关于安装在加油站地下的汽油罐中的油量指示，已经采用了各种样的办法，这取决于汽油罐的形状。 例如，长方体汽油罐，其油量可以通过检测油罐中液面的位置而很方便地了解到。该方法同样适用于垂直放置的圆柱形汽油罐。
然而，在采用水平式圆柱形汽油罐的情况下，即使知道了汽油的液面位置，也不易了解汽油罐中的油量，此时只有利用分段函数表来计算。
本发明旨在克服上述的缺点，其目的是提供一种用于水平安装的圆柱形汽油罐的油量指示器。
为达此目的，根据本发明的原则，检测到水平安装的圆柱形汽油罐中汽油的液面位置并将其转换成表示汽油罐中汽油液面地电信号，借助于分段函数，再将该电信号转换成表示油量的电信号，这一信号利用光电数码显示油量，这样，汽油罐中的油量就以数字的形式精确地表示出来了。
图1是本发明的第一实施例的油量指示器的电路框图。
图2表示分段函数与折线之间的关系，用于将模拟信号的线性变化非线性化，以对油量进行数字显示。
图3表示除N计数器电路的电路图。
图4是本发明的第二实施例的油量指示器的电路框图。
图5表示一个浮标，它能有效地用于上述实施例的油量指示。
图6是上述浮标的放大图。
图7是沿图6中的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。
图8是表示上述放大了的浮标，但安装在管B中。
本发明的主要之点在于采用分段函数，水平式汽油罐的油量能以光电数码显示出来。
下面结合具体实例，对本发明做详细的描述。图1是本发明的第一实施例的油量指示器的电路框图。
参照附图，数字1代表水平式圆柱形汽油罐，其中浮标2漂浮在汽油表面上。数字3表示信号发生部分，内装模拟信号发生器如电位器，该信号发生器根据汽油液面位置的变化引起的浮标2的上升和下降，产生模拟信号。数字4代表电压信号转换部分。数字5代表一个电流表，用于通常的液面显示。图6是一个输入放大器，将输入信号放大大约五倍，并通过开关7把放大了的信号送给积分器8。
数字9代表全范围可变电阻器，它改变放大器6的增益。
数字10代表零检测器，数字11代表时钟信号发生器，数字12代表参考计数器，数字13代表开关控制电路。
在使用立方体汽油罐的情况下，必须改为线性变化，此时，开关14起切断任何非线性电路的作用。数字15代表非线性转换电路。数字16代表指示计数器。
以下描述电路的工作状况，在该电路中，来自信号发生器3的模拟输入信号转换为数字直流电流，然后进行非线性转换。
圆柱形汽油罐1的液面位置由浮标2的上升和下降检测到，在某种意义上说，浮标2相当于液面传感器2，信号发生部分3产生与浮标2的上升和下降对应的模拟电信号。输入放大器6在其输入端加有模拟输入信号，它将信号放大约五倍。放大了的信号通过开关7加到积分器8上。
放大器6提供的未知电压VX通过开关7加给积分器8，在一个预定的时间T1内进行积分或充电。随后，开关7由开关控制电路13发出的信号控制转向。在这种情况下，参考电压Vs加给积分器8，进行反向积分或放电。由零检测器10检测放电过程是否结束。设T2代表反向积分的时间，下式表示积分时间T1、T2和电压VX、VS之间的关系：T1/T2＝VS/VX因此，如果已知T1、T2和VS，就可以计算出VX。预先设定电路结构，使得输入为1V（1000mv）时，由于参考电压的作用，1000个计数脉冲对应100.0%，1000个计数脉冲（对应100.0%），对应电压Vs。例如假定充电电压为Vx，充电时间为1000个计数脉冲的时间，并且随后的反向充电（放电）电压为参考电压VS，经过500个计数脉冲充电结束（零被检测到）。那么，
T1＝1000个计数脉冲，T2＝500个计数脉冲，
VS＝100.0%。根据上述公式，得到
VX＝（500/1000）×100%＝100%/2＝50%。
由于输入电压的充电时间T由这样一系列过程决定，所以当参考计数器12收到1000个从时钟振荡器11发出的脉冲时，一个信号加到开关控制电路13，使得开关7从位置b打到位置a。
当反向充电结束时检测到的零信号加给开关控制电路13后，开关7又从位置a打到位置b，重复同样的工作过程。
用这种方式，实现了模/数转换。
为了得到沿分段函数曲线的近似折线，非线性转换电路15根据参考计数器所记的数改变输入到指示计数器16的脉冲比例。
图2中的符号f0代表参考计数器所记的数，符号f1-f3代表由改变输入脉冲数的比例得到的沿分段函数曲线的近似折线。
例如，当参考计数器12所记的数为0～100，给予指示计数器16的脉冲为参考计数器12的输入脉冲数的5.2%，从而，得到分段函数曲线的近似折线。
由于显示所需的数值是基于参考电压的反向充电时间T2期间的脉冲数，所以仅在T2期间通过开关17控制指示计数器16的输入计数。
指示计数器16的输出每一位都是由分时系统提供的，并且送到数字显示器驱动电路18。数字显示器驱动电路18有两个电路，其中之一外部接有接头19，用以驱动有一个独立的显示盒的显示器。数字20代表一个数字显示器。
与供电能力有关，电路结构做这样的安排，即当连接外部显示接头时，所有的内部显示器停止工作。
报警计数器21接收与显示计数器16同样数目的输入脉冲。当检测到上限值或下限值时，上限传感器电路22或下限传感器电路23便点亮报警器24。此外，通过继电器25使上限报警接触器27或下限报警接触器28动作。
数字26表示一个报警器解除按钮。
如上所述，本实施例的主要之点是采用分段函数，将模拟输入量的线性变化非线性化，以为数字显示之用。使线性变化非线性化的原则是这样的，即指示计数器16的计数脉冲的频率根据参考计数器12的累计数字变化，参考计数器12对由时钟振荡器11产生的时钟脉冲进行线性计数，因此改变了显示计数器16的计数比例。本发明中，如本实施例指出的那样，装配有单个时钟振荡器，采用可预置除N计数器进行等效变频，除N计数器的计数制可由外加的预定输入予以改变。
这里，在允许范围内的直线斜率可以根据分段函数的曲线计算得到。本发明中，频率的变化分为三段f1至f3（参照2）。在这种情况下，给定的预输入使得当图2中的线的斜率为1（y＝x）时，可预置计数器能够按十进制计数器工作。当参考计数器在0-100范围计数（液面是0-100毫米）时，参照分段区域表，在100毫米处容量为5.2%，因此，斜率为5.2/100。
因此，脉冲的周期为5.2/100，即频率为f1＝100/5.2＝19。于是，可预置计数器变为非十进制计数器。类似地，在f2＝100/100＝1时，它变为十进制计数器，在f3＝400/496＝0.8时，它变为八进制计数器。
除N计数器电路的主要部件是两个BCD（二-十进制编码）计数器30和两个4位数字比较器31（参照图3）。在这一电路中事先将预输入定为f1＝19。当BCD计数器的计数值变成19时，比较器输出A＝B。这一信号用作显示计数器16的计数输入脉冲，同时使BCD计数器30复位。于是，对应19个时钟输入脉冲提供一个脉冲。这一过程一直重复进行，直至参考计数器12中计到100为止。
该原则同样适用于频率f2和f3。
根据本实施例，通过水平式圆柱形汽油罐1中液面位置的变化，可以用数字显示出罐中油量的变化，其意义在于能够以数字的形式掌握罐中油量等。
第二实施例的特征在于通过装在液面传感装置中的编码器来检测油罐中液面的变化。
图4是本发明的第二实施例的油量指示器的电路框图。
图中数字40代表一个传感装置，它包括一个编码器，该编码器根据漂浮在水平式油罐1中汽油表面上的浮标的上升或下降工作，从而产生表明液面位置的数字信号。
数字41代表一个放大器，它放大由编码器发出的数字信号。
数字42代表CPU（中央处理器），包括一个与第一实施例中的转换电路相一致的非线性转换电路。
数字43代表一个数字显示器，它也与第一实施例中的数字显示器20相一致。
至于电路框图中的其他部分，数字44代表一个打印装置，数字45代表一个液面位置锁定电路，数字46代表一个报警电路，指出油罐1中的液面位置处于非正常状态，数字47代表一个遥示器电路。
由于采用这样一种电路结构，所以液面位置的变化首先变为由编码器产生的数字信号，这一数字信号直接传给CPU42，在CPU42中表示液面位置的数字信号转变为表示油量的数字信号，这一表示油量的数字信号再传给数字显示器43，利用光电数码，该显示器显示油罐1中的实时油量。
按照该实施例，能够省去第一实施例中采用的模/数转换电路，于是降低了安装费用。
在上述油量指示器中，浮在油罐1中液面上的浮标在精确测量油量的过程中起着非常重要的作用。
图5至图8展示一个浮标，它能使上述油量指示器精确地测量油罐中的油量。
图5中，数字48代表加油站的地下油罐，数字49代表加油站地面位置，数字50代表安装在油罐48上壁的管道，A代表一个液面传感装置。
这一传感装置A包括外壳51，利用线56从滚轮52上悬挂下来的重锤53，利用带子57从滚轮54上悬挂下来的浮标55。
传感装置A装有编码器，它产生一个表示液面位置的数字信号，该信号传给CPU42，将表示液面位置的数字信号转变为表示油量的数字信号。该编码器与滚轮54相连。
浮标55比重锤53略重，这样，当油罐48中的油量增加导致液面上升时，浮标55也上升，于是使得滚轮54旋转，另外，当油罐48中的油量减少导致液面下降时，浮标55也下降，于是使得滚轮54反方向旋转。
根据滚轮54的旋转，编码器将表示液面位置的数字信号传送给CPU42。
如图6所示，浮标55是一个具有圆截面的细长空心体，引导框58固定在浮标55中部外壁的一侧上。
引导框58与浮标55的轴线成45°倾斜角，且为矩形，构成一个导带空间，导带59穿过该空间。
换句话说，如图8所示，导带59的上端固定在传感装置的任何合适的地方，例如夹在传感装置的底座60和管道50的法兰盘6之间的中间法兰盘61，该导带59穿过管道50向下延伸，下端有一重锤62，该重锤轻轻地放置在油罐48的内底面上。
此外，导带59由如薄钢板之类的材料制成，能够足以阻止导带的扭绞。导带59还有许多小孔，以减小汽油流动的阻力。
由于这样一种结构，引导框58能够防止引起浮标带57扭绞的浮标55的转动，这样，传感装置A和编码器能精确地检测出罐48中的汽油的液面位置。