CN109564194A - 使用温度相关的流体测量值变化率来感测流体特性和种类 - Google Patents

使用温度相关的流体测量值变化率来感测流体特性和种类 Download PDF

Info

Publication number
CN109564194A
CN109564194A CN201780050369.5A CN201780050369A CN109564194A CN 109564194 A CN109564194 A CN 109564194A CN 201780050369 A CN201780050369 A CN 201780050369A CN 109564194 A CN109564194 A CN 109564194A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
controller
temperature
ultrasonic pulse
characteristic
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.)
Granted
Application number
CN201780050369.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109564194B (zh
Inventor
G·P·墨菲
M·E·科瑞恩
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.)
Ssi Technologies Ltd
Original Assignee
Ssi Technologies Ltd
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 Ssi Technologies Ltd filed Critical Ssi Technologies Ltd
Publication of CN109564194A publication Critical patent/CN109564194A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109564194B publication Critical patent/CN109564194B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • 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
    • G01F23/24—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 variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246—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 variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
    • 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
    • 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
    • G01F23/30—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 floats
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/32—Arrangements for suppressing undesired influences, e.g. temperature or pressure variations, compensating for signal noise
    • G01N29/326—Arrangements for suppressing undesired influences, e.g. temperature or pressure variations, compensating for signal noise compensating for temperature variations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4427—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with stored values, e.g. threshold values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02818—Density, viscosity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

一种用于感测流体特性的系统。该系统包括超声传感器、温度传感器和控制器。超声传感器被配置为将超声脉冲输出到流体中，接收超声脉冲的回波，并基于接收的回波输出信号。温度传感器配置成感测流体的温度并输出对应于流体温度的温度信号。控制器被配置为基于超声脉冲的输出和接收到的超声脉冲的回波确定飞行时间，接收温度信号，基于飞行时间和温度信号确定流体的特性，将流体的特性与基线特性进行比较，以及基于流体的特性与基线特性之间的比较输出信号。

Description

使用温度相关的流体测量值变化率来感测流体特性和种类
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年8月17日提交的美国专利申请No.15/238,936的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。
技术领域
实施例涉及感测流体的特性。
背景技术
各种系统需要流体(例如，油、燃料、柴油机排出流体、制动液、传动液、清洗液、制冷剂等)。通常，系统要求是这些流体具有一定特性，例如粘度、挥发性、酸度/碱度等。例如，内燃机和其他机械装置需要具有一定特性的油，例如粘度。油通常按粘度分级，以及按特定用途分类。在内燃机中使用不正确的油可能会损坏发动机。通常使用诸如粘度计和流变仪的特定仪器来测量流体(例如油)的粘度。这些仪表使用玻璃毛细管、旋转或振动来测量粘度。因此，它们通常不适用于由内燃机驱动的车辆，其中通常包括高温和运动环境。
发明内容
因此，一个实施例提供了一种用于感测容纳在罐内的流体的特性的系统。该系统包括超声波传感器、温度传感器和控制器。超声波传感器被配置为将超声脉冲输出到流体中，接收超声脉冲的回波，以及基于接收的回波输出信号。温度传感器被配置为感测流体的温度并输出对应于流体温度的温度信号。控制器被配置为基于超声脉冲的输出和超声脉冲的接收回波来确定飞行时间。控制器还配置成接收温度信号，基于飞行时间和温度信号确定流体的特性，将流体的特性与基线特性进行比较，以及基于流体的特性和基线特性之间的比较来输出信号。
另一个实施例提供了一种感测包含在感测区域内的流体的特性的方法。该方法包括通过换能器输出超声脉冲通过流体，通过换能器接收超声脉冲的回波，并通过控制器确定超声脉冲的飞行时间。该方法还包括通过温度传感器接收流体的温度，并通过控制器基于飞行时间和温度确定流体的特性。该方法还包括通过控制器将流体的特性与基线特性进行比较，以及基于特性和基线特性之间的比较从控制器输出信号。
另一个实施例提供了一种在流体改变间隔确定正确的流体是否在罐内的方法。该方法包括通过控制器确定罐内的流体是否已经改变，以及通过控制器确定流体的特性。该方法包括：通过控制器将流体的特性与基线特性进行比较，以及基于流体的特性与基线特性之间的比较从控制器输出信号。
另一个实施例提供了一种感测流体的方法。该方法包括通过换能器将第一超声脉冲通过流体的一部分朝向反射器传输发射，以及通过换能器接收第一超声脉冲的第一回波，其中在第一时间段内发射第一超声脉冲以及接收第一回波。该方法还包括确定第一超声脉冲的第一测量值，以及通过温度传感器确定第一温度，第一温度在第一时间段确定。该方法包括通过换能器将第二超声脉冲通过流体的一部分朝向反射器传输发射，以及通过换能器接收第一超声脉冲的第二回波，其中在第二个时间段内发射第二超声脉冲以及接收第二回波。该方法包括确定第二超声脉冲的第二测量值以及通过温度传感器确定第二温度，第二温度在第二时间段确定。该方法包括经由控制器基于第一测量值、第二测量值、第一温度和第二温度确定斜率，以及经由控制器从由将斜率与预定斜率进行比较，以及将第一测量值与预定测量值进行比较组成的组中选择至少一个进行比较。
通过考虑详细描述和附图，各个实施例的其他方面、特性和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是根据一些实施例的系统的透视图。
图2是根据一些实施例的图1的系统的分解图。
图3是根据一些实施例的图1的系统的控制系统的框图。
图4是根据一些实施例的图1的系统的部分透明视图。
图5A至图5E是示出根据一些实施例的由图1的系统感测的流体的基线指标的图表。
图6是示出根据一些实施例的图1的系统的操作的流程图。
图7是示出根据一些实施例的图1的系统的操作的流程图。
图8是示出根据一些实施例的图1的系统的操作的流程图。
具体实施例
在详细解释任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。其他实施例和实践或实施的方式是可能的。
图1示出了根据一些实施例的系统或感测系统100的透视图。在一些实施例中，感测系统100放置在罐内。在某些情况下，感测系统100放置在罐的底部。然而，感测系统100可以位于不同的位置。感测系统100感测容纳在罐内的流体(例如，油、燃料、柴油机排出流体、制动液、传动液、清洗液、制冷剂等)的一个或多个特性。感测系统100包括壳体105、液位传感器115和粘度传感器110。在一些实施例中，液位传感器115包括聚焦管120。壳体105可以由塑料或类似材料形成或以其他方式构造。在一些实施例中，包括所示的一个实施例，壳体105包括液位间隙122和粘度间隙123。液位间隙122允许流体流入感测系统100的液位传感器115，而粘度间隙123允许流体流入感测系统100的粘度传感器110。
图2示出了根据一些实施例的感测系统100的分解图。传感器100包括印刷电路板(PCB)125和多个传感器(即，传感元件)。在所示实施例中，多个传感器包括粘度传感器110、液位传感器115和温度传感器130。在其他实施例中，感测系统100可包括比图示实施例中所示更多或更少的传感器。多个传感器中的每一个电耦合到PCB 125。在一些实施例中，PCB125包括传感器控制系统200(图3)，其中，传感器控制系统200向多个传感器提供电力，分析来自多个传感器的数据，并将分析的数据输出到其他组件，例如外部设备180(图3)。如图2所示，感测系统100还包括通信端口135、灌封装置140、液位通气过滤器145、粘度通气过滤器150和密封件155。灌封装置140是用于支撑和/或保护PCB 125以及感测系统100的其他电路和组件的灌封材料。
在一些实施例中，感测系统100构造成通过罐底部的开口安装。在这样的实施例中，密封件155防止流体通过感测系统和罐之间的联接泄漏。密封件155可以由橡胶或类似材料形成或以其他方式构造。
粘度传感器110是用于确定容纳在罐内的流体的粘度的粘度传感元件。粘度传感器110包括粘度换能器160、粘度测量通道165和粘度反射器170。粘度换能器160是被配置为用作发射器和接收器的传感元件。在一些实施例中，粘度换能器160是压电换能器。粘度测量通道165用作感测区域并且有助于容纳待感测的流体。在操作中，粘度换能器160产生声波信号(例如，超声脉冲)，其通过粘度测量通道165内包含的流体传播到粘度反射器170。声波信号从粘度反射器170反射以及行进朝向粘度换能器160返回。然后，声波信号(从粘度换能器160到反射器170并返回到粘度传感器)的飞行时间(ToF)被输出到感测系统100的传感器控制系统200。
液位传感器115是液位传感元件，用于确定罐内流体的液位，从而确定液体的量。在所示实施例中，液位传感器115包括液位换能器175，其可以是例如压电换能器。液位传感器115还包括聚焦管120(例如，传感管)。液位换能器175被配置为充当发射器和接收器。聚焦管120用作感测区域并且有助于容纳待感测的流体。液位传感器115的一些实施例还可包括浮子。浮子漂浮在容纳在罐内的流体的表面315(图4)上。液位换能器175产生声波信号(例如，超声脉冲)，其通过包含在聚焦管120内的流体传播。声波信号朝向流体的表面315或浮子传播。声波信号反射离开表面315或浮子，并行进朝向液位换能器175返回。声波信号的ToF输出到传感器控制系统200。在一些实施例中，声波信号的ToF被转换成液位测量。在这样的实施例中，可以基于流体的已知声速来执行转换。在一些实施例中，使用查找表来执行转换。
温度传感器130是温度传感元件，用于确定罐内流体的温度。在一个实施例中，温度传感器130是热电偶。在另一个实施例中，温度传感器130是热敏电阻。在又一个实施例中，温度传感器130是电阻温度传感器。在又一个实施例中，温度传感器130是红外温度传感器。温度传感器130将感测的温度输出到控制器205。在一些实施例中，液位传感器115和温度传感器130组合成能够感测液位和温度二者的组合传感器。在一些实施例中，粘度传感器110和温度传感器130组合成能够感测流体的浓度和温度二者的组合传感器。在其他实施例中，粘度传感器110、液位传感器115和温度传感器130组合成能够感测所有三个度量的组合传感器。
通信端口135提供感测系统100与外部设备180(图3)之间的通信。在一些实施例中，外部设备180是机动车辆的计算机和/或控制系统。在这样的实施例中，通信端口135可以是数字端口的形式，例如符合J1939或CAN标准的端口。通信端口135提供用于与车辆的数据总线通信的机构。在其他实施例中，取决于特定应用的需要，通信端口135可以使用合适的模拟或数字信号与外部设备180通信。在一些实施例中，外部设备180是计算设备，例如，台式计算机、膝上型计算机、智能电话或平板计算机。
液位通气过滤器145和粘度通气过滤器150构造成分别过滤流体的气体部分以防进入聚焦管120和粘度测量通道165，同时允许流体的液体部分进入这些部件。在一些实施例中，流体的气体部分包括一个或多个气泡。在一些实施例中，液位通气过滤器145和粘度通气过滤器150包括网状材料。在一些实施例中，网状材料是合成聚合物(例如，尼龙、聚乙烯、聚丙烯等)。在其他实施例中，网状材料是金属。
图3示出了感测系统100的控制系统200的框图。在一些实施例中，控制系统200部分地或完全地包含在PCB 125上。控制系统200包括控制器205、功率模块210和输入/输出(I/O)模块215。控制器205包括处理器220和存储器225。存储器225存储可由处理器220执行的指令。在一些情况下，控制器205包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等中的一个或多个。控制系统200经由控制器205通信地耦合到粘度传感器110、液位传感器115和温度传感器130。
功率模块210接收功率并向控制器205输出标称功率。在所示实施例中，功率模块210经由通信端口135从外部设备180接收功率。在其他实施例中，功率模块210可以从另一个电源接收电力，例如但不限于电池和/或可再生电源。I/O模块215提供控制器205和外部设备180之间的有线和/或无线通信。
图4是根据一些实施例的感测系统100的部分透明视图。在操作中，控制器205控制粘度换能器160以朝向反射器170输出声学信号300。声学信号300从反射器170反射并作为声学回波305向粘度换能器160返回。控制器205基于输出的粘度声学信号300和接收的声学回波305来确定粘度飞行时间。控制器205还从温度传感器130接收流体的温度。在一些实施例中，控制器205还基于粘度飞行时间和流体的温度确定流体的声速。控制器205还控制液位换能器175以朝向流体的表面315输出液位声学信号310。液位声学信号310从表面315反射并作为液位声学回波320向液位换能器175返回。控制器205基于输出的液位声学信号310和接收的液位声学回波320来确定液位飞行时间。在一些实施例中，控制器205基于液位飞行时间和流体的声速确定流体的液位。控制器205基于粘度飞行时间、流体的声速和/或温度确定流体的一个或多个特性。特性可以包括流体的等级、流体的品牌、流体的运动粘度、流体的质量和流体的液位。在一些实施例中，控制器205基于一个或多个特性向外部设备180输出信号。
图5A是示出对应于流体的指标400的图表。指标400对应于流体的特性。指标400可以对应于等级、品牌、粘度或质量。在所示的示例中，指标400包括多个点，包括第一点405和第二点410。第一点405对应于第一飞行时间和第一温度下的指标400上的点。第二点410对应于第二飞行时间和第二温度下的指标400上的点。在其他实施例中，基于朝向反射器输出，从反射器反射，并作为回波返回的超声脉冲的飞行时间确定第一飞行时间和第二飞行时间。在一些实施例中，第一飞行时间和第二飞行时间可以是上面讨论的粘度飞行时间。
可以基于第一点405和第二点410来计算斜率或变化率415。在一些实施例中，使用下面的等式1来确定斜率(slope)。
在等式1中，ToF1对应于第一飞行时间，ToF2对应于第二飞行时间，T1对应于第一温度，而T2对应于第二温度。第一次飞行时间和第二次飞行时间是第一超声脉冲和第二超声脉冲的测量值。
图5B是示出对应于多个流体的多个示例性指标400a至400c的图表。如图所示，指标400a包括第一点405a，指标400b包括第一点405b，指标400c包括第一点405c。在示出的实施例中，第一点405a至405c对应于第一温度(例如，大约45℃)，每个基线指标400a至400c在相应的第一温度下具有相应的飞行时间。如图所示，三个指标400a至400c具有基本相似的斜率。然而，对应于指标400a至400c的三个流体可以基于它们在第一温度下的各自的飞行时间彼此区分。
图5C是示出与各个流体对应的示例性指标420a和420b的图表。在所提供的示例中，指标420a和420b在第一温度下共享点425。然而，对应于基线指标420a和420b的两个流体可以基于它们各自的斜率430a和430b彼此区分。
图5D是示出与各个流体对应的指标435a和435b的图表。指标435a和435b在第一温度下共享点440。另外，第一指标435a的第一斜率445a具有与第二指标435b的第二斜率445b基本相似的量值。然而，对应于指标435a和435b的两个流体可以基于它们各自的斜率445a和445b的符号(例如，负或正)彼此区分。
如图5A至5D所示，流体或流体的特性可以通过确定指标的第一点、指标的第二点，和/或指标的斜率或变化率来识别。在所示的实施例中，基于基线粘度飞行时间(例如，初始粘度飞行时间)和温度(例如，初始温度)来计算指标。然而，如图5E所示，在其他实施例中，可以基于声速和温度来计算指标(例如指标450a至450d)。在这样的实施例中，可以使用下面的等式2来确定斜率(slope)。
在等式2中，SoS1对应于第一声速，S0S2对应于第二飞行时间声速，T1对应于第一温度，以及T2对应于第二温度。第一声速和第二声速是第一超声脉冲和第二超声脉冲的测量值。
在一些实施例中，指标由控制器206计算。在一些实施例中，指标是预定的并且称为基线指标。在这样的实施例中，已知流体的一个或多个基线指标可以存储在控制器205或外部计算机180的存储器225中。在这样的实施例中，可以将存储在罐中的流体的计算的指标与已知流体的一个或多个基线指标进行比较。在提供的示例中，基线指标在图表上显示为曲线。然而，在其他实施例中，基线指标可以作为值存储在表格中。
图6是示出根据一个实施例的用于确定罐内的流体类型或流体特性(例如，流体的等级、流体的品牌、流体的粘度和流体的质量)的操作或过程500的流程图。方法500还可用于确定正确的流体是否在罐内。应当理解，过程500中公开的步骤的顺序可以变化，可以添加附加步骤，并且可以不需要所有步骤。感测系统100将第一超声脉冲朝向反射器170发射到流体的一部分(框505)。第一超声脉冲从反射器170反射作为第一回波返回(框510)。感测系统100接收第一超声脉冲的第一回波(框515)。在一些实施例中，第一超声脉冲由粘度换能器160发射和接收。感测系统100确定第一超声脉冲的第一测量值(例如，第一飞行时间或第一声速)(框520)。感测系统100通过温度传感器130确定流体的第一温度(框525)。在一些实施例中，发射第一超声脉冲，接收第一回波，并在第一时间段内确定第一温度。
感测系统100将第二超声脉冲朝向反射器170发射到流体的部分中(框530)。第二超声脉冲从反射器170反射，作为第二回波返回(框535)。感测系统100接收第二超声脉冲的第二回波(框540)。在一些实施例中，第一超声脉冲由粘度换能器160发射和接收。感测系统100确定第二超声脉冲的第二测量值(例如，第二飞行时间或第二声速)(框545)。感测系统100经由温度传感器130确定流体的第二温度(框550)。在一些实施例中，发射第二超声脉冲，接收第二回波，并且在第二时间段内确定第二温度。感测系统100使用第一温度下的第一测量值、第二温度下的第二测量值和/或第一测量值第二测量值的斜率或变化率来确定流体的类型或流体的特性(框555)。
在一些实施例中，通过将第一温度下的第一测量值、第二温度下的第二测量值和/或斜率与已知流体的一个或多个预定测量值和/或斜率进行比较来确定流体的类型或流体的特性。在这样的实施例中，当第一测量和/或斜率偏离预定的预定测量值和/或斜率时(例如，偏离预定偏差)，输出信号。在这样的实施例中，偏差可以基于所确定的粘度飞行时间和温度而变化。在另一实施例中，预定偏差基于用户输入。在其他实施例中，当在第一温度下的第一测量值、在第二温度下的第二测量值和/或斜率基本上等于已知流体的预定测量值和/或斜率时输出信号。
图7是示出根据一些实施例的感测系统100的操作或过程600的流程图。应当理解，过程600中公开的步骤的顺序可以变化。此外，可以向该过程添加附加步骤，并且可能不需要所有步骤。感测系统100确定罐中的流体已经改变(框605)。在一些实施例中，感测系统100通过(例如，经由外部设备180)从用户接收指示(例如，流体改变信号)来确定罐中的流体已经改变。在其他实施例中，感测系统100通过确定已经添加了流体来确定罐中的流体已经改变。在这样的实施例中，感测系统100可以将液位(例如，液位飞行时间)与先前确定的液位(例如，先前确定的液位飞行时间)进行比较。如果液位大于先前确定的液位，则感测系统100确定已添加或改变流体。
当感测系统100确定罐中的流体已经改变时，感测系统100确定流体的指标(框610)。感测系统100将指标与预定基线指标进行比较(框615)。当指标偏离预定基线指标时，感测系统100将错误信号或类似消息输出到外部设备180(框625)。当指标不偏离预定基线指标时，过程600循环回到框605。
图8是示出根据一些实施例的感测系统100的操作或过程700的流程图。应当理解，过程700中公开的步骤的顺序可以变化。此外，可以向该过程添加附加步骤，并且可能不需要所有步骤。启动机动车辆的发动机(框705)。感测系统100确定流体的粘度、液位和温度(框710)。
感测系统100确定是否已经超过有用的流体寿命(框715)。在一些实施例中，感测系统100通过将粘度与基线粘度进行比较(例如，通过使用预定的基线指标)来确定是否已经超过有用的流体寿命。如果粘度大于基线指标以上的预定范围，则感测系统100确定已经超过有用的流体寿命。当超过有用的流体寿命时，感测系统100向外部设备180输出错误信号或类似消息(框720)。
当尚未超过有用的流体寿命时，感测系统100确定流体是否已被稀释(框725)。在一些实施例中，感测系统100通过将粘度与基线粘度(例如，通过使用预定的基线指标)进行比较来确定流体是否已被稀释。如果粘度低于基线粘度以下的预定范围，则感测系统100确定流体已被稀释。当流体被稀释时，感测系统100向外部设备180输出错误信号或类似消息(框720)。
当流体尚未被稀释时，感测系统100确定是否存在流体损失或低流体(框730)。在一些实施例中，感测系统100通过将液位与液位阈值进行比较来确定是否存在流体损失或低流体。在一些实施例中，液位阈值是预定的。如果液位低于液位阈值，则感测系统100确定存在流体损失或低流体。当存在流体损失或低流体时，感测系统100向外部设备180输出错误信号或类似消息(框720)。
当流体不低时，感测系统100确定温度是否在预定范围之外(框735)。当温度在预定范围之外时，感测系统100将错误信号或类似消息输出到外部设备180(框720)。当温度在预定范围内时，过程700循环回到框710。
在一些实施例中，在接收到错误信号时，外部设备180可以发起机动车辆的发动机的关闭。在其他实施例中，在接收到错误信号时，外部设备180可以向用户输出错误指示。另外，在一些实施例中，当错误指示输出预定次数时，外部设备180可以发起机动车辆的发动机的关闭。
在所附权利要求中阐述了某些实施例的各个特性、方面和优点。

Claims (26)

1.一种用于感测容纳在罐内的流体的特性的系统，所述系统包括：
超声波传感器，所述超声波传感器配置为
将超声脉冲输出到容纳在罐内的流体中，
接收所述超声脉冲的回波，以及
根据接收到的回波输出信号；
温度传感器，所述温度传感器配置为感测容纳在罐内的流体的温度，以及输出与容纳在罐内的流体的温度相对应的温度信号；以及
控制器，所述控制器配置为
根据所述超声脉冲的输出和接收到的所述超声脉冲的回波确定飞行时间，
接收所述温度信号，
根据所述飞行时间和所述温度信号确定容纳在罐内的流体的特性，
将流体的特性与基线特性进行比较，以及
基于所述流体的特性与所述基线特性之间的比较输出信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述基线特性对应于选自由已知流体的粘度、等级、品牌和质量组成的组中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为确定所述流体已经改变。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制器基于将液位与先前确定的液位进行比较来确定所述流体已经改变。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制器基于接收到流体改变信号来确定所述流体已经改变。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述特性是选自由等级、品牌、运动粘度、质量和液位组成的组中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统联接到所述罐的底部。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括通气过滤器。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述通气过滤器包括网状物。
10.一种感测容纳在感测区域内的流体的特性的方法，所述方法包括：
通过换能器输出超声脉冲通过流体；
通过所述换能器接收所述超声脉冲的回波；
通过控制器确定所述超声脉冲的飞行时间；
通过温度传感器接收所述流体的温度；
基于所述飞行时间和所述温度，通过所述控制器确定所述流体的特性；
通过所述控制器将所述流体的特性与基线特性进行比较；以及
从所述控制器输出基于所述特性和所述基线特性之间的比较的信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述基线特性对应于选自由已知流体的粘度、等级、品牌和质量组成的组中的至少一个。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括确定所述流体已经改变。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述流体已经改变的步骤基于将液位与先前确定的液位进行比较。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述流体已经改变的步骤基于接收流体改变信号。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述特性是选自由等级、品牌、运动粘度、质量和液位组成的组中的至少一个。
16.一种确定在流体改变间隔内正确流体在罐内的方法，所述方法包括：
通过控制器确定罐内的流体是否已经改变；
通过所述控制器确定流体的特性；
通过所述控制器将流体的特性与基线特性进行比较；以及
从所述控制器输出基于所述流体的特性与所述基线特性之间的比较的信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过所述控制器确定罐内的流体是否已经改变的步骤包括：
通过换能器朝向罐内的流体表面输出超声脉冲，
通过所述换能器接收所述超声脉冲的回波，
通过所述控制器确定所述超声脉冲的飞行时间，
通过所述控制器基于所述超声脉冲的所述飞行时间确定罐内的流体的液位，以及
通过所述控制器将液位与先前确定的液位进行比较。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，通过所述控制器确定所述罐内的流体是否已经改变的步骤包括在所述控制器处接收流体改变信号。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述特性是选自由等级、品牌、运动粘度、质量和液位组成的组中的至少一个。
20.一种感测流体的方法，所述方法包括：
通过换能器将第一超声脉冲朝向反射器发射通过流体的一部分；
通过所述换能器接收所述第一超声脉冲的第一回波，其中在第一时间段内发射所述第一超声脉冲并接收所述第一回波；
确定所述第一超声脉冲的第一测量值；
通过温度传感器确定第一温度，在所述第一时间段确定所述第一温度；
通过所述换能器将第二超声脉冲朝向所述反射器发射通过流体的一部分；
通过所述换能器接收所述第一超声脉冲的第二回波，其中在第二时间段内发射所述第二超声脉冲并接收所述第二回波；
确定所述第二超声脉冲的第二测量值；
通过所述温度传感器确定第二温度，在所述第二时间段确定所述第二温度；
通过控制器基于所述第一测量值、所述第二测量值、所述第一温度和所述第二温度确定斜率；以及
通过所述控制器从由将所述斜率与预定斜率进行比较以及将所述第一测量值与预定测量值进行比较组成的组中选择至少一个进行比较。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一测量值是第一飞行时间，所述第二测量值是第二飞行时间，并且所述预定测量值是预定的飞行时间。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一测量值是第一声速，所述第二测量值是第二声速，并且所述预定测量值是预定的声速。
23.根据权利要求20所述的方法，还包括基于所述比较从所述控制器输出信号。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述信号是错误信号。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括：基于所述比较，通过所述控制器确定所述流体的特性。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述流体的特性是选自由等级、品牌、粘度和质量组成的组中的至少一个。
CN201780050369.5A 2016-08-17 2017-08-15 使用温度相关的流体测量值变化率来感测流体特性和种类 Active CN109564194B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/238,936 2016-08-17
US15/238,936 US10422732B2 (en) 2016-08-17 2016-08-17 Sensing characteristics and a type of fluid using a temperature dependent rate of change of a measurement of the fluid
PCT/US2017/046898 WO2018035099A1 (en) 2016-08-17 2017-08-15 Sensing characteristics and a type of fluid using a temperature dependent rate of change of a measurement of the fluid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109564194A true CN109564194A (zh) 2019-04-02
CN109564194B CN109564194B (zh) 2022-07-29

Family

ID=59702876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780050369.5A Active CN109564194B (zh) 2016-08-17 2017-08-15 使用温度相关的流体测量值变化率来感测流体特性和种类

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10422732B2 (zh)
CN (1) CN109564194B (zh)
DE (1) DE112017004108T5 (zh)
WO (1) WO2018035099A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021142862A1 (zh) * 2020-01-17 2021-07-22 上海联芊电子科技有限公司 一种液体检测装置、容纳箱、设备及检测方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11181427B2 (en) * 2018-01-18 2021-11-23 In-Situ, Inc. Fast response temperature sensors
CN113075292B (zh) * 2020-01-03 2023-12-22 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车机油质量的测量方法、装置及存储介质
US11473952B2 (en) * 2020-04-03 2022-10-18 William Peter Bernardi Method and sensor for detecting flow rates in corrosive liquid

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB968561A (en) * 1961-06-12 1964-09-02 Chesapeake Instr Corp Electro-acoustic measuring apparatus
CN201017243Y (zh) * 2007-08-10 2008-02-06 李振彬 油罐液面高度控制装置
CN102659212A (zh) * 2012-05-15 2012-09-12 泰山医学院 基于油和水的电导率去除废水中浮油及沉砂的方法及装置
CN102659213A (zh) * 2012-05-15 2012-09-12 泰山医学院 基于特种液位测量仪去除废水中浮油及沉砂的方法及装置
CN103201600A (zh) * 2010-11-11 2013-07-10 Ssi技术公司 确定柴油机排气流体的质量和/或深度的系统和方法
US20150089996A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-02 Ssi Technologies, Inc. Reduction of aeration interference in an ultrasonic fluid sensing system
CN105589478A (zh) * 2016-03-16 2016-05-18 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种浮选槽液位自动控制装置及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265460A (en) 1991-04-09 1993-11-30 Simmonds Precision Products, Inc. Density determination of aircraft fuel based on the sensed temperature velocity of sound, and dielectric constant of the fuel
DE10035624A1 (de) 2000-07-21 2002-02-07 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Fluiddiagnose
US7775092B2 (en) 2008-02-07 2010-08-17 Ssi Technologies, Inc. Fuel delivery system and method
US9488514B2 (en) 2013-01-15 2016-11-08 Ssi Technologies, Inc. Three-mode sensor for determining temperature, level, and concentration of a fluid

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB968561A (en) * 1961-06-12 1964-09-02 Chesapeake Instr Corp Electro-acoustic measuring apparatus
CN201017243Y (zh) * 2007-08-10 2008-02-06 李振彬 油罐液面高度控制装置
CN103201600A (zh) * 2010-11-11 2013-07-10 Ssi技术公司 确定柴油机排气流体的质量和/或深度的系统和方法
CN102659212A (zh) * 2012-05-15 2012-09-12 泰山医学院 基于油和水的电导率去除废水中浮油及沉砂的方法及装置
CN102659213A (zh) * 2012-05-15 2012-09-12 泰山医学院 基于特种液位测量仪去除废水中浮油及沉砂的方法及装置
US20150089996A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-02 Ssi Technologies, Inc. Reduction of aeration interference in an ultrasonic fluid sensing system
CN105589478A (zh) * 2016-03-16 2016-05-18 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种浮选槽液位自动控制装置及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021142862A1 (zh) * 2020-01-17 2021-07-22 上海联芊电子科技有限公司 一种液体检测装置、容纳箱、设备及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190025176A1 (en) 2019-01-24
CN109564194B (zh) 2022-07-29
US10444135B2 (en) 2019-10-15
US10422732B2 (en) 2019-09-24
WO2018035099A1 (en) 2018-02-22
US20180052086A1 (en) 2018-02-22
DE112017004108T5 (de) 2019-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109564194A (zh) 使用温度相关的流体测量值变化率来感测流体特性和种类
KR101834596B1 (ko) 디젤 배기가스 플루이드의 품질 및/또는 깊이를 결정하는 시스템들 및 방법들
US9535038B2 (en) Reduction of aeration interference in an ultrasonic fluid sensing system
US7542870B2 (en) Immersed fuel level sensor
US20100126267A1 (en) Level sensor system for propane tanks and or the likes
CN103925966A (zh) 用于确定流体的温度、液位、及浓度的三模式传感器
JPH11118774A (ja) オイル劣化センサ
CN110944864B (zh) 测量储箱中流体的参数的测量系统
US7336160B2 (en) Device for reading out from sensors in the engine compartment of a motor-vehicle
CN108303697A (zh) 一种障碍物的超声波检测方法、装置及系统
US7062967B2 (en) Fuel level sensor
US10746581B2 (en) Field device with compensation circuit for eliminating environmental influences
KR101787269B1 (ko) 초음파 센서 진단 장치
WO2006134358A1 (en) Acoustic wave sensor for sensing fluid level
EP3467490B1 (en) Method and assembly for determining the type of a fluid using ultrasound
US20190056357A1 (en) Fluid aeration sensor and method of operating the same
CN109870216B (zh) 超声流体测量校准探头
US10746699B2 (en) Combination sensor
CN111226111A (zh) 一种液体检测方法、装置、设备及存储介质
NL2017115B1 (en) Method and device for non-invasive liquid level measurement in a metal tank
CN106054199B (zh) 无人机、超声波测距方法及装置
CN113075292A (zh) 一种汽车机油质量的测量方法、装置及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Wisconsin

Applicant after: SSI Technology Co.,Ltd.

Address before: Wisconsin

Applicant before: SSI Technologies, Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant