CN202676241U - 液位传感器和包括该液位传感器的燃油滤清器 - Google Patents
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Abstract
一种液位传感器，和包括该液位传感器的燃油滤清器。所述液位传感器包括：探测电极，延伸在液位传感器的外部；检测比较电路，包括一个与探测电极相连的比较器，该比较器将探测电极的信号与阈值液位比较，如果该信号等于或高于阈值液位，就发出报警信号；驱动电路，与检测比较电路相连，用于接收报警信号，并相应地驱动外部负载；其特征在于，还包括一个过流保护电路，该过流保护电路具有检流部分、比较输出部分和锁定部分，以在检流部分检测到输出电流超过一个阈值电流时，通过锁定部分进行锁定，从而起到过流保护作用。
Description
技术领域
本实用新型总体涉及检测液位的领域。更具体地，涉及一种检测液面位置的液位传感器，例如水位传感器，以及包括该液位传感器的燃油滤清器。
背景技术
燃油的清洁程度对汽车燃油系统的工作可靠性和使用寿命有很大影响。燃油滤清器的一个功用就是清除燃油中的水分和杂质。为了提醒操作者及时对燃油滤清器中积攒的水进行排放，燃油滤清器一般包括液位传感器以及与液位传感器可操作连接的报警单元。
目前，市场上用于燃油滤清器的液位传感器通常存在以下问题：
1.在驱动外部电路时，如果外部负载过大或短路时，容易导致液位传感器内部电路发热、烧毁，存在汽车火灾隐患。
2.液位传感器使用自恢复保险作为保险器件，而自恢复保险本身就存在火灾隐患。
3.液位传感器的电路元件响应速度慢，不能及时进行关断或导通工作。
4.液位传感器的电路元件抗干扰能力差，容易发生误报警情况。
实用新型内容
本实用新型的目的就是解决上述问题中的一个或多个。
本实用新型的液位传感器，包括：
探测电极，延伸在液位传感器的外部；
检测比较电路，包括一个与探测电极相连的比较器，该比较器将探测电极检测到的信号与一个阈值液位比较，如果该信号等于或高于阈值液位，就发出报警信号；
驱动电路，与所述检测比较电路相连，用于接收报警信号，并相应地驱动外部负载；其特征在于，
还包括一个过流保护电路，具有检流部分、比较输出部分和锁定部分，检流部分与所述驱动电路相连，用于检测所述驱动电路的输出电流；比较输出部分与所述检流部分相连，在所检测的电流等于或高于一个阈值电流时，比较输出部分导通；锁定部分与所述检测比较电路和所述比较输出部分相连，在所述比较输出部分导通时，锁定部分将所述检测比较电路保护锁定。
由于本实用新型的液位传感器包括有过流保护电路，该过流保护电路能够在检流部分检测到过流时，利用锁定部分将检测比较电路有效锁定，除非全电路重新起上电，否则过流保护电路将一直锁定不输出，起到保护作用。
在一个优选实施方案中，还包括一个短路保护电路，该短路保护电路包括一个连接在所述驱动电路的输入端和输出端之间的二极管，在出现短路时，该二极管导通，从而关断所述驱动电路。所述短路保护电路结构简单、响应速度快，能够在外部负载短路时有效关断驱动电路，从而起到短路保护作用。
在一个优选实施方案中，所述锁定部分包括一个可控硅元件，该可控硅元件连接在地和所述检测比较电路的一个输入端之间，以接收所述过流保护电路中的比较输出部分反馈回的信号，并响应于该信号通或断。由于可控硅元件触发后维持导通的工作特性，极大提高了本实用新型的液位传感器的安全性能。
在一个优选实施方案中，所述检流部分包括一个串接在电源与所述驱动电路之间的检流电阻。
在一个优选实施方案中，所述比较输出部分包括一个比较三极管，该比较三极管与所述检流电阻相连，在通过检流电阻的电流达到或超过所述阈值电流时，所述比较三极管接通。
在一个优选实施方案中，所述驱动电路包括一个驱动三极管和一个与该驱动三极管相连的输出三极管，所述驱动三极管的基极与所述检测比较电路的输出端相连，所述驱动三极管的集电极与所述输出三极管的基极相连，从而驱动控制所述输出三极管。
在一个优选实施方案中，还包括一个与所述检测比较电路相连的上电自检电路，用于在上电时检测该液位传感器是否可正常工作，如果检测正常，通过驱动电路输出一个自检输出信号。
在一个优选实施方案中，还包括一个与所述检测比较电路相连的滤波降噪电路，以提高电路的抗干扰能力，使电路更加稳定可靠工作。
在一个优选实施方案中，所述检流电阻为1欧姆到5欧姆，以实现对输出电流的有效检测。
本实用新型还提供了一种包括上述的液位传感器的燃油滤清器。
与现有的燃油滤清器中的液位传感器相比，本实用新型的液位传感器具有如下优点：工作稳定、可靠、响应速度快、不易发生误报警，并且能够在-40℃至120℃的温度范围内持续可靠运行。
附图说明
下面结合附图描述本实用新型的示例性实施方案，从所述描述中可清楚地理解本实用新型的上述和其他方面、特征和优点。在所述附图中：
图1是本实用新型的液位传感器的一个实施方案的示意性电路方框图。
图2是本实用新型的包括过流保护电路的液位传感器的一个实施方案的示意性电路方框图。
图3是本实用新型的液位传感器的一个实施方案的示意性电路图。
图4a是本实用新型的液位传感器的一个实施方案的立体图。
图4b是关于图4a的液位传感器的端视图。
图4c是关于图4a的液位传感器的侧视图。
图4d是关于图4a的液位传感器的俯视图。
具体实施方式
下文将参照附图具体描述本实用新型的液位传感器的实施方案。附图不一定按比例绘制。应当理解，下面的实施方案和附图仅是举例性的，不应视为限制本实用新型的范围。
图1是本实用新型的液位传感器的一个实施方案的示意性电路方框图。
从图1中可见，该液位传感器可优选地包括探测电极、检测比较电路、驱动电路、以及过流保护电路。或者，还可优选地包括一个短路保护电路、和/或一个上电自检电路。
所述探测电极可以是两个金属探针，用于检测例如燃油滤清器内积攒的水位。检测比较电路接收探测电极的水位探测信号，并将该水位探测信号与一个阈值液位比较，如果探测到液位信号等于或高于阈值液位，所述检测比较电路就向驱动电路发出一个报警信号，来驱动外部负载。所述外部负载可以是LED、小于200ma的灯泡、或ECU。
为了提高液位传感器在过流情况下的安全性，本实用新型设计出一种工作可靠的过流保护电路，其检测驱动电路的输出电流信号，并在该电流信号等于或高于一个阈值电流时，反馈控制所述检测比较电路，将所述检测比较电路保护锁定。
此外，本实用新型还提出一种结构简单的短路保护电路，其连接在在所述驱动电路的输入端和输出端之间，用于在出现短路时关断所述驱动电路。
优选地，本实用新型还包括一个上电自检电路，其在上电后检测所述液位传感器内的各个电路器件是否正常工作，如果确认各电路器件正常工作，就向所述驱动电路发出一个自检信号，自检延时时间可为1-3秒。
图2是本实用新型的液位传感器中的过流保护电路的一个示意性电路方框图。
参照图2，所述过流保护电路具有检流部分、比较输出部分和锁定部分。所述检流部分连接在一个电源（例如，12V）和所述驱动电路之间，以检测所述驱动电路的输出电流。在输出电流达到或超过阈值电流时，检流部分使相连的比较输出部分切换导通。所述锁定部分与所述检测比较电路相连，并且另一端接地。如果所述比较输出部分导通，则相连的锁定部分就导通接地，从而锁定用于检测液位的所述检测比较电路的输入电平为低，以锁定其输出，进而关闭驱动电路的输出。
图3是本实用新型的液位传感器的一个实施方案的示意性电路图。
参照图3，其中示出了可用于图1和图2的液位传感器的一个示意性电路图。
过流保护电路的检流部分包括一个检流电阻R1，比较输出部分包括一个与检流电阻相连的比较三极管Q2，锁定部分包括一个可控硅元件Q1。
检流电阻R1串接在电源和输出三极管之间，并且一端还连接至比较三极管Q2的发射极。另外一个电阻R2连接至该比较三极管Q2的基极。优选地，检流电阻R1为1欧姆到5欧姆。当输出电流达到或超过一个阈值电流（例如，300mA）时，检流电阻R1两端产生比较高的检测电压。当检测电压等于或高于比较三极管基极导通电压例如0.7V时，该三极管导通输出,触发可控硅Q1导通。可控硅Q1导通后，锁定相连的检测比较电路（例如，图3中的运算放大器）的正相输入电平为低，从而锁定其输出，以关闭驱动三极管的输出。除非全电路重新起上电，否则过流保护电路将一直锁定不输出，起到保护作用。
此外，如图3中可见，本实用新型的液位传感器还可包括一个短路保护电路，其包括一个连接在输出电路的输入端和输出端之间的二极管D1。如该图3中还可见的，驱动电路包括一个驱动三极管Q3和与Q3相连的输出三极管Q4。
二极管D1的一端连接至输出三极管Q4的集电极，另一端反接到驱动三极管Q3的基级。当输出短路时，输出端和二极管D1的阴极同时拉低为0，驱动三极管Q3的基级也拉为0.7V,而驱动三极管Q3的发射极接有二极管D2到地。这样在输出短路的情况下，驱动三极管Q3将被关断，导致输出三极管Q4也关断，从而将电路断开，起到短路保护作用。
优选地，液位传感器还可包括一个上电自检电路，该上电自检电路与所述检测比较电路相连，用于在上电时检测该液位传感器是否可正常工作，如果检测正常，通过驱动电路输出一个自检输出信号。所述上电自检电路可采用本领域技术人员已知的电路结构。
优选地，液位传感器还可包括一个与所述检测比较电路相连的滤波降噪电路。所述滤波降噪电路可采用本领域技术人员已知的电路结构。
图4a-4d是本实用新型的液位传感器的一个实施方案的外形图。
如图4a-4d中可见，从该液位传感器的外壳突出延伸出两个金属探针，它们可用于例如探测燃油滤清器中的水位。另外，该液位传感器采用三芯接头连接，端子分别是供电正、供电负和输出驱动。
虽然本实用新型的液位传感器被示例为用于燃油滤清器中，但如本领域技术人员显然可知的，这样的液位传感器（例如水位传感器）当然还可用于其他的用于检测液位高低的合适领域。
此外，须指出，图1中的虚线部分意在表明虚线关联的模块并非是实施本实用新型必要的。图3中的虚线部分意在表明虚线关联的元器件并非是直接连接的，本领域技术人员可根据具体情况和需要在虚线部分连接其他元器件。
应理解的是，本实用新型的内容并不限于上述的实施方案。在不偏离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对本公开内容进行多种修改和替换，例如可以对上述技术特征进行选择组合，所述多种修改和替换均应理解为落在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种液位传感器，包括：
探测电极，延伸在液位传感器的外部；
检测比较电路，包括一个与探测电极相连的比较器，该比较器将探测电极检测到的信号与一个阈值液位比较，如果该信号等于或高于阈值液位，就发出报警信号；
驱动电路，与所述检测比较电路相连，用于接收报警信号，并相应地驱动外部负载；其特征在于，
还包括一个过流保护电路，该过流保护电路具有检流部分、比较输出部分和锁定部分，检流部分与所述驱动电路相连，用于检测所述驱动电路的输出电流；比较输出部分与所述检流部分相连，在所检测的电流等于或高于一个阈值电流时，比较输出部分导通；锁定部分与所述检测比较电路和所述比较输出部分相连，在所述比较输出部分导通时，锁定部分将所述检测比较电路保护锁定。
2.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，还包括一个短路保护电路，该短路保护电路包括一个连接在所述驱动电路的输入端和输出端之间的二极管，在出现短路时，该二极管导通，从而关断所述驱动电路。
3.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述锁定部分包括一个可控硅元件，该可控硅元件连接在地和所述检测比较电路的一个输入端之间，以接收所述过流保护电路中的比较输出部分反馈回的信号，并响应于该信号通或断。
4.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述检流部分包括一个串接在电源与所述驱动电路之间的检流电阻。
5.根据权利要求4所述的液位传感器，其特征在于，所述比较输出部分包括一个比较三极管，该比较三极管与所述检流电阻相连，在通过检流电阻的电流达到或超过所述阈值电流时，所述比较三极管接通。
6.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述驱动电路包括一个驱动三极管和一个与该驱动三极管相连的输出三极管，所述驱动三极管的基极与所述检测比较电路的输出端相连，所述驱动三极管的集电极与所述输出三极管的基极相连，从而驱动控制所述输出三极管。
7.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，还包括一个与所述检测比较电路相连的上电自检电路，用于在上电时检测该液位传感器是否可正常工作，如果检测正常，通过驱动电路输出一个自检输出信号。
8.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，还包括一个与所述检测比较电路相连的滤波降噪电路。
9.根据权利要求4所述的液位传感器，其特征在于，所述检流电阻为1欧姆到5欧姆。
10.一种包括根据上述权利要求1-9中任一项所述的液位传感器的燃油滤清器。
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2012
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: HEFEI WAL FUEL SYSTEM CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: WAL FUEL SYETEMS (HEFEI) LTD. |
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Address after: 230000 No. 59 Buddha Road, Hefei economic and Technological Development Zone, Anhui Patentee after: Anhui Weil Low Carbon Technology Co., Ltd Address before: 230601 No. 59 Buddha Road, Hefei economic and Technological Development Zone, Anhui, China Patentee before: Hefei Weir oil-fired system limited company |
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Granted publication date: 20130116 |
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| CX01 | Expiry of patent term |