ES2969069T3 - Detección del nivel de fluido mediante un flotador - Google Patents

Detección del nivel de fluido mediante un flotador Download PDF

Info

Publication number
ES2969069T3
ES2969069T3 ES16871415T ES16871415T ES2969069T3 ES 2969069 T3 ES2969069 T3 ES 2969069T3 ES 16871415 T ES16871415 T ES 16871415T ES 16871415 T ES16871415 T ES 16871415T ES 2969069 T3 ES2969069 T3 ES 2969069T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fluid
float
sensor
tube
vertical axis
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.)
Active
Application number
ES16871415T
Other languages
English (en)
Inventor
Jay Khazaai
Eoin O'regan
Kenneth Turner
Don Blandino
James Stanley
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.)
Bourns Inc
Original Assignee
Bourns Inc
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 Bourns Inc filed Critical Bourns Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2969069T3 publication Critical patent/ES2969069T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • G01F23/56—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 using elements rigidly fixed to, and rectilinearly moving with, the floats as transmission elements
    • G01F23/62—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 using elements rigidly fixed to, and rectilinearly moving with, the floats as transmission elements using magnetically actuated indicating means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • 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
    • G01F23/64—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 of the free float type without mechanical transmission elements
    • G01F23/72—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 of the free float type without mechanical transmission elements using magnetically actuated indicating means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2252—Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/10—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/10—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials
    • G01N9/12—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials by observing the depth of immersion of the bodies, e.g. hydrometers
    • G01N9/18—Special adaptations for indicating, recording, or control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1814—Tank level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Level Indicators Using A Float (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Un sensor de fluido que incluye una guía, un flotador, un imán permanente y un sensor de ángulo magnético. En un ejemplo, la guía obliga al flotador, al menos en parte, a moverse a lo largo de un eje vertical. El imán permanente está acoplado mecánicamente al flotador. El sensor de ángulo magnético está configurado para medir un ángulo de un campo magnético generado por el imán permanente y está colocado de manera que el movimiento del flotador a lo largo del eje vertical varía el ángulo del campo magnético generado por el imán permanente a través del sensor de ángulo magnético. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Detección del nivel de fluido mediante un flotador.
SOLICITUDES RELACIONADAS
La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos N° 62/260.928, presentada el 30 de noviembre de 2016, y de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos N° 62/318.620, presentada el 5 de abril de 2016.
CAMPO TÉCNICO
Las realizaciones se refieren a la detección del nivel de un fluido.
SUMARIO
La detección del nivel de fluido es útil en una serie de aplicaciones de vehículos que incluyen, por ejemplo, la detección del nivel de fluido de escape diésel (DEF) dentro del depósito de un vehículo, para su uso en un sistema de control de emisiones diésel de reducción catalítica selectiva. La reducción catalítica selectiva (SCR) es un método de conversión de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) diésel, por reacción catalítica, en gas nitrógeno diatómico benigno (N2) y agua (H2O).
El DEF es una mezcla de agua purificada y urea. En un sistema SCR típico, el DEF se almacena en el depósito de un vehículo y se inyecta en el tubo de escape. La urea inyectada descompone los NOx del tubo de escape en nitrógeno, agua y dióxido de carbono. Aunque hay disponibles varios sensores y técnicas para detectar o determinar el nivel de un fluido, dichos sensores y técnicas no siempre son satisfactorios.
La US 2001/0029782 A! divulga un ejemplo de una detección del nivel de fluido correspondiente a un estado de la técnica de la invención.
En la reivindicación adjunta 1 se define un primer aspecto de la invención. En la reivindicación adjunta 10 se define un segundo aspecto de la invención. Aspectos adicionales de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Fig. 1 es una vista en sección transversal que ilustra un sistema de detección de acuerdo con una realización. La Fig. 2 es una vista en corte en sección transversal que ilustra un sensor de nivel de fluido del sistema de detección de la Fig. 1 de acuerdo con algunas realizaciones.
Las Figs. 3A-3B ilustran un sensor de nivel de fluido del sistema de detección de la Fig. 1 de acuerdo con algunas realizaciones
La Fig. 4 es una vista ampliada de un tubo y flotador del sensor de nivel de fluido de la Fig. 2 de acuerdo con algunas realizaciones.
La Fig. 5A es un diagrama de flujo que ilustra una operación, o proceso, del sistema de detección de la Fig. 1 de acuerdo con algunas realizaciones.
La Fig. 5B es un gráfico que ilustra un ángulo de salida frente a un nivel de líquido real de acuerdo con algunas realizaciones.
La Fig. 6 es un dibujo esquemático que ilustra un sensor de nivel de fluido de acuerdo con una realización ejemplar que no forma parte de la materia reivindicada.
La Fig. 7A es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de control del sistema de detección de la Fig. 1 de acuerdo con algunas realizaciones.
La Fig. 7B es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de control del sistema de detección de la Fig. 1 de acuerdo con otra realización.
La Fig. 7C es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de control del sistema de detección de la Fig. 1 de acuerdo con otra realización.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Antes de explicar con detalle cualquier realización, debe entenderse que las realizaciones no se limitan en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de los componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en los siguientes dibujos. Son posibles otras realizaciones y susceptibles de ser puestas en práctica o llevadas a cabo de varias maneras.
La Fig. 1 ilustra un sistema de detección 1100 de acuerdo con algunas realizaciones. En el ejemplo ilustrado, el sistema de detección 1100 incluye un tanque o depósito 1105 que contiene el fluido a detectar. El fluido puede ser cualquier fluido, como un fluido automotriz, por ejemplo, fluido de escape diésel (DEF), líquido de frenos, aceite, combustible, fluido de transmisión, fluido de lavado, y refrigerante. El sistema de detección 1100 puede incluir uno o más sensores analógicos o digitales. En el ejemplo ilustrado, el depósito 1105 incluye un sensor de nivel de fluido 1110 y un interruptor digital de densidad de fluido 1115. Los sensores 1110 y 1115 están acoplados a la base 1120 que está situada en el fondo del depósito 1105. Los sensores 1110 y 1115 incluyen aberturas 1125 que permiten que el fluido del depósito 1105 se introduzca en los sensores 1110 y 1115. Aunque la Fig. 1 muestra una única abertura 1125 en el sensor de nivel de fluido 1110, en algunas realizaciones, el sensor de nivel de fluido 1110 incluye aberturas adicionales para permitir que el fluido del depósito 1105 se introduzca en el sensor de nivel de fluido 1110.
La Fig. 2 ilustra una vista en corte en sección transversal del sensor de nivel de fluido 1110. El sensor de nivel de fluido está configurado para medir una relación y/o un nivel real del fluido. En el ejemplo mostrado en la Fig. 2, el sensor de nivel de fluido 1110 incluye una guía en forma de tubo 1205 que está orientado verticalmente, tiene un fondo 1207, y tiene un eje vertical 1210. Un flotador 1215 está limitado por lo menos en parte (o parcialmente) por el tubo 1205 de tal manera que el flotador 1215 es capaz de moverse de una manera predecible (por ejemplo, a lo largo del eje vertical 1210). En una realización, el flotador 1215 tiene forma cilíndrica. Un flotador de forma cilíndrica se denomina a veces flotador lápiz. El tubo 1205 y el flotador 1215 son meramente ejemplos. En algunas realizaciones, el tubo 1205 y el flotador 1215 pueden ser cilíndricos, esféricos, cúbicos o tener otra forma. Además, en algunas realizaciones, el tubo 1205 se sustituye por un componente estructural diferente que limita el movimiento del flotador 1215 de tal manera que el flotador 1215 se mueve de una manera predecible. Por ejemplo, en lugar del tubo 1205 podría usarse un carril, riel u otra guía. El flotador 1215 puede moverse dentro del tubo 1205 a lo largo del eje vertical 1210. En particular, el flotador 1215 está acoplado a un primer extremo de un resorte 1220. El primer extremo del resorte 1220 está configurado para moverse a lo largo del eje vertical 1210 para expandir y comprimir el resorte 1220 con respecto a un segundo extremo del resorte 1220. El segundo extremo del resorte 1220 está acoplado fijamente al tubo 1205 de tal manera que el segundo extremo del resorte 1220 no es móvil. En algunas realizaciones, el resorte 1220 es un resorte helicoidal. En algunas realizaciones, el resorte 1220 tiene una constante de resorte menor a lo largo del eje vertical 1210 que la que tiene en una dirección horizontal perpendicular al eje vertical 1210. El resorte 1220 está hecho de un material que es compatible con el fluido en el depósito 1105. Por ejemplo, cuando el fluido en el depósito 1105 es DEF, el resorte 1220 puede estar hecho de acero inoxidable 316L. El flotador 1215 incluye una tapa 1225, un peso 1230, y un imán permanente 1235. El imán permanente 1235 está acoplado mecánicamente al flotador 1215. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el imán permanente 1235 puede estar situado dentro del flotador 1215 o puede estar unido a una superficie exterior del flotador 1215. En algunas realizaciones, el flotador 1215 tiene una densidad que es mayor que la densidad del fluido en el depósito 1105 de tal manera que el flotador 1215 se hundiría hasta el fondo 1207 del tubo 1205 si el resorte 1220 no lo sostuviera (o aplicara una fuerza que lo contrarrestara). Además, el tubo 1205 incluye un sensor de ángulo magnético 1240 situado cerca del imán permanente 1235. En algunas realizaciones, el resorte 1220 permite que el flotador 1215 se mueva sustancialmente menos que el cambio en el nivel del fluido. Por ejemplo, en algunas realizaciones, cuando el nivel del fluido cambia aproximadamente 10 mm, el flotador 1215 sólo puede moverse aproximadamente 1 mm. En algunas realizaciones, el sensor de ángulo magnético 1240 es un sensor analógico configurado para medir dinámicamente un ángulo de campo magnético y emitir el ángulo de campo magnético medido en tiempo real. En otras realizaciones, el sensor de ángulo magnético 1240 puede ser un sensor digital configurado para detectar cuando un campo magnético cruza un umbral de campo magnético. En tal realización, el sensor de ángulo magnético 1240 emite datos una vez que se ha cruzado el umbral de campo magnético.
Las Figs. 3A y 3B ilustran vistas esquemáticas simplificadas del sensor de nivel de fluido 1110 en dos situaciones ejemplares. La Fig. 3A ilustra el sensor de nivel de fluido 1110 cuando el nivel de fluido 1305 está cerca del fondo del depósito 1105. Por el contrario, la Fig. 3B ilustra el sensor de nivel de fluido 1110 cuando el nivel de fluido 1310 está cerca de la parte superior del depósito 1105. El sensor de nivel de fluido 1110 proporciona un método de medición sin contacto aproximadamente lineal del nivel de fluido en el depósito 1105. Más específicamente, cuando cambia el nivel de fluido del depósito 1105, provoca un cambio en la fuerza de flotación ejercida sobre el resorte 1220 por el flotador 1215, que hace que el flotador 1215 se mueva a lo largo del eje vertical 1210. El movimiento del flotador 1215 puede determinarse monitorizando un ángulo de un campo magnético producido por el imán permanente 1235 a través del sensor de ángulo magnético 1240. Sobre la base del ángulo del campo magnético a través del sensor de ángulo magnético 1240, puede calcularse el nivel de fluido del depósito 1105.
La combinación de la fuerza de flotación y la fuerza del resorte sobre el flotador 1215 puede considerarse como correspondiente al peso del flotador 1215. Matemáticamente, esto puede expresarse como: mg = kx pgV (Ec.
10), donde m es la masa del flotador 1215, g es la aceleración de la gravedad, k es la constante del resorte 1220, p es la densidad del fluido en el depósito 1105, V es el volumen del flotador 1215 bajo la superficie del fluido en el depósito 1105 (es decir, el área transversal del flotador 1215 por el nivel del fluido en el depósito 1105 sobre el flotador 1215), y x es la distancia que se comprime el resorte desde su longitud sin comprimir. Resolver la Ec. 10 para x lleva a la Ec. 11:
Tomando la derivada de la Ec. 11 con respecto al nivel del fluido en el depósito 1105 sobre el flotador 1215, puede observase que la posición del flotador 1215 se mueve linealmente con el nivel del fluido en el depósito 1105 sobre el flotador 1215:
dxpg*Area
------------ = - 1----------- (Ec. 12).
d (N ive l) k
La longitud del imán permanente 1235 y la ubicación del sensor de ángulo magnético 1240 pueden elegirse de tal manera que el ángulo del campo magnético producido por el imán permanente 1235 a través del sensor de ángulo magnético 1240 cambie aproximadamente de manera lineal con la posición del flotador 1215. Por ejemplo, dicha relación se produce cuando a) el sensor de ángulo magnético 1240 está colocado de tal manera que se encuentra a mitad de camino entre un punto superior y un punto inferior que definen la distancia máxima que puede recorrer el flotador 1215, y b) la longitud del imán permanente 1235 es el doble de la distancia que puede recorrer el flotador 1215. Para configurar el sensor de nivel de fluido 1110 de esta manera, la constante de resorte k deseada del resorte 1220 puede calcularse de la siguiente manera:
<k _>Fuerza de flotación
Dista i icia desea daderec om'dode ñofeder de Japiz (Ec.13)
donde la fuerza de flotación es la fuerza total de flotación sobre el flotador 1215 cuando el fluido en el depósito 1105 está por encima del flotador 1215 y la distancia deseada de recorrido es la mitad de la longitud del imán permanente 1235. El sensor de ángulo magnético 1240 puede entonces ser colocado de tal manera que esté a mitad de camino entre una posición del flotador 1215 indicando un depósito 1105 lleno y una posición del flotador 1215 indicando un depósito 1105 vacío.
Además de proporcionar cambios de medición aproximadamente lineales a medida que cambia el nivel de fluido en el depósito 1105, el sensor de nivel de fluido 1110 descrito anteriormente es en gran medida independiente de los cambios de posición relativa en el plano horizontal. Por ejemplo, pequeños cambios en la separación 1255 entre el imán permanente 1235 y el sensor de ángulo magnético 1240 crean sólo cambios menores en el ángulo del campo magnético medido. De manera similar, pequeños cambios en la alineación del eje transversal entre el imán permanente 1235 y el sensor de ángulo magnético 1240 crean sólo cambios menores en el ángulo del campo magnético medido.
La Fig. 4 ilustra una vista ampliada del tubo 1205 y el flotador 1215. En algunas realizaciones, el tubo 1205 o el flotador 1215 incluye una superficie de contacto convexa 1405 para reducir la fricción entre el tubo 1205 y el flotador 1215. La otra parte del tubo 1205 o del flotador 1215 tiene una superficie lisa 1410. La Fig. 4 muestra el flotador 1215 con la superficie de contacto convexa 1405 y el tubo 1205 con la superficie lisa 1410. Las superficies 1405 y 1410 permiten que las partículas contaminantes se hundan más allá de los puntos de contacto entre el tubo 1205 y el flotador 1215 para reducir la fricción. Además, la fricción entre el tubo 1205 y el flotador 1215 puede reducirse usando materiales para el tubo 1205 y el flotador 1215 que tengan bajos coeficientes de fricción. Por ejemplo, pueden usarse muchos plásticos para elaborar el tubo 1205 y/o el flotador 1215. Debe entenderse que los materiales usados para elaborar el flotador 1215 también pueden tener características de baja absorción para evitar que el flotador 1215 absorba el fluido 1415 del depósito 1105, que puede cambiar la masa y/o el volumen del flotador 1215.
En algunas realizaciones, la temperatura del entorno en el que se usa el sensor de nivel de fluido 1110 puede afectar a la medición del nivel de fluido dentro del depósito 1105. Por ejemplo, la temperatura puede afectar a la elasticidad del resorte 1220 (es decir, al valor de la constante de resorte k). Adicionalmente, la temperatura puede provocar expansión térmica del tubo 1205 y/o del flotador 1215 que puede cambiar la longitud absoluta del tubo 1205 y/o del flotador 1215. Tales variaciones en el sensor de nivel de fluido 1110 debidas a la temperatura son predecibles y pueden corregirse, por ejemplo, como de la siguiente manera: Corrección de temperatura = (t - 25) * (C1 - Nivel de fluido medido) * C2 (Ec. 14), donde t es la temperatura medida, C1 y C2 son constantes, y Nivel de fluido medido es el nivel de fluido medido sin corrección de temperatura. El valor de corrección de temperatura puede usarse luego para calcular el nivel real de fluido dentro del depósito 1105 de la siguiente manera: Nivel Real de Fluido = Nivel Medido de Fluido Corrección de Temperatura (Ec. 15). Debe entenderse que las constantes C1 y C2 son calibradas a través de pruebas de tal manera que el nivel real de fluido es aproximadamente igual a la suma del nivel de fluido medido y la corrección de temperatura.
En algunas realizaciones, el sensor de ángulo magnético 1240 es parte de un circuito integrado que detecta la temperatura del fluido, así como el ángulo del campo magnético. Por ejemplo, el sensor de ángulo magnético 1240 puede hacer ambas mediciones y comunicar estas mediciones a un procesador electrónico usando mensajes digitales (por ejemplo, usando el protocolo Single-Edge Nibble Transmission). En algunas realizaciones, pueden usarse otros protocolos de comunicación, como la Interfaz de Sensor Periférico 5 (PSI5), el circuito inter integrado (I2C), y similares, para comunicar la medición del ángulo del campo magnético y la medición de la temperatura en una única interfaz de comunicaciones a un procesador electrónico. El uso de un único dispositivo (por ejemplo, el sensor de ángulo magnético 1240) para medir y transmitir tanto las mediciones de ángulo de campo magnético como las mediciones de temperatura reduce la complejidad y el coste del sensor de nivel de fluido 1110.
En algunas realizaciones, el sensor de nivel de fluido 1110 filtra las mediciones de nivel de fluido para evitar que las aceleraciones verticales experimentadas durante el movimiento del vehículo provoquen mediciones incorrectas del nivel de fluido. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las mediciones del sensor de ángulo magnético 1240 se pasan a través de un filtro de paso bajo para filtrar las oscilaciones de medición provocadas por la aceleración vertical. Además, a menudo las aplicaciones de detección de nivel de fluido no requieren actualizaciones de medición muy frecuentes (por ejemplo, cada segundo). Por consiguiente, en algunas realizaciones, se usa filtrado digital para calcular un valor medio del nivel de fluido durante un período predeterminado de tiempo (por ejemplo, medias móviles simples y/o medias móviles ponderadas) para reducir o eliminar el efecto de las aceleraciones verticales sobre el valor medido del nivel de fluido en el depósito 1105.
Adicional o alternativamente, en algunas realizaciones, el sensor de nivel de fluido 1110 amortigua las oscilaciones del flotador 1215 para prevenir que las aceleraciones verticales experimentadas durante el movimiento del vehículo causen mediciones incorrectas del nivel de fluido. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el tubo 1205 incluye una cavidad debajo de la parte inferior del flotador 1215 que se llena de fluido y tiene una trayectoria de escape restringida para el fluido cuando el flotador 1215 se mueve hacia abajo en la cavidad. Cuando los espacios entre el flotador 1215 y la cavidad son pequeños, se producirá una amortiguación que reduce la tendencia del flotador 1215 a moverse debido a aceleraciones verticales. Adicional o alternativamente, en algunas realizaciones, el movimiento relativo entre los imanes permanentes y los conductores inducen corrientes parásitas que crean un arrastre en el movimiento del flotador 1215 (es decir, amortiguación magnética). Además, en algunas realizaciones, puede usarse el movimiento del flotador 1215 para poner parte del flotador 1215 en contacto con el tubo 1205, lo que produce fricción. La fricción entre el flotador 1215 y el tubo 1205 puede amortiguar el movimiento del flotador 1215 (es decir, amortiguación resistiva). Tanto la amortiguación magnética como la resistiva se basan en la velocidad del tubo 1205 para crear fuerzas que se opongan al movimiento no deseado del flotador 1215, evitando al mismo tiempo la creación de histéresis en la medición del nivel de fluido.
La Fig. 5A ilustra un método ejemplar 1500 de calibración del sensor de nivel de fluido 1110 mediante la realización de mediciones de nivel de fluido a tres niveles de fluido diferentes. En la realización ilustrada, el sensor de nivel de fluido 1110 está colocado verticalmente sin fluido de tal manera que no hay fuerza de flotación empujando hacia arriba el flotador 1215 (bloque 1505). Se registra el ángulo del campo magnético producido por el imán permanente 1235, medido en el sensor de ángulo magnético 1240. Este ángulo de campo magnético se denomina B0 y el nivel de fluido correspondiente se denomina Nivel0. El sensor de nivel de fluido 1110 se llena con un nivel bajo de agua (por ejemplo, quince milímetros) que proporciona cierta fuerza de flotación que empuja hacia arriba el flotador 1215 desde el fondo del depósito 1105 (bloque 1510). Se registra el ángulo de campo magnético producido por el imán permanente 1235 con el nivel de agua en el nivel bajo, como se mide en el sensor de ángulo magnético 1240. Este ángulo de campo magnético se denomina B1Agua y el nivel de fluido correspondiente se denomina Nivel1. El sensor de nivel de fluido 1110 se llena con un nivel alto de agua (por ejemplo, noventa milímetros) que está aproximadamente en el extremo superior del intervalo total de fluido medible en el depósito 1105 (bloque 1515). Se registra el ángulo de campo magnético producido por el imán permanente 1235 con el nivel de agua en el nivel medio, como se mide en el sensor de ángulo magnético 1240. Este ángulo de campo magnético se denomina B2Agua y el nivel de fluido correspondiente se denomina Nivel2.
En el bloque 1520, la sensibilidad al agua del sensor de nivel de fluido 1110 se calcula usando, por ejemplo, las siguientes ecuaciones.
Sensibilidad al agua =BlAgua - B2Agua
Nivel]- Nivel!(Ec. 16).
Nivelo = Nivel 1 -BlAgua -BOAgua
Sensibilidad al agua(Ec. 17).
La sensibilidad al agua del sensor de nivel de fluido 1110 es, en una realización, el cambio de medición por unidad de cambio de altura del fluido cuando el fluido en el depósito 1105 es agua. La sensibilidad del sensor de nivel de fluido 1110 es diferente para agua y DEF porque la densidad de los fluidos es diferente. En un ejemplo, la fuerza de flotación de un fluido en un objeto sumergido puede ser calculada de la siguiente manera: Fuerza de flotación = Densidad del fluido * Volumen sumergido * Gravedad (Ec. 18). Por consiguiente, en el bloque 1522, la sensibilidad a DEF del sensor de nivel de fluido 1110 se calcula de la siguiente manera: Sensibilidad a
DEF =pApDguEaF * Sensibilidad al agua
, donde pDEF es la densidad de DEF y pAgua es la densidad del agua (Ec. 19).
A continuación, se calcula el ángulo del campo magnético que se espera que se produzca cuando DEF está en un nivel de fluido de Nivel1 (es decir, un nivel de fluido bajo), que se denomina B1DEF (bloque 1525). En un ejemplo, el ángulo del campo magnético se calcula de la siguiente manera: B1 DEF = B0 Sensibilidad a DEF * (Nivel1 - Nivel0) (Ec. 20). De manera similar, se calcula el ángulo del campo magnético que se espera producir cuando DEF se encuentra en un nivel de fluido de Nivel2 (es decir, un nivel de fluido medio), que se denomina B2DEF (bloque 1530). En un ejemplo, el B2DEF se calcula de la siguiente manera: B2DEF = B0 Sensibilidad a DEF * (Nivel2 -Nivel0) (Ec. 21). Luego se calibra la salida del sensor de nivel de fluido 1110 de tal manera que la salida corresponde al nivel de fluido en el depósito 1105 (bloque 1535). Por ejemplo, la salida del sensor de nivel de fluido 1110 puede ser de ciento cincuenta recuentos cuando el ángulo del campo magnético a través del sensor de ángulo magnético 1240 indica que el nivel de fluido del DEF está en el Nivel1 (es decir, quince milímetros). De manera similar, la salida del sensor de nivel de fluido 1110 puede ser de cuatrocientos cincuenta recuentos cuando el ángulo del campo magnético a través del sensor de ángulo magnético 1240 indica que el nivel de fluido del DEF está en el Nivel2 (es decir, noventa milímetros). La salida del sensor de nivel de fluido 1110 es aproximadamente lineal entre estos niveles de fluido y más allá de estos niveles de fluido hasta el nivel máximo de medición del sensor de nivel de fluido 1110.
Debe entenderse que el método de calibración 1500 descrito anteriormente asume que se usa agua para calibrar el sensor de nivel de fluido 1110 y que el flotador 1215 y el agua están aproximadamente a la misma temperatura.
La Fig. 5B ilustra los resultados del método de calibración 1500. Como se indica en la Fig. 5B, el sensor de nivel de fluido 1110 no comienza a medir el nivel de fluido hasta que el nivel de fluido alcanza aproximadamente diez milímetros. La Fig. 5B muestra los puntos de calibración correspondientes al Nivel1 y Nivel2, así como una línea de medición esperada 1550 para cuando DEF es el fluido en el depósito 1105. Debe entenderse que la línea de medición esperada 1550 también puede calcularse para otros tipos de fluidos usando la densidad del otro tipo de fluido en lugar de la densidad del DEF en las ecuaciones (por ejemplo, Ecuación 19) mostradas a través del método 1500 de la Fig. 5A.
La Fig. 6 ilustra un diagrama esquemático de un ejemplo alternativo que no forma parte de la materia reivindicada de un sensor de nivel de fluido 1600 con un sensor de densidad de flujo magnético 1605. Como se muestra en la Fig. 6, el sensor de nivel de fluido 1600 incluye un tubo 1610, un flotador 1615 acoplado a un resorte 1620, y dos imanes permanentes 1625 y 1630. Con la excepción del sensor de densidad de flujo magnético 1605, el sensor de nivel de fluido 1600 funciona de manera similar al sensor de nivel de fluido 1110 descrito anteriormente. En particular, el tubo 1610 tiene un eje vertical 1635 y aloja el flotador 1615 que es móvil a lo largo del eje vertical 1635. El flotador 1615 está acoplado a un primer extremo del resorte 1620. Un segundo extremo del resorte 1620 está acoplado de manera fija al tubo 1610. En el ejemplo mostrado en la Fig. 6, el tubo 1610 tiene forma de arco para permitir que el sensor de densidad de flujo magnético 1605 sobresalga hacia arriba desde la base del tubo 1610. De manera similar, el flotador 1615 tiene forma de arco de tal manera que los dos imanes permanentes 1625 y 1630 puedan moverse a lo largo del eje vertical 1635 y pasar a lo largo de los lados del sensor de densidad de flujo magnético 1605. Los imanes permanentes 1625 y 1630 están acoplados mecánicamente al flotador 1615. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los imanes permanentes 1625 y 1630 pueden estar situados dentro del flotador 1615 o pueden estar unidos a una superficie exterior del flotador 1615.
El sensor de densidad de flujo magnético 1605 detecta la densidad de flujo magnético del campo magnético entre los dos imanes permanentes 1625 y 1630, que depende de la fuerza de flotación proporcionada por el fluido en el depósito 1105 como se ha explicado anteriormente. Por ejemplo, cuando el nivel de fluido es relativamente alto, la fuerza de flotación sobre el flotador 1615 forzará al flotador 1615 hacia arriba de tal manera que un campo magnético a través del sensor de densidad de flujo magnético 1605 es dirigido desde un polo norte del imán permanente 1630 a un polo sur del imán permanente 1625. Por el contrario, cuando el nivel del fluido es relativamente bajo, la fuerza de flotación sobre el flotador 1615 será menor, lo que permite al flotador 1615 comprimir el resorte 1620. Por consiguiente, el campo magnético a través del sensor de densidad de flujo magnético 1605 es dirigido desde un polo norte del imán permanente 1625 al polo sur del imán permanente 1630 (es decir, el campo magnético está en la dirección opuesta cuando el nivel de fluido es relativamente bajo que cuando el nivel de fluido es relativamente alto). Midiendo la magnitud y/o dirección del campo magnético a través del sensor de densidad de flujo magnético 1605, puede calcularse el nivel de fluido del fluido en el depósito 1105 usando las ecuaciones como se ha explicado anteriormente con respecto al sensor de nivel de fluido 1110.
En realizaciones alternativas, la posición del flotador 1215, 1615 puede medirse usando principios de detección inductiva. En este caso, un objetivo conductor o ferroso (esto es, un objetivo de detección) toma el lugar del imán o imanes permanentes 1235, 1625, y 1630 en el flotador 1215, 1615. Por ejemplo, puede usarse por lo menos una bobina en lugar del sensor de ángulo magnético 1240 o el sensor de densidad de flujo magnético 1605. En algunas realizaciones, la bobina puede ser accionada con una señal de alta frecuencia y se miden las características de impedancia de la bobina. A medida que el flotador 1215, 1615 (en particular, el objetivo conductor o ferroso dentro del flotador 1215, 1615) se mueve a través de la cara de la bobina, cambian las características de impedancia de la bobina, lo que puede usarse para medir la posición del flotador 1215, 1615. En algunas realizaciones, una bobina transmisora se acciona con una señal de alta frecuencia y se usan dos bobinas receptoras separadas para medir la señal acoplada desde la bobina transmisora a las bobinas receptoras. En tales realizaciones, la posición del flotador 1215, 1615 (en particular, el objetivo conductor o ferroso dentro del flotador 1215, 1615) cambia la relación de la señal en las dos bobinas receptoras. Por consiguiente, puede medirse la posición del flotador 1215, 1615.
Como se ha mencionado anteriormente, el depósito 1105 también incluye el interruptor digital de densidad de fluido 1115 como se muestra en la Fig. 1. El interruptor digital de densidad de fluido 1115 mide la densidad del fluido en el depósito 1105 y puede determinar si el tipo correcto de fluido se encuentra en el depósito 1105. Por ejemplo, el interruptor digital de densidad de fluido 1115 puede identificar cuando la concentración de urea del DEF es adecuada para un proceso efectivo de reducción catalítica selectiva. En particular, la densidad del DEF depende de la concentración de urea en el DEF. Por consiguiente, es posible identificar concentraciones bajas de urea en el DEF midiendo la densidad del DEF usando el interruptor digital de densidad de fluido 1115.
Usando el sensor de nivel de fluido 1110 y el interruptor digital de densidad de fluido 1115, pueden determinarse el nivel de fluido, la temperatura, y la densidad de fluido en el depósito 1105. En particular, las señales de salida de un sensor asociado con cada característica pueden ser transmitidas a una unidad de procesamiento, o un procesador electrónico, 1005 como se muestra en la Fig. 7A. Además, como se muestra en la Fig. 7A, en algunas realizaciones, el depósito 1105 puede incluir un sensor de temperatura separado 1010 para detectar la temperatura del fluido. Después de recibir señales del sensor de ángulo magnético 1240, el interruptor magnético 1710, y el sensor de temperatura 1010, el procesador electrónico 1005 puede entonces transmitir una salida digital que incluye información relacionada con el nivel de fluido, temperatura, y densidad de fluido. Por ejemplo, el procesador electrónico 1005 puede conectarse a un indicador de nivel de fluido de DEF en un vehículo para indicar la cantidad de DEF en el depósito 1105. Adicionalmente, el procesador electrónico 1005 puede conectarse a un indicador de calidad de DEF para indicar si la densidad del DEF en el depósito 1105 es adecuada como se ha explicado anteriormente. Además, en algunas realizaciones, el procesador electrónico 1005 puede comunicar la información relacionada con el nivel de fluido, la temperatura y la densidad del fluido a otra unidad de control electrónico en otra ubicación.
Como se muestra en la Fig. 7B, en algunas realizaciones, el sensor de ángulo magnético 1240 puede ser un circuito integrado que incluye un sensor de temperatura 1010. Como se ha mencionado anteriormente, tanto la medición del ángulo del campo magnético como la medición de la temperatura pueden comunicarse en una sola interfaz de comunicaciones al procesador electrónico 1005. En la realización mostrada en la Fig. 7B, el interruptor magnético 710 del interruptor digital de densidad de fluido 1115 puede transmitir por separado una señal de salida al procesador electrónico 1005. Como se ha explicado anteriormente, después de recibir las señales de salida de los sensores/interruptor 240, 1010 y 710, el procesador electrónico 1005 puede transmitir entonces una salida digital que incluye información relacionada con el nivel de fluido, temperatura y densidad de fluido.
Como se muestra en la Fig. 7C, en algunas realizaciones, cuando el sensor de ángulo magnético 240 es un circuito integrado que incluye el sensor de temperatura 1010, el sensor de ángulo magnético 240 puede incluir además una entrada digital 1015 acoplada al interruptor magnético 710. Por ejemplo, la señal de salida del interruptor magnético 1710 del interruptor digital de densidad de fluido 1115 puede ser monitorizada por el circuito integrado del sensor de ángulo magnético 240. Por consiguiente, la señal de salida del sensor de ángulo magnético 240 puede incluir información relativa al nivel de fluido, temperatura y densidad de fluido. Dicha configuración puede reducir la complejidad y el coste del sensor de nivel de fluido 1110 y del interruptor digital de densidad de fluido 1115 permitiendo que las salidas de numerosos sensores se transmitan en una única interfaz de comunicaciones sin el uso del procesador electrónico 1005. Debe entenderse que los diagramas de bloques mostrados en las Figs. 7A-7C son meramente ejemplares y que pueden usarse otras configuraciones de los sensores 240, 710, y 1010 y el procesador electrónico 1005.
Por tanto, la invención proporciona, entre otras cosas, un sistema de detección configurado para detectar el nivel de un fluido. En las reivindicaciones siguientes se exponen varias características y ventajas de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un sensor de fluido que comprende:
un flotador (1215) limitado a moverse a lo largo de un eje vertical; una guía que limita por lo menos parcialmente al flotador;
un resorte (1220) que tiene un primer extremo y un segundo extremo, en donde el resorte se ajusta alrededor del flotador, y en donde el primer extremo se acopla a la guía y el segundo extremo se acopla al flotador;
un imán permanente (1235) acoplado mecánicamente al flotador;
un sensor de temperatura (1010) configurado para medir la temperatura de un fluido;
un sensor de ángulo magnético (1240) configurado para medir un ángulo de un campo magnético generado por el imán permanente y colocado de tal manera que el movimiento del flotador a lo largo del eje vertical varía el ángulo del campo magnético generado por el imán permanente a través del sensor de ángulo magnético; y
un controlador que tiene un procesador electrónico, el controlador configurado para recibir, a través del sensor de ángulo magnético, el ángulo del campo magnético; recibir, a través del sensor de temperatura, la temperatura del fluido; y determinar, sobre la base del ángulo del campo magnético y de la temperatura del fluido, un nivel del fluido.
2. El sensor de fluido de la reivindicación 1, en donde la guía tiene forma cilíndrica y está orientada verticalmente.
3. El sensor de fluido de la reivindicación 1, en donde el sensor de ángulo magnético es un sensor con una salida analógica.
4. El sensor de fluido de la reivindicación 1, en donde el sensor de ángulo magnético es un sensor con una salida digital.
5. El sensor de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende, además:
un tubo que tiene un eje vertical y está situado dentro de un tanque configurado para contener fluido, en donde el tubo incluye por lo menos una abertura para permitir que el fluido entre en el tubo, en donde el flotador está limitado por lo menos en parte por el tubo.
6. El sensor de fluido de la reivindicación 5, en donde una distancia máxima que puede recorrer el flotador a lo largo del eje vertical es la mitad de una longitud del imán permanente a lo largo del eje vertical.
7. El sensor de fluido de la reivindicación 6, en donde el sensor de ángulo magnético está situado a medio camino entre un punto superior y un punto inferior que definen la distancia máxima que puede recorrer el flotador.
8. El sensor de fluido de la reivindicación 7, en donde el sensor de ángulo magnético es un sensor con una salida analógica.
9. El sensor de fluido de la reivindicación 7, en donde el sensor de ángulo magnético es un sensor con una salida digital.
10. Un sensor de fluido que comprende:
un tubo (1205) que tiene un eje vertical y está situado dentro de un tanque configurado para contener fluido, en donde el tubo incluye por lo menos una abertura para permitir que el fluido entre en el tubo;
un flotador (1215) limitado por lo menos en parte por el tubo y configurado para moverse a lo largo del eje vertical; un objetivo de detección acoplado mecánicamente al flotador; un resorte (1220) configurado para expandirse y contraerse a lo largo del eje vertical,
en donde un primer extremo del resorte está acoplado al tubo y un segundo extremo del resorte está acoplado al flotador de tal manera que el resorte se ajusta alrededor del flotador; un sensor de temperatura (1010) configurado para medir una temperatura del fluido;
una bobina que tiene una impedancia relacionada con la posición del objetivo de detección y colocada de tal manera que el movimiento del flotador a lo largo del eje vertical varía la impedancia de la bobina, en donde la posición del flotador se ve influida por el volumen del flotador sumergido por debajo de la superficie del fluido; y un controlador que tiene un procesador electrónico, el controlador configurado para recibir, a través del sensor de temperatura, la temperatura del fluido; determinar una impedancia de la bobina; y
determinar, sobre la base de la temperatura del fluido y de la impedancia de la bobina, un nivel del fluido.
11. El sensor de fluido de la reivindicación 10, en donde el resorte permite que un movimiento del flotador a lo largo del eje vertical sea menor que un cambio del nivel del fluido.
12. El sensor de fluido de la reivindicación 10, en donde el tubo incluye además una cavidad situada por debajo del flotador.
13. El sensor de fluido de las reivindicaciones 1 o 10, en donde el flotador incluye una superficie de contacto convexa.
ES16871415T 2015-11-30 2016-11-30 Detección del nivel de fluido mediante un flotador Active ES2969069T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562260928P 2015-11-30 2015-11-30
US201662318620P 2016-04-05 2016-04-05
PCT/US2016/064202 WO2017095913A1 (en) 2015-11-30 2016-11-30 Detecting fluid level via a float

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2969069T3 true ES2969069T3 (es) 2024-05-16

Family

ID=58797686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16871415T Active ES2969069T3 (es) 2015-11-30 2016-11-30 Detección del nivel de fluido mediante un flotador

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10955280B2 (es)
EP (3) EP4354105A3 (es)
JP (2) JP6916182B2 (es)
KR (2) KR102261619B1 (es)
CN (2) CN108369168A (es)
ES (1) ES2969069T3 (es)
WO (2) WO2017095913A1 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4354105A3 (en) 2015-11-30 2024-06-19 Bourns, Inc. Detecting fluid level via a float
JP6384497B2 (ja) * 2016-02-05 2018-09-05 株式会社デンソー 液面検出装置
US10627245B2 (en) 2017-10-05 2020-04-21 Ford Global Technologies, Llc Vehicle service control
WO2019079533A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-25 Magnum Venus Products CATALYTIC FLOW SENSOR
US11454979B2 (en) 2018-02-28 2022-09-27 Ford Global Technologies, Llc Washer fluid level detection
US10962219B2 (en) * 2018-08-03 2021-03-30 Lamplight Farms Incorporated Repellant string light
US11754279B2 (en) 2018-08-03 2023-09-12 Lamplight Farms Incorporated Repellant string light
CN109632039A (zh) * 2019-02-22 2019-04-16 国电锅炉压力容器检验有限公司 一种液位测量计以及液位测量方法
WO2021038593A1 (en) * 2019-08-27 2021-03-04 Logichive Solutions Private Limited System and method for automatically determining and digitally rendering density of liquid
KR102325841B1 (ko) 2019-10-22 2021-11-12 (주)브이엠에스 자체발광 알람기능이 있는 유체 레벨 측정장치 및 유체 레벨 측정방법
KR102374977B1 (ko) 2020-05-15 2022-03-16 (주)브이엠에스 유체 레벨 측정장치
CN112146721B (zh) * 2020-08-26 2022-11-29 潍柴动力股份有限公司 一种尿素液位检测方法、装置、存储介质及电子设备
CN114184260B (zh) * 2021-12-07 2022-05-31 大庆市镁龙测控技术有限公司 一种浮筒液位计

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3754446A (en) 1970-06-03 1973-08-28 Lummus Co Apparatus for measuring fluid characteristics
JPS4886865U (es) * 1972-01-19 1973-10-20
US3964317A (en) 1973-04-23 1976-06-22 Foxboro/Trans-Sonics, Inc. Densimeter
JPS55141050U (es) 1979-03-29 1980-10-08
US4371837A (en) * 1979-11-13 1983-02-01 American Can Company Temperature compensated input power and output offset circuits for a hall effect transducer
US4400978A (en) * 1981-09-01 1983-08-30 Louis Boivin Electronic hydrometer and method of determining the density of a liquid
US4554494A (en) * 1984-09-21 1985-11-19 Rochester Gauges, Inc. Fluid level gauge having magnetic sensor
JPS63165721A (ja) * 1986-12-26 1988-07-09 Toyoda Gosei Co Ltd 液面レベル計
US4943773A (en) * 1987-09-24 1990-07-24 Magnetek Controls Magnetostrictive linear displacement transducer having preselected zero crossing detector
US4920797A (en) 1989-01-09 1990-05-01 Schaevitz Sensing Systems, Inc. Fluid level sensor
US5253522A (en) 1991-07-11 1993-10-19 Mts Systems Corporation Apparatus for determining fluid level and fluid density
GB2270758A (en) * 1992-09-15 1994-03-23 Platon A & I Limited Apparatus for determining a parameter of a fluid
CA2189959C (en) * 1994-05-14 2005-11-15 Andrew N. Dames Position encoder
JP2704849B2 (ja) 1994-11-11 1998-01-26 日本フローセル製造株式会社 変位検出装置および変位信号発生装置
US5830375A (en) * 1996-06-10 1998-11-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Automated method for monitoring and controlling the orthophosphoric acid etch rate of silicon nitride insulator layers
US5900547A (en) * 1997-09-12 1999-05-04 Thermoprobe Inc. Differential level hydrometer
US6028521A (en) * 1997-12-16 2000-02-22 Issachar; David Liquid level sensor
JP3390827B2 (ja) * 1998-04-01 2003-03-31 矢崎総業株式会社 液面レベル計測装置
CN2348367Y (zh) * 1998-04-01 1999-11-10 曲云峰 浮子式液位传感器
ITTO980504A1 (it) * 1998-06-09 1999-12-09 Bitron Spa Indicatore del livello del carburante per il serbatoio di un veicolo.
JP4115036B2 (ja) * 1999-03-24 2008-07-09 株式会社アミテック 液面検出装置
DE19935652A1 (de) * 1999-07-29 2001-03-08 Geiger Technik Gmbh Einrichtung für die Messung des Füllstandes in einem eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter
US6418788B2 (en) * 2000-02-25 2002-07-16 George A. Articolo Digital electronic liquid density/liquid level meter
JP2002022403A (ja) * 2000-07-13 2002-01-23 Tokyo Keiso Co Ltd 変位検出器および変位検出方法
JP2004188330A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Kureha Techno Enji Kk 浮遊遮光部材
NO322352B1 (no) 2005-02-28 2006-09-18 Jan Gismervik Magnetisk bryter for nivamaling, nivamaler og anvendelse derav
US20060248952A1 (en) 2005-05-09 2006-11-09 Delaware Capital Formation, Inc. A method and apparatus for fluid density sensing
US7454969B2 (en) * 2005-05-31 2008-11-25 Veeder-Root Company Fuel density measuring device, system, and method using magnetostrictive probe bouyancy
DE102006007594A1 (de) 2006-02-18 2007-08-30 Festo Ag & Co. Vorrichtung zur Erfassung der Axialposition und/oder Winkelposition eines Körpers
US20080223130A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Provina Incorporated Method and device for measuring density of a liquid
AR062689A1 (es) * 2007-09-06 2008-11-26 Mundo Oscar Horacio Aparato para medir y/o controlar el nivel de liquidos
JP5208708B2 (ja) * 2008-02-06 2013-06-12 長野計器株式会社 残量検出装置
JP2009236615A (ja) 2008-03-26 2009-10-15 Kansai Electric Power Co Inc:The 磁気式液面計
EP2166336B1 (de) * 2008-09-18 2011-11-16 FAFNIR GmbH Verfahren zum Überwachen der Qualität eines alkoholhaltigen Kraftstoffs in einem Lagertank
US9223578B2 (en) 2009-09-25 2015-12-29 Nvidia Corporation Coalescing memory barrier operations across multiple parallel threads
US20110097816A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Goodwin Paul C Methods for changing densities of non-target particles of a suspension
US9151736B2 (en) 2009-12-21 2015-10-06 Wema Systems As Quality sensor apparatus
CN102906551B (zh) 2009-12-24 2014-12-31 英瑞杰汽车系统研究公司 检测scr系统中的异常流体的系统
JP5529656B2 (ja) * 2010-07-12 2014-06-25 矢崎総業株式会社 液位検出装置
JP2012220252A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Hitachi Ltd ソレノイドコイル式流体レベル計測装置
JP5809836B2 (ja) * 2011-04-20 2015-11-11 矢崎総業株式会社 液位検出装置
JP5275403B2 (ja) * 2011-04-20 2013-08-28 東京計装株式会社 トルクチューブ式液面計の温度補償機構及び温度補償方法
US20130000741A1 (en) 2011-06-30 2013-01-03 Ti Group Automotive Systems, L.L.C. Fluid level sensor
US9395391B2 (en) * 2013-03-15 2016-07-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and associated method that can store a measured threshold value in a memory device during a time when the magnetic field sensor is powered off
ITTO20120728A1 (it) * 2012-08-14 2014-02-15 Carlo Farotto Dispositivo di misura di densita' a sospensione magnetica adatto all'utilizzo in ambienti ostili, e relativo metodo di funzionamento
US8978464B2 (en) 2013-02-14 2015-03-17 Ambroise Prinstil Magnetostrictive probe with inverted signal detection
CN103278216A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 江苏多维科技有限公司 液位传感器系统
US9170144B2 (en) 2013-07-10 2015-10-27 Baohua Qi Multifunctional fluid level and quality sensing device
CN203657892U (zh) * 2013-11-28 2014-06-18 江苏多维科技有限公司 一种非接触式滑轮液位传感器
CN204421990U (zh) 2015-01-14 2015-06-24 江苏多维科技有限公司 一种可消除相邻转轮磁干涉的直读表
EP4354105A3 (en) 2015-11-30 2024-06-19 Bourns, Inc. Detecting fluid level via a float
US10301167B2 (en) * 2016-08-03 2019-05-28 Paul Johnson Apparatus and method for automatically updating the relationship between measured storage tank depth and storage tank volume, and monitoring the accuracy of a dispenser flow meter
US10379023B2 (en) 2016-11-15 2019-08-13 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Digital hydrometer assistant reader

Also Published As

Publication number Publication date
US20180348108A1 (en) 2018-12-06
CN108369168A (zh) 2018-08-03
US20180356273A1 (en) 2018-12-13
US10955280B2 (en) 2021-03-23
EP3384272A1 (en) 2018-10-10
JP2018535425A (ja) 2018-11-29
EP3417251B1 (en) 2023-11-29
US10788355B2 (en) 2020-09-29
JP6916182B2 (ja) 2021-08-11
EP3417251A4 (en) 2020-03-11
WO2017095913A1 (en) 2017-06-08
KR102261619B1 (ko) 2021-06-07
KR20180080249A (ko) 2018-07-11
EP3384272A4 (en) 2020-04-01
EP3417251A1 (en) 2018-12-26
JP6916181B2 (ja) 2021-08-11
CN108291835B (zh) 2020-03-10
WO2017095906A1 (en) 2017-06-08
EP4354105A2 (en) 2024-04-17
EP4354105A3 (en) 2024-06-19
CN108291835A (zh) 2018-07-17
JP2019502108A (ja) 2019-01-24
KR102309966B1 (ko) 2021-10-07
KR20180080250A (ko) 2018-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2969069T3 (es) Detección del nivel de fluido mediante un flotador
US6563306B2 (en) Method and apparatus for detecting displacement of a magnet moved in response to variation of a physical characteristic of a fluid
US9151657B2 (en) Dual measurement liquid level transducer
US20110083504A1 (en) Device for measuring the fill level in a liquid container
US10215601B2 (en) Device and method for measuring the parameters of fluid flow
US8336218B2 (en) Inclination sensor
JPH02227615A (ja) 流体レベルセンサー
KR20060004952A (ko) 높이 감지용 근접 센서
US8978464B2 (en) Magnetostrictive probe with inverted signal detection
US20090265132A1 (en) Device and method for determining the density of a fluid
US20080047154A1 (en) Inclination sensor
US11092474B2 (en) Liquid level sensor
US7652591B2 (en) Device for detecting the position of a mobile element to which it is coupled and related mobile element
RU2310174C1 (ru) Ультразвуковой уровнемер
WO2016024957A1 (en) Magnetostrictive probe with inverted signal detector
KR102635906B1 (ko) 정전용량 유량송신기
JP2011185907A (ja) 流量センサ
US9423414B2 (en) Method and system for measuring the variation in speed of a moving body
CN207268643U (zh) 一种浮球液位变送器
RU2277229C1 (ru) Устройство для измерения уровня и плотности жидкости
BR102020017750A2 (pt) Sensor de inclinação composto por bolha de ar contida em um tubo
Chu Specialized Sensors for Railroad Applications