CN107430023A - 液位发送器 - Google Patents

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CN107430023A CN201680018354.6A CN201680018354A CN107430023A CN 107430023 A CN107430023 A CN 107430023A CN 201680018354 A CN201680018354 A CN 201680018354A CN 107430023 A CN107430023 A CN 107430023A
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Abstract

一种用于箱的液位发送器包括传感器装置。从动构件与浮子组件相关联。传感器装置适于基于从动构件的角位置确定箱内的流体的液位。浮子臂在第一端部处联接至浮子且在第二端部处联接至从动构件。

Description

液位发送器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年2月18日提交的、发明名称为“液位发送器(Level Sender)”且申请号为62/117,830的美国临时专利申请以及2015年7月1日提交的、发明名称为“液位发送器(Level Sender)”且申请号为62/187,354的美国临时专利申请的权益，因此上述申请的内容通过全文引用而并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于监测箱内的流体的液位的装置。
背景技术
燃料箱可以用于保持燃料系统中的液体燃料的供给。这样的燃料系统可以例如在机动车应用中用于输送燃料以便在发动机内燃烧。液位发送器可以用于监测并提供指示燃料箱中的燃料的液位的信号。箱和液位发送器可以用于除燃料以外的流体以及除车辆燃料系统以外的应用。在液位发送器和用于确定箱内的流体的液位方面的进一步改进是所期望的。
发明内容
在一个示例性实施例中，一种用于箱的液位发送器包括传感器装置。从动构件与浮子组件相关联。传感器装置适于基于从动构件的角位置确定箱内的流体的液位。浮子臂在第一端部处联接至浮子并且在第二端部处联接至从动构件。
在另一示例性实施例中，一种用于箱的液位发送器包括传感器装置。从动构件配置成轴向旋转。传感器装置配置成基于从动构件的轴向旋转位置确定箱内的流体的液位。浮子组件配置成用于承载和轴向旋转从动构件并且包括直接联接至从动构件的浮子臂。
在另一示例性实施例中，提供了一种用于确定箱内的流体的液位的方法。该方法包括经由与箱内的流体连通的浮子组件轴向旋转从动构件。浮子组件包括直接联接至从动构件的浮子臂。使用传感器装置，与箱内的流体的液位相关联地确定从动构件的轴向旋转位置。
附图说明
将参考附图给出优选实施例和最佳模式的以下详细描述，其中：
图1是联接至燃料泵贮器的燃料箱和液位发送器的局部截面图；
图2是图1的液位发送器的透视图；
图3是液位发送器的一部分沿着图2中的剖视线3-3的截面图；
图4是图2所示的液位发送器的一部分的前视图；
图5示出了从动构件的一个实施例和从动构件的磁通量密度的相应三维示图；
图6示出了相对于图5的从动构件定向的非接触式传感器的一个实施例；
图7-11示出了液位发送器的另一实施例的透视图；
图12示出了燃料箱和非接触式液位发送器的一部分的透视图和截面图；
图13示出了图12所示的液位发送器的局部截面图；
图14示出了图13所示的液位发送器的浮子沿着剖视线14-14的截面图；
图15示出了图13所示的液位发送器和箱的一部分的放大图；
图16示出了由箱中的凸缘承载的液位发送器的局部透视图；以及
图17示出了由箱的壁承载的液位发送器的局部透视图，其中壁的一部分被切除。
具体实施方式
更详细地参考附图，图1示出了箱10(例如可以用于保持燃料系统中的液体燃料的供给的燃料箱)，以及与箱10相关联的液位发送器12。这样的燃料系统可以例如在机动车应用中用于输送燃料以便在发动机内燃烧。液位发送器12可以用于监测和提供指示箱10中的燃料的液位的信号。当然，箱10和液位发送器12可以用于除燃料以外的流体以及除车辆燃料系统以外的应用。
燃料箱10可以包括限定内部容积16的一个或多个壁14，燃料包含在所述内部容积中。一个或多个燃料箱壁14可以由任意合适的金属或非金属材料形成。在一种形式中，在所谓的“多层”燃料箱中，燃料箱10可以由若干层聚合材料形成(例如，内层和外层、一个或多个粘合剂层、以及一个或多个隔离层)。替代地，箱10可以由单一材料形成，或者可以具有除了本文中具体指出的层之外的层、或者与本文中具体指出的层不同的层。
燃料箱10被示出为在贮器20内承载燃料泵18。另外，液位发送器12由贮器20承载；然而，这仅仅是示例。液位发送器12也可以由燃料泵18、箱壁14等承载。
液位发送器12包括安装件30以支撑液位发送器12并且保护联接至安装件30的内部电子装置和浮子组件32。如图2所示，安装件30包括用于承载传感器装置36(其可以包括液位检测电子装置)的载体34，以及用于联接浮子组件32的联接器38。
载体34包括限定载体形状的多个壁40。在此，示出了矩形形状，但这仅仅是示例。载体34可以具有其他形状。壁40的内表面42限定可以从载体34的外部密封的中空区域44；然而，密封并非必需的。载体34可以由用于与箱10中的流体相接触的任意合适的材料(例如，聚甲醛或POM)制成。壁40的一个外表面46可以具有用于将安装件30固定到贮器20(在图1中示出)(或类似物)的一个或多个紧固特征结构(未示出)。可以使用任意合适的紧固特征结构。相对的外表面48可以承载联接器38(图2-3)；例如，外表面48可以具有用于保持联接器38的一个或多个夹子49。当然，这仅仅是示例；也存在其他的实施方式。例如，载体可以集成或嵌入其他的燃料箱部件(例如贮器20)内或燃料箱壁14中。例如，贮器可以具有限定中空区域44的凹部，盖或盖板可以附接到所述凹部。
联接器38可以是适合用于联接和承载浮子组件32的任意结构。图2-3所示的联接器38具有圆柱形状；例如，圆形壁60抵接载体34的相对的外表面48，并且联接器38的轴向端壁62与表面48间隔开。替代地，联接器38可以用或者由与外表面48(或者在适用的实施例中是盖板)相同的材料件一体地形成。联接器38可以具有对应于外表面48上的夹子49的一个或多个保持特征结构63；这些保持特征结构可以位于圆形壁60的抵接部附近。端壁62可以具有环形形状，孔64在其中位于中心。这当然仅仅是联接器38的示例；其他形状也是可行的。孔64与联接器38内的圆柱形腔室66连通(图3)。腔室66的形状可以由圆形壁60和轴向端壁62的内表面以及载体34的相对的外表面48限定。联接器38可以由与载体34相同的材料制造。
传感器装置36可以承载在载体34内(并且密封在其中)。装置36可以包括电路卡组件(CCA)70、处理器72、存储器74以及能够安装在CCA上的非接触式传感器76。CCA 70可以是用于承载电路部件的任意合适的电子卡，并且可以包括接线或迹线；例如，在一个实施例中，CCA 70是印刷电路板(PCB)。CCA 70可以具有用于与下游的电子控制单元(ECU)(未示出)或燃料计电子装置(未示出)通信的线束或总线78。
处理器72应当被广义地解释为包括能够处理电子指令的任意类型的装置，其中包括微处理器、微控制器、车辆通信处理器、和专用集成电路(ASIC)。在一个实施例中，处理器72是微处理器。由此，处理器72可以执行各种类型的数字存储指令，例如存储在存储器74上的软件或固件程序。并且在至少一种实施方式中，处理器72配置成用以执行程序并处理数据以实施本文中所讨论的方法的至少一部分。
存储器74也应当被广义地解释为包括任意合适的非暂时性计算机可用或可读介质。仅举几个示例，示例性的计算机可用存储介质包括RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)。
应当领会，传感器装置36的一些实施例包括处理器72和存储器74中的一者或两者，而其他的实施例并非如此。例如，足够的存储器74可以位于非接触式传感器76中或其上。或者存储器74在一些应用中可以不是必需的。类似地，处理器72可以不位于CCA 70上，而是位于别处。仅举几个非限制性示例，处理器72可以位于燃料泵18(图1)上(例如，可以与用于燃料泵18的马达控制单元(未示出)相同或不同，或者可以位于与燃料泵18相关联的箱凸缘19(图1)上，或者可以位于箱10外部的燃料系统电子控制单元(未示出)中，等等。
非接触式传感器76可以是适合用于确定被感测元件的角位置的变化的任意电子装置(参见图6)。根据至少一个实施例，非接触式传感器76是非接触式电位计。传感器76可以包括本体80，其具有用于焊接到CCA 70的多个触点82(图2-3)，触点82可以沿着本体80的横向侧面84延伸(如图6所示)。本体80包括至少一个感测表面86(例如，在本体80的上侧面88上)。在一些实施方式中，本体80还包括第二感测表面90(在本体80的下侧面92上)。非接触式传感器76的一个市售示例是AMS的非接触式电位计AS5600。
磁敏电路(未示出)可以承载在非接触式传感器76的本体80内。例如，霍尔传感器的布置可以包含在其中。根据一个实施例，霍尔传感器具有限定中心轴线C的圆形布置。
返回图2-3，非接触式传感器76在CCA 70上的位置可以将中心轴线C定位成使得它与圆柱形腔室66的纵向轴线近似重合。更具体地，CCA 70在中空区域44内的位置以及非接触式传感器76在CCA70上的位置大体上可以将中心轴线C与腔室66的纵向轴线对准。另外，CCA 70可以定位在中空区域44内，以使得感测表面86(在传感器76的本体80上)位于腔室66的预定轴向近程内。在至少一个实施例中，感测表面86与载体34的内表面42相邻或接近相邻。
现在转向图2-3所示的浮子组件32，浮子组件32包括浮子臂100，其承载位于第一端部104处的浮子102和位于第二端部108处的从动构件106。浮子臂100可以是任意的刚性纵向构件，并且浮子102可以是用于在箱10中的流体的表面上浮动的任意合适的浮力装置。在一些实施方式中，浮子102可以是能够在浮子臂100的第一端部104处转动的。浮子臂100和浮子102两者可以由用于与箱10中的流体接触的任意合适的材料制成。
位于第二端部108处的从动构件106可以是能够与非接触式传感器76相互作用的任意的场产生元件。在至少一个实施例中，从动构件106是磁体，例如但不限于直径磁体(diametric magnet)。当在本文中使用时，直径磁体是沿着轴向延伸的直径110具有按极性划分的北极(N)和南极(S)的磁化装置(例如，得到极化的北极半部112和极化的南极半部114)，正如图5中清楚示出的那样。图5还示出了直径磁体的两个半部112、114的磁通量的三维示图。
在一些实施例中，直径磁体具有圆柱形或环形的本体。在至少一个实施例中，从动构件106是具有相对的轴向端部116、118的圆柱形。另外，如图2-3所示，构件106的尺寸确定成配合在联接器38的腔室66内，使得从动构件106能够轴向地自由旋转(如图4所示)并且其轴向端部118面向非接触式传感器76(图3)。由此，在组装时，根据一个实施例，从动构件106的纵向轴线可以与非接触式传感器76的中心轴线C(以及腔室66的纵向轴线)大体对准。
图3中清楚示出的孔130可以沿着从动构件106的纵向轴线定位以便将从动构件106固定地联接至浮子臂100的第二端部108。该孔130可以是盲孔，或者甚至可以是通孔(当从动构件106是环时)。孔130可以尺寸确定成用于压配合、粘接或者其他合适的接合。这当然仅仅是示例。也存在其他的实施方式。例如，浮子臂100的第二端部108可以横向地紧固在从动构件106的轴向端部116的全部或者一部分上。
从动构件106可以由保护材料层132涂覆或覆盖，如图5所示。涂层或覆盖层132可以是保护从动构件106免受与箱10中的流体相接触的腐蚀影响的任意合适的材料。
图1示出了承载燃料的箱10。液位发送器12的浮子102随着箱中的燃料的液位的变化而在箱10内自由地向上和向下移动。由此，当箱10充满燃料时，浮子102处于其最高位置。并且当箱10没有燃料时，浮子102处于其最低位置。由此，浮子102可以在运动范围139上行进，所述运动范围139至少部分地由浮子臂100的长度以及箱10的形状和尺寸限定。当浮子102穿过运动范围139时，从动构件106在其纵向轴线上轴向旋转(即，相对于纵向轴线的角位置或取向变化)。从动构件106的角旋转改变其磁通量相对于非接触式传感器76(其被固定)的取向(例如，多向量变化)。非接触式传感器76将对应于感测到的磁通量的电输出提供给处理器72(例如，使用内部集成电路(I2C)或任意其他合适的通信协议)。由此，非接触式传感器76可以确定静态从动构件106的角位置或者随着从动构件106轴向旋转而改变角位置。非接触式传感器76的一些实施例可以具有高分辨率(例如，12位分辨率)。由此，例如，根据具有45°的运动范围139的一个实施例，非接触式传感器可以具有代表箱10中的不同燃料液位的4096个增量(或者代表从动构件106的每0.01°角旋转所对应的燃料液位的电信号)。
处理器72可以将非接触式传感器76的电输出与燃料液位相关联。为了实现这一点，处理器72可以将电输出与存储在(例如，存储在存储器74中的)查询表中的数据进行比较。处理器72也可以执行其他功能；例如，在一些实施方式中，处理器72应用平滑算法以应对箱的晃动(即环境引起的波或者由于地面地形产生的箱10的倾斜)。一旦处理器72确定燃料液位值，它就经由线束78(例如，经由控制器局域网(CAN)或者任意其他合适的通信协议)将信号向下游提供给ECU(未示出)、燃料计电子装置(未示出)等。并且随后向车辆的用户显示该信号。
不同于常规的阻力刮擦系统(resistive wiper system)，非接触式传感器76和从动构件106的使用可以最小化不合需要的滞后。另外，传感器76/构件106的配对不会像常规阻力刮擦系统那样经历磨损和疲劳，原因是这两个装置彼此不接触。
也存在其他的实施例。例如，在上述实施方式中，从动构件106的纵向轴线被描述为与非接触式传感器76的中心轴线C大体重合；但是，这不是必需的。在其他实施方式中，从动构件106的纵向轴线可以有意地偏移或平移。例如，非接触式传感器76可以配置成具有用于相对小的偏移的对准公差(例如上述的AMS的AS5600)，或者替代地，传感器76可以配置成当从动构件的纵向轴线有意地偏移到较大程度时确定角位置(例如Allegro MicroSystems的市售A1332)。
图7-11示出了用于监测箱10中的流体的液位并提供指示液位的信号的液位发送器的另一实施例。应当领会，下面相同的附图标记指示相同或相似的特征和/或功能。图7示出了液位发送器12'的一部分，即，安装件30'的载体34'示出为联接至浮子组件32'的一部分。如图8和图10-11中清楚示出的那样，载体34'的腔室66'可以布置成用以固定传感器装置36'(在此仅示出CCA 70和非接触式传感器76)。在该实施方式中，载体34'的腔室66'未被密封(当然，在其他实施例中，它可以被密封)；由此，在至少一个实施例中，传感器装置36'可以具有一层共形涂层(类似于上述的涂层132)。安装件30'还可以包括在后外表面46'上的特征结构45以用于将安装件联接至诸如贮器20(在图1中示出)这样的燃料箱部件。如图8-10所示，安装件30'可以具有带有孔64'(参见图9)的联接器38'(在此示为凸缘)，所述孔可以尺寸确定成用以接收浮子臂100的第二端部108'。
如图8-10中清楚示出的那样，浮子组件32'的第二端部108'可以包括联接至浮子臂100并且承载从动构件106的支撑件47。支撑件47可以具有轭49，浮子臂100在一侧51穿过所述轭并且所述轭在相对侧53处承载从动构件106。
当组装时，轭47可以跨过联接器38'，使得浮子臂100进入或穿过轭并且进入或穿过孔64'，如图7和图11所示。在该组装位置，从动构件106可以位于非接触式传感器76的预定近程处(例如，用以实现磁耦合)。另外，当浮子102(未在图7-11示出)由于箱10内的燃料液位的变化而向上或向下移动时，浮子组件32'经由孔64'自由枢转，从而角旋转从动构件106。液位发送器12'的功能类似于液位发送器12；例如，非接触式传感器76可以基于磁通量(和/或其中的变化)检测从动构件的轴向位置或角位置。
图12-15示出了液位发送器的另一实施例，其中液位发送器的至少一部分(其包括传感器装置36)位于箱10的外部，并且液位发送器的另一部分(其包括从动构件106)位于箱内，并且隔离部或壁分离两个液位发送器部分(例如，包括但不限于用于密封箱开口的箱凸缘)。另外，位于箱10外部的部分可以沿着轴线C'与箱10内部的部分大体对准。同样地，应当领会，下面相同的附图标记指示相同或相似的特征结构和/或功能。
如图12-13所示，载体34”将传感器装置36承载在上部箱壁14a的外表面120上；载体34”可以被完全封闭或密封或者可以不被完全封闭或密封。而且，载体34”不是必需的。例如，在其他的实施方式中，传感器装置36可以在箱形成过程(例如，如下面更详细地描述的那样)中由材料至少部分地包覆模制、嵌入或者以这两种方式结合在另一结构(例如但不限于箱壁114)中。在所示的实施方式中，线束122被示出为联接至传感器装置36并且远离其延伸(例如，延伸到未示出的燃料液位计或其他的控制器电子装置)。
传感器装置36可以与先前描述的装置(例如，AMS的AS5600或Allegro的A1332)相同，或者可以是任意其他类似的非接触式传感器。装置36可以沿着轴线C'定位，并且可以被定向成使得感测表面86面向位于水箱10内的液位发送器的部分(例如，在所示的实施方式中，传感器表面86邻近外表面120)；但是，这不是必需的。例如，在其他的实施方式中，在装置36和箱壁14之间可以有间隙。无论如何，在至少一个实施例中，箱壁14的至少一部分介于传感器装置36和箱10的内部之间。
在至少一些实施方式中，浮子组件32”在箱10内定位在上部箱壁14a和下部箱壁14b之间，并且包括浮子102”、可以平行于轴线C'的一个或多个引导件或引导杆124、沿着轴线C'的驱动构件126和旋转件128、以及在轴线C'上或与轴线C'平行并与传感器装置36对准的从动构件106(上述的从动构件106具有面向传感器装置36的轴向端部118，图15)。浮子102”可以具有本体130，其具有轴向延伸的驱动通道132和至少一个轴向延伸的引导通道134(在图14中清楚地示出)，例如，通道132可以与轴线C'大体重合，并且通道134可以与其大体平行。所示的浮子102”具有两个引导通道134，但这不是必需的。通道132、134可以具有任意合适的横截面形状。例如，在至少一个实施例中，驱动通道132可以具有大体矩形的横截面。而且，所示的本体130为圆柱形；然而，这仅仅是示例，并且其他的形状是可行的。
在图12-13所示的实施方式中，一个或多个引导件124从上部箱壁14a处的内表面140延伸到下部箱壁14b处的内表面140(例如，在每个端部处联接至箱10)。在所示的实施例中，引导件124被示出为直径小于引导通道134(参见图14)的圆柱形杆，以使得浮子102”可以在上部箱壁14a和下部箱壁14b之间沿着杆相对自由地移动。在其他的实施方式中，可以使用更多或更少的引导件124。引导件124的一些非限制性横截面形状包括矩形横截面、三角形横截面、或者“+”或十字形横截面。应当领会，尽管图12-13的实施例示出了相对于上部箱壁14a和下部箱壁14b垂直取向的引导件，但这不是必需的。例如，引导件124的取向可以不同，并且在一些实施例中可以联接至箱10的侧壁。
驱动构件126包括沿着轴线C'大体上从上部和下部箱壁14a、14b之间或附近延伸的任意合适的驱动部件。当浮子组件32”在壁14a、14b之间移动时，驱动构件126适于承载浮子组件32”并且移动(例如，旋转)。驱动构件126的第一端部144(例如，更靠近上部箱壁14a的端部)可以联接至从动构件106。驱动构件126的第二、相对端部146(例如，更靠近下部箱壁14b的端部)可以联接至旋转件128，旋转件128固定到箱壁内表面140，但是允许驱动构件126的旋转。在所示的实施例中，驱动构件126被示出为螺旋装置，例如具有矩形横截面的纵向延伸条，其扭转通过一个完整的旋转，然而，这仅仅是示例。驱动构件126可以尺寸确定成通过浮子本体130中的驱动通道132被接收，并且其横截面形状可以在其他的实施例中有所变化。此外，螺旋形实施例也不是必需的；例如，驱动构件126可以是根据液位感测而导致浮子102”旋转的任意装置，例如纵向延伸的棘轮装置(例如，其中驱动通道132具有对应的棘轮元件，当浮子102”沿其长度移动时其促使驱动构件126移动/旋转)。
如图13和图15清楚示出的那样，箱10可以包括在上部箱壁14a的内表面140上或附近用于从动构件106的载体150；并且轴线C'可以穿过载体150。载体150可以包括从箱壁14径向向内延伸的任意合适的壁、突出部或指状件152，其适于承载和/或定向具有传感器装置36(其安装在箱10的外部)的从动构件106(在箱10内)。指状件152可以布置成使得从动构件106能够在其间旋转。从动构件106的布置和位置可以便于传感器装置36基于从动构件106的角位置来确定箱10中的流体的液位，并且可以如先前所述地进行操作。由此，从动构件106可以与传感器装置36的感测表面86的预定区域对准或者可以有意地偏移。这样的对准和确定也是如先前所述的那样，并且在此将不再描述。
在图12-14中，示出了防护件或挡板160，其最小化由箱的晃动导致的浮子102”的不适当运动(例如，由此最小化液位感测误差)。防护件160被示出为部分地围绕浮子组件32”延伸的半管；这当然仅仅是示例，并且存在其他的示例。例如，防护件160可以是任意的隔离件，其具有允许箱10中的流体从中穿过的孔或者一条或多条流动路径。例如，在一个实施方式中，隔离件完全围绕浮子组件32”延伸。此外，挡板160不是必需的。
在本实施例的操作期间，浮子102”响应于箱10中的变化的流体液位而沿着一个或多个引导件124上下移动。当浮子102”向上移动时(例如，当流体被加入到箱10中时)，随着驱动构件106穿过浮子102”的驱动通道132，驱动构件126可以在第一方向上(例如，顺时针)旋转。并且当浮子102”向下移动时(例如，当从箱10泵送出流体时)，随着驱动构件穿过驱动通道132，驱动构件126可以在第二方向上(例如，逆时针)旋转。当浮子102”向上或向下移动时，一个或多个引导件124抑制浮子102”的旋转，并且改为驱动构件126旋转(例如，随着螺旋装置126穿过矩形通道132而旋转)。此外，当驱动构件126旋转时，从动构件106同样如此。如先前所述，传感器装置36可以基于从动构件106相对于传感器装置36的非接触式传感器76的旋转或角度位置确定箱10中的流体的液位。
存在另外的将传感器装置36与由箱10承载的流体隔离的其他实施例。例如，传感器装置36可以位于侧壁14的外部上，并且浮子组件可以安装到侧壁14的内部，使得箱壁材料的至少一部分处于传感器36和从动构件106之间。图17示出了液位发送器12”'的一个示例(其中，同样地，相同的附图标记表示具有相似功能的相同或相似的元件)，安装件30'可以联接至壁14的内表面140并且延伸到箱10的内部容积16中，并且箱10的外侧面上的载体34”可以承载传感器36。安装件30'使浮子臂32'(其承载从动构件106)能够响应于箱10中的流体的液位的变化(例如，随着浮子臂32'的相对端部处的浮子(未示出)的上升或下降)而在联接器(在图17中隐藏)处枢转。载体34”可以不被封闭(如图所示)，并且在一些实施方式中可以被省略。在至少一个实施方式中，传感器36可以在箱形成过程中由材料至少部分地包覆模制(例如，如下面更详细描述的那样)。如先前所述，从动构件106可以相对于传感器36对准或定位(并且更具体地，可以相对于CCA 70上的传感器76对准或定位)。并且同样地，通过借助于通过壁14进行的非接触式感测来检测旋转变化，传感器装置36就可以确定箱10中的流体的液位。
在另一实施方式中，液位发送器可以在箱10的制造过程期间设置在箱10中。箱10可以在具有两个半部的模具中由聚合物材料模制。下面将对该过程进行简要说明。
通常，一个或两个模具半部可以承载箱部件(例如载体34”或者具有载体34”的传感器装置36)以用于将部件至少部分地嵌入或包覆模制在箱10的外表面120中。用于形成箱10的挤出型坯可以设在模具中，处于分离的模具半部之间。接着，模具半部可以至少部分地闭合，并且可以使用吹针将加压气体(例如，空气)提供到型坯的内部以将型坯向外预吹到模具型腔中。预吹可以将由模具半部(至少部分地)承载的任意箱部件嵌入或包覆模制到箱壁中。其后，例如通过切割或撕开型坯，可以将型坯材料分成型坯半部或型坯部分，在每个模具半部中有一个型坯半部。然后可以打开模具半部以暴露出型坯半部的内部。这就提供了通向型坯内部的通路，使得在模具半部闭合在一起并且在部件集成到箱内部的情况下进行箱10的最终吹塑模制之前，其他的箱部件(例如，浮子组件32、32'或32”)可以被引入型坯的内部中(例如，通过机械手引入)。在美国专利申请公报2009/0324866中公开了形成型坯并且将型坯分成型坯半部以便将部件定位在其中的一种这样的方法，其公开内容通过全文引用而并入本文。
根据上述过程，在另一实施例中，(例如，图12的)液位发送器12”的一部分(例如，载体34”、传感器装置36、或以上两者)由模具半部中的一个承载，并且至少部分地模制到挤出型坯之上或之中(例如，由此处于箱10的外部)。并且液位发送器12”(例如，浮子组件32”)的另一部分可以由机械手承载，并且在型坯被切割或撕开且模具半部分离之后设置到箱10的内部。浮子组件32”可以对准，以使得当模具半部闭合时，载体150(在其中具有从动构件106)变得靠近载体34”(在其中具有传感器装置36)。类似地，旋转件128可以位于箱壁14的另一区域中。
在一些实施例中，浮子组件32”可以提供箱壁14之间(例如，箱壁14a和14b之间)的硬度和刚度，例如，其中浮子组件32”的两个端部被联接至箱壁14的不同部分。例如，倾向于分离燃料箱壁14(例如，向外膨胀燃料箱)的力可能由于箱10内的压力增加、或者作用于燃料箱壁的满箱中的燃料的重量而产生。此外，温度升高(燃料箱10的外部的环境温度和燃料箱内的温度这两者的升高都)可以减小聚合物燃料箱的硬度、刚度或者强度。所以，在一些实施例中，与没有这样的特征结构的箱相比，浮子组件32”的一个或多个引导件124可以用于包含处于增加的压力下和/或具有增加的温度的流体。此外，由于由浮子组件32”提供的燃料箱10的增加的硬度和刚度，与没有组件32”的燃料箱10相比，可以在应用中使用更薄的燃料箱壁14，这样可以导致节约成本，并且在一些情况下减轻重量。
在另一个箱制造的实施方式中，液位发送器可以在制造过程期间设在箱10中，其中箱10通过在两个开放的模具半部之间引入未切割或未分割的圆柱形型坯而形成。模具半部可以承载或不承载待安装在箱10的外部上的箱部件。在一些情况下，该过程可以包括臂，其通过型坯的敞开端部引入承载一个或多个燃料箱部件(例如，液位发送器12或12'，或者浮子组件32”)的部件载体。模具半部可以是部分闭合，型坯的相对端部可以至少部分地闭合，并且加压空气可以被提供到型坯中以初始地和部分地使其膨胀。臂可以在内部定位和/或对准部件载体和箱部件，并且随后可以部分地闭合模具半部。其后，可以移除臂，使部件载体和部件在型坯内留置就位。然后，模具半部可以完全闭合，以将部件载体、箱部件或这两者接合在型坯材料中。在该过程期间，并且甚至在模具完全闭合之后，额外的加压空气可以被提供到型坯中，例如用以保持型坯敞开并防止其塌缩并且将型坯形成为所需的燃料箱形状。该方法的其他方面在美国专利US6,712,234中公开，其公开内容通过全文引用而并入本文。
根据上述过程，在一个实施例中，具有部件载体的液位发送器12或12'通过臂设置到箱10的内部。并且如上所述，部分地闭合模具半部，将臂移除，使部件载体和液位发送器12或12'留置就位，并且随后完全并最终闭合模具半部。应当领会，经由臂设置到箱10的内部中的部件载体也可以包括其他部件(例如，仅作为一些示例的燃料泵18，贮器20等)。
根据另一实施例，部件载体正是或者包括适于联接至液位发送器12的一部分或者安装件30或30'的托架。托架被接收在型坯中，并且型坯硬化以承载托架。液位发送器12或12'随后可以经由箱开口被接收到硬化箱10的内部并且联接至托架。
根据另一实施例，液位发送器12”的一部分(例如，载体34”、传感器装置36、或以上两者)由模具半部中的一个承载，并且至少部分地被模制到挤出型坯之上或之中(例如，由此处于箱10的外部)。并且液位发送器12”的另一部分(例如，浮子组件32”)可以由臂承载(例如，处于部件载体上)并且经由型坯的敞开端部设置到箱10的内部。臂可以定位和对准浮子组件32”，以使得当模具半部闭合时，载体150(在其中具有从动构件106)变得靠近载体34”(在其中具有传感器装置36)。类似地，当模具半部闭合时，箱壁14的另一区域可以接收旋转件128(经由臂)。当半部继续闭合时，臂可以保持浮子组件32”和旋转件128，并且随后臂可以从模具半部之间收回，使得模具可以进一步闭合并最终完全闭合。如上所述，液位发送器12”可以保持在该位置，直到型坯材料硬化。
在另一箱制造的实施方式中，燃料箱10可以例如在真空成型或其他类型的过程中由片材形成。在模具半部敞开的情况下，材料可以被提供到两个模具半部中(例如，在一些实施方式中与载体34”重叠)。然后可以例如通过真空成型而将材料形成到模具型腔中。如上所述，浮子组件32”可以在模具半部闭合之前设置在模具半部之间，使得当模具半部闭合以形成箱10时，浮子组件32”联接至箱壁14。可以采用类似的过程以接收液位发送器12或12'(例如，除了模具半部不能承载液位发送器部件以外)。
在另一箱制造的实施方式中，可以在引入液位发送器12、12'或12”的至少一部分之前成形和硬化箱10。例如，一旦箱材料已被硬化，液位发送器就可以例如通过经由箱壁14中的开口插入而定位于箱10的内部中。例如，液位发送器12或12'可以联接至箱壁14、燃料泵18、贮器20、或者箱10内的任意其他合适的位置(例如，联接至凸缘或者凸缘与贮器之间的支撑件)。类似地，浮子组件32”也可以联接至箱10的任意合适部分或其他的箱部件。载体34”(和/或传感器装置36)可以在箱已硬化之后联接至箱10的外表面120，或者可以根据上述的任何过程与箱10一起形成。
在液位发送器12”(参见图16)的至少一种实施方式中，凸缘180可以被密封到箱10以闭合箱壁14中的开口182，部件通过所述开口插入箱10中。凸缘180可以将传感器装置36至少部分地承载在凸缘180的外侧面184之上或之中，而从动构件106可以承载在凸缘180的内侧面186处，以使得凸缘的至少一部分将装置36和从动构件106分离。由此，凸缘180可以被认为是箱壁14的一部分。该实施例的其他方面可以类似于图12-15所示。
由此，已经描述了用于流体箱的液位发送器。液位发送器包括安装件和浮子组件，其中安装件承载诸如非接触式电位计这样的非接触式传感器，并且浮子组件承载诸如直径磁体这样的从动构件。在操作中，从动构件和非接触式传感器磁耦合并且相互作用并且提供指示箱中的燃料的液位的电输出。
尽管本文中公开的本发明的各种形式构成当前优选的实施例，但是许多其他的实施例也是可行的。本文不旨在提及本发明的所有可行的等效形式或者衍生方案。应当理解，本文中所使用的术语仅仅是描述性的而不是限制性的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以进行各种变型。

Claims (15)

1.一种用于箱的液位发送器，其包括：
传感器装置；
与浮子组件相关联的从动构件，所述传感器装置适于基于所述从动构件的角位置确定箱内的流体的液位；以及
浮子臂，所述浮子臂在第一端部处联接至浮子并且在第二端部处联接至所述从动构件。
2.根据权利要求1所述的液位发送器，其中所述传感器装置是非接触式传感器。
3.根据权利要求2所述的液位发送器，其中所述非接触式传感器是非接触式电位计。
4.根据权利要求2所述的液位发送器，其中所述从动构件是磁体。
5.根据权利要求2所述的液位发送器，其中所述从动构件的轴向端部面向所述非接触式传感器。
6.根据权利要求1所述的液位发送器，其中所述从动构件沿轴向定位在所述传感器装置的预定近程内。
7.根据权利要求1所述的液位发送器，其中箱壁的至少一部分位于所述传感器装置和所述从动构件之间。
8.根据权利要求1所述的液位发送器，其中所述浮子臂的第二端部直接联接至所述从动构件。
9.一种用于箱的液位发送器，其包括：
传感器装置；
配置成轴向旋转的从动构件，其中所述传感器装置配置成基于所述从动构件的轴向旋转位置确定箱内的流体的液位；以及
浮子组件，所述浮子组件配置成用于承载和轴向旋转所述从动构件并且包括直接联接至所述从动构件的浮子臂。
10.根据权利要求9所述的液位发送器，其中所述传感器装置是非接触式传感器。
11.根据权利要求10所述的液位发送器，其中所述非接触式传感器是非接触式电位计。
12.根据权利要求10所述的液位发送器，其中所述从动构件是直径磁体。
13.根据权利要求12所述的液位发送器，其中所述直径磁体的轴向端部面向所述非接触式传感器。
14.根据权利要求13所述的液位发送器，其中所述浮子组件还包括在第一端部处联接至浮子的浮子臂，其中所述直径磁体的相对的轴向端部联接至所述浮子臂的第二端部。
15.根据权利要求9所述的液位发送器，其中所述从动构件沿轴向定位在所述传感器装置的预定近程内。
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