[发明专利]一种分段式K系数智能燃油流量传感器

说明书

本发明提出一种分段式K系数智能燃油流量传感器，通过将信号处理板集成到流量传感器中，当流体流经流量传感器叶轮时，叶轮转速与流体流速成线性比例关系，由导磁材料制成的叶轮旋转时切割信号感应线圈形成的磁场，将在感应线圈内产生的正弦波信号变换为电脉冲信号，以主流量为基准点将流量传感器分为多个频段进行计算，得到流量传感器各流量点相应的K系数和频率，并根据得到的K系数和频率分段计算出瞬时燃油流量和总燃油流量，以差分信号的形式通过TX422接口输出至上位机进行通信，解决了信号在传输过程中可能受到干扰的问题，同时保证流量传感器在各个测量范围内的测量精度，进而获得在整个测量范围内更好的线性度，提高最终燃油流量测量精度。

技术领域

本发明涉及流量测量领域，具体地说，涉及一种分段式K系数智能燃油流量传感器。

背景技术

目前，流量测量技术已广泛应用到飞机、舰艇等发动机燃油消耗量计算，主要利用安装在发动机供油管路中的涡轮式流量传感器输出与燃油流量成正比的脉冲电信号，通过RIU将电脉冲信号传送给燃油计算机进行采集处理。此方法传输距离远且机上交联系统复杂，信号在传输过程中极易受到干扰，一定程度上给测量精度造成影响；其次，传统流量传感器由于零件加工误差及电子元器件的个体差异，使同一型号不同批次的传感器K系数呈现较大差异。通常主要是针对传感器K系数进行改善，比如对传感器生产制造工艺及元器件质量提出更高要求，以保证其产品的一致性，又会带来高昂的制造成本浪费；或者选取一定数量不同批次的传感器，对其主流量点的K系数进行标定，再通过求和取平均的方式写入软件进行流量计算，该方法能一定程度上解决上述问题，但往往在实际K系数标定时忽略了实际瞬时流量与流过传感器输出的脉冲数或频率也呈非线性关系，就是说同一流量传感器在不同流量下标定的K系数存在差异，若只选取各传感器主流量点进行标定取平均，必将造成其他流量点测量误差双重叠加，最终导致流量测量精度低的问题，并且远距离传输，信号易受干扰的问题仍然存在。

发明内容

本发明针对现有技术中流量传感器流量测量精度低、远距离传输信号易受干扰的问题，提出一种分段式K系数智能燃油流量传感器，通过将信号处理板集成到流量传感器中，当流体流经流量传感器叶轮时，叶轮转速与流体流速成线性比例关系，由导磁材料制成的叶轮旋转时切割信号感应线圈形成的磁场，将在感应线圈内产生的正弦波信号变换为电脉冲信号，以主流量为基准点将流量传感器分为多个频段进行计算，得到流量传感器各流量点相应的K系数和频率，并根据得到的K系数和频率分段计算出瞬时燃油流量和总燃油流量，以差分信号的形式通过TX422接口输出至上位机进行通信，解决了信号在传输过程中可能受到干扰的问题，同时保证流量传感器在各个测量范围内的测量精度，进而获得在整个测量范围内更好的线性度，提高最终燃油流量测量精度。

本发明具体实现内容如下：

一种分段式K系数智能燃油流量传感器，包括燃油流通腔体、弹性挡圈、前后导流体、叶轮轴承、感应线圈，在感应线圈的输出端设置信号处理板；

所述信号处理板与感应线圈连接，用于将从感应线圈获取的正弦波信号变换为电脉冲信号，以主流量为基准点将流量传感器分为多个频段对流量传感器的K系数进行分段标记处理，计算出流量传感器的瞬时燃油流量和总燃油流量，以差分信号的形式通过TX422接口输出至上位机进行通信。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述信号处理板包括信号变换模块、采集处理模块、电源转换模块、通信模块；

所述信号变换模块与感应线圈连接，用于将从感应线圈获取的正弦脉冲信号转换为电脉冲信号；

所述电源转换模块与电源、采集处理模块连接，用于将从电源获取的电压信号转换为采集处理模块的工作电压信号，输出至采集处理模块；

所述采集处理模块与通信模块、信号变换模块连接，用于将从信号变换模块获取的电脉冲信号以主流量为基准点将流量传感器分为多个频段对流量传感器的K系数进行分段标记处理，计算出流量传感器的瞬时燃油流量和总燃油流量，以差分信号的形式通过TX接口、RX接口输出至通信模块；