CN104515571B - 用于确定填充水平的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定填充水平的装置。一种用于确定容器的填充水平的装置，它包括：阻尼杯；测量区段，其在阻尼杯内部竖直地延伸，并且测量区段具有布置在其下端部区域处的超声转换器；以及至少一个前室，其中，平稳结构布置在至少一个前室的至少一部分中，目标是尽可能多地实现液体脱气。为此，前室的包括平稳结构的部分设计成在较大的区域上方朝顶部开放，并且经由泄放通道与装置的上部区域中的泄放口连接。

Description

用于确定填充水平的装置
技术领域
本发明涉及用于确定容器的填充水平的装置，它包括：阻尼杯(damping cup)；测量区段，其在阻尼杯内部竖直地延伸，并且测量区段具有布置在其下端部区域处的超声转换器；以及至少一个前室(antechamber)，其中，平稳结构布置在至少一个前室的至少一部分中。
背景技术
例如从DE 10 2010 011 492 A1和DE 10 2008 027 969 A1中了解到此类装置。通常使用超声传感器来检查发动机中的油位。这些发射声波在诸如空气和油的两种介质(其中，代替油，还可测量其它液体)之间的边界表面处反射，并且再次被超声传感器接收。可根据记录的声波的行进时间来确定包括装置的容器中的填充水平。但当特别是机动车辆中的发动机正在运行时，确定油的填充水平是非常困难的(如果可行的话)，因为油处于泡沫状态，而且声波从油中的气泡反射。
为了能够估计读数，在介质(即，在气体和油之间)之间需要明确的边界表面。所谓的阻尼杯对此目的是有用的。在这些阻尼杯(具有布置在其中的超声转换器的测量区段)内，待测液体平稳，并且与待测的油或其它液体的连接仅经由阻尼杯中的小开口。仅少量气泡通过这个小开口(其链接阻尼杯与容器)进入到阻尼杯中。阻尼杯中的填充水平对应于阻尼杯外部的填充水平。之前已经经过平稳结构(在该处已经在较大程度上被脱气)的油接收在布置于容器中的液体和实际测量区段之间的前室中。因此在填充水平有较大改变时，无气泡的油可从前室流到测量区段中。
发明内容
本发明基于对提出开始提到的那类装置的需要，该装置仍然允许在较大程度上使对其填充水平进行测量的液体脱气。这个需要的解决办法可由根据本发明的装置实现。在权利要求书中还描述本发明的另外的有利发展。
一种用于确定容器中的填充水平的装置包括：阻尼杯；测量区段，其在阻尼杯内竖直地延伸，测量区段具有布置在其下端部区域处的超声转换器；以及至少一个前室，其中，平稳结构布置在至少一个前室的至少一部分中，根据本发明提供下者：前室的包括平稳结构的部分设计成在较大的区域上朝顶部开放，并且经由泄放通道与装置的上部区域中的泄放口连接。这允许平稳结构完全沿向上方向泄放。较大面积的泄放表示在其顶部处，平稳结构开放超过50%，而且在整个此区域中出现的任何气泡都可沿向上方向泄漏。由于平稳结构中的填充压力升高，所以更轻的气泡可均匀地向上升高且泄漏。平稳结构要理解为使前室中的流的速度减慢的几何结构。存在特别地限定具有多个迂回的曲径形流路径的几何结构。这些迂回优选为前室本身的最多1/3，优选最多1/5。
优选地，前室的包括平稳结构的部分完全朝顶部开放。因此前室的这个部分包括基本竖直地对齐的结构。这些一方面是转折点，另一方面是布置在前室的这个部分中的结构，其布置成使得优选针对容器中的液体来限定曲径形流路径。因此优选仅水平地对齐的结构是底板区域。在优选设计中，因此前室的这个部分“没有顶板”，即，完全朝顶部开放。
优选地，前室构造成使得它包括第一前室和第二前室。第一前室包括入口开口和平稳结构。第二前室与第一前室和测量区段连接。因此第二前室布置在第一前室和测量区段之间，并且用来接收脱气液体，然后脱气液体按要求排到测量区段中。
在本发明的优选设计中，第一前室环状地包围测量区段。入口开口在一侧上，并且出口开口在相对侧上。这个出口开口优选朝向第二前室。但是，原则上，构建仅包括这里描述的第一前室的装置是可行的。在这种情况下，出口开口将直接通往测量区段的下部区域。在这个范围，以对称方式构建第一前室，并且入口开口和出口开口彼此完全相对。因此液体没有优选方向。这意味着流经过第一前室的整个容积。平稳结构优选包括星形内部区域，以及从外部到达星形内部区域的自由区域中的凸起。这共同导致曲径状结构。液体在流到圆形横截面表面的中心中和再次沿周向方向向外流动之间交替。星形内部区域优选包括向外突出的五至十个之间的指状结构，以及突出到它们之间的空间中的相应的凸起。优选地，出口开口布置在两个向外突出的指部之间的区域中。在这个区域中，没有从外部突出的凸起。优选地，星形内部区域包括奇数个向外突出的指部，其中，入口开口正好朝向这些指部中的一个。在相对侧上，出口开口布置在两个指部之间。
优选地，泄放通道环状地包围第一前室上方的测量区段。优选地，在整个长度上在测量区段周围提供外壁，其在优选地表示不到一半高度的下部部分中，接收具有平稳结构的第一前室，且在优选地表示超过测量区段的一半高度的上部部分中，包围横截面为环形的泄放通道。在横截面中，根据本发明的装置在上部部分中因而优选以双壁管的方式设计而成，其中，测量区段布置在内部管中，并且在两个壁之间形成泄放通道。
在本发明的另一个优选实施例中–也是自主的有创造性的特性，且没有关于顶部开放的平稳结构的在上面描述的发明也可使用–阻尼杯的测量区段的上端部区域以特定的方式设计而成。测量区段的壁的上部末端优选比环形屏蔽部的从顶部向下延伸的下部末端更高，下部末端使测量区段的壁与泄放口分开，但它本身也是有创造性的。因此，从外部进入泄放口的任何泡沫刚最初被从顶部向下延伸的环形屏蔽部向外部偏转，并且不会渗透到更高的末端的测量区段中。
在其上部区域中，装置优选包括可拆帽，可拆帽包括泄放口。这个帽布置在测量区段上，测量区段一直延伸到帽中。优选地，测量区段设计成在上部区域中(即，在帽内)变窄。
在本发明的另一个优选设计中，泄放口直接与泄放通道连接。设法进入泄放口中的任何油泡沫可直接向下移动，并且从那里进入泄放通道中，这是因为上面描述的设计非常大，从而用作接收可能进入的任何泡沫的储存器，且从而防止泡沫进入测量区段。另外，在泄放口下方存在接收空间，接收空间包围测量杯的壁。特别是在帽的区域中存在接收空间。
在本发明的另一个优选设计中，测量区段在其根部的形状像截头圆锥。这是气泡不会在测量区段的根部的区域中、也不会在测量区段和前室之间的过渡部处聚积或粘结的原因。由于截头圆锥设计的原因，在朝顶部渐缩的地方形成平面，并且气泡朝顶部流走，然后沿通过测量区段的那个方向除气。因而避免气穴的形成。
此外，本发明涉及发动机，特别是机动车辆发动机，而且还涉及机动车辆，它们的特征分别在于它们包括上面描述的装置。
附图说明
现在将以图中显示的优选实施例的方式详细地阐明本发明，在图中示意性地显示以下细节：
图1显示根据本发明的装置的主要结构；
图2显示阻尼杯的透视图；
图3以截面显示阻尼杯的侧视图；
图4以截面显示在第一前室的区域中的阻尼杯的俯视图；以及
图5以截面显示具有帽的阻尼杯的上部区域的侧视图。
具体实施方式
图1表示根据本发明的装置1的元件的主要视图。根据本发明的装置1布置在容器2中，以测量这个容器2中的液体的填充水平3。装置1包括前室5，前室5在这里由第一前室6和第二前室7组成。超声转换器7布置在前室5中，这里布置在第二前室7中，并且这个转换器布置在竖直地向上延伸的测量区段4下方，并且沿向上方向发射超声波，超声波在由液体和气体之间的填充水平3形成的边界表面处反射。数字9表示阻尼杯，阻尼杯在这里表示装置1的必要部分。阻尼杯9具有装配到其上的帽10，帽10使阻尼杯9在顶部处闭合，并且包括泄放口12。
在图2中，在透视图中显示阻尼杯9。在这里未显示第二前室7，但显示了帽10。在阻尼杯9的下部区域中，第一前室6可看作加宽区域。这延伸了阻尼杯9的高度的大约三分之一。在上面的三分之二中，阻尼杯9渐缩，而且在这个区域中，在外壁11下面，提供泄放通道15，它使第一前室6与泄放口12连接。在帽10上可认出倾斜定位的隔膜13，隔膜13可被超声辐射穿过，从而允许也在阻尼杯上方测量填充水平。在阻尼杯9的下部区域中可认出入口开口14，液体、特别是油可通过入口开口14从容器进入到阻尼杯9中。
图3以横截面显示阻尼杯9。阻尼杯9包括基板23，基板23具有居中的通道17，通道17在第二前室7(此处未显示)和测量区段4之间形成连接。由超声转换器8产生的超声波通过这个通道17进入测量区段4。定位在基板23上的外壁11形成阻尼杯的外部，并且在其下部区域中包括入口开口14。入口开口14通往第一前室6的其中形成平稳结构的区域中。这在此处由水平线指示。在第一前室6的平稳结构30中，提供出口开口16，出口开口16形成在第一前室6和第二前室7之间的连接，其布置在基板23下面，并且在此未显示。测量区段4从定形成截头圆锥18那样的底部升高，底部开始为倾斜侧缘，改变以变成测量区段4。截头圆锥形状防止气泡留在这里，从而确保装置1持续运行。截头圆锥18仅在一个地方中断，即，它包括在出口开口16向下经过截头圆锥18到达第二前室的点处的凹陷。包括平稳结构30的第一前室16布置在截头圆锥18上。平稳结构延伸阻尼杯9的高度的大约20%至40%。在端部区域中，即，在第一前室6的上端部区域中，阻尼杯9渐缩。在过渡部19处，外壁11随两个相对的倒圆渐缩，并且向上延伸。在壁11内部的是测量区段4，测量区段4由内壁24终止。在内壁24和外壁11之间存在第一前室6上方的区域，该区域的横截面为环形，或者是从顶部向下延伸的环形间隙，并且该区域形成泄放通道15。这个泄放通道15延伸直到阻尼杯9的上端部区域。测量区段4的端部区域20以渐缩方式形成。这个上部区域中的内壁24(位于帽10附近)朝内部倾斜。这个上部区域中的外壁11包括用来接收帽10的悬挂件22。
图4以截面显示阻尼杯9的下部部分的俯视图。俯视图特别地显示基板23，它也称为凸缘。这个基板23以圆形方式定形。外壁11包含入口开口14，液体、特别是油通过入口开口14进入到具有平稳结构30的前室6中。平稳结构30在这里形成为星形区域27，星形区域27总共有七个朝外的指部25。这些指部从包围测量区段4的内壁24开始延伸。凸起26从外部延伸到这些指部25之间的空间中。因而在指部25和凸起26周围产生曲径路径，液体必须通过曲径路径从入口开口14到达正好相对的出口开口16。因而曲径结构沿相对的方向作功，使得整个容积用作平稳区段，并且确保升高的填充压力可均匀地向上驱动较轻的气泡。在液体交换方面，入口开口14没有优选方向。当液位因此下降时，液体、特别是来自阻尼杯9的油再次通过入口开口14回到容器2中。
从图3继续，图5最终显示通过帽10和阻尼杯9的上部区域的横截面。壁24的上端部区域20向上渐缩，并且延伸直到帽10的区域。帽10具有布置在其中的泄放口12，气体可通过泄放口12从测量区段4和平稳结构30向上泄漏。但当油位升高时，存在油泡沫通过泄放口12进入帽10且因而进入阻尼杯9和测量区段4的危险。这是不期望的。为此，在帽10中提供周向环形屏蔽部28，其从帽10的上部区域向下延伸。环形屏蔽部28的下端在壁11的上端部区域20的上部末端21下方结束。这确保通过泄放口12进入的油泡沫最初就被屏蔽部28引导到它下方的接收空间29中。在油泡沫现在在测量区段4的上端部区域20的内部升高且到达测量区段4之前，这个油泡沫还可进入泄放通道15且在那里被接收。照这样，防止油泡沫进入测量区段4中。
上面描述和权利要求中所有特征都可随机和选择性地与独立权利要求的特征组合。因而本发明的公开不局限于描述和声明的特征组合，而是认为已经公开了对本发明有意义的所有特征组合。

Claims (11)

1.一种用于确定容器(2)中的填充水平的装置，包括：阻尼杯(9)；测量区段(4)，所述测量区段(4)在所述阻尼杯(9)内部竖直地延伸，并且所述测量区段(4)具有布置在其下端部区域处的超声转换器(8)；以及至少一个前室，其中，平稳结构(30)布置在所述至少一个前室的至少一部分中，
其特征在于，
所述前室的包括所述平稳结构(30)的部分设计成在较大区域上朝顶部开放，并且经由泄放通道(15)与所述装置的上部区域中的泄放口(12)连接；以及
其中，所述测量区段(4)的壁(24)的上部末端(21)高于环形屏蔽部(28)的下部末端，所述环形屏蔽部(28)从所述顶部向下延伸，并且将所述测量区段(4)的所述壁(24)的上端部区域(20)与所述泄放口(12)分开。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前室的包括所述平稳结构(30)的所述部分设计成完全朝所述顶部开放。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述前室包括第一前室(6)和入口开口(14)，并且包括与所述第一前室(6)和测量区段(4)连接的第二前室(7)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一前室(6)环状地包围所述测量区段(4)，其中，所述入口开口(14)在一侧上，并且出口开口(16)在相对侧上。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平稳结构包括星形内部区域(27)，以及从外部到达所述星形内部区域的自由区域中的凸起(26)。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述泄放通道(15)在横截面中环状地包围所述第一前室(6)上方的所述测量区段(4)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置(1)包括在所述上部区域中的可拆帽(10)，所述可拆帽(10)包括所述泄放口(12)。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，接收空间(29)在所述泄放口(12)下方，所述接收空间(29)包围所述壁(24)的所述上端部区域(20)。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量区段(4)在其根部的形状像截头圆锥(18)。
10.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括根据权利要求1至9中的任一项所述的装置(1)。
11.一种机动车辆，其特征在于，所述机动车辆包括根据权利要求1至9中的任一项所述的装置(1)。
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