[发明专利]在流体容器中用于确定流体的高度和/或品质的设备

说明书

本发明涉及在流体容器(F)中用于确定流体(F)的表面(0)的高度(H)和/或用于确定流体(F)的品质的设备。所述设备包括：声音换能器模块(10)，具有至少两个声音换能器(20至90)，所述至少两个声音换能器(20至90)每个被设计成接收并且发射声音信号，使得当至少两个声音信号叠加时导致叠加声音信号(11、12、13、14、18)；以及参考元件(8)，被布置在流体(F)中，从声音换能器模块(10)隔开预确定距离，并且被设计成反射叠加声音信号(11、12、13、14、18)。声音换能器模块(10)被设计成通过叠加至少两个声音信号而在到流体(F)的表面(0)的第一方向以及在到参考元件(8)的第二方向两者上发射叠加声音信号(11、12、13、14、18)，所述第二方向相对于第一方向以预确定声音信号角度延伸。

本发明涉及在交通工具的流体容器中用于确定流体（例如，尿素溶液）的高度和/或品质的设备。

例如，声学测量设备可用于在流体容器中确定流体表面的高度。声学测量设备的声音换能器可操作为声音产生器和声音接收器两者。为了确定流体容器中的流体表面的高度，声音换能器可用于将声音脉冲发射到待测量流体中。声音脉冲可由流体相对于另一介质的边界表面反射。可从声音脉冲的传播时间得出对于流体容器中的流体表面的高度的结论。

此外，单独提供的声音换能器可用于在被布置在流体中的参考反射器的方向上发射声音信号，以便确定流体中的声音速度。在此情况下，声音速度可用于确定流体表面以及确定流体的品质两者。

例如，DE 10 2014 210 080 A1公开了在流体容器中用于确定流体表面的高度的设备。从其已知的设备具有：第一声音换能器，被设计成在流体表面的方向上发射声音信号，并且接收在流体表面处反射的信号；以及第二声音换能器，被设计成在被布置在流体容器中的参考元件的方向上发射声音信号，并且接收在参考元件处反射的信号。可从由第二声音换能器发射和再次接收的声音信号确定流体内部的声音速度，所述声音速度转而可用于确定流体表面的高度。

DE 10 2014 210 077 A1还公开了在流体容器中用于确定流体表面的高度的设备和方法。

此外，US 5 744 898 A公开了具有超声换能器矩阵的设备，所述超声换能器矩阵具有集成收发器电路。

本发明基于提供在流体容器中用于确定流体的高度和/或品质的设备，所述设备使得可能可靠地确定流体的高度和/或品质，同时可以成本有效和高效的方式生产。

此目的利用具有独立权利要求1的特征的设备而实现。在从属权利要求中陈述了本发明的优选和有利实施例。

本发明基本基于以下概念：在交通工具中用于确定流体的高度和/或品质的设备中使用具有多个声音换能器的声音换能器模块，在所述声音换能器模块中，可根据期望设置叠加信号传播方向。与从现有技术已知的流体高度和流体品质传感器相比，这提供的优点是，与仅在一个方向上发射的两个单独声音换能器相反，仅提供单个声音换能器模块，可根据期望设置所述声音换能器模块的叠加信号传播方向。这使得可能省去用于使声音转向的单独偏转元件。

本发明的一个方面公开了在流体容器中用于确定流体的表面的高度和/或流体的品质的设备。所述设备包括：声音换能器模块，具有至少两个声音换能器，所述至少两个声音换能器每个被设计成发射声音信号，使得当至少两个声音信号叠加时导致叠加声音信号；以及参考元件，被布置在流体中，从声音换能器模块隔开预限定距离，并且被设计成反射叠加声音信号。根据本发明，声音换能器模块被设计成通过叠加至少两个声音信号而在到流体的表面的第一方向以及在到参考元件的第二方向两者上发射叠加声音信号，所述第二方向相对于第一方向以预确定声音信号角度延伸。因此，可通过适当地控制声音换能器模块而根据期望设置叠加声音信号的传播方向。