[發明專利]電容式液位計

無效

• 申請號: 200680038417.0
• 申請日: 2006-10-24
• 公開（公告）號: CN101287969A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 博洛迪亞·奈德諾夫
• 申請（專利權）人: 因勒紀汽車系統研究公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

技術領域

本發明涉及一種電容式液位計，其具有使用電荷轉移方法的電子電路，并且涉及其作為液位計在燃料箱中的應用。

背景技術

迄今為止，已經提出許多用于測量箱體中尤其是機動車輛的燃料箱中的液位的裝置。這些已知裝置通常使用液位傳感器或液位計來發送反映容器中燃料液位的信號。

這些液位傳感器或液位計中的一些包括測量電容器，該電容器被放置在箱體整個高度之上，被設計成其容量可以隨著箱體中液面高度的變化而可重復地變化；這些液位傳感器或液位計還包括一個參考電容器，該參考電容器位于箱體的底部以便始終被浸沒在液體中。

因此，在申請WO?01/02817中公開了這樣一種液位計，其中測量電容器和參考電容器被連接至電子解釋電路，且通過該電子解釋電路供電，該電子解釋電路包括以某一頻率給這些電容器充電和放電的開關，以及一個積分器，一個比較器和一個計數器。對于每一次充電，電容器(測量或者參考)被升至一個給定電壓(V)，由給定的電壓得到一個給定的電量(Q＝V·C_meas其中C_meas是測量電容器的電容)。該電量被傳輸至積分器，將積分器的輸出值與預先設定的閾值進行比較。只要積分器的輸出值保持小于該閾值，則積分器就通過該電容器(測量或者參考)在每次充電時繼續接收電量Q＝V·C_meas。當積分器的輸出值超過該閾值時，積分器被放電進入一個標準電容器，被升至相同的電壓(V)，循環重新開始。計數器計算在給定的測量時間段超過閾值的次數，或者n。該次數與被測量的電容(測量或者參考電容)成比例。目前，該電容本身要么與箱體中的液位成比例(測量電容)，要么由液體的性質而定(參考電容)，除了所述電容“為空”之外。最終得到以下關系：

h＝[n_ref，empty/(n_ref-n_ref，empty)]·[(n_meas-n_meas，empty)/n_meas，empty]，

式中n為計數器讀出的數值，分別是參考電容器在箱體為空時的電容(n_ref，empty)、參考電容器浸沒在燃料中的電容(n_ref)、測量電容器在箱體為空時的電容(n_meas，empty)以及測量電容器的電容(n_meas)，并且這是針對一個給定的測量時間段而言(更多細節請參見有關的專利，在這方面的教導以引用形式并入本申請中。)

這種液位計的缺點在于以下事實，即反應時間相對長(通常大于一秒鐘)，因為為了獲得好的測量精確度，必需經歷大量的閾值溢出(超出，overshoot)(因此需要一個很長的測量時間段)。目前，在某些系統中采用液位的瞬間值來關閉箱體的在某一裝載位(filllevel)之上的灌裝閥(filling?valve)。因此，如果灌裝速度太快，該液位有被超出的風險。為實驗目的，采用箱體中液位變化的“動態”測量也證明是有利的(例如研究某些幾何形狀在灌裝速度(fill?rate)方面的有效性)。

發明內容

本申請試圖通過提供一個具有更短響應時間的電容式液位計來解決這個問題，其可用來跟蹤在液位快速改變期間的變化。為實現上述目的，本發明涉及一種電容式液位計，包括：一個電容器、一個參考電容器和一個標準電容器，它們被連接至電子解釋電路并由它來供電，該電子解釋電路具有以某一頻率對這些電容器進行充電和放電的開關；一個積分器，測量電容器或參考電容器的電荷在被放入標準電容器之前被傳輸和積累至該積分器；一個比較器，用于將積分器的輸出值和一個閾值進行比較；以及一個處理器或計算單元，用于根據以下方程計算箱體中液位：

h＝[n_ref，empty/(n_ref-n_ref，empty)]·[(n_meas-n_meas，empty)/n_meas，empty]，