一种可变体积液袋内液体体积的检测装置及检测方法与流程

本发明涉及专用车领域，特别涉及一种专用车使用的可变体积液袋内液体体积的检测装置及检测方法。

背景技术：

近年来，例如路面清扫车等专用车辆会使用到可变体积液袋的方式进行液体的储存运输。因为液袋本体的高度处在变化状态，造成液袋内液体的液面相对于箱体端面的距离与液体实际体积没有准确的对应关系，所以无法在箱体外使用固定式液位传感器进行有效的液位测量，故而无法得到准确有效的液体体积信息。缺少准确的装载液体体积信息，会导致作业人员无法判断正确的作业时间，可能会因液体缺失导致作业中断。

技术实现要素：

为此，需要提供一种可变体积液袋内液体体积的检测装置及检测方法，用于解决不能准确检测液袋内液体体积的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种可变体积液袋内液体体积的检测装置，包括：箱体、支撑弹簧、液袋、液袋支撑底板、传感器、控制器以及信息显示模块；

所述支撑弹簧、液袋以及液袋支撑底板设置于箱体内，所述支撑弹簧沿箱体高度方向设置，一端连接在所述箱体底部，另一端与所述液袋支撑底板或传感器相连接，所述液袋放置于所述液袋支撑底板的上方；

所述传感器与所述箱体相接触，所述传感器用于检测所述液袋支撑底板与所述箱体上端面的间距信息、液袋支撑底板的重力值或者所述液袋内的压力值；

所述控制器一端与传感器连接，另一端与所述信息显示模块连接，所述控制器接收传感器检测到的间距信息、压力信息或者重力信息转换而来的标准电信号，所述控制器向信息显示模块发送经标准电线号转换来的最终计算结果，信息显示模块对最终计算结果对应的信息进行显示。

作为本发明的一种优选结构，所述传感器为位移传感器，所述位移传感器将位移量的变化转换成标准电信号。

作为本发明的一种优选结构，所述位移传感器为拉线传感器，所述拉线传感器设置在所述箱体的顶部，用于检测所述液袋支撑底板压缩或者伸展的行程。

作为本发明的一种优选结构，所述传感器为压力传感器，所述压力传感器是通过液袋内液体相对于所述箱体外部气压的压差值，经计算转换为标准的电信号。

作为本发明的一种优选结构，所述压力传感器为投入式压力传感器，所述投入式压力传感器紧贴液袋底部设置。

作为本发明的一种优选结构，所述传感器为重力传感器，所述重力传感器设置在液袋支撑底板与支撑弹簧之间，用于检测支撑弹簧与液袋支撑板接触部位所收到的重力，并经计算转换为标准的电信号。

作为本发明的一种优选结构，所述信息显示模块为电子显示屏、仪表盘或者提示灯组。

发明人还提供了一种可变体积液袋内液体体积的检测方法，所述方法包括以下步骤：

传感器获得并向控制器发送测量间距信息、压力信息或者重力信息，所述间距信息包括第一间距信息和第二间距信息，所述压力信息包括第一压力信息和第二压力信息，所述重力信息包括第一重力信息和第二重力信息。

控制器接收间距信息、压力信息或者重力信息经转换的电信号信息，控制器依据电信号信息得出所对应的输出数据信息，控制器向信息显示模块发送输出数据信息；

信息显示模块接收控制器的计算结果，并进行相应的显示。

进一步地，所述第一间距信息为所述液袋内无液体时，所述液袋支撑底板到达上极限位置，此时液袋支撑底板的底面距离箱体上端面的间距信息；所述第二间距信息为液袋装满液体的情况下，液袋支撑底板下降到下极限位置，此时液袋支撑底板的底面距离箱体上端面的间距信息；

所述第一压力信息为液袋没有盛装液体时，所述液袋支撑底板到达上极限位置，此时传感器测量到的压力信息；所述第二压力信息为液袋内装满液体时，液袋支撑底板下降到下极限位置，此时传感器测量到的压力信息；

所述第一重力信息为液袋没有盛装液体时，所述液袋支撑底板到达上极限位置，此时传感器测量到的重力信息；所述第二重力信息为液袋内装满液体时，液袋支撑底板下降到下极限位置，此时传感器测量到的重力信息；

通过间距信息、压力信息或者重力信息计算得到对应的电信号信息。

区别于现有技术，上述技术方案设置有箱体、支撑弹簧、液袋、液袋支撑底板、传感器、控制器以及信息显示模块；所述支撑弹簧、液袋以及液袋支撑底板设置于箱体内，所述传感器与所述箱体相接触，所述传感器用于检测所述液袋支撑底板与所述箱体上端面的间距信息或者所述液袋内的压力值；所述控制器一端与传感器连接，另一端与所述信息显示模块连接。

所述传感器将检测到的间距信息或者压力信息经转换成电信号后发送给控制器，控制器再计算出液袋内液体的有效体积再计算出液袋内液体的有效体积，最后利用信息显示模块对液袋内的体积进行直观的显示，在使用本方案进行测量的过程中，不检测液袋内液体液面相对箱体底面的距离，从而避开液袋本体高度变化带来的影响，达到准确测量液袋内液体有效液位的目的。

附图说明

图1为具体实施方式所述利用位移传感器检测可变体积液袋内液体体积的检测装置结构示意图；

图2为具体实施方式所述利用压力传感器检测可变体积液袋内液体体积的检测装置结构示意图；

图3为具体实施方式所述利用重力传感器检测可变体积液袋内液体体积的检测装置结构示意图；

图4为具体方式所述的液袋内体积进行显示的程序框图。

附图标记说明：

1、箱体；

2、液袋支撑底板；

3、液袋；

4、支撑弹簧；

5、传感器；

51、位移传感器；

52、压力传感器；

53、重力传感器；

6、控制器；

7、信息显示模块。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上包括两个；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请参阅图1、图2或者图3，本实施例涉及一种可变体积液袋内液体体积的检测装置，包括：箱体1、支撑弹簧4、液袋3、液袋支撑底板2、传感器5、控制器6以及信息显示模块7；

所述支撑弹簧4、液袋3以及液袋支撑底板2设置于箱体1内，所述支撑弹簧4、液袋3以及液袋支撑底板2设置于箱体1内，所述支撑弹簧4沿箱体1高度方向设置，一端连接在所述箱体1底部，另一端与所述液袋支撑底板2或传感器相连接，所述液袋3放置于所述液袋支撑底板2的上方；在使用过程中，液袋3重量的变化，使得与液袋支撑底板2相连的支撑弹簧4发生不同程度的形变，为测量液袋内变化的体积提供了基础。

所述传感器与所述箱体1相接触，所述传感器用于检测所述液袋支撑底板2与所述箱体1上端面的间距信息、液袋支撑底板2的重力值或者所述液袋内的压力值；不检测液袋内液袋4体积液面相对于箱体11底面的距离，从而避免了液袋本体高度变化带来的影响，得到了精确测量液袋4内液体有效液位的目的。

可选地，如图1所示，所述5传感器为位移传感器51，所述位移传感器51设置在所述箱体1的顶部，在本实施例中，所述位移传感器51为拉线传感器，在其他的实施例中，也可以是其他能够实现距离测量的传感器，所述位移传感器51用于检测所述液袋支撑底板2压缩或者伸展的行程，所述位移传感器51将位移量的变化转换成标准电信号。在使用过程中，通过检测液袋垂直方向的距离来对应液袋压缩或伸展的行程，经换算成电信号，再计算出液袋内液体的有效体积。

可选地，如图2所示，所述传感器5也可以是压力传感器52，在本实施例中，所述压力传感器52为投入式压力传感器52，在其他的实施例中，也可以是其他能够实现压力测试的压力传感器52，所述投入式压力传感器52紧贴液袋底部设置，所述压力传感器52是通过液袋内液体相对于所述箱体1外部气压的压差值，经计算转换为标准的电信号。进一步得出液袋内液体的有效液位深度，从而计算出液袋内液体的有效体积。

可选地，如图3所示，所述传感器5也可以是重力传感器53，在本实施例中，所述重力传感器53设置在所述液袋支撑底板2和所述支撑弹簧4之间，所述重力传感器53是通过所述液袋支撑底板2和所述支撑弹簧4之间的重力值，经计算转换为标准的电信号。进一步得出液袋内液体的有效液位深度，从而计算出液袋内液体的有效体积。为获得更加精确的计算结果没在本实施例中，所述重力传感器53的数量与弹簧的数量相同，在其他的实施例中，所述重力弹簧的数量也可以不与弹簧的数量相同。

所述控制器6一端与传感器连接，另一端与所述信息显示模块7连接，所述控制器6接收传感器检测到的间距信息、压力信息或者重力信息转换而来的标准电信号，所述控制器6向信息显示模块7发送经标准电信号转换来的最终计算结果，信息显示模块7对最终计算结果对应的信息进行显示。

可选地，所述信息显示模块7具体可以为电子显示屏、仪表盘或者提示灯组。

以及发明人还提供了一种可变体积液袋内液体体积的检测方法，所述方法包括以下步骤：

传感器获得并向控制器6发送测量间距信息、压力信息或者重力信息，所述间距信息包括第一间距信息和第二间距信息，具体地，所述第一间距信息为所述液袋内无液体时，所述液袋支撑底板2到达上极限位置，此时液袋支撑底板2的底面距离箱体1上端面的间距信息；所述第二间距信息为液袋装满液体的情况下，液袋支撑底板2下降到下极限位置，此时液袋支撑底板2的底面距离箱体1上端面的间距信息；所述压力信息包括第一压力信息和第二压力信息，具体地，所述第一压力信息为液袋没有盛装液体时，所述液袋支撑底板2到达上极限位置，此时传感器测量到的压力信息；所述第二压力信息为液袋内装满液体时，所述液袋支撑底板2下降到下极限位置，此时传感器测量到的压力信息；所述第一重力信息为液袋没有盛装液体时，所述液袋支撑底板2到达上极限位置，此时传感器测量到的重力信息；所述第二重力信息为液袋内装满液体时，液袋支撑底板2下降到下极限位置，此时传感器测量到的重力信息。

控制器6接收间距信息、压力信息或者重力信息经转换的电信号信息，具体地，通过间距信息、压力信息或者重力信息计算得到对应的电信号信息。控制器6依据电信号信息得出所对应的输出数据信息，控制器6向信息显示模块7发送输出数据信息。

信息显示模块7接收控制器6的计算结果，并进行相应的显示。

可选地，当所述传感器为拉线传感器时，具体的检测步骤包括如下：

当液袋内无液体时(v0＝0)，液袋支撑底板2在箱体1底部支撑弹簧4的推动下，上升到上极限位置。此时液袋支撑底板2的底面距离箱体1上端面的距离(h0)，经拉线传感器检测，信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出，数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为脉冲信号或格雷码信号，模拟输出型可以选择精密电位器、霍尔传感器等，输出信号为电压、电流、电阻，转换成标准的电气信号，此数值可定为液袋内液体有效液位的零点(i0)。

当液袋内装满液体(vmax)，此时液袋支撑底板2在受到液袋的压力和支撑弹簧4的推力之和，下降到下极限位置。此时液袋支撑底板2的底面距离箱体1上端面的距离(hmax)，经拉线传感器3检测，转换成标准的电气信号，此数值可定为液袋内液体有效液位的满量程(imax)；当液袋4内液体体积处在零点与满量程之间(v)，此时液袋支撑底板22的底面距离箱体11上端面的距离(h)，经拉线传感器3检测，转换成标准的第三电气信号i，此数值(i)满足如下公式：

因vmax可通过液袋技术参数或实测来确定，所以可求得：

以此来获得实时的液袋内液体体积。

可选地，当传感器为投入式压力传感器52时，压力检测法包括以下步骤：

将投入式压力传感器52放入液袋中，并贴紧液袋底部，然后将连接电缆引出到箱体1外，把压力传感器52读取到的压力值p转换成标准电信号i。此时压力传感器52测量到的压力值与液袋内液体液面到液袋底部的垂直距离h成正比，即满足公式：

p＝ρgh

ρ----------液袋内液体的密度

当液袋内装满液体，此时液袋内液体液面到液袋底部的垂直距离hmax可通过液袋技术参数或实测来确定。依据比例公式：

可求得实时的液袋内液体液面到液袋底部的垂直距离h：

由于液袋内液体液面到液袋底部的垂直距离与液袋内液体体积v并非完全的线性比例关系。可将v进行n等分，将vi与vi+1之间的v和h关系进行线性拟合，其中，i∈[0，n]。拟合的误差取决于n的大小，n值越大，误差越小，拟合度越高。在实际应用中，依据精度要求，确定合适的n值。所以在液袋投入使用前，依据液袋4的技术参数和已确定的n值，通过计算机三维模拟或者是实际向液袋4内充液，然后计算或计量不同的液袋4内液体液面到液袋4底部的垂直距离hi所对应的液袋内液体体积vi，并将这些数据存放到控制器6中。当实际应用时，控制器6依据压力传感器52转换出的标准电信信号i，计算出当前液袋4内液体液面到液袋4底部的垂直距离h，然后通过查表得出h所落于的数值区间hi<h<hi+1，得出对应的体积v所落于的数值区间vi<v<vi+1，可满足如下公式：

所以可求得：

以此来获得实时的液袋内液体体积。

可选地，当传感器为重力传感器53时，压力检测法包括以下步骤：

当液袋内无液体时(v0＝0)，液袋支撑底板2在箱体1底部支撑弹簧4的推动下，上升到上极限位置。此时重力传感器53受到液袋的重量及液袋支撑板的重量之和(m0)产生的重力，经重力传感器53检测，转换成标准的电气信号，此数值可定为液袋内液体有效液位的零点(i0)；当液袋内装满液体(vmax)，此时液袋支撑底板2在受到液袋的压力和支撑弹簧4的推力之和，下降到下极限位置。此时重力传感器53受到液袋的重量及液袋支撑板的重量之和(mmax)产生的重力，经重力传感器53检测，转换成标准的电气信号，此数值可定为液袋内液体有效液位的满量程(imax)；当液袋内液体体积处在零点与满量程之间(v)，此时重力传感器53受到液袋的重量及液袋支撑板的重量之和(m)产生的重力，经重力传感器53检测，转换成标准的电气信号，此数值(i)满足如下公式：

因vmax可通过液袋技术参数或实测来确定，所以可求得：

以此来获得实时的液袋内液体体积。

以上三种方法测量值的计算及最终值的显示都是通过传感器将标准电信号传输给控制器6，经过控制器6的计算后，再显示在信息显示模块7上。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。