涵盖极小到大流量

.2 CAN 协议示例（示意图）

RealFlow 的 CAN 报文通常包含：

• ID 区：传感器标识与状态

• 数据域：流量值（ml/min）、流体温度、传感器诊断位

• 支持多传感器组网，适用于多缸或双燃料系统测试

3 与现有系统集成

• 通过 CAN 卡（如 Kvaser、Vector、PEAK）接入上位机

• 通过 PLC 或嵌入式控制器 读取模拟量或脉冲信号

• 搭配 HORIBA STARS 或第三方标定软件 实现实时监控与记录

校准与多流体应用

.1 出厂校准与现场验证

• 出厂按 ISO17025 标准校准，默认支持 E10 汽油或 B7 柴油

• 提供密度补偿选配，适用于未知组分燃料

• 用户可通过串口（Pin6/Pin7）进行简易零点/跨度验证

.2 多流体支持（需定制校准）

• 汽油、柴油、生物柴油（B100）

• 乙醇（E85）、甲醇（M100）

• 冷却液（乙二醇基）、Adblue（尿素溶液）

• 定制校准需提供流体物性参数（密度、声速等）

在WLTP/RDE测试中的实战应用

.1 测试搭建建议

1. 将 RealFlow 串联在高压燃油轨之前

2. 确保传感器处于满管状态，避免气穴

3. CAN 线束建议双绞屏蔽，远离高压线束

4. 电源建议从车辆蓄电池直接取电，避免 ECU 电源噪声

.2 数据后处理亮点

• 可捕捉 燃油回流现象（负流量）

• 高频数据支持瞬态油耗分析（Tip-in/Tip-out）

• 与 ECU 内部燃油模型进行交叉验证

• 用于 OBD 油耗监控算法的标定与验证

HORIBA RealFlow 不仅仅是一个流量计，更是一个高精度、高带宽的燃油数据源。其特点可总结为：

• ✅ 赛车级可靠性：无活动部件，抗振强，适于车载

• ✅ 工程级易集成：多种输出，宽压供电，标准接口

• ✅ 实验室级精度：±0.5% 精度，1.1kHz 刷新率

• ✅ 高拓展性：支持多燃料、冷却液等定制应用

对于从事发动机标定、排放测试、新能源系统开发或燃油系统诊断的工程师而言，RealFlow 提供了一种接近“物理真相”的测量手段，让数据驱动开发真正落到实处。详细信息，搜索广州智维电子联系。提供免费技术支持；