超聲液位探測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液位探測器(6)，其由聲導管(8)和具有超聲發(fā)射接收器(5)和傳感器電子器件(4)的液位傳感元件構(gòu)成。該超聲發(fā)射接收器(5)布置在殼體(1)中，該殼體由陶瓷基底(3)和與該基底(3)焊接在一起的金屬頂蓋(2)構(gòu)成，其中，超聲發(fā)射接收器(5)至少利用該發(fā)聲的區(qū)域與基底(3)相連接。
【專利說明】超聲液位探測器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液位探測器，其由聲波導管和具有超聲發(fā)射接收器和傳感器電子器件的液位傳感元件構(gòu)成。
【背景技術】
[0002]這種具有產(chǎn)生和發(fā)射并接收被反射的超聲波的超聲發(fā)射接收器的液位探測器被用于測量機動車的燃油箱中的油位，并且因此是已知的。為了保護防止燃油中侵蝕性成分的損害，聲探測器和電子器件布置在燃油箱的外部。在此的缺點在于，為了進行測量必須穿過燃油箱的壁，基于制成燃油箱的材料，這是成問題的。進一步已知的是，在燃油箱中布置了發(fā)射接收器。然而，這就要求包封發(fā)射接收器，其中，該包封必須這樣設計，即發(fā)射接收器的發(fā)聲的區(qū)域伸入燃油中，并且僅將發(fā)射接收器的剩余部分包封。為此所需的密封將導致油位傳感器的成本巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的因此在與，提出一種液位探測器，其能夠受保護地布置在燃料容器中，其中，該受保護的布置應設計簡單且成本低廉，且安裝投入也非常小。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，該目的這樣實現(xiàn)，即超聲發(fā)射接收器布置在殼體中，該殼體由陶瓷基底和與該基底焊接在一起的金屬頂蓋構(gòu)成，其中，該超聲發(fā)射接收器至少利用發(fā)聲的區(qū)域與該基底連接。
[0005]將發(fā)射接收器布置在陶瓷基底上能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射接收器的可靠且穩(wěn)定的固定。通過將陶瓷基底同時用作殼體組成部分，節(jié)省了附加的殼體部件。陶瓷基底與金屬頂蓋共同形成嚴密密封的殼體，并由此形成相對于周圍燃料的充分保護。
[0006]當發(fā)射接收器是一種壓電器件時，并且其中，特別是當真正的聲輻射器是壓電陶瓷盤時，能夠特別簡單地實現(xiàn)產(chǎn)生超聲波。
[0007]在一種有利的設計方案中，當發(fā)射接收器與陶瓷基底在聲學上軟連接時，發(fā)射接收器的固定則變得特別簡單。在該設計方案中，陶瓷基底形成超聲波路徑上的中間層。
[0008]當發(fā)射接收器彈性地與陶瓷基底粘貼在一起時，借助于粘貼則能夠特別容易地實現(xiàn)在聲學上的軟連接。從原則上來說，可將硅酮_、丙烯酸鹽-或聚胺酯-基的膠粘劑用于進行彈性粘合。但相應膠粘劑的選擇也可以根據(jù)使用條件進行選擇。因此，當粘合劑的玻璃轉(zhuǎn)化溫度低于液位傳感元件的使用溫度時，將得到用膠粘劑實現(xiàn)的彈性粘合。
[0009]從技術上來說比較簡單的是，根據(jù)另一種設計方案借助于軟焊實現(xiàn)發(fā)射接收器的連接。
[0010]在另一種設計方案中，發(fā)射接收器與陶瓷基底在聲學上硬連接，從而使陶瓷基底與發(fā)射接收器共同形成復合振蕩器。這一設計方案的優(yōu)點在于，提高了聲耦出的效率。
[0011]當發(fā)射接收器剛性地與陶瓷基底粘貼在一起時，則能夠以簡單的方式借助于粘貼而實現(xiàn)在聲學上的硬性連接。對此適用的是環(huán)氧樹脂-、丙烯酸鹽-或聚胺酯-基的膠粘齊U。但相應膠粘劑的選擇也可以根據(jù)使用條件進行選擇。因此，當膠粘劑的玻璃轉(zhuǎn)化溫度高于液位傳感元件的使用溫度時，將得到用膠粘劑實現(xiàn)的剛性粘合。
[0012]當發(fā)射接收器借助于燒結(jié)而與陶瓷相連接時，則能夠?qū)崿F(xiàn)特別持久的連接。特別是當基于應用條件而對強度有更高的要求時，該連接是非常有利的。
[0013]根據(jù)構(gòu)造部件的熱耐受度，也能夠通過硬焊來制造該連接。
[0014]在另一種設計方案中，殼體這樣布置在聲導管中，即聲波平行于燃料容器的底部，并且聲波導管這樣設計，即聲波隨后朝液體表面轉(zhuǎn)向90°。由此首先平行于液體表面地發(fā)聲，由此使發(fā)射接收器的、由原理決定的、所謂的死區(qū)處在燃料容器的底部區(qū)域內(nèi)，從而不會由此影響最小可測量的液位。隨后才通過聲導管進行對聲波的轉(zhuǎn)向，以便確定實際液位。
[0015]根據(jù)另一種有利的設計方案，殼體減震地布置在聲導管中。由此避免將振動從陶瓷基底傳遞到聲導管上并降低對真正測量信號的干擾影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過實施例對本發(fā)明進行詳細說明。圖中示出:
[0017]圖1示出液位探測器的示意性結(jié)構(gòu)，和
[0018]圖2示出液位探測器在燃料容器中的布置。
【具體實施方式】
[0019]圖1中的液位探測器包括殼體1，該殼體由金屬頂蓋2和陶瓷基底3構(gòu)成。為了形成嚴密密封的連接而將金屬頂蓋2與基底3焊接在一起，其中，在金屬頂蓋2平放在基底3所在的區(qū)域內(nèi)，基底3是金屬化的。陶瓷基底3除了其作為殼體的功能外，同時也用作印刷電路板和用于傳感器電子器件4和用于產(chǎn)生并發(fā)射以及接收超聲波的超聲發(fā)射接收器5的支承件，該支承件利用環(huán)氧樹脂膠粘劑剛性地粘貼在基底3上。在這一實例中，發(fā)射接收器5的真正的聲輻射器是壓電陶瓷盤。
[0020]圖2示出燃料容器7中的液位探測器6。該液位探測器6通過聲導管8固定在燃料容器7的底部9上。聲導管8在底部區(qū)域內(nèi)具有多個開口 10，燃料能夠通過這些開口進入聲導管8中。在聲導管8的這一區(qū)域內(nèi)，液位傳感兀件的殼體I在處于安裝位置上時是垂直安裝的，從而使由發(fā)射接收器5產(chǎn)生的超聲波通過垂直布置的陶瓷基底3與燃料容器7的底部9平行地發(fā)射出去。為此將殼體I插入聲導管8的容納部11中，其中，容納部中的、未詳細示出的減震器件能夠使傳遞到聲波管8上的振動最小化。聲波象征性地用箭頭示出。在經(jīng)過一段路程后，聲波碰在集成在聲導管8中的反射器12上，該反射器使聲波朝液體表面轉(zhuǎn)向90°。在液體表面上反射的聲波重新原路返回，直至其被發(fā)射接收器5接收，并借助于傳感器電子器件4這樣進行整理，即液位傳感元件提供與液位相應的電子信號，該電子信號被傳輸至機動車中的用于顯示液位的未示出的顯示裝置中。
【權利要求】
1.一種液位探測器，所述液位探測器由聲導管和具有超聲發(fā)射接收器和傳感器電子器件的液位傳感元件構(gòu)成，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)布置在殼體(I)中，所述殼體由陶瓷基底(3)和與所述基底(3)焊接在一起的金屬頂蓋(2)構(gòu)成，其中，所述超聲發(fā)射接收器(5)至少利用發(fā)聲的區(qū)域與所述基底(3)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)是壓電器件。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)與所述陶瓷基底(3)在聲學上軟連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)與所述陶瓷基底(3)軟焊在一起。
5.根據(jù)權利要求3所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)與所述陶瓷基底(3)彈性粘貼在一起。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)與所述陶瓷基底(3)在聲學上硬連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)與所述陶瓷基底(3)剛性粘貼在一起。
8.根據(jù)權利要求6所述的液位探測器，其特征在于，所述超聲發(fā)射接收器(5)與所述陶瓷基底(3)借助于燒結(jié)相連接。
9.根據(jù)前述權利要求1至8中至少一項所述的液位探測器，其特征在于，所述殼體(I)這樣布置在所述聲導管(8)中，即聲波平行于燃料容器(7)的底部(9)地射出，并且所述聲導管(8)設計為使得所述聲波隨后朝液體表面轉(zhuǎn)向90°。
10.根據(jù)前述權利要求1至8中至少一項所述的液位探測器，其特征在于，所述殼體(I)減震地布置在所述聲導管(8)中。
【文檔編號】G01F23/296GK104040303SQ201280065986
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2012年1月5日
【發(fā)明者】弗蘭克·屈內(nèi)爾, 卡爾-弗里德里克·普菲菲爾, 曼弗雷德·羅特 申請人:大陸汽車有限責任公司