CN103674180B - 具有气泡脱落反射器的液位测量系统 - Google Patents

具有气泡脱落反射器的液位测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103674180B
CN103674180B CN201310399142.5A CN201310399142A CN103674180B CN 103674180 B CN103674180 B CN 103674180B CN 201310399142 A CN201310399142 A CN 201310399142A CN 103674180 B CN103674180 B CN 103674180B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflector
target
tachymeter
top end
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310399142.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103674180A (zh
Inventor
B.R.克莱恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Simmonds Precision Products Inc
Original Assignee
Simmonds Precision Products Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Simmonds Precision Products Inc filed Critical Simmonds Precision Products Inc
Publication of CN103674180A publication Critical patent/CN103674180A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103674180B publication Critical patent/CN103674180B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2962Measuring transit time of reflected waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications

Abstract

一种反射器靶包括限定锥形反射器表面的反射器。所述反射器包括顶端开口以及相对的底部开口,其中所述底部开口的周长大于所述顶端开口的周长。所述锥形反射器表面在所述开口之间延伸,所述开口在其之间形成锥形通路。所述锥形反射器表面被配置成经通过所述顶端开口出来的气泡沿所述反射器表面的移动而抵抗表面气泡在所述反射器表面上的累积。

Description

具有气泡脱落反射器的液位测量系统
技术领域
本发明涉及用于液位测量系统中的反射器,如用于燃料箱中的反射器,特别是使气泡脱落的反射器。
背景技术
在本领域中,已知具有多种装置以监控和检测液位,例如,用于确定燃料箱中剩余的燃料液位。许多这种装置都包括用于确定液位的超声波信号。通常,这种超声波液位测量系统采用超声波反射器以防在燃料箱已满的情况下造成信号损失,从而帮助校准计量器、通过流体测量声音的速度和/或作为稳水器上的盖子。
图2-3示出代表现有技术的一种超声波液位测量系统1。超声波液位测量系统1通常包括转换器8,其被配置成从流体存储箱或容器的底部向流体表面发送和接收超声波信号10。在流体表面,声音通常反射回转换器8。通过监控信号离开并返回至转换器8所用的时间并连同通过流体所知道的声音速度,可能测量出从流体表面至转换器8的距离。例如,能够使用这种技术以确定飞机燃料箱3中的燃料液位。通常,转换器8位于或靠近飞机燃料箱3的底部,从而在燃料箱中在一个液位范围内监控液位。
图3示出图2所示的超声波液位测量系统1中代表现有技术的超声波反射器。为此,超声波反射器通常包括反射器靶4,其位于与超声波发送和接收转换器8相距预定距离D的位置上。通常,反射器靶4为按着与超声波束正交的方式定位的平的金属片。反射器靶4可定位于稳水器2中作为盖子或独立于稳水器2而定位。
作为超声波液位测量系统1的一部分,图2示出代表现有技术的稳水器2。稳水器2为置于能够与平的反射器靶4一同使用的流体中的中空管。对于从流体存储器的底部发送超声波信号10的系统(如飞机燃料箱3)来说,稳水器2在转换器8上相对齐并从存储器的底部延伸至存储器的顶部。稳水器2引导超声波信号10、防止产生源自箱结构的回波、减少转换器8上的液位晃动、使液面的波纹平静下来并减少源自超声波信号10通路的气泡和碎屑。
一些稳水器2使用反射器靶4作为其顶端的盖子以确保当液位高于稳水器2的顶部时,将信号反射回转换器8。在不具有这种反射器靶4的盖子时,当液位高时(例如,当箱3完全充满燃料时),一旦超声波信号10离开稳水器2,其可能无法被反射回转换器8,从转换器8发送的信号直接离开箱3而不会被反射回去,从而导致信号损失。这样的信号损失是不宜的,这是因为它能与转换器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会采集在反射表面6上的气泡,其会减少、扭曲或消除返回的超声波脉冲。此外,由于需要进行精确对齐,平的反射表面6的形状限制在流体存储容器中定位选项的反射器靶4。
反射器也用在超声波液位测量系统1中以当作测速仪靶。设置与超声波发送和接收转换器相距已知距离的浸没式测速仪靶可用于测量流体中的声音速度,从而改善在超声波液位测量系统中的液位监控。测速仪可位于与液位计共同的稳水器中或独立的稳水器中。在本领域中,已知测速仪为浸没在流体中的平的金属表面。平的测速仪靶具有与上面提及的平的反射器盖子所具有的类似缺点。典型地,当平的测速仪靶位于稳水器外部时,其会造成更多的缺点,这是因为稳水器将不再引导超声波信号。当位于稳水器外部时,将平的靶与转换器相对齐则更加关键。
对于其预期目的来说,这种常规的方法和系统一般被认为是令人满意的。然而,在本领域中仍然需要允许改进性能(包括实现更好的精度和一致的对齐)的超声波液位测量系统。在本领域中还需要这种容易制造和使用的反射器。本发明提供了针对这些问题的解决方案。
发明内容
本发明涉及一种新型和有用的使气泡脱落的反射器靶(reflector target)。反射器靶包括限定锥形反射器表面的反射器。反射器包括顶端开口以及相对的底部开口,其中底部开口的周长大于顶端开口的周长。锥形反射器表面在开口之间延伸,且开口在其之间形成锥形通路。锥形反射器表面被配置成经通过顶端开口出来的气泡沿反射器表面的移动而抵抗表面气泡在反射器表面上的累积。
根据某些实施方案,锥形反射器表面可为截断的45度圆锥形或截断的角锥棱镜形。锥形反射器表面可形成于圆柱形盖子中。顶端开口和底部开口可相对齐,从而使底部开口的中心和顶端开口的中心限定垂直轴,例如,使顶端开口被设置为沿垂直轴高于底部开口。
反射器靶可被设置于稳水器中,稳水器包括限定垂直轴并具有第一端和第二端的中空管。稳水器被配置成减少流体中的表面液位的变化。锥形反射器表面的底部开口可面向稳水器的第一端,且锥形反射器表面可被配置成允许流体从反射器表面的底部开口流经稳水器而到达反射器表面的顶端开口。反射器靶可适于并被配置成用于燃料箱中以将从转换器发送的信号反射回原点。也可考虑将反射器靶配置成用作液位测量系统中的测速仪靶。液位测量系统可以是被配置成发送和接收信号的转换器。测速仪靶位于距转换器预定距离的位置上以确定其中浸没有测速仪的液体中声音的速度。
本发明还包括液位测量系统。该系统包括被配置成发送和接收信号的转换器和稳水器,如上所述,稳水器与转换器操作性相联以引导转换器所发送和接收的信号。该系统还包括反射器靶,如上所述,反射器靶被安装在稳水器中与转换器相距预定距离的位置上。
根据某些实施方案,液位测量系统可包括被配置成用作测速仪靶的反射器靶。如上所述,测速仪靶类似于反射器靶。如锥形反射器表面一样,锥形测速仪表面被配置成经通过顶端开口出来的气泡沿锥形测速仪表面的移动而抵抗表面气泡在锥形测速仪表面上的累积。然而,测速仪靶在尺寸上和比例上可不同于反射器靶。此外,测速仪靶的顶端开口的周长可大于反射器靶的顶端开口的周长。
根据液位测量系统的某些实施方案,如上所述,锥形测速仪表面为45度圆锥形表面且反射器的顶端和底部开口均为圆形。圆形顶端开口和圆形底部开口的中心可沿垂直轴相对齐。测速仪靶可沿垂直轴位于反射器靶的下方,即更接近于转换器的位置以测量声音的速度。测速仪反射器的锥形测速仪表面被配置成将信号中的一部分反射回转换器并减少表面气泡在锥形测速仪反射器表面上的累积。
对于本领域的技术人员来说,本发明的系统和方法的这些和其它特征将通过下面对优选实施方案的详细描述并结合附图而变得更加显而易见。
附图说明
因此,无需过多的实验,本发明所属领域的技术人员将很容易地理解如何制造和使用本发明的装置和方法,下面将参照某些附图对其优选实施方案进行详细的描述,其中:
图1为飞机的透视图;
图2为在图1所示飞机中的燃料箱的横截面图,其显示了现有技术中的超声波液位测量系统;
图3为图2所示系统中稳水器的放大的横截面图,其显示了在平的反射器靶上的气泡累积;
图4为根据本发明构造的超声波反射器靶的示例性实施方案的透视图,其显示了设置于稳水器中的超声波反射器靶;
图5为图4所示的超声波反射器靶和稳水器的分解透视图,其显示了靶的锥形反射器表面;
图6为图4所示稳水器中的超声波反射器靶的横截面图,其示出具有从反射器表面脱落的气泡的流体存储箱;
图7为根据本发明构造的超声波液位测量系统的示例性实施方案的透视图,其示出在流体存储箱中;
图8为图7所示的超声波液位测量系统的横截面图,其示出了在稳水器中超声波反射器靶和超声波测速仪靶的示例性实施方案;
图9为示出图8所示的测速仪靶的超声波液位测量系统的部分分解透视图;
图10为图8所示的超声波液位测量系统的放大的横截面正视图,其示出了使气泡脱落的超声波测速仪靶;
图11为图10所示的超声波测速仪靶的放大的横截面正视图,其示出了超声波测速仪靶正接收和反射的超声波信号;
图12为根据本发明构造的在超声波液位测量系统中的超声波测速仪靶的示例性实施方案的横截面正视图,其示出了设置于稳水器中的测速仪靶;
图13为根据本发明构造的去顶的超声波液位测量系统的横截面正视图,其示出了在不具备稳水器的流体存储箱中设置的超声波反射器靶和转换器;
图14为超声波液位测量系统的示例性实施方案的透视图,其示出了根据本发明构造的超声波反射器靶和测速仪靶;
图15为图14所示的超声波测速仪靶的放大的横截面正视图,其示出了正被超声波测速仪靶接收和反射的超声波信号中的一部分;
图16为根据本发明构造的截断的角锥棱镜形超声波靶的示例性实施方案的透视图;
图17为图16所示超声波反射器靶的横截面正视图,其示出了浮在流体表面的反射器靶,且转换器被设置于流体存储器中;以及
图18为图16所示超声波反射器靶的横截面正视图,其示出了浮在流体表面的反射器靶,且转换器被设置于流体存储器的外部。
具体实施方式
现在将参照附图,其中相似的参考数字识别本发明相似的结构特征或方面。为了解释和说明而非限制,在图4中示出根据本发明的超声波反射器靶的示例性实施方案的局部视图并一般由参考字符100所标出。图5-18提供根据本发明的超声波反射器靶的其他实施方案或其方面,下面将进行描述。本发明的系统和方法可用于改善对流体存储箱(如飞机燃料箱)中的液位的监控和检测。
超声波反射器靶100被安装至稳水器102。靶100包括限定锥形反射器表面106的反射器104,如图5所示。反射器104包括顶端开口103以及相对的底部开口101,其中底部开口101向稳水器102的一侧逐渐变细且具有比顶端开口103更大的周长。锥形反射器表面106在两个开口之间延伸,且两个开口在其之间形成锥形通路105,如图6所示。锥形反射器表面106被配置成通过促进通过顶端开口103出来的气泡沿反射器表面106的移动而抵抗表面气泡在反射器表面106上的累积。
参照图5,锥形反射器表面106为截断的45度圆锥形。本领域的技术人员将很容易地理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,锥形反射器表面106也可形成为截断的角立方形,如角锥棱镜形。锥形反射器表面106减少或消除了将反射器靶100与转换器8进行完全对齐的需要。即使反射器表面106和转换器8由于反射器表面106的锥形形状未沿轴线A进行完美的垂直对齐,锥形反射器表面106也可将至少部分的超声波信号反射回转换器8。虽然上述示例性上下文具有45度的锥形表面,本领域的技术人员将很容易地理解与45度的偏差也可提供示例性的信号返回。
进一步参照图5,锥形反射器表面106形成于圆柱形盖子107中。如图5所示,圆柱形盖子107设置于稳水器102中,但也可被安装至位于稳水器102外部的箱上。本领域的技术人员将很容易理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,锥形反射器表面106不一定非要形成于圆柱形盖子107中,可改为形成于薄壁圆锥体中。
现在参照图6,顶端开口103和底部开口101相对齐,从而使底部开口101的中心和顶端开口103的中心限定垂直轴A,例如,使顶端开口103被设置为沿垂直轴A高于底部开口101。本领域的技术人员将很容易理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,底部开口101可以是任何合适的形状以匹配稳水器的内表面,且顶端开口103可以是圆形以匹配45度截断的圆锥形且可以是三角形以匹配截断的角锥棱镜形。
继续参照图6,超声波反射器靶100被设置于稳水器中102,其中空管限定垂直轴A。流体表面发生晃动且呈波状,特别是在移动的车辆,如飞机中。稳水器102被配置成减少流体中的表面液位的变化、引导超声波信号并减少源自超声波信号通路的气泡和碎屑。
参照图7,超声波液位测量系统109包括被配置成发送和接收超声波信号的转换器108和如上所述的稳水器102。稳水器102与转换器108操作性地相联以引导转换器108所发送和接收的超声波信号。稳水器102包括第一端110和第二端112。反射器靶100的底部开口101面向稳水器102的第一端110,而顶端开口103则背向第一端110。该系统还包括超声波反射器靶100,如上所述,其被安装在稳水器中102与转换器108相距预定距离的位置上。
现在参照图8,锥形反射器表面106被配置成允许流体从反射器表面106的底部开口101流经稳水器102而到达反射器表面106的顶端开口103。这允许使气泡脱落而非在反射器表面106上累积气泡。
还可以考虑将相似类型的超声波反射器靶配置成用作测速仪靶200。测速仪靶200为液位测量系统109的一部分且被配置成和适于从转换器108接收超声波信号210并将部分超声波信号212返回至转换器108。测速仪靶200位于稳水器102中与转换器108相距预定距离的位置上,在这个位置上其更适宜一直都保持在被浸没的状态。这允许测速仪监控液体中声音的速度,而无论液位如何。
测速仪靶200包括限定锥形测速仪表面206的测速仪反射器204。测速仪反射器204包括顶端开口203和相对的底部开口201,其中底部开口201的周长大于顶端开口203的周长,且底部开口201面向稳水器102的中空管的第一端110,而锥形测速仪表面206在开口201和203之间延伸,开口201和203在两个开口201和203之间形成锥形通路205,很大程度上都如上所述。测速仪靶200沿垂直轴A位于反射器靶100的下方,即更接近于转换器108的位置。
参照图8-9,锥形测速仪表面206为45度锥形表面,且测速仪反射器204的顶端203和底部开口201均为圆形。圆形顶端开口203和圆形底部201开口的中心沿垂直轴A相对齐。
继续参照图8-9,本领域的技术人员将很容易地理解,锥形测速仪表面206可以改变表面积大小且不必是45度的圆锥形。例如,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,锥形测速仪表面206可形成截断的角锥棱镜形。测速仪靶200的顶端开口203的周长可大于反射器靶100的顶端开口103的周长。本领域的技术人员将很容易理解,可通过稳水器的内径以及测速仪靶200必须允许大多数的超声波通过但必须具有足够大的锥形测速仪表面206以返回部分信号的情况而确定底部开口201。此外,本领域的技术人员很容易理解,锥形测速仪表面206的大小也取决于转换器的束形、测速仪至转换器的距离以及电子学。
如图9所示,锥形测速仪表面206形成于坚固的圆柱形盖子207中。本领域的技术人员将很容易理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可在不用圆柱形盖子207的情况下使用锥形测速仪表面206,例如,使用薄壁圆锥体。
参照图10,锥形测速仪表面206被配置成经通过顶端开口203出来的气泡沿锥形反射器表面206的移动而抵抗表面气泡在锥形测速仪表面206上的累积。在图11中,示出测速仪反射器204的锥形测速仪表面206将超声波信号中的一部分反射回转换器108并减少表面气泡在锥形测速仪表面206上的累积。锥形测速仪表面206被配置成反射超声波信号210并将部分超声波信号212返回至发送/接收转换器108,而超声波信号210的其余部分则通过顶端开口203,沿稳水器102向上至锥形反射器表面106或液面,以较低者为准。这允许超声波液位测量系统109使用相同的转换器108进行液位和声音速度的测量,这是因为测速仪靶200仅将超声波信号210中的一部分212反射回转换器108。超声波信号210的其余部分则从液面被反射回转换器108。或者,如图8所示,在表面液位超出反射器表面106的情况下,从锥形反射器表面106被反射回转换器108。这就确保了超声波信号210总是能返回转换器108。
现在参照图12,示出测速仪的另一示例性实施方案,其中测速仪靶300位于稳水器302中与专用发送/接收转换器308相距预定距离的位置上。在该实施方案中,示出的测速仪反射器304的锥形测速仪表面306大于图8-11所示的锥形测速仪反射器206。与图8-11不同的是,如图12所示,测速仪表面306利用其自身的发送和接收转换器。因此,源自转换器308的超声波信号无需通过测速仪反射器304的顶端开口303。待发送/接收转换器308接收的唯一的信号是从测速仪表面306所返回的。
参照图13,示出超声波液位测量系统409的另一实施方案。在该实施方案中,超声波液位测量系统409包括具有限定锥形反射器表面406的反射器404的超声波反射器靶400。反射器404包括顶端开口403和相对的底部开口401,其中底部开口401的周长大于顶端开口403的周长。锥形反射器表面406在开口之间延伸,该开口于其之间形成锥形通路405。锥形反射器表面406被配置成经通过顶端开口403出来的气泡沿反射器表面406的移动而抵抗表面气泡在反射器表面406上的累积,如上所述。与图5-8所示的实施方案形成对比,超声波液位测量系统409为去顶系统且不包括稳水器,例如稳水器102,但其却通过托架402或任何其他合适的工具被固定至液体存储器的顶部。
进一步参照图13,超声波反射器靶400具有专用转换器408。转换器408和超声波反射器靶400的中心不需要沿同一垂直轴B相对齐。即使有些未对齐,由于反射器表面406的形状,锥形反射器表面406也可将超声波信号中的至少一部分反射回转换器408。虽然示出的反射器404为截断的45度圆锥形反射器,但当未使用稳水器时,使用截断的角锥棱镜形是有利的,这是因为当信号未对齐时,截断的角锥棱镜可以更好地将信号反射回转换器。
本领域的技术人员将很容易理解,测速仪靶300、稳水器302和转换器308可与反射器靶400、转换器408和超声波液位测量系统409一同使用以进行测速仪增强的液位测量。每个反射器靶300和400均与其各自的发送和接收转换器308、408一起运行。稳水器302可与测速仪靶300和转换器308一起设置在流体存储箱中的一部分中,而反射器靶400和转换器408可设置于流体存储器中的另一部分中。
现在参照图14,示出测速仪靶500的另一示例性实施方案以及超声波反射器靶800。在该实施方案中,测速仪靶500与图8-11所示的测速仪靶200相类似。但是,在图14所示的实施例中,测速仪靶500被固定至转换器508上的托架502。超声波反射器靶800类似于图13所示的超声波反射器靶400。但是,在图14所示的实施方案中,反射器靶800和托架802的相对尺寸和比例不同于图13所示的那些。即使有些未对齐,由于反射器表面506的斜坡,锥形反射器表面506也会将超声波信号中的至少一部分反射回转换器508。本领域的技术人员将很容易理解,测速仪和反射器靶100、200、300、400、500和800可以变化,只要其各自的反射器表面106、206、306、406、506和806为45度锥形或为截断的角锥棱镜形即可。
参照图15,示出图14放大的横截面图。放大的横截面图示出锥形测速仪表面506,其被配置成反射信号510并将部分信号512返回至转换器508,而信号510的其余部分则通过顶端开口503至反射器表面806。示意性地描绘出信号510和512。当流体的表面液位高于超声波反射器800时,如图15所示,从超声波反射器表面806反射信号510且返回的信号514被反射回转换器508。
如图16所示,超声波反射器靶600的另一实施方案包括限定形状为截断的角锥棱镜形的锥形反射器表面606的反射器604。反射器604包括顶端开口603和相对的底部开口601,其中底部开口601的周长大于顶端开口603的周长。锥形反射器表面606在底部开口601和顶端开口603之间延伸,在其之间形成锥形通路605。锥形反射器表面606被配置成经通过顶端开口603出来的气泡沿反射器表面606的移动而抵抗表面气泡在反射器表面106上的累积。
参照图17,在超声波反射器靶600上安装有浮子610。浮子610允许将超声波反射器靶600布置于流体存储箱中而无需附接至稳水器或用托架托至箱上。此外,浮子610允许超声波反射器靶600随流体液位上升和下降。随上述实施方案的不同,这种情况会有所变化,在上述实施例中,超声波反射器靶100、400和800被设置于与转换器108、408和808相距预定距离的位置上。本领域的技术人员将很容易理解,浮子610可与其他超声波反射器(例如超声波反射器靶100和400)一同利用。
再参照图17,示出稳水器602和转换器608。稳水器602被用于引导超声波反射器靶600并确定超声波反射器靶600基本上保持位于转换器608上的中心位置。转换器608位于流体存储箱内。本领域的技术人员将很容易理解,稳水器(例如稳水器602)不是在所有情况下都是必要的,例如,反射器靶600可在不具有稳水器602的情况下漂浮在流体表面,这是因为截断的角锥棱镜形被配置成尽管在未对齐的情况下,也可将信号返回至转换器608。
参照图18,示出图17所示的超声波反射器靶600。但是,如图18所示,转换器708位于流体存储箱的外部。尽管超声波信号是从位于流体存储箱外部的转换器708所发送出的,一旦其位于流体存储箱中时,其可能弱于从处于箱中的转换器608所发送出的信号。甚至,反射表面606能够返回源自箱外的弱超声波信号。尽管弱化的所接收到的信号给出反射器的几何学和气泡脱落,与源自流体表面的反射相比,反射器表面606的截断的角锥棱镜形给出强烈的返回信号。
再参照图18,在箱的外部定位转换器(例如转换器708)的超声波液位测量系统709消除了电线将能量带入含有燃料或其他可燃物的流体存储器中的危险。通过流体存储箱壁的超声波信号的传输能够扭曲、对偏和削弱其振幅。但是,超声波反射器靶600将提供改善的反射性能,尽管是弱化的超声波信号。
参照图16-18,靶的组成必须具有显著不同于液体的声阻抗以保证强反射性。一般来说,声阻抗与材料的密度相关。金属(如铝)比大多数液体的密度更大且是不错的选择,可是密度较大的金属将给出边际改进。在阻止在箱中使用导电材料的情况下,可使用密集的塑料或陶瓷。液体-至-空气(或真空的)界面也会给出良好的反射性,这是因为空气密度小于液体。例如,封装空气的塑料超声波反射器靶600可用作反射器。
虽然在使用超声波信号反射器和超声波信号液位测量系统的示例性上下文中进行了上面的描述,本领域的技术人员将很容易理解,各种信号(例如,微波射频信号或光信号)也可进行使用。
本发明的实施方案所提供的优点包括锥形反射器表面(例如反射器表面106),其经通过顶端开口出来的气泡沿反射器表面的移动而抵抗表面气泡在反射器表面上的累积。随着减少了气泡累积,不太可能减少、扭曲或消除超声波信号,从而减少了不希望的信号损失的可能性。此外,由于锥形反射器表面,本发明的实施方案增加了在流体存储容器中靶定位选项。
如上所述以及在附图中所示的,本发明的方法和系统向超声波反射器提供优异的性能,包括气泡脱落反射表面。虽然已参照优选实施方案示出和描述了本发明的装置和方法,本领域的技术人员很容易理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可对本发明进行变化和/或修改。

Claims (16)

1.一种反射器靶,包括:
反射器,其限定锥形反射器表面,所述反射器包括顶端开口以及相对的底部开口,其中所述底部开口的周长大于所述顶端开口的周长,所述锥形反射器表面在所述顶端开口和底部开口之间延伸,所述顶端开口和底部开口在其之间形成锥形通路,其中所述锥形反射器表面被配置成经通过所述顶端开口出来的气泡沿所述反射器表面的移动而抵抗表面气泡在所述反射器表面上的累积,其中所述顶端开口和所述底部开口相对齐,从而使所述底部开口的中心和所述顶端开口的中心限定垂直轴,且其中所述顶端开口被设置为沿所述垂直轴高于所述底部开口。
2.根据权利要求1所述的反射器靶,其中所述锥形反射器表面为截断的45度圆锥形。
3.根据权利要求1所述的反射器靶,其中所述锥形反射器表面为截断的角锥棱镜形。
4.根据权利要求1所述的反射器靶,其中所述锥形反射器表面形成于圆柱形盖子中。
5.根据权利要求1所述的反射器靶,其中所述反射器靶被设置于稳水器中,所述稳水器包括限定垂直轴的中空管,所述中空管具有第一端和第二端,其中所述锥形反射器表面的所述底部开口面向所述稳水器的所述第一端,且其中所述锥形反射器表面被配置成允许流体从所述反射器表面的所述底部开口流经所述稳水器而到达所述反射器表面的所述顶端开口,其中所述稳水器被配置成减少流体中的表面液位的变化。
6.根据权利要求1所述的反射器靶,其中所述反射器靶适于并被配置成用于燃料箱中以将从转换器发送的超声波信号反射回原点。
7.根据权利要求1所述的反射器靶,其中所述反射器靶被配置成用作测速仪靶,其中所述测速仪靶被配置成用于液位测量系统,所述液位测量系统包括被配置成发送和接收信号的转换器,且所述测速仪靶位于距所述转换器预定距离的位置上。
8.一种液位测量系统,包括:
转换器,其被配置成发送和接收信号;
稳水器,其与所述转换器操作性相联且引导所述转换器发送和接收的信号,所述稳水器包括限定垂直轴的中空管,所述中空管具有沿所述垂直轴的第一端和第二端,其中所述稳水器被配置成减少流体中的表面液位的变化;以及
反射器靶,其被安装在所述稳水器中且与所述转换器相距预定距离,其中所述反射器靶被配置成允许流体流经所述稳水器,所述反射器靶包括限定锥形反射器表面的反射器,所述反射器包括顶端开口以及相对的底部开口,其中所述底部开口的周长大于所述顶端开口的周长,且其中所述底部开口面向所述中空管的所述第一端,所述锥形反射器表面在所述顶端开口和底部开口之间延伸,所述顶端开口和底部开口在其之间形成锥形通路,且其中所述锥形反射器表面被配置成经通过所述顶端开口出来的气泡沿所述锥形反射器表面的移动而抵抗表面气泡在所述锥形反射器表面上的累积,其中所述顶端开口和所述底部开口沿所述垂直轴相对齐,且其中所述顶端开口被设置为沿所述垂直轴高于所述底部开口。
9.根据权利要求8所述的液位测量系统,其中所述锥形反射器表面为截断的45度圆锥形。
10.根据权利要求8所述的液位测量系统,其中所述锥形反射器表面为截断的角锥棱镜形。
11.根据权利要求8所述的液位测量系统,其中所述锥形反射器表面形成于圆柱形盖子中。
12.根据权利要求8所述的液位测量系统,其中所述液位测量系统适于并被配置成用于飞机燃料箱中。
13.根据权利要求8所述的液位测量系统,还包括安装在所述稳水器中且与所述转换器相距预定距离的测速仪靶,其中所述测速仪靶被配置成允许流体流经所述稳水器,所述测速仪靶包括限定锥形测速仪表面的测速仪反射器,所述测速仪反射器包括顶端开口以及相对的底部开口,其中所述测速仪靶的底部开口的周长大于所述测速仪靶的顶端开口的周长,且所述测速仪靶的底部开口面向所述中空管的所述第一端,所述锥形测速仪表面在所述测速仪靶的顶端开口和底部开口之间延伸,所述测速仪靶的顶端开口和底部开口在其之间形成锥形通路,其中所述锥形测速仪表面被配置成经通过所述测速仪靶的顶端开口出来的气泡沿所述锥形反射器表面的移动而抵抗表面气泡在所述锥形测速仪表面上的累积。
14.根据权利要求13所述的液位测量系统,其中所述锥形测速仪表面为45度圆锥形。
15.根据权利要求13所述的液位测量系统,其中所述测速仪靶的所述顶端开口的周长大于所述反射器靶的所述顶端开口的周长。
16.根据权利要求13所述的液位测量系统,其中所述反射器包括圆形顶端开口和相对的圆形底部开口,且所述测速仪反射器包括圆形顶端开口以及相对的圆形底部开口。
CN201310399142.5A 2012-09-05 2013-09-05 具有气泡脱落反射器的液位测量系统 Expired - Fee Related CN103674180B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/603,862 US8919194B2 (en) 2012-09-05 2012-09-05 Liquid level gauging system with bubble shedding reflectors
US13/603862 2012-09-05
US13/603,862 2012-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103674180A CN103674180A (zh) 2014-03-26
CN103674180B true CN103674180B (zh) 2018-06-22

Family

ID=49165511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310399142.5A Expired - Fee Related CN103674180B (zh) 2012-09-05 2013-09-05 具有气泡脱落反射器的液位测量系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8919194B2 (zh)
EP (1) EP2720007B1 (zh)
CN (1) CN103674180B (zh)
BR (1) BR102013022627A2 (zh)
CA (1) CA2825516A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011012992A1 (de) * 2011-03-03 2012-09-06 Continental Automotive Gmbh Anordnung und Verfahren zur Ermittlung einer Konzentration eines Bestandteils eines Fluidgemisches
DE102012007691A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zum Bereitstellen eines flüssigen Additivs
US10012121B2 (en) * 2014-05-20 2018-07-03 Ssi Technologies, Inc. Reduction of aeration interference via tortuous path and sensor boot
CN104165654B (zh) * 2014-07-25 2017-04-19 长城信息产业股份有限公司 一种基于超声波衰减原理的液位检测和流量监测装置及方法
DE102016003657A1 (de) * 2016-03-30 2017-10-05 Hella Kgaa Hueck & Co. Vorrichtung zum Messen eines Füllstands einer Flüssigkeit
US11002587B2 (en) 2016-04-08 2021-05-11 Flowline, Inc. Ultrasonic level sensor with sound trap
US10408663B2 (en) 2016-04-08 2019-09-10 Flowline, Inc. Ultrasonic level sensor with reflectors
DE102016217926A1 (de) 2016-09-19 2018-03-22 Continental Automotive Gmbh Füllstandsmessvorrichtung mit einem Messrohr und Abdeckvorrichtung für die Füllstandsmessvorrichtung
US10571431B2 (en) * 2017-06-02 2020-02-25 Ssi Technologies, Llc Combination sensor
DE102018202587A1 (de) * 2018-02-21 2019-08-22 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Qualitätsbestimmung, Tankvorrichtung
US11073420B2 (en) * 2018-11-06 2021-07-27 Raytheon Company Active partial-beam alignment systems for sensor-to-laser boresight maintenance
TWI723757B (zh) * 2019-08-30 2021-04-01 財團法人國家實驗研究院 液位監測系統及其方法
CN111380593B (zh) * 2020-04-21 2021-12-24 罗克希尔自动化有限公司 一种雷达物位计

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2270160A (en) * 1992-08-29 1994-03-02 Smiths Industries Plc Ultrasonic measurement of liquid level.
CN1471627A (zh) * 2000-10-26 2004-01-28 �Ʒ� 利用多模型状态估计器的容错液体测量系统
CN101174733A (zh) * 2006-10-26 2008-05-07 罗斯蒙特雷达液位股份公司 雷达料位计天线
CN101287972A (zh) * 2005-10-14 2008-10-15 罗斯蒙特雷达液位股份公司 两模式雷达液位计系统
US8248888B1 (en) * 2010-08-04 2012-08-21 Measurement Specialties, Inc. Bottom up contact type ultrasonic continuous level sensor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3063792B2 (ja) 1991-06-25 2000-07-12 オリンパス光学工業株式会社 超音波液面計測装置
US5614831A (en) * 1995-02-13 1997-03-25 Saab Marine Electronics Ab Method and apparatus for level gauging using radar in floating roof tanks
US6819411B1 (en) 1997-01-31 2004-11-16 Xy, Inc. Optical apparatus
US7117738B2 (en) * 2003-10-02 2006-10-10 Denso Corporation Liquid level detecting apparatus
DE10360107B3 (de) * 2003-12-20 2005-09-08 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Ultraschall-Peilstab
US20080060431A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Christer Frovik Radar level gauging
US7802470B2 (en) * 2008-01-23 2010-09-28 Savannah River Nuclear Solutions Llc Ultrasonic liquid level detector
US20120123706A1 (en) * 2010-10-11 2012-05-17 David Lansdell Armitage Systems and methods for tank level metering
EP2752941A1 (de) * 2013-01-03 2014-07-09 VEGA Grieshaber KG Parabolantenne mit einem im Radom integrierten Subreflektor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2270160A (en) * 1992-08-29 1994-03-02 Smiths Industries Plc Ultrasonic measurement of liquid level.
CN1471627A (zh) * 2000-10-26 2004-01-28 �Ʒ� 利用多模型状态估计器的容错液体测量系统
CN101287972A (zh) * 2005-10-14 2008-10-15 罗斯蒙特雷达液位股份公司 两模式雷达液位计系统
CN101174733A (zh) * 2006-10-26 2008-05-07 罗斯蒙特雷达液位股份公司 雷达料位计天线
US8248888B1 (en) * 2010-08-04 2012-08-21 Measurement Specialties, Inc. Bottom up contact type ultrasonic continuous level sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US20140060177A1 (en) 2014-03-06
CA2825516A1 (en) 2014-03-05
EP2720007B1 (en) 2019-05-29
US8919194B2 (en) 2014-12-30
CN103674180A (zh) 2014-03-26
BR102013022627A2 (pt) 2017-10-17
EP2720007A1 (en) 2014-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103674180B (zh) 具有气泡脱落反射器的液位测量系统
EP1962066B1 (en) Fluid level measurement device
US5357801A (en) Liquid-level gauging
CA2091021C (en) Liquid-level gauging
US10408663B2 (en) Ultrasonic level sensor with reflectors
US6598473B2 (en) Quantity gauging
JP2010519531A (ja) 流体面位置測定法及びそのためのシステム
US8919193B2 (en) Ultrasonic liquid level detector
CN106415218B (zh) 用于确定流体容器中流体的表面的高度的装置
US11002587B2 (en) Ultrasonic level sensor with sound trap
US8248888B1 (en) Bottom up contact type ultrasonic continuous level sensor
EP3019839B1 (en) A device for providing a gas composition and temperature compensated acoustic measurement of a liquid level
JPS6183917A (ja) 超音波プロ−ブ
CN110231072A (zh) 一种尿素箱液位高度检测装置
GB2311373A (en) Fluid-gauging systems and probes
RU108847U1 (ru) Ультразвуковой преобразователь для комплексного акустического исследования материалов
RU2159412C1 (ru) Акустический зонд для определения местоположения границ раздела жидких слоев
JPH06148322A (ja) 液面レベル検出装置
RU16313U1 (ru) Ультразвуковой уровнемер
JP2020098129A (ja) 超音波レベル計用の導波管
JP2005147924A (ja) レベル計を設けた容器
RU30974U1 (ru) Ультразвуковое устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах
RU47098U1 (ru) Ультразвуковой уровнемер

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180622