CN105486380A - 外贴式液位传感器装置 - Google Patents

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蒋双捷
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Abstract

本发明公开了一种外贴式液位传感器装置，传感器由外壳、匹配层、超声波陶瓷晶片层、箱体状态感知层、导线接口及缓冲层构成，所述传感器采用外贴式的安装方式，粘接在箱体底面中部位置，通过应用外部激励源驱动传感器中的超声波陶瓷晶片层，发出原始机械波并接收分界面反射回来的机械波，实现对箱体内的液面高度进行初步测量。本发明外贴式液位传感器装置解决了现有传感器普遍分辨率低、测量误差较大，同时在安装时需要改动油箱内部结构，容易损坏油箱等技术缺陷。

Description

外贴式液位传感器装置
技术领域
本发明涉及液位检测传感器领域，具体涉及一种外贴式液位传感器装置。
背景技术
在目前汽车油量监控系统市场上，油箱液位传感器主要有：磁簧变阻式液位传感器、滑动变阻式液位传感器、电容式液位传感器、压力式液位传感器、开孔测空气式超声波传感器五种。市场占有率最高的是磁簧变阻式液位传感器和滑动变阻式液位传感器，上述这些传感器普遍分辨率低、测量误差较大，同时在安装时需要改动油箱内部结构，容易损坏油箱，且当介质类似为汽油时，易发生爆炸的危险。总之，传统的油量监控装置不能满足节能减排大趋势下车辆管理者、驾驶者对油耗控制的需求，且安装复杂、有安全隐患。
发明内容
本发明提供一种新型的外贴式液位传感器装置，以解决现有技术现有的汽车油量监控系统中的液位传感器普遍分辨率低、测量误差较大，且安装时需要改动油箱结构，不易于安装，有爆炸的危险存在安全隐患。
本发明采取的技术方案是：提供一种外贴式液位传感器装置，包括传感器和箱体，所述的传感器采用外贴式的安装方式，粘接在箱体底面中部位置，该传感器包括传感器由外壳、匹配层、超声波陶瓷晶片层、箱体状态感知层、导线接口及缓冲层构成，所述传感器采用外贴式的安装方式，粘接在箱体底面中部位置，通过应用外部激励源驱动传感器中的超声波陶瓷晶片层，发出原始机械波并接收分界面反射回来的机械波，实现对箱体内的液面高度进行初步测量；所述的外壳上端配合箱体状态感知层，下端配合匹配层；所述的超声波陶瓷晶片层设置在匹配层上且位于箱体状态感知层和匹配层之间；在所述的外壳侧部设置有导线接口，所述的箱体状态感知层和超声波陶瓷晶片层分别连接有穿过该导线接口的导线。
所述的箱体状态感知层和超声波陶瓷晶片层以及箱体状态感知层的顶部设置有缓冲层。
所述的外壳内部上端和内部下端开设有卡槽，所述的箱体状态感知层配合在外壳该内部上端的卡槽中，所述的匹配层配合在外壳内部下端的卡槽中。
所述的匹配层和超声波陶瓷晶片层之间通过硅胶连接。
本发明的积极进步效果是：传感器外贴于箱体底面，无需改变箱体结构，易于安装，系统集成度高，使用安全；通过陶瓷晶片产生的机械波对箱体内的液面高度进行初步测量，即利用机械波在液体中传播的速度和发、收时间间隔的关系得出；还集成有可输出箱体的状态数据的箱体状态感知层，来辅助分析出箱体内的数据液面真实高度，有效实现了箱体液位检测的高分辨率、数据的准确性、可靠性。
附图说明
图1是本发明外贴式液位传感器装置的结构框图；
图2是本发明外贴式液位传感器装置装入油箱内的状态图；
图中，1—外壳，2—匹配层，3—超声波陶瓷晶片层，4—箱体状态感知层，5—导线接口，6—缓冲层，7—导线，8—硅胶，9—卡槽，10—槽体，槽体11—传感器，12—机械波，13—箱体，14—箱体液位。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1和图2所示，本发明的外贴式液位传感器装置，包括传感器11和箱体13，所述的传感器11采用外贴式的安装方式，粘接在箱体13底面中部位置，该传感器11包括传感器由外壳1、匹配层2、超声波陶瓷晶片层3、箱体状态感知层4、导线接口及缓冲层构成，所述传感器采用外贴式的安装方式，粘接在箱体底面中部位置，通过应用外部激励源驱动传感器中的超声波陶瓷晶片层，发出原始机械波并接收分界面反射回来的机械波，实现对箱体内的液面高度进行初步测量；所述的外壳1上端配合箱体状态感知层4，下端配合匹配层2；所述的超声波陶瓷晶片层3设置在匹配层2上且位于箱体状态感知层4和匹配层2之间；在所述的外壳1侧部设置有导线接口5，所述的箱体状态感知层4和超声波陶瓷晶片层3分别连接有穿过该导线接口5的导线7。
作为优选的，所述的箱体状态感知层4和超声波陶瓷晶片层3以及箱体状态感知层4的顶部设置有缓冲层6，防止了振动对整个装置造成硬伤，提高了机械性能，延长了使用寿命。
作为优选的，所述的外壳1内部上端和内部下端开设有卡槽9，所述的箱体状态感知层4配合在外壳1该内部上端的卡槽9中，所述的匹配层2配合在外壳1内部下端的卡槽9中。实现卡接配合，安装拆卸都相当方便。
作为优选的，所述的匹配层2和超声波陶瓷晶片层3之间通过硅胶8连接。不但起到绝缘作用，而且密封性能相当好
作为本发明的一种优选的实施方式，传感器11为金属材质外壳1结构，外壳1内嵌由下至上分别由匹配层2（例如环氧树脂、金属材质、聚铣亚胺等材质）、超声波陶瓷晶片层3、箱体状态感知层4（材质为电路板材），层叠构成，其中匹配层2嵌入在外壳1最下方的槽体10之中，陶瓷晶片层3用胶质材料8紧贴粘于匹配层2之上，箱体状态感知层4放置固定于外壳壳体内部卡槽9上（位于陶瓷晶片层3上方），外壳1壳体侧边留有开孔来引出由导线7用于连接箱体状态感知层4和陶瓷晶片层3的导线接口5，并由缓冲层6为胶质材料，通过高温熔化后进行灌胶冷却实现包裹固定，起到缓冲和保护的作用（如图1）；同时匹配层2用于对超声波陶瓷晶片层3的保护，以及对超声波陶瓷晶片生成的超声波进行声抗匹配，使得生成的超声波更有利于传感和检测；金属材质外壳1能够使其更为可靠地与箱体13粘接在一起，并结合箱体状态感知层4可提供车辆状态数据适应使用场合，确保液位数据的准确性。超声波陶瓷晶片层3及箱体状态感知层4的各信号线由导线接口5连接引出，来由外部提供激励源及数据读取。
本发明需外部通过导线接口5施加激励源，来促使超声波陶瓷晶片产生形变，继而产生用于探测的机械波12，机械波12穿过匹配层2，在待测液体介质中传播，在介质分界面发生反射，反射机械波信号由原路径返回，传回超声波陶瓷晶片层3，陶瓷晶片接收返回信号输出。施加外部激励后箱体状态感知层4进入工作状态，探测当前的车辆状态数据。结合超声波陶瓷晶片层3的信号和箱体状态感知层4的输出数据，实现箱体液位14的传感测量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：说明书中的其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.外贴式液位传感器装置，其特征在于:包括传感器（11）和箱体（13），所述的传感器（11）采用外贴式的安装方式，粘接在箱体（13）底面中部位置，该传感器（11）包括外壳（1）、匹配层（2）、超声波陶瓷晶片层（3）、箱体状态感知层（4）；所述的外壳（1）上端配合箱体状态感知层（4），下端配合匹配层（2）；所述的超声波陶瓷晶片层（3）设置在匹配层（2）上且位于箱体状态感知层（4）和匹配层（2）之间；在所述的外壳（1）侧部设置有导线接口（5），所述的箱体状态感知层（4）和超声波陶瓷晶片层（3）分别连接有穿过该导线接口（5）的导线（7）。
2.根据权利要求1所述的外贴式液位传感器装置，其特征在于:所述的箱体状态感知层（4）和超声波陶瓷晶片层（3）以及箱体状态感知层（4）的顶部设置有缓冲层（6）。
3.根据权利要求1或2所述的外贴式液位传感器装置，其特征在于:所述的外壳（1）内部上端和内部下端开设有卡槽（9），所述的箱体状态感知层（4）配合在外壳（1）该内部上端的卡槽（9）中，所述的匹配层（2）配合在外壳（1）内部下端的卡槽（9）中。
4.根据权利要求3所述的外贴式液位传感器装置，其特征在于:所述的匹配层（2）和超声波陶瓷晶片层（3）之间通过硅胶（8）连接。
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