本发明专利技术涉及在流体容器(F)中用于确定流体(F)的表面(0)的高度(H)和/或用于确定流体(F)的品质的设备。所述设备包括：声音换能器模块(10)，具有至少两个声音换能器(20至90)，所述至少两个声音换能器(20至90)每个被设计成接收并且发射声音信号，使得当至少两个声音信号叠加时导致叠加声音信号(11、12、13、14、18)；以及参考元件(8)，被布置在流体(F)中，从声音换能器模块(10)隔开预确定距离，并且被设计成反射叠加声音信号(11、12、13、14、18)。声音换能器模块(10)被设计成通过叠加至少两个声音信号而在到流体(F)的表面(0)的第一方向以及在到参考元件(8)的第二方向两者上发射叠加声音信号(11、12、13、14、18)，所述第二方向相对于第一方向以预确定声音信号角度延伸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在流体容器中用于确定流体的高度和/或品质的设备本专利技术涉及在交通工具的流体容器中用于确定流体（例如，尿素溶液）的高度和/或品质的设备。例如，声学测量设备可用于在流体容器中确定流体表面的高度。声学测量设备的声音换能器可操作为声音产生器和声音接收器两者。为了确定流体容器中的流体表面的高度，声音换能器可用于将声音脉冲发射到待测量流体中。声音脉冲可由流体相对于另一介质的边界表面反射。可从声音脉冲的传播时间得出对于流体容器中的流体表面的高度的结论。此外，单独提供的声音换能器可用于在被布置在流体中的参考反射器的方向上发射声音信号，以便确定流体中的声音速度。在此情况下，声音速度可用于确定流体表面以及确定流体的品质两者。例如，DE102014210080A1公开了在流体容器中用于确定流体表面的高度的设备。从其已知的设备具有：第一声音换能器，被设计成在流体表面的方向上发射声音信号，并且接收在流体表面处反射的信号；以及第二声音换能器，被设计成在被布置在流体容器中的参考元件的方向上发射声音信号，并且接收在参考元件处反射的信号。可从由第二声音换能器发射和再次接收的声音信号确定流体内部的声音速度，所述声音速度转而可用于确定流体表面的高度。DE102014210077A1还公开了在流体容器中用于确定流体表面的高度的设备和方法。此外，US5744898A公开了具有超声换能器矩阵的设备，所述超声换能器矩阵具有集成收发器电路。本专利技术基于提供在流体容器中用于确定流体的高度和/或品质的设备，所述设备使得可能可靠地确定流体的高度和/或品质，同时可以成本有效和高效的方式生产。此目的利用具有独立权利要求1的特征的设备而实现。在从属权利要求中陈述了本专利技术的优选和有利实施例。本专利技术基本基于以下概念：在交通工具中用于确定流体的高度和/或品质的设备中使用具有多个声音换能器的声音换能器模块，在所述声音换能器模块中，可根据期望设置叠加信号传播方向。与从现有技术已知的流体高度和流体品质传感器相比，这提供的优点是，与仅在一个方向上发射的两个单独声音换能器相反，仅提供单个声音换能器模块，可根据期望设置所述声音换能器模块的叠加信号传播方向。这使得可能省去用于使声音转向的单独偏转元件。本专利技术的一个方面公开了在流体容器中用于确定流体的表面的高度和/或流体的品质的设备。所述设备包括：声音换能器模块，具有至少两个声音换能器，所述至少两个声音换能器每个被设计成发射声音信号，使得当至少两个声音信号叠加时导致叠加声音信号；以及参考元件，被布置在流体中，从声音换能器模块隔开预限定距离，并且被设计成反射叠加声音信号。根据本专利技术，声音换能器模块被设计成通过叠加至少两个声音信号而在到流体的表面的第一方向以及在到参考元件的第二方向两者上发射叠加声音信号，所述第二方向相对于第一方向以预确定声音信号角度延伸。因此，可通过适当地控制声音换能器模块而根据期望设置叠加声音信号的传播方向。在根据本专利技术的设备的一个优选配置中，声音换能器模块还被设计成以至少两种不同控制模式控制，使得在第一控制模式中叠加声音信号在到流体的表面的第一方向上发射，并且在第二控制模式中叠加声音信号在到参考元件的第二方向上发射。因此，即使在流体的低填充高度的情况下，也可仅使用一个声音换能器模块而确定流体的表面的高度和流体的品质两者，因为叠加声音信号可在期望方向上（即，在第一方向上或在第二方向上）发射。不言而喻的是，叠加声音信号也可在第一方向与第二方向之间的任何方向上发射。在此情况下，优选的是，至少两种不同控制模式相对于彼此在时间延迟的情况下执行。优选地，不同控制模式在至少两个声音换能器的控制方面上关于振幅、频率和/或至少两个声音信号之间的相位偏移而不同。在根据本专利技术的设备的另一有利配置中，在第一方向与第二方向之间的预确定声音信号角度在大约70°与大约110°之间的范围中，优选地在80°与大约100°之间的范围中，甚至更优选地在大约85°与大约95°之间的范围中，其中，预确定声音信号角度最优选地为大约90°。第二方向优选地基本平行于流体容器的基部部段（也就是说，在基本水平方向上）延伸，使得叠加声音信号可被发射到同样优选地被布置在基部部段上的参考元件，并且甚至可在低填充高度的情况下在该位置反射。在另一配置中，可为有利的是，至少两个声音换能器呈矩阵的形式被布置在共同平面中。在此情况下，平面相对于流体的表面倾斜预确定倾斜角度，所述倾斜角度优选地在大约25°与大约56°之间的范围中，优选地在大约35°与大约55°之间的范围中，甚至更优选地在大约40°与大约50°之间的范围中，并且最优选地为大约45°。以矩阵被布置的至少两个声音换能器优选地被布置成使得声音信号的相应传输点在共同平面中。可为优选的是，至少两个声音换能器被布置成从彼此隔开预确定距离。此预确定距离优选地大约是由至少两个声音换能器发射的声音信号的波长的一半的奇数整数倍数（2n-1；n=自然数）。至少两个声音换能器中的至少一个优选地被分配声音引导元件，所述声音引导元件被设计成至少部分引导来自所分配的声音换能器的声音信号。声音引导元件优选地为基本漏斗形状的，在其中更小的开口面向声音换能器。在另一有利配置中，根据本专利技术的设备还具有控制单元，所述控制单元被设计成基于被发射到参考元件、在参考元件处反射并且再次被接收的叠加声音信号而确定流体内部的声音速度，并且基于被发射到流体表面、在流体表面处反射并且再次被接收的叠加声音信号和流体内部的所确定声音速度而确定流体表面的在流体容器的基部部段上方的高度和/或流体的品质。例如，现有流体的声音速度可已提供其成分的指示，特别是在用于排放气体后处理设备（例如，SCR催化转化器）的尿素溶液的情况下。在根据本专利技术的设备的另一优选配置中，至少两个声音换能器是电容微机械超声换能器(CMUT)或压电微机械超声换能器(PMUT)。通过将本教导进行实践，并且考虑所附附图，本专利技术的其它特征和目的对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：图1显示了根据本专利技术的在流体容器中用于确定流体的高度和/或品质的设备的示意视图，以及图2显示了通过来自图1的设备的声音换能器模块的截面视图。贯穿于所有附图，具有相同的设计或功能的元件被提供有相同的附图标记。在本公开的范围内，术语“流体品质”描述了表征流体的参数。例如，流体的声音速度、流体的密度（流体的化学成分可从其得出）以及流体的电气性质可被解释为表征流体品质的参数。例如，在尿素水溶液（例如，尿素）的情况下，可通过确定尿素水溶液的密度而在水中估测尿素的比例。图1显示了流体容器1，所述流体容器1具有基部部段3和填充有流体F的流体空间5。例如，流体F是液体介质，用于还原排放气体中的污染物，其优选地具有还原剂和/或还原剂前体，例如，尿素水溶液。可选地，流体F可为油，例如，变速器油，用于交通工具的变速器。为了在流体容器1中确定流体表面O的高度H，声音换能器模块10被布置在流体容器1的基部部段3上。特别地，优选的是，声音换能器模块10相对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.在流体容器(F)中用于确定流体(F)的表面(O)的高度(H)和/或用于确定所述流体(F)的品质的设备，其中，所述设备具有：/n-声音换能器模块(10)，具有至少两个声音换能器(20-90)，所述至少两个声音换能器(20-90)每个被设计成接收和发射声音信号，使得当至少两个声音信号叠加时导致叠加声音信号(11、12、13、14、18)，以及/n-参考元件(8)，被布置在所述流体(F)中，从所述声音换能器模块(10)隔开预限定距离，并且被设计成反射所述叠加声音信号(11、12、13、14、18)，/n其中，所述声音换能器模块(10)被设计成通过叠加所述至少两个声音信号而在到所述流体(F)的所述表面(O)的第一方向以及在到所述参考元件(8)的第二方向两者上发射所述叠加声音信号(11、12、13、14、18)，所述第二方向相对于所述第一方向以预确定声音信号角度延伸。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180213 DE 102018202209.71.在流体容器(F)中用于确定流体(F)的表面(O)的高度(H)和/或用于确定所述流体(F)的品质的设备，其中，所述设备具有：
-声音换能器模块(10)，具有至少两个声音换能器(20-90)，所述至少两个声音换能器(20-90)每个被设计成接收和发射声音信号，使得当至少两个声音信号叠加时导致叠加声音信号(11、12、13、14、18)，以及
-参考元件(8)，被布置在所述流体(F)中，从所述声音换能器模块(10)隔开预限定距离，并且被设计成反射所述叠加声音信号(11、12、13、14、18)，
其中，所述声音换能器模块(10)被设计成通过叠加所述至少两个声音信号而在到所述流体(F)的所述表面(O)的第一方向以及在到所述参考元件(8)的第二方向两者上发射所述叠加声音信号(11、12、13、14、18)，所述第二方向相对于所述第一方向以预确定声音信号角度延伸。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述声音换能器模块(10)还被设计成以至少两种不同控制模式控制，使得在第一控制模式中所述叠加声音信号(11、12、13、14、18)在到所述流体(F)的所述表面(O)的所述第一方向上发射，并且在第二控制模式中所述叠加声音信号(11、12、13、14、18)在到所述参考元件(8)的所述第二方向上发射。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述不同控制模式在所述至少两个声音换能器(20-90)的控制方面上关于振幅、频率和/或所述至少两个声音信号之间的相位偏移而不同。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·格拉斯，S·海因里希，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。