用天线元件感测容器中一定体积液体的液位的系统和方法技术方案

液体液位传感器系统可以包含：配置为容纳一定体积的液体的容器；以及靠近该一定体积的液体布置的单极天线。射频电路可配置为将射频信号施加到单极天线，并且基于单极天线的射频特性，提供指示容器内一定体积的液体的液位的一个或多个信号。

【技术实现步骤摘要】
用天线元件感测容器中一定体积液体的液位的系统和方法优先权要求本申请要求于2019年6月5日提交的、标题为“SystemsandMethodsforSensingaLevelofaVolumeofaLiquidinaContainerUsingOneorMoreAntennaElements”的序列号62/857,308的美国临时申请的优先权权益，所述申请通过引用并入本文。
本公开大体涉及感测容器中一定体积的液体的液位，并且更具体地涉及使用一个或多个天线元件感测容器中体积液位的系统和方法。
技术介绍
已知各种形式的电感式和电容式传感器用于检测容器中一定体积的液体的液位。然而，这样的传感器通常需要精确、复杂的部件，这些部件可能造价昂贵。因此，改进的传感器将在本领域中受到欢迎。
技术实现思路
本公开的实施例的各个方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中获知，或者可通过实施例的实践获知。本公开的一个示例方面针对一种液体液位传感器系统。该系统可以包含配置为容纳一定体积的液体的容器和靠近该一定体积的液体布置的单极天线。该系统可以包含射频电路，该射频电路配置为将射频信号施加到单极天线，并且基于单极天线的射频特性来提供指示容器内一定体积的液体的液位的一个或多个信号。参照以下描述和所附权利要求，将更好地理解各种实施例的这些特征、方面和优点和其他特征、方面和优点。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用作解释相关原理。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的实施例的详细讨论，该说明书参照了附图，其中：图1示出了根据本公开的方面的系统的实施例，该系统包含用于感测容器中一定体积的液体的液位的单个天线。图2示出了根据本公开的方面的系统的另一实施例，该系统包含用于感测容器中一定体积的液体的液位的一对天线。图3示出了根据本公开的方面的射频电路的实施例；图4示出了根据本公开的方面的用于感测容器中一定体积的液体的液位的方法的实施例的流程图；图5示出了根据本公开的方面的、用于容纳各种液位的液体的容器的耦合。图6是根据本公开的方面的、图2的系统在液体的各种液位下相应的峰值耦合的频率的曲线图；图7A示出了根据本公开的方面的、空状态下的图2的系统的第一单极天线与第二单极天线之间的隔离/耦合响应、第一单极天线的第一回波损耗，以及第二单极天线的第二回波损耗；图7B示出了根据本公开的方面的、25％满时的图2的系统的第一单极天线与第二单极天线之间的隔离/耦合响应、第一单极天线的第一回波损耗，以及第二单极天线的第二回波损耗；图7C示出了根据本公开的方面的、50％满时的图2的系统的第一单极天线与第二单极天线之间的隔离/耦合响应、第一单极天线的第一回波损耗，以及第二单极天线的第二回波损耗；图7D示出了根据本公开的方面的、100％满时的图2的系统的第一单极天线与第二单极天线之间的隔离/耦合响应、第一单极天线的第一回波损耗，以及第二单极天线的第二回波损耗；图8A示出了在每个体积液位(充满的百分比)下第一单极天线的图7A至7D的第一回波损耗；以及图8B示出了在每个体积液位(充满的百分比)下第二单极天线的图7A至7D的第二回波损耗。具体实施方式现在将详细参照实施例，在附图中示出了实施例的一个或多个示例。通过对实施例的解释而非限制本公开的方式来提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对实施例进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，旨在本公开的各个方面都覆盖这样的修改和变型。本公开的示例方面针对用于感测容器中一定体积的液体的液位的系统和方法。天线(例如，单极天线)可以靠近该一定体积的液体布置。射频电路可配置为将射频信号施加到单极天线，并且基于天线的射频特性来提供指示容器内一定体积的液体的液位的一个或多个信号。示例射频特性包含耦合(例如，在单极天线与附加单极天线之间)、回波损耗、插入损耗和/或任何其他合适的射频特性。在一些实施例中，射频电路可配置为将附加射频信号施加到附加单极天线。射频电路(例如，其处理电路)配置为计算单极天线与附加单极天线之间的耦合(也称为隔离)。射频电路可以基于耦合来确定指示容器中一定体积的液体的液位的(一个或多个)信号。例如，处理电路可配置为检测单极天线之间的耦合的峰值。处理电路可配置为基于检测到的峰值来计算液体的液位。例如，射频电路可以采用查找表、(例如，凭经验或理论确定的)相关公式和/或任何其他合适的手段，以基于检测到的峰值来计算液体液位。在其他实施例中，可以使用回波损耗。例如，射频电路可以基于第一单极天线和/或第二单极天线(如果存在)的回波损耗来提供指示容器内一定体积的液体的液位的信号。例如，射频电路在测试频率(例如150MHz)下检测(一个或多个)回波损耗。随着液体体积的改变，测试频率下的回波损耗也可能会改变。通过将预测的液体体积与在测试频率下检测到的回波损耗进行相关(例如，通过查找表、相关公式等)，处理电路可以确定预测的容器中液体的体积。本专利技术的专利技术人已经发现，与检测一个或多个单极天线的回波损耗相比，使用单极天线之间的峰值耦合来检测容器中液体体积提供了各种益处。例如，已经发现耦合通常具有与液体体积良好相关的单一峰值(例如，在一些实施例中，在1GHz以下)。相反，通常回波损耗并未呈现出与一定体积的液体的液位存在这种关系。另外，一对单极天线之间的耦合可能比单个单极天线的回波损耗更不容易受到干扰。因此，使用耦合通常对电磁干扰或噪声或附近导电物体的存在更为鲁棒。然而，如上所述，根据本公开的方面，单个单极天线的回波损耗仍可以用于提供指示容器中一定体积的液体的液位的信号。在一些实施例中，根据本公开的方面的液体液位传感器系统可以包含：配置为容纳一定体积的液体的容器；以及靠近该一定体积的液体布置的单极天线。该系统可以包含射频电路，该射频电路配置为将射频信号施加到单极天线，并且基于单极天线的射频特性来提供指示容器内一定体积的液体的液位的一个或多个信号。在一些实施例中，单极天线可以耦合到容器的外表面。在一些实施例中，单极天线可被布置为距离一定体积的液体小于5厘米，在一些实施例中小于4厘米，在一些实施例中小于3厘米，在一些实施例中小于2厘米，以及在一些实施例中小于约1厘米。在一些实施例中，单极天线可以在一定体积的液体之外。在一些实施例中，系统可以进一步包含与单极天线平行布置的附加单极天线。附加单极天线可以相对于容器与单极天线相对放置。单极天线的长度可以大致等于附加单极天线的长度。在一些实施例中，单极天线可以在第一方向上具有第一长度，并且附加单极天线可以在第一方向上具有第二长度。第一长度与第二长度之比的范围可在约0.5至约2，在一些实施例中为约0.6至约1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体液位传感器系统，包括：/n容器，其被配置为容纳一定体积的液体；/n单极天线，其靠近该一定体积的液体布置；以及/n射频电路，其被配置为将射频信号施加到所述单极天线，并且基于所述单极天线的射频特性来提供指示所述容器内该一定体积的液体的液位的一个或多个信号。/n

【技术特征摘要】
20190605 US 62/857,3081.一种液体液位传感器系统，包括：
容器，其被配置为容纳一定体积的液体；
单极天线，其靠近该一定体积的液体布置；以及
射频电路，其被配置为将射频信号施加到所述单极天线，并且基于所述单极天线的射频特性来提供指示所述容器内该一定体积的液体的液位的一个或多个信号。


2.根据权利要求1所述的液体液位传感器系统，其中，所述单极天线耦合到所述容器的外表面。


3.根据权利要求1所述的液体液位传感器系统，其中，所述单极天线被布置为距该一定体积的液体小于5厘米。


4.根据权利要求1所述的液体液位传感器系统，其中，所述单极天线在该一定体积的液体之外。


5.根据权利要求1所述的液体液位传感器系统，还包括与所述单极天线平行布置的附加单极天线。


6.根据权利要求5所述的液体液位传感器系统，其中，所述附加单极天线相对于所述容器与所述单极天线相对放置。


7.根据权利要求5所述的液体液位传感器系统，其中，所述单极天线的长度等于所述附加单极天线的长度。


8.根据权利要求5所述的液体液位传感器系统，其中，所述单极天线在第一方向上具有第一长度，并且所述附加单极天线在所述第一方向上具有第二长度，其中，所述第一长度与所述第二长度之比的范围在0.5至2。


9.根据权利要求5所述的液体液位传感器系统，其中，所述射频电路被配置为将附加射频信号施加到所述附加单极天线。


10.根据权利要求9所述的液体液位传感器系统，其中，所述射频电路被配置为计算所述单极天线与附加单极天线之间的耦合，并且基于所述耦合来确定指示所述容器中该一定体积的液体的液位的一个或多个信号。


11.根据权利要求9所述的液体液位传感器系统，其中，所述射频电路被配置为在测试频率下计算所述单极天线与附加单极天线之间的峰值耦合值，并且其中，指示该一定体积的液体的液位的所述一个或多个信号与...

【专利技术属性】
技术研发人员：D维茨，O帕乔纳，M弗雷德里希，S鲁尔，S普劳斯特，J凯洛宁，J海斯，
申请(专利权)人：阿维科斯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB