[发明专利]用于测量容器中的流体液位的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于测量流体（F）的液位（L）的装置（10），包括：用于将声音脉冲传输到所述流体（F）中和用于接收回声的声学有源部件（12），以及电子电路布置（14），用于控制所述声音脉冲的传输，并用于处理由于接收到回声而由所述声学有源部件（12）提供的接收信号，其中，所述声学有源部件（12）和所述电子电路布置（14）组合在包装模块（20）中，所述包装模块（20）设置有从所述包装模块（20）的封装件（24）突出的电接触元件（22）。为了在恶劣的环境中也可以实现可靠的操作，而不需要装置的复杂结构或装置的繁琐安装，根据本发明的装置（10）还包括壳体（30），所述壳体（30）具有嵌入或附接到所述壳体（30）的电导体（32），其中，所述声学有源部件（12）声学耦合到所述壳体（30），使得所述声音脉冲通过所述壳体（30）传输到所述壳体（30）之外的流体（F），并且通过所述壳体（30）接收回声，并且其中，所述包装模块（20）的电接触元件（22）电连接到所述壳体（30）的电导体（32）。

技术领域

本发明涉及用于测量容器中的流体液位的装置以及方法。

背景技术

从DE 10 2012 014 307 A1中已知这种装置和这种方法。根据该现有技术，用于测量机动车辆中的流体液位的传感器装置包括：

- 用于将超声脉冲发送到流体中并用于接收由流体表面处的超声波反射引起的超声脉冲的回声的超声振荡器，以及

- 电子半导体电路布置，用于通过向超声振荡器提供控制信号来控制超声脉冲的发送，并分析由于接收到回声而由超声振荡器提供的接收信号，

其中超声振荡器和电子半导体电路布置组合在包装模块中，该包装模块设置有从包装模块的封装件突出的多个电接触元件。

使用这种传感器装置的实际问题是例如填充有流体的容器的流体密封性以及传感器装置本身的流体密封性，从而保证了没有电气短路或其它不利影响的适当操作。

此外，特别是在诸如机动车辆的恶劣环境中使用这种装置时，其中机械振动和/或温度变化作用在装置上，可能在容器内正确定位和/或正确操作装置时出现问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种开头已经提到的类型的装置和方法，通过该装置和方法，在恶劣的环境中也可以实现可靠的操作，而不需要装置的复杂结构和/或将装置繁琐地安装到相应的应用环境中。

根据本发明，该目的分别由用于测量容器中的流体液位的装置和方法来解决。

首先，根据本发明的装置还包括壳体（不同于包装模块的封装件），其可以为包装模块提供保护，并因此为包装模块所包括的部件提供额外保护。

其次，声学有源（active）部件（例如超声振荡器）声学地耦合到壳体，使得声音脉冲通过壳体传输到壳体之外的流体，并且通过壳体接收回声。在非常简单的实施例中，这种声学耦合可以通过包装模块和/或一方面由其组成的声学部件与另一方面壳体的相应部分之间的直接接触来实现。优选地，这种直接接触是二维广泛接触，例如经由声学有源部件的横向尺寸一样大（或更大）的接触界面区域。

第三，所述壳体设置有嵌入或附接到壳体的电导体（例如，由金属制成），其中包装模块的电接触元件（“引线”或“引脚”，例如由金属制成）电连接到壳体的电导体。在简单的实施例中，包装模块的电接触元件通过软焊或焊接电连接。可替代地，这种连接可以例如通过用导电胶胶粘来实现。

通过本发明，可以基于声学测量原理提供可靠操作的流体液位传感器，例如发出声音脉冲（例如超声脉冲），接收回波，并且基于回声的飞行时间来确定（例如，计算）流体的液位。

除了声学有源部件之外，该装置还包括电子电路布置，其至少具有用于控制信号产生和接收信号处理的电子部件，其中信号处理可以相应地包括接收信号的分析直到输出信号或数据信号，代表测量的流体液位。