[發明專利]具有氣泡脫落反射器的液位測量系統

有效

• 申請號: 201310399142.5
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103674180B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: B.R.克萊恩
• 申請（專利權）人: 西蒙茲精密產品公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊炯

一種反射器靶包括限定錐形反射器表面的反射器。所述反射器包括頂端開口以及相對的底部開口，其中所述底部開口的周長大于所述頂端開口的周長。所述錐形反射器表面在所述開口之間延伸，所述開口在其之間形成錐形通路。所述錐形反射器表面被配置成經通過所述頂端開口出來的氣泡沿所述反射器表面的移動而抵抗表面氣泡在所述反射器表面上的累積。

技術領域

本發明涉及用于液位測量系統中的反射器，如用于燃料箱中的反射器，特別是使氣泡脫落的反射器。

背景技術

在本領域中，已知具有多種裝置以監控和檢測液位，例如，用于確定燃料箱中剩余的燃料液位。許多這種裝置都包括用于確定液位的超聲波信號。通常，這種超聲波液位測量系統采用超聲波反射器以防在燃料箱已滿的情況下造成信號損失，從而幫助校準計量器、通過流體測量聲音的速度和/或作為穩水器上的蓋子。

圖2-3示出代表現有技術的一種超聲波液位測量系統1。超聲波液位測量系統1通常包括轉換器8，其被配置成從流體存儲箱或容器的底部向流體表面發送和接收超聲波信號10。在流體表面，聲音通常反射回轉換器8。通過監控信號離開并返回至轉換器8所用的時間并連同通過流體所知道的聲音速度，可能測量出從流體表面至轉換器8的距離。例如，能夠使用這種技術以確定飛機燃料箱3中的燃料液位。通常，轉換器8位于或靠近飛機燃料箱3的底部，從而在燃料箱中在一個液位范圍內監控液位。

圖3示出圖2所示的超聲波液位測量系統1中代表現有技術的超聲波反射器。為此，超聲波反射器通常包括反射器靶4，其位于與超聲波發送和接收轉換器8相距預定距離D的位置上。通常，反射器靶4為按著與超聲波束正交的方式定位的平的金屬片。反射器靶4可定位于穩水器2中作為蓋子或獨立于穩水器2而定位。

作為超聲波液位測量系統1的一部分，圖2示出代表現有技術的穩水器2。穩水器2為置于能夠與平的反射器靶4一同使用的流體中的中空管。對于從流體存儲器的底部發送超聲波信號10的系統（如飛機燃料箱3）來說，穩水器2在轉換器8上相對齊并從存儲器的底部延伸至存儲器的頂部。穩水器2引導超聲波信號10、防止產生源自箱結構的回波、減少轉換器8上的液位晃動、使液面的波紋平靜下來并減少源自超聲波信號10通路的氣泡和碎屑。

一些穩水器2使用反射器靶4作為其頂端的蓋子以確保當液位高于穩水器2的頂部時，將信號反射回轉換器8。在不具有這種反射器靶4的蓋子時，當液位高時（例如，當箱3完全充滿燃料時），一旦超聲波信號10離開穩水器2，其可能無法被反射回轉換器8，從轉換器8發送的信號直接離開箱3而不會被反射回去，從而導致信號損失。這樣的信號損失是不宜的，這是因為它能與轉換器8的故障相混淆。不幸的是，用于此目的的典型平的反射器靶4會采集在反射表面6上的氣泡，其會減少、扭曲或消除返回的超聲波脈沖。此外，由于需要進行精確對齊，平的反射表面6的形狀限制在流體存儲容器中定位選項的反射器靶4。

反射器也用在超聲波液位測量系統1中以當作測速儀靶。設置與超聲波發送和接收轉換器相距已知距離的浸沒式測速儀靶可用于測量流體中的聲音速度，從而改善在超聲波液位測量系統中的液位監控。測速儀可位于與液位計共同的穩水器中或獨立的穩水器中。在本領域中，已知測速儀為浸沒在流體中的平的金屬表面。平的測速儀靶具有與上面提及的平的反射器蓋子所具有的類似缺點。典型地，當平的測速儀靶位于穩水器外部時，其會造成更多的缺點，這是因為穩水器將不再引導超聲波信號。當位于穩水器外部時，將平的靶與轉換器相對齊則更加關鍵。

對于其預期目的來說，這種常規的方法和系統一般被認為是令人滿意的。然而，在本領域中仍然需要允許改進性能（包括實現更好的精度和一致的對齊）的超聲波液位測量系統。在本領域中還需要這種容易制造和使用的反射器。本發明提供了針對這些問題的解決方案。

發明內容