一种测量船用燃油舱内液面位置的传感器及其工作方法与流程

技术特征：
1.一种测量船用燃油舱内液面位置的传感器，其特征在于，包括有安装机构(1)、保护筒(2)、长方形隔板(3)、第一电容测量探针(41)、第二电容测量探针(42)和信号采集及计算处理模块(5)，其中，所述安装机构(1)用于将整个传感器安装在船用燃油舱(100)的舱体顶部或舱体侧壁上；所述保护筒(2)的顶端固定连接所述安装机构(1)，所述保护筒(2)在传感器安装后位于所述船用燃油舱(100)的舱内空间；所述长方形隔板(3)位于所述保护筒(2)的内部且与所述保护筒(2)的筒体中心线平行，所述长方形隔板(3)的宽度与所述保护筒(2)的内径一致，所述长方形隔板(3)的长度与所述保护筒(2)的长度一致，以便将所述保护筒(2)的内部空间分隔为第一测量空间(21)和第二测量空间(22)；所述第一电容测量探针(41)位于所述第一测量空间(21)中且与所述长方形隔板(3)间隔地平行，所述第一电容测量探针(41)的顶端固定连接所述安装机构(1)，所述第一电容测量探针(41)与所述保护筒(2)的筒壁间隔设置；所述第二电容测量探针(42)位于所述第二测量空间(22)中且与所述长方形隔板(3)间隔地平行，所述第二电容测量探针(42)的顶端固定连接所述安装机构(1)，所述第二电容测量探针(42)被绝缘层包裹且与所述保护筒(2)的筒壁间隔设置，并使所述第二电容测量探针(42)的底端位置低于所述第一电容测量探针(41)的底端位置；所述信号采集及计算处理模块(5)固定在所述安装机构(1)上且使两输入端分别电连接所述第一电容测量探针的输出端和所述第二电容测量探针(42)的输出端。2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述长方形隔板(3)和所述第一电容测量探针(41)分别采用金属材质制成，并使所述第一电容测量探针(41)的底端位置在传感器安装后略低于燃油出口位置或与燃油出口位置持平。3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述安装机构(1)包括有穿插柱体(11)、法兰盘(12)、圆柱形凸台和探针固定环，其中，所述穿插柱体(11)用于在安装时插入位于所述舱体顶部或所述舱体侧壁上的安装通孔，所述法兰盘(12)同轴连接所述穿插柱体(11)的舱外端部且用于在安装时与所述安装通孔的舱外法兰盘对接固定，所述圆柱形凸台同轴设置在所述穿插柱体(11)的舱内端面上；所述圆柱形凸台的直径与所述保护筒(2)的内径相匹配，所述保护筒(2)的顶端通过与所述圆柱形凸台的插接配合，实现与所述安装机构(1)的固定连接；所述圆柱形凸台的凸台面上开设有台阶孔，在所述台阶孔中固定安装所述探针固定环，所述第一电容测量探针(41)的顶端和所述第二电容测量探针(42)的顶端分别通过固定接头固定在所述探针固定环中，实现与所述安装机构(1)的固定连接。4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述保护筒(2)的底部安装有固定环(23)，在所述固定环(23)的环内径向安装有绝缘定位架，其中，所述绝缘定位架用于定位所述长方形隔板(3)的底部和所述第二电容测量探针(42)的底部。5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述保护筒(2)的底端位置在传感器安装后低于所述船用燃油舱(100)的燃油出口位置，并使所述保护筒(2)的底端位置/和所述第二电容测量探针(42)的底端位置在传感器安装后与所述船用燃油舱(100)的舱内最低位置的高程差介于5～15mm之间。
6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，在所述第一测量空间(21)和所述第二测量空间(22)的筒壁上开设有若干个从上至下依次间隔布置的通液孔(24)。7.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，在所述长方形隔板(3)的两侧板面上分别设置有若干个从上至下依次间隔布置的绝缘支撑架(25)，其中，所述绝缘支撑架(25)用于固定和支撑对应侧的所述第一电容测量探针(41)或所述第二电容测量探针(42)。8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述信号采集及计算处理模块(5)包括有信号采集电路板(51)、计算处理电路板以及在传感器安装后位于舱外的显示器(53)和数据传输接头(54)，其中，所述信号采集电路板(51)的两输入端分别电连接所述第一电容测量探针的输出端和所述第二电容测量探针(42)的输出端，所述信号采集电路板(51)的输出端通信连接所述计算处理电路板的输入端，所述计算处理电路板的两输出端分别通信连接所述显示器(53)和所述数据传输接头(54)。9.一种如权利要求1～8任意一项所述传感器的工作方法，其特征在于，在传感器安装后由信号采集及计算处理模块(5)执行，包括有数据标定阶段和液面测量阶段；所述数据标定阶段，包括有：在船用燃油舱(100)的舱内空间盛装纯油时，针对多个舱内标定液位中的各个舱内标定液位，通过第一电容测量探针(41)采集获取对应的第一电容标定值，以及通过第二电容测量探针(42)采集获取对应的第二电容标定值；根据所述多个舱内标定液位与多个所述第一电容标定值的一一对应关系，拟合得到第一拟合函数，以及根据所述多个舱内标定液位与多个所述第二电容标定值的一一对应关系，拟合得到第二拟合函数；保存所述第一拟合函数和所述第二拟合函数；所述液面测量阶段，包括有：通过第一电容测量探针(41)采集获取到第一电容测量值，以及通过第二电容测量探针(42)采集获取到第二电容测量值；根据所述第一拟合函数，确定与所述第一电容测量值对应的第一舱内测量液位，以及根据所述第二拟合函数，确定与所述第二电容测量值对应的第二舱内测量液位；判断所述第一舱内测量液位与所述第二舱内测量液位的液位差绝对值是否小于预设阈值；若小于，将所述第一舱内测量液位和所述第二舱内测量液位的平均值作为船用燃油舱(100)的燃油液面位置，并判定油水界面位置位于第二电容测量探针(42)的底端位置之下，否则将所述第一舱内测量液位作为所述燃油液面位置，并判定油水界面位置位于第一电容测量探针(41)的底端位置与第二电容测量探针(42)的底端位置之间。10.如权利要求9所述的工作方法，其特征在于，当长方形隔板(3)和第一电容测量探针(41)分别采用金属材质制成，并使第一电容测量探针(41)的底端位置在传感器安装后略低于燃油出口位置或与燃油出口位置持平时，所述工作方法还包括有：在所述液面测量阶段中且在通过第一电容测量探针(41)采集获取到第一电容测量值后，若判定所述第一电容测量值超出电容标定值范围，则判定油水界面位置为第一电容测量探针(41)的底端位置，并发出报警信号，其中，所述电容标定值范围由多个所述第一电容标定值中的最大值和最小值确定。

技术总结
本发明涉及舰船燃油舱监控技术领域，公开了一种测量船用燃油舱内液面位置的传感器及其工作方法，即所述传感器包括有安装机构、保护筒、长方形隔板、第一电容测量探针、第二电容测量探针和处理模块，所述第二电容测量探针被绝缘层包裹且使所述第二电容测量探针的底端位置低于所述第一电容测量探针的底端位置，从而可以在传感器安装后基于常规的电容检测和液位高度测量原理，根据标定数据的拟合函数和通过长短不一的两电容测量探针所采集获取的两电容测量值，确定与所述两电容测量值对应的燃油液面位置和油水界面位置，实现对舱底浸水监测并同时测量燃油液位的目的，进而可提高船舶运行的安全性和抗损管能力，特别适用于应用在无人船领域中。在无人船领域中。在无人船领域中。


技术研发人员：唐猛 姜南
受保护的技术使用者：成都英航威科技有限公司
技术研发日：2021.08.20
技术公布日：2021/10/23