[发明专利]蓄电池电解质液位指示器

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池，且更具体地涉及用于监测和指示铅酸蓄电池内电解质液位的装置。

背景技术

铅酸蓄电池的适当工作需要每个蓄电池单元内的合适液位的电解质。如果蓄电池与填充不足的单元一起使用，那么容量的永久损失可能来自于暴露的板的硫酸盐化作用以及过高操作温度。此外，由相关短路引起的热量引入了由于点燃单元气体导致的爆炸可能性。

因而，尤其是在工业蓄电池领域，标准实践是将电动探针定位在蓄电池单元内以测量单元内的电解质液位。用于测量电解质液位的两种主要方法是：1）导电探针装置和2）AC供电局部接地的电容感测探针。

导电探针装置基于这样的原理：当导电探针与电解质接触时，电能够流经闭合电路中的探针和电解质。装置内的控制电路监测开路状况且适当地警告蓄电池使用者。该技术的示例在1999年8月10日授予给Jones等的美国专利5,936,382和2000年3月21日授予给Memurren的美国专利6,040,079中公开。

不幸的是，导电探针装置具有多个缺陷。第一，该装置的导电探针延伸到蓄电池单元内，因而随着年龄侵蚀。在置于酸性环境（例如，蓄电池单元）中时，导电材料易受腐蚀，尤其是在经受电流时。随着探针材料腐蚀，颗粒从基本探针材料脱离；且探针侵蚀。侵蚀或变短的探针导致电解质液位指示器不能准确地确定电解质液位。第二，导电探针可能与内部单元结构接触，例如地衣防护物（moss shield）或铅条。这种接触可能引起错误读数，在实际上液位低时指示合适的电解质液位。

电容感测探针是更近的发展。这种探针的示例在2005年9月13日授予Florin等的美国专利6,943,566中说明。这种类型使用交流（AC）来测量电解质和延伸到电解质中的探针的电容。电流通过AC电路在电解质和探针之间流动。系统的电容随着电解质液位变化而变化，因而电容提供电解质液位的指示。该变化被监测，且该装置适当地警告蓄电池使用者。

不幸的是，电容感测探针也具有缺陷。第一，延伸到蓄电池电解质中的探针是暴露金属，其如上所述侵蚀。第二，探针可能与内部单元结构接触，如上所述。第三，由于电流必须在该装置和电解质之间流动，因而探针必须接地到被监测的单元。这种所需接地对于这些类型的系统来说是独特的，因而在安装过程期间可能引起混淆。

发明内容

根据本发明构造的电解质液位指示器包括这样的探针：（a）不侵蚀，（b）在与蓄电池单元内的固体结构接触时不产生问题，以及（c）包括与被监测单元独立的控制电路。所述液位指示器使用电容感测来确定电解质液位。所述液位指示器包括探针，所述探针具有壳体和在所述壳体内的电容元件。探针壳体不导电且是耐酸的，从而保护壳体内的电容元件。

探针内的电容元件使用直流定期地充电和放电。控制电路监测充电和放电属性以识别充电和放电曲线或特性。在被封装探针靠近或接触电解质时，探针的放电属性变化。控制电路监测这些变化以确定电解质液位，且适当地警告蓄电池使用者。灯（例如，LED）可以给使用者提供警告。

本发明的探针解决了现有技术装置的所述缺陷。第一，探针不腐蚀或侵蚀。第二，探针在与蓄电池单元内的固体结构或污染物接触时不提供错误信号。因而，探针对地衣防护物、铅条和污染物（例如油）不敏感。第三，探针提高安全性。在含有金属探针液位指示器的单元内以一定规律性发生爆炸。常见理论为，流经金属探针的电流能产生火花，火花可点燃由蓄电池产生的可燃气体。本发明的不导电探针壳体将探针与电解质电绝缘，从而火花不能在两者之间跳过，可能导致爆炸。第四，液位指示器使用直流来监测电解质液位。电路在外部供电且不接地到所安装的单元。因而，没有电流流入电解质或蓄电池单元。

探针的长度基于给定应用的期望电解质液位选择。此外，指示器灯可以与探针装置一体地包括和/或设置在可以安装在蓄电池边缘上的独立装置中。

通过参考当前实施例的说明和附图，将更充分地理解和了解本发明的这些和其它优势和特征。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的蓄电池电解质液位指示器的透视图；

图2是示出了安装在铅酸蓄电池内的液位指示器的部分透视图；

图3是示出了安装在蓄电池上的液位指示器的截面图；

图4是探针壳体的透视图；

图5是探针壳体的截面图；

图6是探针壳体的俯视图；

图7是指示器盖的透视图；

图8是指示器盖的仰视图；

图9是指示器的控制电路的示意图；