[發(fā)明專利]測量液面的壓電設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00804016.8
• 申請日: 2000-01-25
• 公開（公告）號: CN1341205A
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡里姆·丙赫澤爾;卡里姆·歐恩尼赫
• 申請（專利權(quán)）人: 馬沃爾系統(tǒng)公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 王以平

本發(fā)明涉及基于壓電裝置測量液面的設(shè)備的領(lǐng)域。

本發(fā)明尤其應(yīng)用在馬達機車油箱中的燃油面/體積的測量領(lǐng)域中。

人們已經(jīng)提出了測量液面尤其是燃油面的各種壓電設(shè)備。

涉及這方面的技術(shù)可以參見例如FR-A-2751744、US-A-5095748、US-A-2753542、EP-A-0138541、WO-A-91/02950。

更準確地說，本發(fā)明涉及測量液面的設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個檢測組件(有時稱為探頭或傳感器)，該檢測組件包括與控制裝置相關(guān)的以分別正對著參考反射體和該液體的上表面發(fā)射超聲波的至少兩個壓電單元，該反射體與相關(guān)的單元間距已知的距離，以及處理裝置，該處理裝置通過應(yīng)用這兩個單元中的每個單元所發(fā)射的超聲波傳播的相應(yīng)的時間可以確定該液體的表面。

本發(fā)明的目的是改進前述類型的設(shè)備。

通過這種類型的設(shè)備實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，該設(shè)備包括在該設(shè)備通電之后能夠確定一初始化階段的裝置，在該初始化階段中該控制裝置以如下的方式運行壓電單元：參考單元的激勵速率與液面測量的激勵速率的比率大于在隨后的測量階段中的這些相同的速率的比率。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)點，該設(shè)備進一步包括能夠確定至少一種診斷階段的裝置，在該診斷階段中該壓電單元與該控制裝置的輸出隔離，并且該診斷裝置對在這些控制裝置的輸出中出現(xiàn)的信號敏感。

通過下文結(jié)合附圖以非限制性的實例給出的詳細描述本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會清楚，在附圖中：

附圖1表示根據(jù)本發(fā)明的壓電單元的安裝示意圖，

附圖2表示這種壓電單元的平面視圖，

附圖3a表示由壓電單元所發(fā)射的超聲波和從參考單元反射的相應(yīng)的回波的脈沖，附圖3b表示由第二單元所發(fā)射的激勵脈沖和從液體的上表面的反射中產(chǎn)生的回波，

附圖4表示與微處理器或微控制器相關(guān)的用于運行該壓電單元的控制裝置的示意圖，

附圖5所示為測量在激勵脈沖的發(fā)射和相應(yīng)的回波的接收之間的間隔時間的原理的示意時序圖，

附圖6至13示意地表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選測量程序的流程圖，以及

附圖14至19示意地順序地說明在本發(fā)明的范圍內(nèi)實施的各種連續(xù)的測量步驟。

如附圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備包括至少一個檢測組件，該檢測組件包括與控制裝置相關(guān)聯(lián)的兩個壓電單元10，12，例如陶瓷單元。

當這些單元10，12由交流地接近它們的諧振頻率的AC電信號激勵時，該單元振動并產(chǎn)生壓力波。

相反，當通過壓力波機械地擠壓壓電單元10，12時，它們產(chǎn)生電信號作為輸出。

更準確地說，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，使兩個壓電單元10，12放置在油箱的底部以分別朝在附圖1中以參考標號14所表示的液體的上表面和朝位于與相關(guān)的單元12距離已知的距離D的參考反射體16發(fā)射超聲波。

單元10，12的結(jié)構(gòu)可以形成許多變型的實施例。

通過非限制性的實施例，如在附圖2中所述，適合于朝液體的表面14發(fā)射超聲波的單元10可以由中心扁平圓盤形成，而適合于朝參考體16發(fā)射超聲波的單元12由設(shè)置在中心圓盤10的外邊的同心環(huán)形成。在這種情況下，可取的是，如在附圖1中示意地示出，參考體16本身由與單元10，12平行的扁平環(huán)形成，它的中心開口對著單元10的圓盤。

然而本發(fā)明并不限于這種單元的特定設(shè)置。通過非限制性的實例，可以以兩個并置的半圓盤的形式形成單元10，12。

還應(yīng)該注意的是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，兩個單元10，12可以形成在不同的壓電片上，或者在一個相同的壓電片上，通過相應(yīng)的分離的金屬化處理對于該片的上表面(液面?zhèn)?分別處理在該片上的兩個單元10，12，以使中心內(nèi)圓盤的單元10用于高度測量，外圓環(huán)的單元12用于測量參考時間。

根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備進一步包括處理裝置，該處理裝置通過利用由著這兩個單元10，12中每個單元所發(fā)射的超聲波的相應(yīng)的傳播時間來確定在油箱中的液體的高度H。

在一方面，在附圖3中的3a所示為在時刻t0上參考單元12的激勵脈沖和在從參考體16反射之后在相同的單元12上在時刻t1所接收的相應(yīng)的回波。

同樣，附圖3b中所示為在時刻t2上測量單元10的激勵脈沖和在從液體的上表面14反射之后在相同的單元10上在時刻t3所檢測的相應(yīng)的回波。

可取的是，前述的處理裝置由此適合于根據(jù)關(guān)系H＝D(t3-t2)/(t1-t0)確定液體的高度H。