[发明专利]用于在液体储箱中安装电容性液面传感器的方法

说明书

本发明涉及一种方法，该方法用于在一个液体储箱中并且更确 切地说是旨在用于机动车辆的一个储箱中安装一个电容性液面传 感器(量具)。

典型地，汽车燃料系统使用一种旋转式电阻性燃料液面传感 器，该传感器被直接安装到燃料泵模件上以测量储箱内剩余的燃 料。

随着许多原始设备制造厂(OEM)在将其他部件如电池、排气 管以及传动系部件围绕或穿过燃料箱来进行封装，燃料箱正在变得 更加复杂。塑料燃料箱的一个主要优点是它为轿车制造商们提供了 将可供使用的车辆环境优化并且用于燃料储存的能力。然而，因为 这种进步，许多燃料系统正在被设计成带有泵模块，这些泵模块位 于满的燃料液面之下。这被称为湿式泵安装。湿式安装经常阻碍旋 转式燃料液面传感器覆盖至满的停止燃料液面。改进该测量范围要 求一个更长的传感器浮漂件臂杆或者一个延伸支座，以使传感器的 安装重新定位或延伸脱离泵模块。这可以增加在储箱内安装泵模块 组件的困难并且还会降低测量的准确度。通常即使用一个延伸部分 也不可能使该旋转式燃料液面传感器浮漂件臂达到最佳的覆盖。

由于腐蚀性燃料、有限的分辨率、以及移动部分的磨损或损坏， 与电阻性旋转燃料液面传感器相关的其他问题是对于该电阻性电 路卡的损坏。

因为这些问题，轿车制造商们更喜欢用没有移动零件的液面传 感器，顺便提及这不仅是对于燃料储箱而且还是对于所有其他容 器，这些容器可存在于机动车辆上，例如像用于SCR(选择性催化 还原排气中的NOx)系统的尿素箱。

对于某些无移动零件的液面传感器的一个问题是它们不是参 考底部的(是指它们不能测量到底部的空储箱液面)，因为它们通 常仅被固定到储箱的顶部而不是底部上。

某些无移动液面传感器或量具包括用于测量的一个电容器以 及用于参考的电容器。用于测量的电容器通常存在于该储箱的整个 高度上，并且它的电容值根据在储箱中液体的高度而变化。用于参 考的电容器被浸在该液体中并且提供该液体的介电常数的一个参 考值。一个适当的电子电路确定该储箱中的液体的液面。这些传感 器的电容器可以是多个扁平的或圆柱形的板，液体可以在这些板之 间下降和上升并且通过集肤效应影响电容值。可替代地，它们可以 是多个交叉指形(梳状接合的)电极，这些电极通过干扰作用相互 影响；这些电极被附着在一个基质上并且看起来像印刷电路。此外， 此类电极可以通过与印刷电路的那些方法相类似的制造方法来制 造。因此，它们被称为PCB(印刷电路板)量具或传感器。

美国专利4,296,630披露了带有干扰作用的这类电容性传感器， 这些电容性传感器包括通过对附着在一个丝带形状的扁平的并且 柔性的基质上的一个金属层进行腐蚀而获得的多个交叉指形的电 极。这些传感器优选被放在一个保护的壳体(它可以是仅仅一个塑 料管)的内部，值得注意地这是为了避免波动的作用。这个文件是 通过使用一个柔性的软管将这个管倾斜固定到储箱的顶部上并用 一个弹簧迫使该管的低端到达储箱的底部上来着手解决底部参比 的问题。然而，这样一个系统的问题是，倾斜度可以随储箱的变形 (由于它内部的液体的重量或者由于内部压力或真空)而变化，这 样将影响液面测量的准确度。

授予本申请人的WO 2006/064013通过提供一个非常简单的方 法解决了这个问题，该方法用于将一个燃料液面传感器(优选一个 电容性传感器)固定在一个燃料箱之内，该燃储箱具有一个上壁以 及一个下壁，该传感器具有一个支脚以及一个顶部，所述的方法包 括：

通过一个模制在内的定位件将该传感器的支脚牢固地紧固到 该燃料箱的底部壁上；并且

同样通过一个模制在内的定位件将该传感器的管状顶部弹性 地固定到该储箱的顶部壁上。

这种方法优选地应用到多个传感器上，这些传感器被插入穿过 该燃料发送模件的安装凸缘或者穿过该储箱壁的任何其他孔中。然 而，取决于储箱的几何形状，这类传感器不能到达远离所述凸缘和 /或该储箱的任何其他安装开口的一些区域。特别地，如果该燃料发 送模件被固定到该储箱的一部分中，其中在该上部壁中存在一个凹 陷，这个凹陷之上的燃料液面(并且因此，该储箱的满的液面范围) 不能够由这样一个传感器来测量。