[发明专利]用于检测容器中的液体的液位的液位传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测容器中的液体液位的、具有超声波发射器和超声波接收器的液位传感器。这种液位传感器使用在不同的应用领域中并且用于不同的液体。借助超声波发射器发射超声波，该超声波由液体与邻接介质的界面反射。反射的超声波被超声波接收器来接收。借助适当的分析例如基于超声波的传播时间可以测定容器中的液体的液位。由于液体运动或在液体的表面上起沫引起的界面变形会妨碍这个测量方法。因此已知的是，在液体内使用所谓的稳定管(Beruhigungsrohre)，其抑制界面运动并且抑制起沫。

背景技术

特别是当在机动车中的油箱中测量液位时出现所述的问题，因为在行驶期间油在油箱中持续地来回晃动并且此外趋于起沫，可能由于车辆的震动而加剧。因此对于使用在机动车中的这种油箱中而言已知了具有权利要求1的前序部分的特征的液位传感器。这种已知的布置局部地在图4中示出。该布置具有用于布置在油箱中的内管18，该内管布置在超声波发射器和接收器的上部。处于油箱中的油在内管18中形成液柱，利用超声波发射器和接收器来检测该液柱的高度。内管18由外管20包围。顶盖22向上覆盖内管18和外管20。内管18用于引导超声波。通过两个布置在彼此之中的管18，20有效地使在内管18中的液柱与位于其上的空气的上界面稳定。此外通过顶盖22防止油在行驶期间从上方溅入在内管18或外管20中，这进一步稳定了界面并且消除了起沫。

在这个已知的布置中，内管18和外管20的下端部有效地位于容器的最深点附近。内管18和外管20的上端部以及顶盖22位于待检测的最高的液位之上。因此内管18和外管20的长度必须与相应的使用情况恰好相匹配。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，提供一种具有权利要求1的前序部分的特征的液位传感器，该液位传感器可以更简单并更加成本低廉地与不同的使用情况和装配状况相匹配。

该目的通过具有权利要求1的特征的液位传感器来实现。有利的设计方案在相关的附属权利要求中给出。

液位传感器用于检测容器中的液体的液位，并且具有

-超声波发射器和超声波接收器，

-用于布置在容器中的内管，该内管布置在超声波发射器和超声波接收器的上部，以使得处于容器中的液体在内管中形成液柱，该液柱的高度能够利用超声波发射器和超声波接收器来检测，

-包围内管的外管，以及

-向上方覆盖内管和外管的顶盖，其中

-顶盖具有与内管连接的内管状部段、与外管连接的外管状部段、用于内管状部段的内通风孔以及用于外管状部段的外通风孔。

超声波由超声波发射器发射并且穿过容纳在内管中的液柱。该超声波在液柱的上端部处、在与位于其上的介质的界面处反射，在相反的方向上重新穿过液柱并且被超声波接收器接收。借助适合的分析装置可以确定液柱的高度，特别是由超声波的传播时间来进行确定。

顶盖的内管状部段向上与内管连接，液柱因此可以在液体的液位处于内管的上端部之上时通过这个端部向上延伸出并进入顶盖中。在这种情况下，液柱由内管和内管状部段包围，并且内管和内管状部段共同使得界面期望地稳定并且实现引导超声波。因为内管状部段与内管连接，在超声波测量方面得出和在相应较长设计的内管与通常无内管状部段的顶盖连接时相同的关系。因此相对于通常的方法不需要改变这种测量方法、特别是发射和分析超声波信号。

超声波发射器和超声波接收器可以具有一个唯一的声波变换器，该声波变换器不仅用于将电信号变换为超声波，并且还用于将反射的超声波变换为电信号，并且因此作为组合的发射器和接收器工作。

内管和外管可以是柱状的。它们可以具有圆形的、矩形的或多边形的横截面。在内管和外管之间可以形成环隙。两个管可以特别是圆柱状的并且彼此同中心地布置。

顶盖布置在内管和外管的上部并且向上方覆盖这两个管。该顶盖具有内管状部段，其横截面在形状和大小上可以相应于内管。此外顶盖具有外管状部段，其横截面在形状和大小上可以相应于外管。这两个管状部段与两个提到的管连接，从而内管的内腔向上延伸通过内管状部段的内腔。同样在内管和外管之间的间隙向上延伸通过在内管状部段和外管状部段之间的间隙。

因此在内管的内部可以形成液柱，在内管的内腔和环绕的容器内腔之间存在一个连接。这个连接例如可以以内管上的通孔形式形成在内管的下端部附近，例如形成在内管的柱状壁上。可替换地，具有这种作用的通孔可以设计在下方与内管连接的壳体部件中。这种通孔可以使内管的内腔直接与在内管和外管之间的间隙连接。