液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法技术

技术编号:23339675 阅读:59 留言:0更新日期:2020-02-15 02:45
本公开提供了一种液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法,涉及测试技术领域,其中的液位传感器包括:液位检测装置和运算处理装置;液位检测装置包括:呈等边三角形布置的三个检测探头机构,其中,通过三个检测探头机构采集容器内的三个液位高度信息;运算处理装置基于三个液位高度信息以及三个检测探头机构的安装位置信息确定三个检测探头机构在容器中的安装面相对于水平面的倾角以及容器的液位高度信息。本公开的液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法,能够补偿容器处在不同姿态带来的测量误差,能够准确提供容器的倾斜角度信息;结构简单、可靠性高、安装自由度高,能够获得测量准确、精度高的液位信息。

Liquid level sensor, container, aircraft and liquid level detection method

【技术实现步骤摘要】
液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法
本公开涉及测试
,尤其涉及一种液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法。
技术介绍
目前,对于容器内的液位检测通常使用液位传感器,容器可以为飞机、汽车等的油箱或燃料箱等,液位传感器为电容式液位传感器等。目前,当容器处于水平时,液位传感器的检测值比较准确,但当容器的姿态发生变化时,液位传感器的检测值准确度较低。例如,在飞机平飞的状态下,液位传感器测得的油箱中油料的液位信息是准确信息,而在飞行姿态发生变化的情况下,液位传感器测得的油箱中油料的液位信息并不能准确反映油箱实际油量,液位信息的不准确会导致对发动机系统健康状态的判断错误。因此,需要一种新的液位检测技术方案。
技术实现思路
有鉴于此,本公开要解决的一个技术问题是提供一种液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法。根据本公开的一个方面,提供一种液位传感器,包括:液位检测装置和运算处理装置;所述液位检测装置包括:呈等边三角形布置的三个检测探头机构,其中,通过所述三个检测探头机构采集容器内的三个液位高度信息;所述运算处理装置基于所述三个液位高度信息以及所述三个检测探头机构的安装位置信息确定所述三个检测探头机构在所述容器中的安装面相对于水平面的倾角以及所述容器的液位高度信息。可选地,所述检测探头机构包括:电容式检测探头。可选地,所述电容式检测探头包括:外探极和内探极;所述外探极和所述内探极呈管状结构并且高度相同,所述内探极套设在所述外探极内形成同轴结构。可选地,三个检测探头机构都安装在所述容器内的底壁上并呈等边三角形布置的,其中,两个检测探头机构在所述底壁上的第一安装点与容器中心位置位于一条直线上;所述运算处理装置基于通过三个检测探头机构采集的三个液位高度值、所述两个第一安装点之间的第一距离值确定所述底壁与所述容器内液面的倾角值。可选地,所述运算处理装置确定所述倾角值为:其中,θ为所述倾角值;h1、h2、h3为三个液位高度值;H0=min(h1,h2,h3);H1=max(h1,h2,h3)-H0;H2=h1+h2+h3-3H0-H1;a为两个第一安装点之间的第一距离值。可选地,所述运算处理装置基于所述倾角值、所述三个液位高度值、所述第一距离值、所述两个第一安装点中距离容器中心位置较近的第一安装点与容器中心位置之间的第二距离值确定所述容器中心的液位高度。可选地,所述运算处理装置确定所述容器中心的液位高度值为:其中,r为所述第二距离值。可选地,包括:至少一个介电系数检测机构;所述运算处理装置基于通过所述介电常数检测机构采集的检测信息以及所述介电常数检测机构的结构信息确定液态介质介电系数;所述运算处理装置基于所述液态介质介电系数、空气介质介电系数、所述电容式检测探头的结构信息、通过所述电容式检测探头采集的电容检测信息确定通过所述液位高度信息。可选地,所述介电系数检测机构由所述内探极、介电系数检测探极组成;所述内探极内设置所述介电系数检测探极,所述介电系数检测探极呈管状结构,与所述内探极内形成同轴结构;其中,通过所述介电常数检测机构采集的检测信息包括:所述内探极和所述介电系数检测探极之间的电容量信息。根据本公开的另一方面,提供一种容器,包括:液位传感器,所述液位传感器为如上所述的液位传感器。根据本公开的又一方面,提供一种飞行器,包括油箱,所述油箱为如上所述的容器。根据本公开的再一方面,提供一种液位检测方法,包括:获取液位检测装置在容器内的安装位置信息;其中,所述液位检测装置包括:呈等边三角形布置的三个检测探头机构;通过所述三个检测探头机构采集容器内的三个液位高度信息;基于所述三个液位高度信息以及所述三个检测探头机构的安装位置信息确定所述三个检测探头机构在所述容器中的安装面相对于水平面的倾角以及所述容器的液位高度信息。可选地,三个检测探头机构都安装在所述容器内的底壁上并呈等边三角形布置的,其中,两个检测探头机构在所述底壁上的第一安装点与容器中心位置位于一条直线上;所述确定所述三个检测探头机构在所述容器中的安装面相对于水平面的倾角包括:基于通过三个检测探头机构采集的三个液位高度值、所述两个第一安装点之间的第一距离值确定所述底壁与所述容器内液面的倾角值。可选地,确定所述倾角值为:其中,θ为所述倾角值;h1、h2、h3为三个液位高度值;H0=min(h1,h2,h3);H1=max(h1,h2,h3)-H0;H2=h1+h2+h3-3H0-H1;a为两个第一安装点之间的第一距离值。可选地,确定所述容器的液位高度信息包括:基于所述倾角值、所述三个液位高度值、所述第一距离值、所述两个第一安装点中距离容器中心位置较近的第一安装点与容器中心位置之间的第二距离值确定所述容器中心的液位高度。可选地,所述运算处理装置确定所述容器中心的液位高度值为:其中,r为所述第二距离值。本公开的液位传感器、容器、飞行器以及液位检测方法,通过呈等边三角形布置的三个检测探头机构采集容器内的液位高度信息,基于三个液位高度信息以及三个检测探头机构的安装位置信息确定容器中的安装面相对于水平面的倾角以及液位高度信息;能够补偿容器处在不同姿态带来的测量误差,能够准确提供容器的倾斜角度信息;结构简单、可靠性高、安装自由度高,能够获得测量准确、精度高的液位信息。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本公开的液位传感器的一个实施例的功能模块示意图;图2为根据本公开的液位传感器的一个实施例的结构示意图;图3为根据本公开的液位传感器的一个实施例中的电容式检测探头的测量原理示意图;图4为根据本公开的液位传感器的一个实施例中的电容式检测探头的安装示意图;图5为根据本公开的液位传感器的一个实施例中的电容式检测探头的安装点的示意图;图6为根据本公开的液位传感器的一个实施例中的倾角和液位计算的原理示意图;图7为根据本公开的液位检测方法的一个实施例的流程示意图。具体实施方式下面参照附图对本公开进行更全面的描述,其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。下面结合各个图和实施例对本公开的技术方案进行多方面的描述。下文中的“第一”、“第二”等仅为描述上相区别,并没有其它特殊的含义。如图1所示,液位传感器包括:液位检测装置11和运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位传感器,其特征在于,包括:/n液位检测装置和运算处理装置;所述液位检测装置包括:呈等边三角形布置的三个检测探头机构,其中,通过所述三个检测探头机构采集容器内的三个液位高度信息;所述运算处理装置基于所述三个液位高度信息以及所述三个检测探头机构的安装位置信息确定所述三个检测探头机构在所述容器中的安装面相对于水平面的倾角以及所述容器的液位高度信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种液位传感器,其特征在于,包括:
液位检测装置和运算处理装置;所述液位检测装置包括:呈等边三角形布置的三个检测探头机构,其中,通过所述三个检测探头机构采集容器内的三个液位高度信息;所述运算处理装置基于所述三个液位高度信息以及所述三个检测探头机构的安装位置信息确定所述三个检测探头机构在所述容器中的安装面相对于水平面的倾角以及所述容器的液位高度信息。


2.如权利要求1所述的液位传感器,其特征在于,
所述检测探头机构包括:电容式检测探头。


3.如权利要求2所述的液位传感器,其特征在于,
所述电容式检测探头包括:外探极和内探极;所述外探极和所述内探极呈管状结构并且高度相同,所述内探极套设在所述外探极内形成同轴结构。


4.如权利要求1至3任一所述的液位传感器,其特征在于,三个检测探头机构都安装在所述容器内的底壁上并呈等边三角形布置的,其中,两个检测探头机构在所述底壁上的第一安装点与容器中心位置位于一条直线上;
所述运算处理装置基于通过三个检测探头机构采集的三个液位高度值、所述两个第一安装点之间的第一距离值确定所述底壁与所述容器内液面的倾角值。


5.如权利要求4所述的液位传感器,其特征在于,
所述运算处理装置确定所述倾角值为:



其中,θ为所述倾角值;h1、h2、h3为三个液位高度值;H0=min(h1,h2,h3);H1=max(h1,h2,h3)-H0;H2=h1+h2+h3-3H0-H1;a为两个第一安装点之间的第一距离值。


6.如权利要求5所述的液位传感器,其特征在于,
所述运算处理装置基于所述倾角值、所述三个液位高度值、所述第一距离值、所述两个第一安装点中距离容器中心位置较近的第一安装点与容器中心位置之间的第二距离值确定所述容器中心的液位高度。


7.如权利要求6所述的液位传感器,其特征在于,
所述运算处理装置确定所述容器中心的液位高度值为:



其中,r为所述第二距离值。


8.如权利要求3所述的液位传感器,其特征在于,还包括:
至少一个介电系数检测机构;所述运算处理装置基于通过所述介电常数检测机构采集的检测信息以及所述介电常数检测机构的结构信息确定液态介质介电系数;
所述运算处理装置基于所述液态介质介电系数、空气介质介电系数、所述电容式检测探头的结构信息、通过所述电容式检测探头采集的电容...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢莉丁伟
申请(专利权)人:中国航发商用航空发动机有限责任公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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