[發明專利]感測燃料箱中液體的液位和組成的系統和方法

無效

• 申請號: 200680021978.X
• 申請日: 2006-05-10
• 公開（公告）號: CN101218487A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 伊迪爾·鮑達杜德;威廉姆·D·斯特沃特;阿蘭·K·麥克爾
• 申請（專利權）人: 協瑞德橋堡國際公司
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明涉及用于感測儲存在燃料箱和其他容器中的液體的液位和電學性質的系統和方法。更特別地，本發明涉及通過將電磁波傳播到液體容器中感測液體液位和性質。

背景技術

[0002]機動車輛操作員依賴于燃料表提供關于燃料箱中剩余燃料量的準確信息。測量機動車輛燃料箱中剩余燃料量的最常見方法是將機械浮體和杠桿放置在燃料箱中。當燃料箱中的燃料液位改變時，浮體引起杠桿轉動。當杠桿響應改變燃料液位而轉動時，電氣信號相稱地產生和/或改變。電氣信號的該變化傳送至燃料箱外部的燃料表或車輛數據總線。這種電動機械燃料測量系統不是特別地準確，當然，需要燃料箱中機械裝置的安裝。內部燃料液位測量機械裝置的修理、更換或調節是成問題的。

[0003]許多機動車輛，特別是靈活燃料車輛中的引擎控制系統也具有知道燃料箱內燃料的類型和/或組成的需求。常規燃料組成傳感器是復雜且昂貴的，并且也不能測量燃料液位。

發明內容

[0004]本發明提供使用可以安裝在燃料箱外部或內部的機械裝置測量燃料箱中的液體液位和性質的可靠、便宜且準確的系統和方法。

[0005]在本發明的液體液位感測系統和方法的一種實施方案中，具有恒定頻率的基本上正弦射頻(RF)信號產生并耦合到串聯諧振電感、電容、電阻(LCR)電路。諧振電路的線圈(電感器)放置在塑料燃料箱附近或內部，使得電磁輻射傳播到燃料空間中。結果，燃料箱內的液體燃料以與燃料箱中剩余燃料體積成比例的方式用作串聯諧振電路的電氣負載。燃料的負載作用可以引起電路的諧振頻率的偏移和/或諧振電路的電感Q的變化。燃料的負載作用通過監控與受激諧振電路相關聯的一個或多個電氣參數的變化而確定。例如，可以監控跨越串聯諧振電路中電阻器的電壓。系統控制器檢測并分析該電壓的變化，其結果用來輸出指示燃料液位的信號。該輸出可以是數字或模擬電氣信號的形式。

[0006]在本發明的一種實施方案中，串聯諧振LCR電路的電阻組件由電感器的內阻，而不是由分立電阻器提供。在該實施方案中，可以跨越電感器或其一部分進行諧振電路中電壓變化的測量。

[0007]依賴于系統線圈的位置和方向，和/或接地層和其他RF定向器件的使用，測量的電氣參數可以表示整個容器中液體的體積或者容器的僅一部分中液體的體積。

[0008]該系統和方法可以感測和測量包括油箱和水箱的其他容器中的液體液位，而不局限于該描述中使用的實例。該系統可以在眾多科學、消耗裝置、工業和醫療環境中使用。

[0009]優選地，該系統包括使得系統能夠自動確定最佳系統工作頻率的自動校準硬件和軟件。在系統的一種實施方案中，最佳系統工作頻率選擇為高于或低于串聯LCR電路的諧振頻率的頻率。高于諧振頻率的該工作頻率的選擇允許相對于液體體積變化的電壓降的更大變化。優選地，調諧系統以較低和較高值之間的頻率工作。

[0010]在一種實施方案中，提供自動補償使得測量的電氣參數提供燃料箱中液體液位的準確指示，而與工作條件例如環境溫度的變化無關。在另一種實施方案中，系統可以測量液體自身的電學性質，并且對于其校準。

[0011]該系統可以包括物理或無線數據接口以便于補償后的測量從系統到燃料表或者到車輛中的中央控制器的外部傳送。在一些實施方案中，系統可以將原始數據發送到連接到中央控制器的接收器，并且在中央控制器中執行原始數據的補償。數據可以周期性地、響應變化、根據來自中央控制器的請求，或者根據來自外部設備例如診斷設備的請求而發送。

附圖說明

[0012]圖1是以幻像顯示的具有燃料系統組件的機動車輛的透視圖。

[0013]圖2是本發明的液體感測系統的一種實施方案的框圖。

[0014]圖3是本發明的液體感測系統的一種實施方案的電示意圖。

[0015]圖4是本發明的液體感測系統的第二實施方案的電示意圖。

[0016]圖5是如在本發明中使用的天線線圈的放大側視圖，進一步顯示它相對于接地層元件的位置。

[0017]圖6是使用本發明的系統測量燃料液位的車輛燃料箱的頂視圖。

[0018]圖7是系統的電子組件安裝并互連的印制電路板(系統板)的一種實施方案的平面圖。

[0019]圖8(a)是示意地說明如在本發明一種說明實施方案中使用的液體箱、外部放置的天線線圈以及接地層之間的物理關系的側視圖。