[发明专利]流体量测装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种流体量测装置，其特别是提供一电容式传感器的流体感测电路，用于计量流体槽中的流体物理特征。

背景技术

公知流体量测装置是使用于流体的物理特征计量，诸如流体的浓度、密度或是流体量，一般的流体量测装置通常是体积大且组件复杂，同时也因为这样的结果而导致其成本比较高。然而，体积小且成本低的产品，也在市场需求下日益重要。以燃料电池系统为例，将燃料电池系统使用于可携式电子装置的趋势逐渐显著，而利用富氢燃料流体(如甲醇)与氧燃料流体进行电化学反应而输出电力的燃料电池系统中，需要让使用者知道，何时燃料流体浓度不足或是存量不足而必须补充燃料流体，所以必须侦测燃料流体容器内的燃料流体液位及燃料流体容量。而一般燃料流体容器中提供侦测燃料流体浓度以及燃料流体存量是透过昂贵的计量传感器，对于目前需要大量使用在可携式电器产品中，是相当不经济的。

因此，本发明的发明人有鉴于公知监测流体物理特性的方法及其装置的缺失，乃亟思发明一种流体量测装置。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种流体量测装置，用以计量流体的浓度、密度、液面高度或流体的其它物理特性。

本发明的另一目的是提供一种流体量测装置，是将该流体量测装置应用于燃料电池系统，并用以计量燃料电池系统的燃料流体浓度、燃料流体密度、燃料流体液面高度或燃料流体的其它物理特性。

本发明的再一目的是提供一种流体量测装置，该计量方式可利用置于流体内的感测装置，通过该电容感测装置感测其电气特性的改变，其电气特性信号经由流体量测电路装置转换，而得到所需演算的物理量，进而得知该流体内的流体物理特性。

本发明的再一目的是提供一种流体量测装置，其是可提供一标准电气信号，用以校正流体经过使用后因为电化学反应的产物或是温度的改变所造成的误差。

为了达成本发明上述目的，一种流体量测装置，其是用于储存流体的流体槽中，且具有逻辑运算单元、电容式感测组件以及电容感测电路。其中该电容感测电路是透过定电流的输入，以进行该电容式感测组件的电容值侦测，且前述的电容感测电路是透过该逻辑运算单元启动该电容式感测组件的充电状态，并开始进行时间累计，直到该电容式感测组件的电压值达到一参考电压值，该逻辑运算单元获得启动充电时间与达到参考电压值时间的差值，用以提供该逻辑运算单元换算出该电容式感测组件的电容值。最后则经由该逻辑运算单元的后级演算将该电容值转换为该流体的物理特征信息，该物理特征信息可以是包括该流体的浓度、密度以及液面高度中的任一流体物理特征。

另外，该电容式感测组件可进一步具有一作为标准的电容组件以及一实际侦测该流体的电容组件，并透过该电容感测电路的差动电路而获得后者的电容值。

再者，可将该流体量测装置设于一燃料电池系统的燃料储存槽中，用以量测该燃料储存槽中的燃料流体的浓度、密度、液面高度或流体的其它物理特性。

为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及功效，兹通过下述具体实施例，并配合图式，对本发明详加说明如后。

附图说明

图1是显示本发明流体量测装置的组件关联图；

图2所显示本发明流体量测装置的具体实施例立体图；

图3所显示本发明流体量测装置局部组件的关联图；

图4是本发明流体量测装置局部组件的电路图；

图5是本发明图4的信号输出图；

图6是本发明流体量测装置第二具体实施例的局部组件关联图；

图7是关于本发明图6的具体实施例的局部组件侧剖视图；

图8是本发明流体量测装置局部组件的电路图；

图9是本发明图8的信号输出图；

图10所显示本发明流体量测装置局部组件的电路图。

主要组件符号说明

燃料电池系统(1)

电力生成部(11)

燃料流体槽(12)

容置空间(12a)

燃料流体储存部(12b)

电容式感测组件(2)

电容感测电路(3)

定电流源(31)

开关组件(32)

电压比较组件(33)

计时组件(34)

第一电气接点(A)

第二电气接点(B)

第三电气接点(C)

第四电气接点(D)

第五电气接点(E)

第六电气接点(F)

参考电压(Vref)

逻辑运算单元(4)

开关信号输出端口(SW)

第一开关信号输出端口(SW1)

第二开关信号输出端口(SW2)