CN101506090A - 燃料检测装置 - Google Patents

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CN101506090A CNA2007800303267A CN200780030326A CN101506090A CN 101506090 A CN101506090 A CN 101506090A CN A2007800303267 A CNA2007800303267 A CN A2007800303267A CN 200780030326 A CN200780030326 A CN 200780030326A CN 101506090 A CN101506090 A CN 101506090A
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Abstract

一种燃料检测装置(10)，其设置在装配有燃料分配管(2)的燃料喷嘴(1)中，该装置(10)包括所述燃料分配管(2)和设置在所述分配管(2)内的套管(12)，所述管(2)和所述套管(12)形成环形间隙(13)并构成电容器，所述电容器的电容器板为所述管(2)本身和所述套管(12)，所述电容器适于通过测量所述电容器的电容来测量所述环形间隙(13)区域中的介电常数，并从而检测前述环形间隙(13)中是否存在燃料；所述燃料检测装置(10)使用参考电容测量值，该参考电容测量值是从将所述喷嘴(1)***待填充的车辆燃料箱进口的前一瞬间时所述环形间隙(13)中空气的介电常数值获得的。

Description

燃料检测装置
技术领域
本发明涉及一种燃料填充喷嘴的燃料检测装置，特别地，可应用于燃料填充喷嘴的本装置的设计目的是，在填充机动车燃料箱期间，当燃料箱快填充完毕且因而需要停止分配以防止燃料溢出燃料箱时检测某位置是否存在燃料。
根据本发明的装置检测是否存在从待填充车辆的燃料箱进口返回的燃料，并向燃料分配阀直接提供信号从而停止分配燃料，或者向喷嘴控制单元提供信号，该控制单元使用该信号来关闭燃料分配阀。
背景技术
已知类型的燃料检测装置主要是基于压力传感器，也就是所谓的过满传感器，其检测平行于喷嘴的分配管且通常一体设置在喷嘴的分配管中的小管内的压力变化。
通过燃料箱进口中的压力的增大可以因而对接近分配管的端部是否存在燃料进行检测。从车辆燃料箱返回的燃料柱所致的压力增大也传递至平行于喷嘴分配管的管，从而向传感器提供压力增大信号。因此在该信号的指令下关闭燃料分配阀。
基于压力测量的这些装置的操作结果通常让人感觉不满意：有时例如因为燃料中形成泡沫而使分配燃料太早停止，使得无法完全填满车辆燃料箱；有时停止不够及时因而在燃料箱填满而溢出时燃料分配仍在继续。
为了改进燃料分配的及时中断，已经提出了其它燃料检测装置，这些燃料检测装置是基于不同于压力测量的工作原理的。
在美国专利US3814146中公开了一种控制燃料箱中的流体分配的电子装置，其利用朝向燃料箱定位在燃料分配管中的传感器。
对传感器以电子方式通电使其以自身的固有频率振动，传感器的振动因而用于产生与该频率成比例的电信号。传感器产生的信号被发送至打开分配阀或者使其保持打开的响应回路，因此只要传感器振动频率保持不变，就可以分配液体。
当燃料箱中的液位上升时，与流体接触的传感器的振动频率发生改变，因此，发送信号以关闭燃料分配阀。
美国专利US2918095描述了另一种电子类传感器，其位于燃料分配管的端部，该传感器基于对由燃料输送管本身和位于该燃料输送管外部且与该燃料输送管同轴的管形成的环形间隙的介电常数的测量。通过将两个管当作电容器板来进行间隙的介电常数的测量。
将上述电容器***谐振电子电路，电容器的电容能够根据设置在或***两个管之间的间隙中的电介质而变化。
例如，当燃料从燃料箱上升并到达两个管之间的间隙时，电容器的电容便增大并达到中断燃料分配的临界值。
根据前述专利的燃料传感器装置从未实际应用于燃料喷嘴。对这些装置而言，已发现其操作结果让人感觉不满意，因为它们在检测所测变化幅度、频率或介电常数的变化方面不够及时。
尤其是，这些装置在检测停止分配燃料的阙值方面不够及时。此外，由于这些装置是基于电型式的测量，所以难于将它们集成到现有的专用机械式燃料分配喷嘴中。缺少操作传感器所需的电源，而且在实现纯机械式燃料分配阀的关闭方面还存在许多困难。
发明内容
因而本发明的一个目的是改进已知的燃料检测装置。
本发明的另一个目的是提供一种操作起来安全可靠的燃料检测装置。
本发明的另一个目的是提供一种能够以最佳方式与燃料分配喷嘴-尤其是与电磁操作的燃料分配喷嘴一体设置的燃料检测装置。
本发明的还有一个目的是提供一种防爆的燃料检测装置。
本发明的又一个目的是提供一种制造简单且经济的燃料检测装置。
根据本发明的一个方面，该燃料检测装置设置在装配有燃料分配管的燃料喷嘴中，该装置包括所述燃料分配管和设置在所述分配管内的套管，所述管和所述套管形成环形间隙并构成电容器，所述电容器的电容器板是所述管本身和所述套管，所述电容器适于通过测量所述电容器的电容来测量所述环形间隙的区域中的介电常数，并从而检测前述环形间隙中是否存在燃料，其特征在于，所述燃料检测装置使用参考电容测量值，该参考电容测量值是从将所述喷嘴***待填充的车辆燃料箱进口的前一瞬间时所述环形间隙中空气的介电常数值获得的。
本发明的结果是，由于在将喷嘴***燃料箱进口的前一瞬间测得了空气的介电常数的参考值并且考虑了能够改变该瞬间的空气的介电常数的前述值的变量，诸如湿度、温度、灰尘等，该燃料检测装置能够迅速检测到是否存在燃料。
因而通过该参考测量值，可以非常精确的方式将相应的阙值与燃料检测装置中存在燃料的事实联系起来。
从属权利要求涉及的是本发明的优选和有利的实施方式。
附图说明
通过下面参照附图对本发明的某些优选实施方式的详细描述可以使本发明进一步的目的和优点变得更为清楚，附图中：图1是装配有根据本发明的燃料检测装置的燃料分配喷嘴的局部剖视侧视图；图2是应用于图1中的喷嘴的燃料检测装置的某些细节的截面放大图。
具体实施方式
参照附图，燃料分配喷嘴总体上由1表示。喷嘴1包括具有端部3的燃料分配管2，该端部3适于***机动车油箱(未图示)中，同时在端部3处还设置有根据本发明的燃料检测装置10。
燃料检测装置10位于分配管2的端部3处，并且实质上包括管2本身和装在内管11上的套管12；内管11的直径稍小于管2的内径，而且内管11与所述管2同轴。
套管12具有小的厚度且是由例如黄铜等金属或另一种导电材料制成的。套管12的外径也稍小于管2的内径，为了便于将套管12插在内管11上，所述套管12可具有纵向槽口14。
套管12因而在端部3处和管2内部与分配管2形成环状间隙；套管12通过间隔环4保持与管2同轴，该间隔环4也封闭了间隙13的底部。内管11又连接至用于将燃料分配到车辆的燃料箱(未图示)中的燃料分配阀(未图示)。处于套管12内部的内管11由抗燃料的塑性材料制成并且也位于与分配管2同轴的位置。在管2上靠近间隙13的底部处设有至少一个排气孔17，更普遍的情况是，设计一些排气孔17从而当燃料从正被填充的燃料箱升起而到达所述间隙13时允许空气排出。
分配管2可由适于接触燃料的任何金属制成，而内管11由例如Arkema公司的注册商标Rilsan等聚酰胺制成。例如，管2可以由不锈钢、黄铜等制成。
由于根据本发明的装置10通过两个串联电阻连接至燃料分配阀或如果有的话连接至分配阀的控制单元，所以该装置还是高防爆式的。前述串联电阻使得装置10能够在本质上是防爆的且不会影响到测量能力。
根据图1，管2也可具有一些与连接至燃料蒸气抽出回路的内管(未图示)连通的抽出孔18；该管的第一部分可以是环形的并由管2和内管11形成。
套管12和分配管2构成燃料检测装置10用于测量间隙13中的区域的介电常数的电容器板。套管12也通过信号传输线15直接连接至燃料分配阀(未图示)或可以连接至喷嘴1的控制单元(未图示)。
喷嘴1还包括已知类型的倾角传感器16，该倾角传感器16也连接至燃料分配阀或喷嘴控制单元，并在喷嘴1的本体处于大体水平的位置-即通常对应于喷嘴***车辆燃料箱进口的位置时提供分配燃料的启动信号。在这种情况下，这种由传感器16启动分配也用于确定测量间隙13中的区域的介电常数的时刻。
因而倾角传感器16也是检测装置10的一部分，因为其使得能够容易地确定喷嘴1***燃料箱进口以进行填充前的瞬间，而且因为其通常是燃料喷嘴中已有的。
当然，可以使用能够检测出喷嘴1何时接近燃料箱进口的其它装置，例如近程传感器或计时器，该计时器从喷嘴卸离供应塔的时刻限定一定延迟时间，从而对空气的介电常数进行参考测量。
在分配燃料期间，当车辆的燃料箱快填充完毕时，从燃料箱返回的燃料本身将到达环形间隙13中的区域。
通过连续测量电容器的电容并将所测到的值与间隙13仅充满空气时测到的参考电容值进行对比，就可以检测出间隙13的区域中的介电常数的变化，因此可快速检测出燃料本身是否存在于分配管2的端部3。
根据本发明的燃料检测装置10的重要特征是对参考介电常数值-即当喷嘴的端部没有接触到燃料时的测量，该测量是根据下文将更为详细地描述的内容进行的。
用户将喷嘴1从供应塔中的机座处抽出并将喷嘴1的本体水平放置以使得分配管2能够***待填充燃料箱的进口。
倾角传感器16接着供给信号以启动燃料分配。在这一瞬间-即倾角传感器16启动燃料分配时，该瞬间紧接在喷嘴***车辆燃料箱进口以进行填充之前，对环形间隙13中的空气的介电常数值进行测量。上述测量结果用作随后燃料检测的参考值。如上所述，作为倾角传感器16的替代型式，其它装置可用于提供测量环形间隙13中空气的介电常数值的启动信号。
当然，对介电常数的测量是通过测量由管2、套管12和间隙13组成的电容器的电容而以间接方式来进行的。
由于是紧接在填充前对间隙13中空气的介电常数值进行测量的，因此考虑了所有可以在该瞬间改变空气的前述介电常数值的变量，诸如湿度、温度、灰尘等。
在补充燃料期间，连续对间隙13内的区域中的介电常数值进行测量并将该值与开始补充燃料前获得的参考值进行比较。
当间隙13中的介电常数的参考值与当前值之间的差值超过对应于存在燃料的特定阙值时，装置10发出信号以阻止燃料流向燃料分配阀或者如果有的话流向分配阀的控制单元。
由于根据本发明的燃料检测装置10所需的配线和电源都已经现有，所以该装置10能够很好地与装配有机电操作的分配阀的燃料喷嘴结合。
然而，通过为纯机械式的分配阀设置合适的机电止动装置，根据本发明的装置10也同样能够应用于所述带有纯机械式分配阀的喷嘴。
此外，该燃料检测装置10也可以是其它不同型式，所述型式也是基于对间隙13的区域中的介电常数的测量，但是具有不同的结构构件设置。
总体来说，根据本发明的燃料检测装置比通常基于压力测量的已知装置迅速得多。
当然，本发明不限于所图示和所描述的示例性实施方式，而是包括用于获得同样效果的所有适当的变型和改型，因此这些变型和改型落入大体上如所描述、所图示和请求保护的本发明构思的宽泛范围内。
在权利要求中，括号中给出的附图标记仅用于指代相应的技术特征，而不构成对权利要求的保护范围的限制。

Claims (11)

1、一种燃料检测装置(10)，其设置在装配有燃料分配管(2)的燃料喷嘴(1)中，该装置(10)包括所述燃料分配管(2)和设置在所述分配管(2)内的套管(12)，所述管(2)和所述套管(12)形成环形间隙(13)并构成电容器，所述电容器的电容器板是所述管(2)本身和所述套管(12)，所述电容器适于通过测量所述电容器的电容来测量所述环形间隙(13)的区域中的介电常数，并从而检测前述环形间隙(13)中是否存在燃料，其特征在于，所述燃料检测装置(10)使用参考电容测量值，该参考电容测量值是从将所述喷嘴(1)***待填充的车辆燃料箱进口的前一瞬间时所述环形间隙(13)中空气的介电常数值获得的。
2、根据权利要求1所述的燃料检测装置，其中，所述套管(12)装配在分配燃料以进行填充的内管(11)上。
3、根据权利要求1或2所述的燃料检测装置，其中，所述燃料分配管(2)由金属或另一种导电材料制成，所述套管(12)也是由例如黄铜等金属或另一种导电材料制成的。
4、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，其中，所述内管(11)是由例如聚酰胺等塑性材料制成的。
5、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，其中，所述套管(12)通过间隔环(4)保持与所述管(2)同轴，该间隔环(4)还封闭了所述间隙(13)的底部。
6、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，其中，所述燃料分配管(2)设有至少一个排气孔(17)以在燃料到达所述间隙(13)中时允许所述间隙(13)中的空气排出。
7、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，其中，所述套管(12)通过信号传输线(15)连接至燃料分配阀或者能够连接至所述喷嘴(1)的控制单元。
8、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，其中，所述检测装置(10)通过两个串联电阻连接至燃料分配阀，或者如果有的话连接至所述分配阀的控制单元。
9、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，该燃料检测装置包括允许在将所述喷嘴***待填充的燃料箱进口的前一时刻测量处于所述环形间隙(13)中的空气的介电常数值的装置(16)。
10、根据权利要求9所述的燃料检测装置，其中，所述允许测量空气的介电常数值的装置包括倾角传感器(16)，该倾角传感器(16)适于在所述喷嘴(1)的本体处于对应于所述喷嘴***待填充燃料箱进口的位置时提供信号。
11、根据前述权利要求中任一项所述的燃料检测装置，其中，所述检测装置(10)连接至机电操作的燃料分配阀。
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