CN204963949U - 智能数字油量传感器 - Google Patents

Abstract

智能数字油量传感器，由电极内极和套设在电极内极外侧的电极外极、采集油位信息的控制系统、以及对电极外极底端进行密封的电极底座组成，运用电容的原理设计液位检测终端--液位传感器；采用五分段的作法，提高检测精度，采用锥度结构，解决了电极两端固定法导致电极中心偏离和挤压变形引起测量油位精度不高的技术问题。可使车辆油量显示数字化、精细化、智能化、可支持车辆实现实时升数显示、精准油耗计算、续航里程显示，可适用于柴油、汽油、机油、水等介质的测量。

Description

智能数字油量传感器

技术领域

本实用新型涉及油量传感器，具体的说是采用分段电容测量的方式进行油位测量的智能数字涨紧式电容油位油量传感器。

背景技术

汽车油位传感器可用于检测燃油油箱中的油位、当前汽车油位传感器多为滑动电阻式、由于路面颠簸，滑动电阻高频摩擦，极易老化。导致油箱油位测量不准确，给驾驶带来不便。滑动电阻的浮球与杠杆处于油箱中心偏执位置，当地面发生坡度时不能准确显示油位位置。在山路行驶时上山时显示油位偏少，下山时显示油位偏多，当前仍有部分车辆使用第二代干簧管式油位传感器对上述缺陷有所改善，但是随着汽车工业的发展对精准油耗的需求，干簧管式难以满足其精度需求。由于干簧管体积限制，不能布置过密。所以干簧管油位传感器最高精度在3-5cm。由于车辆在行驶中的颠簸震动，干簧管频繁吸合，降低其使用寿命。难以满足现代汽车发展需求。

而现有的汽车油位传感器根据采集方式具有多种，而不同采集方式的传感器存在不同缺陷，例如：电阻式传感器因为存在电刷与线圈或电阻膜之间摩擦，因此需要输入较大的能量，磨损不仅降低使用寿命和降低可靠性，而且会降低测量精度，分辨率较低，动态响应较差，干簧管式传感器分辨率低不适合误差范围小的产品设计：开关容量小，接点易产生抖动以及接点接触电阻大。故障排查工序多。

实用新型内容

为解决上述技术问题，采用一种智能数字油量传感器，可使车辆油量显示数字化、精细化、智能化、可支持车辆实现实时升数显示、精准油耗计算、续航里程显示，可适用于柴油、汽油、机油、水等介质的测量。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：智能数字油量传感器，由电极内极和套设在电极内极外侧的电极外极、采集油位信息的控制系统、以及对电极外极底端进行密封的电极底座组成，在电极外极上设有多个进油孔，在电极外极与电极内极之间设有用于储油的空腔，所述的电极底座上设有用于卡设电极内极的凹槽，在电极内极上包裹有多段式的铜箔，所述的控制系统包括电源模块、MCU模块、ARM模块和485通讯模块，电源模块向MCU模块和ARM模块供电，MCU模块通过485通讯模块与ARM模块进行通讯，MCU模块上设有多路电容接口，多路电容接口的每一路分别与铜箔的每一段连接并采集该段电容值。

本实用新型所述的电极内极尾端为锥度结构，电极内极的首端设有螺帽，通过拧紧螺帽，将电极内极的尾端涨紧设置在凹槽内。

本实用新型所述的铜箔的段数为五段。

本实用新型所述的多个进油孔相对设置在电极外极的两侧。

本实用新型所述的多个进油孔在同一水平面上至少设有两个。

本实用新型所述的MCU模块上连接有晶振模块。

本实用新型有益效果是：

1、运用电容的原理设计液位检测终端--液位传感器；采用五分段的作法，提高检测精度，力达1mm，数字信号输出测量结果，RS485差分接口；适合汽车电子特殊要求：大电流/大电压/冲击电压/电磁干扰。

2、本传感器结构上中心电极底部采用锥度结构，解决了电极两端固定法导致电极中心偏离和挤压变形引起测量油位精度不高的技术问题。抗震动性强，电极偏移小，测量精度高。

3、将进油孔设置在电极外极的两侧，当油液面不平时，从两侧进油减小误差。

4、传感器分辨率高稳定性好可自动计算出油量升数，可支持车辆油量显示数字化、精细化、智能化、可实现加油量显示，盗油报警显示，支持车联网车辆油耗远程监视。支持实时升数显示、精准油耗计算、续航里程显示，可适用于柴油、汽油、机油、水等介质的测量。本传感器能够根据油位变化的波形准确计算出加油量，盗油量；从而得到加油信息量和盗油信息量；并将结果传输出去。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图中：1、电极内极，2、电极外极，3、电极底座，301、凹槽，4、进油孔，5、空腔，6、铜箔，7、O型密封圈，8、电器盒上盖，9、电器盒，10、螺帽、11、压圈，12、四氟管。

具体实施方式

如图所示，智能数字油量传感器，由电极内极和套设在电极内极外侧的电极外极、采集油位信息的控制系统、以及对电极外极底端进行密封的电极底座组成，在电极外极上设有多个进油孔，在电极外极与电极内极之间设有用于储油的空腔，所述的电极底座上设有用于卡设电极内极的凹槽，在电极内极上包裹有多段式的铜箔，每一段铜箔通过采集电线与控制系统连接，控制系统采集油位信息，其包括电源模块、MCU模块、ARM模块和485通讯模块，电源模块向MCU模块和ARM模块供电，MCU模块通过485通讯模块与ARM模块进行通讯，MCU模块上设有多路电容接口，多路电容接口的每一路分别与铜箔的每一段连接并采集该段电容值，在MCU模块上设有程序烧录接口，内置MCU存储模块，用于储存程序与数据，根据采集的电容变化计算出液位高度及余下油量，并通过485通讯模块传输给ARM模块，ARM模块可存储各时间点的油位信息，并可以油位信息通过与ARM模块相连的485或者CAN总线传输显示，连接件可为行车记录仪、油耗监控器等。

本实用新型所述的电极内极卡设在在凹槽尾端为锥型，凹槽的形状与尾端形状相匹配，可将电极内极的尾端的直径变小，使电极内极尾端形成台阶式结构，将整个尾端卡入凹槽内，凹槽的顶面与电极内极台阶底面完全匹配，完成卡紧，这种结构即实现了密封效果，又使电极内极更加稳定，同时电极内极首端的固定，通过在首端加设螺帽，通过挤紧螺帽，下压电极内极，将电极内极通过涨紧的方式与凹槽实现固定，抗震动性强，电极偏移小。测量精度高。

本实用新型所述的铜箔的段数为五段，只用测量液体所在段的变化量，即可得出液体余量。

本实用新型所述的多个进油孔相对设置在电极外极的两侧，当液面不稳时，从电极外极两侧进油，保证空腔内的液面稳定，不会产生太大误差。

本实用新型所述的多个进油孔在同一水平面上至少设有两个，在同一水平面上形成连通效果，保证进油速度，可沿电极外极外壁从底向顶设置多组，最优设置方式是在电极外极底端按两个水平面设置两组进油孔，即保证了进油速度，又不会使油面在晃动时对传感器测量造成影响。

在电极内极与电极外极的首端加设电器盒，通过螺帽和压圈将电极内极与电极外极固定在电器盒的底面上，可在电器盒底面与电极外极之间加设O型密封圈，防止进油影响检测，也可在电极外极与电极内极之间加设O型密封圈，电器盒用于放置控制系统，控制系统采集五段铜箔的电容值变化，并根据变化计出油箱内油余量。

电容式传感器采用两个电极构成一个平板电容器，电容量C=￡×d×s。在两根电极间距d，电极对应面积s固定的情况下。传感器的电容量C与介质常数成正比。

采用5段的方式具有以下的优点：

首先，可以通过每段的电容值的变化，实时矫正参数，实现自适应的功能。

其次，由于每段的高度在制作的过程中已经知道，计算液位只需要计算液体所在段的变化量，加上该段之下的段的最高高度，可以有效的提高测量的准确度。

再次，采用多段可以减少热胀冷缩所带来的误差。

Claims (6)

1.智能数字油量传感器，由电极内极（1）和套设在电极内极（1）外侧的电极外极（2）、采集油位信息的控制系统、以及对电极外极（2）底端进行密封的电极底座（3）组成，在电极外极（2）上设有多个进油孔（4），在电极外极（2）与电极内极（1）之间设有用于储油的空腔（5），所述的电极底座（3）上设有用于卡设电极内极（1）的凹槽（301），在电极内极（1）上包裹有多段式的铜箔，其特征在于：所述的控制系统包括电源模块、MCU模块、ARM模块和485通讯模块，电源模块向MCU模块和ARM模块供电，MCU模块通过485通讯模块与ARM模块进行通讯，MCU模块上设有多路电容接口，多路电容接口的每一路分别与铜箔的每一段连接并采集该段电容值。

2.如权利要求1所述的智能数字油量传感器，其特征在于：所述的电极内极（1）尾端为锥度结构，电极内极（1）的首端设有螺帽（10），通过拧紧螺帽（10），将电极内极（1）的尾端涨紧设置在凹槽（301）内。

3.如权利要求1所述的智能数字油量传感器，其特征在于：所述的铜箔（6）的段数为五段。

4.如权利要求1所述的智能数字油量传感器，其特征在于：所述的多个进油孔（4）相对设置在电极外极（2）的两侧。

5.如权利要求4所述的智能数字油量传感器，其特征在于：所述的多个进油孔（4）在同一水平面上至少设有两个。

6.如权利要求4所述的智能数字油量传感器，其特征在于：所述的MCU模块上连接有晶振模块。