基于角位感应的液位高度修正检测方法技术

本发明专利技术公开了基于角位感应的液位高度修正检测方法，包括设在液箱底部且用于放置预设的液位监测装置的监测点A，其中，该监测点A在X轴方向和Y轴方向上与液箱底部的物理中心点O之间的间距分别为横向间距a和纵向间距b；所述液位监测装置包括有用于实时检测监测点A至液面间的竖直高度的液位检测单元、用于实时检测液箱相对X轴方向和Y轴方向上倾斜的横倾角度α和纵倾角度β的角位检测单元以及用于数据处理的处理单元；通过上述各个单元相互配合以修正液箱倾斜的液位高度，所检测得出的液位高度值准确，误差小，同时避免人为观测的误差，避免了液箱倾斜对液位高度检测造成的影响。

Detection method of liquid level height correction based on angular induction

The invention discloses a liquid level height correction detection method based on angular position sensing, including a monitoring point A located at the bottom of the liquid tank and used for placing a preset liquid level monitoring device, wherein the distance between the monitoring point A and the physical center point O at the bottom of the liquid tank in the direction of the X axis and the Y axis is a horizontal distance a and a longitudinal distance b respectively. The liquid level monitoring device comprises a liquid level detecting unit for real-time detecting the vertical height between the monitoring point A and the liquid level, a position detecting unit for real-time detecting the inclination angle alpha and the inclination angle beta of the liquid tank relative to the X-axis direction and the Y-axis direction, and a processing unit for data processing through each of the above-mentioned units. With the help of correcting the liquid level height of the liquid tank tilt, the liquid level height detected is accurate, and the error is small. At the same time, the error of artificial observation is avoided, and the influence of the liquid tank tilt on the liquid level height detection is avoided.

【技术实现步骤摘要】
基于角位感应的液位高度修正检测方法
本专利技术涉及液位修正检测的
，尤其是指基于角位感应的液位高度修正检测方法。
技术介绍
众所周知，在检测非静止的容器里的液位高度时，检测精度往往会受到容器倾斜的影响。倾斜造成的液位高度误差，比较常见的情况如汽车在斜坡停车时，同样的油箱余油量，车头朝上坡方向和车头朝下坡方向，仪表盘上油箱油量显示就会有明显的区别。而在船舶燃油管理方面的影响更明显，在船舶装/卸货时，空载或满载、船头重或船尾重、装卸两地的水文情况不同等，都会引起船舶的纵倾和横倾，对船舶燃油存量的检测都会造成影响。据长时间对内河船舶的观察和统计，例如五米宽、两米高、容积10吨左右的油舱，在存油量没改变的情况下，油舱的液位高度因为纵倾或横倾，经常会差8~10厘米，这个误差高度通过舱容表换算成存油量，相当于800~1000kG的燃油。由于误差的存在。对于船舶经营、燃油管理等方面造成很大的困惑。目前，在船舶经营管理和燃油管理方面，船舶为了提高管理水平和信息化数据采集，通常采用电子式的液位计测量液位高度，符合船上使用的电子式液位计有压力感应型的、电容型的、超声波型的、激光型的、雷达型等原理。电子液位计采集到的数据再结合船舶油舱舱容表换算成存油量。为了减少误差，电子式的液位计的安装位置一般都装在受到倾斜影响尽可能小的位置，但是由于安装条件受限，绝大部分情况下电子液位计都无法直接检测出油舱底部物理中心点到液面的液位高度，即便能够安装到油舱底部物理中心点，船舶倾斜造成的误差影响仍然很明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够修正因船舶倾斜而造成的测量误差、基于角位感应的液位高度修正测量方法。为了实现上述的目的，本专利技术所提供的基于角位感应的液位高度修正检测方法，包括设在液箱底部且用于放置预设的液位监测装置的监测点A，其中，该监测点A在X轴方向和Y轴方向上与液箱底部的物理中心点O之间的间距分别为横向间距a和纵向间距b；所述液位监测装置包括有用于实时检测监测点A至液面间的竖直高度的液位检测单元、用于实时检测液箱相对X轴方向和Y轴方向上倾斜的横倾角度α和纵倾角度β的角位检测单元以及用于数据处理的处理单元；通过上述各个单元相互配合以修正液箱倾斜的液位高度，其中，液位高度修正检测方法的步骤包括：所述液位检测单元实时检测监测点A至液面间的竖直高度h，并传输至处理单元；所述角位检测单元实时检测液箱的横倾角度α和纵倾角度β，并传输至处理单元，处理单元基于竖直高度h、横倾角度α、纵倾角度β、横向间距a和纵向间距b进行数据修正以计算出液箱不倾斜时的液位高度p。进一步，所述竖直高度h为监测点A在竖直方向上与液面的竖直交点B之间的间距值，监测点A在Z轴方向上与液面相交于监测原点J且监测点A与监测原点J之间的距离为第一竖向间距c，其中，所述竖直交点B沿平行XY平面方向与监测点A和监测原点J之间的连线AJ相交于平行交点K，所述处理单元基于竖直高度h、横倾角度α和纵倾角度β分别计算出监测点A至平行交点K、平行交点K至监测原点J之间的间距值，其中，监测点A至平行交点K的间距值加上平行交点K至监测原点J的间距值等于第一竖向间距c。进一步，所述监测点A沿平行液面方向与Z轴的交点L，且该交点L与物理中心点O之间的距离为第二竖向间距d，其中，所述处理模块基于横倾角度α、纵倾角度β、横向间距a和纵向间距b以计算出第二竖向间距d。进一步，所述处理模块基于第一竖向间距c和第二竖向间距d以修正计算出液箱不倾斜时的液位高度p，其中，所述液箱不倾斜时的液位高度p为第一竖向间距c与第二竖向间距d之间的差值。进一步，所述角位检测单元为用于检测液箱分别沿X轴方向和Y轴方向上的角速度的加速度传感器，从而根据所检测的角速度分别确定出横倾角度α和纵倾角度β。本专利技术采用上述的方案，其有益效果在于：通过处理单元基于竖直高度h、横倾角度α、纵倾角度β、横向间距a和纵向间距b进行数据修正以计算出液箱不倾斜时的液位高度p，即通过检测液箱底部任意点的液位高度，通过该点到液箱底部的物理中心点的偏移距离，从而得出液箱的物理中心点的真实液位高度，从而保证数据一致性，所检测得出的液位高度值准确，误差小，同时避免人为观测的误差，避免了液箱倾斜对液位高度检测造成的影响。附图说明图1为本专利技术的液箱未倾斜时的结构示意图。图2为本专利技术的液箱沿X轴方向和Y轴方向倾斜时的结构示意图。图3为本专利技术的液箱沿X轴方向或Y轴方向倾斜时的结构示意图。。其中，1-液箱，2-液面。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。参见附图1所示，在本实施例中，基于角位感应的液位高度修正检测方法，包括有设在也想底部且用于放置预设有的液位检测装置的监测点A，其中，该监测点A在X轴方向和Y轴方向上与液箱1底部的物理中心点O之间的间距分别为横向间距a和纵向间距b，为了便于对实施例方案的理解，本实施例的物理中心点O作为XYZ坐标系的原点，过物理中心点O的横向则作为X轴方向，过物理中心点O的纵向则作为Y轴方向，过物理中心点O的竖向则作为Z轴方向；监测点A可根据实际液箱1情况选择合适的位置，而在本实施例中，将监测点设置在XYZ坐标系的第一象限，从而在实际情况中，通过预先确定监测点A所处的位置以确定出横向间距a和纵向间距b的数值。在本实施例中，液位监测装置包括有用于实时检测监测点A至液面2间的竖直高度的液位检测单元、用于实时检测液箱1在X轴方向和Y轴方向上倾斜的横倾角度α和纵倾角度β的角位检测单元、用于数据处理的处理单元以及用于数据输出的数据输出单元，其中，液位检测单元、角位检测单元和数据输出单元均与处理单元相通信。另外，在启动液位检测装置的时候，将预先检测的横向间距a和纵向间距b的数值手动输入至处理单元中（经处理单元所预设有的输入模块将横向间距a和纵向间距b的数值输入至处理单元）。通过液位检测单元、角位检测单元和数据输出单元相互配合以修正液箱1倾斜的液位高度，其中，本实施例的液位高度修正检测方法包括有以下步骤：液位检测单元实时检测监测点A至液面2间的竖直高度h，并传输至处理单元，较为检测单元实时检测液箱1在X轴方向和Y轴方向上倾斜的横倾角度α和纵倾角度β，并传输至处理单元，从而处理单元基于竖直高度h、横倾角度α、纵倾角度β、横向间距a和纵向间距b进行数据修正以计算出液箱1不倾斜时的液位高度p，再通过数据输出单元将液箱1不倾斜时的液位高度p输出，以便于检测人员实时查看。在本实施例中，竖直高度h为监测点A在竖直方向上与液面2的竖直交点B之间的间距值；监测点A在Z轴方向上与液面2相交于监测原点J且监测点A与监测原点J之间的距离为第一竖向间距c,其中，竖直交点B沿平行XY平面方向与监测点A和监测原点J之间的连线AJ相交于平行交点K，处理单元基于竖直高度h、横倾角度α和纵倾角度β分别计算监测点A至平行交点K、平行交点K至监测原点J之间的间距值，其中，监测点A至平行交点K的间距值加上平行交点K至监测原点J的间距值等于第一竖向间距c。为了便于对上述的处理单元计算得出第一竖向间距c的理解，现特对其原理做进一步说明：根据勾股定理及几何体线面关系可得知，在液箱1发生倾斜后，竖直交点B相对与XY平面发生在X轴方向和Y轴方向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于角位感应的液位高度修正检测方法，其特征在于：包括设在液箱（1）底部且用于放置预设的液位监测装置的监测点A，其中，该监测点A在X轴方向和Y轴方向上与液箱（1）底部的物理中心点O之间的间距分别为横向间距a和纵向间距b；所述液位监测装置包括有用于实时检测监测点A至液面（2）间的竖直高度的液位检测单元、用于实时检测液箱（1）相对X轴方向和Y轴方向上倾斜的横倾角度α和纵倾角度β的角位检测单元以及用于数据处理的处理单元；通过上述各个单元相互配合以修正液箱（1）倾斜的液位高度，其中，液位高度修正检测方法的步骤包括：所述液位检测单元实时检测监测点A至液面（2）间的竖直高度h，并传输至处理单元；所述角位检测单元实时检测液箱（1）的横倾角度α和纵倾角度β，并传输至处理单元，处理单元基于竖直高度h、横倾角度α、纵倾角度β、横向间距a和纵向间距b进行数据修正以计算出液箱（1）不倾斜时的液位高度p。

【技术特征摘要】
1.基于角位感应的液位高度修正检测方法，其特征在于：包括设在液箱（1）底部且用于放置预设的液位监测装置的监测点A，其中，该监测点A在X轴方向和Y轴方向上与液箱（1）底部的物理中心点O之间的间距分别为横向间距a和纵向间距b；所述液位监测装置包括有用于实时检测监测点A至液面（2）间的竖直高度的液位检测单元、用于实时检测液箱（1）相对X轴方向和Y轴方向上倾斜的横倾角度α和纵倾角度β的角位检测单元以及用于数据处理的处理单元；通过上述各个单元相互配合以修正液箱（1）倾斜的液位高度，其中，液位高度修正检测方法的步骤包括：所述液位检测单元实时检测监测点A至液面（2）间的竖直高度h，并传输至处理单元；所述角位检测单元实时检测液箱（1）的横倾角度α和纵倾角度β，并传输至处理单元，处理单元基于竖直高度h、横倾角度α、纵倾角度β、横向间距a和纵向间距b进行数据修正以计算出液箱（1）不倾斜时的液位高度p。2.根据权利要求1所述的基于角位感应的液位高度修正检测方法，其特征在于：所述竖直高度h为监测点A在竖直方向上与液面（2）的竖直交点B之间的间距值，监测点A在Z轴方向上与液面（2）相交于监测原点J且监测点A与监测原点J之间的距离为第一竖向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵，
申请(专利权)人：广州市航易信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44