CN108444563A - 基于压力平衡式的油箱油量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于压力平衡式的油箱油量检测装置，包括：柱塞空气泵、压力传感器、电磁阀、控制模块、温度传感器；所述柱塞空气泵的出气端与油箱的内部连通，所述电磁阀的一端与油箱的内部连通，其另一端与外界连通，所述压力传感器、温度传感器设置于电磁阀与油箱的内部连通的管道内；所述压力传感器、温度传感器的信号输出端分别与控制模块连接，所述控制模块分别与电磁阀、柱塞空气泵的控制端连接。本发明根据柱塞空气泵的工作循环计数从而推算出目前油箱中燃油体积的装置，因此当油箱剧烈运动时也可以检测油箱内的油量，且检测准确。
Description
技术领域
本发明涉及油量检测技术领域，特别涉及一种基于压力平衡式的油箱油量检测装置。
背景技术
目前对容积检测的技术已丰富多样。但对于剧烈运动中的油箱做检测时，通常是通过内置液位计、超声波探测等方式进行，由于在运动中油箱内液体摇晃使得检测出来的结果与实际值相差较大。不利于精确的进行测量。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于压力平衡式的油箱油量检测装置，解决目前的容积检测油箱内液体摇晃的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于压力平衡式的油箱油量检测装置，包括：柱塞空气泵、压力传感器、电磁阀、控制模块、温度传感器；
所述柱塞空气泵的出气端与油箱的内部连通，所述电磁阀的一端与油箱的内部连通，其另一端与外界连通，所述压力传感器、温度传感器设置于电磁阀与油箱的内部连通的管道内；
所述压力传感器、温度传感器的信号输出端分别与控制模块连接，所述控制模块分别与电磁阀、柱塞空气泵的控制端连接。
进一步的，所述柱塞空气泵向油箱中连续注入气体，直到油箱中的压力与外界压力差达到预设值时，由柱塞空气泵并计录下当前的工作循环次数。
进一步的，所述压力传感器用于连续监测油箱内的压力值。
进一步的，所述温度传感器用于监测油箱内的气体温度值。
进一步的，所述控制模块计算油箱内油的总体积V油的计算过程如下：
初始状态下，空气总量n1为：
加压后，空气总量n2为：
由于油箱的体积V箱在加压前后不发生变化，则油箱内气体体积V不变，则V箱＝V油+V， n2＝n1+nΔ；
则，
得到，
最后得到，
其中，V表示油箱内气体体积，n1表示初始状态下的空气总量，n2表示加压后的空气总量，p1表示初始油箱内空气压强，p2表示加压后油箱内空气压强，R表示常数，T表示油箱内气体温度，nΔ表示柱塞空气泵向油箱内注入的空气总量。
进一步的，所述基于压力平衡式的油箱油量检测装置的工作步骤为：
初始状态中，电磁阀处于导通状态，使油箱内与外界连通，空气压力平衡；
步骤S1：关闭电磁阀使油箱内与外界隔绝；
步骤S2：启动柱塞空气泵连续向油箱内注入空气；
步骤S3：压力传感器检测连续监测油箱内的压力值；
步骤S4：当油箱内与外界压力差达到预设值时，由柱塞空气泵计录下当前的工作循环次数，并由控制模块打开电磁阀到导通状态；
步骤S5：根据柱塞空气泵的排量及次数得到柱塞空气泵向油箱内注入的空气总量；
步骤S6：由控制模块根据油箱内油的总体积的计算公式，得到油箱内油量。
本发明的基于压力平衡式的油箱油量检测装置具有以下有益效果：
1、本发明根据柱塞空气泵的工作循环计数从而推算出目前油箱中燃油体积的装置，因此当油箱剧烈运动时也可以检测油箱内的油量，且检测准确。
2、本发明通过闭环检测，由控制模块自动控制检测油箱油量检测装置工作，整个检测原理简单，且制造成本低。
3、本发明不仅可以应用于油箱油量的检测领域，还有应用其他液体或固体的容量检测领域中，其应用范围非常广。
4、本发明向油箱中加压时，以超过当前大气压1pa为油箱内与外界压力差达到的预设值。而且此过程时间在5秒钟以内，因此不会对原发动机工况和安全造成任何影响。
5、本发明将压力传感器、温度传感器设置于电磁阀与油箱的内部连通的管道内，这样有利于使得压力传感器、温度传感器这些检测元件免受环境因素影响小，进而提高压力传感器、温度传感器的使用寿命。
6、本发明利用柱塞空气泵给油箱加压，由于油箱体积不变，则通过加压后油箱内外的压力差、加入油箱内的空气总量与气态方程得到油箱内的油量，这种测量方式，当油箱剧烈运动时也可以检测油箱内的油量，且检测准确。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的结构图；
图2为本发明的工作流程图；
图中，1、油箱；2、压力传感器；3、柱塞空气泵；4、电磁阀；5、控制模块；6、温度传感器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种基于压力平衡式的油箱油量检测装置，参考附图1所示，包括：柱塞空气泵3、压力传感器2、电磁阀4、控制模块5、温度传感器6。
柱塞空气泵3的出气端与油箱1的内部连通，电磁阀4的一端与油箱1的内部连通，其另一端与外界连通，压力传感器2、温度传感器6设置于电磁阀4与油箱1的内部连通的管道内；压力传感器2用于连续监测油箱1内的压力值。温度传感器6用于监测油箱1 内的气体温度值。
压力传感器2、温度传感器6的信号输出端分别与控制模块5连接，控制模块5分别与电磁阀4、柱塞空气泵3的控制端连接。
柱塞空气泵3向油箱1中连续注入气体，直到油箱1中的压力与外界压力差达到预设值时，由柱塞空气泵3并计录下当前的工作循环次数。
其中，油箱1中的压力与外界压力差达到的预设值不超过油箱1所承受的最大压力值。经多次实验数据得到，预设值为1pa时最佳，不会对原发动机工况和安全造成任何影响。即向油箱中加压时，以油箱中的压力超过当前大气压1pa即为检测点。而且此过程时间在 5秒钟以内，因此不会对原发动机工况和安全造成任何影响。
如图2所示，本发明的工作步骤为：
初始状态中，电磁阀处于导通状态，使油箱内与外界连通，空气压力平衡；
步骤S1：关闭电磁阀使油箱内与外界隔绝；
步骤S2：启动柱塞空气泵连续向油箱内注入空气；
步骤S3：压力传感器检测连续监测油箱内的压力值；
步骤S4：当油箱内与外界压力差达到预设值时，由柱塞空气泵计录下当前的工作循环次数，并由控制模块打开电磁阀到导通状态；
步骤S5：根据柱塞空气泵的排量及次数得到柱塞空气泵向油箱内注入的空气总量；
步骤S6：由控制模块根据油箱内油的总体积的计算公式，得到油箱内油量。
控制模块5计算油箱内油的总体积V油的计算过程如下：
初始状态下，空气总量n1为：
加压后，空气总量n2为：
由于油箱的体积V箱在加压前后不发生变化，则油箱内气体体积V不变，则V箱＝V油+V， (3)；n2＝n1+nΔ，(4)；
则，
得到，
最后得到，
其中，V表示油箱内气体体积，n1表示初始状态下的空气总量，n2表示加压后的空气总量，p1表示初始油箱内空气压强，p2表示加压后油箱内空气压强，R表示常数，T表示油箱内气体温度，nΔ表示柱塞空气泵向油箱内注入的空气总量。
本发明的基于压力平衡式的油箱油量检测装置对于适用于高动态环境下容器内容物的容量检测应用，检测精度不受任何运动及环境影响。适用于车辆、船舶等特殊需求领域。
本发明的通过计数柱泵的工作循环次数获取主要参数，当在代入到油箱内油的总体积的计算公式中，进行容积的计算，其计算精度准确。
本发明的结构简单，采用外置式检测的设计，便于安装和拆卸，其检测速度快，检测精度高。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (6)
1.一种基于压力平衡式的油箱油量检测装置，其特征在于，包括：柱塞空气泵、压力传感器、电磁阀、控制模块、温度传感器；
所述柱塞空气泵的出气端与油箱的内部连通，所述电磁阀的一端与油箱的内部连通，其另一端与外界连通，所述压力传感器、温度传感器设置于电磁阀与油箱的内部连通的管道内；
所述压力传感器、温度传感器的信号输出端分别与控制模块连接，所述控制模块分别与电磁阀、柱塞空气泵的控制端连接。
2.如权利要求1所述的基于压力平衡式的油箱油量检测装置，其特征在于：所述柱塞空气泵向油箱中连续注入气体，直到油箱中的压力与外界压力差达到预设值时，由柱塞空气泵并计录下当前的工作循环次数。
3.如权利要求1所述的基于压力平衡式的油箱油量检测装置，其特征在于：所述压力传感器用于连续监测油箱内的压力值。
4.如权利要求1所述的基于压力平衡式的油箱油量检测装置，其特征在于：所述温度传感器用于监测油箱内的气体温度值。
5.如权利要求1所述的基于压力平衡式的油箱油量检测装置，其特征在于：所述控制模块计算油箱内油的总体积V油的计算过程如下：
初始状态下，空气总量n1为：
加压后，空气总量n2为：
由于油箱的体积V箱在加压前后不发生变化，则油箱内气体体积V不变，则V箱＝V油+V，n2＝n1+nΔ；
则，
得到，
最后得到，
其中，V表示油箱内气体体积，n1表示初始状态下的空气总量，n2表示加压后的空气总量，p1表示初始油箱内空气压强，p2表示加压后油箱内空气压强，R表示常数，T表示油箱内气体温度，nΔ表示柱塞空气泵向油箱内注入的空气总量。
6.如权利要求1所述的基于压力平衡式的油箱油量检测装置，其特征在于：
所述基于压力平衡式的油箱油量检测装置的工作步骤为：
初始状态中，电磁阀处于导通状态，使油箱内与外界连通，空气压力平衡；
步骤S1：关闭电磁阀使油箱内与外界隔绝；
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