[发明专利]一种海洋机器人用油箱油量测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种海洋机器人油箱油量的测量装置及方法，装置包括：燃油控制器，油箱，液位传感器，温度传感器，密度传感器，液位补偿传感器，液位开关及流量传感器。液位传感器用于获取液面信息；温度、密度及液位补偿传感器用于获取燃油的属性参数；流量传感器测量燃油消耗速率；燃油控制器处理传感器信号。方法包括：燃油控制器根据接收燃油液位、燃油介电常数对液位进行修正计算出参考液位，再根据载体姿态角计算出油箱内燃油体积，最后根据接收的燃油密度计算出油箱内燃油质量。本发明使用独立的燃油控制器及多种传感器联合测量，避免环境因素及燃油质量对测量结果的影响，实时测量油箱的剩余油量，同样适用于水下密封舱内液体质量、体积的测量。

技术领域

本发明涉及海洋机器人领域,具体的说是一种海洋机器人用油箱油量测量装置及方法。

背景技术

海洋机器人是海洋研究和开发过程中不可或缺的装备，其中以热机为动力的海洋机器人需要携带大量的燃油来满足功能要求。海洋机器人的燃油管理与海洋机器人的航程规划有密切的关系，而油箱剩余油量的测量是燃油管理的基础。

与船舶几十吨至几百吨的储油箱相比，海洋机器人用的油箱往往在几十升至几百升之间，因此受载体姿态影响大，测量精度要求高。同时，在船舶的燃油管理中往往采用初次人工测量减去累计消耗量的方式计算剩余油量，对油量测量的实时性要求低，而海洋机器人在执行任务时需要实时检测载体的剩余油量。此外，燃油的密度、介电常数等参数会受到环境及燃油质量的影响，现有的油量测量方法无法满足海洋机器人燃油管理的要求，因此洋机器人的油量测量成为该领域亟待解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种能够对海洋机器人的油箱进行剩余油量实时测量，受载体姿态及环境因素影响小的装置和方法，旨在解决海洋机器人油箱剩余油量测量问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种海洋机器人用油箱油量测量装置，包括：

油箱，为用于盛装燃油的容器；

3个液位传感器，分别安装在油箱内部且侵入燃油内，均连接燃油控制器；用于测量油箱内燃油液位并输出给燃油控制器；

液位补偿传感器，安装在油箱内部的底板上，连接燃油控制器；用于测量油箱内燃油介电常数并输出给燃油控制器；所述介电常数的变化与环境变化、燃油的批次有关；

密度传感器，安装在油箱内部的底板上，连接燃油控制器；用于测量油箱内燃油密度并输出给燃油控制器；

液位开关，安装在油箱内部且浸入燃油内，连接燃油控制器；用于在燃油控制器的控制下开启或关闭进油阀和出油阀；

燃油控制器，安装在油箱外的顶部；用于根据接收的3个燃油液位、燃油介电常数对液位进行修正计算出参考液位，再根据主控计算机输出的对应的载体姿态角得出对应的油箱内燃油体积，最后根据接收的燃油密度计算出油箱内燃油质量并输出给主控计算机。

还包括温度传感器；所述温度传感器，安装在油箱内部的底板上，连接燃油控制器；用于测量油箱内燃油温度并输出给燃油控制器。

所述燃油介电常数用于燃油控制器根据燃油介电常数计算燃油密度，并将其与密度传感器输出的燃油密度作比较，判断密度传感器是否故障。

还包括流量传感器；所述流量传感器，安装在油箱外侧底面的热机吸油管路上，连接燃油控制器；用于测量热机的燃油消耗速率并输出给燃油控制器。

所述燃油消耗速率用于燃油控制器根据燃油消耗速率计算该段时间内消耗的燃油质量，并将其与燃油控制器根据燃油体积和密度计算出的燃油质量作比较，判断是否存在燃油泄露。

所述载体姿态角包括横滚角及纵倾角，所述横滚角、纵倾角以及油箱内剩余燃油的参考液位与油箱内剩余油量的体积存在对应关系。