除液面波动对测量结果的影响。
[0034]进一步地，所述电容检测器，包括:
[0035]倒U形的两个同轴金属外管和金属内管组成，所述金属外管和所述金属内管的底端采用绝缘材料PVC连接，所述金属外管壁上设置连通孔，所述金属外管和所述金属内管分别与所述电容测量芯片输入端连接，所述倒U形金属外管与所述透气管连接。
[0036]具体来说，图3为电容式船舶油柜液面测量装置的电容检测器结构示意图，如图3所示，I为倒U形金属外管、2为绝缘材料PVC、3为与I同轴的倒U形金属内管、4为连通孔。该金属外管和金属内管的底端采用绝缘材料PVC连接，该金属外管和金属内管作为该电容检测器的两电容极板。船舶油柜中的油液通过金属外管壁上的连通孔流入或流出该倒U形电容检测器。当油液流入或流出时，该电容检测器内的油/空气比例发生变化，由于水和油液的介电常数不同，两电容极板间区域的介电常数值相应地发生变化，从而引起电容值的变化。依据此原理，在保证测量电容检测器内油/空气比例等于油柜中油/空气比例的前提下，只要测量出检测电容的电容值大小就可求得油柜的油量。电容检测芯片信号输入端与电容传感器两极板相连，将电容检测器所反映的电容值转化为数字信号。电容测量芯片将该数据信号发送至单片机，单片机将该信号处理后转化为油柜油量，并显示在显示模块上。
[0037]本发明实施例用于测量船舶油柜液面高度的电容检测器、根据所述电容检测器内的油/空气比例所对应的电容值转化为数字信号的电容测量芯片、将所述数字信号转化为所述油柜油量的单片机、保持所述电容检测器内部空气压强恒定的气体控制模块；所述电容检测器与所述电容测量芯片输入端连接，所述电容测量芯片输出端与所述单片机连接。解决了船舶油柜液面出现波动时测量油柜的液面不准确的问题，提高了船舶油柜液面测量的准确度。
[0038]图4为本发明电容式船舶油柜液面测量装置整体示意图，如图4所示，I表示为倒U形电容检测器，2为气体控制模块，3为油柜，4为油柜内的油液、5为气孔。
[0039]本实施例中，将电容式船舶油柜液面测量装置放置于船舶油柜中用于测量油柜中油液的油量。
[0040]其工作的状态分为以下几种:
[0041]一、当油柜中油量减少时，油液液面下降，倒U形电容检测器内的液面随着油柜液面下降。从而倒U形电容检测器内的空气产生恒定负压，当与外界大气压的压差达到一定值时，该压力差克服弹簧拉力使滑块向下移动，透气管通过气孔与外界大气导通。外界空气从气孔进入倒U形电容检测器内，直到倒U形电容检测器内的空气压与大气压相等，滑块由于弹簧的拉力恢复到初始位置。
[0042]二、当油柜中油量增加时，油液液面上升，倒U形电容检测器内的液面随着油柜液面上升，从而倒U形电容检测器内的空气产生恒定正压，当与外界大气压的压差达到一定值时，该压力差克服弹簧的拉力使滑块向上移动，透气管通过气孔与外界大气导通，倒U形电容检测器内的空气从气孔排出到外界空气中，直到倒U形电容检测器内的空气压与大气压相等，滑块由于弹簧的拉力恢复到初始位置。
[0043]三、当油柜液面波动时，倒U形电容检测器内的液面也随着波动，倒U形电容检测器的两端会产生一定的液面差，并且气体控制模块的滑块上下的弹簧变形产生的弹力，保持滑块无法上移至透气管导通。因此油柜液面波动时，透气管保持封闭，U形管内空气的含量保持不变，也即油/空气比例不变，检测电容测得的电容值不变，最终由单片机转化得到的油柜油量也不变。
[0044]本发明实施例用于测量船舶油柜液面高度的电容检测器、根据所述电容检测器内的油/空气比例所对应的电容值转化为数字信号的电容测量芯片、将所述数字信号转化为所述油柜油量的单片机、保持所述电容检测器内部空气压强恒定的气体控制模块；所述电容检测器与所述电容测量芯片输入端连接，所述电容测量芯片输出端与所述单片机连接。解决了船舶油柜液面出现波动时测量油柜的液面不准确的问题，提高了船舶油柜液面测量的准确度。
[0045]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种电容式船舶油柜液面测量装置，其特征在于，包括: 用于测量船舶油柜液面高度的电容检测器、根据所述电容检测器内的油/空气比例所对应的电容值转化为数字信号的电容测量芯片、将所述数字信号转化为所述油柜油量的单片机、保持所述电容检测器内部空气压强恒定的气体控制模块； 所述电容检测器与所述电容测量芯片输入端、所述气体控制模块连接，所述电容测量芯片输出端与所述单片机连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体控制模块，包括: 用于排出所述电容检测器内空气的透气管、滑块、弹簧； 所述滑块置于所述透气管内部，所述弹簧一端与所述滑块连接，另一端与透气管封闭端连接，所述透气管在所述滑块与所述透气管封闭端之间开设通孔与所述油柜外界相通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电容检测器，包括: 倒U形的两个同轴金属外管和金属内管组成，所述金属外管和所述金属内管的底端采用绝缘材料PVC连接，所述金属外管壁上设置连通孔，所述金属外管和所述金属内管分别与所述电容测量芯片输入端连接，所述倒U形金属外管与所述透气管连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连通孔为6个均匀设置在所述金属外管壁上的圆形通孔。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于显示所述油柜油量的显示模块，所述显示模块与所述单片机输出端连接。
【专利摘要】本发明实施例提供一种电容式船舶油柜液面测量装置，本发明装置，包括：用于测量船舶油柜液面高度的电容检测器、根据所述电容检测器内的油/空气比例所对应的电容值转化为数字信号的电容测量芯片、将所述数字信号转化为所述油柜油量的单片机、保持所述电容检测器内部空气压强恒定的气体控制模块；所述电容检测器与所述电容测量芯片输入端连接，所述电容测量芯片输出端与所述单片机连接。本发明实施例实现船舶油柜液面出现波动时测量油柜的液面，提高了船舶油柜液面测量的准确度。
【IPC分类】G01F23-26
【公开号】CN104634416
【申请号】CN201410803595
【发明人】吴章嘉琛, 宋永欣, 潘新祥
【申请人】大连海事大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月18日