CN101142464B - 用于液位测量的磁性开关、液位计及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁性开关(10),其用于箱体内流体或液态气体的液位测量,如车辆内的油箱、储油罐或类似物,包括具有内部封闭空腔(24)的壳体(12),该空腔在壳体(12)内沿纵向延伸,本体(16)被设置在空腔(24)的第一端(24a),适合于通过外部活动浮子(18)的相互磁力影响而在空腔(24)内移动,并且,位于空腔(24)另一端(24b)的至少两个触头(20a,20b)被设置成提供与所述本体(16)的紧密接触,当浮子(18)上移后,通过磁体连接而维持所述本体和触头(20a,20b)之间的接触,并且当浮子下移时断开触头(20a,20b)和所述本体(16)之间的接触,其中,由于浮子(18)和所述本体(16)之间的磁性力强于触头(20a,20b)和所述本体(16)之间的磁性连接,所述本体(16)被向下拉。也描述了具有多个磁性开关(10)的液位测量设备(30)及其用途。

Description

用于液位测量的磁性开关、液位计及其用途
技术领域
本发明涉及一种磁性开关,其用于箱体内流体或液态气体的液位测量,诸如车辆内的油箱、储油罐体或类似物,包括具有内部封闭空腔的壳体,该空腔在壳体内沿纵向延伸,此处本体被设置在空腔的第一端,用于通过外部活动浮子的相互磁力影响而在空腔内移动,并且,位于空腔另一端的至少两个触头被设置成提供与所述本体的紧密接触。也公开了具有多个磁性开关的液位测量设备及其用途。
背景技术
应当提到其中的现有技术US 3,103,562。该文献涉及一种磁性开关,其在测量并报告油箱中的油量时被使用,此处带有磁性球的壳体被用于关闭电连接。当磁性浮子移动时,由于该球由磁性材料制成,其将移动并跟随磁性浮子。最后,该球与两个接触点接触,并处于该位置直到浮子经过,于是,它在壳体内再次向下并断开接触。该球或接触点本身为非磁性的,因此当浮子经过后,该球不能维持接触。许多所述壳体可以依次被放置在管中,此处磁场可以为这样使两个相继的开关同时关闭以提供逐步的指示。开关一和二同时关闭,并且之后,开关二和三,随后是开关三和四等。
此外,US 6,571,626公开了一种在油箱中使用的液位测量设备,其带有一个细长的本体,该本体包括许多磁性开关,即受磁性浮子影响的楔形开关/簧片开关。假定采用了恒压源,每一磁性开关间的电阻器使之有可能读取作为流体液位的函数的电流。所述开关不是双态的。
上面提到的方案以与今天的常规簧片触点完全相同的方式发挥作用,其通常被用于在产生欧姆级阻抗区的地方形成电路,并且被用于进行液位测量的箱体中,或驱动燃料量规。为使用簧片触点和电阻器,常见的是将这些器件安放在设置于管内的印刷电路板上。具有一个或多个插入的磁体的浮子在管子外部上滑动,并且浮子沿管子上下滑动,并与簧片触点啮合或脱离啮合。当浮子通过簧片触点时被啮合,但是只要浮子向上通过就再次脱离啮合。使用这种簧片触点或者相应于在US 3,103,562中描述的方案的缺点就是必须使用相当大量的触点/开关,以便根据今天的标准获得在经济上令人满意的箱体内的液位测量。例如,今天的汽车制造商需要高精度地测量箱体内的低液位以测量燃料,同时他们想通过在箱体上部采用更少的触点来降低成本,采用今天使用的触点有点象是不可能的。
发明内容
本发明因而也简化了制造的可能性以及相关的成本。而且,本发明使得在箱体内进行更精确的测量成为可能,并且尤其可用于选定的区域,例如指示箱体何时接近空。例如,对于车辆的驾驶人而言,当箱体盛满时,或者也可以是半满时,不必要求具有相同的精度。在其它的区域,在整个测量范围具有高精度当然可以是很重要的。
上述目的通过一种磁性开关而实现,其中公开的磁性开关用在箱体内流体或液态气体的液位测量中,如车辆中的油箱、储油罐或类似物,包括具有内部封闭空腔的壳体,该空腔在壳体内沿纵向延伸,此处,本体被设置在空腔的第一端,适用于通过外部活动浮子的相互磁力影响而在空腔内移动,并且此处,位于空腔另一端的至少两个触头被设置成提供与所述本体的紧密接触,其特征在于:当浮子上移后,通过磁体连接而维持所述本体和触头之间的接触,并且当浮子向下移动时,断开触头和所述本体之间的接触,其中,由于浮子和所述本体之间的磁性力强于触头和所述本体之间的磁性连接,所述本体被向下拉。
可替换地,所述本体和浮子之间的磁性连接可以被提供成使所述本体为磁性的,并且浮子为或包含一金属元件,如铁环。或者,所述本体和浮子之间的磁性连接可以被提供成使所述本体为或包含一金属元件,诸如钢珠,并且浮子为磁性的。可替换地,所述本体为磁性的,并且浮子和触头为或者包含一金属元件,诸如铁。
所述本体和触头之间的磁性连接可以由永磁体提供。
可替换地,永磁体被设置成靠近空腔另一端的触头,并优选介于所述触头之间。
壳体可以包含关闭所述空腔的盖子,永磁体和触头可设置到盖子上。
可替换地,永磁体设置在开关底部。
永磁体可以由空腔另一端的触头形成。
此外,空腔的第一端可以含有接触油。
上述目的也通过一种液位测量设备而实现,其中,该液位测量设备包含一个细长的本体,诸如印刷电路板,其包括许多连接的电阻器,其中,根据上述的独立磁性开关连接在所述电阻器和电阻器系列一端之间的许多节点中,并且至少一个电阻器被设置在每一开关之间,以便当一个或多个所述开关闭合时提供闭合电路,并且此处,每一磁性开关适合于被单独驱动。
磁性开关可以被设置在细长本体的不同区域的不同距离处,设置成提供不同的但足够并希望的液位测量精度。磁性浮子可以围绕细长的本体设置,此处,磁性浮子适合于通过箱体中的流体或液态气体而移动。此外,磁性开关的壳体可以设置在液位测量设备上,使得细长的空腔沿液位测量设备的纵向垂直延伸,或者以合理的角度延伸。
本发明也涉及磁性开关和液位测量设备的用途,其中,磁性开关包含在用于车辆、船、固定油箱等的箱体测量设备中。相应地,液位测量设备设置在车辆、船、固定油箱等的箱体内,并适用于测量箱内油位,并且包含在箱体测量设备中。
附图说明
现在将参照公开的附图更加详细地描述本发明,其中:
图1显示了根据本发明的磁性开关。
图2显示了根据本发明的液位测量设备。
具体实施方式
图1示出了本发明的一种实施例,显示了用于箱体测量设备中的磁性开关10,如图2所示作为例子的液位测量设备。本发明可以被制造成不同于图中所示的。
在例举的实施例中,磁性开关10包含壳体12,其带有在壳体12内沿纵向延伸的内部密闭空腔24,此处,钢珠16设置在空腔24的第一端24a处,被设置成在与液位测量设备30相连的外部磁性浮动磁体18的影响下在空腔24内移动,并且此处,至少两个触头20a、20b设置在空腔24的另一端24b,设置成提供与所述钢珠16的紧密接触。触头优选被构型成长方形并向下延伸入空腔24中。
应当注意,尽管在本说明书中使用了词语“钢珠”,必须明确也可以使用其它磁体,只要他们提供相同的性能即可。例子可以为矩形体、圆柱形体等,其以与钢珠相应的方式被设置到壳体的所述空腔中。
此外,本体和浮子之间的磁性连接可以被提供成使所述本体为磁性的,并且浮子为或包含一金属元件,诸如铁环。或者,所述本体和浮子之间的磁性连接可以被提供成使所述本体为或包含一金属元件,如钢珠或铁球,并且浮子为磁性的。可替换地,所述本体可以为磁性的,并且浮子和触头为或包含一金属元件,诸如铁。
采用了词语流体,必须想到流体或液态气体。
在例举的实施例中,永磁体22设置在空腔24的另一端24b,被设置成当磁性浮子18向上通过后维持钢珠16与触头20a、20b的接触。此外,永磁体22被设置成当磁性浮子18向下通过时释放钢珠16,即永磁体中的磁力必须不能强到阻碍钢珠被释放,但同时永磁体中的磁力必须强到使钢珠不自行下落,或者受其它的外部影响如箱体晃动而下落,此处箱体内安放磁性开关。从而,由于浮动磁体18中的磁性力强于永磁体22中的磁性力,钢珠16被向下拉。
永磁体22被设置在邻接空腔24另一端24b的触头20a、20b,并优选介于所述触头20a、20b之间。在一可替换的实施例中,触头本身可以组成永磁体,从而不需要单独的永磁体。
为润滑并改善钢珠的接触性能,空腔24的第一端24a可包含接触油,其中,当钢珠不活动时位于该接触油中。
此外,壳体12可以包含关闭所述空腔24的盖子,使得流体不能进入磁性开关的壳体。永磁体22和触头20a、20b可以设置到盖子,也可以选择另一适当的方式。
图2显示了根据本发明一例举实施例的液位测量设备30,其包括一细长的本体32,诸如印刷电路板,带有许多连接的电阻器,其中,至少一个电阻器34被设置成介于每一开关10之间,以便当一个或多个所述开关10闭合时提供闭合电路,并且此处,每一磁性开关10适合于被单独驱动。该液位测量设备被用于组成一个电路,此处产生欧姆级的阻抗区,并可以被用于进行液位测量的箱体中或者驱动量油计。正常地,液位测量设备30将被设置在管内(未示出),以提供一个密闭系统。浮子18根据箱体内流体的液位而在管子外部上滑动,并且其具有一个或多个插入的磁体,浮子18从而沿管子上下滑动,并与磁性开关10啮合或脱离啮合。当浮子18通过磁性开关10时,这是平躺的,并且当浮子18已经向上通过后维持平躺状态。当浮子18再次向下移动时,该接触首先断开,并将钢珠16向下拉到其位于空腔24下部24a的最初位置。
在今天的标准后,所述方案的优势在于它不需要使用相对大量的开关来实现一套经济的箱体内液位的满意测量。如所提到的,今天的汽车制造商需要,例如,高精度地测量箱体内的低液位,同时他们希望通过在箱体上部采用更少的开关来降低成本。由于在浮子向上通过后还保持接触,这就确保了更好的抗振防护,并且该接触也不受周围不希望有的磁场影响,诸如,以发动机或类似物为例。
因此,磁性开关10可以设置在细长本体32上不同区域内的不同距离处,并因此被设置成提供不同的但满意且希望的液位测量精度。
此外,至少一个电阻器34被设置在磁性开关10以及导线/触点之间,以提供闭合电路。该闭合电路本身以已知的方式设计,并且将不再另行描述,这是由于其被视为对本领域技术人员而言是公知的。
磁性开关10的壳体12被放置在液位测量设备30上,从而细长的空腔24沿液位测量设备的纵向垂直延伸,或者如果由于空间限制而需要的话,可以以合理的角度延伸。

Claims (16)

1.一种磁性开关(10),其用于箱体内流体或液态气体的液位测量,该磁性开关(10)包括具有内部封闭空腔(24)的壳体(12),该空腔在壳体(12)内沿纵向延伸,本体(16)设置在空腔(24)的第一端(24a),适合于通过外部活动浮子(18)的相互磁力影响而在空腔(24)内移动,并且,位于空腔(24)另一端(24b)的至少两个触头(20a,20b)被设置成提供与所述本体(16)的紧密接触,其特征在于:当浮子(18)上移通过触头后,通过磁体连接而维持所述本体和触头(20a,20b)之间的接触,并且当浮子下移时,断开触头(20a,20b)和所述本体(16)之间的接触,其中,由于浮子(18)和所述本体(16)之间的磁性力强于触头(20a,20b)和所述本体(16)之间的磁性连接,所述本体(16)被向下拉。
2.根据权利要求1的磁性开关(10),其特征在于:所述本体(16)和浮子(18)之间的磁性连接被设置成使所述本体(16)为磁性的,并且浮子(18)为一金属元件或包含一金属元件。
3.根据权利要求1的磁性开关(10),其特征在于:所述本体(16)和浮子(18)之间的磁性连接被设置成使所述本体(16)为一金属元件或包含一金属元件,并且浮子(18)为磁性的。
4.根据权利要求1的磁性开关(10),其特征在于:所述本体(16)为磁性的,并且浮子(18)和触头(20a,20b)均为一金属元件或均包含一金属元件。
5.根据权利要求1的磁性开关(10),其特征在于:所述本体(16)和触头(20a,20b)之间的磁性连接由永磁体(22)提供。
6.根据权利要求5的磁性开关(10),其特征在于:永磁体(22)被设置成靠近空腔(24)的另一端(24b)处的触头(20a,20b),并介于所述触头(20a,20b)之间。
7.根据权利要求1-6之一的磁性开关(10),其特征在于:壳体(12)包含用于关闭所述空腔(24)的盖子。
8.根据权利要求7的磁性开关(10),其特征在于:永磁体(22)和触头(20a,20b)设置在盖子上。
9.根据权利要求3的磁性开关(10),其特征在于:永磁体由空腔(24)的另一端(24b)处的触头(20a,20b)组成。
10.根据权利要求1-6之一的磁性开关(10),其特征在于:空腔(24)的第一端(24a)含有接触油。
11.一种液位测量设备(30),用于箱体内流体或液态气体的液位测量,其特征在于:液位测量设备(30)包含细长的本体(32),其包括多个连接的电阻器,其中,根据权利要求1-11中的一个或多个的单独的磁性开关(10)连接在位于所述多个连接的电阻器之间的多个节点中,并且至少一个电阻器(34)被设置在每两个相邻的开关(10)之间,以便当一个或多个所述开关(10)闭合时提供闭合电路,并且,每一磁性开关(10)适合于被单独驱动。
12.根据权利要求11的液位测量设备(30),其特征在于:磁性开关(10)被设置在细长本体(32)的不同区域的不同距离处,设置成提供不同的但足够并希望的液位测量精度。
13.根据权利要求11或12的液位测量设备(30),其特征在于:磁性浮子(18)围绕细长的本体(32)设置,磁性浮子(18)适合于通过箱体内的流体或液态气体而移动。
14.根据权利要求11或12的液位测量设备(30),其特征在于:磁性开关(10)的壳体(12)设置在液位测量设备(30)上,以使细长的空腔(24)沿液位测量设备的纵向垂直延伸,或者以一角度延伸。
15.根据权利要求1-10中的一个或多个的磁性开关(10)的用途,其中,磁性开关(10)包含在用于车辆、船、固定油箱的箱体测量设备中。
16.根据权利要求11-14中的一个或多个的液位测量设备(30)的用途,其中,液位测量设备(30)被设置在车辆、船、固定油箱的箱体内,并且用于测量箱体内的油位,并包含在箱体测量设备中。
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