CN106404238A - 一种加油机用径向力传感器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加油机用径向力传感器及控制方法，能够通过电阻应变计采集径向受力值，并将数据发送到电路板中，电路板将信号处理后通过电连接器发送至母机，使母机能够根据加油管道上的载荷进行调整，本装置集成度高，体积小、重量轻，测量精准，实时性高，可靠性、安全性高，环境适应性好，抗电磁干扰能力强。
Description
技术领域
本发明属于加油机硬式空中加油技术领域，具体涉及一种加油机用径向力传感器及控制方法。
背景技术
如今国际局势风云变幻，除了传统的陆军作战，空军力量更多的受到了各国的重视，因为空军作战具有高机动性、高灵活性、大作战半径的特点，还可以有效降低人员伤亡，而空中续航能力又能够有效扩大战机作战半径，因此空中续航能力是强大空中力量的重要保障。
硬式空中加油技术在国外空军中早有应用和发展，相对于传统的软管加油方式，对环境及飞行员自身操作水平要求较低，受自然环境影响较小，并且加油速度快，有效降低了空中加油的风险，拥有更大的技术优势。而国内目前一直采用的是传统的软管加油技术，主要原因是无法精确掌握加油管受力情况，从而无法实时调整加油姿态，无法保障加油安全。
针对硬式空中加油装置需要根据受力变化对加油管进行实时调控这一情况，通过径向力传感器可以实现实时检测加油头和受油座受力方向和受力大小的变化，并及时反馈给控制系统，保障了加油安全，该产品的研发也填补了硬管加油领域加油管受力情况测量的技术空白。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种安全可靠、测量精准、刚度强度符合要求的加油机用径向力传感器及控制方法。
为了达到上述目的，一种加油机用径向力传感器，包括通过第二外壳包裹的加油管道，第二外壳外覆盖有同加油管道一体化的一种加油机用径向力传感器弹性体，弹性体外部固定有若干电阻应变计，第二外壳上部设置有第一外壳，第一外壳内设置有电路板，第一外壳顶部设置有电连接器，电连接器和所有电阻应变计均连接电路板。
所述电路板包括接收所有电阻应变计信号的径向传感器信号采集电路，径向传感器信号采集电路下游顺次连接放大电路、滤波电路、信号采集处理电路和通信电路，通信电路连接电连接器，信号采集处理电路连接径向力传感器组件系统，径向力传感器组件系统包括A/D采集模块，A/D采集模块下游依次连接软件滤波模块、数据处理模块、通信模块和参数标定模块，通信模块与信号采集处理电路连接。
所述第一外壳通过若干连接柱固定弹性体上，连接柱上设置有压板。
所述第一外壳通过橡胶密封套与弹性体密封。
所述加油管道的两端为具有密封圈的法兰盘。
一种加油机用径向力传感器的工作方法，包括以下步骤：
101，启动，复位初始化；
102，进行自检，若自检正常，进入103，若异常，进入112；
103，检测是否经过首次标定，若是，进入104，若否，进入113；
104，径向传感器信号采集电路将电阻应变计的受力信号转换为电信号，进入105；
105，进行放大滤波，进入106；
106，进行数据处理，进入107；
107，进行周期自检，进入108；
108，将自检记结果通过电连接器发送，发送完毕进入109，反之重新发送；
109，监测是否进入下一个通信周期，若是，返回104，反之重新监测；
112，记录故障信息并报故；
113，等待接收串口启动通信命令，并进入123；
123，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回113；
133，启动人机交互系统，并进入143；
143，等待并处理上位机命令，并进入153；
153，将需要保存的数据存入FLASH中，并进入163；
163，判断是否处理完毕，若完毕，则返回101重新复位，反之返回143。
所述104中，若串口中断，则进入114；
114，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回104；
105中，若串口中断，则进入115；
115，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回105；
106中，若串口中断，则进入116；
116，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回106；
107中，若串口中断，则进入117；
117，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回107。
所述周期自检通过RS422总线通信输出。
与现有技术相比，本发明的装置能够通过电阻应变计采集径向受力值，并将数据发送到电路板中，电路板将信号处理后通过电连接器发送至母机，使母机能够根据加油管道上的载荷进行调整，本装置集成度高，体积小、重量轻，测量精准，实时性高，可靠性、安全性高，环境适应性好，抗电磁干扰能力强。
进一步的，本发明利用信号调理器可以实现传感器输出信号的放大、滤波、A/D转换、RS422总线通信，将信号实时反馈至加油控制系统；
进一步的，本发明的加油管道的两端为具有密封圈的法兰盘，能够使输油管路可靠连接，实现航空燃油的可靠输送。
本发明的方法通过对电阻应变计的数据进行处理后，进行发送，且利用人机交互系统可以实现对传感器参数的实时修正、查询曾发生的故障类型、查询及修改传感器自身参数以修正传感器自身工作状态，使其工作更为稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明电路板的框图；
图4为本发明的工作流程图；
其中，1-弹性体，2-第一外壳，3-连接柱，4-电连接器，5-盖板，6-电路板，7-压板，8-橡胶密封套，9-电阻应变计，10-第二外壳。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步说明。
参见图1、图2和图3，一种加油机用径向力传感器包括通过第二外壳10包裹的同加油管道一体化的一种加油机用径向力传感器弹性体1，加油管道的两端为具有密封圈的法兰盘，弹性体1外部固定有若干电阻应变计9，第二外壳10上部设置有第一外壳2，第一外壳2内设置有电路板6，第一外壳2顶部设置有电连接器4，电连接器4和所有电阻应变计9均连接电路板6，第二外壳10外覆盖有弹性体1，第一外壳2通过若干连接柱3固定弹性体1上，连接柱3上设置有压板7，第一外壳2通过橡胶密封套8与弹性体1密封。
电路板6包括接收所有电阻应变计9信号的径向传感器信号采集电路，径向传感器信号采集电路下游顺次连接放大电路、滤波电路、信号采集处理电路和通信电路，通信电路连接电连接器4，信号采集处理电路连接径向力传感器组件系统，径向力传感器组件系统包括A/D采集模块，A/D采集模块下游依次连接软件滤波模块、数据处理模块、通信模块和参数标定模块，通信模块与信号采集处理电路连接。
参见图4，一种加油机用径向力传感器的工作方法，包括以下步骤：
101，启动，复位初始化；
102，进行自检，若自检正常，进入103，若异常，进入112；
103，检测是否经过首次标定，若是，进入104，若否，进入113；
104，径向传感器信号采集电路将电阻应变计9的受力信号转换为电信号，进入105，若串口中断，则进入114；
105，进行放大滤波，进入106，若串口中断，则进入115；
106，进行数据处理，进入107，若串口中断，则进入116；
107，进行周期自检，自检结构通过RS422总线通信输出，进入108，若串口中断，则进入117；
108，将自检记结果通过电连接器发送，发送完毕进入109，反之重新发送；
109，监测是否进入下一个通信周期，若是，返回104，反之重新监测；
112，记录故障信息并报故；
113，等待接收串口启动通信命令，并进入123；
114，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回104；
115，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回105；
116，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回106；
117，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回107；
123，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回113；
133，启动人机交互系统，并进入143；
143，等待并处理上位机命令，并进入153；
153，将需要保存的数据存入FLASH中，并进入163；
163，判断是否处理完毕，若完毕，则返回101重新复位，反之返回143。
本发明利用同加油管道一体化的一种加油机用径向力传感器弹性体两端法兰盘及密封圈与输油管路的可靠连接，同时与一种加油机用径向力传感器的电气部分实现物理隔离，即一种加油机用径向力传感器自身成为输油管路的一部分，即可以实现航空燃油的安全可靠输送。
当加油管以不同角度加油时，所受径向力由贴于弹性体上的电阻应变计9感应并将信号输送至调理器，经过放大、滤波、A/D转换、数据处理、数据帧封装、RS422总线通信，最后通过接插件传输给加油控制系统。径向力传感器随加油管变化产生实时信号并进行发送，帮助控制系统实时控制加油姿态，保障飞行安全。
Claims (8)
1.一种加油机用径向力传感器，其特征在于，包括通过第二外壳(10)包裹的加油管道，第二外壳(10)外覆盖有同加油管道一体化的一种加油机用径向力传感器弹性体(1)，弹性体(1)外部固定有若干电阻应变计(9)，第二外壳(10)上部设置有第一外壳(2)，第一外壳(2)内设置有电路板(6)，第一外壳(2)顶部设置有电连接器(4)，电连接器(4)和所有电阻应变计(9)均连接电路板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种加油机用径向力传感器，其特征在于，所述电路板(6)包括接收所有电阻应变计(9)信号的径向传感器信号采集电路，径向传感器信号采集电路下游顺次连接放大电路、滤波电路、信号采集处理电路和通信电路，通信电路连接电连接器(4)，信号采集处理电路连接径向力传感器组件系统，径向力传感器组件系统包括A/D采集模块，A/D采集模块下游依次连接软件滤波模块、数据处理模块、通信模块和参数标定模块，通信模块与信号采集处理电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种加油机用径向力传感器，其特征在于，所述第一外壳(2)通过若干连接柱(3)固定弹性体(1)上，连接柱(3)上设置有压板(7)。
4.根据权利要求1所述的一种加油机用径向力传感器，其特征在于，所述第一外壳(2)通过橡胶密封套(8)与弹性体(1)密封。
5.根据权利要求1所述的一种加油机用径向力传感器，其特征在于，所述加油管道的两端为具有密封圈的法兰盘。
6.权利要求1所述的一种加油机用径向力传感器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
101，启动，复位初始化；
102，进行自检，若自检正常，进入103，若异常，进入112；
103，检测是否经过首次标定，若是，进入104，若否，进入113；
104，径向传感器信号采集电路将电阻应变计(9)的受力信号转换为电信号，进入105；
105，进行放大滤波，进入106；
106，进行数据处理，进入107；
107，进行周期自检，进入108；
108，将自检记结果通过电连接器发送，发送完毕进入109，反之重新发送；
109，监测是否进入下一个通信周期，若是，返回104，反之重新监测；
112，记录故障信息并报故；
113，等待接收串口启动通信命令，并进入123；
123，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回113；
133，启动人机交互系统，并进入143；
143，等待并处理上位机命令，并进入153；
153，将需要保存的数据存入FLASH中，并进入163；
163，判断是否处理完毕，若完毕，则返回101重新复位，反之返回143。
7.根据权利要求6所述的一种加油机用径向力传感器的工作方法，其特征在于，所述104中，若串口中断，则进入114；
114，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回104；
105中，若串口中断，则进入115；
115，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回105；
106中，若串口中断，则进入116；
116，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回106；
107中，若串口中断，则进入117；
117，判断通信命令是否正确，如果正确进入133，反之返回107。
8.根据权利要求6所述的一种加油机用径向力传感器的工作方法，其特征在于，所述周期自检通过RS422总线通信输出。
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