【技术实现步骤摘要】
本申请涉及液体状态量测量，特别涉及一种自由液面波动传感器及液罐车。
技术介绍
1、对于自动驾驶液罐商用车来说，设计考虑液体晃动的防侧翻控制算法，并有效获取车辆、液体等效模型的各状态量，是实现液罐车可靠自动驾驶的必要环节。
2、液罐车的状态量主要分为车辆状态量和液体等效模型状态量两部分，而对于液罐车的状态量获取，车辆状态量的绝大部分可以通过传感器直接或间接测量获得，但是车辆状态量中只有质心侧偏角无法由传感器数据直接或间接获得，同时描述造成液罐车不稳定性的晃动的液体的等效模型相关状态量，如等效摆模型的摆动角度和摆动角速度均无法通过现有传感器直接或间接获得。
3、相关技术中，针对液体相关状态量的获取采用开环模型计算，但是短时间连续操作时导致模型误差的发散，容易引起控制器失效，造成翻车或碰撞等事故，可靠性较差；而针对静态液面的测量手段，主要有超声波测量法；其中，超声波法使用的超声波传感器在测量易燃易爆且晃动的液体的自由液面时存在以下问题：(1)测量界面需与传感器发射/接收头需要尽可能垂直，倾角大于10°左右时即不能有效接收回波；(2)需要对探入罐内的电子单元进行防爆处理；(3)数据更新频率不高；(4)单个传感器只能测量单点液位，无法很好反映液面整体晃动趋势，而多个传感器相互干扰且仍不能很好解决晃动界面不垂直超出测量范围的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种自由液面波动传感器及液罐车，以解决相关技术中液体状态量的超声波测量法，存在无法有效接收回波、处理复杂、数据更
2、本申请第一方面实施例提供一种自由液面波动传感器，包括：磁致伸缩位置传感器；浮板总成，所述浮板总成浮于被测量液体上，所述浮板总成为多段式结构，通过浮板导杆相互连接，可沿浮板导杆进行滑动实现长度变化；调节总成，用于根据所述被测量液体液面高度调节所述浮板总成的长度，使得所述浮板总成拟合液面平均倾角，并在被测量液体液面处于动态时，通过所述磁致伸缩位置传感器测量液面平均倾角。
3、可选地，所述自由液面波动传感器还用于在所述被测量液体液面处于静态时，测量液面高度。
4、可选地，所述磁致伸缩位置传感器包括上浮球和下浮球，所述上浮球漂浮于被测量液体上，所述下浮球沉没于被测量液体中，其中，在被测量液体液面处于动态时，通过磁致伸缩原理测量两个浮球间的距离，根据所述两浮球间的距离计算液面平均倾角。
5、可选地，所述磁致伸缩位置传感器还包括电源数据线、电子仓、接线螺栓、螺纹、测量杆、定位条和死区螺栓，其中，所述接线螺栓固定所述电源数据线，所述电子仓通过所述螺纹与盛装液体的容器固定连接并密封，所述定位条定位所述两个浮球，使得两个浮球沿所述测量杆滑动，所述死区螺栓限制所述测量杆的有效测量范围。
6、可选地，所述浮板总成包括中央浮板和一端铰接于所述中央浮板、另一端铰接在所述下浮球上的测量摇臂，其中，通过所述测量摇臂的约束，使得不同液面倾角时所述上浮球和所述下浮球的距离不同。
7、可选地，所述浮板总成还包括两个边缘浮板、位于中央浮板和两个边缘浮板之间的两个复位弹簧、位于所述所述上浮球和下浮球上的转动销和浮板导杆末端的限位装置。
8、可选地，所述调节总成包括回缩绳固定扣、连接所有滑轮组成滑轮组的回缩绳、安装在中央浮板上且可绕其轴线旋转的固定滑轮。
9、可选地，所述滑轮组机构利用浮板总成的浮力与复位弹簧的收缩力实现平衡，利用回缩绳牵引边缘浮板实现边缘浮板沿所述浮板导杆的滑动。
10、可选地，所述磁致伸缩位置传感器、所述浮板总成和所述调节总成均满足爆防腐蚀要求。
11、本申请第二方面实施例提供一种液罐车，包括如上述实施例所述的自由液面波动传感器。
12、由此，本申请至少具有如下有益效果：
13、(1)本申请实施例的该传感器实现了在晃动的易燃易爆危险液体介质中实时测量自由液面，解决了长久以来不透明密闭容器内液面波动量难以观测的问题。
14、(2)本申请实施例的传感器与超声波传感器相比，可以只用一个传感器测量液面波动，且测量液面倾角范围大，解决了超声波传感器无法测量与发射/接收头超声波发射方向的垂直方向存在一定夹角的问题，且相比超声波传感器测量精度高、数据更新速度快，适用于应用于液罐车的实时控制系统。
15、(3)本申请实施例的传感器除安装于密闭仓外的电子仓，其余部分不包含任何电子设备，天然满足了防爆的要求。
16、(4)本申请实施例的传感器相比于开环模型计算方法，可以有效避免模型误差的发散，构建可靠的闭环观测。
17、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种自由液面波动传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述自由液面波动传感器还用于在所述被测量液体液面处于静态时，测量液面高度。
3.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述磁致伸缩位置传感器包括上浮球和下浮球，所述上浮球漂浮于被测量液体上，所述下浮球沉没于被测量液体中，其中，在被测量液体液面处于动态时，通过磁致伸缩原理测量两个浮球间的距离，根据两浮球间的距离计算液面平均倾角。
4.根据权利要求3所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述磁致伸缩位置传感器还包括电源数据线、电子仓、接线螺栓、螺纹、测量杆、定位条和死区螺栓，其中，所述接线螺栓固定所述电源数据线，所述电子仓通过所述螺纹与盛装液体的容器固定连接并密封，所述定位条定位所述两个浮球，使得两个浮球沿所述测量杆滑动，所述死区螺栓限制所述测量杆的有效测量范围。
5.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述浮板总成包括中央浮板和一端铰接于所述中央浮板、另一端铰接在下浮球上的测量摇臂，其中，通过所述测量摇
6.根据权利要求5所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述浮板总成还包括两个边缘浮板、位于中央浮板和两个边缘浮板之间的两个复位弹簧、位于所述上浮球和所述下浮球上的转动销和浮板导杆末端的限位装置。
7.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述调节总成包括回缩绳固定扣、连接所有滑轮组成滑轮组的回缩绳、安装在中央浮板上且可绕其轴线旋转的固定滑轮。
8.根据权利要求7所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述滑轮组机构利用浮板总成的浮力与复位弹簧的收缩力实现平衡，利用回缩绳牵引边缘浮板实现边缘浮板沿所述浮板导杆的滑动。
9.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述磁致伸缩位置传感器、所述浮板总成和所述调节总成均满足爆防腐蚀要求。
10.一种液罐车，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的自由液面波动传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种自由液面波动传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述自由液面波动传感器还用于在所述被测量液体液面处于静态时，测量液面高度。
3.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述磁致伸缩位置传感器包括上浮球和下浮球，所述上浮球漂浮于被测量液体上，所述下浮球沉没于被测量液体中，其中，在被测量液体液面处于动态时，通过磁致伸缩原理测量两个浮球间的距离，根据两浮球间的距离计算液面平均倾角。
4.根据权利要求3所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述磁致伸缩位置传感器还包括电源数据线、电子仓、接线螺栓、螺纹、测量杆、定位条和死区螺栓，其中，所述接线螺栓固定所述电源数据线，所述电子仓通过所述螺纹与盛装液体的容器固定连接并密封，所述定位条定位所述两个浮球，使得两个浮球沿所述测量杆滑动，所述死区螺栓限制所述测量杆的有效测量范围。
5.根据权利要求1所述的自由液面波动传感器，其特征在于，所述浮板总成包括中央浮板和一端铰接于所述...
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