[發明專利]車載尿素溶液指標測量系統

在審

• 申請號: 202111188105.0
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113847129A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 王家華;董善燕;趙欣亮;張中剛;余仕俠
• 申請（專利權）人: 安徽江淮汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 常小溪

本發明公開了一種車載尿素溶液指標測量系統，本發明的主要設計構思在于，采取兩路超聲波裝置來探測尿素溶液的液位和濃度，可以實現連續測量液位高度和濃度，且尿素溶液波動不影響超聲波傳播時間，以此保證了探測精度。具體地，通過設計超聲波驅動芯片、微型控制器及兩個換能器的連接架構與測量邏輯，利用超聲波驅動芯片在開始測量和測量停止時刻發出信號至微型控制器，由微型控制器通過時間差計算出超聲波波速，從而實現對溶液液位及濃度的檢測。

技術領域

本發明涉及車輛排放處理技術領域，尤其涉及一種車載尿素溶液指標測量系統。

背景技術

整車排放中氮氧化物含量按相關法規要求，對于柴油系統的車輛需采取尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進行還原，并且在相關法規中對尿素溶液的液位感測和尿素濃度感測也提出要求。

現有液位感測均采取干簧管開關電路，即，將干簧管與電阻組合方式來感測液位，隨著液位高度變化，相應的干簧管吸合接通電路，實現不同液位對應不同的電阻值，進而反映液位。然而，采用干簧管和電阻的通斷，不能連續感測尿素液位，只能分段感測液位，測量精度有限。

現有的尿素濃度感測主要為光學傳感器方案，由LED發出單色光，通過透明殼體與尿素溶液界面發生折射，由于不同濃度尿素溶液的折射率不同，最終光線打到COMS器件上的位置不同，從而辨別出尿素溶液濃度。然而，光學感測尿素溶液濃度偏差較大，容易干擾，具體來說，當遇到尿素溶液波動時，會產生光線位置偏移，進而導致COMS器件接收到光線位置偏移，從而出現錯誤感測，但車載系統經常受到顛簸、振動，尿素溶液的波動是不可避免發生的。

發明內容

鑒于上述，本發明旨在提供一種車載尿素溶液指標測量系統，以解決現有尿素溶液檢液位及濃度檢測的不足。

本發明采用的技術方案如下：

一種車載尿素溶液指標測量系統，其中包括：尿素罐、超聲波換能器組、超聲波驅動芯片、微型控制器以及或邏輯門；

所述超聲波換能器組包括：設有所述超聲波驅動芯片的換能器電路板、連接線組件、底板、反射壁、束波筒、換能器底座、第一換能器以及第二換能器；

其中，所述底板固定在所述尿素罐中，所述第一換能器和所述第二換能器分別通過各自的所述換能器底座設置在所述底板上，且所述第一換能器與所述第二換能器分別通過連接線組件與所述超聲波驅動芯片電信號連接；所述第一換能器與所述第二換能器的朝向呈相互垂直狀態，且所述第二換能器的超聲波發射方向朝向溶液液面；所述束波筒具有半圓柱中空結構，且所述束波筒的一端套設在所述第一換能器上，所述束波筒的另一端設有反射壁；

所述超聲波驅動芯片分別與所述微型控制器以及所述或邏輯門電信號連接；

所述超聲波驅動芯片用于激發所述第一換能器與所述第二換能器發出超聲波，并接收所述第一換能器與所述第二換能器反饋的電信號，且還用于通過所述或邏輯門向所述微型控制器傳遞開始測量信號以及停止測量信號；

所述微型控制器用于向所述超聲波驅動芯片發送用于產生測量觸發脈沖的觸發信號，并用于根據開始測量信號以及停止測量信號計算超聲波傳輸速度以獲得尿素溶液的液位指標、濃度指標。

在其中至少一種可能的實現方式中，在所述超聲波驅動芯片與所述微型控制器之間電信號連接有用于同步時間值的外部時鐘。

在其中至少一種可能的實現方式中，在所述尿素罐內加裝與所述超聲波驅動芯片電信號連接的用于進行溫度因素補償的溫度傳感器。

在其中至少一種可能的實現方式中，所述溫度傳感器采用熱敏電阻。

在其中至少一種可能的實現方式中，在所述尿素罐的外部加裝與所述超聲波驅動芯電信號連接的作為阻值基準的參考電阻。