CN105424145A - 燃油测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃油测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法，其中，该燃油测量装置包括光信号发射器，光信号发射器用于向储液箱内的液体发射测量光；浮子反射结构，漂浮在储液箱的液体上，浮子反射结构用于反射光信号发射器发射的测量光；接收器，接收器用于接收浮子反射结构反射的光信号；处理器，处理器与接收器连接，处理器根据反射结构反射的光信号确定储液箱内的液体量。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的测量结果不准确的问题。

Description

燃油测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法

技术领域

本发明涉及燃油测量技术领域，具体而言，涉及一种燃油测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法。

背景技术

目前，对于汽车内油箱油量的测量，现有技术中提供一种多管直筒式燃油传感器，该传感器包括端钮总成、法兰盘、密封垫圈、导杆、浮子总成以及干簧管线路板总成，该传感器结构复杂，并且采用电磁信号进行检测准确性差。

发明内容

本发明提供一种燃油测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法，以解决现有技术中的测量结果不准确的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种燃油测量装置，燃油测量装置包括光信号发射器，光信号发射器用于向储液箱内的液体发射测量光；浮子反射结构，漂浮在储液箱的液体上，浮子反射结构用于反射光信号发射器发射的测量光；接收器，接收器用于接收浮子反射结构反射的光信号；处理器，处理器与接收器连接，处理器根据反射结构反射的光信号确定储液箱内的液体量。

进一步地，燃油测量装置还包括倾斜角传感器，与处理器连接，处理器根据反射结构反射的光信号以及倾斜角传感器测量的倾斜角度确定储液箱内的液体量。

进一步地，燃油测量装置包括导杆，设置在储液箱内，浮子反射结构套设在导杆上，浮子反射结构可沿导杆上下移动。

进一步地，光信号发射器包括信号发射单元，用于发射初始光；吸能组件，设置在初始光的光路上，吸能组件用于降低初始光的能量，初始光经过吸能组件后形成测量光。

进一步地，吸能组件包括散射透镜。

进一步地，吸能组件还包括平面反射透镜，设置在散射透镜至浮子反射结构的光信号的路径上。

进一步地，吸能组件还包括散热板，设置在平面反射透镜折射的光的路径上。

根据本发明的一个方面，提供了一种油箱，包括燃油测量装置，燃油测量装置为上述提供的燃油测量装置。

进一步地，油箱包括法兰，法兰用于安装光信号发射器以及接收器，法兰上设置有与油箱内部连通的进油管和出油管。

进一步地，燃油测量装置包括导杆，导杆、进油管以及出油管相互平行地设置在油箱内。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括油箱，油箱为上述提供的油箱。

根据本发明的另一方面，提供了一种燃油测量方法，通过上述提供的燃油测量装置测量储液箱的液体量，燃油测量方法包括通过光信号发射器从液体上方向液体内发送光信号；通过接收器接收由浮子反射结构反射的光信号；根据反射的光信号计算储液箱内的液体量。

进一步地，通过接收器接收由浮子反射结构反射的光信号，获取光信号的位置参数；根据位置参数计算储液箱内的液体量。

进一步地，预先标定储液箱内没有液体时，接收器接收到的光信号的位置，以及标定储液箱存满液体时，接收器接收到的光信号的位置；将测量的光信号的位置参数与预先标定的光信号的位置比较，获取液体高度数据；根据液体高度数据计算储液箱的液体量。

应用本发明的技术方案，在储液箱内设置光信号发射器、浮子反射结构以及接收器，并使处理器与接收器连接，即可通过处理器计算得出储液箱内的储液量。该装置结构简单，并且采用光信号进行检测，能够避免其它结构在测量过程中对其进行干扰，在提供检测数据准确性的同时提高了检测速度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的燃油测量装置的结构示意图；

图2示出了图1中光信号发射器的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的燃油测量方法的流程示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光信号发射器；11、信号发射单元；12、散射透镜；13、平面反射透镜；14、散热板；20、浮子反射结构；30、接收器；40、倾斜角传感器；50、导杆；60、法兰；71、进油管；72、出油管；80、液体液面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明实施例的燃油测量装置包括：光信号发射器10、浮子反射结构20、接收器30以及处理器。其中，浮子反射结构20漂浮在储液箱的液体上，随液体液面80浮动。处理器与接收器30连接，处理器根据浮子反射结构20反射的光信号确定储液箱内的液体量。测量时，通过光信号发射器10对储液箱内的液体发射测量光，测量光照射在位于液体液面80上的浮子反射结构20时，通过该浮子反射结构20将测量光反射至接收器30处，接收器30接收到由浮子反射结构20反射的光信号并将该信号传送至处理器处进行计算。由于液体量的不同，浮子反射结构20在液体中的位置也会发生变化，进而反射至接收器30处的光的角度也会发生变化，处理器通过该变化量并结合具体油箱的尺寸信息，即可得到油箱内燃油的剩余量。具体地，记录光信号发射器10发送光信号至浮子反射结构20的入射角为α，液面深度为h，液面变化量为△h，当液面变化△h时，接收器30接收到由浮子反射结构20反射的光信号会移动s的距离，由此可以计算得出△h与s的关系，然后算出当油箱从满油状态至无油状态时光点的移动位置关系，即可得到当浮子反射结构20反射的光信号位于接收器30某一位置时对应的油液高度，再结合油箱体积，即可计算得到此时油箱的油量。

应用本实施例的技术方案，在储液箱内设置光信号发射器10、浮子反射结构20以及接收器30，并使处理器与接收器30连接，即可通过处理器计算得出储液箱内的储液量。该装置结构简单，并且采用光信号进行检测，能够避免其它结构在测量过程中对其进行干扰，在提供检测数据准确性的同时提高了检测速度。并且，通过本实施例提供的燃油测量装置，将浮子反射结构20设置在液体表面，能够避免因液体杂质过多对光线产生干扰的情况发生，提高检测精度。

在本实施例中，为了增加该装置测量的准确性，在油箱上还设置有倾斜角传感器40，倾斜角传感器40与处理器连接，倾斜角传感器40用于测量当前状态下油箱的倾斜角度，并将检测的数据传送至处理器，处理器根据浮子反射结构20反射的光信号以及倾斜角传感器40测量的倾斜角度确定储液箱内的液体量。

通过该装置可在车辆行驶在上下坡或有侧向倾斜的路面上时，通过倾斜角传感器测量角度的变化量，具体地，可建立空间直角坐标系，分别设立x轴、y轴和z轴，z轴为竖直方向，x轴为车辆的行驶方向，通过倾斜角传感器分别测量x轴、y轴和z轴的变化量。以通过该变化量纠正测量组件测量的数据，进而计算得到更加准确的燃油量，如此可提高测量油箱燃油油量的准确性。

具体地，为了避免浮子反射结构20漂浮至油箱的其它位置，在储液箱内设置一导杆50，浮子反射结构20套设在导杆50上，使得浮子反射结构20可沿导杆50上下移动。如此可保证浮子反射结构20能够接收到由光信号发射器10发出的光信号，并反射至接收器30处。可选地，为了减少浮子反射结构20与导杆50之间的摩擦，将导杆50竖直设置在油箱内。

如图2所示，在本实施例中，该光信号发射器10包括信号发射单元11和吸能组件。其中，信号发射单元11用于发射初始光。为了避免光信号发射器10发出的光信号带有较高能量，使油箱发生危险。在光信号发射器10发出的光信号照射在燃油之前，通过吸能组件降低信号发射单元11向燃油发射的光信号的能量。初始光经吸能组件吸能后形成测量光。

具体地，该吸能组件包括散射透镜12。其中，散射透镜12设置在信号发射单元11向燃油发射的光信号的路径上。通过散射透镜12散射光信号，以降低照射在燃油上的光信号的能量。其中，根据使用需要，可设置多组散射透镜12，以将由信号发射单元11发出的光束分散成较大的光斑，从而减少油液单位体积上吸收的光信号的能量。

在本实施例中，该吸能组件还包括平面反射透镜13。其中，该平面反射透镜13设置在散射透镜12至燃油的光信号的路径上。具体地，可根据需要设置多组平面反射透镜13以进一步减少光信号的能量。该平面反射透镜13可将入射的光信号分成反射光和折射光，其中，为了进一步减少进入燃油时的光信号的能量，可调整平面反射透镜13的角度，以使反射光照入燃油内，而将折射光照射到其它地方。

具体地，该吸能组件还包括散热板14，通过将散热板14设置在平面反射透镜13折射的光信号的路径上，能够避免折射光的能量聚集过高，使油箱内产生过高温度，其中，散热板14可与油箱的内壁贴合，使散热板14的热量通过导热的方式分散。

将信号发射单元11的中心线与散射透镜12的中心线重合，平面反射透镜13的中心位于信号发射单元11的中心线上，如此可将信号发射单元11、散射透镜12、平面反射透镜13以及散热板14固定在法兰60上，从而便于简化装置结构，达到便于安装的目的。并且，光信号发射器10内的各个组件可一体封装，如此可达到防尘、防水和防油气的效果，方便后续的安装或更换。可选地，为了提高测量精度，光信号发射器10与接收器30间隔设置，即设置在不同法兰上，以减少光线折射角度在发生变化时产生的位移量。

在本实施例中，浮子反射结构20的上表面采用球形表面，以便将光信号发射器10发出的激光散射到接收器30处。可选地，为了增加反射效果，可在该球形表面上覆盖激光反射膜。

本发明还提供了一种油箱，本发明的油箱的实施例(未图示)包括燃油测量装置，该燃油测量装置为上述燃油测量装置，通过该燃油测量装置测量油箱内燃油的油量。

具体地，该油箱包括法兰60，法兰60用于安装光信号发射器10以及接收器30，法兰60上设置有与油箱内部连通的进油管71和出油管72。其中，进油管71和出油管72均竖直设置在油箱内，为了便于浮子反射结构20在油箱内上下移动，将导杆50、进油管71以及出油管72相互平行地设置在油箱内。

本发明还提供了一种车辆，本发明的车辆的实施例(未图示)包括油箱，该油箱为上述油箱，能够实时检测车辆上油箱内的油量。

本发明还提供了一种燃油测量方法，通过上述实施例提供的燃油测量装置测量储液箱的液体量，如图3所示，本发明的燃油测量方法的实施例包括：

步骤一：通过光信号发射器从液体上方向液体内发送光信号；

步骤二：通过接收器接收由浮子反射结构反射的光信号；

步骤三：根据反射的光信号计算储液箱内的液体量。

具体地，可通过接收器接收由浮子反射结构反射的光信号，以获取光信号的位置参数，根据该位置参数计算储液箱内的液体量。

在使用该燃油测量装置之前，需要预先标定储液箱内没有液体时，接收器接收到的光信号的位置，以及标定储液箱存满液体时，接收器接收到的光信号的位置，如此可获得储液箱从没油到满油时，光信号对应的位移。然后通过测量光信号的位置参数并与预先标定的光信号的位置进行比较，即可获取液体高度数据，在获取液体高度数据后，结合储液箱的尺寸即可计算得到储液箱内的液体量。

通过上述实施例提供的装置，将激光器应用于易燃易爆液体环境中进行测量，在安全可靠的基础上，实现了装置的微型化和标准化，方便使用者安装、调试和应用。由于本发明的装置能够实现完好的密封，以达到防尘、防水和防油的效果，因此能够避免传统传感器因密封不当导致传感器内部进油、进水而腐蚀线路板的问题。本发明提供的装置，其测量误差可达毫米级，测量距离可在0至10米之间，激光头使用寿命可达10万小时，其测量响应时间短，使得本发明具有高效、快速以及精确的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种燃油测量装置，其特征在于，所述燃油测量装置包括：

光信号发射器(10)，所述光信号发射器(10)用于向储液箱内的液体发射测量光；

浮子反射结构(20)，漂浮在所述储液箱的液体上，所述浮子反射结构(20)用于反射所述光信号发射器(10)发射的测量光；

接收器(30)，所述接收器(30)用于接收所述浮子反射结构(20)反射的光信号；

处理器，所述处理器与所述接收器(30)连接，所述处理器根据所述浮子反射结构(20)反射的光信号确定所述储液箱内的液体量。

2.根据权利要求1所述的燃油测量装置，其特征在于，所述燃油测量装置还包括：

倾斜角传感器(40)，与所述处理器连接，所述处理器根据所述浮子反射结构(20)反射的光信号以及所述倾斜角传感器(40)测量的倾斜角度确定所述储液箱内的液体量。

3.根据权利要求1所述的燃油测量装置，其特征在于，所述燃油测量装置包括：

导杆(50)，设置在所述储液箱内，所述浮子反射结构(20)套设在所述导杆(50)上，所述浮子反射结构(20)可沿所述导杆(50)上下移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃油测量装置，其特征在于，所述光信号发射器(10)包括：

信号发射单元(11)，用于发射初始光；

吸能组件，设置在所述初始光的光路上，所述吸能组件用于降低所述初始光的能量，所述初始光经过所述吸能组件后形成所述测量光。

5.根据权利要求4所述的燃油测量装置，其特征在于，所述吸能组件包括散射透镜(12)。

6.根据权利要求5所述的燃油测量装置，其特征在于，所述吸能组件还包括：

平面反射透镜(13)，设置在所述散射透镜(12)至所述浮子反射结构(20)的光信号的路径上。

7.根据权利要求6所述的燃油测量装置，其特征在于，所述吸能组件还包括：

散热板(14)，设置在所述平面反射透镜(13)折射的光的路径上。

8.一种油箱，包括燃油测量装置，其特征在于，所述燃油测量装置为权利要求1至7中任一项所述的燃油测量装置。

9.根据权利要求8所述的油箱，其特征在于，所述油箱包括法兰(60)，所述法兰(60)用于安装光信号发射器(10)以及接收器(30)，所述法兰(60)上设置有与所述油箱内部连通的进油管(71)和出油管(72)。

10.根据权利要求9所述的油箱，其特征在于，所述燃油测量装置包括导杆(50)，所述导杆(50)、所述进油管(71)以及所述出油管(72)相互平行地设置在所述油箱内。

11.一种车辆，包括油箱，其特征在于，所述油箱为权利要求8至10中任一项所述的油箱。

12.一种燃油测量方法，其特征在于，通过权利要求1至7中任一项所述的燃油测量装置测量储液箱的液体量，所述燃油测量方法包括：

通过光信号发射器从液体上方向所述液体内发送光信号；

通过接收器接收由浮子反射结构反射的光信号；

根据反射的光信号计算所述储液箱内的液体量。

13.根据权利要求12所述的燃油测量方法，其特征在于，

通过接收器接收由所述浮子反射结构反射的光信号，获取光信号的位置参数；

根据所述位置参数计算所述储液箱内的液体量。

14.根据权利要求13所述的燃油测量方法，其特征在于，

预先标定所述储液箱内没有液体时，所述接收器接收到的光信号的位置，以及标定所述储液箱存满液体时，所述接收器接收到的光信号的位置；

将测量的所述光信号的位置参数与预先标定的光信号的位置比较，获取液体高度数据；

根据所述液体高度数据计算所述储液箱的液体量。