[發(fā)明專利]用于測量液體的液位的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380023076.X
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN104272066B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 菲利普·格拉斯;斯特凡·海因里希;馬庫斯·赫爾曼;托爾斯滕·賴特邁爾;丹尼·舍德利希
• 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
• 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)明涉及一種用于借助超聲波傳感器測量殼體中的液體的液位的方法，在該方法中，沿著基準點所在的測量路徑進行測量，并且在該測量路徑中，關于由基準點反射的信號生成多重回聲并且關于由液體水平面反射的信號通過多重測量生成位于多重回聲的時域中的水平回聲。

背景技術

在這種液位測量中使用現(xiàn)今的超聲波傳感器。其測量從傳感器到測量路徑上的基準點的超聲波傳播時間，其中一般存在反射器。借助于從傳感器到基準點的已知路徑長度和所測量的傳播時間，然后例如計算出聲波速度。顯而易見的是，在此，測量殼體和基準點之間的路徑必須充滿了液體。

在實際的液位測量中，測量傳感器和液位水平面之間的聲波傳播時間。然后，借助于通過前述的基準測量所測定的聲波速度能夠按照簡單的公式s＝t*v測定液位。

因此在所執(zhí)行的傳播時間測量中，不僅由基準點、也由液體水平面生成信號回聲。在此，關于基準回聲生成多重回聲，也就是說，在超聲波傳感器的轉換器和基準點之間出現(xiàn)Ping-Pong回聲。根據(jù)路徑轉換器-基準點的多重路徑，這些回聲總是以相同的間隔依次跟隨。

此處的問題是，要測量的水平信號(Levelsignal)暫時位于來自于基準點的多重回聲內。在此不能順利實現(xiàn)的是，在各種信號(多重回聲和水平回聲)之間做出區(qū)分，因此由于缺乏對水平回聲的準確的識別會出現(xiàn)錯誤測量。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種在開頭所述類型的方法，利用該方法能夠特別精確地測量液位。

在所給出類型的方法中，根據(jù)本發(fā)明通過下述步驟實現(xiàn)該目的：

確定信號回聲的振幅并且存儲該振幅；

檢查該振幅是否位于來自基準點的多重回聲的固定的波動區(qū)域中，或者是否位于水平回聲的固定的波動區(qū)域中；

檢測位于水平回聲的波動區(qū)域中的信號回聲作為水平信號，并且在考慮從直到基準點的傳播時間中測定的聲波速度的情況下，從所屬的傳播時間中測定出液位。

根據(jù)本發(fā)明的方法基于如下想法。基準-多重回聲(來自基準點的多重回聲)通過在基準點的反射而出現(xiàn)，該基準點由合適的反射器構成。基準點長期地位于要測量的液體中，以使得反射總是恒定的和穩(wěn)定的，也就是說，反射面處的反射角度總是相同的。因此，多重回聲的振幅在高度上僅波動了很少的百分比。

在測量液位(Pegels，Levels)時，超聲波在液體的表面處反射。然而，液體表面受到波動。因此，在液體的表面處的反射并不恒定，并且反射角度在每次測量時都會改變。

因此，水平回聲的振幅波動相對較強，例如從0V到5V。本發(fā)明利用了這種不同的波動寬度。在執(zhí)行測量時，確定信號回聲的、尤其是每個回聲的振幅(振幅的高度)(VPeak)，并且存儲這些振幅。然后檢查所存儲的振幅是否位于來自基準點的多重回聲的固定的波動區(qū)域中，或者是否位于水平回聲的固定的波動區(qū)域中。檢測位于水平回聲的波動區(qū)域中的信號回聲作為水平信號。因此能夠以這種方式實現(xiàn)對各個回聲的可信度測試。

在以這種方式執(zhí)行了對水平信號的識別之后，測定液位。在此，在考慮從直到基準點的所測量的傳播時間中測定的聲波速度的情況下，從所測量的傳播時間中測定液位。

在根據(jù)本發(fā)明所述方法的特定實施方式中，在位于車輛中的液體殼體處執(zhí)行液位測量。在此，通過車輛的運動使得液體表面持續(xù)地波動，從而得出水平回聲的相應大小的波動寬度，這是因為在每次測量時反射角度都會相應地改變。

因此在根據(jù)本發(fā)明的方法中執(zhí)行多重測量，使得與基準信號的多重回聲相比，該多重測量通過液面的波動引起更大的波動寬度，其中，通過這種大波動寬度能夠實現(xiàn)識別在基準信號的多重回聲之間的水平回聲。

對于固定的波動區(qū)域來說，優(yōu)選地利用來自+/-20mV的基準點的多重回聲的波動區(qū)域進行操作，并且利用0-3V的水平回聲的波動區(qū)域進行操作。對于基準回聲，優(yōu)選地從來自基準點的多重回聲起，只從第二回聲開始執(zhí)行振幅評估。實際上，這些回聲的振幅僅波動了很小的百分比，從而能夠實現(xiàn)相對于水平回聲清楚地劃定界限。

附圖說明

根據(jù)結合附圖的實施例詳細闡述了本發(fā)明。其中：

圖1以示意性的方式示出液位測量的原理；

圖2示出由基準測量得出的具有水平回聲的信號多重回聲，并且

圖3示出顯示了各個回聲的振幅的波動寬度的圖表。

具體實施方式

圖1示意性地示出了殼體3的底部，該殼體填充有液體，其中，液體的表面由6示出。應該測量殼體3中的液體的位置或者高度。