[发明专利]用于测量尿素罐内特征的设备

说明书

技术领域

本发明涉及测量在例如用于内燃机排气处理系统中的尿素罐内液体特征的设备。

更具体地，本发明涉及一种用于确定罐内尿素浓度和罐内存在的液体体积的设备和方法。

背景技术

采用随液体表面而移位的漂浮构件的罐计量系统从现有技术可知。而且测量水相中的尿素浓度的装置已知，这些装置总体上靠近罐底座被固定。这两种类型的传感器的安装成本高且占用了大量的可用空间。

发明内容

本发明的目标是改进这些传感器的整合，并增强这些传感器所提供的功能。

本发明提出一种适合用于测量含尿素的液体的罐内的特征的测量设备，所述设备包括：

·位于罐内的引导装置，其通过固定装置被固定到罐并相对于罐在基本竖直的方向上延伸，

·被设计以在所述液体中漂浮的主体，其包括在液体表面上方的顶部和浸入液体中的底部，并被安装成在所述引导装置上滑动，

·固定到主体的第一传感器，其适合用于测量液体中的尿素浓度，包括适合用于发射第一信号的第一信号发射器和适合用于接收所述第一信号的第一信号接收器，所述第一信号穿过液体的至少一部分，

·位于主体底部的第二传感器，其适合用于测量相对于罐底部的距离，包括适合用于发射第二信号的第二信号发射器和适合用于接收经罐底部反射的来自第二信号发射器的所述第二信号的第二信号接收器，所测得的距离表示罐内存在的液体体积。

由于这些布置，能通过单个设备得以确定罐内尿素浓度并确定罐内存在的液体体积。

在本发明的各种实施例中，还可能使用下面所描述的一种和／或其他布置。

第一发射器可以适合用于朝着第一接收器以预定波长发射至少一个红外线，然后第一接收器适合用于测量所接收到的红外线的强度，从而该强度使之可能反映第一信号的衰减并由此推导出液体中的尿素浓度。

第一发射器适合用于朝着第一接收器发射至少根据多个波长的红外线，第一接收器适合用于测量所接收到的每个波长的红外线的强度，并由这些强度推导出液体中的尿素浓度和液体内杂质的存在；从而能够探测到易混溶成分的存在。

第一信号穿过液体的顶表面，回应地，第一传感器适合用于探测漂浮在液体表面上的杂质，因此第一接收器使之可能测量所接收到的信号的强度，该强度使之可能反映第一信号的衰减并由此推导出液体中的尿素浓度和漂浮在液体表面上的杂质的存在。

第一信号发射器或第一信号接收器之一在表面的上方被布置在主体的顶部中，也就是说在液体表面的上方，然后第一信号发射器或第一信号接收器的另一个在被浸没的主体的底部中被布置在表面以下，第一信号发射器和第一信号接收器相对于罐在竖直方向上彼此面对地布置，从而使第一信号穿过空气-液体分界面，悬浮杂质可能位于其中。

所述设备还可以包括适合用于测量液体中尿素浓度的第三传感器，第三传感器包括适合用于发射第三信号的第三信号发射器和适合接收所述第三信号的第三信号接收器，第三传感器位于主体的浸没部分中，第三信号所传播的路径被完全地包含在液体中，回应地，第三传感器能传输比第一传感器所传输的信息更准确的浓度信息，并且然后根据该第一传感器的信息，由第三传感器所传输的信息使之可能由此推导出更准确的关于杂质存在的信息(浓度、类型等等)。

所述设备还包括单个控制电路，第一传感器和第二传感器被连接到所述单个控制电路，第三传感器(当存在第三传感器时)也连接到所述单个控制电路，使得该方案的成本最小化。

第一传感器、第二传感器、以及第三传感器(当存在第三传感器时)被定位在位于主体底部的同一个印刷电路上，在该情况下，所述设备包括位于主体顶部且面对第一和第三传感器的镜子，用于反射第一信号和第三信号(当后者存在时)，从而使该方案的成本最小化并且整合被改善。

引导装置包括通过固定装置(比如一个或多个螺钉)固定到罐底部的底座和引导杆，从而使主体能沿着此杆无阻力地滑动并在液体内自由地漂浮。

第一传感器、第二传感器、第三传感器(当存在第三传感器时)、以及所述单个控制电路被布置在紧密封室内，从而使电子元件被保护不受液体影响。

第二信号例如是在罐底上被反射的超声波信号，从而使测量第二信号的发射和接收之间的时间差不复杂。

本发明还提出一种用于采用之前所述的设备测量含有尿素的液体的罐内的浓度和液位的方法。

附图说明

通过依据附图阅读下面对作为非限制性示例所给出的本发明三个实施例所进行的描述，本发明的其他方面、目标和优点将变得清楚，其中：