[發明專利]一種非接觸式飛機燃油油量測量方法及系統

有效

• 申請號: 201811325627.9
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109459107B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 薛均曉;徐明亮;于海玉;潘俊;郭毅博
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 趙娟

本發明提供一種非接觸式飛機燃油油量測量方法及系統，測量方法包括如下步驟：控制激光器向油箱內發射十字形探測光線；獲取油箱內燃油油面的圖像，得到油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在飛機機身坐標系中的坐標；根據飛機的飛行姿態對油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在飛機機身坐標系中的坐標進行校正，得到油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在參考坐標系中的坐標；根據油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在參考坐標系中坐標與油箱內油量之間的對應關系，得到油箱內燃油油量的體積。本發明所提供的技術方案，能夠解決現有技術中在對飛機油箱內燃油油量進行檢測時存在檢測結果準確性較低的問題。

技術領域

本發明屬于飛機燃油油量測量技術領域，具體涉及一種非接觸式飛機燃油油量測量方法及系統。

技術背景

飛機油箱的剩余油量是飛行的重要參數，根據其能夠計算出飛機的持續航行時間，因此實時、準確測量并顯示飛機油箱的剩余油量對完成飛行任務至關重要。

在飛機燃油測量方面，目前主要是采用電容式油位傳感器，這種傳感器長期浸泡在油中，使用壽命短，并且由于其采用機械方法改變電阻值，導致檢測的精度不高，并且還存在引線放電導致爆炸的潛在危險；磁性浮子液位計直接與介質直接接觸，對密封要求嚴格，不能測量黏性介質，并且在將機械信號轉換成電信號的過程中需要涉及多個移動部件，導致檢測的精度降低。超聲波傳感器雖然經濟耐用并使用與安裝方便，但這種超聲波傳感器功耗大，當飛機飛行姿態發生改變時燃油的液面有較大波動時，因此檢測時存在測量盲區，導致測量的結果存在較大的誤差。

在液位測量方面，有許多新型傳感器，如：光纖傳感器，具有代表性的是微彎式壓力光纖傳感器和光纖光柵傳感器，前者機械結構較為復雜，并且飛機的加速度效應使其性能惡化，不易取得較高的測量精度，后者的信號處理電路復雜，需要用校準機制補償誤差。雖然現今已經有一些機型采用了數字式燃油測量系統，但系統的測量精度、可靠性、自動化、維修性等技術指標均不高。

當油箱隨飛機姿態變化時，重力的作用使油箱內的油面始終保持水平，導致油箱與油面的相對位置改變，從而傳感器與油面的相對位置也發生改變。由于偏航角不影響位置關系，所以當飛機俯仰和傾斜(滾轉)時產生姿態誤差，這些都會導致對飛機油箱內燃油油量檢測結果的準確性降低。

綜上所述，目前采用液位傳感器檢測油箱內油量的技術方案普遍存在檢測結果準確性較低的問題。

發明內容

本發明提供一種非接觸式飛機燃油油量測量方法及系統，用于解決現有技術中在對飛機油箱內燃油油量進行檢測時存在檢測結果準確性較低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種非接觸式飛機燃油油量測量方法，包括如下步驟：

(1)控制激光器向油箱內發射十字形探測光線；

(2)獲取油箱內燃油油面的圖像，得到油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在飛機機身坐標系中的坐標；

(3)根據飛機的飛行姿態對油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在飛機機身坐標系中的坐標進行校正，得到油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在參考坐標系中的坐標；

(4)根據油箱內燃油油面圖像中十字形光線交點在參考坐標系中坐標與油箱內油量之間的對應關系，得到油箱內燃油油量的體積。

進一步的，飛機的俯仰角為α，滾轉角為β，燃油液面圖像中十字型光線交點在飛機機身坐標系中的坐標為(x₀，y₀，z₀)，在參考坐標系中對應的坐標為(X₀，Y₀，Z₀)，則：

X₀＝x₀cosα+y₀cosαsinβ+z₀sinαcosβ