CN110231072A - 一种尿素箱液位高度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尿素箱液位高度检测装置，包括与尿素箱的内侧底面垂直固定的导向直筒和设置在导向直筒内的浮漂；导向直筒的高度高于尿素箱的标定最高液面位，导向直筒的筒壁上设置有用于将导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽；浮漂能够沿导向直筒的轴向自由滑动，导向直筒的底端设置有超声波单元，且超声波单元的信号发射方向与导向直筒的轴心平行。上述尿素箱液位高度检测装置在实际应用过程中，由于超声波信号发射方向与浮漂的底面的垂直关系并不会受到车辆行驶工况的影响，因此，即便是车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，采用上述尿素箱液位高度检测装置，利用超声波测速原理测量液位及体积也不会出现失真或无法输出信号的问题。

Description

一种尿素箱液位高度检测装置

技术领域

本发明涉及发动机尿素箱技术领域，尤其涉及一种尿素箱液位高度检测装置。

背景技术

目前，SCR技术已普遍应用到国五、国六车辆，SCR系统需要一个尿素水溶液存储装置，通常称为尿素箱。其中，尿素水溶液又叫氮氧化物还原剂，用不含其它任何添加物的AUS32专用尿素与纯水一起配置的水溶液，该溶液中尿素含量为32.5％(质量分数)，简称AUS32，结晶点为-11℃。而AUS 32专用尿素是指工业上生产的只含有痕量缩二脲、氨和水的尿素，不含醛和其它物质，不含硫和硫化物、氯化物、硝酸盐和其他化合物。

一般来说，尿素箱由罐体、尿素箱传感器、呼吸器、排污底阀、加注口、尿素箱盖及其它附属装置组合装配而成，是用来存储尿素水溶液的容器。其中，尿素箱传感器具有检测尿素液面高度、温度和浓度的功能。现有的尿素箱传感器大多采用利用传统干簧管结构，并联多个电阻，通过输出电阻值换算液位高度及体积；或者超声波测速原理测量尿素箱内液体高度及体积。

但传统的干簧管并联电阻测液位及体积技术。由于干簧管布置需要有一定的间隔距离要求，因此输出的液位体积信号也是阶跃的、非连续的，信号精度差，且制造成本高。而现有的超声波测速原理测液位及体积技术，普遍采用在箱体底部安装一竖直向上发生超声波信号的超声波单元。当箱体随路面倾斜而发生倾斜时，超声波探头也产生了相同的倾斜角度，但是箱体内的尿素液面确可能保持水平，或倾斜角度与超声波单元倾斜角度不一致，此时探头发出的信号有可能不能够在液面处有效原路反射回超声波单元信号接收膜片，而是可能产生了折射，又或是信号经液面反射到了其它方向，最终造成超声波单元探头没有接收到反射信号，液位及体积信号输出失真或无法输出信号。

综上所述，如何有效解决利用超声波测速原理测量液位及体积容易出现失真或无法输出信号的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种尿素箱液位高度检测装置，以解决利用超声波测速原理测量液位及体积容易出现失真或无法输出信号的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种尿素箱液位高度检测装置，包括与尿素箱的内侧底面垂直固定的导向直筒和设置在所述导向直筒内的浮漂；

所述导向直筒的高度高于尿素箱的标定最高液面位，所述导向直筒的筒壁上设置有用于将所述导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽；

所述浮漂能够沿所述导向直筒的轴向自由滑动，所述导向直筒的底端设置有超声波单元，且所述超声波单元的信号发射方向与所述导向直筒的轴心平行。

优选地，所述贯通槽的数量为一个，且自所述导向直筒的底部延伸至所述导向直筒的顶部。

优选地，所述贯通槽的延伸方向与所述导向直筒的轴心方向相同。

优选地，所述贯通槽的数量为多个，且在所述导向直筒的轴向方向依次布置。

优选地，所述导向直筒的底端端面上还设置有固定板，所述固定板的底面与所述尿素箱的内侧底面贴合固定连接，所述超声波单元固定在所述固定板的上方。

优选地，所述导向直筒的轴心经过所述尿素箱的内侧底面的中心。

优选地，所述导向直筒的内表面为圆柱面。

优选地，所述导向直筒的顶端还设置有防止所述浮漂从所述导向直筒脱离的限位件。

优选地，所述限位件为限位销钉。

相比于背景技术介绍内容，上述尿素箱液位高度检测装置，包括与尿素箱的内侧底面垂直固定的导向直筒和设置在导向直筒内的浮漂；导向直筒的高度高于尿素箱的标定最高液面位，导向直筒的筒壁上设置有用于将导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽；浮漂能够沿导向直筒的轴向自由滑动，导向直筒的底端设置有超声波单元，且超声波单元的信号发射方向与导向直筒的轴心平行。上述尿素箱液位高度检测装置在实际应用过程中，由于导向直筒的筒壁上设置有用于将导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽，因此尿素箱内的尿素水溶液能够通过贯通槽进入导向直筒的内部，此时浮漂在浮力的作用下会随着尿素溶液的液面位置的变化在导向直筒内滑动，由于超声波单元的信号发射方向与导向直筒的轴心平行，因此，超声波单元发射的超声波信号始终垂直正对浮漂的底面，超声波信号经浮漂的底面反射后顺利返回超声波单元。由于超声波信号的发射方向与浮漂的底面的垂直关系并不会受到车辆行驶工况的影响，因此，即便是车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，采用上述尿素箱液位高度检测装置，利用超声波测速原理测量液位及体积也不会出现失真或无法输出信号的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的在车辆倾斜时尿素箱液位高度检测装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导向直筒与浮漂配合的结构示意图。

上图1和图2中，

尿素箱1、导向直筒2、浮漂3、贯通槽4、超声波单元5、固定板6、限位件7。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种尿素箱液位高度检测装置，以解决利用超声波测速原理测量液位及体积容易出现失真或无法输出信号的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种尿素箱液位高度检测装置，包括与尿素箱1的内侧底面垂直固定的导向直筒2和设置在导向直筒2内的浮漂3；导向直筒2的高度高于尿素箱1的标定最高液面位，导向直筒2的筒壁上设置有用于将导向直筒2的筒壁内外导通的贯通槽4；浮漂3能够沿导向直筒2的轴向自由滑动，导向直筒2的底端设置有超声波单元5，且超声波单元5的信号发射方向与导向直筒2的轴心平行。

上述尿素箱液位高度检测装置在实际应用过程中，由于导向直筒的筒壁上设置有用于将导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽，因此尿素箱内的尿素水溶液能够通过贯通槽进入导向直筒的内部，此时浮漂在浮力的作用下会随着尿素溶液的液面位置的变化在导向直筒内滑动，由于超声波单元的信号发射方向与导向直筒的轴心平行，因此，超声波单元发射的超声波信号始终垂直正对浮漂的底面，超声波信号经浮漂的底面反射后顺利返回超声波单元。由于超声波信号的发射方向与浮漂的底面的垂直关系并不会受到车辆行驶工况的影响，因此，即便是车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，采用上述尿素箱液位高度检测装置，利用超声波测速原理测量液位及体积也不会出现失真或无法输出信号的问题。

这里需要说明的是，浮漂3能够沿导向直筒2的轴向自由滑动，是指浮漂3在导向直筒2内仅可随导向直筒2内的液面上下浮动，无法翻转(或略微倾斜)。另外，本领域技术人员都应该能够理解的是，超声波信号在尿素溶液中的传播速度v是恒定的，通过记录超声波信号发射和接收到反射信号的时间t，从而计算出超声波传播的距离s。通过扣除设计好的浮筒浸泡在液面内的高度，可以准确换算出此时的液面高度。

在一些具体的实施方案中，上述贯通槽4的数量可以设计成一个，且自导向直筒2的底部延伸至导向直筒2的顶部。这样能够保证导向直筒内的液面与导向直筒外面的液面时刻保持一致，更利于尿素箱液位检测的准确性。

进一步的实施方案中，上述贯通槽4的延伸方向与导向直筒2的轴心方向相同，这样设计使得贯通槽的加工更加方便。当然可以理解的是，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择将贯通槽以其他的布置方式设置在导向直筒的筒壁上，比如贯通槽为在导向直筒的筒壁上呈曲线延伸的方式布置等。

需要说明的是，上述贯通槽4的数量还可以为多个，且在导向直筒2的轴向方向依次布置。只不过为了加工方便，本申请优选采用贯通槽为一个且延伸方向与导向直筒2的轴心方向相同的布置方式而已。

在一些更具体的实施方案中，上述导向直筒2的底端端面上还设置有固定板6，固定板6的底面与尿素箱1的内侧底面贴合固定连接，超声波单元5固定在固定板6的上方。通过布置固定板6，使得导向直筒与尿素箱的内侧底面固定更加方便，并且超声波单元的固定也会更加简单。需要说明的是，上述固定板6可以与导向直筒2直接焊接连接，又或者是本领域技术人员常用的其他固定方式，比如固定板上设置与导向直筒的外径相匹配的凹槽，然后通过螺钉固定在该凹槽内的方式等。此外固定板与尿素箱的内侧底面之间的固定采用焊接或者螺钉固定的方式均可，只要能够实现二者的固定即可。

在一些更具体的实施方案中，导向直筒2的轴心经过尿素箱1的内侧底面的中心。通过上述布置方式，使得尿素箱不论处于倾斜还是水平状态，利用浮漂与超声波单元配合计算得出的尿素箱内剩余尿素体积均能反应尿素箱内的尿素水溶液的真是体积，也即使得检测结果更加准确。

需要说明的是，导向直筒2的内表面一般选择为圆柱面，当然可以理解的是，也可以是内截面为矩形的结构，实际应用中可以根据实际加工的便捷性和材料选取的方便性进行选择。

另外需要说明的是，一般为了避免浮漂3在导向直筒2中运动时由于惯性冲出导向直筒2，在导向直筒2的顶端还设置有防止浮漂3从导向直筒2脱离的限位件7。并且该限位件7可以为限位销钉，也可以是焊接在导向直筒顶端的限位板，实际应用中可以根据实际需求进行选择。

以上对本发明所提供的尿素箱液位高度检测装置进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，包括与尿素箱(1)的内侧底面垂直固定的导向直筒(2)和设置在所述导向直筒(2)内的浮漂(3)；

所述导向直筒(2)的高度高于尿素箱(1)的标定最高液面位，所述导向直筒(2)的筒壁上设置有用于将所述导向直筒(2)的筒壁内外导通的贯通槽(4)；

所述浮漂(3)能够沿所述导向直筒(2)的轴向自由滑动，所述导向直筒(2)的底端设置有超声波单元(5)，且所述超声波单元(5)的信号发射方向与所述导向直筒(2)的轴心平行。

2.如权利要求1所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述贯通槽(4)的数量为一个，且自所述导向直筒(2)的底部延伸至所述导向直筒(2)的顶部。

3.如权利要求2所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述贯通槽(4)的延伸方向与所述导向直筒(2)的轴心方向相同。

4.如权利要求1所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述贯通槽(4)的数量为多个，且在所述导向直筒(2)的轴向方向依次布置。

5.如权利要求1所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述导向直筒(2)的底端端面上还设置有固定板(6)，所述固定板(6)的底面与所述尿素箱(1)的内侧底面贴合固定连接，所述超声波单元(5)固定在所述固定板(6)的上方。

6.如权利要求1-5中任一项所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述导向直筒(2)的轴心经过所述尿素箱(1)的内侧底面的中心。

7.如权利要求1-5中任一项所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述导向直筒(2)的内表面为圆柱面。

8.如权利要求1-5中任一项所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述导向直筒(2)的顶端还设置有防止所述浮漂(3)从所述导向直筒(2)脱离的限位件(7)。

9.如权利要求8所述的尿素箱液位高度检测装置，其特征在于，所述限位件(7)为限位销钉。