FR2809175A3

FR2809175A3 - Fluid level detector uses magnetic material float in inductor to tune oscillator as measurement

Info

Publication number: FR2809175A3
Application number: FR0006367A
Authority: FR
Inventors: Jui Yang Lo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-23
Anticipated expiration: 2006-05-18
Also published as: DE20009052U1; FR2809175B3

Abstract

The fluid level detector has a float (45) in a tube (30) with vents (32) inside a coil (35) which is connected by leads (70) to a resonant circuit so that the oscillation frequency of the circuit changes with the position of the float and is used as a measurement of the fluid level.

Description

DÉTECTEUR DE QUANTITÉ DE LIQUIDE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale des détecteurs de quantité de liquide, plus particulièrement un détecteur de quantité de liquide constitué d'une structure simple actionnée dans un mode sans contact et sans frottement avec une excellente durabilité, une haute résolution et un faible coût. QUANTITY DETECTOR OF LIQUID BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to liquid quantity detectors, more particularly to a liquid quantity detector consisting of a simple structure operated in a non-contact and frictionless mode with excellent durability. , a high resolution and a low cost.

2. Description de l'art antérieur Un détecteur de quantité de liquide à bille flottante classique représenté sur la figure 1 comprend un boîtier 10, une bille flottante 12, une tige raccordement 14, une tête de détecteur 16, une bobine de Ni-Cr 18, une tige de rotation 20 et une ligne de transmission de signal 22. 2. Description of the Prior Art A conventional floating ball liquid quantity detector shown in FIG. 1 comprises a housing 10, a floating ball 12, a connecting rod 14, a detector head 16, a coil of Ni -Cr 18, a rotation rod 20 and a signal transmission line 22.

À une extrémité inférieure du boîtier 10, un boîtier sphérique est prévu pour stocker la bobine de Ni-Cr 18 qui est formée d'un enroulement de fil de Ni- Cr sur un élément en bakélite. La tige de rotation 20 est centrée dans le boîtier sphérique, dans lequel la tige de raccordement 14 est réunie par pénétration à la tige de rotation 20 ; une extrémité de la tige de raccordement 14 s'étend vers l'extérieur, de manière à être réunie de façon pivotante à la bille flottante 12 et l'autre extrémité est réunie de manière pivotante à la tête de détecteur 16 qui est appuyée sur supportée par un ressort, pour maintenir un contact constant avec la bobine 18 de,Ni-Cr en forme d'arc. Lorsque le détecteur de quantité de liquide susdit est appliqué dans un réservoir de gaz par exemple, bille flottante 12 flotte sur le niveau liquide et la tête de détecteur 16 à l'autre extrémité de la tige de raccordement 14 coulisse de manière relative sur et est en contact avec la bobine 18 de ' Cr. Après incrémentation ou décrémentation de la quantité de liquide, la position de la bille flottante 12 est modifiée de manière à interagir avec la tige de raccordement 14 et entraîner la tête de détecteur 16 pour coulisser et venir en contact avec la bobine de Ni-Cr 18. Une valeur de résistance différente est créée raison du mouvement de la tête de détecteur 16 et transmise par l'intermédiaire de la ligne de transmission de signal 22 pour montrer la quantité de liquide dans un instrument d'affichage. At a lower end of the housing 10, a spherical housing is provided for storing the Ni-Cr coil 18 which is formed of a Ni-Cr wire winding on a Bakelite element. The rotation rod 20 is centered in the spherical housing, in which the connecting rod 14 is joined by penetration to the rotation rod 20; one end of the connecting rod 14 extends outwardly, so as to be pivotally connected to the floating ball 12 and the other end is pivotally connected to the detector head 16 which is supported on a support by a spring, to maintain constant contact with the coil 18 of Ni-Cr in the form of an arc. When the aforesaid liquid quantity detector is applied in a gas tank for example, floating ball 12 floats on the liquid level and the detector head 16 at the other end of the connecting rod 14 slides relatively on and is in contact with the coil 18 of 'Cr. After incrementing or decrementing the amount of liquid, the position of the floating ball 12 is modified to interact with the connecting rod 14 and drive the detector head 16 to slide and come into contact with the Ni-Cr coil 18 A different resistance value is created due to the movement of the detector head 16 and transmitted through the signal transmission line 22 to show the amount of liquid in a display instrument.

Toutefois, le détecteur de quantité de liquide classique se révèle imparfait comme suit 1. Un trop grand nombre de composants complique la structure, augmentant la difficulté et le coût de fabrication. However, the conventional liquid quantity detector is found to be imperfect as follows: 1. Too many components complicate the structure, increasing the difficulty and cost of manufacture.

2. Le mode de contact mécanique de la tête de detecteur 16 et de la bobine de Ni-Cr 18 est responsable de la rupture de la bobine Ni-Cr 18 après une période à long terme. 2. The mechanical contact mode of the detector head 16 and the Ni-Cr coil 18 is responsible for breaking the Ni-Cr coil 18 after a long term period.

3. Comme l'élément en bakélite pour enrouler la bobine de Ni-Cr 18 est plié selon un pour être placé dans le boîtier sphérique, il est difficile de former les rayons de courbure de manière uniforme, de sorte que le défaut de détection peut se produire là où 1 espace entre la tête de détecteur 16 et la bobine de Ni-Cr est trop grand ou au contraire, la bobine 18 de Ni-Cr peut être rompue sous ale frottement constant de la tête de détecteur 16. 4. Le détecteur peut trembler jusqu'à dysfonctionnement ou une rupture s'il est appliqué pour détecter une quantité de liquide dans un véhicule mobile. 3. Since the bakelite element for winding the Ni-Cr coil 18 is folded in one to be placed in the spherical housing, it is difficult to form the radii of curvature evenly, so that the defect of detection can where the gap between the detector head 16 and the Ni-Cr coil is too large or the coil 18 of Ni-Cr can be broken under the constant friction of the detector head 16. The detector may tremble until it malfunctions or breaks if it is applied to detect a quantity of liquid in a moving vehicle.

Considérant les imperfections susdites, après années d'efforts constants de recherche, l'inventeur de cette invention a, en conséquence, réalisé et proposé un mécanisme amélioré concernant l'objet. Considering the aforementioned imperfections, after years of constant research efforts, the inventor of this invention has, as a result, realized and proposed an improved mechanism for the object.

RÉSUME DE L'INVENTION L'objet principal de cette invention consiste à fournir un détecteur de quantité de liquide, dans lequel une bille flottante se déplace vers le haut ou le bas dans un tube interne soumis à une modification de la quantité de liquide dans un mode fonctionnement sans contact, de façon à ce qu' bobine externe enroulée sur le tube interne ne s'use pas de façon à se rompre, pour prolonger la durée de vie et éviter au détecteur de trembler, maintenant ainsi la précision et l'intégrité des détecteurs. SUMMARY OF THE INVENTION The main object of this invention is to provide a liquid quantity detector, in which a floating ball moves up or down in an internal tube subject to modification. the amount of liquid in a non-contact operating mode, so that the outer coil wound on the inner tube does not wear to break, to prolong the life and prevent the detector from shaking, now thus the accuracy and integrity of the detectors.

Un autre objet de cette invention consiste à fournir un détecteur de quantité de liquide avec haute résolution et précision en disposant une bille flottante magnétique sensible dans un tube interne pour réaliser une induction mutuelle avec une bobine externe enroulée sur le tube interne dans un mode fonctionnement sans contact. Another object of this invention is to provide a liquid quantity detector with high resolution and precision by disposing a sensitive magnetic floating ball in an inner tube to effect mutual induction with an outer coil wound on the inner tube in an operating mode without contact.

Encore un autre objet de cette invention consiste à fournir un détecteur de quantité de liquide dans lequel un signal induit entre une bille flottante et une bobine externe enroulée sur un tube interne est converti de façon interne en une tension correspondante qui peut commander directement un instrument d'affichage ou un circuit de conversion peut,- en variante, être disposé de manière externe pour une conversion de signal. Yet another object of this invention is to provide a liquid quantity detector in which a signal induced between a floating ball and an outer coil wound on an inner tube is internally converted to a corresponding voltage which can directly control an instrument. The display or conversion circuit may alternatively be externally arranged for signal conversion.

Un autre objet de cette invention consiste fournir un détecteur de quantité de liquide dans lequel la longueur d'un tube interne et d'une bobine peut être modifiée selon des exigences précises. Another object of this invention is to provide a liquid quantity detector in which the length of an inner tube and a coil can be varied according to precise requirements.

Pour atteindre l'objet susdit, un détecteur quantité de liquide de cette invention comprend principalement un tube interne, une bobine enroulée sur le tube interne, un tube de protection externe, une bille flottante, une embase inférieure et un siège immobile supérieur. La bille flottante située dans le tube interne est revêtue d'un matériau magnétique sensible et le tube interne est protégé par le tube de protection externe, dans lequel un siège immobile supérieur et l'embase inférieure sont respectivement disposés à une extrémité supérieure et à une extrémité inférieure du tube interne et dans lequel une pluralité d'ouvertures miniatures perméables au liquide sont formées dans l'embase inférieure ; les deux extrémités du tube de protection externe sont bouchées de manière à former un espace fermé pour la protection de bobine ; et un récipient circulaire est formé sur l'extrémité supérieure du siège immobile supérieur pour recevoir une carte de circuit. La position de la bille flottante est modifiée, étant soumise à la variation de la quantité de liquide et la variation de l'inductance de la bobine est convertie par la carte de circuit située dans le siège immobile supérieur en tension, pour commander un instrument jd'affichage pour montrer la quantité de liquide. Le tube interne est un tube creux et le tube protection externe est également un tube creux, avec diamètre interne plus grand que celui du tube interne. La bille flottante est placée dans la bobine enroulée sur le tube interne et revêtue d'un matériau magnétique sensible et peut avoir une forme de sphère, cube,etc. To achieve the above object, a liquid quantity detector of this invention mainly comprises an inner tube, a coil wound on the inner tube, an outer protection tube, a floating ball, a lower base and an upper stationary seat. The floating ball located in the inner tube is coated with a sensitive magnetic material and the inner tube is protected by the outer protection tube, wherein an upper stationary seat and the lower base are respectively disposed at an upper end and a lower end of the inner tube and wherein a plurality of liquid permeable miniature openings are formed in the lower base; both ends of the outer protection tube are plugged so as to form a closed space for the coil protection; and a circular container is formed on the upper end of the upper stationary seat to receive a circuit board. The position of the floating ball is modified, being subject to the variation of the quantity of liquid and the variation of the inductance of the coil is converted by the circuit board located in the upper still seat in tension, to control an instrument. display to show the amount of liquid. The inner tube is a hollow tube and the outer tube is also a hollow tube with an internal diameter larger than that of the inner tube. The floating ball is placed in the coil wound on the inner tube and coated with a sensitive magnetic material and may have a sphere shape, cube, etc.

Une pluralité d'orifices de mise à l'air libre sont formés dans une extrémité supérieure du tube externe. A plurality of vent holes are formed in an upper end of the outer tube.

Pour des informations plus détaillées concernant cette invention ainsi que d'autres avantages caractéristiques de celle-ci, au moins un exemple d'un mode de réalisation préféré va être clarifié ci-dessous en référence aux dessins annexés. For more detailed information regarding this invention as well as other characteristic features thereof, at least one example of a preferred embodiment will be clarified below with reference to the accompanying drawings.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les dessins associés en relation avec la description détaillée de cette invention destinée à être réalisée ultérieurement, sont décrits brièvement comme suit, dans lesquels la figure 1 est une vue de côté d'un détecteur de quantité de liquide classique ; la figure 2 est une vue schématique illustrant un détecteur de quantité de liquide de cette invention en trois dimensions ; la figure 3 est une vue éclatée du détecteur de quantité de liquide de cette invention ; la figure 4 est un schéma de circuit du détecteur de quantité de liquide de cette invention ; la figure 5 est une vué schématique montrant un mode de réalisation du détecteur de quantité de liquide de cette invention ; et les figures 6(A), 6(B), illustrent une autre manière de combiner le détecteur de quantité de liquide représenté sur la figure 3. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The associated drawings in connection with the detailed description of this invention to be made later are briefly described as follows, in which FIG. 1 is a side view of a detector of the invention. amount of conventional liquid; Fig. 2 is a schematic view illustrating a liquid quantity detector of this invention in three dimensions; Fig. 3 is an exploded view of the liquid quantity detector of this invention; Fig. 4 is a circuit diagram of the liquid quantity detector of this invention; Fig. 5 is a schematic diagram showing an embodiment of the liquid quantity detector of this invention; and Figs. 6 (A), 6 (B), illustrate another way of combining the liquid quantity detector shown in Fig. 3.

DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE Comme représenté sur les figures 2, 3, un détecteur de quantité de liquide de cette invention comprend un tube interne 30, une bobine 35 enroulée sur le tube interne 30, un tube de protection externe une bille flottante 45, une embase inférieure 50 et siège immobile supérieur 55. La bille flottante 45 est formée par une sphère, un cube, etc, revêtue d'un matériau magnétique sensible et chargée dans le tube interne 30. Le tube interne 30 est protégé par le tube de protection externe 40, dans lequel une pluralité d'orifices de mise à l'air libre 32 est formé dans l'extrémité supérieure du tube interne 30 une pluralité d'ensemble à dents (551) sont disposés dans le siège immobile supérieure (55) et un ensemble de gorges à encliquetage en forme de L (31,41) sont respectivement agencés dans le tube interne (30) et tube de protection externe (40) ; l'embase inférieure 50 est combinée avec l'extrémité inférieure du tube interne 30, où une pluralité d'ouvertures miniatures perméables au liquide 52 sont formées dans l'embase inférieure 50. Les deux extrémités du tube protection externe 40 sont bouchées avec une colle d'obturation pour protéger la bobine 35, et un récipient circulaire 60 est disposé sur le siège immobile supérieur 55 pour recevoir une carte de circuit 65. De plus, une extrémité d'une ligne de transmission de signal 70 est connectée à la bobine 35, tandis que l'autre pénètre vers le haut à travers le siège immobile supérieur 55, de manière ' être soudée sur la carte de circuit 65. Une pluralité de trous traversants circulaires sont disposés dans une paroi interne du siège immobile supérieur 55 pour qu'une ligne de transmission de signal pénètre à travers. <DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT As shown in FIGS. 2, 3, a liquid quantity detector of this invention comprises an inner tube 30, a coil wound on the inner tube 30, an external protection tube, a floating ball 45, a lower base 50 and an upper stationary seat 55. The floating ball 45 is formed by a sphere, a cube, etc., coated with a sensitive magnetic material and loaded into the inner tube 30. The inner tube 30 is protected by the outer protection tube 40, wherein a plurality of vent holes 32 are formed in the upper end of the inner tube 30 a plurality of together teeth (551) are disposed in the upper stationary seat (55) and a set of L-shaped latching grooves (31,41) are respectively arranged in the inner tube (30) and outer protection tube (40); the lower base 50 is combined with the lower end of the inner tube 30, where a plurality of liquid-permeable miniature openings 52 are formed in the lower base 50. The two ends of the outer protection tube 40 are plugged with an adhesive shutter to protect the coil 35, and a circular container 60 is disposed on the upper stationary seat 55 to receive a circuit board 65. In addition, one end of a signal transmission line 70 is connected to the coil 35. while the other penetrates upwardly through the upper stationary seat 55, so as to be welded to the circuit board 65. A plurality of circular through holes are disposed in an inner wall of the upper stationary seat 55 so that a signal transmission line penetrates through.

En se référant à la figure 4, soumise à une modification de niveau du liquide intérieur, la position de la bille flottante 45 varie de manière à provoquer une modification de l'inductance de la bobine 35. Une inductance L et une capacité C d'un condensateur 66 de la carte de circuit déterminent une fréquence d'oscillation d'un oscillateur 67 en se basant sur la formule f = 1/2@vL , fréquence obtenue est ensuite convertie par un convertisseur fréquence-tension en une tension correspondante, de manière à délivrer une tension de signal comprise entre 0 et 5 V ou un courant compris entre 0 et 30 mA vers un instrument d'affichage 80 par l'intermédiaire d'un amplificateur 69. Referring to Fig. 4, subjected to a change in the level of the inner liquid, the position of the floating ball 45 varies so as to cause a change in the inductance of the coil 35. An inductance L and a capacitance C of a capacitor 66 of the circuit board determines an oscillation frequency of an oscillator 67 based on the formula f = 1/2 @ vL, the obtained frequency is then converted by a frequency-voltage converter into a corresponding voltage, in order to deliver a signal voltage of between 0 and 5 V or a current of between 0 and 30 mA to a display instrument 80 via an amplifier 69.

Comme illustré sur la figure 5, dans l'application d'un détecteur de quantité de liquide de cette invention, grâce à des orifices de mise à l'air libre 32, du liquide peut pénétrer par les ouvertures miniatures 52 de l'embase inférieure 50 pour entrer dans le tube interne 30, de manière à modifier la position de la bille flottante 45 et l'inductance de la bobine 35, à la suite d'une modification du niveau du liquide. L'inductance modifiée est transmise à la carte de circuit 65 par l'intermédiaire de la ligne de transmission de signal 70 et convertie en tension pour que l'instrument d'affichage /80 montre la quantité de liquide intérieur. Comme indiqué sur les figures 6(A), 6(B), pour améliorer la liaison entre le tube interne 30 et le tube de protection externe 40 avec le siège immobile supérieur 55, chacun de deux ensembles à dents 551 est respectivement ajouté à des protubérances circulaires interne et externe du siège immobile supérieur 55 et de façon correspondante, un ensemble de gorges à encliquetage en forme de L, 31, 41, est respectivement agencé dans le tube interne 30 et le tube de protection externe 40. Lors du montage du tube interne 30 et du tube de protection externe 40 sur le siège immobile supérieur 55, les ensembles à dents sont respectivement poussés et insérés dans les ensembles de gorges à encliquetage 31, 41, puis, une rotation horizontale relative du siège immobile supérieur 55 et du tube interne 30 ou du tube de protection externe 40, est requise pour assurer une jonction stable avant qu'une colle d'obturation ne soit appliquée aux jonctions. As illustrated in FIG. 5, in the application of a liquid quantity detector of this invention, through vent holes 32, liquid can enter through the miniature openings 52 of the lower base. 50 to enter the inner tube 30, so as to change the position of the floating ball 45 and the inductance of the coil 35, following a change in the level of the liquid. The modified inductance is transmitted to the circuit board 65 through the signal transmission line 70 and converted into voltage for the display instrument / 80 to display the amount of the inner liquid. As shown in Figs. 6 (A), 6 (B), to improve the connection between the inner tube 30 and the outer protection tube 40 with the upper stationary seat 55, each of two tooth sets 551 is respectively added to inner and outer circumferential protuberances of the upper stationary seat 55 and correspondingly, a set of L-shaped latching grooves 31, 41 is respectively arranged in the inner tube 30 and the outer protection tube 40. When mounting the inner tube 30 and outer protection tube 40 on the upper stationary seat 55, the toothed assemblies are respectively pushed and inserted into the sets of latching grooves 31, 41, then a relative horizontal rotation of the upper stationary seat 55 and the inner tube 30 or external protection tube 40, is required to ensure a stable junction before a sealing glue is applied to the junctions.

Comparée à la technique classique, cette invention est plus avantageuse pour ce qui suit 1. La bille flottante magnétique sensible cette invention est chargée et déplacée dans le tube interne sans contact important avec la bobine externe ainsi, aucun tremblement ne modifie la précision et l'intégrité du détecteur. Compared with the conventional technique, this invention is more advantageous for the following: 1. The sensitive magnetic floating ball this invention is loaded and moved in the inner tube without significant contact with the outer coil so no tremor changes the accuracy and the detector integrity.

2. Lorsque la bille flottante est déplacée de manière à modifier l'inductance de la bobine soumise à la quantité de liquide, un détecteur de haute résolution peut être obtenu. 2. When the floating ball is moved to change the inductance of the coil subjected to the amount of liquid, a high resolution detector can be obtained.

3. Cette structure simple de cette invention sans aucun mécanisme compliqué est avantageuse pour une fabrication à un coût relativement faible. 4. Lorsque l'inductance de la bobine est convertie en tension par la carte de circuit située dans le siège immobile supérieur, tension de sortie commande directement l'instrument d'affichage où un circuit de conversion peut être disposé, en variante, de façon externe pour un fonctionnement souple conforme aux conditions des situations. This simple structure of this invention without any complicated mechanism is advantageous for manufacturing at a relatively low cost. 4. When the inductance of the coil is converted into voltage by the circuit board located in the upper stationary seat, the output voltage directly controls the display instrument where a conversion circuit can be arranged, alternatively, externally for flexible operation in accordance with the conditions of the situations.

5. La longueur tube interne et de la bobine peut être modifiée en fonction des exigences spécifiées. 5. The inner tube and coil length can be changed according to the specified requirements.

Bien que cette invention ait été décrite en termes de modes de réalisation préférés, il est évident qu'un grand nombre de variantes et de modifications peuvent être réalisées sans 'écarter de l'esprit et de la portée réels de celle ci, tels que présentés dans la revendication suivanteAlthough this invention has been described in terms of preferred embodiments, it is evident that a large number of variations and modifications can be made without departing from the actual spirit and scope of the invention as presented. in the following claim

Claims

CLAIMS

A liquid quantity detector comprising an inner tube (30), a coil (35) wound on the inner tube (30), an outer protection tube (40), a floating ball (45), a lower base) and an upper stationary seat (55), characterized in that the inner tube (30) is a hollow tube and the outer protection tube (40) is also a hollow tube with a diameter greater than that of the inner tube (30); the floating ball (45) is placed in the coil (35) wound on the inner tube coated with a sensitive magnetic material and has the shape of sphere, cube, etc. ; the inner tube (30) is protected by the outer protection tube (40); a plurality of vent holes (32) are formed in an upper end of the inner tube (30); a plurality of toothed assemblies (551) are disposed in the upper stationary seat (55) and a set of L-shaped latching grooves (31, 41) are respectively arranged in the inner tube (30) and the protective tube external (40) - the lower base (50) is combined with a lower end of the inner tube (30); a plurality of liquid permeable miniature openings (52) are formed in the lower base (50), both ends of the outer protection tube (40) are plugged with a sealing adhesive to protect the coil (35); a circular container (60) disposed on an upper end of the upper stationary seat (55) for receiving a circuit board (65); and a plurality of circular through holes are disposed in an inner wall of the upper stationary seat (55) for a signal transmission line to penetrate therethrough.