一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法

技术领域

本发明涉及LPG残留量检测领域，具体地涉及一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法。

背景技术

作为液化丙烷气(LPG)容器，钢铁制容器逐渐被FRP(纤维增强复合塑料)取代。钢铁制容器具有强度高且价格低廉的特征，但缺点在于重量。而FRP与钢铁制容器相比，强度、成本、重量都具有较大优点，FRP容器作为汽车燃料而使用的LPG用的容器存在较大的需求。汽车的重量直接影响到燃料消耗，必须轻量化。虽然当前广泛使用钢铁制容器，但是为了轻量化而必然向FRP过渡。

在钢铁制容器的情况下，LPG的水平测量是在容器内安装浮标式水平仪。但该方式是机械性方法，因此会有磨损、变形等故障，而且会由于浮标更换而发生LPG泄漏事故。在LPG的水平测量中，为了维持容器的强度(避免因从容器中取出浮标式水平计而导致强度降低)，亟需一种从容器的外部以非侵入式的方法对FRP容器进行测量。

发明内容

本发明提供一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法，从而解决现有技术的上述问题。

一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法，包括以下步骤：

S1)将FRP容器水平横放，在FRP容器的外壁的一侧沿重力方向从FRP容器的头部粘贴两张导电材片至FRP容器的底部，两张导电材片相隔预设距离G，FRP容器呈圆筒状；

S2)将两张导电材片分别作为两个电极，两个电极连接有静电电容传感器，利用静电电容传感器检测出两个电极之间的静电电容；

S3)根据静电电容传感器检测出两个电极之间的静电电容计算出FRP容器的LPG残留量。

本发明利用FRP为非导电体的特性，从FRP容器外部根据容器内部的电磁状态测量LPG残留量，在FRP容器的侧面粘贴两张电极，利用由于LPG水平而变化的静电电容来测量LPG残留量。

进一步的，将FRP容器的侧面的半圆分成n等分圆弧，每等分圆弧的角度为θ，θ＝π/n，利用圆周水平kθ表示FRP容器的LPG残留量，圆周水平kθ表示LPG残留量的液位处于第k个圆弧，1≤k≤n。

在很多环境(比如汽车)中FRP容器处于横放状态而非竖直放置，在容器竖放的情况下，LPG液位高度直接与LPG残留量成正比，但在FRP容器横放的情况下，并不成正比。因此，本发明在FRP容器的主体部分的半圆弧处，沿重力方向从圆筒的头部至底部粘贴两张导电材片，利用两张导电材片构成静电电容。此时，将粘贴有该导电材片的半圆弧分成n等分，LPG残留量不以其高度来表示，而是以该圆弧的数量来表示。本发明利用隔着罐壁面而存在有LPG的位置为止的圆弧的数量得到圆周水平，利用圆周水平获得FRP容器的LPG残留量。

进一步的，步骤S3)中，根据静电电容传感器检测出两个电极之间的静电电容计算出FRP容器的LPG残留量，包括计算

进一步的，导电材片为铜箔。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法，不仅使得汽车的重量轻量化，而且解决了钢铁制容器在容器内直接安装浮标式水平仪导致磨损、变形等以及会由于浮标更换而发生LPG泄漏事故的问题，本发明避免了因直接从容器中取出浮标式水平计而导致容器强度降低的问题，检测方便快捷且精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例一提供的非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法流程示意图。

图2为本实施例一提供的FRP容器的结构示意图。

图3为本实施例一提供的将FRP容器的侧面的半圆分成n等分圆弧的示意图。

图4为本实施例一提供的两张铜箔展开后的长宽标注示意图。

图5为本实施例一提供的两张铜箔之间的单侧电场示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1)FRP容器2为圆筒罐(见图2)，将FRP容器水平横放，在FRP容器的外壁的一侧沿重力方向从FRP容器的头部粘贴两张铜箔1至FRP容器的底部，两张铜箔1相隔预设距离G；两张铜箔1的长和宽一致，铜箔的长为L，铜箔的宽为W。

S2)将两张铜箔1分别作为两个电极，两个电极连接有静电电容传感器，利用静电电容传感器检测出两个电极之间的静电电容；

S3)根据静电电容计算FRP容器的LPG残留量。

本发明利用FRP为非导电体的特性，从FRP容器外部根据容器内部的电磁状态测量LPG残留量，在FRP容器的侧面粘贴两张电极，利用由于LPG水平而变化的静电电容来测量LPG残留量。

如图3所示，将FRP容器的侧面3的半圆分成n等分圆弧，每等分圆弧的角度为θ，θ＝π/n，利用圆周水平kθ表示FRP容器的LPG残留量，圆周水平kθ表示LPG残留量的液位处于第k个圆弧，1≤k≤n。

在很多环境(比如汽车)中FRP容器处于横放状态而非竖直放置，在容器竖放的情况下，LPG液位高度直接与LPG残留量成正比，但在FRP容器横放的情况下，并不成正比。本发明在FRP容器的主体部分的半圆弧处，沿重力方向从圆筒的头部至底部粘贴两张铜箔，利用两张铜箔构成静电电容。此时，将粘贴有该铜箔的半圆弧分成n等分，LPG残留量不以其高度来表示，而是以该圆弧的数量来表示。本发明利用隔着罐壁面而存在有LPG的位置为止的圆弧的数量获取圆周水平，利用圆周水平获得FRP容器的LPG残留量。

步骤S3)中，根据静电电容获得FRP容器的LPG残留量，包括获得与FRP容器的LPG残留量相对应的圆周水平

如图4及图5所示，本发明将两张铜箔之间的单侧电场描绘为圆弧，将相对介电常数设为ε。图4中，两张铜箔展开，两张铜箔的正中间为原点，左边宽为dx的单位铜箔和右边宽为dx的单位铜箔分别到原点的距离为x，左边宽为dx的单位铜箔和右边宽为dx的单位铜箔之间的电场距离为πx，左边宽为dx的单位铜箔与右边宽为dx的单位铜箔之间的静电电容为

在本发明中，FRP容器外侧(上表面)被相对介电常数为ε

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明提供了一种非侵入式测量FRP容器的LPG残留量的方法，不仅使得汽车的重量轻量化，而且解决了钢铁制容器在容器内直接安装浮标式水平仪导致磨损、变形等以及会由于浮标更换而发生LPG泄漏事故的问题，本发明还避免了因直接从容器中取出浮标式水平计而导致容器强度降低的问题，检测方便快捷且精度高。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。