[发明专利]一种用于测量汽油或柴油液位及密度的微脉冲传感器及其测量方法

权利要求书

1.一种用于测量汽油或柴油液位及密度的微脉冲传感器，包括顶部电子仓、测杆和2个浮标，所述浮标靠近电子仓的为浮标A，靠近测杆底端的为浮标B，测杆上有2个限位器，在测杆底端的是限位器D，在浮标A与浮标B之间的是限位器J，浮标A沿测杆在电子仓和限位器J之间自由滑动，所述微脉冲传感器的特征在于：

浮标A和浮标B的密度都小于汽油，浮标B底端焊接在弹簧E顶端上，弹簧E套在测杆上，弹簧E底端使用压片压入限位器D顶端的槽内，浮标B在限位器J和限位器D之间滑动时受到弹簧E弹力的影响，

当微脉冲传感器在汽油或柴油贮存容器中工作时，浮标A稳定在汽油或柴油贮存容器的“油-气”分界面处，浮标B位于汽油或柴油贮存容器底部，浮标B在自身重力、受到汽油或柴油浮力和弹簧E弹力的作用下达到平衡，此时通过精确测量浮标A的位置可得汽油或柴油液位，此时通过精确测量浮标B的位置可得汽油或柴油密度。

2.一种用于测量汽油或柴油液位及密度的微脉冲传感器，包括顶部电子仓、测杆和2个浮标，所述浮标靠近电子仓的为浮标A，靠近测杆底端的为浮标B，测杆上有2个限位器，在测杆底端的是限位器D，在浮标A与浮标B之间的是限位器J，浮标A沿测杆在电子仓和限位器J之间自由滑动，所述微脉冲传感器的特征在于：

浮标A和浮标B的密度都小于汽油或柴油，浮标B底端焊接在弹簧E顶端上，弹簧E套在测杆上，弹簧E底端使用压片压入限位器D顶端的槽内，浮标B顶端焊接在弹簧H底端上，弹簧H套在测杆上，弹簧H顶端使用压片压入限位器J底端的槽内，浮标B在限位器J和限位器D之间滑动时受到弹簧E、弹簧H弹力的影响，

当微脉冲传感器在汽油或柴油贮存容器中工作时，浮标A稳定在汽油或柴油贮存容器的“油-气”分界面处，浮标B位于汽油或柴油贮存容器底部，浮标B在自身重力、受到汽油或柴油浮力和弹簧E弹簧H弹力的作用下达到平衡，此时通过精确测量浮标A的位置可得汽油或柴油液位，此时通过精确测量浮标B的位置可得汽油或柴油密度。

3.一种使用权利要求1和权利要求2中微脉冲传感器测量汽油或柴油密度的方法，其特征在于：

微脉冲传感器出厂前经过如下密度计标定过程，

先将微脉冲传感器安装于实验室工装支架上并通电开机预热，

步骤一，所有限位器、所有弹簧、浮标B整体暴露于空气中，当浮标B在自身重力和弹簧弹力的作用下达到平衡时，记录浮标B此时相对于传感器零点的位移值p0，单位精确到0.01mm；

步骤二，所有限位器、所有弹簧、浮标B整体浸没于标准标定液体L1中，标定液体L1的密度为ρ1，当浮标B在自身重力、受到L1液体浮力和弹簧弹力的作用下达到平衡时，记录浮标B此时相对于传感器零点的位移值p1，p0-p1即可得到此时弹簧的长度变化量x1，单位精确到0.01mm，记录x1及其对应的标准标定液体L1密度；

步骤三，所有限位器、所有弹簧、浮标B整体浸没于标准标定液体L2中，标定液体L2的密度为ρ2，且ρ1ρ2，当浮标B在自身重力、受到L2液体浮力和弹簧弹力的作用下达到平衡时，记录浮标B此时相对于传感器零点的位移值p2，p0-p2即可得到此时弹簧的长度变化量x2，单位精确到0.01mm，记录x2及其对应的标准标定液体L2密度；

依此类推；

步骤n，所有限位器、所有弹簧、浮标B整体浸没于标准标定液体实验用超纯水Ln中，超纯水Ln的密度为1.000g/cm³,且ρ1ρ2ρ3...ρ_n-11.000g/cm³，当浮标B在自身重力、受到Ln液体浮力和弹簧弹力的作用下达到平衡时，记录浮标B此时相对于传感器零点的位移值pn，p0-pn即可得到此时弹簧的长度变化量xn，单位精确到0.01mm，记录xn及其对应的标准标定液体Ln密度；

将得到的所有的弹簧长度变化量x测量记录和对应的液体密度值ρ代入MATLAB中，拟合出所有限位器、所有弹簧、浮标B整体浸没于从密度0.500g/cm³至1.000g/cm³液体情况下，弹簧长度变化量对应液体密度方程，弹簧长度变化量单位精确到0.01mm，将此方程贮存在微脉冲传感器智能控制单元中，到此完成密度计标定过程；

当微脉冲传感器在汽油或柴油贮存容器中工作时，所有限位器、所有弹簧、浮标B位于汽油或柴油贮存容器底部且整体浸没于汽油或柴油中，此时根据微脉冲传感器测量到的浮标B实时位置，通过弹簧的长度变化量对应液体密度方程就可以得出当前液体实时密度值，并将此密度值输出到上位机。