飛行器油位傳感器的製作方法

2023-04-27 23:27:46 1

專利名稱：飛行器油位傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主要用於測量飛行器燃油油位高度和燃油介電常數的新型飛行器油位傳感器。
背景技術：
通常一般的飛行器油位傳感器的傳感部分是一個同軸的容器，當油進入容器後引起傳感器殼體和感應電極之間電容量的變化，這個變化量通過電路的轉換並進行精確的線性和溫度補償，輸出4 20mA或0-5V標準信號供給顯示儀表。現有技術中測量飛行器燃油油位的電容式傳感器的不足之處在於:(I)傳感器不具有燃油介電常數測量部件，因此不能補償由於燃油溫度變化而給燃油油位測量帶來的誤差。(2)傳感器管間定位方式一般採用空間垂直的多根同心定位銷組成，存在工序工藝性較差，定位精確度較低的問題。(3)傳感器的接線盒是採用多個零件逐步安裝的方式進行的，在接線盒內的接線螺栓中間的填充環氧樹脂或彈性橡膠固定各分離零件，導致傳感器的信號引出導線在接線盒部位產生的寄生電容很難控制，在高、低溫狀態下，產品乾電容值超差現象嚴重。(4)燃油汙染物經常沉積在安裝於傳感器兩端的護套片上，導致傳感器的電容值
嚴重超差。(5)燃油箱內的電纜在連接到傳感器的信號引出端之後，沒有有效的應力緩衝裝置，在飛機使用環境 中，導線的擺動對接線端子連接的接線片或接線環產生較大的衝擊力，有時導致連接鬆動。
發明內容本實用新型的目的是針對上述現有技術存在的不足之處，提供一種同心定位精度高，能夠降低傳感器乾電容值中寄生電容值，並能補償燃油介電常數變化引起的燃油油位測量誤差，在結構上能夠解決以上問題的飛行器油位傳感器。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種飛行器油位傳感器，包括，一個由兩根同心金屬管體構成的油位高度信號主感應體23和同軸連接在上述油位高度信號主感應體23頭部的燃油介電常數測量感應器22，其特徵在於，三根同軸裝配為一體的金屬管體組成了三個測量燃油介電常數ε _的同軸並聯式電容器，並同心套繞在上述油位高度信號主感應體23中心管4頭部上，該並聯式電容器由兩根空間上互為垂直，上下位相隔的補償管軸銷8徑向定位，並通過屏蔽導線電連屏蔽板；油位高度信號主感應體23通過固聯在中心管4管體上的熱塑壓式屏蔽盒，接收來自油量測量控制系統的正弦電壓信號V，將三個同軸並聯式電容器的電容值C1和同心主感應體的電容Cx，轉變成與Cx和C1成比例關係的電流信號I5^PIj分別通過內管3、第一補償管5與第三補償管7的連接線，輸出給燃油測量控制系統，實現對燃油油位和燃油介電常數的測量。[0010]本實用新型相比於現有技術具有如下有益效果:本實用新型用於民用飛機燃油測量控制系統，同時具有燃油油位高度信號測量和燃油介電常數測量等兩個功能。三根套繞主感應體頭部中心管(4)的同心金屬管體組成的並聯式燃油介電常數測量結構，形成的與燃油介電常數ε 成比例關係的電容信號Cp能夠測量燃油介電常數，對由於燃油介電常數變化而引起的燃油油位測量誤差起到補償作用。精確的補償，消除了燃油介質因熱脹冷縮引起的誤差。傳感器體兩端護套設計具有抗燃油汙染阻塞傳感器感應部件及良好的閃電防護作用，接線屏蔽盒組件的屏蔽設計，極大降低了傳感器本身的寄生電容值，保證傳感器乾電容值良好一致性，傳感器內、中心管的同心定位方式，有效保證了傳感器的機械強度，提高了傳感器對振動環境的適應能力。傳感器的同心定位方式採用新結構的組件定位方式，工藝性良好，能夠解決以往傳感器器同心定位精度不高的問題。傳感器的接線盒採用了將零件以塑壓方式集成於一體的方式，降低了傳感器乾電容值中的寄生電容值，提高了傳感器乾電容值精度，同時接線盒上設計的應力緩衝裝置有效防止了由於飛機振動環境下飛機電纜與傳感器接線柱之間的連接不穩現象。兩根空間垂直的定位銷8對燃油介電常數感應體進行的同心定位和分別採用同心定位組件對主電容管相對位置進行的定位，保證了內管3和中心管4的同心安裝。提高了耐震特性。安裝於燃油油位高度信號主感應體23端部的鋼芯19，空心襯套20有效防止了飛機上振動條件下內管3和中心管4之間產生的軸向相對運動，
採用增強尼龍製成的補償管護套片I及油位高度信號主感應體23測量部分的護套片18分別開有長圓弧孔和圓孔，能夠使進入傳感器感應體內的燃油汙染物迅速流出，防止了燃油汙染物沉積或阻塞燃油介電常數測量感應器22和燃油油位高度信號測量部分，同時能夠起到閃電防護的作用，從而消除了燃油汙染物對傳感器有效電容值的影響。本實用新型還可以用於汽車油箱、油罐車、鐵路機車、油庫等油位的精確測量。結構簡單，無任何可動或彈性元部件，耐衝擊、精度高、性能穩定；安裝方便、可靠性高、維護量極少，一般情況下，不必進行維修。可安裝在各種場合對汽油、柴油、液壓油等油位進行準確的測量，也可用於高溫油位測量，且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響。輸出信號具有一定的阻尼時間，可消除因振動、顛簸引起的數據波動。

圖1本實用新型電容式油位傳感器主視圖。圖2是圖1接線屏蔽盒的俯視圖。圖3是圖1的使用狀態參考示意圖。圖中:1補償管護套片，2鉚釘，3內管，4中心管，5第一補償管，6第二補償管，7第三補償管，8補償管軸銷，9接線套管，10接線柱，11護套，12定位銷，13活動安裝支架，14壓線片，15.接線屏蔽盒組件，16固定安裝支架，17定位組件，18護套片，19鋼芯，20空心襯套，21圓形鋼帶卡環，22燃油介電常數測量感應器，23油位高度信號主感應體，24止動墊圈，25螺栓，26中心管接線端子，27內管信號接線端子，28補償管信號接線端子，29屏蔽接線端子，30應力緩衝壓線片。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型，但並不因此將本實用新型限制在所述的實施例範圍之中。參加圖1。本實用新型提供的電容式油位傳感器，包括，一個由兩根同心金屬管體構成的油位高度信號主感應體23和同軸連接在上述油位高度信號主感應體23頭部的燃油介電常數測量感應器22。燃油介電常數測量感應器22由三根同心套繞在上述油位高度信號主感應體23中心管4頭部上的金屬管體組成，並組成了測量燃油介電常數ε _的三個同軸並聯式電容器，該並聯式電容器由兩根在空間上互為垂直，上下位相隔的補償管軸銷8徑向定位，並通過屏蔽導線電連屏蔽板。位於最內層的中心管4通過燃油介電常數測量感應器22臺階頭部端面向軸向延伸，形成輔助油位高度信號主感應體23。三根同軸裝配為一體的金屬管體組成了三個測量燃油介電常數ε 的同軸並聯式電容器，三個形電容器的電容值之和C1=CJCfC3，該電容值C1與燃油介電常數ε 成正比關係，式中=C1是中心管4與補償管5之間形成的電容，C2是第一補償管5與第二補償管6之間形成的電容，C3是第二補償管6與第三補償管7之間形成的電容。同心主感應體油位高度信號形成了比例關係的電容值Cx。每個等距間隔的電容管體之間均制有用於通過屏蔽導線的接線套管9。燃油介電常數測量感應器22的感應體與燃油油位高度信號主感應體23的信號感應體將中心管4做為公用管，通過中心管4與第一補償管5、第二補償管6和第三補償管7組成燃油介電常數測量感應器22。燃油介電常數測量感應器22的圓柱管體圓周上設有通過鉚釘2固定在第三補償管7上的補償管護套片1，補償管護套片I包裹在燃油介電常數測量感應器22埠。兩根用於同心定位中心管4、第一補償管5、第二補償管6、第三補償管7的補償管軸銷8在空間上互為垂直，上下位相隔一定距離進行徑向定位。中心管4與第二補償管6，第一補償管5與第三補償管7之間的屏蔽連接導線通過接線套管9後連接在一起。第一補償管5與第三補償管7引出的信號線通過接線套管進入內管，並連接到接線屏蔽盒15的銀白 色焊接處，構成燃油介電常數測量感應器22的信號返回端。在油位高度信號主感應體23中心管4的筒體上，分段設有通過定位銷12徑向穿越管體的包裹護套11，並由圓形鋼帶卡環21固定，與定位組件17 —起共同保持燃油油位感應部件內管3和中心管4之間的同心定位。在油位高度信號主感應體23的尾端設有用穿過內管3和中心管4的鋼芯19和空心襯套20，經護套片11的限位作用，保證剛芯和空心襯套不徑向脫出，而後通過鉚釘將護套片18固定在傳感器中心管4的端部。以此保證內管3和中心管4軸向相對位置固定。參閱圖2。接線屏蔽組合件15以鉚釘固定在中心管4的中部，燃油介電常數測量感應器22通過屏蔽導線電連屏蔽板，與設置在接線盒組合件15內的屏蔽板、接線柱、應力緩衝裝置集成於一體。接線盒組合件15為熱塑壓式屏蔽盒。油位高度信號主感應體23和油位燃油介電常數感應器22共用電壓輸入信號V，電壓輸入信號V由接線盒屏蔽組合件15的中心管4接線端子26引入。內管3與接線盒屏蔽組合件15的端子，內管信號接線端子27相連，返回油位高度信號主感應體23的電流信號Ix。第一補償管5和第二補償管6連接後引線通過內管3內部後與接線盒屏蔽組合件15的補償管信號接線端子28相連，返回燃油介電常數測量感應器22的電流信號I」接線盒屏蔽組合件15屏蔽接線端子29與集成在接線盒內部的電容屏蔽板相連，電容屏蔽板是用於連接傳感器所有屏蔽導線的屏蔽層。為防止插錯，中心管接線端子26，內管信號接線端子27，補償管信號接線端子28，屏蔽接線端子29外徑尺寸不同。集成在接線盒屏蔽組合件15上的止動墊圈24通過螺栓25固聯組成的應力緩衝裝置用於固定外部的連接導線，以緩衝應力。中心管信號接線端子26、內管信號接線端子27、補償管信號接線端子28，屏蔽接線端子29等零件採用模具熱塑壓成型的方式集成固定於接線盒屏蔽組合件之中。參閱圖3。電容式油位傳感器裝於油箱之中，通過活動安裝支架13和固定安裝支架16安裝在油箱中，固定安裝支架16通過鉚釘2固定在中心管4上，兩個鉚釘將活動安裝支架13限定在可活動的範圍之內，以便於安裝在油箱接口上。燃油燃油介電常數測量感應器22位於油位高度信號主感應體23的下端，並始終淹沒在燃油之中。燃油油位傳感器的工作方式為，傳感器中心管4通過中心管接線端子26接收來自燃油油量測量控制系統的正弦電壓信號V，正弦電壓信號經過Cx和C1後，轉變成與Cx和Cj成比例關係的電流信號込和。，込和Ij分別通過內管信號接線端子27、補償管信號接線端子28，輸出給燃油測量控制系統，從而實現了對燃油油位和燃油介電常數的測量。分別位於接線屏蔽盒兩邊，固聯在油位高度信號主感應體23上的同心定位組件的護套11的材料 是增強尼龍，定位銷12的材料是聚全氟乙丙烯樹脂。
權利要求1.一種飛行器油位傳感器，包括，一個由兩根同心金屬管體構成的油位高度信號主感應體(23)和同軸連接在上述油位高度信號主感應體(23)頭部的燃油介電常數測量感應器(22)，其特徵在於，三根同軸裝配為一體的金屬管體組成了三個測量燃油介電常數ε _的同軸並聯式電容器，並同心套繞在上述油位高度信號主感應體(23)中心管(4)頭部上，該並聯式電容器由兩根空間上互為垂直，上下位相隔的補償管軸銷(8)徑向定位，並通過屏蔽導線電連屏蔽板；油位高度信號主感應體(23)通過固聯在中心管(4)管體上的熱塑壓式屏蔽盒，接收來自油量測量控制系統的正弦電壓信號V，將三個同軸並聯式電容器的電容值Cj和同心主感應體的電容Cx，轉變成與Cx和C1成比例關係的電流信號Ix和I1, Ix和Ij分別通過內管(3)、第一補償管(5)與第三補償管(7)的連接線，輸出給燃油測量控制系統，實現對燃油油位和燃油介電常數的測量。
2.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，油位傳感器，其特徵在於，中心管(4)為燃油介電常數測量感應器(22)的感應體與燃油油位高度信號主感應體(23)的信號感應體的公用管。
3.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，位於最內層的中心管(4)通過燃油介電常數測量感應器(22)臺階頭部端面向軸向延伸，形成輔助油位高度信號主感應體(23)。
4.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，三根同軸裝配為一體的金屬管體組成了三個測量燃油介電常數ε _的同軸並聯式電容器，該三個形電容器的電容值之和Cj=CJCfC3，該電容值Cj與燃油介電常數ε 成正比關係，式中=C1是中心管(4)與補償管(5)之間形成的電容，C2是第一補償管(5)與第二補償管(6)之間形成的電容，C3是第二補償管￠)與第三補償管(7)之間形成的電容。
5.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，燃油介電常數測量感應器(22)的圓柱管體圓周上設有通過鉚釘(2)固定在第三補償管(7)上的補償管護套片(1)，補償管護套片(I)包裹 在燃油介電常數測量感應器(22)埠。
6.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，兩根用於同心定位中心管(4)、第一補償管(5)、第二補償管￠)、第三補償管(7)的補償管軸銷(8)在空間上互為垂直，上下位相隔一定距離進行徑向定位。
7.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，第一補償管(5)與第三補償管⑵引出的信號線通過接線套管進入內管，並連接到接線屏蔽盒(15)的焊接處，構成燃油介電常數測量感應器(22)的信號返回端。
8.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，在油位高度信號主感應體(23)中心管(4)的筒體上，分段設有通過定位銷(12)徑向穿越管體的包裹護套(11)，並由圓形鋼帶卡環(21)固定，與定位組件(17) —起共同保持燃油油位感應部件內管(3)和中心管(4)之間的同心定位。
9.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，在油位高度信號主感應體(23)的尾端設有用穿過內管(3)和中心管(4)的鋼芯(19)和空心襯套(20)，經護套片(11)的限位作用，保證剛芯和空心襯套不徑向脫出，而後通過鉚釘將護套片(18)固定在傳感器中心管⑷的端部，以此保證內管⑶和中心管⑷軸向相對位置固定。
10.按權利要求1所述的飛行器油位傳感器，其特徵在於，接線屏蔽組合件(15)以鉚釘固定在中心管(4)的中部，燃油介電常數測量感應器(22)通過屏蔽導線電連屏蔽板，與設置在接線盒組合件(15)內的屏·蔽板、接線柱、應力緩衝裝置集成於一體。
專利摘要本實用新型公開的一種飛行器油位傳感器，這種提供一種同心定位精度高，能夠降低傳感器乾電容值中寄生電容值，並能補償燃油介電常數變化引起的燃油油位測量誤差的油位測量傳感器。本實用新型通過下述技術方案予以實現，三根套繞在油位高度信號主感應體中心管(4)頭部上的三個同軸金屬管體組成測量燃油介電常數ε油的並聯式電容器，油位高度信號主感應體通過固聯在中心管(4)管體上的熱塑壓式屏蔽盒，接收來自油量測量控制系統的正弦電壓信號V，將三個同軸並聯式電容器的電容值CJ和同心主感應體的電容CX，轉變成與CX和CJ成比例關係的電流信號IX和IJ，IX和IJ分別通過內管(3)、第一補償管(5)與第三補償管(7)的連接線，輸出給燃油測量控制系統。
文檔編號G01R27/26GK203116806SQ20132007447
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者姜樂, 莊曉瑋, 黃華輝, 唐文龍 申請人:成都泛華航空儀表電器有限公司