CN104040304B - 液位探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液位探测器3，其具有声导管10和带有超声发送接收器8以及传感器电子器件9的液位传感元件4。声导管10具有两个彼此间隔开布置的反射器12，14，其中第一反射器12设置用于使超声在所述第二反射器14的方向上转向，并且第二反射器14设置用于使超声在液体表面的方向上转向，并且在第二反射器14中这样布置第三反射器16，即射到第三反射器上的超声在第一反射器12的方向上反射。

Description

液位探测器
技术领域
本发明涉及一种液位探测器，其具有声导管和带有超声发送接收器以及传感器电子器件的液位传感元件。
背景技术
具有超声发送接收器的液位探测器产生并释放超声波并且接收被反射的超声波，这种超声发送接收器例如用于测量机动车的燃料容器内的液位，并且因此而被熟知。
在借助超声确定液位时的问题一方面在于仅由于例如温度或者测量媒介的测量条件自身变化而易变的测量信号。对此已知，提出在参照反射器处的参照测量，以便消除改变的测量条件的影响。基于装配公差，在启动液位探测器之前必须实施校准。此外还有，具有参照反射器的参照测量路径布置在用于液位的实际测量路径附近，并且因此单独布置该路径，由此需要附加的结构空间。另一方面，超声波发送接收器具有原理决定的死区(Totstrecke)，其紧邻地位于发送接收器之前，其中不能进行任何可靠测量。这段死区由此导致射出的声脉冲在发送接收器中产生一定的共鸣，该共鸣在可以无干扰地探测回波信号之前必须尽可能地衰减。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种液位探测器，其既可以在应用条件自身变化时可靠地工作、补偿测量原理决定的不可接近性，并且在此简单并节省空间地构造该液位探测器。
该目的由此实现，即声导管具有两个彼此间隔开布置的反射器，其中第一反射器设置用于使超声波在第二反射器的方向上转向，并且第二反射器设置用于使超声波在液体表面的方向上转向，并且在第二反射器中布置了第三反射器，其将超声波在第一反射器的方向上反射。
利用第三反射器作为用于参照测量路径的测量反射器在第二反射器中的布置，将参照性测量路径集成在液位的实际测量路径中，由此节省了结构空间。
因为在任何情况下，发送接收器均在实际的水平回波之前探测了参照回波，因此通过该布置毫无疑问地排除了实际的液位测量的影响。
此外，可以通过根据需求选择第一和第二反射器之间的距离来设定参照测量路径。这就此而言是有利的，这是因为在参照路径较长时，在参照确定时基于制造公差和发送接收器的最终时间分辨率的相对误差比在参照路径较短时更小，这就此而言是重要的，这是因为测定的液位总是具有至少与参照测量路径相同的相对误差。
此外还有，第二反射器通过双转向可以离燃料容器的底部相对较近地布置，从而极小的液位也是可以测量的。同时排除了原理决定的死区对最小可测量液位的影响，这由此来实现，即第二反射器由于双转向而仅布置在该死区之后。
在第一有利设计方案中，这样布置第一和第二反射器，即它们使超声波分别转向了90°。当在这两个反射器之间的测量路径几乎平行于燃料容器底部伸展时，可以测量特别小的液位。但是也可以考虑与此不同的射束走向，特别是匹配于容器形状或容器安装。
当第一和第二反射器分别由射束导管的一个壁形成时，可以特别简单地制造并安装反射器。如果声导管仅延伸直至第二反射器，则获得了特别节省空间的液位探测器。
为了在节省空间的布置同时也保证足够优良的液位测量信号，第三反射器的面积小于第二反射器的面积的40％，优选地是其20％至5％。
在一个有利的设计方案中，第三反射器作为单独部件与第二反射器相连。这种构造允许单独地制造测量反射器。
当第三反射器与第二反射器一体地设计时，避免了对第三反射器进行装配，因此可以考虑，通过例如压印或者冲模的变形在第二反射器中构造第三反射器。
当射束导管与液位传感元件构成一个结构单元时，避免了在燃料容器中单独地布置射束导管。该优势在于，在燃料容器中安装该单元之前，已经可以对其进行预装配和测试。
当射束导管在其侧壁中具有至少一个优选的在下方区域中的开口时，保证了给射束导管可靠地填充燃料。
附图说明
根据一个实施例详细阐述本发明。其中：
图1以截面图示出根据本发明的液位探测器，并且
图2以透视图示出射束导管。
具体实施方式
在图1的燃料容器1中，液位探测器3布置在底部2处。液位探测器3由具有壳体5的液位传感元件4构成。壳体5由金属盖6构成，其钎焊到用作电路板的陶瓷基底7上，从而使陶瓷基底7构成壳体1的底部。在陶瓷基底7上布置有超声发送接收器8和传感器电子器件9，其用于分析信号且提供与液位相符合的电信号以继续传输给用于液位的显示装置。
在陶瓷基底7上固定了声导管10。声导管10具有侧壁11，其构成了第一反射器12。第一反射器12使由发送接收器8发出的超声波转向了90°，从而使其现在平行于燃料容器1的底部2传播。通过单独线路a，b，c表示超声波。声导管10的另一侧壁13构成第二反射器14，其使超声在朝向液体表面的方向上转向了90°。在第二反射器14的中间，侧壁具有压印15，其构成了起测量反射器作用的第三反射器16。在此，第三反射器16的面积在此仅仅是第二反射器14面积的5％。这样构造第三反射器，即其在相反的方向上将入射的超声波(线c)反射到第一反射器12上，从而将它们再次引向发送接收器8。由此，从发送接收器8直至第三反射器16的路线形成了参照测量路径。
图2示出液位探测器3的声导管10。声导管10由四个侧壁构成，其中两个侧壁11，13是反射器。在第二反射器14的范围内的上侧上的开口17使得超声波在液体表面的方向上无阻碍地穿透。与此类似的，第一反射器12处也布置了同样这样的开口。在声导管10中的侧开口18使得燃料能进入到声导管10中。

Claims (16)

1.一种液位探测器，具有声导管和带有超声发送接收器以及传感器电子器件的液位传感元件，其特征在于，所述声导管(10)具有两个彼此间隔开布置的反射器，其中第一反射器(12)设置用于使超声在第二反射器(14)的方向上转向，并且所述第二反射器(14)设置用于使所述超声在液体表面的方向上转向，并且在所述第二反射器(14)中布置有第三反射器(16)，使得射到所述第三反射器上的所述超声在所述第一反射器(12)的方向上反射。
2.根据权利要求1所述的液位探测器，其特征在于，所述第一反射器(12)和所述第二反射器(14)使所述超声分别转向了90°。
3.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述第一反射器(12)和所述第二反射器(14)分别由所述声导管(10)的一个壁构成。
4.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)的面积小于所述第二反射器(14)的面积的40％。
5.根据权利要求3所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)的面积小于所述第二反射器(14)的面积的40％。
6.根据权利要求4所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)作为单独部件与所述第二反射器(14)相连。
7.根据权利要求5所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)作为单独部件与所述第二反射器(14)相连。
8.根据权利要求4所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)与所述第二反射器(14)一体地设计。
9.根据权利要求5所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)与所述第二反射器(14)一体地设计。
10.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述声导管(10)与所述液位传感元件(4)构成结构单元。
11.根据权利要求7所述的液位探测器，其特征在于，所述声导管(10)与所述液位传感元件(4)构成结构单元。
12.根据权利要求9所述的液位探测器，其特征在于，所述声导管(10)与所述液位传感元件(4)构成结构单元。
13.根据权利要求1或2所述的液位探测器，其特征在于，所述声导管(10)在所述声导管的侧壁中具有至少一个在下方区域中的开口(18)。
14.根据权利要求7所述的液位探测器，其特征在于，所述声导管(10)在所述声导管的侧壁中具有至少一个在下方区域中的开口(18)。
15.根据权利要求9所述的液位探测器，其特征在于，所述声导管(10)在所述声导管的侧壁中具有至少一个在下方区域中的开口(18)。
16.根据权利要求4所述的液位探测器，其特征在于，所述第三反射器(16)的面积是所述第二反射器的面积的20％至5％。
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