CN112629618A - 一种浮子式燃油测量系统及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种浮子式燃油测量系统，包括浮子式燃油测量传感器和油量数据处理模块，燃油测量传感器将测量得到的电阻值实时输入油量数据处理模块，油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据电阻值实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后传送至飞机座舱综合显示器。油量数据处理模块内预先存储飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量。本申请中的浮子式燃油测量系统，其输出的信号可转化为座舱综合显示器需要的数字信号，并且可在飞机作大幅机动动作时，仍保持较高的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及航空机械控制系统技术领域，特别是涉及一种适应于飞行姿态变化的浮子式燃油测量系统及测量方法。
背景技术
飞机机翼油箱内的燃油经输油管路输送到消耗油箱，消耗油箱的燃油经供油管路进入发动机。传统的浮子式燃油测量系统通常由两部分组成，即：安装于机翼油箱内的浮子式燃油测量传感器和安装于座舱仪表板的油量表。浮子式燃油测量传感器内置一个滑动变阻器，传感器的浮子始终漂浮在油面上，随着燃油的消耗，浮子跟随油面下降，与浮子相连的连杆机构带动滑动变阻器的滑动片移动，从而改变传感器两端的电阻比值。油量表内装有磁电式流比计，油量表指针与流比计线框相连。当传感器两端电阻比值改变时，流过流比计线框的电流发生改变，从而使作用于线框上的两个力矩跟随变化，使得油量表指针在此新力矩的作用下转动到平衡位置，飞行员即可通过仪表周围的刻度读取油量数值。
传统的浮子式燃油测量系统有两个缺陷：1、其采用仪表显示，无法输出座舱综合显示器需要的数字信号；2、其测量精度受飞行姿态的影响极大，通常来说，当飞机俯仰角或滚转角超过±5°时，其测量的结果就不可信了。
发明内容
本发明的目的是解决现有的浮子式燃油系统无法输出座舱综合显示器需要的数字信号，以及其测量精度受飞行姿态的影响极大，测量结果不准确的技术问题，提供一种适应于飞行姿态变化的浮子式燃油测量系统及测量方法，其输出的信号可转化为座舱综合显示器需要的数字信号，并且可在飞机作大幅机动动作时，仍保持较高的测量精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种浮子式燃油测量系统，包括分别安装于左/右机翼油箱的两个浮子式燃油测量传感器，所述燃油测量传感器包括滑动变阻器、浮子和连杆机构，所述浮子、连杆机构和滑动变阻器依次连接，所述燃油测量传感器输出为电阻信号；该浮子式燃油测量系统还包括内嵌入综合显示器的油量数据处理模块，所述燃油测量传感器和所述油量数据处理模块连接，所述燃油测量传感器将测量得到的电阻值实时输入油量数据处理模块，所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后传送至飞机座舱综合显示器显示；所述油量数据处理模块内还预先存储飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量。
在本申请的一种可选地实施例中，所述油量数据处理模块，包括：
油量解算子模块，用于将所述燃油测量传感器测量得到的电阻信号转化为油量信号；
姿态角处理子模块，用于接收飞机航姿系统发送的飞机姿态角数据，并作出判断：当飞机俯仰角或滚转角超过±5°时，处于测量屏蔽区，屏蔽油量解算子模块输出的油量信号；
耗量积分子模块，所述耗量积分子模块中预先收录了飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量；
数据后处理子模块，用于将上述模块处理后的油量数据进行数据处理，然后输出至飞机座舱综合显示器显示。
在本申请的一种可选地实施例中，所述耗量积分子模块中，油箱油量的计算公式为：
式中：Vt——飞机处于屏蔽区时，t时刻的油箱油量；
V0——飞机恰好进入屏蔽区时的油箱油量；
Q(h)——发动机耗量。
在本申请的一种可选地实施例中，所述数据后处理子模块采用平滑滤波进行数据处理。
本发明还提供了一种浮子式燃油测量系统的测量方法，具体包括如下步骤：
第一步：所述燃油测量传感器输出电阻值；
第二步：所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量；
第三步：判断飞机是否处于测量屏蔽区；
第四步：如果飞机处于测量屏蔽区，则提取初始油量以及发动机耗量数据，计算油量；如果飞机不是处于测量屏蔽区，则输出解算油量；
第五步：所述油量数据处理模块对第四步输出的油量进行数据处理；
第六步：处理后的数据传送至飞机座舱综合显示器显示。
在本申请的一种可选地实施例中，所述第四步中的发动机耗量数据为飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，所述发动机耗量数据预先收录在所述油量数据处理模块内。
在本申请的一种可选地实施例中，所述第三步中测量屏蔽区定义为飞机俯仰角或滚转角超过±5°。
在本申请的一种可选地实施例中，所述第五步中的数据处理为平滑滤波处理。
本申请中的一种浮子式燃油测量系统，包括分别安装于左/右机翼油箱的两个浮子式燃油测量传感器，所述燃油测量传感器包括滑动变阻器、浮子和连杆机构，所述浮子、连杆机构和滑动变阻器依次连接，所述燃油测量传感器输出为电阻信号；该浮子式燃油测量系统还包括内嵌入综合显示器的油量数据处理模块，所述燃油测量传感器和所述油量数据处理模块连接，所述燃油测量传感器将测量得到的电阻值实时输入油量数据处理模块，所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后传送至飞机座舱综合显示器显示；所述油量数据处理模块内还预先存储飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量。
本申请中的一种浮子式燃油测量系统，通过增设油量数据处理模块，在其内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后其输出的信号可转化为座舱综合显示器需要的数字信号。并且，油量数据处理模块内还预先收录了飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，当飞机作大幅机动动作时(飞机俯仰角或滚转角超过±5°，并定义为测量屏蔽区)，期间的油箱油量等于初始油量减去发动机耗量，采用该计算方式，大大提高测量精度。
本申请中还提供了一种浮子式燃油测量系统的测量方法，具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中的燃油测量传感器结构示意图。
图2为一实施例中油量数据处理流程图。
图3为一实施例中油量数据处理模块中各子模块交联关系图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1所示，图1为一实施例中的燃油测量传感器结构示意图，该浮子式燃油测量系统，包括：分别安装于左/右机翼油箱的两个浮子式燃油测量传感器，所述燃油测量传感器包括滑动变阻器1、浮子2和连杆机构3，所述浮子2、连杆机构3和滑动变阻器1依次连接，浮子2漂浮在油面上，随着燃油的消耗，浮子2跟随油面下降，与浮子2相连的连杆机构3带动滑动变阻器1的滑动片移动，从而改变传感器输出的电阻值；该浮子式燃油测量系统还包括内嵌入综合显示器的油量数据处理模块，所述燃油测量传感器和所述油量数据处理模块连接，测量系统可依据电阻值与油箱油量的映射关系，实时解算出油箱的油量，再经过一系列数据处理后，送至座舱内的综合显示器。所述燃油测量传感器将测量得到的电阻值实时输入油量数据处理模块，所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后传送至飞机座舱综合显示器显示；所述油量数据处理模块内还预先存储飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量。
本申请中的一种浮子式燃油测量系统的物理量转化关系如下：
油量变化→油面高度变化→浮子位置变化→连杆机构位置变化→滑动变阻器滑动片移动→电阻变化。所述燃油测量传感器将测量得到的电阻信号实时输入所述油量数据处理模块。
本申请中的一种浮子式燃油测量系统，通过增设油量数据处理模块，在其内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后其输出的信号可转化为座舱综合显示器需要的数字信号。并且，油量数据处理模块内还预先收录了飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，当飞机作大幅机动动作时(飞机俯仰角或滚转角超过±5°，并定义为测量屏蔽区)，期间的油箱油量等于初始油量减去发动机耗量，采用该计算方式，大大提高测量精度。
如图3所示，图3为油量数据处理模块中各子模块的交联关系图。更进一步地，本申请中的一种实施例中，所述油量数据处理模块，包括：
油量解算子模块，用于将所述燃油测量传感器测量得到的电阻信号转化为油量信号；
姿态角处理子模块，用于接收飞机航姿系统发送的飞机姿态角数据，并作出判断：当飞机俯仰角或滚转角超过±5°时，处于测量屏蔽区，屏蔽油量解算子模块输出的油量信号；
耗量积分子模块，所述耗量积分子模块中预先收录了飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量；
数据后处理子模块，用于将上述模块处理后的油量数据进行平滑滤波处理，然后输出至飞机座舱综合显示器显示。
所述耗量积分子模块中，油箱油量的计算公式为：
式中：Vt——飞机处于屏蔽区时，t时刻的油箱油量；
V0——飞机恰好进入屏蔽区时的油箱油量；
Q(h)——发动机耗量。
油量数据处理的逻辑如下：
1)定义飞机俯仰角或滚转角超过±5°时为测量屏蔽区；
2)飞机不处于测量屏蔽区时，燃油测量系统依据电阻值与油箱油量的映射关系，解算出油箱的实时油量，随后对数据进行平滑滤波处理，最后送入综合显示器；
3)飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量的积分，计算公式如上述(1)所示。
油量数据处理逻辑如附图2所示。图2为油量数据处理的流程图。参考图2，本发明还提供了一种浮子式燃油测量系统的测量方法，具体包括如下步骤：
第一步：所述燃油测量传感器输出电阻值；
第二步：所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量；
第三步：判断飞机是否处于测量屏蔽区；
第四步：如果飞机处于测量屏蔽区，则提取初始油量以及发动机耗量数据，计算油量；如果飞机不是处于测量屏蔽区，则输出解算油量；
第五步：所述油量数据处理模块对第四步输出的油量进行数据处理；
第六步：处理后的数据传送至飞机座舱综合显示器显示。
更进一步地，所述第四步中的发动机耗量数据为飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，所述发动机耗量数据预先收录在所述油量数据处理模块内；所述第三步中测量屏蔽区定义为飞机俯仰角或滚转角超过±5°。
本发明提供的一种浮子式燃油测量系统，适应于飞行姿态变化的浮子式燃油测量系统原理正确，适应于座舱综合显示器的信号形式要求，并且可在飞机作大幅机动动作时仍保持一定的测量精度，解决了传统浮子式燃油测量系统的固有缺陷，有效地提高了浮子式燃油测量系统的测量精度。
需要说明的是，在本文中，术语中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
还需要说明的是，在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种浮子式燃油测量系统，包括分别安装于左/右机翼油箱的两个浮子式燃油测量传感器，所述燃油测量传感器包括滑动变阻器、浮子和连杆机构，所述浮子、连杆机构和滑动变阻器依次连接，所述燃油测量传感器输出为电阻信号；其特征在于：还包括内嵌入综合显示器的油量数据处理模块，所述燃油测量传感器和所述油量数据处理模块连接，所述燃油测量传感器将测量得到的电阻值实时输入油量数据处理模块，所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量，再经过数据处理后传送至飞机座舱综合显示器显示；所述油量数据处理模块内还预先存储飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量。
2.如权利要求1所述的一种浮子式燃油测量系统，其特征在于，所述油量数据处理模块，包括：
油量解算子模块，用于将所述燃油测量传感器测量得到的电阻信号转化为油量信号；
姿态角处理子模块，用于接收飞机航姿系统发送的飞机姿态角数据，并作出判断：当飞机俯仰角或滚转角超过±5°时，处于测量屏蔽区，屏蔽油量解算子模块输出的油量信号；
耗量积分子模块，所述耗量积分子模块中预先收录了飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，飞机处于测量屏蔽区时，燃油测量系统提取飞机恰好进入测量屏蔽区时解算的油量作为初始油量，在这一段时间内，油箱油量等于初始油量减去发动机耗量；
数据后处理子模块，用于将上述模块处理后的油量数据进行数据处理，然后输出至飞机座舱综合显示器显示。
3.如权利要求2所述的一种浮子式燃油测量系统，其特征在于，所述耗量积分子模块中，油箱油量的计算公式为：
式中：Vt——飞机处于屏蔽区时，t时刻的油箱油量；
V0——飞机恰好进入屏蔽区时的油箱油量；
Q(h)——发动机耗量。
4.如权利要求2中所述的一种浮子式燃油测量系统，所述数据后处理子模块采用平滑滤波进行数据处理。
5.如权利要求1至3中任一项权利要求所述的一种浮子式燃油测量系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：所述燃油测量传感器输出电阻值；
第二步：所述油量数据处理模块内预先存储电阻值与油箱油量的映射关系，根据所述燃油测量传感器测量得到的电阻值，实时解算出油箱的油量；
第三步：判断飞机是否处于测量屏蔽区；
第四步：如果飞机处于测量屏蔽区，则提取初始油量以及发动机耗量数据，计算油量；如果飞机不是处于测量屏蔽区，则输出解算油量；
第五步：所述油量数据处理模块对第四步输出的油量进行数据处理；
第六步：处理后的数据传送至飞机座舱综合显示器显示。
6.如权利要求5所述的一种浮子式燃油测量系统的测量方法，其特征在于，所述第四步中的发动机耗量数据为飞机在各种飞行条件下的发动机耗量数据，所述发动机耗量数据预先收录在所述油量数据处理模块内。
7.如权利要求5中任一项权利要求所述的一种浮子式燃油测量系统的测量方法，其特征在于，所述第三步中测量屏蔽区定义为飞机俯仰角或滚转角超过±5°。
8.如权利要求6所述的一种浮子式燃油测量系统的测量方法，其特征在于，所述第五步中的数据处理为平滑滤波处理。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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