CN105547411A - 飞行器燃油测量装置、油箱、飞行器以及燃油测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器燃油测量装置、油箱、飞行器以及燃油测量方法，飞行器燃油测量装置包括多组测量单元，每组测量单元包括光信号发射器、反射结构以及接收器，光信号发射器用于向储液箱内的液体发射测量光，反射结构设置在储液箱的底部，反射结构用于反射进入液体内的光信号，接收器用于接收经反射结构反射并从液体折射出的光信号；倾斜角传感器，用于测量储液箱的倾斜角度；处理器，处理器分别与接收器以及倾斜角传感器连接，处理器根据经反射结构反射并从液体折射出的光信号以及倾斜角度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

飞行器燃油测量装置、油箱、飞行器以及燃油测量方法

技术领域

本发明涉及燃油测量技术领域，具体而言，涉及一种飞行器燃油测量装置、油箱、飞行器以及燃油测量方法。

背景技术

目前，飞机油箱内的燃油测量装置只能测量水平位置的燃油存量，当飞机在飞行时改变飞行姿态时，则无法准确对油箱内的燃油进行测量。因此，亟需一种测量装置以在飞机飞行姿态改变时进行准确测量。

发明内容

本发明提供一种飞行器燃油测量装置、油箱、飞行器以及燃油测量方法，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，提供了一种飞行器燃油测量装置，飞行器燃油测量装置包括多组测量单元，每组测量单元包括光信号发射器、反射结构以及接收器，光信号发射器用于向储液箱内的液体发射测量光，反射结构设置在储液箱的底部，反射结构用于反射进入液体内的光信号，接收器用于接收经反射结构反射并从液体折射出的光信号；倾斜角传感器，用于测量储液箱的倾斜角度；处理器，处理器分别与接收器以及倾斜角传感器连接，处理器根据经反射结构反射并从液体折射出的光信号以及倾斜角度确定储液箱内的液体量。

进一步地，以储液箱的中心建立空间直角坐标系，空间直角坐标系的三个坐标平面内均设置有测量单元。

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，设置在散射透镜至液体的光信号的路径上。

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。

进一步地，多个光信号发射器发出的测量光的频率各不相同。

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

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

根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器，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，通过上述提供的飞行器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；通过接收器接收由液体内的反射结构反射并从液体内折射出的光信号；通过倾斜角传感器检测储液箱的倾斜角度；根据折射出的光信号以及倾斜角度计算储液箱内的液体量。

进一步地，通过接收器接收由液体内反射结构反射并从液体内折射出的光信号，获取光信号的位置参数；根据位置参数以及倾斜角度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；根据倾斜角度校正液体高度数据；根据校正后的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，利用倾斜角传感器实时检测飞机在飞行时的倾斜角度，并通过测量单元中的光信号发射器、反射结构以及接收器配合以测量油箱剩余燃油的深度，处理器通过测量单元测量的深度数据以及倾斜角传感器测量的倾斜角度数据计算，以得到油箱内剩余燃油的油量，如此可在油箱随飞机发生偏移时准确测量出油箱内的油量，进而满足飞机在飞行时对燃油的测量要求。

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飞行器燃油测量装置的结构示意图；

图2示出了图1中飞行器燃油测量装置在储液箱内的示意图；

图3示出了图1中光信号发射器的结构示意图；

图4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、反射结构；30、接收器；40、倾斜角传感器；50、法兰；61、进油管；62、出油管；70、液体液面；80、储液箱。

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和图2所示，本发明提供一种飞行器燃油测量装置的实施例，该飞行器燃油测量装置包括：多组测量单元、倾斜角传感器40以及处理器。其中，在本实施例中，液体为燃油。每组测量单元包括光信号发射器10、反射结构20以及接收器30，反射结构20设置在储液箱80的底部，光信号发射器10、反射结构20以及接收器30对应设置，以使光信号发射器10发出的测量光在经反射结构20反射后被接收器30接收到，具体地，每组内的接收器30接收经反射结构20反射并从液体折射出的光信号。接收器30在接收的光信号后将数据传送至处理器，处理器根据该数据并结合当前状态下倾斜角传感器40测得的倾斜角度计算得到此时储液箱80剩余的燃油量。具体地，记录光信号发射器10发送光信号进入燃油液面的入射角为α，进入燃油液面后的折射角为β，液面深度为h，液面变化量为△h，当液面变化△h时，接收器30接收到由液面折射出的光信号会移动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，即可得到当液面折射出的光信号位于接收器30某一位置时对应的油液高度，再通过倾斜角度数据进行校正，得到的校正数据与油箱体积结合计算即可得到此时油箱的油量。

应用本实施例提供的飞行器燃油测量装置，利用倾斜角传感器40实时检测飞机在飞行时的倾斜角度，并通过测量单元中的光信号发射器10、反射结构20以及接收器30配合以测量油箱剩余燃油的深度，处理器通过测量单元测量的深度数据以及倾斜角传感器40测量的倾斜角度数据计算，以得到油箱内剩余燃油的油量，如此可在油箱随飞机发生偏移时准确测量油箱内的油量，进而满足飞机在飞行时对燃油的测量要求。并且，通过在油箱内设置多组测量单元，能够满足飞机在任意飞行姿态时对燃油量进行测量，此时可通过处理器对多个测量单元数据进行处理，即可得到较为准确的燃油量数据。此外，可在处理器中预先记录储液箱80的几何形状，通过与测量单元测量的深度以及倾斜角度进行比对，进而能够得到具体的燃油量。

具体地，该装置的准确性与测量单元的设置数量以及在油箱内的布局有关。在本实施例中，以储液箱80的中心建立空间直角坐标系，其中Z轴为竖直轴，Y轴为飞机前行方向，X轴为垂直于Z轴和Y轴的另一轴。倾斜角传感器的初始数据与水平面平行，初始Z轴的方向与重力方向相反，Y轴为飞行器的飞行方向。

为了提高测量准确性，在空间直角坐标系的三个坐标平面内均设置一个测量单元，可选地，在不同于三个坐标平面的另一平面内也设置一个测量单元，以进一步提高测量准确性。为了避免每组测量单元相互干扰，多组测量单元内的光信号发射器10的激光频率各不相同。

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。

在实施例中，为了便于安装和固定测量单元，在油箱内设置法兰50，将测量单元固定在法兰50上。可选地，为了提高测量精度，将光信号发射器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。

具体地，如图3所示，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50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。

反射结构20的反射面可设置为平面，也可设置为曲面。为了进一步分散光信号的能量，在本实施例中，将反射结构20的反射面设置为凸面。

本发明还提供了一种油箱。其中，该油箱的实施例(未图示)包括上述实施例提供的飞行器燃油测量装置。

具体地，该油箱包括法兰50，法兰50用于安装光信号发射器10、反射结构20以及接收器30，法兰50上设置有与油箱内部连通的进油管61和出油管62。如此可便于系统分配和调用供油。

本发明还提供了一种飞行器。其中，该飞行器的实施例(未图示)包括上述实施例提供的油箱。

通过上述实施例提供的飞行器燃油测量装置，能够满足飞行器在不同飞行姿态下对油箱内的燃油进行准确测量，提高了测量油箱燃油油量的准确性。并且，该装置结构简单，便于安装，在满足测量准确的同时方便了用户使用。

在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飞行器燃油测量装置测量储液箱的液体量，如图4所示，根据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：通过接收器接收由液体内的反射结构反射并从液体内折射出的光信号；

步骤三：通过倾斜角传感器检测储液箱的倾斜角度；

步骤四：根据折射出的光信号以及倾斜角度计算储液箱内的液体量。

具体地，可通过接收器接收由在液体内设置的反射结构反射并从液体内折射出的光信号，获取光信号的位置参数，根据该位置参数以及倾斜角度计算储液箱内的液体量。

在使用该飞行器燃油测量装置之前，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，如此可获得储液箱由没油到满油时，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比较，即可获取液体高度数据，在获取液体高度数据后，通过倾斜角度校正液体高度数据，将校正后的液体高度数据结合储液箱的尺寸即可计算储液箱的液体量。

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 (13)

1.一种飞行器燃油测量装置，其特征在于，所述飞行器燃油测量装置包括：

多组测量单元，每组所述测量单元包括光信号发射器(10)、反射结构(20)以及接收器(30)，所述光信号发射器(10)用于向储液箱内的液体发射测量光，所述反射结构(20)设置在所述储液箱的底部，所述反射结构(20)用于反射进入所述液体内的光信号，所述接收器(30)用于接收经所述反射结构(20)反射并从所述液体折射出的光信号；

倾斜角传感器(40)，用于测量所述储液箱的倾斜角度；

处理器，所述处理器分别与所述接收器(30)以及所述倾斜角传感器(40)连接，所述处理器根据经所述反射结构(20)反射并从所述液体折射出的光信号以及倾斜角度确定所述储液箱内的液体量。

2.根据权利要求1所述的飞行器燃油测量装置，其特征在于，以所述储液箱的中心建立空间直角坐标系，所述空间直角坐标系的三个坐标平面内均设置有所述测量单元。

3.根据权利要求1或2所述的飞行器燃油测量装置，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。

4.根据权利要求3所述的飞行器燃油测量装置，其特征在于，所述吸能组件包括散射透镜(12)。

5.根据权利要求4所述的飞行器燃油测量装置，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)至所述液体的光信号的路径上。

6.根据权利要求5所述的飞行器燃油测量装置，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。

7.根据权利要求1所述的飞行器燃油测量装置，其特征在于，多个所述光信号发射器(10)发出的测量光的频率各不相同。

8.一种油箱，包括飞行器燃油测量装置，其特征在于，所述飞行器燃油测量装置为权利要求1至7中任一项所述的飞行器燃油测量装置。

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(50)，所述法兰(50)用于安装光信号发射器(10)、反射结构(20)以及接收器(30)，所述法兰(50)上设置有与所述油箱内部连通的进油管(61)和出油管(62)。

10.一种飞行器，包括油箱，其特征在于，所述油箱为权利要求8或9中所述的油箱。

11.一种燃油测量方法，其特征在于，通过权利要求1至7中任一项所述的飞行器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；

通过接收器接收由所述液体内的反射结构反射并从所述液体内折射出的光信号；

通过倾斜角传感器检测储液箱的倾斜角度；

根据所述折射出的光信号以及所述倾斜角度计算所述储液箱内的液体量。

12.根据权利要求11所述的燃油测量方法，其特征在于，

通过所述接收器接收由所述液体内反射结构反射并从所述液体内折射出的光信号，获取光信号的位置参数；

根据所述位置参数以及所述倾斜角度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，

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；

根据所述倾斜角度校正所述液体高度数据；

根据校正后的液体高度数据计算所述储液箱的液体量。