一种车用液位传感器及液位检测方法技术

本发明专利技术提供了一种车用液位传感器及液位检测方法，车用液位传感器包括：连接器外壳、3Pin公端子组件、O型圈、电路板组件、探头外壳、液位检测电极和弹簧；液位检测电极和弹簧均插入探头外壳的中心孔内，电路板组件位于探头外壳中，电路板组件与液位检测电极通过弹簧连接；3Pin公端子组件的一端焊接在电路板组件上，3Pin公端子组件的另一端插入连接器外壳对应的孔中；O型圈安装在连接器外壳的沟槽中；探头外壳为一体化设计。本申请解决了因液体通过传感器自身结构的缝隙进入传感器，使传感器内部电路短路而造成的误测量、误报警、以及其它连带的电路损毁的问题。连带的电路损毁的问题。连带的电路损毁的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种车用液位传感器及液位检测方法


[0001]本专利技术属于汽车电子领域，应用于乘用车、商用车、工程机械等车辆的冷却液、机油、燃油、尿素液等液体的液位检测，具体而言，涉及一种车用液位传感器及液位检测方法。

技术介绍

[0002]在乘用车、商用车、工程机械等领域，都需要使用液位传感器对冷却液、机油、燃油、尿素液等各种液体进行液位的测量。液位传感器属于电子类零配件，并且探头部位会长期浸泡于被测介质，一旦发生漏液，则会造成电路短路。电路短路轻则会发生误测量、误报警，重则会造成与其相关联的电路损毁，发生安全事故和经济损失。
[0003]在乘用车、商用车、工程机械等应用领域中，发动机运行时，发动机本身及周边的温度会高达125℃左右。而机器停止时，温度会接近大气的环境温度，在北方，大气的环境温度会低至零下40℃左右。而温度的变化，也会使存储被测介质容器内的压力因热胀冷缩而变化。
[0004]因温度和压力的大幅度变化，现有的技术存在以下缺点：
[0005]1、采用环氧树脂灌封胶密封的液位传感器，会因温度和压力的大幅度变化，使传感器探头各零件连接处的环氧树脂灌封胶与相邻材料因热膨胀系数的不同而产生缝隙，造成漏液。而且环氧树脂材料还有自身的污染源多、资源浪费大、生产效率低、成本高等缺点。不符合国家可持续发展的战略方针。
[0006]2、采用O型圈或者其它橡胶类零件密封的液位传感器，温度频繁大幅度的骤升和骤降，会加速O型圈等橡胶类的密封零件老化、损坏而造成漏液。
[0007]3、以磁浮子+干簧管为检测方法的液位传感器，因干簧管的管体是玻璃制成，且干簧管的簧片具有弹性的特征，在车辆的颠簸和震动下，玻璃管体易碎，且簧片可能会误接触。同时会叠加磁浮子因车辆的颠簸和震动而产生位移，发生误测量、误报警。
[0008]4、以被测介质为导体的检测方法为主要手段的液位传感器，必须要有不少于2个金属电极作为传感器的测量端，此类传感器除了上述的密封问题外，还存在金属电极会被电解、腐蚀而造成的易损坏、寿命短等严重问题。同时也会因不同厂家、不同批次、不同配方的被测介质导电率的差别，而发生误测量、误报警的现象。
[0009]5、电容式液位传感器，也会因温度的变化而影响检测的准确性。环境温度的变化将改变电容传感器的输出相对被测输入量的单值函数关系，从而引入温度干扰误差。这种影响主要有以下两个方面。
[0010](1)温度对结构尺寸的影响：电容传感器由于极间隙很小而对结构尺寸的变化特别敏感。在传感器各零件料线膨胀系数不匹配的情况下，温度变化将导致极间隙相对变化，从而产生很大的温度误差。
[0011](2)温度对介质的影响：温度对介电常数的影响随介质不同而异，空气温度系数看似为零，页岩某些液体介质，如硅油、蓖麻油、煤油等，其介电常数的温度系数较大。例如，煤油的介电常数的温度可达0.07％/℃；若环境温度变化加减50℃，则将带来7％的温度的误
差，故采用此类介质时必须注意温度变化造成的误差。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的：为车用市场提供一种性能可靠性高、成本低、寿命长的液位传感器产品。
[0013]第一方面，本申请实施例提供了一种车用液位传感器，包括：
[0014]连接器外壳、3Pin公端子组件、O型圈、电路板组件、探头外壳、液位检测电极和弹簧；所述液位检测电极和弹簧均插入探头外壳的中心孔内，所述电路板组件位于探头外壳中，所述电路板组件与液位检测电极通过弹簧连接；所述3Pin公端子组件的一端焊接在电路板组件上，所述3Pin公端子组件的另一端插入连接器外壳对应的孔中；所述O型圈安装在连接器外壳的沟槽中，所述连接器外壳与探头外壳连接，所述O型圈位于所述连接器外壳与探头外壳之间；所述探头外壳为一体化设计。
[0015]其中，所述电路板组件包括双通道检测电路、输出电路、MCU电路、电源电路；所述双通道检测电路包括液位测量检测通道和参考测量检测通道，所述液位测量检测通道用于检测液位，所述参考测量检测通道作为参考检测，两个通道所使用的电子元器件的型号完全相同。
[0016]其中，所述液位测量检测通道包括：电容C9的一端与所述MCU电路的单片机引脚2连接，用于接收脉冲信号，电容C9的另一端与液位检测电极、电阻R5的一端、二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极、电阻R6的一端、电容C10的一端接地，电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电容C10的另一端均与所述MCU电路的单片机引脚16连接。
[0017]其中，所述参考测量检测通道包括：电容C11的一端与所述MCU电路的单片机引脚2连接，用于接收脉冲信号，电容C11的另一端与参考检测电极、电阻R11的一端、二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极、电阻R9的一端、电容C12的一端接地，电阻R11的另一端、电阻R9的另一端、电容C12的另一端均与MCU电路的单片机引脚1连接。
[0018]其中，电路板组件上布置有参考检测电极。
[0019]其中，所述探头外壳的材质为含有20％玻璃纤维的增强型聚苯醚。
[0020]第二方面，本申请提供了一种液位检测方法，使用上述任一项所述的车用液位传感器，包括：
[0021]获取参考检测通道的数据；
[0022]获取液位检测通道的数据；
[0023]计算参考检测通道与液位检测通道的数据差；
[0024]根据两个通道的数据差，判定液位传感器是否处于被测介质中，若是，则输出不缺液信号，然后返回第一步；若否，则输出缺液信号，然后返回第一步。
[0025]其中，根据两个通道的数据差，判定液位传感器是否处于被测介质中，包括：
[0026]当参考检测通道与液位检测通道的数据差不变时，则液位传感器不在被测介质中；当参考检测通道与液位检测通道的数据差变化时，则液位传感器处于被测介质中。
[0027]其中，第一步之前还包括：MCU电路进行初始化；初始化后，不管后面的检测结果如何，都按照不缺液输出信号。
[0028]第三方面，本申请提供了一种车辆，包括上述任一项所述的车用液位传感器。
[0029]本申请实施车用液位传感器及液位检测方法具有如下有益效果：
[0030]与现有的技术相比，本专利技术的优点是多方面的：
[0031]1、探头部分一体化、防泄漏的外壳结构设计，不需要使用灌封胶，也不需要使用O型圈等橡胶类的密封材料，彻底地、永久性地解决了传感器自身的密封问题。在提高产品性能、避免误报警、延长产品寿命的同时，还可以减少零件及生产材料的使用数量、压缩生产工序、提高生产效率、降低产品成本、减少环境污染。
[0032]2、本专利技术采用了双通道检测的电路设计，其中一个通道检测液位，另一个通道作为参考通道检测传感器所处的环境。
[0033]3、本专利技术在双通道电路设计的基础上，采取了以双通道间差值为判断依据的检测方法。当环境温度、湿度、压力发生变化而使液位检测的数据发生变话时，参考通道也同样会受到与液位检测通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用液位传感器，其特征在于，包括：连接器外壳、3Pin公端子组件、O型圈、电路板组件、探头外壳、液位检测电极和弹簧；所述液位检测电极和弹簧均插入探头外壳的中心孔内，所述电路板组件位于探头外壳中，所述电路板组件与液位检测电极通过弹簧连接；所述3Pin公端子组件的一端焊接在电路板组件上，所述3Pin公端子组件的另一端插入连接器外壳对应的孔中；所述O型圈安装在连接器外壳的沟槽中，所述连接器外壳与探头外壳连接，所述O型圈位于所述连接器外壳与探头外壳之间；所述探头外壳为一体化设计。2.根据权利要求1所述车用液位传感器，其特征在于，所述电路板组件包括双通道检测电路、输出电路、MCU电路、电源电路；所述双通道检测电路包括液位测量检测通道和参考测量检测通道，所述液位测量检测通道用于检测液位，所述参考测量检测通道作为参考检测，两个通道所使用的电子元器件的型号完全相同。3.根据权利要求2所述车用液位传感器，其特征在于，所述液位测量检测通道包括：电容C9的一端与所述MCU电路的单片机引脚2连接，用于接收脉冲信号，电容C9的另一端与液位检测电极、电阻R5的一端、二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极、电阻R6的一端、电容C10的一端接地，电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电容C10的另一端均与所述MCU电路的单片机引脚16连接。4.根据权利要求2所述车用液位传感器，其特征在于，所述参考测量检测通道包括：电容C11的一端与所述MCU电路的单片机引脚2连接，用于接收脉冲信号，电容C11的另一端与参考检测电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学勇，
申请(专利权)人：北京奕润通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：