[发明专利]用于测量料箱中液面水平的方法以及相关系统

说明书

引言

本发明涉及使用一个电容性测量计测量一个料箱中的液面水 平、特别是测定一个燃料箱中的燃料水平的一种方法。本发明还涉 及适合于所述方法的一种液面水平测量系统。

现有技术

已经提议了多种装置用于测定料箱中、特别是机动车辆的燃料 箱中的液面水平。这些已知的装置一般使用递送代表该料箱中燃料 水平的信号的液面传感器或测量计。

在一个变体中，这些液面传感器或测量计包括一个用于测量的 电容器(测量电容器)以及一个用于参比的电容器(基准电容器)。 该测量电容器总体上遍布该料箱的整个高度而存在，并且它的电容 值根据料箱中的燃料高度而变化。该基准电容器永久地浸没于该燃 料中并且具有取决于该燃料的性质的一个值(通过该燃料的特征性 介电常数)。一个合适的电子电路确定了该料箱的燃料水平。这些 传感器的电容器可以是平板或圆柱形板，燃料可以在这些板之间降 或升并且通过皮肤效应影响电容。替代地，它们可以是交叉指型电 极(梳状接合的)，它们通过干扰作用相互影响；这些被附加在一 个载体上并且看似像印刷电路。此类电极可以另外通过与那些印刷 电路相似的制造方法进行制造。

因此，专利US 4,296,630披露了具有干扰作用的电容性测量计， 这些电容性测量计包括通过蚀刻附加在一个丝带形状的平的且柔 性的载体上的一个金属层而获得的一些电极。为了确保此种电容性 测量计正确工作，必须对它进行校准。这种校准一般是在电容性测 量计的安装过程中发生。

对于如US‘630中所描述的电容性测量计，申请WO 01/02817 给出了计算料箱中的燃料水平的公式。燃料水平一般是按下式进行 计算：

Level＝K×(Cmeas-CAir)(1)

其中K＝比例系数；Cmeas＝部分浸入燃料中的测量计的电 容；CAir＝该测量计在空气中的电容。

申请WO 01/02817还给出了式(1)的一个变体，对于包括一 个测量电容器和一个基准电容器的测量计，该变体允许独立于该燃 料介电特性的变化而计算燃料水平

Level=CrefAirCref-CrefAir*Cmeas-CmeasAirCmeasAir---(2)]]>

其中Cref＝液体中的基准电容；CrefAir＝空气中的基准电容； Cmeas＝液体中的测量电容；并且CmeasAir＝空气中的测量电容。 空气中的电容CrefAir和CmeasAir只测量一次，即，在电容性测量 计的校准过程中。这些值之后作为常量存储在一个电子电路的存储 器中。

这些测量体系的缺点是在空气中测得的电容作为(例如)温度 和系统老化的一个函数变化。通过忽略这些变化，如同现有技术中 的常规系统，对料箱中燃料水平的测量不会精确。

发明目的

本发明的目的是提供使用能够精确测量料箱的液面水平的一 个电容性测量计来测量料箱的液面水平的一种方法。本发明的一个 主题还是适合所述方法的一种液面水平测量系统。

对其主要优点要求保护的本发明的概述

为此目的，本发明涉及用于测量一个料箱中的液面水平的方 法，该方法包括：

·在该料箱中放置两个大致相同的基准电容器以及两个同样 大致相同的测量电容器，其方式为，当该料箱充满时，这4个电容 器被浸没，并且当该料箱中的液面水平下降时，一个测量电容器/ 基准电容器对(Cmeas2，Cref2)在另一个电容器对(Cmeas1，Cref1) 之前浮现；

·当这4个电容器Cmeas1、Cref1、Cmeas2、Cref2在空气中 时，在空气中测量这4个电容器；并且