一种超声波油量探测器的制造方法
【专利摘要】一种超声波油量探测器，其特征在于，它包括数据处理器和超声波油量传感器探头，所述数据处理器与超声波油量传感器探头通信连接；所述数据处理器包括MCU控制电路以及与MCU控制电路连接的电源电路；所述数据处理器还包括超声波采集电路和温度采集电路。本实用新型可对油箱内的油量高度进行测量，经过电路处理后输出标准电信号；超声波传感器外贴于油箱底部，不与油接触即可对油量实时检测；广泛应用于各类车辆的油量监控亦可以对船舶，发电机组，内燃机设备的燃油箱的油位实时精确监测，可以结合GPS/GPRS通讯技术，通过电脑软件管理平台，实现科学管理，判别耗油加油和非正常耗油；防止偷油行为，节约车辆营运成本。
【专利说明】一种超声波油量探测器
【技术领域】
[0001]本实用新型公开了一种超声波油量探测器。
【背景技术】
[0002]传统油量探测器分为电容式、电阻式、流量计式、舌簧管式、浮子式，其中:
[0003]1、电容式，容易受油污影响产生误差；不能产生电打火；打孔安装。
[0004]2、电阻式，机械式测量，误差大、存在滞后性、传感器长期与油料接触，容易被腐蚀、污染，影响测量精度、安装时须将油箱打孔。
[0005]3、流量计式，需要截断油管、不能测量加油量，只能测量使用量，不方便计量管理。
[0006]4、舌簧管式，测输出精度低；受测量介质及电源电压波动的温度影响大；元器件易磁化；测量数据受油面波动及油污影响较大、不能根据油箱的高度现场安装制作。
[0007]5、浮子式，仅可用于油量的模糊指示、不可用于油量的计量使用、薄膜电阻受燃油污染程度、供电电压、机械结构、润滑性等产品本身原因，对输出值的长期稳定性影响较大。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种超声波油量探测器，其特征在于，它包括数据处理器和超声波油量传感器探头，所述数据处理器与超声波油量传感器探头通信连接；所述数据处理器包括MCU控制电路以及与MCU控制电路连接的电源电路；所述数据处理器还包括超声波采集电路和温度采集电路。
[0009]进一步地，所述超声波采集电路和温度采集电路通过一运算放大电路与MCU控制电路连接。
[0010]进一步地，所述数据处理器还包括RS232输出电路、RS485输出电路、模拟量输出电路，所述RS232输出电路、RS485输出电路、模拟量输出电路分别与MCU控制电路连接。
[0011]本实用新型应用超声波测量技术对油箱内的油量高度进行测量，并经过电路处理后输出标准电信号；超声波传感器外贴于油箱底部，不与油接触即可对油量实时检测；可以广泛应用于各类车辆的油量监控亦可以对船舶，发电机组，内燃机设备的燃油箱的油位实时精确监测，可以结合GPS/GPRS通讯技术，通过电脑软件管理平台，实现对车辆科学管理，判别耗油加油和非正常耗油。防止偷油行为，节约车辆营运成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]以上所述是对本实用新型技术方案的概述，为进一步解释本实用新型，以下结合附图与实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
[0013]图1本实用新型的电路原理框图；
[0014]图2本实用新型的基本工作流程图；
[0015]图3本实用新型软件的工作流程图。【具体实施方式】
[0016]请参阅图1所示，本实用新型的一种超声波油量探测器，它包括数据处理器和超声波油量传感器探头，数据处理器与超声波油量传感器探头通信连接；数据处理器包括MCU控制电路以及与MCU控制电路连接的电源电路；数据处理器还包括超声波采集电路和温度采集电路。
[0017]作为本实用新型实施例的一个方面，超声波采集电路和温度采集电路通过一运算放大电路与MCU控制电路连接。
[0018]作为本实用新型实施例的另一个方面，数据处理器还包括RS232输出电路、RS485输出电路、模拟量输出电路，RS232输出电路、RS485输出电路、模拟量输出电路分别与MCU控制电路连接。
[0019]电源电路稳压成5V供电给RS232/RS485接口电路工作、稳压成3.3V供电给MCU控制电路工作、供电12V直接给超声波采集电路、对运算放大器电路和温度采集电路进行供电；超声波采集电路和温度采集电路采集信号，经过运算放大电路将信号放大，再通过比较器将该信号转换成为标准的方波信号，然后MCU控制电路对转换的方波信号进行采集；MCU控制电路经过数学模型公式将这些信号转换成为油位的高度和温度值，通过标准的RS232/RS485接口输出数据，同时将油位高度其转化为对应的电压输出模拟量。
[0020]超声波测量液位时，经过调制过的声波信号从探头发射出去，经过液面反射回来后由探头检测到回波信号；(PU根据数字模型关系计算出液面高度，h=ct/2 ；h:液位高度；t:声波从发射到返回所用的时间；c:液体中超声波声速。
[0021]在超声波测距系统中影响测量精度的因素很多，包括现场环境干扰，时基脉冲频率等；但环境温度对声速的影响最大，温度补偿是系统中含有系统校正电路包括温度检测电路和看门狗。温度检测电路用来实时测量油箱的温度，补偿传播速度的变化对传播距离的影响；看门狗用来提高单片机系统的稳定性和抗干扰能力，防止程序“跑飞”或者进入死循环。
[0022]产品工作流程如图2，产品上电初始化，超声波油量传感器探头采集油量高度信号、温度信号通过运算放大后传给MUC分析处理控制，输出RS232/RS485接口数据输出(两种接口形式二选一)、电压模拟量输出。
[0023]软件工作流程如图3，流程图说明:
[0024]f lag_500ms 表不 500ms 标志位
[0025]Flag_2S 表示2s标志位
[0026]Flag_5S 表不5s标志位
[0027]Flag_60S 表示 60s 标志位。
[0028]首先产品上电后，内部MCU程序初始化并且启动定时器，判断500ms标志位是否到达，如没有到达则继续判断。到达后对500ms标志位进行清零，然后进行采集油位高度数据和温度数据。采集完后对油位高度数据进行判断所测的是否大于3cm，如小于3cm时继续返回判断500ms标志位，并重复上面采集的步骤，直到所测油位大于3cm才存储当前油位作为基准值。当确认基准值后，系统会进行判断三个时间来让油位测量能保持准确的工作及自动更新，分别为2s，5s，60s的时间；2s的时间用于输出当前的油位数据及温度；5s的时间用于用来判断和更新正常使用油量的情况；60s是用来判断和更新加油或者非正常使用油量的情况。
[0029]具体工作流程如下:
[0030]系统判断时间每次达到2s时，系统会输出一次这个时刻所测的油位高度值和对应高度油位所代表的电压值，同时将2s标志位清零，进入到下一轮的判断。
[0031]系统判断时间每次达到5s时间，系统会自动进行读取油位高度和温度值，同时把5s标志位清零。然后判断当前所测的油位高度是否在基准值的±6mm范围内，如果不在则返回继续判别该标志位是否到达。如果在该范围内，则系统更新当前值为新的基准。
[0032]系统判断时间每次达到60s时间，系统会自动进行读取油位高度和温度值，同时把60s标志位清零。然后进行判断多次测量值的最大值和最小值是否相差大于2mm，如果大于则返回继续判别该标志位是否到达。如果相差小于2_则以多次测量所得的中心值为更新油位的基准值。
[0033]油量的变化是通过判断当前测的油量与保存的基准数值做比较，从而判断出当前状态油量是增加或者减少，通过传出的数据可以判别耗油加油和非正常耗油。防止偷油行为，节约车辆营运成本。
[0034]这样的优点是:
[0035]1、测量准确，测量的分辨率为0.2mm,测量液位精度3mm，超声波传感器在一 40°C到80°C间进行了温度校正，确保设备在高温及高寒的外部环境运行，并采集准确数据。
[0036]2、稳定性好，采用最新的超声波非接触测量技术，相对于传统采用的直接接触式的浮子式、压力式、磁制滑动式测量方法。本产品因避免与油接触，从而保证产品了产品的稳定性，长寿命。
[0037]3、安装简单安全，只需将传感器安装油箱外部下方即可，无需改变原有的油箱测量结构，无需对油箱进行开孔和改造；即可实现油量检测，节省产品安装应用成本。
[0038]4、应用简单，本产在开发即考虑到与市场各类通讯产品数据进行对接，采用本产品后，一般可直接应用于市场的GPS/GPRS传输模块，从而减少客户的二次开发，轻松实现对油量的采集及管理。
[0039]5、防静电能力(EMC)强，能消除大部分汽车部件产生的静电干扰，甚至雷电的电磁干扰。
[0040]6、多种标准电信号输出方式,产品可输出电信号的方式有模拟量电压、RS485和RS232三种方式。
[0041]7、有温度补偿，不断地自动校准，永远保证最高的测量精度。
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种超声波油量探测器，其特征在于，它包括数据处理器和超声波油量传感器探头，所述数据处理器与超声波油量传感器探头通信连接；所述数据处理器包括MCU控制电路以及与MCU控制电路连接的电源电路；所述数据处理器还包括超声波采集电路和温度采集电路。
2.如权利要求1所述的超声波油量探测器，其特征在于，所述超声波采集电路和温度采集电路通过一运算放大电路与MCU控制电路连接。
3.如权利要求1所述的超声波油量探测器，其特征在于，所述数据处理器还包括RS232输出电路、RS485输出电路、模拟量输出电路，所述RS232输出电路、RS485输出电路、模拟量输出电路分别与MCU控制电路连接。
【文档编号】G01F23/296GK203502085SQ201320654211
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】林聪
申请人:深圳市电应普科技有限公司