本發(fā)明涉及燃油測(cè)量，具體地說，涉及一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前我國(guó)機(jī)載燃油液位測(cè)量傳感器主要采用電容式液位傳感器。電容式液位測(cè)量技術(shù)從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)有近百年的時(shí)間，是一項(xiàng)很成熟的技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量盲區(qū)小、適應(yīng)飛機(jī)姿態(tài)傾斜，但由于電容量很微小，受寄生電容、旁路電容和電磁干擾影響較大，信噪比較低，使其抗干擾能力理論上較弱，精度較低。超聲波式與電容式液位傳感器相比，由于測(cè)量的計(jì)量值直接是時(shí)間數(shù)字量，因此具有抗干擾能力強(qiáng)，信噪比高，測(cè)量精度高，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，是一種極具發(fā)展前途的航空燃油液位測(cè)量技術(shù)。

2、雖然超聲波液位傳感器已經(jīng)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但均使用在地面靜態(tài)及準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)合下。在航空領(lǐng)域，超聲波機(jī)載燃油液位測(cè)量系統(tǒng)存在的主要問題和難點(diǎn)在于：由于超聲波的測(cè)量法線偏離，傳感器將無法適應(yīng)飛機(jī)較大的姿態(tài)傾斜和搖擺變化；飛機(jī)振動(dòng)引起的燃油液面波動(dòng)將導(dǎo)致超聲波的波陣面指向性不明確，嚴(yán)重影響傳感器的測(cè)量精度和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)上述傳感器無法適應(yīng)飛機(jī)較大的姿態(tài)傾斜和搖擺變化，嚴(yán)重影響傳感器的測(cè)量精度和可靠性的問題，提出一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)；首先根據(jù)獲取的溫度值，設(shè)置激勵(lì)波個(gè)數(shù)，采集得到超聲脈沖信號(hào)；然后根據(jù)采集的超聲脈沖信號(hào)，計(jì)算時(shí)間點(diǎn)序列；最后根據(jù)時(shí)間點(diǎn)序列和設(shè)置的液位分區(qū)，判斷當(dāng)前液位區(qū)，若當(dāng)前液位區(qū)為低液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、浮球浸入燃油高度、聲速、換能器的機(jī)械盲區(qū)計(jì)算液位高度；若當(dāng)前液位區(qū)為高液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、副波導(dǎo)管長(zhǎng)度、副波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)、浮球浸入燃油高度、主波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)，計(jì)算液位高度值，提高了飛機(jī)在高低溫環(huán)境下的測(cè)量精度。

2、本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)內(nèi)容如下：

3、一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，具體包括以下步驟：

4、步驟s1：根據(jù)獲取的溫度值，設(shè)置激勵(lì)波個(gè)數(shù)，采集得到超聲脈沖信號(hào)；

5、步驟s2：根據(jù)采集的超聲脈沖信號(hào)，計(jì)算時(shí)間點(diǎn)序列；

6、步驟s3：根據(jù)時(shí)間點(diǎn)序列和設(shè)置的液位分區(qū)，判斷當(dāng)前液位區(qū)，若當(dāng)前液位區(qū)為低液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、浮球浸入燃油高度、聲速、換能器的機(jī)械盲區(qū)計(jì)算液位高度；若當(dāng)前液位區(qū)為高液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、副波導(dǎo)管長(zhǎng)度、副波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)、浮球浸入燃油高度、主波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)，計(jì)算液位高度值。

7、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟s1具體包括以下步驟：

8、步驟s11：測(cè)量燃油溫度值，根據(jù)燃油溫度值設(shè)置激勵(lì)波個(gè)數(shù)；

9、步驟s12：根據(jù)設(shè)置的激勵(lì)波個(gè)數(shù)，得到原始超聲波脈沖信號(hào)；

10、步驟s13：調(diào)用卡爾曼濾波法濾除原始超聲波脈沖信號(hào)，得到濾波后的超聲波脈沖信號(hào)。

11、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟s2具體包括以下步驟：

12、步驟s21：根據(jù)設(shè)定的乘冪參數(shù)，將濾波后的超聲波脈沖信號(hào)進(jìn)行乘冪運(yùn)算，得到乘冪運(yùn)算后的超聲波脈沖信號(hào)；

13、步驟s22：根據(jù)超聲波波長(zhǎng)計(jì)算回波相位差，根據(jù)相位差調(diào)用包絡(luò)疊加法疊加不同時(shí)刻的超聲波脈沖信號(hào)，得到包絡(luò)疊加后的超聲波脈沖信號(hào)；

14、步驟s23：調(diào)用比較法識(shí)別包絡(luò)疊加后的超聲波脈沖信號(hào)的包絡(luò)波波峰時(shí)間點(diǎn)，得到時(shí)間點(diǎn)序列。

15、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟s3具體包括以下步驟：

16、步驟s31：根據(jù)時(shí)間點(diǎn)序列和設(shè)置的液位分區(qū)，判斷當(dāng)前液位區(qū)，若當(dāng)前液位區(qū)為低液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、浮球浸入燃油高度、聲速、換能器的機(jī)械盲區(qū)計(jì)算液位高度；若當(dāng)前液位區(qū)為高液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、副波導(dǎo)管長(zhǎng)度、副波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)、浮球浸入燃油高度、主波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)，計(jì)算液位高度；

17、步驟s32：根據(jù)設(shè)置的溫度參數(shù)修正液位高度值，得到修正后的液位高度。

18、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，在步驟s1采集超聲波脈沖信號(hào)前包括：初始化系統(tǒng)參數(shù)；所述系統(tǒng)參數(shù)包括默認(rèn)聲速、波特率、設(shè)置io口。

19、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述機(jī)載燃油液位測(cè)量方法還包括：

20、步驟s4：將多次測(cè)量得到的液位高度進(jìn)行中值計(jì)算，得到液位高度值。

21、基于上述提出的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，提出一種機(jī)載燃油液位測(cè)量系統(tǒng)，用于執(zhí)行上述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法；包括采集單元、時(shí)序單元、計(jì)算單元；

22、所述采集單元，用于根據(jù)獲取的溫度值，設(shè)置激勵(lì)波個(gè)數(shù)，采集得到超聲脈沖信號(hào)；

23、所述時(shí)序單元，用于根據(jù)采集的超聲脈沖信號(hào)，計(jì)算時(shí)間點(diǎn)序列；

24、所述計(jì)算單元，用于根據(jù)時(shí)間點(diǎn)序列和設(shè)置的液位分區(qū)，判斷當(dāng)前液位區(qū)，若當(dāng)前液位區(qū)為低液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、浮球浸入燃油高度、聲速、換能器的機(jī)械盲區(qū)計(jì)算液位高度；若當(dāng)前液位區(qū)為高液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、副波導(dǎo)管長(zhǎng)度、副波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)、浮球浸入燃油高度、主波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)，計(jì)算液位高度。

25、基于上述提出的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，提出一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器；所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序；當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在所述處理器上執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法。

26、基于上述提出的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，提出一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令；當(dāng)所述計(jì)算機(jī)指令在所述處理器上執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法。

27、本發(fā)明具有以下有益效果：

28、(1)本發(fā)明通過采用非接觸的方式測(cè)量燃油液位，并通過設(shè)置液位分區(qū)分別計(jì)算液位高度，克服了飛機(jī)振動(dòng)帶來的液面波動(dòng)的影響。

29、(2)本發(fā)明通過包絡(luò)疊加法，在克服飛機(jī)振動(dòng)帶來的影響的同時(shí)，極大減小了隨機(jī)噪聲的干擾，通過采用乘冪法提高了超聲直達(dá)波信噪比，并進(jìn)行中值計(jì)算進(jìn)一步提高了測(cè)量結(jié)果的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟s1具體包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟s2具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟s3具體包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，其特征在于，在步驟s1采集超聲波脈沖信號(hào)前包括：初始化系統(tǒng)參數(shù)；所述系統(tǒng)參數(shù)包括默認(rèn)聲速、波特率、設(shè)置io口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法，其特征在于，所述機(jī)載燃油液位測(cè)量方法還包括：

7.一種機(jī)載燃油液位測(cè)量系統(tǒng)，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法；其特征在于，包括采集單元、時(shí)序單元、計(jì)算單元；

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器；所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序；當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在所述處理器上執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令；當(dāng)所述計(jì)算機(jī)指令在所述處理器上執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的機(jī)載燃油液位測(cè)量方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃油測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種機(jī)載燃油液位測(cè)量方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)；首先根據(jù)獲取的溫度值，設(shè)置激勵(lì)波個(gè)數(shù)，采集得到超聲脈沖信號(hào)；然后根據(jù)采集的超聲脈沖信號(hào)，計(jì)算時(shí)間點(diǎn)序列；最后根據(jù)時(shí)間點(diǎn)序列和設(shè)置的液位分區(qū)，判斷當(dāng)前液位區(qū)，若當(dāng)前液位區(qū)為低液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、浮球浸入燃油高度、聲速、換能器的機(jī)械盲區(qū)計(jì)算液位高度；若當(dāng)前液位區(qū)為高液位區(qū)，則根據(jù)超聲波飛行時(shí)間、副波導(dǎo)管長(zhǎng)度、副波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)、浮球浸入燃油高度、主波導(dǎo)管機(jī)械盲區(qū)，計(jì)算液位高度值，提高了飛機(jī)在高低溫環(huán)境下的測(cè)量精度。

技術(shù)研發(fā)人員：楊光明,余剛,胡萬俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川泛華航空儀表電器有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30