[发明专利]一种轻型抗电磁干扰的机载超声波液位测量装置

说明书

本发明公开了一种轻型抗电磁干扰的机载超声波液位测量装置，包括测量筒，所述测量筒的中心线设有钢丝导轨，所述钢丝导轨上设有与钢丝导轨可相对滑动的浮子，所述测量筒的侧壁上设有若干流通孔、标准块，测量筒的底部设有用以测距的超声波换能器。本发明在测量筒的中心线设置钢丝导轨，钢丝导轨上设置与钢丝导轨可相对滑动的浮子，且测量筒的底部设有用以测距的超声波换能器，实现高精度测量液位测量，且具备抗飞机倾斜、振动和加速度影响；本发明中测量筒使用轻薄的航空铝管或碳纤维管，且标准块、上盖和安装座使用航空铝，使得本装置满足机载设备对重量的严格限制。

技术领域

本发明涉及油箱液位测量领域，具体涉及一种轻型抗电磁干扰的机载超声波液位测量装置。

背景技术

目前国内机载油箱液位测量装置普遍采用电容式液位传感器。电容式液位传感器的优点是具有抗倾斜的优点，但抗电磁干扰和抗温度变化的能力差，且航油系列中的不同油品由于介电常数有差别，将导致测量误差。目前解决的办法是加装温度传感器和根据不同油品介电常数数据予以修正。

国外有一些文献报道了超声波原理的液位测量装置。US2006117847A1 超声波换能器安置在测量筒上方， 一圆片浮子跟踪油面的变化。用超声波发射和反射的时间测量液位。由于浮子端面没有自由度的限制，油面波动和倾斜时测量将失效，故该装置只能用于地面。另外，由于超声波换能器安置在测量筒上方和空气接触，由于空气中含有水分子，温度接近和低于零度时，超声波换能器表面将结霜， 使换能器失效。且由于该专利没有在轻型和消杂波设计，难以应用到机载场合。US5319973A的技术方案是和本专利较为接近。它采用了圆形柱状浮子的外壁和测量筒的内壁导向。这种导向结构对接触面的光洁度加工精度要求很高，且这种导向结构摩擦系数较大。特别是当有晃动和有加速度时，液位跟踪能力较差。 国外某些机种已经采用了超声波原理的液位测量装置，但没有采用测量线稳定器结构，造成油面有大倾角时传感器无信号输出而失效。目前国外超声波原理液位测量装置主要用于倾斜角较小和非水平姿态持续时间较短的大型客机。

国内也有一些文献报道了超声波原理的液位测量装置。例如：（1）CN200910164286。该专利技术方案和本专利最为接近。该专利没有测量筒消杂波设计，抗杂波干扰和抗温度变化能力差。另外，该专利的钢丝下端采用安装架方案,使低油位测量盲区较大。 （2）CN1415943A。该专利采用外浮子+内浮子的组合跟踪液位，由于内外浮上采用磁铁作为位移传递,且内筒中需灌满超声波传播介质,使其在重量上不能满足机载设备对重量的严格限制；（3）CN2070900U。该专利采用体积较大的浮子跟踪液位，再通过钢丝把液位变化传递到外部的光码盘。在重量上不能满足机载设备对重量的严格限制；且由于浮子没有导向的限制，只能用于固定于地面。（4）CN2290037Y采用了2根或2根以上的钢丝导向的浮子。但这种浮子结构会产生较大的低位油面测量盲区，且重量上也不是最优结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻型抗电磁干扰的机载超声波液位测量装置，该装置能够对大波动机载油位实施稳定、可靠的高精度测量，同时还能满足机载设备对重量，抗电磁干扰性能的严格要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种轻型抗电磁干扰的机载超声波液位测量装置，包括测量筒，所述测量筒的中心线设有钢丝导轨，所述钢丝导轨上设有与钢丝导轨可相对滑动的浮子，所述测量筒的侧壁上设有若干流通孔、标准块，测量筒的底部设有用以测距的超声波换能器。在测量筒内的中心线（测量线）上安装有一钢丝作为稳定的定导轨，用于稳定液面，薄壁的不锈钢浮子作为动导轨安装在钢丝上，用于反射超声波，准确测量油面高度。

优选的，所述钢丝导轨与浮子均采用金属不锈钢材料，且所述浮子的总比重为0.35。通过将钢丝导轨与浮子均采用金属不锈钢材料，可以消除静电摩擦电荷的产生，杜绝电火花的产生从而保证安全，同时，将浮子的总比重设置为0.35，能满足机载设备重量的严格限制；采用本设计，与电容式传感器测量部件相比，重量减轻了60-80%，能满足机载设备对抗腐蚀和重量的严格限制。