CN214533163U - 一种尿素液位品质传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尿素液位品质传感器，包括：安装底座，其上端设有圆形凹槽；导向直筒，其设置在圆形凹槽内，所述导向直筒的筒壁上设有贯通槽；浮块，其可移动的设置在所述导向直筒的内部；第一超声波换能片，其用于发射水平方向的超声波；反射板，其用于反射第一超声波换能片发射的超声波信号；第二超声波换能片，其位于浮块的正上方且其超声波发射方向竖直向下；控制芯片，其与所述第一超声波换能片、所述第二超声波换能片电性连接。本实用新型所述的尿素液位品质传感器集成了尿素液的液位和浓度测量功能，且在测量液位时，第二超声波换能片的超声波发射方向始终与浮块顶面垂直，液面测量结果不会受到车辆行驶工况的影响。

Description

一种尿素液位品质传感器

技术领域

本实用新型涉及汽车尿素液检测技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种尿素液位品质传感器。

背景技术

尿素品质传感器安装在汽车的尿素箱上使用，其主要是对尿素箱内的尿素进行尿素液面高度、温度和浓度的监测，保证尿素的品质，实现尿素对车辆尾气的高效处理，有效防止车辆尾气经过不合格的尿素处理后造成的环境污染，现有的传感器大多采用超声波测速原理测量尿素箱内液体高度及体积，但当汽车在颠簸的环境下，容易造成液位测量不准确的现象。

实用新型内容

本实用新型还有一个目的是提供一种集成了尿素液的液位和浓度测量功能的尿素液位品质传感器，其利用超声波的原理，通过第一超声波换能片水平方向的固定距离内的发射-反射周期得到尿素液的浓度，通过第二超声波换能片在竖直方向工作判断液面高度，且第二超声波换能片的超声波信号的发射方向始终与浮块顶面垂直，并不会受到车辆行驶工况的影响，因此即使车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，也不会影响尿素液的液面测量的结果。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种尿素液位品质传感器，包括：

安装底座，其固定于尿素箱底部且上端设置有开口方向向上的圆形凹槽；

导向直筒，其为上端密封内部中空的圆柱体结构，所述导向直筒的下端竖直的设置在所述安装底座的圆形凹槽内，所述导向直筒的上端高于尿素箱内尿素液液面，所述导向直筒的筒壁上还设置有用于将所述导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽；

浮块，其沿所述导向直筒的纵向中心线方向可移动的设置在所述导向直筒的内部；

第一超声波换能片，其设置在所述安装底座上并位于所述导向直筒底部的一侧，所述第一超声波换能片的超声波发射方向与所述导向直筒的横向中心线平行；

反射板，其固定设置在所述导向直筒底部的另一侧的侧壁上，所述反射板用于反射第一超声波换能片发射的超声波；

第二超声波换能片，其设置在所述导向直筒的顶部并位于所述浮块的正上方，所述第二超声波换能片的超声波发射方向竖直向下；

控制芯片，其安装在安装底座上且分别与所述第一超声波换能片、所述第二超声波换能片电性连接。

优选的是，所述贯通槽沿所述导向直筒的高度方向自所述导向直筒的底部延伸至所述导向直筒的顶部。

优选的是，还包括滤网，其覆盖在所述贯通槽的外侧壁上，所述滤网的高度与所述贯通槽的高度一致。

优选的是，还包括温度传感器，其安装在安装底座上并靠近所述导向直筒设置，所述温度传感器与所述控制芯片电性连接。

优选的是，所述安装底座的中心开有与所述导向直筒的底部连通的贯通孔。

优选的是，所述安装底座的底部设有环形薄橡胶垫，所述环形薄橡胶垫的内径大于所述贯通孔的外径。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型所述的尿素液位品质传感器集成了尿素液的液位和浓度测量功能，利用超声波的原理，通过第一超声波换能片水平方向的固定距离内的发射-反射周期得到尿素液的浓度，通过第二超声波换能片在竖直方向工作判断液面高度，且第二超声波换能片的超声波信号的发射方向始终与浮块顶面垂直，并不会受到车辆行驶工况的影响，因此即使车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，也不会影响尿素液的液面测量的结果。

2、本实用新型的尿素液位品质传感器在第一超声波换能片工作时，借助温度传感器进行温度补偿，获取尿素液的浓度数据可靠、检测精度高。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型尿素液位品质传感器的主视结构示意图；

图2为上述实施例中所述导向直筒的结构示意图。

说明书附图标记说明：

1、安装底座，2、导向直筒，201、浮块，202、贯通槽，3、第一超声波换能片，301、反射板，4、第二超声波换能片，5、控制芯片，6、温度传感器，7、贯通孔，8、环形薄橡胶垫，9、尿素箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型提供一种尿素液位品质传感器，包括：

安装底座1，其固定于尿素箱9底部且上端设置有开口方向向上的圆形凹槽；

导向直筒2，其为上端密封内部中空的圆柱体结构，所述导向直筒2的下端竖直的设置在所述安装底座1的圆形凹槽内，所述导向直筒2的上端高于尿素箱9内尿素液液面，所述导向直筒2的筒壁上还设置有用于将所述导向直筒2的筒壁内外导通的贯通槽202；

浮块201，其沿所述导向直筒2的纵向中心线方向可移动的设置在所述导向直筒2的内部；

第一超声波换能片3，其设置在所述安装底座1上并位于所述导向直筒2底部的一侧，所述第一超声波换能片3的超声波发射方向与所述导向直筒2的横向中心线平行；

反射板301，其固定设置在所述导向直筒2底部的另一侧的侧壁上，所述反射板301用于反射第一超声波换能片3发射的超声波；

第二超声波换能片4，其设置在所述导向直筒2的顶部并位于所述浮块201的正上方，所述第二超声波换能片4的超声波发射方向竖直向下；

控制芯片5，其安装在安装底座1上且分别与所述第一超声波换能片3、所述第二超声波换能片4电性连接。

在本技术方案中，使用前将尿素液位品质传感器安装在尿素箱9底部，其中安装底座1与尿素箱9的底部连接，导向直筒2竖直的设置在安装底座1的圆形凹槽内，且导向直筒2的高度高于尿素箱9内尿素液的最高液面值，尿素箱9的外部设有控制设备，其与第一超声波换能片3、第二超声波换能片4以及控制芯片5均电性连接，控制芯片5与第一超声波换能片3、第二超声波换能片4分别电性连接，准备完成后向尿素箱9中注入尿素液，由于导向直筒2的筒壁上设有用于将导向直筒2的筒壁内外导通的贯通槽202，因此尿素箱9内的尿素液可通过贯通槽202进入导向直筒2的内部，浮块201的直径比导向直筒2的内径略小，浮块201在尿素液的浮力作用下可随尿素液的液面位置的变化在导向直筒2内移动，与此同时，外部控制设备通过控制芯片5控制第二超声波换能片4工作，第一超声波换能片3未工作，由于第二超声波换能片4的超声波发射方向竖直向下并位于浮块201的正上方，而浮块201始终沿导向直筒2纵向中心线的方向移动，不会反转也不会略微倾斜，即第二超声波换能片4的超声波发射方向始终与浮块201的顶面垂直，第二超声波换能片4发射的超声波到达浮块201的顶面然后被反射，回到第二超声波换能片4接收，超声波在空气中的传播速度V是恒定的，外部控制设备通过记录第二超声波换能片4发射超声波信号和接收反射信号的时间差t，从而计算出超声波传播的距离s，设计好第二超声波换能片4到尿素箱9内侧底面的距离h以及浮块201露出尿素溶液液面的高度d，就可准确计算出尿素溶液的液位，当车辆在倾斜路面、上下坡或不平整路面行驶时，尿素箱9随之倾斜，而导向筒内的尿素液液位在短时间内仍能维持在原来水平位置，此时第二超声波换能片4发射的超声波信号仍浮块201的顶面垂直，由此也可准确计算出液面；当测量尿素液浓度时，控制芯片5控制第二超声波换能片4停止工作、第一超声波换能片3工作，第一超声波换能片3发射超声波到达反射板301后返回，获得超声波在第一超声波换能片3与反射板301之间固定的距离所花的时间并传输到外部控制设备终端转换计算出尿素液的浓度。本实用新型所述的尿素液位品质传感器集成了尿素液的液位和浓度测量功能，利用超声波的原理，通过第一超声波换能片3水平方向的固定距离内的发射-反射周期得到尿素液的浓度，通过第二超声波换能片4在竖直方向工作判断液面高度，且第二超声波换能片4的超声波信号的发射方向始终与浮块201顶面垂直，并不会受到车辆行驶工况的影响，因此即使车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，也不会影响尿素液的液面测量的结果。

在另一种技术方案中，所述贯通槽202沿所述导向直筒2的高度方向自所述导向直筒2的底部延伸至所述导向直筒2的顶部。

在本技术方案中，贯通槽202自所述导向直筒2的底部延伸至所述导向直筒2的顶部，可保证导向直筒2内的液面与导向直筒2外面的液面时刻保持一致，更有利于尿素箱9内尿素液液位检测的准确性。

在另一种技术方案中，还包括滤网，其覆盖在所述贯通槽202的外侧壁上，所述滤网的高度与所述贯通槽202的高度一致。

在本技术方案中，滤网可在导向直筒2内部所形成的第一超声波换能片3的反射空间上形成保护，隔档杂质进入导向直筒2内影响浓度数据测量的准确性。

在另一种技术方案中，还包括温度传感器6，其安装在安装底座1上并靠近所述导向直筒2设置，所述温度传感器6与所述控制芯片5电性连接。

在本技术方案中，温度传感器6与控制芯片5电性连接，超声波在不同温度的尿素液中传播的速度不同，温度传感器6用于在控制芯片5控制第一超声波换能片3工作时测量尿素箱9内尿素液的实时温度数据并进行温度补偿，计算尿素液浓度时，温度传感器6获得温度值t，根据温度补偿公式V_t＝V ₀+a(t-t ₀)，其中V _t表示温度为t时的声速，t ₀为标准温度(20℃)，V ₀表示温度为t ₀时的声速，a为温度系数，V ₀和a的数值均可以根据液体-温度系数手册查到，即可得到V_t的值，利用V＝S/T计算超声波在液体中的贯通槽202之间的固定距离的传输速度V，尿素液的液体浓度W＝W_t×V/V_t，其中W_t为尿素液的标准浓度，即最终可在外部控制设备终端上显示精确的尿素液的浓度。

在另一种技术方案中，所述安装底座1的中心开有与所述导向直筒2的底部连通的贯通孔7。

在本技术方案中，在安装底座1的中心开孔，贯通孔7的下端可以通过管道与需要获取尿素液进行尾气处理的泵体连接，尿素液先经过滤网进入导向直筒2的内部，再经由贯通孔7进入到尾气处理泵中，起到过滤杂质的作用。

在另一种技术方案中，所述安装底座1的底部设有环形薄橡胶垫8，所述环形薄橡胶垫8的内径大于所述贯通孔7的外径。

在本技术方案中，在安装底座1的底部设置环形薄橡胶垫8可进一步给尿素液位品质传感器和尿素箱9的整体起到减振的作用，从而提高液位测量的精确度。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种尿素液位品质传感器，其特征在于，包括：

安装底座，其固定于尿素箱底部且上端设置有开口方向向上的圆形凹槽；

导向直筒，其为上端密封内部中空的圆柱体结构，所述导向直筒的下端竖直的设置在所述安装底座的圆形凹槽内，所述导向直筒的上端高于尿素箱内尿素液液面，所述导向直筒的筒壁上还设置有用于将所述导向直筒的筒壁内外导通的贯通槽；

浮块，其沿所述导向直筒的纵向中心线方向可移动的设置在所述导向直筒的内部；

第一超声波换能片，其设置在所述安装底座上并位于所述导向直筒底部的一侧，所述第一超声波换能片的超声波发射方向与所述导向直筒的横向中心线平行；

反射板，其固定设置在所述导向直筒底部的另一侧的侧壁上，所述反射板用于反射第一超声波换能片发射的超声波；

第二超声波换能片，其设置在所述导向直筒的顶部并位于所述浮块的正上方，所述第二超声波换能片的超声波发射方向竖直向下；

控制芯片，其安装在安装底座上且分别与所述第一超声波换能片、所述第二超声波换能片电性连接。

2.如权利要求1所述的尿素液位品质传感器，其特征在于，所述贯通槽沿所述导向直筒的高度方向自所述导向直筒的底部延伸至所述导向直筒的顶部。

3.如权利要求2所述的尿素液位品质传感器，其特征在于，还包括滤网，其覆盖在所述贯通槽的外侧壁上，所述滤网的高度与所述贯通槽的高度一致。

4.如权利要求1所述的尿素液位品质传感器，其特征在于，还包括温度传感器，其安装在安装底座上并靠近所述导向直筒设置，所述温度传感器与所述控制芯片电性连接。

5.如权利要求1所述的尿素液位品质传感器，其特征在于，所述安装底座的中心开有与所述导向直筒的底部连通的贯通孔。

6.如权利要求5所述的尿素液位品质传感器，其特征在于，所述安装底座的底部设有环形薄橡胶垫，所述环形薄橡胶垫的内径大于所述贯通孔的外径。

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