[发明专利]一种飞机燃油油位/密度测量装置及方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种测量装置及方法，尤其是一种飞机燃油油位/密度测量装置及方法，属于传感器和测量技术领域。

背景技术：在飞机燃油油位测量方面，目前主要使用电容式油位传感器，这方面技术已日趋成熟，但这种传感器精度不高且笨重；最近使用的超声波油位传感器，尽管油位测量精度比电容式的要高，但这种超声波传感器功耗大，当飞机飞行姿态发生改变时，存在着测量盲区，而且它通常要与波导管一起使用。在燃油密度测量方面，目前主要采用测量燃油介电常数的间接方法，但由于航空燃油是一种复杂混和物，其介电常数与其产地、污染程度有关，燃油密度与介电常数的关系并不总是恒定的，用这种方法测量的精度不高。此外，当前还出现了直接测量燃油密度的密度计，如放射性、谐振式燃油密度传感器，但在新型机种上应用不多。在液位测量方面，有很多新型的传感器，如光纤传感器，具有代表性是基于微弯原理的光纤传感器及光纤光栅传感器，但前者的机械结构较为复杂，不易取得较高的测量精度，而后者信号处理电路结构复杂。

新型燃油油量传感器是燃油测量系统的发展方向，而光纤传感器具有测量精度高、安全性高、体积小、重量轻、安装方便及抗干扰能力强等优点，势必成为燃油测量系统传感器的一个重要分支。

发明内容：本发明的目的是为解决上述问题而提供一种精确安全的飞机燃油油位/密度测量装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光纤压强传感器，包括由光纤缠绕成的空心螺线管，上固定板，下固定板，连接管，固定环，弹性膜片，连接块和密封圈等部分。

连接管与连接块及固定环连接。螺线管与上下固定板以胶粘方式进行固定连接，然后将其置于连接管的腔体内，上固定板紧贴弹性膜片，下固定板紧贴连接块。固定环将弹性膜片固定在连接管凹槽内。螺线管的两端光纤伸出连接块。为了保证油密性，连接管与连接块之间，固定环与弹性膜片之间都需要用密封圈进行密封。

一种飞机燃油油位/密度的测量方法，取上述的光纤压强传感器四个，第一光纤压强传感器和第二光纤压强传感器安装在安装管管体(以下简称管体)的下端，第三光纤压强传感器和第四光纤压强传感器安装在管体的上端，管体中间布置有8条光纤，这8条光纤分别将四个光纤压强传感器端光纤相联，以便构成4条光路。管体固定在飞机油箱内。管体的上端开口与油箱内安装管座进行连接，安装管座固定在飞机油箱的最上端。光纤由管体穿过安装管座到达飞机油箱外，与后继检测电路进行连接。第一光纤压强传感器与油箱底面尽量靠近但不进行接触。第一光纤压强传感器和第二光纤压强传感器之间的距离，同第三光纤压强传感器和第四光纤压强传感器之间的距离相等。当飞机正常飞行时，利用第一、第二和第三光纤压强传感进行油位及密度的计算，当飞机翻转飞行时，利用第一、第三和第四光纤压强传感器进行油位及密度的计算。

发明的优点是：1)传感器测量精度高，安全性高，体积小，结构简单，重量轻；能够解决飞机在加速爬升及下降时的油位检测问题；利用滤波方法可解决液面的晃动问题。2)在测量油位的同时，能够将燃油密度一并得出。3)能够在飞机翻转飞行时进行燃油油量的高精度测量。

附图说明：

图1是光纤压强传感器的结构示意图。

图2是本发明的工作原理图。

图3为记录油箱振动时，在2s内油位波动的趋势图。

具体实施方式：

如图1所示：一种光纤压强传感器，包括光纤缠绕成的空心螺线管4，上固定板5，下固定板8，固定环2，弹性膜片3，连接管1，密封圈6，密封圈7和连接块9。光纤螺线管4与上固定板5、下固定板8以胶粘方式进行固定连接，然后将它们置于连接管1的腔体内，上固定板5紧贴弹性膜片3，下固定板8紧贴连接块9。固定环2将弹性膜片3固定在连接管1的凹槽内，用第一密封圈6进行密封。连接管1与连接块9连接，用第二密封圈7进行密封。光纤螺线管4的光纤两端伸出连接块9。其工作工程如下：当外部压强作用于弹性膜片3上时将产生压力，该压力垂直于光纤螺线管4轴线方向，光纤螺线管4的形状将发生垂直于轴向的形变，该形变将导致通过光纤中的光强随着外部的压力改变而改变，通过测量通过光纤光强的大小即可反映液体压强的大小。为安装光纤的需要，连接块9中间留有通孔，同时这也保证连接管1的腔体内部气压与安装管16内的气压相同。以上连接管1，固定环2，连接块9均以螺纹形式进行连接。