[發明專利]使用EMF波傳播的液體液面和質量感測設備、系統和方法

無效

• 申請號: 201080028325.0
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN102803910A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: A·K·麥卡爾;I·布達烏德
• 申請（專利權）人: 施拉德爾電子學有限公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26;G01N27/22;G01N33/22;F01N3/20;B01D53/86;G01R27/26;G01N27/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 蔣世迅

交叉參考相關申請

本申請主張2009年6月26日提交的、標題為Liquid?Level，Composition?and?Contamination?Sensing?Apparatus，Systems?and?Methods?Using?EMF?Wave?Propagation的美國臨時專利申請No.61/269,648的利益，該專利申請通過引用被合并于本文。

技術領域

本發明一般涉及用于感測箱或容器中液體狀態的系統和方法。尤其是，本發明的實施例涉及通過使電磁波傳播進燃油箱中，感測汽車尿素箱中汽車尿素溶液的特征、燃油箱中燃油的組分和/或之類，尤其是液體液面、組分和污染。

背景技術

選擇性催化還原(SRC(Selective?Catalytic?Reduction))車輛，亦稱歐V車輛，是柴油動力機動車，該發動機與降低排放的操作液體的使用相容。通常SCR車輛有與燃油箱分開的尿素箱，用于裝載操作液體，諸如汽車尿素溶液之類。汽車尿素溶液(AUS(Automotive?Urea?Solution))是去礦化水中高純度尿素的溶液。AUS被儲存在SCR車輛的尿素箱中并被噴進車輛的排氣管氣體中，以便把氮的氧化物轉換成單體的氮和水。于是SCR車輛可以便利地滿足歐V排放標準。

重要的是，SCR車輛的引擎管理系統(EMS(Engine?Management?System))有有關AUS的組分的信息，以便EMS可以調整某些車輛參數以優化車輛性能，特別是排放控制。

為了確保該降低排放的方法在SCR車輛中仍然有效，AUS的質量必須被保持。污染物、高純度尿素對其他成分的比值的變化、溫度變化或其他變化，能夠影響AUS的壽命預期值和AUS在降低排放上的有效性。

SCR車輛為確定箱中AUS的液面，一般依賴于直接測量系統的使用。這種系統通常包括多個傳感器，被布置在尿素箱內沿豎直平面的不同高度上。這種傳感器通常有低的分辨率，是侵入式的，且不檢測AUS的質量或溫度。這樣的直接測量系統還要求在尿素箱內的安裝機構。這樣一種內部直接測量系統的修理、置換、或調整，是有問題的。此外，當暴露在溫度負11攝氏度以下的SCR車輛采用這種系統時，該溫度是AUS通常結冰的溫度，所以該系統是無效的，因為這種系統不提供測量AUS溫度的裝置以便能正確加熱，防止AUS結冰。

SCR車輛為確定AUS在降低車輛排放中的有效性，一般依賴于間接測量系統的使用。這種間接測量取自排氣管的煙霧并被送至EMS，隨后，EMS可以增加或減少從箱釋放的AUS的量。這樣的系統通常反應慢且不精確地反映AUS的實際量或組分。

因此，現有技術未能提供可靠的、廉價的、和準確的系統和方法，用于測量機動車尿素箱中AUS的液面或質量，更不用說同時測量液面和質量兩者了。

此外或另外，靈活燃料汽車(Flex?Fuel?Vehicle(FFV))是與作為車輛燃油重要組成部分的酒精的使用相容的機動車。基于酒精的燃油是由生物材料制成的可再生的、交通車輛燃油的替代類型，潛在地降低對基于石油的燃油的依賴。汽車駕駛人可以方便地為更好的引擎性能獲得增加的馬力，因為基于酒精的燃油通常比高級汽油有更高的辛烷值。基于酒精的燃油包含“E85”，它是混合百分之85乙醇和百分之15汽油的發動機燃油的專有名詞。E85被美國能源部定義為替代性燃油并計劃供FFV使用。乙醇和其他酒精燃燒比汽油更清潔，且是可再生的、民用的對環境無害的燃油。FFV通常能夠加注乙醇和汽油的任何混合，從0％乙醇和100％汽油，直到85％乙醇和15％汽油(E85)。

重要的是，FFV的引擎管理系統(Engine?Management?System(EMS))有有關燃油組分的信息，以便EMS可以調整某些車輛參數以優化車輛性能，特別是燃油消耗、排放控制和引擎功率。

機動車操作員，一般依賴間接方法確定FFV燃油箱中的酒精量。建立剩余在機動車中燃油的酒精含量的最普通方法，是在車輛的主控制器模塊(Body?Controller?Module)或EMS中使用軟件算法實施。燃油的酒精含量，可以因駕駛員在每次燃油箱充油時，由于沒有繼續使用E85燃油或常用汽油的要求而改變。基于算法的系統對燃油組分的變化反應遲緩，且通常只精確到加減百分之十的酒精含量。此外，當在有馬鞍形燃油箱或類似燃油儲存設備的機動車中采用這種系統時，在馬鞍形燃油箱中燃油可能沒有均勻混合，或者燃油的混合可能在車輛被駕駛時隨時間變化，所以這種系統甚至更無效。