[发明专利]超声波位置传感器

权利要求书

1.一种位置传感器系统，包括：

流体效应器，包括：

外壳，所述外壳具有限定空腔的内表面；以及

可移动体，所述可移动体具有第一面和与所述第一面相对的第二面，并且被配置成在所述外壳内往复移动，并且被配置成接触所述内表面并且细分所述空腔以在所述第一面处限定第一流体腔室并且在所述第二面处限定第二流体腔室；

声学发射器系统，所述声学发射器系统被配置成在第一方向上朝向所述第一面发射第一发射声学波形，并且在与所述第一方向相反的第二方向上朝向所述第二面发射第二发射声学波形；以及

声学接收器系统，所述声学接收器系统被配置成基于所述第一发射声学波形的第一反射来检测第一反射声学波形，所述第一发射声学波形的第一反射是基于所述可移动体的，并且基于所述第二发射声学波形的第二反射来检测第二反射声学波形，所述第二发射声学波形的第二反射是基于所述可移动体的。

2.根据权利要求1所述的位置传感器系统，还包括计时器，所述计时器被配置成确定所述第一发射声学波形和所述第一反射声学波形的第一飞行时间，并且确定所述第二发射声学波形和所述第二反射声学波形的第二飞行时间。

3.根据权利要求2所述的位置传感器系统，还包括处理器系统，所述处理器系统被配置成基于所述第一飞行时间和所述第二飞行时间来确定所述可移动体在所述空腔内的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的位置传感器系统，其中，所述声学发射器系统被配置成发射所述第一发射声学波形和所述第二发射声学波形中的一个或两个通过所述空腔中的流体，并且所述声学接收器系统被配置成从所述空腔中的所述流体接收所述第一反射声学波形和所述第二反射声学波形中的一个或两个。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的位置传感器系统，其中，所述声学发射器系统被配置成发射所述第一发射声学波形和所述第二发射声学波形中的一个或两个通过所述外壳，并且所述声学接收器系统被配置成从所述外壳接收所述第一反射声学波形和所述第二反射声学波形中的一个或两个。

6.根据权利要求5所述的位置传感器系统，其中，所述外壳包括基于由所述可移动体与所述外壳之间的接触限定的声学界面的位置的声学阻抗，并且所述第一反射声学波形和所述第二反射声学波形中的至少一个基于所述声学阻抗被至少部分地反射。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的位置传感器系统，其中，所述声学发射器被配置成以预定发射频率发射所述第一发射声学波形，并且所述声学接收器被配置成确定所述第一反射声学波形的反射频率。

8.根据权利要求7所述的位置传感器系统，还包括处理器系统，所述处理器系统被配置成基于所述预定发射频率和所述反射频率来确定所述可移动体的速度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的位置传感器系统，其中：

所述流体效应器是线性活塞效应器；

所述空腔是管状空腔，所述管状空腔具有第一纵向端部和与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部；

所述可移动体是被配置成在所述管状空腔内纵向移动的活塞头；

所述声学发射器系统包括布置在所述第一纵向端部处的第一声学发射器和布置在所述第二纵向端部处的第二声学发射器；以及

所述声学接收器系统包括布置在所述第一纵向端部处的第一声学接收器和布置在所述第二纵向端部处的第二声学接收器。