本发明专利技术提供了一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，其主体为安装座，安装座上的传感器模块包括液位连接管、连接座、防护罩和集成座，其中液位连接管上端插在连接座中，下端插在防护罩的阶梯通孔；防护罩和集成座形成采集腔；第一换能器与第一反射支架正对设置，形成浓度传感器；第二换能器与液位连接管的中心孔正对设置，形成液位传感器；集成腔内的温度传感器、第一换能器和第二换能器分别与控制器相连接。本发明专利技术基于超声波的集成式尿素溶液传感器，可通过改变液位连接管的长度及螺旋加热管的高度可实现与不同高度尿素罐匹配，因此具有通用性强，集成化程度高、体积小、成本低、可靠性高的优点。靠性高的优点。靠性高的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器
[0001]本专利技术涉及国六柴油车尾气处理SCR尿素溶液喷射系统，具体是一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器。
技术介绍
[0002]申请号2021200854835提供了一种集成式尿素溶液传感器,该方案集成了液位温度传感器和浓度传感器, 其电子套管内的集成电路板与控制器相连接，电子套管外套有磁浮子，使其形成液位温度传感器；其发射腔内的换能器与反射支架正对设置，使其形成浓度传感器。这种方案通过防护罩的第一过滤孔和滤网座的第二过滤孔可有效阻隔气泡和颗粒污染物进入采集腔，从而提高飞行时间的准确性，进而提高浓度测量的稳定性和可靠性。然后，这种方案结构通用性差，为了适用同一接口不同高度的尿素罐，需要重新设计集成电路板，同时液位传感器的磁敏感性存在衰减现象，长时间使用后产品可靠性会降低。
技术实现思路
[0003]为了解决现有技术存在的缺陷，本专利技术特提供一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，能够避免磁敏感性衰减导致的产品可靠性降低的同时，通过模块化切换能够适用于同一接口不同高度的尿素罐。
[0004]为此，本专利技术的技术方案是：一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，其主体为安装座，安装座固定在尿素箱顶部，安装座下端面上固定有传感器模块，其特征在于：所述传感器模块包括液位连接管、连接座、防护罩和集成座，其中液位连接管为竖直空心管，其上端插在连接座的阶梯盲孔中，其下端插在防护罩的阶梯通孔内，并处于尿素箱底部；防护罩固定在集成座上，并形成采集腔；集成座上端面上采集腔内阶梯通孔外围分别设有第一发射腔和第一反射支架，第一发射腔内设有第一换能器，第一换能器与第一反射支架正对设置，使其形成浓度传感器；集成座的外形轮廓向下延伸形成集成腔，集成腔底部对应液位连接管的中心孔设有第二发射腔，第二发射腔内设有第二换能器，第二换能器与液位连接管的中心孔正对设置，使其形成液位传感器；集成腔内还设有温敏腔和支撑凸台，温敏腔内设有温度传感器，支撑凸台上固定有控制器，第一换能器、第二换能器和温度传感器分别与控制器相连接，集成腔内第二换能器、温度传感器和控制器周围充满灌封胶。
[0005]进一步的改进在于：所述防护罩上阶梯通孔两侧对应第一发射腔和第一反射支架设有过滤窗口，过滤窗口外形轮廓处设有密封筋，密封筋外侧设有卡槽，卡槽内装有可拆卸的第一过滤网；卡槽靠上位置处设有方孔，第一过滤网对应方孔设有倒扣。
[0006]进一步的改进在于：所述液位连接管外壁局部向外延伸形成固线槽，固线槽内穿有线束；
连接座和集成座对应线束分别设有第一穿线孔和第二穿线孔；线束一端与汽车CAN总线连接，另一端依次穿过第一穿线孔、固线槽、第二穿线孔线后与控制器相连接。
[0007]进一步的改进在于：所述连接座上端面上对应第一穿线孔和阶梯盲孔设有密封凸台，密封凸台外轴径上设有密封凹槽，密封凹槽内装有密封圈；安装座对应密封凸台设有第一通孔。
[0008]进一步的改进在于：所述液位连接管的中心孔内对应第二换能器还设有漂浮在液面上的第二反射支架；第二反射支架为镶有不锈钢片的NBR发泡零件，不锈钢片布置在其下端面上，其整体密度为0.4
‑
0.8g/cm3。
[0009]进一步的改进在于：所述安装座内从上往下还穿有吸液管，吸液管一端连接有吸液管接头，另一端穿过安装座后向下延伸至尿素箱底部并插在第二过滤网中；第二过滤网上端设有卡扣，吸液管对应卡扣设有第一箍筋；第二过滤网下端靠近集成腔处设有弹片，圆型腔外侧壁对应弹片设有挡块。
[0010]进一步的改进在于：所述安装座上还穿有螺旋加热管，螺旋加热管的进水管口从下往上插在安装座内，并与进水管接头相贯通，出水管口从下往上穿过安装座后与出水管接头相连接；螺旋加热管下端呈螺旋状布置，并沿着集成座和第二过滤网外形轮廓回转。
[0011]进一步的改进在于：所述安装座上还设有热水电磁阀，进水管接头通过热水电磁阀、安装座、螺旋加热管与出水管接头相连接。
[0012]进一步的改进在于：所述吸液管与吸液管接头、螺旋加热管与出水管接头分别焊接为一整体；防护罩和集成座通过超声波焊接为一体；第一反射支架为不锈钢冲压件，与集成座注塑成为一体；第一过滤网和第二过滤网的目数不小于400。
[0013]进一步的改进在于：所述安装座下端面上还设有金属法兰，金属法兰对应连接座设有第二通孔；螺旋加热管的进水管口处设有第二箍筋，金属法兰对应第二箍筋设有第三通孔，通过金属法兰将螺旋加热管固定在安装座上。
[0014]有益效果：基于算法需求，液位传感器对液位高度的计算建立在浓度传感器的基础上，因此要求液位传感器所检测的尿素溶液和浓度传感器所检测的尿素溶液的物理特性尽可能相同。本专利技术中，第一换能器和第一反射支架完全包裹在采集腔内，第二换能器的发射面也在采集腔内，液位连接管插在防护罩的阶梯通孔内，液位连接管的中心孔与采集腔贯通，使采集腔内的尿素溶液和液位管内部的尿素溶液流通，这样浓度传感器和液位传感器所检测的尿素溶液物理特性完全相同，避免因尿素溶液物理特性误差导致的液位高度准确性降低。
[0015]在本专利技术中，液位连接管上端和下端分别与连接座的阶梯盲孔和防护罩的阶梯通孔呈轴孔小间隙配合状态，而防护罩与集成座通过超声波焊接为一体，这样就形成了相对密封的采集腔，采集腔内的尿素溶液从过滤窗口处经第一过滤网过滤后渗入到采集腔内，
随着尿素罐内尿素溶液增多或减少，液位连接管内的尿素溶液也相应增多或减少，表现为液位连接管管内和管外的尿素溶液液面高度一致，由于第二反射支架的密度小于尿素溶液的密度，所以第二反射支架总是漂浮在液面上。
[0016]密封筋是为了减小防护罩和第一过滤网在过滤窗口处的间隙，使尿素溶液尽可能经第一过滤网过滤后渗入到采集腔内，这样可以防止未经过滤的尿素溶液进入到采集腔内。
[0017]第一过滤网不仅能够过阻隔采集腔外尿素溶液中的颗粒杂物进入采集腔，还能阻隔因行车振动、加注或尿素溶液由固态变为液态时采集腔外尿素溶液中产生的微小密集气泡进入采集腔内。
[0018]卡槽实现了对第一过滤网进行限位，而卡槽上的方孔与第一过滤网上的倒扣配合使第一过滤网固定在卡槽内，这种结构可实现第一过滤网的快速安装和拆卸。
[0019]液位连接管上的固线槽起固定线束的作用，设置第二反射支架是为了使液位传感器更准确地采集所需的数据。
[0020]吸液管穿过安装座后向下延伸至尿素箱底部，并与第二过滤网连接，这样使吸液管和浓度传感器均置于尿素箱底部；而螺旋加热管呈螺旋状向下延伸，并沿着集成座和第二过滤网外轮廓回转，是为了使吸液管及浓度传感器周围的固态尿素能够优先被解冻。
[0021]吸液管下端设有第一箍筋，是为了与卡扣配合使用，对第二过滤网进行轴向限位，同时能够实现快速安装和拆换第二过滤网，卡扣预先安装在第二过滤网相应的通孔中，然后再将第二过滤网从下往上套在吸液管上，当按压卡扣靠近第一箍筋时，按压卡扣，移动第二过滤网使卡扣顺利通过第一箍筋，然本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，其主体为安装座(1)，安装座(1)固定在尿素箱顶部，安装座(1)下端面上固定有传感器模块(2)，其特征在于：所述传感器模块(2)包括液位连接管(22)、连接座(21)、防护罩(23)和集成座(24)，其中液位连接管(22)为竖直空心管，其上端插在连接座(21)的阶梯盲孔(211)中，其下端插在防护罩(23)的阶梯通孔(231)内，并处于尿素箱底部；防护罩(23)固定在集成座(24)上，并形成采集腔(25)；集成座(24)上端面上采集腔(25)内阶梯通孔(231)外围分别设有第一发射腔(241)和第一反射支架(242)，第一发射腔(241)内设有第一换能器(2411)，第一换能器(2411)与第一反射支架(242)正对设置，使其形成浓度传感器；集成座(24)的外形轮廓向下延伸形成集成腔(243)，集成腔(243)底部对应液位连接管(22)的中心孔(221)设有第二发射腔(2431)，第二发射腔(2431)内设有第二换能器(2432)，第二换能器(2432)与液位连接管(22)的中心孔(221)正对设置，使其形成液位传感器；集成腔(243)内还设有温敏腔(2433)和支撑凸台(2435)，温敏腔(2433)内设有温度传感器(2434)，支撑凸台(2435)上固定有控制器(2436)，第一换能器(2411)、第二换能器(2432)和温度传感器(2434)分别与控制器(2436)相连接，集成腔(243)内第二换能器(2432)、温度传感器(2434)和控制器(2436)周围充满灌封胶。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，其特征在于：所述防护罩(23)上阶梯通孔(231)两侧对应第一发射腔(241)和第一反射支架(242)设有过滤窗口(232)，过滤窗口(232)外形轮廓处设有密封筋(233)，密封筋(233)外侧设有卡槽(234)，卡槽(234)内装有可拆卸的第一过滤网(235)；卡槽(234)靠上位置处设有方孔(2341)，第一过滤网(235)对应方孔(2341)设有倒扣(2351)。3.根据权利要求1所述的一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，其特征在于：所述液位连接管(22)外壁局部向外延伸形成固线槽(222)，固线槽(222)内穿有线束(223)；连接座(21)和集成座(24)对应线束(223)分别设有第一穿线孔(212)和第二穿线孔(244)；线束(223)一端与汽车CAN总线连接，另一端依次穿过第一穿线孔(212)、固线槽(222)、第二穿线孔线(244)后与控制器(2436)相连接。4.根据权利要求1所述的一种基于超声波的集成式尿素溶液传感器，其特征在于：所述连接座(21)上端面上对应第一穿线孔(212)和阶梯盲孔(211)设有密封凸台(213)，密封凸台(21...
【专利技术属性】
技术研发人员：王愉琴，石九玉，
申请(专利权)人：湖北晟正汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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