[發(fā)明專利]具有自補(bǔ)償電容式液位傳感器的飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410670423.4
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104501907A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁梅;豆紅麗;董韶鵬;龐卓;張蓓
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更特別地說，是指一種具有自補(bǔ)償電容式液位傳感器的飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)。采用自補(bǔ)償電容式液位傳感器采集飛機(jī)燃油油量、能夠消除溫度以及被測液體介質(zhì)(飛機(jī)燃油)變化對該傳感器測量帶來的影響。

背景技術(shù)

飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)是飛機(jī)燃油保障系統(tǒng)的一個重要裝置，它的測量結(jié)果是飛行員決定飛機(jī)飛行航程的依據(jù)之一。燃油油量測量系統(tǒng)傳感器的功能是飛機(jī)在水平飛行時，能夠準(zhǔn)確地測量每組油箱的剩余油量以維持對飛機(jī)發(fā)動機(jī)的自動供油，使飛機(jī)能夠正常的飛行。

2007年10月第24卷第5期《沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報》中公開了“電容式傳感器在飛機(jī)燃油測量系統(tǒng)中的應(yīng)用”。當(dāng)不考慮邊緣效應(yīng)時，電容器的總電容量特性方程為?從電容值C與液面高度x的關(guān)系可知，若在測量過程中外界環(huán)境溫度發(fā)生變化，或使用不同燃油牌號的燃油時，會引起燃油的介電常數(shù)ε₁、燃油上方混合氣的介電常數(shù)ε₀的變化，從而使電容值C與液面高度x之間不再呈線性變化，該變化帶來的影響無法從飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)上或者標(biāo)定校準(zhǔn)試驗(yàn)中進(jìn)行補(bǔ)償。因此，在每次測量之前都要對傳感器分別進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)，工作量繁瑣且實(shí)現(xiàn)難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)一次傳感器標(biāo)定和校準(zhǔn)就能對不同環(huán)境溫度、不同液體介質(zhì)進(jìn)行測量，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有自補(bǔ)償電容式液位傳感器的飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)。其由測量電路和自補(bǔ)償電容式液位傳感器組成，自補(bǔ)償電容式液位傳感器包括有AA電極、AB電極、BB電極和CC電極；在測量過程中，AA電極接地，同時作為測量電容的外電極，而BB電極和CC電極作為內(nèi)電極，飛機(jī)燃油介質(zhì)流動于AA電極與AB電極之間的腔中。測量電路的處理芯片內(nèi)嵌有電容補(bǔ)償比值關(guān)系通過電容補(bǔ)償比值K能夠計(jì)算出被測液位h的高度。本發(fā)明的電容液位傳感器可以消除由溫度以及介質(zhì)變化引起的空氣、燃油介電常數(shù)變化帶來的影響，減少了重復(fù)標(biāo)定的繁瑣過程。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種具有自補(bǔ)償電容式液位傳感器的飛機(jī)燃油油量測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有測量電路板(40)、上位機(jī)(10)、電容式液位傳感器(30)、電容-液位轉(zhuǎn)換模塊(20)、第一路引線電容干擾消除模塊(41)、第二路引線電容干擾消除模塊(42)、第三路引線電容干擾消除模塊(43)；

電容-液位轉(zhuǎn)換模塊(20)第一方面用于接收上位機(jī)(10)輸出的啟動測量指令F；第二方面用于接收第一路去干擾電容信號A_2B(h)、第二路去干擾電容信號A₃(h)、第三路去干擾電容信號A₄(h)、接地電容信號C_2A(h)；第三方面將所述的去干擾電容信號A_2B(h)、A₃(h)、A₄(h)分別與接地電容信號C_2A(h)組成三路完整電容信號，即第一路完整電容信號第二路完整電容信號第三路完整電容信號

電容式液位傳感器(30)通過接口P3與第一路引線電容干擾消除模塊(41)、第二路引線電容干擾消除模塊(42)和第三路引線電容干擾消除模塊(43)連接。

第一路引線電容干擾消除模塊(41)一方面用于接收電容式液位傳感器(30)中AB電極(2B)輸出的電容信號C_2B(h)；另一方面采用驅(qū)動電纜方式消除電容信號C_2B(h)中的連接電纜的寄生電容干擾信號，得到AB電極(2B)產(chǎn)生的去干擾電容信號A_2B(h)。所述連接電纜的寄生電容干擾信號是由AB電極(2B)與電路板之間的連接導(dǎo)線產(chǎn)生的。

第二路引線電容干擾消除模塊(42)一方面用于接收電容式液位傳感器(30)中BB電極(3A)輸出的電容信號C₃(h)；另一方面采用驅(qū)動電纜方式消除電容信號C₃(h)中的連接電纜的寄生電容干擾信號，得到BB電極(3A)產(chǎn)生的去干擾電容信號A₃(h)。所述連接電纜的寄生電容干擾信號是由BB電極(3A)與電路板之間的連接導(dǎo)線產(chǎn)生的。