CN109632034A - 一种油量检测装置和油量检测方法 - Google Patents

一种油量检测装置和油量检测方法 Download PDF

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王勇清
勾柏润
陆兴荣
杨政伍
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Abstract

本发明涉及一种油量检测装置，涉及容积测量领域。包括：信息输入端、液面高度传感器和处理器，所述液面高度传感器用于获取油液的液面高度并发送到所述处理器，所述信息输入端用于获取容器模型信息并发送到所述处理器，所述处理器用于根据所述液面高度和所述容器模型信息得到油量信息。本方案解决了如何精确测量容器内剩余油量检测装置的技术问题，适用于对油箱内剩余油量的测量。

Description

一种油量检测装置和油量检测方法
技术领域
本发明涉及容积测量领域，特别涉及一种油量检测装置和油量检测方法。
背景技术
油量检测装置是一种用于检测工程机械内容器的剩余油料容量检测装置。现有的油量检测装置有两种测量方式，一是采集油路中的油料进行检测，二是根据容器内电阻的变化进行测量，但是使用上述方法容易被环境因素影响导致误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何精确测量容器内剩余油量检测装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种油量检测装置，包括：信息输入端、液面高度传感器和处理器，所述液面高度传感器用于获取油液的液面高度并发送到所述处理器，所述信息输入端用于获取容器模型信息并发送到所述处理器，所述处理器用于根据所述液面高度和所述容器模型信息得到油量信息。
本方案中，处理器对容器模型信息进行水平切片，记录每次切片后的体积，然后建立容器模型在不同高度下对应体积的数据表，再根据液面高度和数据表得出剩余液体的体积，即油量信息。
本发明的有益效果是：通过液面高度传感器获取液面高度，结合油液的液面高度和输入端获取的容器模型信息计算出容器内油液的体积，解决了测量容器内剩余油量检测装置的技术问题；又由于通过油液的液面高度换算到油液的体积不存在其它影响因素，因此解决了如何精确测量容器内剩余油量检测装置的技术问题。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述液面高度传感器包括压强传感器和液体密度计，所述压强传感器用于获取液体压强Px并发送到所述处理器，所述液体密度计用于获取液体密度ρ并发送到所述处理器，所述处理器根据以下公式获取液面高度H：
Px-P0＝ρgH
其中，P0为大气压强，g为重力加速度。
进一步，所述液面高度传感器还包括液体温度传感器，所述液体温度传感器用于获取当前油液温度T并发送到所述处理器，所述处理器用于根据以下公式得到温度补偿后的液体密度ρt：
ρt＝ρ0+(T-T0)*γ
用温度补偿后的液体密度ρt代替液体密度ρ参与液面高度H的计算，其中，γ为温度密度系数，T0为预设温度，ρ0为预设温度下油液的密度。
采用上述进一步方案的有益效果是，相比不将温度补偿加入计算的方案计算。
进一步，根据权利要求2所述的油量检测装置，其特征在于：所述液面高度传感器还包括两个垂直距离为Hp的第一液体压强传感器和第二液体压强传感器，所述第一液体压强传感器与所述第二液体压强传感器均位于容器内，所述第一液体压强传感器位于所述第二液体压强传感器的下方，所述第一液体压强传感器用于测得压强P1，所述第二液体压强传感器用于测得压强P2，所述处理器用于根据以下公式获取液体密度ρ：
其中g为重力加速度。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过两个液体传感器的配合得出液体密度，相比使用通用密度的方案，本方案的两个液体压强传感器的高度为固定值，此时测出的密度随着油箱位置的变化而变化，对应的，利用本方案得到的液体密度计算出来的液体体积也能更加准确。
进一步，所述液面高度传感器还包括GPS定位装置，所述GPS定位装置用于获取当前海拔高度h和所在纬度θ并发送到所述处理器，所述处理器用于根据以下公式获取当前重力加速度g′：
g′＝g0(1+a0(sinθ)2-a1(sin2θ)2)-b*h
其中，g0为海拔高度h为0时的基准加速度值，a0、a1和b均为计算参数；
所述处理器还用于用所述当前重力加速度g′替换所述重力加速度g参与液面高度H或液体密度ρ的计算。
采用上述进一步方案的有益效果是，根据本方案的装置的所在地的实际重力加速度进行变化，相比使用近似标准值g＝9.80665m/s2进行计算的计算结果更加准确。
进一步，所述第一液体压强传感器或第二液体压强传感器为电压传感器，所述电压传感器用于获取油液的电压Ux并发送到所述处理器，所述处理器用于根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数。
进一步，所述电压传感器用于采集至少一个电压值VINx，控制器根据所述全部电压值VINx得到Vsx，所述控制器还用于根据每个电压值VINx和以下公式得到至少一个中间系数kx：
计算全部所述中间系数kx的平均值得到电压系数k，其中，VIN0为电压传感器接地时采集的电压值，Vs0为控制器根据所述VIN0计算得到。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种油量检测方法，包括以下步骤：
S1：获取油液的液面高度；
S2：获取容器模型信息；
S3：根据所述液面高度和所述容器模型信息得到油量信息。
采用上述进一步方案的有益效果是，结合液面高度和容器模型信息计算出的油液的体积不存在其它影响因素，解决了如何精确测量容器内剩余油量检测装置的技术问题。
进一步，步骤S1具体为：
S11：获取液体压强Px；
S12：获取液体密度ρ；
S13：根据以下公式获取液面高度H：
Px＝P0＝ρgH
其中，Px为液体压强，ρ为液体密度，P0为大气压强，g为重力加速度。
进一步，步骤S12具体为：
S121：获取当前油液温度；
S122：根据以下公式得到温度补偿后的液体密度ρt：
ρt＝ρ0+(T-T0)*γ
用温度补偿后的液体密度ρt代替液体密度ρ参与液面高度H的计算，其中，T为当前油液温度，γ为温度密度系数，T0为预设温度，ρ0为预设温度下油液的密度。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
进一步，步骤S12具体为：
S1201：在容器内设置第一液体压强传感器和第二液体压强传感器；
S1202：将第二液体压强传感器固定在第一液体压强传感器上方，且第一液体压强传感器和第二液体压强传感器的垂直距离为Hp；
S1203：获取第一液体压强传感器测得的压强P1和第二液体压强传感器测得的压强P2；
S1204：根据以下公式获取液体密度ρ：
其中g为重力加速度。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过两个液体传感器的配合得出液体密度。
进一步，步骤S13或步骤S1204中的g的获取步骤具体为：
S101：获取当前海拔高度h和所在纬度θ
S102：根据以下公式获取当前重力加速度g′：
g′＝g0(1+a0(sinθ)2-a1(sin2θ)2)-b*h
其中，g0为海拔高度h为0时的基准加速度值，a0、a1和b均为计算参数。
采用上述进一步方案的有益效果是，根据本方案的装置的所在地的实际重力加速度进行变化，相比使用近似标准值g＝9.80665m/s2进行计算的计算结果更加准确。
进一步，步骤S1203中的第一液体压强传感器和第二液体压强传感器均为电压传感器，步骤S1203具体为：
S12031：所述电压传感器获取电压Ux；
S12032：根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数；
S12033：将所述第一液体压强传感器获取的第一电压作为Ux重复步骤S12031和步骤S12031得到压强P1，将所述第二液体压强传感器获取的第二电压作为Ux重复步骤S12031和步骤S12031得到压强P2。
进一步，步骤S12032具体为：
S120321：所述电压传感器获取至少一个电压值VINx；
S120322：根据所述电压值VINx得到Vsx；
S120323：根据每个电压值VINx和以下公式得到至少一个中间系数kx：
其中，VIN0为电压传感器接地时采集的电压值，Vs0为控制器根据所述VIN0计算得到；
S120324：计算全部所述中间系数kx的平均值得到电压系数k；
S120325：根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数。
附图说明
图1为本发明油量检测装置的实施例的框架示意图；
图2为本发明油量检测方法的其它实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例基本如附图1所示：
本实施例中油量检测装置，包括：信息输入端1、液面高度传感器2和处理器3，本实施例中的信息输入端1可以为JAPMC-IO2303-E输入模块，液面高度传感器2可以为DMK351液位传感器，处理器3可以为STC12C5A60S2单片机；液面高度传感器2用于获取油液的液面高度并发送到处理器3，信息输入端1用于获取容器模型信息并发送到处理器3，处理器3用于根据液面高度和容器模型信息得到油量信息。
本方案中，处理器3对容器模型信息进行水平切片，记录每次切片后的体积，然后建立容器模型在不同高度下对应体积的数据表，再根据液面高度和数据表得出剩余液体的体积，即油量信息，本实施例中的油量检测装置由于是根据油液的液面高度对油量进行测量，因此也适用于其它液体在容器内的剩余量的测量。
可选的，在一些其它实施例中，液面高度传感器2包括压强传感器和液体密度计，本实施例中的压强传感器可以为MPXV5050GP表压传感器，液体密度计可以为TQ-880密度传感器；压强传感器用于获取液体压强Px并发送到处理器3，液体密度计用于获取液体密度ρ并发送到处理器3，处理器3根据以下公式获取液面高度H：
Px-P0＝ρgH
其中，P0为大气压强，g为重力加速度。
可选的，在一些其它实施例中，液面高度传感器2还可以包括液体温度传感器，本实施例中的液体温度传感器可以为WSSF-316温度计；液体温度传感器用于获取当前油液温度T并发送到处理器3，处理器3用于根据以下公式得到温度补偿后的液体密度ρt：
ρt＝ρ0+(T-T0)*γ
用温度补偿后的液体密度ρt代替液体密度ρ参与液面高度H的计算，其中，γ为温度密度系数，T0为预设温度，ρ0为预设温度下油液的密度。
相比不将温度补偿加入计算的方案计算更加准确。
可选的，在一些其它实施例中，液面高度传感器2还可以包括两个垂直距离为Hp的第一液体压强传感器和第二液体压强传感器，本实施例中的第一液体压强传感器和第二液体压强传感器均可以为MPXV5050GP表压传感器；第一液体压强传感器与第二液体压强传感器均位于容器内，第一液体压强传感器位于第二液体压强传感器的下方，第一液体压强传感器用于测得压强P1，第二液体压强传感器用于测得压强P2，处理器3用于根据以下公式获取液体密度ρ：
其中g为重力加速度。
通过两个液体传感器的配合得出液体密度，相比使用通用密度的方案，本方案的两个液体压强传感器的高度为固定值，此时测出的密度随着油箱位置的变化而变化，对应的，利用本方案得到的液体密度计算出来的液体体积也能更加准确。
可选的，在一些其它实施例中，液面高度传感器2还可以包括GPS定位装置，GPS定位装置用于获取当前海拔高度h和所在纬度θ并发送到处理器3，处理器3用于根据以下公式获取当前重力加速度g′：
g′＝g0(1+a0(sinθ)2-a1(sin2θ)2)-b*h
其中，g0为海拔高度h为0时的基准加速度值，a0、a1和b均为计算参数，本实施例中三个计算参数具体可以为：a0＝0.0052884，a1＝0.0000059，b＝0.00000286；
处理器3还用于用当前重力加速度g′替换重力加速度g参与液面高度H或液体密度ρ的计算。
根据本方案的装置的所在地的实际重力加速度进行变化，相比使用近似标准值g＝9.80665m/s2进行计算的计算结果更加准确。
可选的，在一些其它实施例中，液体压强传感器为电压传感器，本实施例中的电压传感器可以为STC12C5A60S2单片机自带AD，电压传感器用于获取油液的电压Ux并发送到处理器3，处理器3用于根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数。
可选的，在一些其它实施例中，电压传感器用于采集至少一个电压值VINx，本实施例中可以采集10个电压值VINx；控制器根据全部电压值VINx得到Vsx，本实施例中，控制器根据以下公式得到Vsx：
Vsx＝AD sample/AD max*Vref
其中，AD sample为控制器根据VINx进行模数转换后得到的实时采样值，AD max为控制器的最大采样值，本实施例中的最大采样值可以为2^24＝16777216。
控制器还用于根据每个电压值VINx和以下公式得到至少一个中间系数kx：
计算全部中间系数kx的平均值得到电压系数k，其中，VIN0为电压传感器接地时采集的电压值，Vs0为控制器根据VIN0计算得到。
可选的，如图2所示，在一些其它实施例中，本发明还提供一种油量检测方法，包括以下步骤：
S1：获取油液的液面高度；
S2：获取容器模型信息；
S3：根据液面高度和容器模型信息得到油量信息。
结合液面高度和容器模型信息计算出的油液的体积不存在其它影响因素，解决了如何精确测量容器内剩余油量检测装置的技术问题。
可选的，在一些其它实施例中，步骤S1具体为：
S11：获取液体压强Px；
S12：获取液体密度ρ；
S13：根据以下公式获取液面高度H：
Px-P0＝ρgH
其中，Px为液体压强，ρ为液体密度，P0为大气压强，g为重力加速度。
可选的，在一些其它实施例中，步骤S12具体为：
S121：获取当前油液温度；
S122：根据以下公式得到温度补偿后的液体密度ρt：
ρt＝ρ0+(T-T0)*γ
用温度补偿后的液体密度ρt代替液体密度ρ参与液面高度H的计算，其中，T为当前油液温度，γ为温度密度系数，T0为预设温度，ρ0为预设温度下油液的密度。
可选的，在一些其它实施例中，步骤S12具体为：
S1201：在容器内设置第一液体压强传感器和第二液体压强传感器；
S1202：将第二液体压强传感器固定在第一液体压强传感器上方，且第一液体压强传感器和第二液体压强传感器的垂直距离为Hp；
S1203：获取第一液体压强传感器测得的压强P1和第二液体压强传感器测得的压强P2；
S1204：根据以下公式获取液体密度ρ：
其中g为重力加速度。
通过两个液体传感器的配合得出液体密度。
可选的，在一些其它实施例中，步骤S13或步骤S1204中的g的获取步骤具体为：
S101：获取当前海拔高度h和所在纬度θ
S102：根据以下公式获取当前重力加速度g′：
g′＝g0(1+a0(sinθ)2-a1(sin2θ)2)-b*h
其中，g0为海拔高度h为0时的基准加速度值，a0、a1和b均为计算参数。
根据本方案的装置的所在地的实际重力加速度进行变化，相比使用近似标准值g＝9.80665m/s2进行计算的计算结果更加准确。
可选的，在一些其它实施例中，步骤S1203中的第一液体压强传感器和第二液体压强传感器均为电压传感器，步骤S1203具体为：
S12031：所述电压传感器获取电压Ux；
S12032：根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数；
S12033：将所述第一液体压强传感器获取的第一电压作为Ux重复步骤S12031和步骤S12031得到压强P1，将所述第二液体压强传感器获取的第二电压作为Ux重复步骤S12031和步骤S12031得到压强P2。
可选的，在一些其它实施例中，步骤S12032具体为：
S120321：所述电压传感器获取至少一个电压值VINx；
S120322：根据所述电压值VINx得到Vsx；
S120323：根据每个电压值VINx和以下公式得到至少一个中间系数kx：
其中，VIN0为电压传感器接地时采集的电压值，Vs0为控制器根据所述VIN0计算得到；
S120324：计算全部所述中间系数kx的平均值得到电压系数k；
S120325：根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数。
需要说明的是，上述各实施例是与上述各方法实施例对应的产品实施例，对于本实施例中各结构装置及可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种油量检测装置，其特征在于，包括：信息输入端、液面高度传感器和处理器，所述液面高度传感器用于获取油液的液面高度并发送到所述处理器，所述信息输入端用于获取容器模型信息并发送到所述处理器，所述处理器用于根据所述液面高度和所述容器模型信息得到油量信息。
2.根据权利要求1所述的油量检测装置，其特征在于：所述液面高度传感器包括压强传感器和液体密度计，所述压强传感器用于获取液体压强Px并发送到所述处理器，所述液体密度计用于获取液体密度ρ并发送到所述处理器，所述处理器根据以下公式获取液面高度H：
Px-P0＝ρgH
其中，P0为大气压强，g为重力加速度。
3.根据权利要求2所述的油量检测装置，其特征在于：所述液面高度传感器还包括液体温度传感器，所述液体温度传感器用于获取当前油液温度T并发送到所述处理器，所述处理器用于根据以下公式得到温度补偿后的液体密度ρt：
ρt＝ρ0+(T-T0)*γ
用温度补偿后的液体密度ρt代替液体密度ρ参与液面高度H的计算，其中，γ为温度密度系数，T0为预设温度，ρ0为预设温度下油液的密度。
4.根据权利要求2所述的油量检测装置，其特征在于：所述液面高度传感器还包括两个垂直距离为Hp的第一液体压强传感器和第二液体压强传感器，所述第一液体压强传感器与所述第二液体压强传感器均位于容器内，所述第一液体压强传感器位于所述第二液体压强传感器的下方，所述第一液体压强传感器用于测得压强P1，所述第二液体压强传感器用于测得压强P2，所述处理器用于根据以下公式获取油液的液体密度ρ：
其中g为重力加速度。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的油量检测装置，其特征在于：所述液面高度传感器还包括GPS定位装置，所述GPS定位装置用于获取当前海拔高度h和所在纬度θ并发送到所述处理器，所述处理器用于根据以下公式获取当前重力加速度g′：
g′＝g0(1+a0(sinθ)2-a1(sin2θ)2)-b*h
其中，g0为海拔高度h为0时的基准加速度值，a0、a1和b均为计算参数；
所述处理器还用于用所述当前重力加速度g′替换所述重力加速度g参与液面高度H或液体密度ρ的计算。
6.根据权利要求4所述的油量检测装置，其特征在于：所述第一液体压强传感器和第二液体压强传感器均为电压传感器，所述电压传感器用于获取油液的电压Ux并发送到所述处理器，所述处理器用于根据以下公式获取液体压强Px：
Px＝P0+(Ux-U0)*k
其中，P0为基准压强，U0为压强为P0时的电压值，k为电压系数。
7.根据权利要求6所述的油量检测装置，其特征在于：所述电压传感器用于采集至少一个电压值VINx，控制器根据所述全部电压值VINx得到Vsx，所述控制器还用于根据每个电压值VINx和以下公式得到至少一个中间系数kx：
计算全部所述中间系数kx的平均值得到电压系数k，其中，VIN0为电压传感器接地时采集的电压值，Vs0为控制器根据所述VIN0计算得到。
8.一种油量检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：获取油液的液面高度；
S2：获取容器模型信息；
S3：根据所述液面高度和所述容器模型信息得到油量信息。
9.根据权利要求8所述的油量检测方法，其特征在于：步骤S1具体为：
S11：获取液体压强Px；
S12：获取液体密度ρ；
S13：根据以下公式获取液面高度H：
Px-P0＝ρgH
其中，Px为液体压强，ρ为液体密度，P0为大气压强，g为重力加速度。
10.根据权利要求9所述的油量检测方法，其特征在于：步骤S12具体为：
S121：获取当前油液温度；
S122：根据以下公式得到温度补偿后的液体密度ρt：
ρt＝ρ0+(T-T0)*γ
用温度补偿后的液体密度ρt代替液体密度ρ参与液面高度H的计算，其中，T为当前油液温度，γ为温度密度系数，T0为预设温度，ρ0为预设温度下油液的密度。
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