10、基于小波神经网络的汽车燃油液位动态测量系统

基于小波神经网络的汽车燃油液位动态测量系统

1. 传感器系统相关组件

• 悬臂梁（Cantilever Beam） ：悬臂梁一端固定，另一端自由。当自由端受到压力或力时，梁将载荷传递到固定端，在此处可以处理力矩和剪应力。由于固定端的支撑，自由端能承受一定重量，使梁发生弯曲而非因剪应力而断裂。在设计中使用了不锈钢悬臂梁，自由端施加外力时的梁的挠度情况有相关图示说明。
• 浮子传感器（Float Sensor） ：浮子是悬浮或自由放置在液体表面的结构，利用浮力原理跟随液位变化。其结构通常由塑料或PVC材料制成，密度小于被测液体，多数为空心球形或胶囊形，内部充满空气。常用于激活簧片开关的是不锈钢磁性浮子，通过焊接两个对称的半壳体制成，焊接工艺的完善程度决定了浮子的强度和耐用性。

2. 传感器系统设计与工作原理

• 系统组成 ：用于测量汽车燃油箱燃油液位的传感器系统由水平圆柱形燃油箱、不锈钢悬臂梁、安装在悬臂梁两侧的两个光纤布拉格光栅（FBG）、悬挂在梁自由端的浮子、光源和光谱分析仪（OSA）组成。
• 工作原理 ：浮子浸没在燃油中，较大横截面积的部分浸没浮子增加了浮力，液位变化使梁产生垂直挠度，从而使附着在梁上的FBG发生应变，导致光纤芯的折射率改变，反射光的波长发生偏移。宽带光源向光纤发射宽范围波长，FBG传感器根据光纤折射率反射特定波长。正常情况下，FBG未受应变或液位无变化时，折射率不变；液位变化使梁上下偏转，光纤应变变化导致折射率改变，形成反射光的波长