本发明涉及液位测量技术领域，具体地涉及一种液位测量装置、液位测量方法和装备有该液位测量装置的发动机。
背景技术：
在现代工业生产中，常常需要测量容器中液体的液位，就发动机机油液位测量来说，通常是需要使用一根插入油底壳的机油尺，根据机油尺油液的痕迹来确定机油加注的多少。因为机油会在油尺上流动，在抽出油尺的过程中会不可避免地造成读数的误差，例如，工作人员的经验、视觉误差等都对机油液位的准确性和一致性造成较大影响。如果在不适合恶劣环境下进行操作，实时性较差且需手工处理数据，不利于数据的计算机管理。传统的液位测量手段已经无法满足对于精确度和直观的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是至少解决上述问题之一。该目的通过以下技术方案实现：
本发明提出一种液位测量装置，所述液位测量装置包括：
激振模块，所述激振模块用于向盛放待测液体的容器施加振动力；
固定模块，所述固定模块将所述激振模块固定于所述容器的外部，
拾振模块，所述拾振模块包括布置于所述容器上的加速度采集点，用于获得通过所述激振模块对所述容器产生的加速度信号；
数据采集模块，所述数据采集模块分别与所述激振模块、所述拾振模块和所述频谱分析模块联接，用于接收所述激振模块对所述容器产生的力信号以及所述拾振模块获得的加速度信号，并发送给所述频谱分析模块；
频谱分析模块，所述频谱分析模块对所述数据采集模块采集的力信号和加速度信号进行频谱分析，得出相应部位的振动频率，并通过与事先标定值进行对比得到实际液位；
通讯/控制模块，所述通讯/控制模块与所述频谱分析模块联接；
显示模块，所述通讯/控制模块将所述频谱分析模块得到的实际机油液位传输至所述显示模块。
根据本发明的一种改进，所述激振模块包括用于产生离散随机脉冲信号的电动激振器、场效应晶体管门电路和功率放大器，所述场效应晶体管门电路用于将离散随机脉冲信号传输至所述功率放大器，所述功率放大器的输出驱动所述电动激振器的负载。
根据本发明的另一种改进，所述显示模块是lcd显示模块。
根据本发明的又一种改进，所述拾振模块是压电加速度传感器。
优选地，所述频谱分析模块通过单片机程序进行集成实现对采集的加速度采集点的振动加速度信号进行频谱分析。
进一步优选地，所述频谱分析模块对加速度采集点进行三个方向的振动响应幅度分析从而得出加速度采集点所在的相应部位的振动频率。
根据本发明的优选的实施方式，所述液位测量装置是机油液位测量装置，所述容器是盛放机油的油底壳。
另外，本发明还提出一种发动机，所述发动机装备有上述液位测量装置。
此外，本发明还涉及一种液位测量方法，所述液位测量方法是根据上述液位测量装置来实施的，所述液位测量方法包括：
当盛放待测液体的容器静止时，通过激振模块对所述容器施加振动力；
通过拾振模块接收所述激振模块对所述容器产生的加速度信号；
通过数据采集模块采集所述激振模块产生的力信号和所述拾振模块获得的加速度信号，并发送给频谱分析模块；
通过所述频谱分析模块对所述数据采集模块采集的力信号和加速度信号进行频谱分析，得出相应部位的振动频率，并通过与事先标定值进行对比得到实际液位；
通过通讯/控制模块将得到的实际液位传送至显示模块；
所述显示模块显示实际液位；
如果液位异常，采取报警措施。
本发明的优点在于：本发明的实用方便、准确度高、非接触式的液位测量装置能够对机油的液位进行非接触式快速测量，人工操作的因素干扰少，利用模态振动的测量数据的不同转换为油液的液位高度，精度高且通用性好；由电动激振器产生离散随机脉冲信号，拾振模块采集加速度信号输入到数据采集模块。保证了信号输出的一致性和精确性。便于进行对比试验和提升所研究系统的性能。另外在实用中可以取消常规的油尺，有利于简化发动机的构造并且降低加工成本。用led显示屏显示液位更为直观。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的液位测量装置原理示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，提出一种液位测量装置，例如用于发动机的机油液位传感器，如图1所示，该液位测量装置包括激振模块1、固定装置2、拾振模块3、数据采集模块4、频谱分析模块5、通讯/控制模块6、显示模块7和油底壳8。其中，激振模块1用于向盛放机油的油底壳8施加振动力；固定模块2用于将激振模块1固定于油底壳8的外部；拾振模块3包括布置于油底壳上的加速度采集点，用于接收通过激振模块对油底壳产生的加速度信号；数据采集模块4分别与激振模块1、拾振模块3和频谱分析模块5联接，用于接收激振模块1对油底壳8产生的振动力信号以及拾振模块3产生的加速度信号，并发送给频谱分析模块5；频谱分析模块5对数据采集模块4采集的振动力信号和加速度信号进行频谱分析，得出相应部位的振动频率，优选地，频谱分析模块5存储有针对油底壳的相应部位在不同液位时的事先标定值，从而通过将采集的振动力信号和加速度信号与事先标定值进行对比得到实际机油液位；通讯/控制模块6分别与频谱分析模块5和显示模块7联接；通讯/控制模块6将频谱分析模块5得到的实际机油液位传输至显示模块7。
根据本发明的优选的实施方式，激振模块1包括用于产生离散随机脉冲信号的电动激振器、场效应晶体管门电路、和功率放大器，其中，场效应晶体管门电路用于将离散随机脉冲信号传输至功率放大器，功率放大器的输出驱动电动激振器的负载。优选地，显示模块7是lcd显示模块。进一步优选地，拾振模块3是压电加速度传感器。根据本发明的优选的实施方式，频谱分析模块5通过单片机程序进行集成实现对采集的加速度采集点的振动加速度信号进行频谱分析。进一步优选地，频谱分析模块5对加速度采集点进行三个方向的振动响应幅度结合被激励点的工况进行分析从而得出加速度采集点所在的油底壳相应部位的振动频率。
本发明的液位测量装置的液位测量过程如下：当发动机静止后，由电动激振器1对油底壳8产生振动力信号，例如离散随机脉冲信号；通过拾振模块3接收激振模块1对油底壳8产生的加速度信号；通过数据采集模块4采集激振模块产生的力信号和拾振模块获得的加速度信号，并发送给频谱分析模块5；通过频谱分析模块5对数据采集模块采集的力信号和加速度信号进行频谱分析，例如通过单片机程序进行集成，针对若干加速度采集点进行三个方向的振动响应幅度结合被激励点的工况进行分析，得出相应部位的振动频率，并通过与事先标定值进行对比得到实际液位；通过通讯/控制模块6将得到的实际液位传送至显示模块7；显示模块7显示实际液位；如果液位异常，采取报警措施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。