[发明专利]通过浮子检测流体特性的系统及方法

说明书

一种用于检测流体特性的系统。在一个示例中，该系统包括管、浮子、传感器和控制器。管被配置为接纳流体。浮子位于管内。传感器被配置为感测浮子的位置。控制器被配置为从传感器接收浮子的位置，并且基于浮子的位置确定流体的特性。该特性可以是密度或浓度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月30日提交的美国临时专利申请No.62/260,928和于2016年4月5日提交的美国临时专利申请No.62/318,620的权益，上述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

实施例涉及感测流体的密度或浓度。

发明内容

流体密度和浓度感测可应用于许多车辆应用中，包括例如感测在选择性催化还原柴油机排放控制系统中使用的柴油机废气流体(DEF)的特性。选择性催化还原(SCR)是一种通过催化反应将氮氧化物(NOx)排放物转化成双原子良性氮气(N₂)和水(H₂O)的方法。

DEF是纯化水和尿素的混合物。在典型的SCR系统中，DEF存储在车辆的箱体中并喷射到废气中。喷射的尿素将废气中的NOx分解成氮气、水和二氧化碳。当诸如柴油燃料和乙二醇等污染物与DEF混合时，DEF降低废气中NOx的能力会下降。受污染的DEF还可能导致SCR系统损坏。

尽管各种传感器和技术可用于感测或确定DEF的密度、浓度或液位，但是这些传感器和技术并不总是令人满意的。

一个实施例提供了一种用于检测流体特性的系统。在一个示例中，该系统包括管、浮子、传感器和控制器。管被配置为接纳流体。浮子位于管内。传感器被配置为感测浮子的位置。控制器被配置为从传感器接收浮子的位置，并且基于浮子的位置确定流体的特性。该特性是从密度和浓度中选择的至少一个。

另一个实施例提供了一种检测流体特性的方法。在一个示例中，该方法包括：经由传感器感测位于管内的浮子的位置，其中管被配置为接纳流体；以及经由控制器基于浮子的位置确定流体的特性。在一个示例中，特性是从密度和浓度中选择的至少一个。在一些实施例中，浮子传感器可以通过连接将所确定的信息或数据直接或间接传送到外部设备。所述连接可以是模拟或数字的，例如经由通信总线。所述连接可以通过支持脉冲宽度调制(PWM)协议、控制器局域网(CAN)协议、单边缘半字节传输(SENT)协议、本地互联网络(LIN)协议或其他通信协议的方式来实现。

另一个实施例提供了一种流体传感器，其包括保持架、浮子、永磁体和磁性开关。在一个示例中，保持架位于配置为保持流体的箱体内。保持架包括开口，以允许流体进入保持架中，并且减少或消除保持架内的层流和湍流。浮子位于保持架内并具有预定密度的浮子密度。永磁体机械耦合到浮子。永磁体被配置有减小外部磁场效应的影响。磁性开关被配置为确定保持架内的浮子的位置。磁性开关的状态指示流体的流体密度是否小于预定密度。

另一个实施例提供了一种包括磁性开关和感测集成电路的流体传感器。磁性开关被配置为确定浮子的位置。在一个示例中，浮子的位置与流体的密度有关。感测集成电路包括磁性角度传感器、温度传感器和数字输入部。磁性角度传感器被配置为测量磁场的角度。在一个示例中，磁场的角度与流体的流体液位有关。温度传感器被配置为测量流体的温度。数字输入部耦合到磁性开关。在一个示例中，感测集成电路被配置为传输与流体液位、流体温度和流体密度相关的输出信号。

通过参考具体实施方式和附图，其他方面将变得清楚。

附图说明

图1A是示出根据一个实施例的感测系统的透视图。

图1B是示出根据另一个实施例的感测系统的透视图。

图2是示出根据一些实施例的密度相对于温度的曲线图。

图3是示出根据一些实施例的密度相对于温度的曲线图。