用于燃烧试验的油箱油量监控方法与流程

1.本发明涉及油箱燃烧试验领域，具体涉及用于燃烧试验的油箱油量监控方法。


背景技术：

2.飞机的油箱可以用铝合金、防油的材料或不锈钢制成，以向飞机的飞行提供动力油或润滑油。当飞机上发生火灾时，存储动力油或润滑油的油箱能否安全地向各个部件供油，关系着飞机应急处理措施能否有效地进行。所以，需要对飞机上的油箱进行燃烧试验，以测量油箱的燃烧性能，使得飞机上油箱的燃烧试验越来越重要。
3.在油箱的燃烧试验中，需要保持油箱内一直有油，以避免油箱在无油状态下继续进行燃烧试验造成火灾或爆炸等，所以，燃烧试验过程中需要实时观察油箱内是否有油。而部分飞机上的油箱未设置观察油量的视窗，此时，需要在油箱内设置液位传感器以检测油箱内的油量。为了满足特殊环境需求，目前使用液位传感器包括专为特殊环境需求设计的耐高温、超声波式、激光式、电容式、雷达式和阻抗式的传感器产品，这些传感器产品是针对在某一个特定参数条件下具有突出的测量效果。
4.但是，在油箱的燃烧试验中，需要传感器同时满足高温、高压和长时间耐久性的条件，才能准确测量到油量，使用上述传感器在油箱的燃烧试验过程中检测油量时，容易因损坏而无法准确检测到油量，导致在燃烧试验整个过程中无法对油量连续监控。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种用于燃烧试验的油箱油量监控方法，以解决油量监控不连续的问题。
6.本方案中的用于燃烧试验的油箱油量监控方法，包括步骤：
7.步骤1，将待试验油箱安装至燃烧试验区域中，并根据试验进程保持待试验油箱的进油管路、出油管路和出气管路处于预设状态；
8.步骤2，向待试验油箱中插入u形的监测管，并保持监测管内的液面与待试验油箱内的液面等高，让监测管的一端延伸至待试验油箱的内底面处，让监测管的另一端始终位于待试验油箱内液面的上方；
9.步骤3，通过拍摄器对监测管的液面位置图像进行拍摄，并显示页面位置图像供油量监控观测。
10.本方案的有益效果是：
11.在对待试验油箱进行燃烧试验，通过插入的监测管与待试验油箱内的气压和液位高度同步，能够实时快速地查看到无视窗的待试验油箱内的液位，且监测管没有对温度和气压敏感的电子部件和线路，能够在长时间的高温高压环境下准确反映待试验油箱内的液位，不容易损坏，测量过程更连续。由于燃烧试验的温度较高，即使在测试区域周围进行了防护，周围空气的温度仍然比较高，通过拍摄方式获取液面位置图像进行显示，无需靠近观看液面位置，更安全，还能准确记录监测管内液位的变化情况，便于后续追溯。
12.进一步，所述步骤1中，分别对进油管路、出油管路和出气管路上的气压值和温度值进行检测，并在油量监测时显示。
13.有益效果是：以能够保持在试验进程的前面阶段时待试验油箱内具有足够的油量。
14.进一步，所述步骤3中，根据预设频率拍摄液面位置图像，并对液面位置图像上的液面高度进行识别，显示液面高度。
15.有益效果是：按照预设频率拍摄液面位置图像，避免一直拍摄而液面也未变化时无效监测浪费资源，识别出液面高度进行显示，更直观，并对监测管的液位变化进行留证，以便于后续对u形的监测管内的液位进行分析。
16.进一步，还包括步骤4，通过在待试验油箱内安装光纤传感器，并让光纤传感器没入待试验油箱的油中，通过光纤传感器上监测待试验油箱内的油温和气温对应的位置作为液位。
17.有益效果是：通过再设置光纤传感器对待试验油箱内油温和气温进行检测，因待试验油箱内油温和气温存在一定的差值，且在待试验油箱内的油沸腾时液位变化较大，可以根据光纤传感器上不同点位的温度值准确、快速、及时地监测到油位。
18.进一步，所述步骤1中，所述试验进程包括第一进程和第二进程，所述第一进程的持续时长小于第二进程的持续时长；
19.所述步骤4中，通过监测管对待试验油箱在第一进程时的液位进行监测，通过光纤传感器对待试验油箱在第二进程时的液位进行监测。
20.有益效果是：通过监测管和光纤传感器分别对不同进程下燃烧试验的液位进行监测，根据试验需求进行液位监测，提高液位监测的准确性。
21.进一步，所述步骤1中，所述第一进程为保持待试验油箱内液位的稳定过程，在试验进程为第一进程时，保持待试验油箱的进油管路和出油管路处于打开状态、出气管路处于关闭状态；
22.所述第二进程为待试验油箱的干烧过程，在试验进程为第二进程时，保持待试验油箱的进油管路和出油管路处于关闭状态、出气管路处于打开状态。
23.有益效果是：由于待试验油箱内的油沸腾时，油的液位存在较大变化，将试验的进程与试验中的液位监测结合起来，通过监测管对第一进程时的液位进行监测，观察更直观，能够保证待试验油箱内的液位稳定地保持在一定值上，而在第二进程时由光纤传感器检测油温和气温作为液位，能够在干烧时准确及时地监测到油的液位。
24.进一步，还包括步骤5，识别液面高度在液面位置图像上的位置信息，并根据位置信息和拍摄器的初始位置的差值计算拍摄位置的调整量，根据调整量调整拍摄位置。
25.有益效果是：对拍摄位置进行判断后再调整，保证能够拍摄到对应的液面位置图像和液面位置图像的清晰性，提高后续分析的准确性。
附图说明
26.图1为本用于燃烧试验的油箱油量监控方法实施例一的流程框图；
27.图2为本用于燃烧试验的油箱油量监控方法实施例一中用于燃烧试验的油箱油量监控装置的主视图；
28.图3为图2中用于燃烧试验的油箱油量监控装置试验过程中的安装结构示意图。
具体实施方式
29.下面通过具体实施方式进一步详细说明。
30.说明书附图中的附图标记包括：气压管1、油管2、吸油器3、液位管4、光纤传感器5、挡风板6、安装架7、安装板8、支架9、伸缩柱10、燃烧器11。
31.实施例一
32.为实现用于燃烧试验的油箱油量监控方法，本实施例一还公开了一种用于燃烧试验的油箱油量监控装置，如图2和图3所示，包括u形的监测管，监测管通过在待试验油箱顶端上开设的通孔进行安装，监测管与通孔的间隙密封，u形的监测管包括液位管4、气压管1和油管2，气压管1和油管2可用现有的不锈钢材料制成，液位管4在铅垂方向上布设，液位管4的长度等于待试验油箱内的高度，液位管4的底端与待试验油箱的内底面平齐，液位管4位于待试验油箱燃烧的燃烧试验区域外。
33.气压管1的一端粘接在液位管4的顶端，气压管1的另一端能够伸入待试验油箱内并位于待试验油箱内液位的上方，气压管1以液位管4顶端为起点延伸的高度为10cm-18cm；气压管1上连接有吸油器3，吸油器3可用现有小型的抽气泵，抽气泵的抽气管粘接在气压管1上并与气压管1连通，液位管4、气压管1和油管2形成u形状的外轮廓。
34.油管2的一端粘接在液位管4的底端，油管2的另一端能够伸入待试验油箱内并位于待试验油箱内液位以内，即油管2的另一端部始终位于待试验油箱内的油面以下，气压管1和油管2位于待试验油箱内的端部间距等于待试验油箱内的深度，油管2以待试验油箱的顶端为起点延伸的高度为8cm-15cm，气压管1位于油管2的上方。
35.包括多个挡风板6，挡风板6可以设置三块，挡风板6围成燃烧试验区域。挡风板6顶端上焊接有对气压管1和油管2进行限位的固定座，限位座上开设有两个u形口，u形口的开口方向朝向水平方向，u形口的内壁上粘接有弹性层，弹性层表面的间距小于气压管1或油管2的直径。挡风板6上焊接有安放待试验油箱的安装架7，安装架7上焊接有安放待试验油箱的安装板8，安装板8的面积大于待试验油箱的主平面面积，安装板8上通过螺钉固定安装有供待试验油箱挂靠的挂环，挂环成u形。挡风板6底部焊接有支架9，支架9成l形，支架9上伸缩柱10，伸缩柱10以空套方式达到伸缩目的，并以调节螺栓进行长度伸缩后的固定，支架9上固定安装有用于待试验油箱燃烧试验的燃烧器11，燃烧器11对准待试验油箱的底部，燃烧器11通过螺钉安装在燃烧器11顶端。
36.还包括延伸至待试验油箱内底面处的光纤测温传感，光纤测温传感器可用现有的产品，例如thr-ns-1084a或者其他能够满足待试验油箱燃烧试验温度要求的传感器，光纤测温传感器信号连接至后台的处理器上，后台的处理器可以是后台pc电脑，光纤测温传感器用于检测待试验油箱内的油温和空气温度，光纤测温传感器通过不同的点位温度进行油温和空气温度的测量，光纤测温传感器检测温度后供查看不同位置的温度，并结合油温和空气温度的差异判断待试验油箱内的准确液位，光纤测温传感器的测温原理为现有，在此不赘述。
37.光纤测温传感器粘接在油管2位于待试验油箱一侧的端部外壁上，光纤传感器5与气压管1位于待试验油箱一侧的端部外壁粘接，光纤测温传感器位于油管2与气压管1之间。
38.用于燃烧试验的油箱油量监控方法，如图1所示，包括以下步骤：
39.步骤1，将待试验油箱安装至燃烧试验区域中，并根据试验进程保持待试验油箱的进油管路、出油管路和出气管路处于预设状态，试验进程包括第一进程和第二进程，第一进程的持续时长小于第二进程的持续时长，第一进程的持续时长为五分钟，第二进程的持续时长为十分钟。
40.第一进程为保持待试验油箱内液位的稳定过程，在试验进程为第一进程时，保持待试验油箱的进油管路(图3上的进油路)和出油管路(图3上的进油路)处于打开状态、出气管路(图3上的排气)处于关闭状态的预设状态；第二进程为待试验油箱的干烧过程，在试验进程为第二进程时，保持待试验油箱的进油管路和出油管路处于关闭状态、出气管路处于打开状态的预设状态。第一进程的持续时长能够保证待试验油箱内的油在沸腾时保持稳定的液位，第二进程的持续时长能够完整地试验出待试验油箱在沸腾后的干烧状态下的性能，提高待试验油箱燃烧试验结果的准确性，还不会浪费太多的试验时间。
41.分别通过现有的压力传感器对进油管路、出油管路和出气管路上的气压值、温度传感器对温度值进行检测，并在油量监测时显示。
42.步骤2，向待试验油箱中插入u形的监测管，并保持监测管内的液面与待试验油箱内的液面等高，让监测管的一端延伸至待试验油箱的内底面处，让监测管的另一端始终位于待试验油箱内液面的上方，即通过监测管对待试验油箱在第一进程时的液位进行监测。对待试验油箱点火进行燃烧试验，在点火后的五分钟内，保持进油管路和出油管路处于打开状态、出气管路处于关闭状态的预设状态。再在点火进行燃烧试验五分钟后的十分钟内，保持进油管路和出油管路处于打开状态、出气管路处于关闭状态的预设状态。
43.步骤3，通过拍摄器对监测管的液面位置图像进行拍摄，拍摄器可用现有的耐高温摄像头，根据预设频率拍摄液面位置图像，预设频率根据实际需求进行设置，例如预设频率设置成十秒钟拍摄一次液面位置图像，通过后台的显示器显示页面位置图像供油量监控观测，由拍摄器将液面位置图像发送至后台的处理器，处理器为搭载了现有图像处理程序或软件的pc主机，由处理器对液面位置图像上的液面高度进行识别，并显示液面高度。
44.步骤4，通过在待试验油箱内安装光纤传感器5，光纤传感器5通过与监测管相同的安装位置伸入待试验油箱内，光纤传感器5与监测管不接触，让光纤传感器5没入待试验油箱的油中，通过光纤传感器5上监测待试验油箱内的油温和气温对应的位置作为液位，即油温与气温的分界点位置为液位，由于待试验油箱内油温和气温存在一定的差值，光纤传感器5延伸至待试验油箱内的油中，通过光纤传感器5对待试验油箱的不同深度处的温度进行检测，能够根据油温与气温的差值所在位置判断到油的液位，即通过光纤传感器5对待试验油箱在第二进程时的液位进行监测。
45.本实施例的方法，在对待试验油箱进行燃烧试验时，因在第一进程时保持油箱的进油和出油过程，关闭出气，进油和出油能够保持油的液位稳定，以在油箱快速升温并沸腾过程中，让油因沸腾而液化对油箱增加的气压保持监测管内的液位与油箱相同，以直观地观测油箱内的液位；让油箱继续进行第二进程的燃烧，关闭进油和出油并打开出气，油箱处于干烧状态，沸腾液化进程持续加剧，油液也会剧烈的翻腾，打开出气管能够降低气压增加的速度，从而也会让监测管无法及时快速准确地监测到液位，此时，通过结合光纤传感器5对油箱内温度的检测，能够准确、快速、及时地监测到油箱内的液位。以实时快速地查看到
无视窗的待试验油箱在不同试验进程下的液位，且监测管无对温度和气压敏感的电子部件和线路，在燃烧测试的耐久性环境下不容易受到温度和气压的干扰，能够在高温高压环境下准确反映待试验油箱内的液位，不容易损坏，测量过程更连续。
46.在燃烧试验过程中观察油箱内的液位高度时，普遍是通过油箱上的视窗进行，针对无视窗油箱内液位高度的观察，在解决问题的研发过程中，容易想到的是通过选择能够符合使用环境需求的传感器，以传感器检测油箱燃烧试验时的液位高度，这样更直观简单。但是，本实施例的油箱燃烧试验过程中，因试验的时间较长，温度和气压变化的突发情况较多且没有规律，油箱内部的温度和气压的变化量不能预先设计到，当油箱内部的温度和气压及其变化量超过传感器能够耐受的最大限度时，传感器容易损坏，从而影响油箱内油位的观察，不利于试验的连续准确进行，所以，本实施例的监控方法，通过设置与油箱内等气压和等液位的监测管，不会受到温度和气压变化的干扰，同步在油箱外显示油箱内油量，能够在燃烧试验和油箱内油量流动的情况下长时间地实时地监测到油量，保持油箱燃烧试验的连续性和试验结果的准确性。
47.实施例二
48.与实施例一的区别在于，还包括步骤5，识别液面高度在液面位置图像上的位置信息，位置信息为液面在监测管中的高度，并根据位置信息和拍摄器的初始位置的差值计算拍摄位置的调整量，差值为拍摄器镜头中心与液面的高度差，位置信息与拍摄器的初始位置差值大于阈值时，阈值根据拍摄器能够拍摄到监测管内的液面进行设置，计算调整量，调整量为差值，根据调整量调整拍摄位置，即调节拍摄器的位置，拍摄器拍摄位置的调节通过现有的伸缩结构进行调节，例如伸缩缸或者其他的高度调节结构。拍摄位置通过现有的摄像头进行获取，拍摄位置的调整通过齿轮和齿条啮合的结构进行，对拍摄位置进行判断后再调整，保证能够拍摄到对应的液面位置图像。
49.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。