CN102607657B - 液位检测设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种液位检测设备。电阻板具有布置在其中的多个细长导电段。浮子构造成取决于要测量的液位的位移向上和向下移动。浮动臂具有装接于浮子的一端和以可旋转的方式被支撑成响应于浮子的向上和向下运动而旋转的另一端。触点构造成与浮动臂取决于液位的旋转相关联地在多个导电段上滑动。多个导电段包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段和由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段。
Description
相关申请的交叉引用
2011年1月24日提交的日本专利申请No.2011-012180和2011年4月21日提交的日本专利申请No.2011-095301的包括说明书、附图和权利要求的公开在此以参考的方式全文并入。
技术领域
本发明涉及一种液位检测设备，并且更特别地，涉及一种通过检测储存在用于诸如汽车和飞机的运输装置的燃料箱中的液体的液位来自动地检测其剩余量的液位检测设备。
背景技术
先前已知一种用于检测例如汽车的燃料箱内的液位的液位检测设备，其中浮子随着液位而向上和向下移动，使得浮动臂在电阻板上滑动，因而将液位转化成电位差，从而检测液位。
在此，将描述液位检测设备的示例。图1是图示用于根据本发明和现有技术的液位检测设备的传感器的构造的电气方框图。图2是图示根据本发明和现有技术的液位检测设备的构造的示意图。图3是图示根据本发明和现有技术的传感器中的可变电阻器的构造的示意图。
液位检测设备1的传感器2包括可变电阻器3，该可变电阻器3通过允许如下所述的触点19和20与气密容器内部T中的液位的变化相关联地移动来改变电阻值。可变电阻器3串联连接至固定电阻器7，并继而连接至将预定的电压施加于可变电阻器3和固定电阻器7的电源电路4。
如图2和3所示，传感器2包括：装接于本体框架12的电阻板13；以及连接于浮动臂11的基端的滑动接触元件14，该浮动臂11还具有装接于浮子10的而被构造成通过相对于液体的浮力浮在液体的表面上的末端。传感器2的电阻板13设置有第一导电布图15和第二导电布图16。这些第一和第二导电布图15和16绕浮动臂11的旋转轴线21彼此平行布置成弧状形状。输入/输出导电部分17连接于第一导电布图15的一端，而输入/输出导电部分18连接于第二导电布图16的一端。
第一导电布图15由以预定的间隔沿弧状形状的周向方向布置的多个细长导电段15a和使该导电段15a彼此电连接的电阻元件15b组成。此外，第二导电布图16由以预定的间隔沿弧状形状的周向方向布置的多个细长导电段16a和使该导电段16a彼此电连接的连接元件16b组成。
滑动接触元件14设置有彼此电连接的触点19和20。此外，位于浮动臂11的基端上的旋转轴线21连接于滑动接触元件14。通过允许浮在液体的表面上的浮子10根据从满箱状况下的液位消耗的液体的量向下移动，浮动臂11沿图3中的箭头Y的方向绕作为支撑点的旋转轴线21枢转。响应于浮动臂11这样的枢转，滑动接触元件14同样沿图3中的箭头Y的方向旋转。通过滑动接触元件14这样的旋转，触点19和20中的每个触点均在分别设置于第一导电布图15和第二导电布图16上的导电段15a和16a中的每个导电段上滑动并与所述导电段电接触。结果，改变介于连接至第一导电布图15的输入/输出导电部分17与连接至第二导电布图16的输入/输出导电部分18之间的电路中的电阻元件15b的长度，并因而改变电路的电阻值(即改变图1中的可变电阻器3的电阻值)。如上所述，可变电阻器3由第一导电布图15、第二导电布图16和滑动接触元件14组成。
由传感器2检测当电压被施加于可变电阻器3时引起的输入/输出导电部分17与18之间的电位差，并且传感器2的输出信号被发送至处理电路5。然后，处理电路5基于传感器2的输出信号在诸如量规6的指示装置上以模拟或直方图方式显示液体的剩余量。同时，固定电阻器可设置在用于将量规6连接于处理电路5的导线上的量规6中。
在这样的液位检测设备中，通常将银钯(AgPd)合金、银铜(AgCu)合金、银镍(AgNi)合金等用作触点的材料。导电段例如由银钯(AgPd)粉末与玻璃的混合物制成，并且通过将银粉、钯粉和玻璃粉混合以形成糊料、将获得的糊料印刷在电阻板上、干燥然后烧结制成。
然而，该液位检测设备可用于将诸如乙醇和甲醇的电解质(酒精)本身或包含这样的电解质的汽油用作燃料的汽车的燃料箱。银(Ag)具有较低的电阻和极好的传导性，但包含这样的银的触点和导电段可被燃料中的硫成分、水、酒精成分等损坏或腐蚀，从而由于差的导电导致不能进行测量或者产生错误的值的障碍。此外，由于目前世界的燃料情形，利用各种混合燃料的可能性提高，因而，需要提供一种能防止这样的障碍的可靠的燃料系统。因此，为了防止导电段和触点的损坏和腐蚀，已知其中导电段上触点所滑动的部分涂有含金(Au)合金的技术(例如参见专利文献1和2)。
专利文献1：JP-A-2003-287456
专利文献2：JP-A-2009-162694
根据专利文献1和2的技术对导电段的耐损坏性和耐腐蚀性有影响，但由于涂层随着时间的经过而变薄，所以倾向于不提供足够的影响有效性。另外，为了获得足够的耐损坏性和耐腐蚀性，需要包含大量的金(例如在导电段的情况下近似40的质量百分比或更高)，从而引起增加成本的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种液位检测设备，其中即使当在有诸如汽油的硫成分参与的情况下使用以及用于正常环境时，也能获得耐损坏性和耐腐蚀性，并能抑制该液位检测设备的制造成本。
也就是说，本发明的目的通过以下的(1)至(6)达到。
(1)一种液位检测设备，包括：电阻板，其具有布置在其中的多个细长导电段；浮子，其构造成取决于要测量的液位的位移向上和向下移动；浮动臂，其具有装接于浮子的一端和以可旋转的方式被支撑成响应于浮子的向上和向下运动而旋转的另一端；以及触点，其构造成与浮动臂取决于液位的旋转相关联地在多个导电段上滑动，其中多个导电段包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段和由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段。
(2)根据(1)所述的液位检测设备，其中包括至少一个第一段的第一段组和包括至少一个第二段的第二段组彼此交替布置。
(3)根据(1)或(2)所述的液位检测设备，其中第一段包括接触电阻板的基部和分别堆叠在基部上的顶部，并且其中基部由第一金属材料制成，而顶部由第二金属材料制成。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的液位检测设备，其中第二金属材料包含以质量计在95％以上的范围内的金(Au)。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的液位检测设备，其中第二金属材料包含玻璃成分。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的液位检测设备，其中第一金属材料包含金(Au)。
根据本发明，构成电阻板的多个导电段包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段和由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段。因此，能提供一种液位检测设备，其即使当用于包含大量的硫成分的汽油或用于具有混合在其中的各种成分的燃料时仍具有足够的耐损坏性和耐腐蚀性。具体地，导电段和触点通过彼此滑动经受非常小的磨损，因而可仅仅使第一金属材料掉下来，同时由于第二金属材料的磨损而脱离的金(Au)转移至滑动面。即，由于第二段的磨损而脱离的金(Au)转移至第一段的滑动面和触点。金(Au)的转移出现在导电段与触点之间。由于金(Au)转移至滑动面，所以能防止被硫成分的硫化物损坏、腐蚀、氧化等。因此，能更好地保持导电段与触点之间的接触传导性，使得能防止接触障碍。此外，金(Au)不需要用于整个导电段，从而相对于现有技术减少所使用的金的量。因此，可降低材料成本，从而降低液位检测设备的制造成本。
附图说明
在附图中：
图1是图示用于根据本发明和现有技术的液位检测设备中的传感器的构造的电气方框图；
图2是图示根据本发明和现有技术的液位检测设备的构造的示意图；
图3是图示根据本发明和现有技术的传感器中的可变电阻器的构造的示意图；
图4A和4B是图示根据本发明的液位检测设备的第一实施例的导电段的构造的示意图，其中图4A是导电段的局部放大视图，而图4B是沿图4A中的线Ⅳa-Ⅳa截取的剖视图；以及
图5A和5B是图示根据本发明的液位检测设备的第二实施例的导电段的构造的示意图，其中图5A是导电段的局部放大视图，而图5B是沿图5A中的线Ⅴa-Ⅴa截取的剖视图。
具体实施方式
此后，将详细描述本发明的各实施例。在参考图1、2和3的现有技术部分中详细描述了本发明的液位检测设备的基本结构，但将再次描述所述基本结构。
如图1所示，液位检测设备1的传感器2包括可变电阻器3，该可变电阻器3通过允许触点19和20如以下所描述地与气密容器内部T的液位的变化相关联地移动来改变电阻值。可变电阻器3串联连接于固定电阻器7，并继而连接于将预定的电压施加于可变电阻器3和固定电阻器7的电源电路4。
如图2和3所示，传感器2包括：本体框架12；装接于本体框架12的电阻板13；以及滑动接触元件14。该滑动接触元件14连接至浮动臂11的基端，该浮动臂11还具有装接于构造成通过相对于液体的浮力浮在液体的表面上的浮子10的末端。传感器2的电阻板13设置有第一导电布图15和第二导电布图16。这些第一和第二导电布图15和16绕浮动臂11的旋转轴线21彼此平行布置成弧状形状。输入/输出导电部分17在一侧连接于第一导电布图15的一端，而输入/输出导电部分18在另一侧连接于第二导电布图16的一端。
第一导电布图15由以预定的间隔沿弧状形状的周向方向布置的多个细长导电段15a和使该导电段15a彼此电连接的电阻元件15b组成。另外，第二导电布图16由以预定的间隔沿弧状形状的周向方向布置的多个细长导电段16a和使该导电段16a彼此电连接的连接元件16b组成。第一导电布图15与第二导电布图16彼此隔开。
滑动接触元件14具有绕浮动臂11的基端同心布置的两个框架。这两个框架分别设置有彼此电连接的触点19和20。此外，位于浮动臂11的基端上的旋转轴线21连接于滑动接触元件14。
通过允许浮在液体的表面上的浮子10根据从满箱状况下的液位消耗的液体的量向下移动，浮动臂11沿图3中的箭头Y的方向绕作为支撑点的旋转轴线21枢转。响应于浮动臂11这样的枢转，滑动接触元件14同样沿图3中的箭头Y的方向旋转。通过滑动接触元件14这样的旋转，触点19在设置于第一导电布图15上的导电段15a上滑动并与所述导电段15a电接触，触点20在设置于第二导电布图16上的导电段16a上滑动并与所述导电段16a电接触。结果，改变介于连接至第一导电布图15的输入/输出导电部分17与连接至第二导电布图16的输入/输出导电部分18之间的电路中的电阻元件15b的长度，并因而改变电路的电阻值(即改变图1中的可变电阻器3的电阻值)。如上所述，可变电阻器3由第一导电布图15、第二导电布图16和滑动接触元件14组成。
由传感器2检测当电压被施加于可变电阻器3时引起的输入/输出导电部分17与18之间的电位差，并且传感器2的输出信号被发送至处理电路5。然后，处理电路5基于传感器2的输出信号在诸如量规6的指示装置上以模拟或直方图方式显示液体的剩余量。同时，固定电阻器可设置在用于将量规6连接至处理电路5的导线上的量规6中。
根据本发明，如上所述布置的多个导电段15a和16a包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段和由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段。
图4A和4B是图示根据本发明的液位检测设备的第一实施例的导电段的构造的示意图，其中图4A是导电段的局部放大视图，而图4B是沿图4A中的线Ⅳa-Ⅳa截取的剖视图。
根据本发明的第一实施例，形成设置在电阻板13上的第一导电布图15的多个导电段15a包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段152和由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段154。如图4A和4B所示，第一段152和第二段154大体上彼此平行并交替地布置，并总体上形成弧状形状(参见图3)。
当第一金属材料至少包含银(Ag)和钯(Pd)时，可提高第一段152的硬度，以获得耐磨性，并且可形成具有极好的传导性的导电布图。
根据本发明，可向第一金属材料添加金(Au)。通过这样添加的金(Au)，能获得对诸如汽油的燃料具有较高的耐损坏性和耐腐蚀性的液位检测设备。
其间，如果不会不利地影响本发明的效果，则可向第一金属材料添加其他金属材料。其他的金属材料例如包括钴(Co)、镍(Ni)、钌(Ru)、铜(Cu)和铂(Pt)。可单独地或以两种以上金属材料的组合的方式使用其他的金属材料。
形成第二段154的第二金属材料主要包含金(Au)。优选地包含以质量计在95％以上的范围内、更优选地以质量计在98％以上的范围内的金(Au)。
当在第二金属材料中包含以质量计在95％以上的范围内的金(Au)时，能显著提高耐损坏性和耐腐蚀性。
优选地，第二金属材料附加地包含玻璃成分。由于玻璃成分的存在，所以能实现提高导电段的硬度的效果。玻璃成分例如包括硼硅酸铅玻璃和氧化铋玻璃。
根据本发明，如果不会不利地影响本发明的效果，则可向第二金属材料添加其他金属材料。其他的金属材料例如包括钴(Co)、镍(Ni)、钌(Ru)、铜(Cu)和铂(Pt)。可单独地或以两种以上金属材料的组合的方式使用其他的金属材料。在第二金属材料中优选地包含以质量计在5％以下的范围内的其他金属材料。
现在，将描述用于形成导电布图的方法。
首先，将第一金属材料的粉末与溶剂中的粘合剂混合，以形成第一金属材料的糊料。以诸如丝网印刷的任何手段将糊料印刷在电阻板13上，而后干燥。在该情况下，在保留将形成第二段的位置的空间的同时印刷以糊料形式制备的第一金属材料。
接下来，将第二金属材料的粉末与溶剂中的粘合剂混合，以形成第二金属材料的糊料。类似地，以诸如丝网印刷的任何手段将糊料印刷在电阻板13中的将形成第二段的位置上。然后，进行干燥处理。
最后，烧结整个电阻板，从而形成其中布置有第一段和第二段的导电布图。
如上所述，根据本发明的第一实施例，由于第二段154的磨损而脱离的金(Au)转移至第一段152的滑动面，使得能防止被硫成分的硫化物损坏、腐蚀、氧化等。因此，能更好地保持导电段15a与触点19之间的接触传导性，使得能防止接触障碍。另外，脱离的金(Au)还被转移至被滑动磨损的触点19，从而还有助于防止接触障碍。此外，由于第一段152由包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成，所以金(Au)不需要用于整个导电段15a，从而相对于现有技术减少所使用的金的量。
同时，根据本发明，形成第二导电布图16的导电段16a可类似地包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段和由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段。在该情况下，可进一步提高液位检测设备的耐损坏性和耐腐蚀性，从而抑制该液位检测设备的制造成本。
图5A和5B是图示根据本发明的液位检测设备的第二实施例的导电段的构造的示意图，其中图5A是导电段的局部放大视图，而图5B是沿图5A中的线Ⅴa-Ⅴa截取的剖视图。
类似地，根据本发明的第二实施例，形成设置于电阻板13上的第一导电布图15的多个导电段15a包括多个第一段152和多个第二段154。第一段152和第二段154大体上彼此平行并交替地布置，并总体上形成弧状形状(参见图3)。
根据第二实施例，如图5A和5B所示，当在与第一段152的纵向方向垂直的剖视图中看时，第一段152包括与电阻板13接触的基部157和分别堆叠在基部157上的顶部155。基部157由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成，而还可与触点接触的顶部155由主要含金(Au)的第二金属材料制成。
根据第二实施例，对于第一金属材料和第二金属材料，可使用与根据第一实施例的第一金属材料和第二金属材料相同的材料。
根据用于形成第二实施例的导电布图的方法，首先，将第一金属材料的粉末与溶剂中的粘合剂混合，以形成第一金属材料的糊料。以诸如丝网印刷的任何手段将糊料印刷在电阻板13中的将形成第一段152的位置上。然后，进行干燥处理。在该情况下，以比实际完成时的第一段152的高度低的涂布厚度印刷第一金属材料。
接下来，将第二金属材料的粉末与溶剂中的粘合剂混合，以形成第二金属材料的糊料。类似地，以诸如丝网印刷的任何手段将糊料印刷在第一金属材料的顶部和将形成第二段154的位置上。在该情况下，如图5B所示，优选地印刷第二金属材料，使得当在与第一段152的纵向方向垂直的剖视图中看时，第一段152与第二段154分别具有相同的高度a。
然后，进行干燥处理，并烧结整个电阻板。结果，形成其中布置有第一段和第二段的导电布图。
如上所述，根据本发明的第二实施例，由于形成顶部155的第二金属材料的磨损而脱离的金(Au)转移至导电段15a的滑动面和触点19，使得能防止被硫成分的硫化物损坏、腐蚀、氧化等。因此，能更好地保持导电段15a与触点19之间的接触传导性，使得能防止接触障碍。另外，脱离的金(Au)还转移至被滑动磨损的触点19，从而还有助于防止接触障碍。此外，由于基部157由第一金属材料制成，所以能总体上提高第一段152的耐磨性。此外，金(Au)不需要用于整个导电段15a，从而相对于现有技术减少所使用的金的量。同时，由于第一段152和第二段154分别具有近似相同的高度a，所以能提高对触点的耐硫化性和接触稳定性，从而充分地实现以上效果。
根据本发明，触点19和20可由银钯(AgPd)合金、银铜(AgCu)合金、银镍(AgNi)合金、银铜镍(AgCuNi)合金等制成。
触点19、20通过如下方式制成：制备熔融合金(锭)、由锭形成棒或杆、利用模具将所得的棒或杆拉丝、然后使所得的导线具有预定的直径。
根据本发明，由于第二段的磨损而脱离的金(Au)同样附着于被滑动磨损的触点19和20。通过这样的作用，能防止接触障碍。
此外，由于能减少所使用的贵重黄金的量，所以能降低对于每个构件的材料成本，从而抑制液位检测设备的制造成本的提高。
同时，本发明不局限于以上的实施例，但可以任何方式布置第一段和第二段，使得包括至少一个第一段的第一段组和包括至少一个第二段的第二段组可彼此交替地布置。例如，可邻接多排第一段来布置一排第二段，或者可邻接多排第一段来布置多排第二段。
Claims (5)
1.一种液位检测设备，包括：
电阻板，其中布置有多个细长导电段；
浮子，其构造成根据要测量的液位的位移向上和向下移动；
浮动臂，其具有装接于所述浮子的一端和以可旋转的方式被支撑成响应于所述浮子的向上和向下运动而旋转的另一端；以及
触点，其构造成与所述浮动臂根据所述液位的旋转相关联地直接在所述多个导电段的滑动面上滑动，
其中，所述多个导电段包括由至少包含银(Ag)和钯(Pd)的第一金属材料制成的多个第一段，以及由主要含金(Au)的第二金属材料制成的多个第二段，
其中，所述第一段的表面材料与所述第二段的表面材料不同，并且
其中，所述第一段和所述第二段彼此平行并交替地布置，使得随着所述触点在所述多个导电段上滑动，由于所述第二段的滑动面的磨损而脱离的金的一部分转移至所述第一段的滑动面。
2.根据权利要求1所述的液位检测设备，
其中所述第一段包括接触所述电阻板的基部，以及分别堆叠在所述基部上的顶部，并且
其中所述基部由所述第一金属材料制成，而所述顶部由所述第二金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的液位检测设备，其中所述第二金属材料包含以质量计在95％以上的范围内的金(Au)。
4.根据权利要求1所述的液位检测设备，其中所述第二金属材料包含玻璃成分。
5.根据权利要求1所述的液位检测设备，其中所述第一金属材料包含金(Au)。
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