本发明专利技术提供一种液位传感器系统，包括控制器和传感器组件，该传感器组件由换能器组件和安装组件限定，该安装组件用于换能器组件快速连接或非永久附连到储罐或容器。超声换能器组件在储罐中沿检测路径发射超声脉冲，接收表征第一和第二流体中的至少一个的超声回声，和产生代表第一和第二流体中的该至少一个的回声信号。安装组件被构造为接收超声换能器组件和用于将超声换能器组件操作地安装至储罐用于超声测量。控制器联接至超声换能器组件，接收回声信号和确定与之相接的流体的位置；第一流体的液位由流体界面的位置限定。传感器组件被构造为可拆除地安装至储罐允许替换储罐，例如，当储罐排空时，不需要必须更换或重新构造传感器组件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用超声进行封闭容器(诸如丙烷储罐)中的流体液位(level)测 量。
技术介绍
已知有许多方法和系统来测量容器中的流体液位，包括那些利用超声的方法和容器。因为超声测量通常需要换能器组件和容器之间的紧密联接，目前现有技术的液位 传感器系统——适于加压储罐或含有腐蚀性液体或气体的储罐——的缺点在于，超声换能 器组件直接安装到壳体中的容器或安装在该容器内，该容器在换能器和液体之间有阻尼作 用。因此，这种系统不适于在多种储罐或容器上使用。附图说明在以下附图中图1是根据本专利技术第一示例性实施例的用于测量常规丙烷储罐中的丙烷液位的 液位传感器系统的示意图；图2是图1的液位传感器系统的传感器组件部分的示意图，该传感器组件示出为 定位在常规丙烷储罐下，以便可操作地与之耦联；图3是根据本专利技术第二示例性实施例的液位传感器组件；图4是图3的传感器组件的示意图，示出为定位在常规丙烷储罐下，以便可操作地 与之耦联；图5A是根据本专利技术第三示例性实施例的液位传感器组件；该传感器组件示出为 安装在常规丙烷储罐侧部，以便可操作地与之耦联；图5B是图5A的传感器组件的示意性局部截面图；图6是根据本专利技术第四示例性实施例的传感器组件的示意性局部截面图；该组件 示出为安装在常规丙烷储罐侧部，以便可操作地与之耦联；图7是根据本专利技术第六示例性实施例的传感器组件的示意图；该组件示出为可操 作地耦联至常规丙烷储罐且处于沿该丙烷储罐的侧部移动的操作中；图8是根据本专利技术第七示例性实施例的传感器组件的示意截面图；该组件示出为 安装在常规丙烷储罐中，其中，换能器为保护壳体不受液体侵害；图9是根据本专利技术第八示例性实施例的传感器组件的示意截面图；该组件示出为 安装在常规丙烷储罐中；图10和11是根据本专利技术第九示例性实施例的传感器组件的示意截面图，示出了 换能器和储罐之间的反射器例如用于测量最大填充液位；图10示出了反射器和换能器之 间的路径被部分地浸没，而图11示出了反射器和换能器之间的路径被完全地浸没；图12是根据本专利技术第十示例性实施例的传感器组件的示意截面图，示出了垂直于储罐排空轴线的反射器的使用；和图13是图表，示出了当图5A和5B至12中的系统的换能器被浸没在液体(曲线 A)或气体(曲线B)中的示例性信号。具体实施例方式本专利技术涉及一种液位传感器系统，且更具体地涉及一种液位传感器组件，用于测 量诸如丙烷储罐或天然气储罐这样的储罐或容器中的腐蚀性或加压液体的液位，或者测量 冷却液等的液位。本专利技术的液位传感器系统包括换能器组件和固定到容器外侧或内侧的处 理电子器件，用于持续的液位测量和/或一种开关或多种开关操作。如将随后所述，根据本专利技术的液位传感器系统包括控制器和传感器组件，该传感 器组件由换能器组件和安装组件限定，该安装组件用于将换能器组件快速连接或非永久附 连到储罐或容器。传感器组件被构造为可拆除地安装至储罐能允许更换储罐，例如，当储罐 空了时，不需要必须更换或重新构造传感器组件。例如，如果希望在特定硬件(诸如烤肉用 储罐)上使用传感器系统并时不时的需要更换容器，则使用者可以这样做而不必改换传感器.如将在以下详细所述，根据本专利技术的传感器组件可例如被构造为，当容器被靠近 储罐定位时，用于直接连接至储罐或与之的紧密联接。更具体地，根据本专利技术第一方面，提供一种液位传感器系统用于测量储罐中的第 一流体的液位，该第一流体限定出与第二流体的界面，该系统包括超声换能器组件，用于在储罐中沿检测路径发射超声脉冲，用于接收表征第一和 第二流体中的至少一个的超声回声，和用于接收代表第一和第二流体中的该至少一个的回声信号；控制器，联接至超声换能器组件，用于接收回声信号和用于确定与之相接的流体 的位置；第一流体的液位由流体界面的位置限定；和安装组件，用于接收超声换能器组件和用于将超声换能器组件操作地安装至储罐 以用于超声测量。根据本专利技术的第二方面，提供一种液位传感器组件用于测量储罐中的第一流体的 液位，该第一流体限定出与第二流体的界面，该系统包括超声换能器组件，用于在储罐中沿至少一个检测路径发射超声脉冲，用于接收表 征第一和第二流体中的至少一个的超声回声，和用于接收代表第一和第二流体中的该至少 一个的回声信号；和安装组件，用于接收超声换能器组件和用于将超声换能器组件操作地安装至储罐 以用于超声测量。第一流体例如是储罐中的液体，而第二流体例如是该液体之上的气体。根据本专利技术更具体的实施例，代表第一和第二流体中的至少一个的超声回声代表 第一和第二流体之间的界面。超声脉冲和反射回声的传播时间表征流体液位。本专利技术的其它目的、优点和特征将通过阅读本专利技术示例性实施例的以下非限制性 说明而变得明显，这些实施例仅通过示例参考附图给出。在以下描述中，附图中的相似特征给出了相似的附图标记，为了不使附图繁乱，一些元件如果已经在之前的附图中标出，则在一些附图中并没有标出。现在将参考图1-2描述根据本专利技术第一示例性实施例的用于测量常规BBQ丙烷储 罐11中的丙烷液位的液位传感器系统10。液位传感器系统10包括传感器组件12，该传感器组件包括超声换能器14和将该 换能器14操作性地安装到储罐11以用于液位测量的安装组件18，该系统还包括联接至超 声换能器14的控制器16和联接至控制器16的显示输出装置，该显示输出装置是LCD模块 20的形式。系统10的这些元件的每一个将被更详细地描述。控制器16具有印刷电路板(PCB)的形式，该PCB包括用来以脉冲模式驱动换能器 14的常规激励电子器件、放大处理器和用于接收液晶显示器(LCD)模块20的常规连接器 17。激励电子器件和放大器二者可设置有改变激励量(时长和幅度)的控制电子器件。PCB16还从换能器14接收回声信号，并使用已知的算法来确定储罐11中的液体和 该液体之上的气体之间的界面位置。PCB16计算包括计算换能器14激励和反射信号(回 声)之间的延迟，该反射信号是从液体和该液体之上的气体之间的界面反射的。该延迟在 现有技术中已知为传播时间(TOF)。当进行频率测量时和/或当液体液位的位置可以在 测量之前被近似时，窗口技术(windowing technique)还可用于使得不可靠测量(false measurement)最小化。IXD模块20和/或换能器14可利用相应的接口缆线21和配线21’或无线地联接 至控制器16。在后种情况下，IXD模块20、换能器14和控制器16当然被构造为用于该目 的。由于超声换能器和被构造为以脉冲和回声模式操作该换能器的相应驱动电子器 件在本领域中是为人熟知的，所以在此将不再详细描述。现将描述，安装组件18将换能器14相对于储罐11安装，从而储罐11中的液体液 位可从其底部测量。安装组件18包括具有中间孔23的环形本体22，该孔容纳换能器14。安装组件18 还包括偏压元件，是弹簧26 (示出两个)的形式，该弹簧各自的近端25固定至本体22。安 装组件18最后包括橡胶层24，该橡胶层例如用粘结剂(诸如胶水)固定至换能器14，橡胶 层24用作换能器14和储罐11之间的联接材料。弹簧26允许将换能器14向上偏压，以便当储罐11定位在橡胶层上时，通过橡胶 层24强制形成与丙烷储罐11的紧密接触(见图3)。当然，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液位传感器组件，用于测量储罐中的第一流体的液位，该第一流体限定出与第二流体的流体界面，该组件包括：超声换能器组件，用于在储罐中沿至少一个检测路径发射超声脉冲，用于接收表征第一和第二流体中的至少一个的超声回声，和用于接收代表第一和第二流体中的该至少一个的回声信号；和安装组件，用于接收超声换能器组件和用于将超声换能器组件操作地安装至储罐用于超声测量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-8-30 60/969,038一种液位传感器组件，用于测量储罐中的第一流体的液位，该第一流体限定出与第二流体的流体界面，该组件包括超声换能器组件，用于在储罐中沿至少一个检测路径发射超声脉冲，用于接收表征第一和第二流体中的至少一个的超声回声，和用于接收代表第一和第二流体中的该至少一个的回声信号；和安装组件，用于接收超声换能器组件和用于将超声换能器组件操作地安装至储罐用于超声测量。2.如权利要求1所述的液位传感器组件，其中，第一流体是液体，而第二流体是该液体 之上的气体。3.如权利要求1所述的液位传感器组件，其中，安装组件在储罐外侧安装至储罐；该安 装组件包括可变形衬件，该衬件被安装至换能器组件，以便在液位传感器组件安装至储罐 时接触储罐，从而允许超声波从超声换能器组件穿过储罐传播。4.如权利要求3所述的液位传感器组件，其中，安装组件还包括偏压元件，用于促使换 能器组件和储罐之间经由可变形衬件形成紧密接触。5.如权利要求3所述的液位传感器组件，其中，储罐包括底部；该安装组件将超声换能 器组件操作地安装至储罐底部，从而超声换能器组件从储罐底部朝向顶部发射超声脉冲， 并在代表储罐中的第一流体液位的时间之后接收超声回声，这些回声表征流体界面。6.如权利要求1所述的液位传感器组件，其中，储罐包括底部；该超声换能器组件包括 至少一个超声换能器，该至少一个超声换能器经由安装组件安装至储罐，用于在储罐中沿 大体平行于储罐底部的至少一个检测路径、在相对于储罐底部的一位置处发射超声脉冲；由此，该至少一个换能器每个用作液位开关，其中，只要第一流体液位至少等于或高于 换能器相对于该底部的位置，表征第一流体的一些超声回声就能被换能器接收。7.如权利要求6所述的液位传感器组件，其中，所述至少一个超声换能器包括多个换 能器，每个换能器经由安装组件并沿储罐高度在相对于储罐底部的各自位置处安装至储 罐。8.如权利要求6所述的液位传感器组件，其中，安装组件将所述至少一个超声换能器 操作性地安装至储罐的外壁。9.如权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤里阿加姆，皮诺马科维奇奥，
申请(专利权)人：感测技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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