[發(fā)明專利]用于檢測容器中的液體的液位的液位傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280058932.0
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103959021A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 維格哈德·耶格;卡爾-弗里德里克·普菲菲爾;克勞斯·韋伯
• 申請（專利權）人: 大陸汽車有限責任公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296;F16N19/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于檢測容器中的液體液位的、具有超聲波發(fā)射器和超聲波接收器的液位傳感器。這種液位傳感器使用在不同的應用領域中并且用于不同的液體。借助超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波，該超聲波由液體與鄰接介質的界面反射。反射的超聲波被超聲波接收器來接收。借助適當?shù)姆治隼缁诔暡ǖ膫鞑r間可以測定容器中的液體的液位。由于液體運動或在液體的表面上起沫引起的界面變形會妨礙這個測量方法。因此已知的是，在液體內使用所謂的穩(wěn)定管(Beruhigungsrohre)，其抑制界面運動并且抑制起沫。

背景技術

特別是當在機動車中的油箱中測量液位時出現(xiàn)所述的問題，因為在行駛期間油在油箱中持續(xù)地來回晃動并且此外趨于起沫，可能由于車輛的震動而加劇。因此對于使用在機動車中的這種油箱中而言已知了具有權利要求1的前序部分的特征的液位傳感器。這種已知的布置局部地在圖4中示出。該布置具有用于布置在油箱中的內管18，該內管布置在超聲波發(fā)射器和接收器的上部。處于油箱中的油在內管18中形成液柱，利用超聲波發(fā)射器和接收器來檢測該液柱的高度。內管18由外管20包圍。頂蓋22向上覆蓋內管18和外管20。內管18用于引導超聲波。通過兩個布置在彼此之中的管18，20有效地使在內管18中的液柱與位于其上的空氣的上界面穩(wěn)定。此外通過頂蓋22防止油在行駛期間從上方濺入在內管18或外管20中，這進一步穩(wěn)定了界面并且消除了起沫。

在這個已知的布置中，內管18和外管20的下端部有效地位于容器的最深點附近。內管18和外管20的上端部以及頂蓋22位于待檢測的最高的液位之上。因此內管18和外管20的長度必須與相應的使用情況恰好相匹配。

發(fā)明內容

由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有權利要求1的前序部分的特征的液位傳感器，該液位傳感器可以更簡單并更加成本低廉地與不同的使用情況和裝配狀況相匹配。

該目的通過具有權利要求1的特征的液位傳感器來實現(xiàn)。有利的設計方案在相關的附屬權利要求中給出。

液位傳感器用于檢測容器中的液體的液位，并且具有

-超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，

-用于布置在容器中的內管，該內管布置在超聲波發(fā)射器和超聲波接收器的上部，以使得處于容器中的液體在內管中形成液柱，該液柱的高度能夠利用超聲波發(fā)射器和超聲波接收器來檢測，

-包圍內管的外管，以及

-向上方覆蓋內管和外管的頂蓋，其中

-頂蓋具有與內管連接的內管狀部段、與外管連接的外管狀部段、用于內管狀部段的內通風孔以及用于外管狀部段的外通風孔。

超聲波由超聲波發(fā)射器發(fā)射并且穿過容納在內管中的液柱。該超聲波在液柱的上端部處、在與位于其上的介質的界面處反射，在相反的方向上重新穿過液柱并且被超聲波接收器接收。借助適合的分析裝置可以確定液柱的高度，特別是由超聲波的傳播時間來進行確定。

頂蓋的內管狀部段向上與內管連接，液柱因此可以在液體的液位處于內管的上端部之上時通過這個端部向上延伸出并進入頂蓋中。在這種情況下，液柱由內管和內管狀部段包圍，并且內管和內管狀部段共同使得界面期望地穩(wěn)定并且實現(xiàn)引導超聲波。因為內管狀部段與內管連接，在超聲波測量方面得出和在相應較長設計的內管與通常無內管狀部段的頂蓋連接時相同的關系。因此相對于通常的方法不需要改變這種測量方法、特別是發(fā)射和分析超聲波信號。

超聲波發(fā)射器和超聲波接收器可以具有一個唯一的聲波變換器，該聲波變換器不僅用于將電信號變換為超聲波，并且還用于將反射的超聲波變換為電信號，并且因此作為組合的發(fā)射器和接收器工作。

內管和外管可以是柱狀的。它們可以具有圓形的、矩形的或多邊形的橫截面。在內管和外管之間可以形成環(huán)隙。兩個管可以特別是圓柱狀的并且彼此同中心地布置。

頂蓋布置在內管和外管的上部并且向上方覆蓋這兩個管。該頂蓋具有內管狀部段，其橫截面在形狀和大小上可以相應于內管。此外頂蓋具有外管狀部段，其橫截面在形狀和大小上可以相應于外管。這兩個管狀部段與兩個提到的管連接，從而內管的內腔向上延伸通過內管狀部段的內腔。同樣在內管和外管之間的間隙向上延伸通過在內管狀部段和外管狀部段之間的間隙。

因此在內管的內部可以形成液柱，在內管的內腔和環(huán)繞的容器內腔之間存在一個連接。這個連接例如可以以內管上的通孔形式形成在內管的下端部附近，例如形成在內管的柱狀壁上。可替換地，具有這種作用的通孔可以設計在下方與內管連接的殼體部件中。這種通孔可以使內管的內腔直接與在內管和外管之間的間隙連接。