[发明专利]用于低温液体的液位传感器以及带有这种传感器的容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于位于容器内的低温液体的液位检测器，该液位检测器由浸入液体的探针和电子部分组成，其中，一超导的导线线段和一加热装置延伸经过探针的整个长度，并且其中测量导线线段中的电压降作为对应于液位的量。

背景技术

对于容器，不仅但尤其是考虑由汽车携带的、用于液化的低沸点气体(例如氢气)的容器，所述气体用作燃料。液化的低沸点气体在一定条件下(压力和温度)贮存，其中，液相和气相的状态参数仅有很小的区别。这为以传统方法进行精确测量带来了困难。

但对于在汽车中的应用，出于安全的原因以及为充分利用容器填充物的作用距离需要精确地确定还存在的燃料量。而且，希望对容器内腔的温度进行监测。为此在某种程度上给行驶运行带来典型的问题：例如，汽车的倾斜和离心力会影响液面位置。

由WO91/08449公开了一种按所述类型的液位检测器。在该专利文献中，探针是一根刚性的杆，该杆由管形机械支承件、相对于该支承件由一基板分开的整个面的超导层、以及设在管内的电阻(加热元件)组成，所述电阻由电绝缘体支撑在该管的内壁上。该加热元件确保适当选择的超导层在冷态液体蒸汽的区域内恰好不是超导的，但在浸没于液体内的区域中却是超导的。这样看来，用于测量电阻的电接头被从外部导引到超导层。

发明内容

这种探针的缺点在于较高的结构成本和电接头及导体的暴露位置。因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种耐久的廉价液位检测器，该液位检测器适于批量生产，并且可用于各种不同尺寸和形状的容器。

根据本发明，由此实现了上述技术问题，即，探针是由平行地在塑料套(Kunststoffhülle)内导引的多个导体组成的扁平导体，其中，第一导体是具有适当选择的跃变温度的超导体，成对的第二导体是用于向第一导体输送热量流，以及成对的第三导体用于测量电压，其中，这些导体对的导体分别在探针的纵向上相互远离的各点处与探针相连。

扁平导体本身是公知的(I & T Innovation Technology AG公司的欧洲专利)。所述扁平导体由在一平面内并排放置的若干导电的箔带制成，各导电箔带以基质(通常是绝缘塑料)相互绝缘地压力注塑包封。扁平导体是一种廉价的批量制造的产品，可以按任意的长度从“卷材”上切下，并可在任意位置设有接头、终端和开口，对此公知有若干简单和快速的方法和装置。在深度冷却环境下，并与按本发明的布置以及任务分布相互作用的情况下，各个导体还表现出这种技术的其它优点。此外，可以在不同情况下针对导体的数量和性质以及基质的横截面来制造扁平导体。

因此，作为本发明的一个方面，扁平导体内的第一导体由适当的超导材料制成，并且可以这样地选择基质的横截面，使得该基质是可弯曲的并且也具有一定的刚度。而且，用于一对用于向超导体提供热量流的第二导体的接头可以处在垂直方向上相互相隔的两个点上。因此，超导体同时是合适的热导体。一对第二导体之间的区域包括液面的可能位置。在扁平导体的长度上可以构造多个这种区域。那么，扁平导体内也就可以包括多对第二和第三导体。

为了尽可能少地加热液体(这会导致升高的气化)并使超导体实现对于液面变化的快速响应，扁平导体的塑料套是一种热的不良导体，并且仅在第一导体(超导体)的周围部分地具有自由位置(中断)，使得第一导体可以在这些位置与液体发生接触(权利要求2)。

如果除了测量液位之外还要测量温度，那么扁平导体还包括用于温度测量的其它导体(权利要求3)。如上所述，一种这样制备的扁平导体仅需最小的额外成本。也可以以类似的微小的额外成本使扁平导体的塑料套具有纵向延伸的加强肋(权利要求4)，以便形成一定的刚度并必要时也形成间距保持器。扁平导体的优点还在于，扁平导体可以在它的自由端以简单的工序绝缘封闭(权利要求5)。

在本发明的扩展中，探针至少部分地在固定于容器内部的导管内导引(权利要求6)。因此，扁平导体即使在汽车振动时也保持在其位置上。导管在适当选择的扁平导体的强度的情况下无需是直的。

导管优选是一种内部包含有探针的管，并且形成一与容器的内含连通的容器(权利要求7)。所述连通通过管在特定位置的开口产生并起作用，因此容器内的液面也是管内的液面。这样，液面的波动就能够得到缓冲。这有利于测量的精度。