CN108613716B - 一种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置，包括端盖、密封圈A、法兰、轴套、外电极、内电极、定位销保护套、底座、调整垫片、环形螺柱、垫圈、密封圈B、绝缘衬套、定位销、5芯连接器、6芯连接器、连接器密封圈、压接端子、卡簧、金属扎带、螺钉、弹簧垫圈、开槽沉头螺钉、扁平头铆钉、空心铆钉；可以满足在振动、冲击或晃动等复杂的工况下为飞机加注系统、控制系统、推进系统、遥测系统提供航空燃油液位连续量值信号。这种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置具有加工性好、工作可靠、测量精度高、质量轻、使用方便等特点，特别适用于煤油、汽油等常温介质的液位连续测量。

Description

一种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，适用介质为煤油、汽油等常温介质。

背景技术

燃料剂在油箱里的液位是飞机在飞行过程中重要的技术指标，如果燃油液位测量不准确，就会影响飞行人员或技术人员对航空燃油加注时间和加注量的判断，甚至会导致燃油耗尽、机毁人亡等严重后果，因此，能够正确指示油箱内航空燃油的液位非常重要。航空燃油属于绝缘性介质，相对介电常数非常小(0.1Mpa压力，航空燃油相对介电常数2.2)，现有的电容式液位传感器测量精度不高。电容式液位传感器的测量原理是介质液位的变化导致传感器电容量变化，液位变化小则传感器电容量变化小，然而对于微小电容量的检测是比较困难的，因此现有的电容式液位传感器的测量精度很难做到2％，特别是介电常数非常小的航空煤油、汽油等就更难做到。同时，在振动、冲击或晃动的工况下，现有的电容式液位传感器测量稳定性、可靠性不高。

因此，本发明提供的一种可以满足在振动、冲击或晃动的工况下为飞机加注系统、控制系统、推进系统、遥测系统提供航空燃油连续量值信号的测量装置，具有加工性好、工作可靠、测量精度高、使用方便等特点。

发明内容

本发明专利所要解决的技术问题在于提供一种可以满足航空燃油在振动、冲击或晃动以的工况下为飞机加注系统、控制系统、推进系统、遥测系统提供航空燃油液位连续量值信号的测量装置。

本发明涉及的一种航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，包括端盖、密封圈A、法兰、轴套、外电极、内电极、定位销保护套、底座、调整垫片、环形螺柱、垫圈[、密封圈B、绝缘衬套、定位销、5芯连接器、6芯连接器、卡簧、扁平头铆钉[24]、空心铆钉；

所述端盖、密封圈A与法兰上端面形成密封腔；所述端盖留有安装6芯连接器的通孔和螺纹孔；所述法兰下端的内表面与轴套贴合，并留有卡槽用于安装卡簧；法兰中间留有螺纹、螺纹退刀槽和一个直口密封面，法兰的螺纹与环形螺柱相配合，螺纹退刀槽既方面加工螺纹，又留给垫圈、密封圈B足够的安装空间；

所述轴套安装在法兰和外电极之间，中间留有2个通孔，用于在外电极上安装扁平头铆钉；所述外电极和内电极构成电容，所述5芯连接器可将外电极和内电极测得的电容信号传输至6芯连接器；所述外电极上下两端为锥形，方便安装在轴套和底座中，外电极上留有通孔，用于安装定位销；所述内电极、上留有通孔用于安装绝缘衬套；所述绝缘衬套固定在外电极和内电极之间，一端留有盲孔用于安装定位销；所述定位销固定在外电极和定位销保护套上；调整垫片安装在法兰和轴套之间，用于调整轴套、外电极、内电极和法兰的相对安装位置；所述环形螺柱安装在法兰内，用于压紧5芯连接器。

本装置完成航空燃料连续液位测量的方法，是利用外电极和内电极构成的环形电容器，当液体介质通过法兰和底座上导流孔和导流槽流入到外电极和内电极之间时，引起介电常数发生变化，从而产生一变化的电容量输入硬件检测电路中。

外电极和内电极构成1个环形电容，外电极和内电极之间采用绝缘衬套和定位销进行隔离和固定，外电极和轴套采用扁平头铆钉进行固定，外电极和法兰采用轴套进行隔离，法兰和轴套之间采用凸台和凹槽结构配合实现周向固定、采用卡簧实现轴向固定。拧紧环形螺柱，预紧力通过5芯连接器、垫圈传递到密封圈B，使得密封圈B达到预定变形量，起到良好的密封效果，在达到固定5芯连接器位置的同时，保证了装置的密封性，防止测量介质从5芯连接器处泄漏。定位销保护套和底座均用金属扎带扎紧，防止在外电极上发生轴向或者周向移动。端盖通过开槽沉头螺钉安装在法兰上，6芯连接器通过螺钉、弹簧垫圈安装在端盖上。外电极和内电极构成的环形电容测得的电容信号通过5芯连接器输出。

与现有技术相比，本发明的一种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置，适用介质为煤油、汽油等常温介质，可以满足在振动、冲击或晃动等复杂力学环境下，为飞机加注系统、控制系统、推进系统、遥测系统提供航空燃油液位连续量值信号

附图说明

图1是本发明的一种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置；

图2是本发明实施例的法兰；

图3是本发明实施例的轴套；

图4是本发明实施例的绝缘衬套和定位销的安装位置；

图5是本发明实施例的定位销保护套；

图6是本发明实施例的底座。

具体实施方式

图1是本发明的一种用于航空燃油连续测量的电容式液位测量装置，包括端盖1、密封圈A2、法兰3、轴套4、外电极5、内电极6、定位销保护套7、底座8、调整垫片9、环形螺柱10、垫圈11、密封圈B12、绝缘衬套13、定位销14、5芯连接器15、6芯连接器16、连接器密封圈17、压接端子18、卡簧19、金属扎带20、螺钉21、弹簧垫圈22、开槽沉头螺钉23、扁平头铆钉24、空心铆钉25；

所述端盖1材料为硬质铝合金，留有安装6芯连接器16的通孔和螺纹孔；端盖1、密封圈A2与法兰3上端面形成密封腔，用来走线和防止灰尘、油污污染。法兰3材料为硬质铝合金，表面进行非导电阳极化处理。法兰3上端与端盖1、密封圈A2形成密封腔，用于走线和防止灰尘、油污污染；法兰3下端的内表面与轴套4贴合，并留有卡槽用于安装卡簧19，保证装置整体的轴向固定；法兰3中间留有螺纹、螺纹退刀槽和一个直口密封面，法兰3的螺纹与环形螺柱10相配合，螺纹退刀槽既方面加工螺纹，又留给垫圈11、密封圈B12足够的安装空间，直口密封面上留有两圈直口刀加工的密封槽，密封圈B12与直口密封面贴合并受挤压变形后，由于直口密封槽的原因，密封圈B12的贴合面一部分挤入密封槽，因此增大了密封面，密封效果更强；法兰3下端留有2个方形缺口，一个用于保证装置整体的周向固定，一个方便卡簧19的安装；法兰3下端还留有4个对称的通孔，保证测量过程中液体的流通性。法兰3具体结构如图2所示。

所述轴套4材料为聚三氟氯乙烯，安装在法兰3和外电极5之间，轴套4外表面与法兰3下端的内表面贴合，轴套4内表面与外电极5的外表面贴合，采用这种结构轴套4能够起到绝缘、保护外电极5的作用。轴套4上设计有一个方形的小凸台，该小凸台与法兰3下端留有的方形缺口配合，能够防止法兰3与轴套4发生周向转动；轴套4中间留有2个通孔，用于在外电极5上安装扁平头铆钉24，同时也可以防止外电极5与轴套4之间发生周向转动。轴套4具体结构如图3所示。

所述的外电极5、内电极6、扁平头铆钉24，外电极5和内电极6构成电容，当液体介质通过法兰3和底座8上导流孔和导流槽的流入到外电极5和内电极6之间时，引起介电常数发生变化，从而产生与被测液位成线性对应关系的电容变化量，通过一定电路设计可以获得液位数值输出；扁平头铆钉24固定在外电极5上，与轴套4上的通孔配合，防止外电极5与轴套4发生周向转动；内电极6上留有通孔用于安装绝缘衬套13；外电极5上留有通孔，用于安装定位销14；外电极5上下两端为锥形，方便安装在轴套4和底座8中。

所述的绝缘衬套13、定位销14，绝缘衬套13材料为聚四氟乙烯，一端留有盲孔用于安装定位销14，绝缘衬套13固定在外电极5和内电极6之间，既起到了支撑内电极6的作用，又保证了外电极5和内电极6之间的同轴度；定位销14材料为硬铝合金，固定在外电极5和定位销保护套7上。通过绝缘衬套13和定位销14保证了外电极5和内电极6之间的距离，同时也防止外电极5和内电极6之间发生周向或者轴向的转动。绝缘衬套和定位销的安装位置如图4所示。

所述的定位销保护套7材料为聚三氟氯乙烯，截面为“工”字形，并留有开口方便安装。定位销保护套7具体结构如图5所示。底座8材料为聚三氟氯乙烯，同定位销保护套7一样，底座8侧面留有开口方便安装；底座8底部留有导流孔和导流槽，能够增大液位介质进出的面积，减小流阻，使液体迅速通过电极间隙。底座8具体结构如图6所示。调整垫片9材料为薄铝带，安装在法兰3和轴套4之间，用于调整轴套4、外电极5、内电极6和法兰3的相对安装位置。环形螺柱10材料为不锈钢，安装在法兰3内，用于压紧5芯连接器15；环形螺柱10上开有对称的工艺卡槽，方便安装和定力矩。5芯连接器15能够将外电极5和内电极6测得的电容信号传输至6芯连接器16。所述的垫圈11、密封圈B12，其特征在于，垫圈11材料为铝带，密封圈B12材料为丁腈橡胶，两者安装在法兰3和5芯连接器15之间。受预紧力作用，密封圈B12发生形变，增大了密封面积，保证了液体介质不泄露至法兰3上端。

Claims (10)

1.一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，包括端盖、密封圈A、法兰、轴套、外电极、内电极、定位销保护套、底座、调整垫片、环形螺柱、垫圈、密封圈B、绝缘衬套、定位销、5芯连接器、6芯连接器、卡簧、扁平头铆钉、空心铆钉；

所述端盖、密封圈A与法兰上端面形成密封腔；所述端盖留有安装6芯连接器的通孔和螺纹孔；所述法兰下端的内表面与轴套贴合，并留有卡槽用于安装卡簧；法兰中间留有螺纹、螺纹退刀槽和一个直口密封面，法兰的螺纹与环形螺柱相配合，螺纹退刀槽既方便加工螺纹，又留给垫圈、密封圈B足够的安装空间；

所述轴套安装在法兰和外电极之间，中间留有2个通孔，用于在外电极上安装扁平头铆钉；所述外电极和内电极构成电容，所述5芯连接器可将外电极和内电极测得的电容信号传输至6芯连接器；所述外电极上下两端为锥形，方便安装在轴套和底座中，外电极上留有通孔，用于安装定位销；所述内电极上留有通孔用于安装绝缘衬套；

所述绝缘衬套固定在外电极和内电极之间，一端留有盲孔用于安装定位销；

所述定位销固定在外电极和定位销保护套上；调整垫片安装在法兰和轴套之间，用于调整轴套、外电极、内电极和法兰的相对安装位置；所述环形螺柱安装在法兰内，用于压紧5芯连接器；

所述的空心铆钉固定在外电极和内电极上。

2.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述端盖材料为硬质铝合金，通过开槽沉头螺钉安装在法兰上，6芯连接器通过螺钉、弹簧垫圈安装在端盖上。

3.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述法兰材料为硬质铝合金，表面进行非导电阳极化处理，下端留有2个方形缺口，一个用于保证装置整体的周向固定，一个方便卡簧的安装，法兰下端还留有4个对称的通孔，保证测量过程中液体的流通性。

4.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述轴套材料为聚三氟氯乙烯，轴套外表面与法兰下端的内表面贴合，轴套内表面与外电极的外表面贴合，采用这种结构轴套能够起到绝缘、保护外电极的作用。

5.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述轴套上设计有一个方形的小凸台，该小凸台与法兰下端留有的方形缺口配合，能够防止法兰与轴套发生周向转动；同时也可以防止外电极与轴套之间发生周向转动。

6.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述扁平头铆钉固定在外电极上，与轴套上的通孔配合，防止外电极与轴套发生周向转动。

7.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述定位销保护套材料为聚三氟氯乙烯，截面为“工”字形，并留有开口方便安装；所述底座材料为聚三氟氯乙烯，同定位销保护套一样，底座侧面留有开口方便安装；底座底部留有导流孔和导流槽；所述定位销保护套和底座均用金属扎带扎紧，防止在外电极上发生轴向或者周向移动。

8.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述调整垫片材料为薄铝带，所述环形螺柱材料为不锈钢，开有对称的工艺卡槽，方便安装和定力矩。

9.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述绝缘衬套材料为聚四氟乙烯，定位销材料为硬铝合金，通过绝缘衬套和定位销保证外电极和内电极之间的距离，防止外电极和内电极之间发生周向或者轴向的转动。

10.如权利要求1所述的一种用于航空燃料连续测量的电容式液位测量装置，其特征在于，所述垫圈材料为铝带，密封圈B材料为丁腈橡胶，受预紧力作用，密封圈B发生形变，保证了液体介质不泄露至法兰上端。

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