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現(xiàn)狀分析
近年來，國內(nèi)外飛機(jī)主要應(yīng)用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字化油量測(cè)量系統(tǒng)，利用傳感器將測(cè)得的油面高度和姿態(tài)角等信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)，通過后臺(tái)計(jì)算，可以得出油箱剩余量，其中液位傳感器在整個(gè)油量測(cè)量系統(tǒng)中占據(jù)十分重要地位。
二戰(zhàn)后，電容式液位傳感器在液位測(cè)量領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。油量測(cè)量系統(tǒng)利用電容式液位傳感器感受油面變化，把內(nèi)極管制成形狀相關(guān)的剖面，讓油量與體積之間的變化呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，并模擬電路進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。60年代美國人申請(qǐng)了磁致伸縮位移傳感器的權(quán)。比如美國俄亥俄州大學(xué)微電子傳感器實(shí)驗(yàn)室與MENS中心聯(lián)合研究的超磁致伸縮傳感器，美國州立大學(xué)、日本海洋科技中心、瑞典FAB公司、英國的約翰森公司等機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行此方面的研究。
過去的二三十年間，超聲波液位測(cè)量技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，正在逐漸取代傳統(tǒng)的電容式液位計(jì)。在進(jìn)行液位測(cè)量時(shí)，由安裝在飛機(jī)油箱底部的超聲波探頭按一定方向與波束角發(fā)射的超聲波脈沖，脈沖與液面接觸就會(huì)發(fā)生發(fā)射，發(fā)射的脈沖唄超聲波探頭采集并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)被輸送給具有微處理功能的指示器，由其計(jì)算出超聲波脈沖的發(fā)射時(shí)間，從而獲取油箱液面高度。
國外傳感器以采用電容式傳感器為主，新機(jī)上開始應(yīng)用超聲波傳感器，現(xiàn)在正在研發(fā)磁致伸縮位移傳感器個(gè)光纖傳感器等新型傳感器。系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用機(jī)電式系統(tǒng)和數(shù)字式系統(tǒng)，且以數(shù)字式系統(tǒng)為主。在產(chǎn)品上還應(yīng)用了余度技術(shù)、BT技術(shù)和補(bǔ)償修正技術(shù)，使產(chǎn)品在測(cè)量精度和可靠性等方面有很大提高。
我國對(duì)civil液位傳感器技術(shù)的研究起步比較晚，上世紀(jì)70年代才開始相關(guān)技術(shù)的跟蹤和研究，并且研究工作于個(gè)別廠所，此前于簡(jiǎn)單的仿制和生產(chǎn)。國內(nèi)的傳感器基本上采用電容式的，有些采用浮子式液位計(jì)。超聲波液位計(jì)仍處于試制階段，傳感器技術(shù)和國外相比相距甚遠(yuǎn)。系統(tǒng)技術(shù)水平與國外相近，但在測(cè)量精度、穩(wěn)定性、可靠性等方面還有很大的差距。
今后液位研究的問題有：飛機(jī)在飛行過程中，燃油溫度可高達(dá)250~350℃，滑油溫度zui高達(dá)170℃。高溫會(huì)改變油液的物理特性，從而對(duì)液位測(cè)量造成一定的影響。因此，未來對(duì)液位傳感器研究時(shí)必須充分考慮溫度的影響。①飛機(jī)飛行時(shí)，油液溫度變化會(huì)引起油液密度變化且溫差變化很大。這會(huì)引起磁致伸縮位移傳感器浮子在油液中浸沒程度受到油液密度變化的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠，必須加以修正。②超聲波的傳播速度隨溫度變化而變化，而且隨傳播距離的增加，超聲波的聲壓和聲強(qiáng)也會(huì)按指數(shù)級(jí)規(guī)律衰減，這些因素都會(huì)對(duì)液位測(cè)量產(chǎn)生影響。
液位測(cè)量技術(shù)方法
飛機(jī)油量測(cè)量是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。由于飛機(jī)飛行姿態(tài)多變，瞬時(shí)產(chǎn)生的俯仰角和橫滾角會(huì)使計(jì)算過程變得相當(dāng)復(fù)雜；而燃箱和滑油箱的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。故而對(duì)油量測(cè)量技術(shù)方法研究十分必要。
目前，國內(nèi)多數(shù)采用數(shù)字式測(cè)量系統(tǒng)通過感知傳感器的浸油深度、飛行姿態(tài)角和三軸過載信息，計(jì)算出油液的體積，再結(jié)合油液質(zhì)量特性數(shù)據(jù)庫來得出油量測(cè)量結(jié)果。提出的一種“層切法”可實(shí)現(xiàn)不規(guī)則形狀油箱測(cè)量。是利用三維建模軟件建立油箱模型，研究傳感器的敷設(shè)位置方法以及傳感器測(cè)量深度和油箱剩余油液體積之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
國內(nèi)外學(xué)者所研究的油量測(cè)量技術(shù)方法大體一致，利用計(jì)算機(jī)接受傳感器的感應(yīng)信息，然后結(jié)合油箱特性曲線，通過插值計(jì)算出油箱測(cè)量結(jié)果。
綜合上述，civil測(cè)量技術(shù)發(fā)展的前景廣闊，相關(guān)技術(shù)問題有待進(jìn)一步研究：① civil油量測(cè)量除了受到飛行姿態(tài)多變的影響之外，溫度也是其中一個(gè)重要影響因素，這會(huì)對(duì)油液特性和液位測(cè)量造成一定影響。在溫度補(bǔ)償方面還需深入研究；②探索一種新的油量測(cè)量技術(shù)方法，即只需測(cè)量油箱高度和飛行姿態(tài)角，無需參照油箱特性曲線就可以在線計(jì)算出瞬時(shí)油箱剩余油量。③ civil油量測(cè)量技術(shù)還需朝著數(shù)字化、綜合化方向大力發(fā)展。
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