[發(fā)明專利]用于燃料箱的電容式液位計(jì)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680039909.1
• 申請(qǐng)日: 2006-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101297180A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 博洛迪亞·奈德諾夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 因勒紀(jì)汽車系統(tǒng)研究公司
• 主分類號(hào): G01F23/26
• 分類號(hào): G01F23/26
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

本發(fā)明涉及一種具有電子電路并使用電荷轉(zhuǎn)移方法的用于燃料箱的電容式液位計(jì)(capacitive?gauge)、以及該電容式液位計(jì)作為燃料箱中液位計(jì)的應(yīng)用。

迄今為止，已經(jīng)提出了許多用于測(cè)量箱體中并且尤其是機(jī)動(dòng)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(jì)來(lái)發(fā)送表示箱體中燃料液位的信號(hào)。

這些液位傳感器或液位計(jì)中的某些包括測(cè)量電容器和參考(參比)電容器，其中測(cè)量電容器用于被放置(設(shè)置，place)在箱體的整個(gè)高度范圍內(nèi)(over)并且被設(shè)計(jì)成其電容隨箱體中的液位而可重復(fù)地變化，而所述參考電容器用于定位在箱體的底部以便始終被浸沒(méi)。

因此，申請(qǐng)WO?01/02817披露了這樣一種液位計(jì)，其中測(cè)量電容器和參考電容器由電子解釋電路(電子譯碼電路，electronicinterpretation?circuit)供電(feed)并被連接至該電子解釋電路，該電子解釋電路包括以某一頻率對(duì)電容器進(jìn)行充電和放電的開(kāi)關(guān)、和積分器、比較器以及計(jì)數(shù)器。在每次充電時(shí)，電容器(測(cè)量或參考)被升至給定的電壓(V)，由該給定的電壓得到給定的電量(電荷)(Q＝V·C_測(cè)量，其中C_測(cè)量是測(cè)量電容器的電容)。該電荷被轉(zhuǎn)移至積分器，將該積分器的輸出值與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)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(guò)電容器(測(cè)量或參考)繼續(xù)接收在每次充電時(shí)的電量Q＝V·C_測(cè)量。當(dāng)超過(guò)該閾值時(shí)，積分器放電到標(biāo)準(zhǔn)電容器中，使其升至相同的電壓(V)，并且循環(huán)重新開(kāi)始。計(jì)數(shù)器計(jì)算在給定的測(cè)量周期(測(cè)量時(shí)間段，measurementperiod)期間超過(guò)閾值時(shí)的次數(shù)、或n。該次數(shù)與被測(cè)量的電容(測(cè)量或參考電容)成比例。目前，該電容本身或者與箱體中的液位成比例(測(cè)量電容)，或者取決于液體的性質(zhì)(參考電容)，除了所述電容“(在箱體)為空(empty)時(shí)”以外。最終獲得以下關(guān)系：

h＝[n_參考，空/(n_參考-n_{參考，空})]·[(n_測(cè)量-n_{測(cè)量，空})/n_{測(cè)量，空}]，

其中，n為由計(jì)數(shù)器讀出的數(shù)值，分別是參考電容器(在箱體)為空時(shí)的電容(n_{參考，空})、參考電容器浸沒(méi)在燃料中的電容(n_參考)、測(cè)量電容器(在箱體)為空時(shí)的電容(n_{測(cè)量，空})以及測(cè)量電容器的電容(n_測(cè)量)，并且這是針對(duì)給定的測(cè)量周期而言的(對(duì)于更多的細(xì)節(jié)，參見(jiàn)有關(guān)的專利，其在這方面的教導(dǎo)以引用形式并入本申請(qǐng)中)。

已經(jīng)觀察到，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容接近于“目標(biāo)”電容器(測(cè)量電容器或參考電容器)的電容時(shí)，這樣的液位計(jì)的精度更好。

目前，通常使用的燃料具有從小于3％(對(duì)于在歐洲使用的“特級(jí)”型燃料)變化至100％(對(duì)于特別是在巴西使用的純乙醇)的乙醇含量。已知水可溶于乙醇中，則這些燃料也可以包含一定量的水。要記住，燃料的介電常數(shù)通常具有至少為1.6的數(shù)值，乙醇的介電常數(shù)通常位于24和25之間，以及水的介電常數(shù)通常大于或等于70，現(xiàn)有技術(shù)的液位計(jì)的測(cè)量電容可以在約50pF至2500pF范圍的區(qū)域(帶，band)范圍內(nèi)變化。

上述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液位計(jì)的缺點(diǎn)在于以下事實(shí)：即測(cè)量精度僅對(duì)于有限范圍的燃料來(lái)說(shuō)是良好的。

本申請(qǐng)?jiān)O(shè)法通過(guò)提供一種“通用的(萬(wàn)能的)”電容式液位計(jì)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，該電容式液位計(jì)可以用來(lái)精確地測(cè)量箱體中燃料的液位，而與容納在所述箱體中的燃料的類型無(wú)關(guān)。

為此目的，本發(fā)明涉及一種用于燃料箱的電容式液位計(jì)，包括：測(cè)量電容器、參考電容器以及至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容裝置(capacitivedevice)，它們由電子解釋電路供電并被連接至該電子解釋電路，該電子解釋電路包括以某一頻率對(duì)電容器和電容裝置充電和放電的開(kāi)關(guān)；積分器，測(cè)量電容器或參考電容器的電荷在被放電到標(biāo)準(zhǔn)電容裝置中之前可以被傳送和積累至該積分器；比較器，用于將積分器的輸出值與閾值進(jìn)行比較；計(jì)數(shù)器；以及處理器或計(jì)算單元(運(yùn)算部件，computation?unit)，用于根據(jù)以下公式計(jì)算燃料箱中的液位：

h＝[n_{參考，空}/(n_參考-n_{參考，空})]·[(n_測(cè)量-n_{測(cè)量，空})/n_{測(cè)量，空}]，