CN104040303B - 超声液位探测器 - Google Patents

超声液位探测器 Download PDF

Info

Publication number
CN104040303B
CN104040303B CN201280065986.XA CN201280065986A CN104040303B CN 104040303 B CN104040303 B CN 104040303B CN 201280065986 A CN201280065986 A CN 201280065986A CN 104040303 B CN104040303 B CN 104040303B
Authority
CN
China
Prior art keywords
level sensor
sensor according
housing
conducting pipe
sound wave
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.)
Active
Application number
CN201280065986.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104040303A (zh
Inventor
弗兰克·屈内尔
卡尔-弗里德里克·普菲菲尔
曼弗雷德·罗特
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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 Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of CN104040303A publication Critical patent/CN104040303A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104040303B publication Critical patent/CN104040303B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating 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
    • G01F23/28—Indicating 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
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2968—Transducers specially adapted for acoustic level indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating 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
    • G01F23/28—Indicating 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
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves

Abstract

本发明涉及一种液位探测器(6)，其由声导管(8)和具有超声发射接收器(5)和传感器电子器件(4)的液位传感元件构成。该超声发射接收器(5)布置在壳体(1)中，该壳体由陶瓷基底(3)和与该基底(3)焊接在一起的金属顶盖(2)构成，其中，超声发射接收器(5)至少利用该发声的区域与基底(3)相连接。

Description

超声液位探测器
技术领域
本发明涉及一种液位探测器，其由声波导管和具有超声发射接收器和传感器电子器件的液位传感元件构成。
背景技术
这种具有产生和发射并接收被反射的超声波的超声发射接收器的液位探测器被用于测量机动车的燃油箱中的油位，并且因此是已知的。为了保护防止燃油中侵蚀性成分的损害，声探测器和电子器件布置在燃油箱的外部。在此的缺点在于，为了进行测量必须穿过燃油箱的壁，基于制成燃油箱的材料，这是成问题的。进一步已知的是，在燃油箱中布置了发射接收器。然而，这就要求包封发射接收器，其中，该包封必须这样设计，即发射接收器的发声的区域伸入燃油中，并且仅将发射接收器的剩余部分包封。为此所需的密封将导致油位传感器的成本巨大。
发明内容
本发明的目的因此在与，提出一种液位探测器，其能够受保护地布置在燃料容器中，其中，该受保护的布置应设计简单且成本低廉，且安装投入也非常小。
根据本发明，该目的这样实现，即超声发射接收器布置在壳体中，该壳体由陶瓷基底和与该基底焊接在一起的金属顶盖构成，其中，该超声发射接收器至少利用发声的区域与该基底连接。
将发射接收器布置在陶瓷基底上能够实现发射接收器的可靠且稳定的固定。通过将陶瓷基底同时用作壳体组成部分，节省了附加的壳体部件。陶瓷基底与金属顶盖共同形成严密密封的壳体，并由此形成相对于周围燃料的充分保护。
当发射接收器是一种压电器件时，并且其中，特别是当真正的声辐射器是压电陶瓷盘时，能够特别简单地实现产生超声波。
在一种有利的设计方案中，当发射接收器与陶瓷基底在声学上软连接时，发射接收器的固定则变得特别简单。在该设计方案中，陶瓷基底形成超声波路径上的中间层。
当发射接收器弹性地与陶瓷基底粘贴在一起时，借助于粘贴则能够特别容易地实现在声学上的软连接。从原则上来说，可将硅酮-、丙烯酸盐-或聚胺酯-基的胶粘剂用于进行弹性粘合。但相应胶粘剂的选择也可以根据使用条件进行选择。因此，当粘合剂的玻璃转化温度低于液位传感元件的使用温度时，将得到用胶粘剂实现的弹性粘合。
从技术上来说比较简单的是，根据另一种设计方案借助于软焊实现发射接收器的连接。
在另一种设计方案中，发射接收器与陶瓷基底在声学上硬连接，从而使陶瓷基底与发射接收器共同形成复合振荡器。这一设计方案的优点在于，提高了声耦出的效率。
当发射接收器刚性地与陶瓷基底粘贴在一起时，则能够以简单的方式借助于粘贴而实现在声学上的硬性连接。对此适用的是环氧树脂-、丙烯酸盐-或聚胺酯-基的胶粘剂。但相应胶粘剂的选择也可以根据使用条件进行选择。因此，当胶粘剂的玻璃转化温度高于液位传感元件的使用温度时，将得到用胶粘剂实现的刚性粘合。
当发射接收器借助于烧结而与陶瓷相连接时，则能够实现特别持久的连接。特别是当基于应用条件而对强度有更高的要求时，该连接是非常有利的。
根据构造部件的热耐受度，也能够通过硬焊来制造该连接。
在另一种设计方案中，壳体这样布置在声导管中，即声波平行于燃料容器的底部，并且声波导管这样设计，即声波随后朝液体表面转向90°。由此首先平行于液体表面地发声，由此使发射接收器的、由原理决定的、所谓的死区处在燃料容器的底部区域内，从而不会由此影响最小可测量的液位。随后才通过声导管进行对声波的转向，以便确定实际液位。
根据另一种有利的设计方案，壳体减震地布置在声导管中。由此避免将振动从陶瓷基底传递到声导管上并降低对真正测量信号的干扰影响。
附图说明
通过实施例对本发明进行详细说明。图中示出：
图1示出液位探测器的示意性结构，和
图2示出液位探测器在燃料容器中的布置。
具体实施方式
图1中的液位探测器包括壳体1，该壳体由金属顶盖2和陶瓷基底3构成。为了形成严密密封的连接而将金属顶盖2与基底3焊接在一起，其中，在金属顶盖2平放在基底3所在的区域内，基底3是金属化的。陶瓷基底3除了其作为壳体的功能外，同时也用作印刷电路板和用于传感器电子器件4和用于产生并发射以及接收超声波的超声发射接收器5的支承件，该支承件利用环氧树脂胶粘剂刚性地粘贴在基底3上。在这一实例中，发射接收器5的真正的声辐射器是压电陶瓷盘。
图2示出燃料容器7中的液位探测器6。该液位探测器6通过声导管8固定在燃料容器7的底部9上。声导管8在底部区域内具有多个开口10，燃料能够通过这些开口进入声导管8中。在声导管8的这一区域内，液位传感元件的壳体1在处于安装位置上时是垂直安装的，从而使由发射接收器5产生的超声波通过垂直布置的陶瓷基底3与燃料容器7的底部9平行地发射出去。为此将壳体1插入声导管8的容纳部11中，其中，容纳部中的、未详细示出的减震器件能够使传递到声波管8上的振动最小化。声波象征性地用箭头示出。在经过一段路程后，声波碰在集成在声导管8中的反射器12上，该反射器使声波朝液体表面转向90°。在液体表面上反射的声波重新原路返回，直至其被发射接收器5接收，并借助于传感器电子器件4这样进行整理，即液位传感元件提供与液位相应的电子信号，该电子信号被传输至机动车中的用于显示液位的未示出的显示装置中。

Claims (18)

1.一种液位探测器，所述液位探测器由声导管和具有超声发射接收器和传感器电子器件的液位传感元件构成，其特征在于，所述超声发射接收器(5)布置在壳体(1)中，所述壳体由陶瓷基底(3)和与所述基底(3)焊接在一起的金属顶盖(2)构成，其中，所述超声发射接收器(5)至少利用发声的区域与所述基底(3)相连接，在所述壳体(1)中设置有传感器电子器件(4)，所述传感器电子器件(4)固定在所述基底(3)上，并且所述基底(3)和所述金属顶盖(2)严密密封地连接。
2.根据权利要求1所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)是压电器件。
3.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)与所述陶瓷基底(3)在声学上软连接。
4.根据权利要求3所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)与所述陶瓷基底(3)软焊在一起。
5.根据权利要求3所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)与所述陶瓷基底(3)弹性粘贴在一起。
6.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)与所述陶瓷基底(3)在声学上硬连接。
7.根据权利要求6所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)与所述陶瓷基底(3)刚性粘贴在一起。
8.根据权利要求6所述的液位探测器，其特征在于，所述超声发射接收器(5)与所述陶瓷基底(3)借助于烧结相连接。
9.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)如下布置在所述声导管(8)中，即声波平行于燃料容器(7)的底部(9)地射出，并且所述声导管(8)设计为使得所述声波随后朝液体表面转向90°。
10.根据权利要求4所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)如下布置在所述声导管(8)中，即声波平行于燃料容器(7)的底部(9)地射出，并且所述声导管(8)设计为使得所述声波随后朝液体表面转向90°。
11.根据权利要求5所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)如下布置在所述声导管(8)中，即声波平行于燃料容器(7)的底部(9)地射出，并且所述声导管(8)设计为使得所述声波随后朝液体表面转向90°。
12.根据权利要求7所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)如下布置在所述声导管(8)中，即声波平行于燃料容器(7)的底部(9)地射出，并且所述声导管(8)设计为使得所述声波随后朝液体表面转向90°。
13.根据权利要求8所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)如下布置在所述声导管(8)中，即声波平行于燃料容器(7)的底部(9)地射出，并且所述声导管(8)设计为使得所述声波随后朝液体表面转向90°。
14.根据前述权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)减震地布置在所述声导管(8)中。
15.根据前述权利要求4所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)减震地布置在所述声导管(8)中。
16.根据前述权利要求5所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)减震地布置在所述声导管(8)中。
17.根据前述权利要求7所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)减震地布置在所述声导管(8)中。
18.根据前述权利要求8所述的液位探测器，其特征在于，所述壳体(1)减震地布置在所述声导管(8)中。
CN201280065986.XA 2012-01-05 2012-12-20 超声液位探测器 Active CN104040303B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012200118.2 2012-01-05
DE102012200118 2012-01-05
DE102012200757.1 2012-01-19
DE102012200757.1A DE102012200757B4 (de) 2012-01-05 2012-01-19 Füllstandsgeber
PCT/EP2012/076519 WO2013102581A1 (de) 2012-01-05 2012-12-20 Ultraschall - füllstandsgeber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104040303A CN104040303A (zh) 2014-09-10
CN104040303B true CN104040303B (zh) 2017-09-22

Family

ID=48652680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280065986.XA Active CN104040303B (zh) 2012-01-05 2012-12-20 超声液位探测器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9829369B2 (zh)
EP (1) EP2800954B1 (zh)
JP (1) JP5911602B2 (zh)
CN (1) CN104040303B (zh)
DE (1) DE102012200757B4 (zh)
IN (1) IN2014KN01317A (zh)
WO (1) WO2013102581A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016003658A1 (de) 2016-03-30 2017-10-05 Hella Kgaa Hueck & Co. Elektronikbauteil mit einem Bauteilgehäuse
US10281314B2 (en) 2016-03-30 2019-05-07 Hella Kgaa Hueck & Co. Device for measuring a fill level of a liquid
DE102016205240B3 (de) * 2016-03-30 2017-07-13 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors und Ultraschallensor
DE102016003657A1 (de) 2016-03-30 2017-10-05 Hella Kgaa Hueck & Co. Vorrichtung zum Messen eines Füllstands einer Flüssigkeit
DE102016209424A1 (de) * 2016-05-31 2017-11-30 Continental Automotive Gmbh Sensormodul für ein Fahrzeug
US10208555B2 (en) * 2016-09-27 2019-02-19 Cameron International Corporation Blowout preventer monitoring systems and methods
US20180190897A1 (en) * 2017-01-04 2018-07-05 Broadsens Corp. Mechanically strengthened piezoelectric sensor for structural health monitoring
CN111504419B (zh) * 2020-06-04 2021-05-11 浙江大学 一种测定植保无人机药液量的装置和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1161450A (zh) * 1995-11-14 1997-10-08 三菱电机株式会社 阵列式探头
CN1170990A (zh) * 1996-05-27 1998-01-21 日本碍子株式会社 压电薄膜元件

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4976150A (en) * 1986-12-30 1990-12-11 Bethlehem Steel Corporation Ultrasonic transducers
JPH01173835A (ja) 1987-12-28 1989-07-10 Yamaha Corp 液体残量センサー
EP0489051B1 (de) * 1989-08-22 1995-11-22 Siemens Aktiengesellschaft Messeinrichtung und verfahren zur bestimmung des füllstandes in flüssigkeitsbehältern, vorzugsweise für tankanlagen.
EP0745833A3 (en) * 1991-07-25 1998-09-23 The Whitaker Corporation Liquid level sensor
US5172594A (en) * 1991-10-29 1992-12-22 The Boeing Company Externally removable liquid level sensor system
US5405476A (en) * 1993-11-24 1995-04-11 Motorola, Inc. Method of mounting a piezoelectric element to a substrate using compliant conductive materials
CN1223593A (zh) * 1996-05-01 1999-07-21 斯坦·贾纳斯 具有自吸特征的改进的药物注射系统
US5793705A (en) * 1996-09-18 1998-08-11 International Business Machines Corporation Ultrasonic liquid level gauge for tanks subject to movement and vibration
DE29700870U1 (de) 1997-01-21 1997-03-27 Vdo Schindling Vorrichtung zur Angabe des Niveaus einer Fahrzeugachse
CN2286439Y (zh) 1997-04-08 1998-07-22 哈尔滨工业大学 超声换能器直接驱动电极的微型电火花加工装置
WO1999032858A1 (en) * 1997-12-23 1999-07-01 Simmonds Precision Products, Inc. Ultrasonic liquid gauging system
DE19758243A1 (de) * 1997-12-30 1999-07-15 Endress Hauser Gmbh Co Schallwandlersystem
DE10037911A1 (de) 2000-08-03 2002-02-14 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zum Messen/Bestimmen einer physikalischen Grösse eines Mediums
DE10130540A1 (de) 2001-06-20 2003-01-09 Turck Werner Kg Füllstandsmessgerät zum Ermitteln des Flüssigkeitspegels in einem Behälter
US20030137039A1 (en) * 2001-11-16 2003-07-24 Tdk Corporation Packaging substrate and manufacturing method thereof, integrated circuit device and manufacturing method thereof, and saw device
JP3957528B2 (ja) * 2002-03-05 2007-08-15 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
EP1549937B1 (de) * 2002-07-19 2013-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Detektion einer Substanz mithilfe eines piezoelektrischen Dünnfilmresonators
JP4421906B2 (ja) 2004-01-19 2010-02-24 株式会社デンソー 液面検出装置
US7117738B2 (en) * 2003-10-02 2006-10-10 Denso Corporation Liquid level detecting apparatus
DE102005012041B4 (de) 2005-03-16 2008-05-08 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Ultraschallsende- und -empfangsvorrichtung für einen Ölpeilstab
EP2010872B1 (de) * 2006-04-12 2015-07-29 Seuffer GmbH & Co. KG Ultraschallvorrichtung zur messung des füllstandes einer flüssigkeit in einem behälter
DE102006017284A1 (de) 2006-04-12 2007-10-18 Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter
KR100722687B1 (ko) * 2006-05-09 2007-05-30 주식회사 비에스이 부가적인 백 챔버를 갖는 지향성 실리콘 콘덴서 마이크로폰
JP2009031136A (ja) 2007-07-27 2009-02-12 Ricoh Elemex Corp 超音波液体検知装置
JP2009190080A (ja) 2008-02-18 2009-08-27 Neomax Material:Kk 銅銀系ろう材および電子部品用パッケージの蓋用クラッド材
DE102008015349A1 (de) 2008-03-22 2009-12-03 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Ultraschall-Sende- und Empfangsvorrichtung mit einem schallübertragungsfest an eine Schallankopplungsplatte befestigten Piezoelement
DE102008055167A1 (de) * 2008-12-29 2010-07-01 Endress + Hauser Flowtec Ag Messsystem zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums durch das Messrohr mittels Ultraschall
KR20110054710A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 한국전자통신연구원 소자 패키지 및 그 제조 방법
DE102009060002A1 (de) 2009-12-21 2011-06-22 Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, 94496 Sensor
US20110254111A1 (en) 2010-04-19 2011-10-20 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd Packaged acoustic transducer device with shielding from electromagnetic interference
DE102012205640B4 (de) * 2012-01-05 2018-05-30 Continental Automotive Gmbh Füllstandsgeber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1161450A (zh) * 1995-11-14 1997-10-08 三菱电机株式会社 阵列式探头
CN1170990A (zh) * 1996-05-27 1998-01-21 日本碍子株式会社 压电薄膜元件

Also Published As

Publication number Publication date
US20140352426A1 (en) 2014-12-04
EP2800954B1 (de) 2021-09-01
EP2800954A1 (de) 2014-11-12
DE102012200757B4 (de) 2022-01-05
DE102012200757A1 (de) 2013-07-11
US9829369B2 (en) 2017-11-28
JP5911602B2 (ja) 2016-04-27
CN104040303A (zh) 2014-09-10
JP2015504278A (ja) 2015-02-05
IN2014KN01317A (zh) 2015-10-16
WO2013102581A1 (de) 2013-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104040303B (zh) 超声液位探测器
CN104335015B (zh) 超声波流量测量单元及其制造方法
US8752426B2 (en) Fill-level measuring device
CN104236607B (zh) 用于确定介质特性的装置
CN104185726B (zh) 具有用于液体添加剂的填充液位传感器的输送单元
CN102597713A (zh) 用于在流体介质中使用的超声波换能器
CN107249763B (zh) 包括多个单换能器的声换能器和用于其制造的方法
JPH09126861A (ja) 超音波変換器
JP2008309513A (ja) 超音波センサ
CN108435521A (zh) 一种超声波传感器
US8897025B2 (en) Ultrasonic sensor
US11099050B2 (en) Waveguide coupling for a fill level radar
CN109073449A (zh) 用于制造超声波传感器的方法和超声波传感器
CN103003672A (zh) 超声波流量测量单元
CN107453751B (zh) 晶体振荡器及晶体振荡器的制造方法
CN105890789A (zh) 温度计以及流体测量装置
EP3523611B1 (en) Device and method for measuring a level of a fluid in a container
CN107206427A (zh) 超声波换能器及其装配方法以及包括至少一个这种换能器的流量计
KR101250539B1 (ko) 초음파센서 및 그 제조방법
JP2009223620A (ja) 力学量センサの組み付け構造
JP2018515988A (ja) 音響信号を送受信するための音響センサ
JP3861062B2 (ja) ガスセンサおよびガス濃度検出装置
JP2003302387A (ja) 素子収容体、センサおよびこれらの製造方法
JP2003302385A (ja) センサ
CN218988820U (zh) Mems芯片封装结构及具有其的超声波传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230423

Address after: Regensburg, Germany

Patentee after: WeiPai Technology Co.,Ltd.

Address before: Hannover

Patentee before: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH

TR01 Transfer of patent right