專利名稱：用于測(cè)量液位的傳感器和組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量液位的傳感器。
背景技術(shù)：
液位計(jì)用于測(cè)量存儲(chǔ)容器中的液體量。例如，在汽車應(yīng)用領(lǐng)域中，一液位計(jì)、例如 一燃料液位計(jì)通常測(cè)量燃料箱中的燃料量并向車輛的燃料表提供一信號(hào)。現(xiàn)有的油位傳感器包括一浮動(dòng)的磁體，該浮動(dòng)的磁體停留在油底殼中的油的頂部 并基于油底殼中油位的變化而改變位置。隨著浮子改變位置，其操縱一簧片開關(guān)。但是，該 簧片開關(guān)僅給出高油位或低油位的指示。某些現(xiàn)有的燃料液位傳感器由于燃料成分而經(jīng)受氧化退化。特別地，退化的汽油 會(huì)加速(傳感器的)氧化退化。某些燃料液位傳感器具有一連接到浮子的滑臂。當(dāng)浮子隨 著燃料液位上升時(shí)，所述滑臂與一通常包括電阻材料帶的可變電阻相接觸并構(gòu)成一電路。 氧化降解增加了電路的電阻并引起滑臂與電阻材料之間的接觸故障。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，需要一種高精度、耐用/穩(wěn)健的液位計(jì)。(本實(shí)用新型)提出一種用于測(cè)量 液位的傳感器，其包括一浮子，該浮子可以由鋼或其他影響磁通的材料制成。該傳感器還包 括一殼體，該殼體限定一構(gòu)造成接納浮子的空腔。該殼體可以、而非必須為管狀，該空腔可 以為柱形。至少一個(gè)磁線圈沿空腔卷繞在所述殼體上。該線圈可以圍繞殼體卷繞。浮子能 被放置在流體中以在所述空腔內(nèi)與液位相關(guān)地移動(dòng)。線圈的電感與浮子在空腔內(nèi)的位置 相關(guān)地、進(jìn)而與液位相關(guān)地變化。相應(yīng)地，傳感器響應(yīng)于一如交變電流或脈沖數(shù)字電流的輸 入信號(hào)，提供一指示電感、從而指示液位的輸出信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型，用于測(cè)量液位的傳感器，包括至少部分為金屬的浮子；一殼 體，該殼體限定一構(gòu)造成接納所述浮子的空腔；至少一個(gè)磁線圈，該至少一個(gè)磁線圈沿所述 空腔卷繞在所述殼體上；其中所述浮子能被放置在流體中以在所述空腔內(nèi)與液位相關(guān)地移 動(dòng)；其中，所述至少一個(gè)線圈的電感與所述浮子在所述空腔內(nèi)的位置相關(guān)地、進(jìn)而與液位相 關(guān)地變化。根據(jù)本實(shí)用新型，用于測(cè)量液位的傳感器包括一鋼質(zhì)浮子；一管狀殼體，該殼體 限定一構(gòu)造成接納所述浮子的柱形空腔；至少一個(gè)磁線圈，該至少一個(gè)磁線圈沿所述空腔 圍繞所述殼體螺旋卷繞；其中所述浮子能被放置在流體中以在所述空腔內(nèi)與液位相關(guān)地移 動(dòng)；其中，所述至少一個(gè)線圈的電感與所述浮子在所述空腔內(nèi)的位置相關(guān)地、進(jìn)而與液位相 關(guān)地變化。根據(jù)本實(shí)用新型，一種組件包括一構(gòu)造成容納流體的容器；一能浮在所述流體 中的浮子；一殼體，該殼體至少部分在所述容器內(nèi)并限定一空腔，該空腔構(gòu)造成接納所述浮 子，使得所述浮子在所述空腔內(nèi)與所述容器中的液位相關(guān)地移動(dòng)；至少一個(gè)磁線圈，所述至 少一個(gè)磁線圈沿所述空腔圍繞所述殼體卷繞；其中，所述至少一個(gè)線圈的電感與所述浮子在所述空腔內(nèi)的位置相關(guān)地變化，使得所述線圈的電輸出與所述容器內(nèi)的液位相對(duì)應(yīng)。在若干實(shí)施例中，線圈被構(gòu)造成提供沿空腔的軸向長(zhǎng)度變化的電感。相應(yīng)地，浮子 無需延伸超出殼體，也無需超出線圈，因?yàn)閷?duì)于浮子在空腔內(nèi)的具體位置存在唯一的輸出 信號(hào)水平，即使浮子的長(zhǎng)度小于空腔的長(zhǎng)度也是如此。由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)容器中液位的完整測(cè) 量范圍，同時(shí)使傳感器的整體高度以及相應(yīng)的封裝空間最小化。在至少一個(gè)實(shí)施例中使用多個(gè)線圈，每個(gè)線圈圍繞空腔的相應(yīng)軸向部段卷繞?？?使用一復(fù)式(多路復(fù)用)部件，通過掃描各線圈的輸出值(例如電流消耗/實(shí)際電流)來 判定浮子接近哪個(gè)線圈，從而判定液位。接近浮子的線圈是很明顯的，因?yàn)槠漭敵鲂盘?hào)會(huì) 由于浮子對(duì)線圈電感的影響而變化。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)線圈是一沿所述空腔的軸向長(zhǎng)度 卷繞成多個(gè)線匝的單體線圈。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述線匝的節(jié)距是變化的。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述線匝形成堆疊層，其中各相鄰的層沿著殼 體的軸向長(zhǎng)度減小。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)線圈包括多個(gè)線圈，其中所述多 個(gè)線圈各自沿所述空腔的軸向相鄰的相應(yīng)部段卷繞。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，每個(gè)線圈都連接到一復(fù)式電子裝置，該復(fù)式電 子裝置配置成處理從所述線圈接收的電子輸出信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)線圈響應(yīng)于交變電流提供一與可 變化的所述電感相對(duì)應(yīng)的電子輸出信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)線圈響應(yīng)于脈沖式直流電提供一 與可變化的所述電感相對(duì)應(yīng)的電子輸出。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，在所述空腔內(nèi)，所述浮子不會(huì)沿軸向延伸超出 所述至少一個(gè)線圈。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)磁線圈包括多個(gè)線圈，所述多個(gè) 線圈設(shè)置成沿所述殼體彼此軸向相鄰。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述浮子的軸向高度基本上等于所述多個(gè)線圈 中任一個(gè)的軸向高度。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)感應(yīng)線圈是一沿所述空腔的軸向 長(zhǎng)度卷繞成多個(gè)線匝的單體線圈，所述多個(gè)線匝的節(jié)距不斷增加。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)感應(yīng)線圈是一卷繞成多個(gè)線匝的 單體線圈，所述多個(gè)線匝形成堆疊層，其中各相鄰的層沿著殼體的軸向長(zhǎng)度減小。聯(lián)系附圖、由以下對(duì)實(shí)施本實(shí)用新型的最佳方式的詳細(xì)描述，可顯見本實(shí)用新型 的上述特征和有益效果以及其他的特征和有益效果。

圖1是流體容器內(nèi)的液位傳感器的第一實(shí)施方式的示意性局部剖視圖；圖2是容器內(nèi)的液位傳感器的第二實(shí)施方式的示意性局部剖視圖；圖3是電感(微亨)關(guān)于圖2的傳感器中使用的第一浮子和第二浮子的浮子移動(dòng)距離(毫米)的映射圖；圖4是容器內(nèi)的液位傳感器的第三實(shí)施方式的示意性局部剖視圖；圖5是容器內(nèi)的液位傳感器的第四實(shí)施方式的示意性局部剖視圖；圖6是圖5的液位傳感器的局部透視圖；圖7是是容器內(nèi)的液位傳感器的第五實(shí)施方式的示意性局部剖視圖。
具體實(shí)施方式
參考附圖，在這幾個(gè)視圖中為相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，圖1示出一流體 容器10，例如但不限于汽車燃料箱或油底殼。流體容器10容納有流體12，顯示為第一液位 A。一液位傳感器14被設(shè)置在流體容器10中使其至少部分地浸入流體12中。液位傳感器 14是長(zhǎng)形的，優(yōu)選但非必須地，被設(shè)置成當(dāng)容器10水平放置時(shí)中軸線C大體是豎直的。液位傳感器14包括一殼體16，被示意性示出的該殼體利用一托架17安裝到容器 10上。將傳感器14安裝到容器10上的其他方法包括穿過容器10的開口安裝傳感器14 或者將傳感器14安裝在一從容器10的底部伸出的定位器上。這些方法中的任意一種都可 以被流體測(cè)量或流體傳感器——例如被應(yīng)用在汽車領(lǐng)域(例如燃料箱和發(fā)動(dòng)機(jī))中的傳感 器——的領(lǐng)域的技術(shù)人員想到和理解。在圖1所示的實(shí)施例中，殼體16是一塑料管件。殼 體16界定一空腔18，該空腔18在該實(shí)施例中基本呈柱形。在空腔18內(nèi)設(shè)置一金屬浮子 20。浮子20采用較薄的金屬材料、例如鋼。將一塞子22安裝到殼體16的底端上以在空腔 18內(nèi)容納浮子20。塞子22具有至少一個(gè)開口 24，所述開口允許流體12進(jìn)入空腔18并包 圍浮子20。也可以在塞子22中或在殼體16的側(cè)(面)中設(shè)置另外的開口。液位傳感器14包括一能被激勵(lì)/供電的感應(yīng)線圈23，該感應(yīng)線圈圍繞殼體16的 一部分卷繞成基本上包圍空腔18。線圈23可以具有一涂層，如噴涂或涂布的環(huán)氧樹脂或塑 料覆層，以保護(hù)線圈免于暴露于液體。線圈23是一單體連續(xù)的線圈，該線圈被螺旋卷繞以 形成一軸向長(zhǎng)度L。線圈23的第一端部沈接地(電位)28，如連接到容器10的一側(cè)。地 (電位) 可以替代地位于其他位置，如位于電力電子單元32中的地(電位)，其類似于下 面描述的圖5中的接地環(huán)。線圈23的第二端部30連接到電力電子單元32，該電力電子單 元32如圖1所示與傳感器14形成一整體(即安裝到殼體16上使得電力電子單元32與傳 感器14的其他部件被組合成一模塊)，但是該電力電子單元也可以替換代地遠(yuǎn)離該傳感器 14并與之操作連接，例如穿過容器10中的開口進(jìn)行連接。線圈23被卷繞成各匝間的距離 相等(即節(jié)距不變)。浮子20被構(gòu)造成浮在流體12中，使得最上端略高于流體12的上表面。因此，隨 著液位上升，例如上升到液位D，浮子20在空腔18內(nèi)上升，進(jìn)入卷繞線圈23的中央。隨著 容器10中的液位從液位A上升到液位D，浮子20接近的線圈23的線匝的數(shù)目增大。因此， 浮子20在空腔18內(nèi)的每一個(gè)位置在線圈23中引起唯一的電感。線圈23是一磁感應(yīng)線圈。因此，當(dāng)電子單元32為線圈提供變化的電流、例如交變 電流或脈沖寬度(受控)的直流時(shí)，線圈23的電感根據(jù)浮子20的位置而變化。替代地，線 圈23可用作振蕩電路的一部分。振蕩頻率與線圈23的電感成比例，因此與浮子20在殼體 16內(nèi)的位置成比例。隨著浮子20從圖1所示的最低位置移動(dòng)到一該浮子不再能在空腔18 中上升的最高位置(由于與殼體16的上部的干涉)，線圈23的側(cè)向鄰近浮子20的線匝數(shù)連續(xù)地變化。因此，被激勵(lì)的電磁線圈23的磁力線在相鄰的金屬浮子20的影響下連續(xù)地 集中，線圈23的電感連續(xù)地增加，從當(dāng)浮子20位于圖1所示的位置時(shí)的較低的第一水平增 加到當(dāng)浮子20的頂面34接觸到殼體16的上端部的底面36時(shí)的較高水平。由于單體線 圈23的節(jié)距不變，所以在本實(shí)施例中，卷繞有線圈23的殼體16的單位軸向長(zhǎng)度上的電感 不變。為了提供連續(xù)改變的電感，進(jìn)而為每一個(gè)浮子位置(和相應(yīng)的液位)提供唯一的指 示，浮子20的高度H必須基本上等于卷繞線圈23的長(zhǎng)度L。高度較小的浮子20在不同的 液位下會(huì)被定位在空腔18內(nèi)的不同位置處，但是該浮子鄰近的線圈23的線匝數(shù)相等，因此 使得對(duì)于不同的(浮子)位置，線圈的電感水平相等。相應(yīng)地，傳感器14不能唯一地識(shí)別 出低于液位A的液位。參考圖2，在流體容器10中示出液位傳感器14A的另一實(shí)施例。液位傳感器14A 使帶有卷繞線圈23A的殼體16的每單位軸向長(zhǎng)度具有不同的電感，因此實(shí)現(xiàn)更短的浮子 20A。與參照?qǐng)D1所示出和說明的部件相同的部件被以相同的附圖標(biāo)記示出。液位傳感器 14A也利用一單體卷繞線圈23A，但該線圈沿著殼體16以變化的節(jié)距卷繞，使得傳感器14A 在殼體16的單位軸向長(zhǎng)度上的電感變化，以允許使用軸向高度Hl明顯更短的浮子20A。利 用較短的浮子20A，傳感器14A在容器10內(nèi)液位的一擴(kuò)展范圍上、從液位Al到液位D提供 指示浮子位置的輸出信號(hào)。線圈23A是一單體線圈，一端部26A接地(電位)28，而另一端部30A連接到電力 電子單元32。隨著浮子20A從圖2所示的位置上升到表面34A貼靠殼體16的表面36的位 置，線圈23A的電感連續(xù)地變化。相鄰線圈線匝之間的節(jié)距可從導(dǎo)線的一端到另一端連續(xù) 地變化，隨著浮子20A在殼體16內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，每個(gè)線匝距前一線匝或者更近(參考圖2)，或 者更遠(yuǎn)。替代地，卷繞線圈23A的部段或區(qū)域可以卷繞成節(jié)距相等，只要卷繞線圈23A的、 沿軸向長(zhǎng)度Ll的、在軸向相鄰的線圈之間具有一致的節(jié)距的每個(gè)區(qū)域不長(zhǎng)于浮子20A的高 度Hl即可。因此，隨著浮子20A移動(dòng)穿過一區(qū)域，線圈為浮子20A的每個(gè)位置提供不同的 電感水平。當(dāng)浮子20A向上或向下移動(dòng)到另一區(qū)域時(shí)，導(dǎo)線23A的節(jié)距不同，其中與前一區(qū) 域相比相鄰線圈彼此間的距離更小或更大。參考圖3，曲線100示出以微亨為測(cè)度的電感關(guān)于浮子20A的以毫米(為單位) 的距離(的映射關(guān)系)，其中浮子20A的高度Hl為2英寸并從圖2所示的位置測(cè)起在空腔 18中向上移動(dòng)一距離，該距離最高為約95mm(即，95mm的液位范圍)。電感從約200微亨變 化到約700微亨。線圈23A是(線徑)30gage的179匝導(dǎo)磁線。曲線102示出在浮子20A 被圖2所示的傳感器14A中的、高度為0. 6英寸的浮子代替的情況下電感關(guān)于距離(的映 射關(guān)系)。在相同的浮子移動(dòng)距離(液位范圍)上，電感從約120微亨變化到160微亨。因 此，更大的浮子20A在液位范圍上提供更精確的液位讀數(shù)校正。參考圖4，在流體容器10中示出液位傳感器14B的另一實(shí)施例。與參照?qǐng)D1和圖 2所示出和說明的部件相同的部件被以相同的附圖標(biāo)記示出。液位傳感器14B利用一單體 卷繞線圈23B，但是線圈2 卷繞成形成堆疊相鄰的層，所述各層沿殼體16的軸向長(zhǎng)度(逐 漸)減小。相應(yīng)地，傳感器14B的每單位長(zhǎng)度的電感沿著卷繞線圈2 的軸向長(zhǎng)度Ll變化， 以允許使用具有明顯更短的軸向高度Hl的浮子20A。如圖2所示的實(shí)施例，利用更短的浮 子20A，傳感器14B在一擴(kuò)展范圍上、從液位Al到液位D提供指示浮子位置的輸出信號(hào)。線圈2 是一單體線圈，一端部26B接地(電位)28，該地(電位) 為圖示目的而在容器10的底部附近示出但也可以位于電力電子單元32處，而另一端部30B連接到電力 電子單元32的輸出部。由于線圈2 被卷繞成堆疊的層，線圈23B的電感將隨著浮子20A 從圖4所示的位置上升到表面34A貼靠殼體16的表面36的位置而連續(xù)變化。線圈2 卷 繞出第一內(nèi)層40，該第一內(nèi)層40從端部26B起沿殼體16的外表面向上在整體長(zhǎng)度Ll上延 伸。在第一層40的端部處，再向下繼續(xù)進(jìn)行卷繞，在第一層40上部分地延伸以形成具有較 短長(zhǎng)度L2的第二層42。然后從L2繼續(xù)向上卷繞到殼體16的上端部，然后向下卷繞一軸 向長(zhǎng)度L3，再返回殼體16的上端部以形成第三層44。每一層由徑向方向上的兩排線匝形 成。卷繞繼續(xù)，其中每相鄰的兩層之間的軸向長(zhǎng)度差(即長(zhǎng)度Ll與L2之差；L2與L3的長(zhǎng) 度差)不大于浮子20A的高度HI。相應(yīng)地，浮子20A的每個(gè)位置、進(jìn)而是每個(gè)液位都在線 圈23B中產(chǎn)生唯一的電感水平。用于形成堆疊層40，42，44的線圈線匝的總數(shù)的增加會(huì)使 電感(微亨)更大并使電感讀數(shù)的范圍更大，該讀數(shù)范圍與浮子20A在空腔18內(nèi)沿著線圈 23B的軸向長(zhǎng)度Ll的移動(dòng)相關(guān)。參考圖5，其中示出設(shè)置在圖1，2和4的流體容器10中的傳感器114的另一實(shí)施 例。傳感器114具有一殼體116，也稱作一指示件，因?yàn)槠錁?gòu)造成形成被沿徑向延伸的肋部 119分開的10個(gè)軸向部段或卷繞區(qū)域。每個(gè)軸向部段接納一單獨(dú)的線圈123A-123J。一復(fù) 式(復(fù)用)電子裝置150被安裝在殼體116的上端部上。如圖6所示的示例線圈123H，線 圈123H的一個(gè)端部126H接地連接到一接地環(huán)152的接線柱。線圈123H的另一端部130H 被連接到輸出接線柱154。每個(gè)線圈123A-123J被分別卷繞，從最遠(yuǎn)的線圈123A開始，通過 將接地端126H連接到接地環(huán)152，沿著肋部119中的徑向排列的狹槽156向下將線圈引導(dǎo) 到適當(dāng)?shù)木砝@區(qū)域。然后將線圈卷繞成偶數(shù)層0、4或6等)，使得線圈的另一端部能穿過 鄰近的狹槽156向上延伸以連接到接線柱154。所述重式電子裝置150利用接地線158接地連接到接地環(huán)152的其中一個(gè)接線 柱，并利用相應(yīng)的輸出導(dǎo)線160連接到每個(gè)輸出接線柱154。在殼體116的頂部形成一流體 開口 162，該流體開口與在殼體底部中的開口 124(參見圖5) —起允許流體進(jìn)入空腔118。 開口 1M、162可以設(shè)計(jì)成衰減殼體116內(nèi)的晃動(dòng)。所述復(fù)式電子裝置150可以具有一處理 器，該處理器配置成依次掃描各輸出柱154的輸出讀數(shù)(例如電流消耗)。優(yōu)選地，每個(gè)軸 向部段與浮子20B的整體軸向高度基本相同。因此，應(yīng)當(dāng)只有線圈123A-123J中的一個(gè)的 電感或者線圈123A-123J中兩個(gè)相鄰線圈的電感被空腔內(nèi)的浮子20B的位置所影響。輸出 接線柱或提供不同的輸出讀數(shù)的接線柱將表示出浮子20B的位置。圖7示出安裝在容器10內(nèi)的傳感器14C的另一實(shí)施例。傳感器14C具有一殼體 16C，該殼體16C利用一托架17安裝到容器10上。優(yōu)選地，殼體16C是一塑料管件。殼體 16C具有彎角并利用基本上豎直的第一部分16D安裝到容器10上，而第二部分16E在第一 部分16D下方成角度地在容器10中延伸。殼體16C界定一空腔18C?？涨?8C的每一端部 都具有開口 24C或包含一帶開口的塞子，以允許流體12進(jìn)入空腔18C，從而實(shí)現(xiàn)與容器10 中的液位A基本相同的(液)位。也可以在殼體16C中在其它位置處設(shè)置另外的開口。在 空腔內(nèi)設(shè)有多個(gè)金屬浮子20C。浮子20C彼此獨(dú)立。所示的浮子20C為球，但也可以具有其 他形狀。一能被激勵(lì)的單體感應(yīng)線圈23C在線圈線匝之間距離恒定(S卩，具有不變的節(jié)距) 的情況下被卷繞在殼體16C的第一部分16D上。與圖1的線圈23類似，線圈23C的一個(gè)端部接地(電位)、例如接到容器10的一側(cè)，而另一端部連接到一電力電子單元(未示出)， 該電力電子單元為線圈23C供電。在各浮子隨著液位升高或降低而在殼體16C內(nèi)上升或下 降時(shí)，各浮子20C保持彼此接觸。單獨(dú)的浮子20C組成的(浮子)堆與具有相同整體長(zhǎng)度 的單個(gè)浮子性質(zhì)相同。當(dāng)(浮子)堆隨液位變化移動(dòng)時(shí)，由(浮子)堆的每個(gè)位置在線圈 23C中得到唯一的電感。因此，沿著卷繞線圈23C的整個(gè)軸向長(zhǎng)度的液位能被傳感器14C唯 一地識(shí)別出。由于殼體16C具有彎角，所以作為用于測(cè)量液位的執(zhí)行部分的第一部分16D可更 低地延伸到容器10中，因?yàn)楦∽?0C的(浮子)堆或該浮子堆的一部分在液位較低時(shí)停留 在彎角的第二部分16E中。因此，線圈23C的軸向長(zhǎng)度越長(zhǎng)，便使液位測(cè)量范圍越寬。如果 容器10受到振動(dòng)，例如如果容器10是一發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，振動(dòng)將幫助浮子20C移動(dòng)穿過形成 在殼體16C的第一部分16D與第二部分16E之間的肘部。在該實(shí)施例中示出的，殼體16C被安裝在容器10內(nèi)。替代地，殼體16C也可以安 裝在容器10外，其中第二部分16E的端部與容器10流體連通。相應(yīng)地，圖1的實(shí)施例提供了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的液位傳感器14，該液位傳感器可以 完全安裝在流體容器10中。圖2和圖4的實(shí)施例針對(duì)每個(gè)浮子水平在傳感器14A、14B中 產(chǎn)生唯一的電感，允許使用較短的浮子并且在容器10內(nèi)實(shí)現(xiàn)了更寬的液位測(cè)量范圍。圖5 和6的實(shí)施例也允許使用較短的浮子20B并且擴(kuò)展容器10內(nèi)的液位測(cè)量范圍。圖7的實(shí) 施例通過利用一彎角的殼體16C和單獨(dú)的浮子20C堆實(shí)現(xiàn)了容器10內(nèi)的擴(kuò)展的液位測(cè)量 范圍。盡管實(shí)施本實(shí)用新型的最佳方式已得到詳細(xì)描述，本實(shí)用新型涉及的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)想到各種其它的設(shè)計(jì)以及用于實(shí)施本實(shí)用新 型的實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)量液位的傳感器(14，14A，14B, 114)，包括至少部分為金屬的浮子O0，20A，20B)；一殼體(16，116)，該殼體限定一構(gòu)造成接納所述浮子的空腔(18，118)；至少一個(gè)磁線圈03，23A，23B，123A-123J)，該至少一個(gè)磁線圈沿所述空腔卷繞在所述 殼體上；其中所述浮子能被放置在流體中以在所述空腔內(nèi)與液位(Α，Al)相關(guān)地移動(dòng)；其特征在于，所述至少一個(gè)線圈的電感與所述浮子在所述空腔內(nèi)的位置相關(guān)地、進(jìn)而 與液位相關(guān)地變化。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器(14，14Α，14Β)，其特征在于，所述至少一個(gè)線圈是一沿 所述空腔的軸向長(zhǎng)度(L，L1，L2，L3)卷繞成多個(gè)線匝的單體線圈Q3，23A，23B)。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器(14Α)，其特征在于，所述線匝的節(jié)距是變化的。
4.如權(quán)利要求2所述的傳感器(14Β)，其特征在于，所述線匝形成堆疊層(40，42，44)， 其中各相鄰的層沿著殼體的軸向長(zhǎng)度減小。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器(114)，其特征在于，所述至少一個(gè)線圈包括多個(gè)線圈 (123A-123J)，其中所述多個(gè)線圈各自沿所述空腔的軸向相鄰的相應(yīng)部段卷繞。
6.如權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，每個(gè)線圈都連接到一復(fù)式電子裝置 (150)，該復(fù)式電子裝置配置成處理從所述線圈接收的電子輸出信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感器(14，14Α，14Β，114)，其特征在于，所述至少一個(gè)線圈響 應(yīng)于交變電流提供一與可變化的所述電感相對(duì)應(yīng)的電子輸出信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器(14，14Α，14Β，114)，其特征在于，所述至少一個(gè)線圈響 應(yīng)于脈沖式直流電提供一與可變化的所述電感相對(duì)應(yīng)的電子輸出。
9.如權(quán)利要求1所述的傳感器(114)，其特征在于，在所述空腔內(nèi)，所述浮子不會(huì)沿軸 向延伸超出所述至少一個(gè)線圈。
10.一種用于測(cè)量液位的傳感器(14，14Α，14Β, 114)，包括一鋼質(zhì)浮子(20，20Α，20Β)；一管狀殼體(16，116)，該殼體限定一構(gòu)造成接納所述浮子的柱形空腔(18，118)；至少一個(gè)磁線圈03，23A，23B，123A-123J)，該至少一個(gè)磁線圈沿所述空腔圍繞所述殼 體螺旋卷繞；其中所述浮子能被放置在流體中以在所述空腔內(nèi)與液位(A，Al)相關(guān)地移動(dòng)；其特征在于，所述至少一個(gè)線圈的電感與所述浮子在所述空腔內(nèi)的位置相關(guān)地、進(jìn)而 與液位相關(guān)地變化。
11.如權(quán)利要求10所述的傳感器(114)，其特征在于，所述至少一個(gè)磁線圈包括多個(gè)線 圈(123A-123J)，所述多個(gè)線圈設(shè)置成沿所述殼體彼此軸向相鄰。
12.如權(quán)利要求11所述的傳感器(114)，其特征在于，所述浮子(20B)的軸向高度基本 上等于所述多個(gè)線圈中任一個(gè)的軸向高度。
13.如權(quán)利要求10所述的傳感器(14，14A，14B)，其特征在于，所述至少一個(gè)感應(yīng)線圈 (23,23A,23B)是一沿所述空腔的軸向長(zhǎng)度(L，Li，L2，L3)卷繞成多個(gè)線匝的單體線圈，所 述多個(gè)線匝的節(jié)距不斷增加。
14.如權(quán)利要求10所述的傳感器，其特征在于，所述至少一個(gè)感應(yīng)線圈(23B)是一卷繞 成多個(gè)線匝的單體線圈，所述多個(gè)線匝形成堆疊層(40，42，44)，其中各相鄰的層沿著殼體 的軸向長(zhǎng)度(L1，L2，L3)減小。
15. 一種組件，包括一構(gòu)造成容納流體(12)的容器(10)；一能浮在所述流體中的浮子O0，20A，20B)；一殼體(16，116)，該殼體至少部分在所述容器內(nèi)并限定一空腔(18，118)，該空腔構(gòu)造 成接納所述浮子，使得所述浮子在所述空腔內(nèi)與所述容器中的液位(Α，Α1)相關(guān)地移動(dòng)；至少一個(gè)磁線圈03，23Α，23Β，123Α-123Β)，所述至少一個(gè)磁線圈沿所述空腔圍繞所述 殼體卷繞；其特征在于，所述至少一個(gè)線圈的電感與所述浮子在所述空腔內(nèi)的位置相關(guān)地變化， 使得所述線圈的電輸出與所述容器內(nèi)的液位相對(duì)應(yīng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量液位的傳感器，包括一浮子，該浮子可以由鋼或其他影響磁通的材料制成。該傳感器還包括一限定空腔的殼體，該空腔用于接納所述浮子。所述殼體可以是，但不必須是管狀的，所述空腔可以是柱形的。至少一個(gè)磁線圈沿空腔卷繞在殼體上。所述線圈可以圍繞所述殼體卷繞。所述浮子能被放置在流體中以在所述空腔內(nèi)與液位(A，A1)相關(guān)地移動(dòng)。
文檔編號(hào)G01F23/72GK201844869SQ201020501309
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者G·V·畢奈科爾, R·D·科勒 申請(qǐng)人:伊頓公司