CN1341205A

CN1341205A - 测量液面的压电设备

Info

Publication number: CN1341205A
Application number: CN00804016.8A
Authority: CN
Inventors: 卡里姆·丙赫泽尔; 卡里姆·欧恩尼赫
Original assignee: Marwal Systems SAS
Current assignee: Marwal Systems SAS
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2002-03-20
Also published as: MXPA01007530A; JP2002535669A; DE60013403D1; EP1147382A1; JP4469088B2; BR0007762A; WO2000045137A1; US6588269B1; PL349033A1; EP1147382B1; FR2788851B1; FR2788851A1; DE60013403T2

Abstract

本发明涉及测量液面的设备,该设备包括检测组件(Si),该检测组件包括与控制装置相连的以分别正对着参考反射体(16)和该液体的上表面发射超声波的至少两个压电单元(10,12),该反射体与相关的单元(12)间距已知的距离(D),以及处理装置,该处理装置通过应用这两个单元(10,12)中的每个单元所发射的超声波传播的相应的时间可以确定该液体的液面。本发明的特征在于它包括在该设备充电之后能够确定一初始化阶段(1100,1100bis)的装置,在该初始化阶段中该控制装置以如下的方式运行压电单元(10,12):参考单元(12)的激励速率与液面测量单元(10)的激励速率的比率高于在随后的稳定测量阶段(1300)中的这些相同的速率的比率。

Description

测量液面的压电设备

本发明涉及基于压电装置测量液面的设备的领域。

本发明尤其应用在马达机车油箱中的燃油面/体积的测量领域中。

人们已经提出了测量液面尤其是燃油面的各种压电设备。

涉及这方面的技术可以参见例如FR-A-2751744、US-A-5095748、US-A-2753542、EP-A-0138541、WO-A-91/02950。

更准确地说，本发明涉及测量液面的设备，该设备包括至少一个检测组件(有时称为探头或传感器)，该检测组件包括与控制装置相关的以分别正对着参考反射体和该液体的上表面发射超声波的至少两个压电单元，该反射体与相关的单元间距已知的距离，以及处理装置，该处理装置通过应用这两个单元中的每个单元所发射的超声波传播的相应的时间可以确定该液体的表面。

本发明的目的是改进前述类型的设备。

通过这种类型的设备实现本发明的发明目的，该设备包括在该设备通电之后能够确定一初始化阶段的装置，在该初始化阶段中该控制装置以如下的方式运行压电单元：参考单元的激励速率与液面测量的激励速率的比率大于在随后的测量阶段中的这些相同的速率的比率。

根据本发明的另一优点，该设备进一步包括能够确定至少一种诊断阶段的装置，在该诊断阶段中该压电单元与该控制装置的输出隔离，并且该诊断装置对在这些控制装置的输出中出现的信号敏感。

通过下文结合附图以非限制性的实例给出的详细描述本发明的其它特征、目的和优点将会清楚，在附图中：

附图1表示根据本发明的压电单元的安装示意图，

附图2表示这种压电单元的平面视图，

附图3a表示由压电单元所发射的超声波和从参考单元反射的相应的回波的脉冲，附图3b表示由第二单元所发射的激励脉冲和从液体的上表面的反射中产生的回波，

附图4表示与微处理器或微控制器相关的用于运行该压电单元的控制装置的示意图，

附图5所示为测量在激励脉冲的发射和相应的回波的接收之间的间隔时间的原理的示意时序图，

附图6至13示意地表示根据本发明的优选测量程序的流程图，以及

附图14至19示意地顺序地说明在本发明的范围内实施的各种连续的测量步骤。

如附图1和2所示，根据本发明的测量设备包括至少一个检测组件，该检测组件包括与控制装置相关联的两个压电单元10，12，例如陶瓷单元。

当这些单元10，12由交流地接近它们的谐振频率的AC电信号激励时，该单元振动并产生压力波。

相反，当通过压力波机械地挤压压电单元10，12时，它们产生电信号作为输出。

更准确地说，在本发明的范围内，使两个压电单元10，12放置在油箱的底部以分别朝在附图1中以参考标号14所表示的液体的上表面和朝位于与相关的单元12距离已知的距离D的参考反射体16发射超声波。

单元10，12的结构可以形成许多变型的实施例。

通过非限制性的实施例，如在附图2中所述，适合于朝液体的表面14发射超声波的单元10可以由中心扁平圆盘形成，而适合于朝参考体16发射超声波的单元12由设置在中心圆盘10的外边的同心环形成。在这种情况下，可取的是，如在附图1中示意地示出，参考体16本身由与单元10，12平行的扁平环形成，它的中心开口对着单元10的圆盘。

然而本发明并不限于这种单元的特定设置。通过非限制性的实例，可以以两个并置的半圆盘的形式形成单元10，12。

还应该注意的是在本发明的范围内，两个单元10，12可以形成在不同的压电片上，或者在一个相同的压电片上，通过相应的分离的金属化处理对于该片的上表面(液面侧)分别处理在该片上的两个单元10，12，以使中心内圆盘的单元10用于高度测量，外圆环的单元12用于测量参考时间。

根据本发明的测量设备进一步包括处理装置，该处理装置通过利用由着这两个单元10，12中每个单元所发射的超声波的相应的传播时间来确定在油箱中的液体的高度H。

在一方面，在附图3中的3a所示为在时刻t0上参考单元12的激励脉冲和在从参考体16反射之后在相同的单元12上在时刻t1所接收的相应的回波。

同样，附图3b中所示为在时刻t2上测量单元10的激励脉冲和在从液体的上表面14反射之后在相同的单元10上在时刻t3所检测的相应的回波。

可取的是，前述的处理装置由此适合于根据关系H＝D(t3-t2)/(t1-t0)确定液体的高度H。

更准确地说，本发明特别采用一种如下的测量设备，该测量设备包括如附图1和2所示类型的至少两个组件，每个组件包括测量单元10和参考单元12。因此本发明尤其适合于应用在通过压电组件测量在多容器油箱中的燃油液面，该压电组件包括在油箱的每个容器中的测量单元10和参考单元12。

在本领域的熟练人员应该认识到如今多容器油箱经常使用，通常包括位于在机车的后轴的任一侧上的两个容器并通过连接通道在它们的上部连接在一起。

在后面的描述中，S1和S2分别指这样的两个检测组件：每个检测组件都包括分别放置在两容器的油箱中的一个容器中的测量单元10和参考单元12。

在附图4中已经示意地示出了与这种压电组件S1，S2相连的控制装置20的基本结构。

在附图4中所示的控制装置20通过例如12伏特的正电压+VCC供电，该控制装置20主要包括分配器级21、多路分解器级22和多路复用器级27。

分配器级21接收在这些输入210上的时钟信号并将所分配的其频率与所处理的信号相一致的时钟信号输送在这些输出212上。

多路分解器22包括通过门电路23，24，25和26分别连接到第一组件S1的测量单元10和参考单元12和第二组件S2的测量单元10和参考单元12的四个输出。

通过如下的输入监控将激励信号应用到在两个组件S1，S2的单元10，12的地址上的多路分解器22的输出中：接收初始化信号的多路分解器22的第一输入220、允许在测量单元10和参考单元12之间的选择的第二输入222和允许两个组件S1/S2之间的选择的第三输入224。

应用到多路分解器的输入222，224中的相同的选择信号也可以应用到多路复用器27的相应的输入中。多路复用器27具有分别连接到门电路23，24，25和26的输出的四个输入。

其功能是检测在单元10，12上的回波信号的接收的多路复用器27具有通过成形门电路28，29(例如基于阈值检测的)连接到控制装置的输出的输出。

可以理解的是，在附图4中所示的控制装置20一方面通过允许选择诊断操作模式的附加的选择输入可以进行补充，另一方面可以提供一组设置在门电路23-26和压电单元之间的一组附加的门电路以在诊断模式下使压电单元与门电路23-26和多路复用器27之间隔离。

附图5示意性地示出了测量在单元10或12的输出超声波的发射和在检测相应的回波之间间隔的时间的程序。

因此在附图5a中所示为例如通过外部微处理器应用到多路分解器22的输入220中的初始化边沿。通过非限定性实例，这种初始化脉冲或初始化边沿的幅值大约为5伏特的数量级，持续时间T1大约为1.5微秒到6微秒的数量级。

如附图5b所示，在初始化边沿的过程中，多路分解器22根据选择线222，224的状态在用于组件S1/S2的一个组件的参考单元12或测量单元10中的一个单元的输出上产生例如对应于分配器21的脉冲的激励脉冲串。通过非限制性的实例，这种矩形脉冲的周期T2大约为500纳秒的数量级。

如附图5c所示，在该附图的左边为在如附图5b中所示的激励信号的影响下压电单元的振动所产生的超声压力波，而在附图的右边是在相同的单元上所检测到的相应的回波。

附图5c示意性地示出了阈值电平Ns(例如由门电路29所应用的)，在压电单元上所检测的信号与该阈值电平进行比较以识别在这个单元上所接收的回波信号(它大于Ns)和噪声信号(它小于Ns)。

因此，当在压电单元上检测到大于阈值Ns的回波信号时，可以确定分离发射激励的初始时刻和回波出现的时刻的时间T3(见附图5d)。

通过在这个时间T3内发射时钟脉冲(见附图5e)，可以容易地确定在从液面14或参考体16反射之后的超声波的外部和返回时间。

现在参考附图6至13描述根据本发明的测量程序的流程图。

在本部分的描述以及附图6至13中，将用到下列术语：

TL1，TL2或TLi表示由压电单元10所发射的、从液体的上表面14所反射的以及在传感器S1，S2或Si上通过相同的单元10所检测的超声波的外部/返回行程的持续时间；

Tref1，Tref2或Trefi表示对应于由参考压电单元12所发射的、从参考体16所反射的以及在相同的单元12上传感器S1，S2或Si所检测的超声波的外部/返回行程的持续时间的时间基准；

ETL1，ETL2或ETLi表示TL1，TL2或TLi的连续的无效测量数；

ETref1，ETref2或ETrefi表示Tref1，Tref2或Trefi的无效的连续值的数量；

L1，L2或Li表示在油箱容器No.1，No.2或No.i中所计算的液面；

Fref1，Fref2或Frefi表示与传感器S1，S2或Si相关的时间基准中的一个基准的测量电路(在连接线、连接器或压电单元的电平下)中的故障检测；

FL1，FL2或FLi表示在容器No.1，No.2或No.i中的液面中的一个液面的测量电路(在连接线、连接器或压电单元的电平下)中的故障检测；

D表示将参考障碍物16和压电单元12分离开的距离(通常D为大约20毫米的数量级)；

Nex表示从测量阶段TLi或Trefi开始所发射的激励脉冲数；

Nmes表示从测量阶段TLi或Trefi开始的有效回波数；

Nexmax表示所允许的最大的激励脉冲数(通常Nexmax＝99)；

Nav表示用于产生存储Trefi或TLi所需的平均值所要求的时间值数(通常Nav＝4)；

n表示循环叠代程序所需的整数。

应该注意的是，可取的是在进行计算或测量之后存储下述参数：Tref1，Tref2，TL1，TL2，L1，L2，Fref1，Fref2，FL1，FL2，如果中断了该***的电源仍然保存这些参数。

此外，可取的是，在进行计算之后存储下述参数：ETref1，ETref2，ETL1，ETL2，但是在断电之后不再需要保存这些参数保存。

此外应该指出的是当根据时间基准Fref1或Fref2检测到故障时，可取的是以所存储的Trefi的最高值例如42ms替换所获得的误差值。

同样地，当涉及FL1或FL2的液面检测到故障时，优选采用Li或TLi的预定值，例如Li＝0mm和TLi＝20微秒。

在附图6中所示为该程序的主流程图1000。

该主流程图以初始化步骤1001开始，在该过程中将参数ETref1，ETref2，ETL1和ETL2设置为零。

在这种初始化步骤1001之后为初始化传感器S1的测量参数的子程序1100，之后为初始化传感器S2测量参数的子程序1100bis。下文参考附图7详细地描述执行这两个全程相同的子程序1100，1100bis。

在每个子程序1100bis结束时，监控装置确定在初始化之后是否达到预定的时间例如大约4毫秒的数量级，如在附图6中步骤1200所示意地示出。在否定的情况下，通过在1100bis之后子程序1100的叠代循环返回到该程序。相反，在肯定的情况下，控制装置启动与稳定阶段的测量程序对应的子程序1300。随后根据附图10专门描述稳定阶段的测量程序1300的执行。

如在步骤1800中示意地所示，一旦电源中断在附图6中所示的主程序1000就结束。

如前文所示，在本发明的范围内，在初始化阶段1100和1100bis的过程中，该控制装置以如下的方式运行压电单元：参考单元12的激励速率与液面测量单元10的激励速率之比大于在随后的稳定阶段测量子程序1300的过程中相同的速率之比。

可取的是，在初始化阶段1100和1100bis的过程中该比率大约为1，而在稳定的阶段1300中位于1/100和1/10之间，非常可取的是大约为1/50的数量级。

因此，可取的是，在本发明的范围内，在初始化1100和1100bis的过程中，执行Trefi测量子程序以进行一次TLi测量子程序，而在稳定的测量阶段1300的过程中，执行Trefi测量子程序以进行几次TLi测量子程序，例如通常50个TLi测量子程序。

下文参考附图7描述用于一个传感器i的子程序1100。

这种子程序1100以测量Trefi本身的子程序1110开始，其后为进行测量TLi的子程序1140。

随后参考附图8和9专门描述这两个子程序1110和1140。

在子程序1140之后，监控装置校验在步骤1170中参数ETLi是否大于或等于预定值例如1200。

在肯定的情况下，子程序1100终止。

在否定的情况下，在校验步骤1170之后为计算步骤1171，在该计算步骤1171的过程中监控装置根据关系Li＝D.TLi/Trefi计算液面的高度Li。

因此，在完成步骤1171时，可以得到表示该液面的值。

在这种计算步骤1171之后为步骤1172，在步骤1172的过程中监控装置确定参数ETrefi是否大于预定值例如1200。

在否定的情况下，子程序1100终止。

相反，在肯定的情况下，在该校验步骤1172之后为步骤1173，在步骤1173的过程中监控装置确定先前所计算的参数Li是否大于预定值例如22mm。

在否定的情况下，子程序1100终止。

在肯定的情况下，在该步骤1173之后为步骤1174，在步骤1174的过程中检测参考i的故障，将参数Frefi设定为1。

下文参考附图8描述测量Trefi的子程序。

子程序1110以初始化步骤1111开始，在初始化步骤1111的过程中将参数Nex，Nmes和ETrefi设定为零。

在随后的步骤1112中，监控装置确定参数Nex是否等于Nexmax。重新使Nexmax对应于预定值例如99。数量Nexmax对应于在回波采集的过程中连续地产生的最大的脉冲数(如果在这种脉冲串之后没有检测到回波，根据另外的参数继续该程序以免停止该***)。

在肯定的情况下，步骤1112之后为步骤1114，在该步骤1114的过程中监控装置使ETrefi＝ETrefi＋1。

在步骤1112的输出为否定的情况下，步骤1112之后为激励子程序1120，下文参考附图12更详细地描述该激励子程序1120。

这个激励子程序之后为步骤1130，在步骤1130的过程中监控装置使该值Nex增加1即Nex＝Nex＋1。

在步骤1130之后，监控装置执行校验步骤1131，在步骤1131的过程中确定测量时间是否位于两个可接收的预定值之间，该测量时间对应于参考反射体16和单元12分离的距离D，例如在25和42微秒之间。

在否定的情况下，步骤1131之后重新执行步骤1112。

相反，在肯定的情况下，监控装置执行步骤1132以使参数Nmes以Nmes＝Nmes＋1的形式加1。

在步骤1132之后为校验步骤1133，在执行步骤1133的过程中监控装置确定Nmes是否等于Nav。重新使Nav对应于实现平均值所需的时间值数，通常Nav＝4。

在完成步骤1133的查询一旦为否定的情况下，步骤1133之后为重复步骤1112。

相反在肯定的情况下，在完成步骤1133的查询后为在步骤1134中根据所获得的值计算平均值。

在步骤1134之后为步骤1135，在步骤1135的过程中使值Trefi等于所获得的平均值。

步骤1135之后为步骤1136，在步骤1136的过程中监控装置使ETfri＝0和Frefi＝0。

测量在附图9中所示的TLi的子程序1140与前文参考附图8所描述的子程序1110具有基本相同的流程图。

为此，在此不详细地描述测量TLi的子程序。

应该注意的是组成测量TLi的子程序1140步骤的数字标号相对于在前文所描述的在附图8中所示出的相应的步骤标号增加30。

此外，应该注意的是，在附图9中所示出的测量TLi的子程序1140与在附图8中所示出的测量Trefi的子程序1110的区别如下：

-在初始化步骤1141中，步骤1111的参数ETrefi必须以参数ETLi替换；

-在步骤1161中，需要适应与在从液面14(在最小液面和最大液面之间)反射之后相对于单元10经过外部/返回行程所需的时间间隔进行比较的时限。可取的是，在步骤1161中所使用的下限时限小于在步骤1131中所使用的相应的时间，而在步骤1161中所使用的上限时限大于在步骤1131中所使用的相应的时限。通常，在步骤1161中测量时间与值20微秒和350微秒进行比较。

-在步骤1165中，步骤1135的参数Trefi以TLi替换。

-在步骤1144中监控装置建立关系ETLi＝ETLi＋1，以及

-在步骤1166中监控装置建立关系ETLi＝0和FLi＝0。

现在描述在附图10中所示的稳定阶段测量子程序1300。

这个稳定阶段的测量子程序1300以初始化阶段1302开始，在1302的过程中叠代参数n设置为0。

初始化步骤1302之后的步骤如下：

-在附图8中所示类型的测量Tref1的子程序1310，即测量组件S1的参考时间，

-与在附图8中所示同样类型的测量Tref2的子程序1410，即测量组件S2的参考时间，

-在附图9中所示类型的测量TL1的子程序1510，即测量组件S1的测量时间，

-采集L1的子程序1590，即采集在容器No.1中的液体的高度(下文参考附图11描述这种采集子程序1590)，

-与在附图9中所示同样类型的测量TL2的子程序1610，即采集在容器No.2中的组件S2的测量时间，

-与在附图11中所示同样类型的采集L2的子程序1690，即采集在容器No.2中的液体的高度，以及

-递增步骤1700中，在步骤1700的过程中监控装置将n增加到n＋1。

在步骤1700之后，监控装置实施查询步骤1702，在步骤1702的过程中它们检测n是否等于NL。

只要n不等于NL，校验步骤1702之后就进行子程序1510，1590，1610，1690和步骤1700的叠代循环。

另一方面，当n等于NL时，校验步骤1702之后为从子程序1310和1410的循环叠代。

如前文所描述，NL通常为在10和100之间，可取的是大约为50的数量级。这个值NL确定了在稳定阶段测量程序1300的过程中在进行新的时间基准采集之前液面采集数，从而随之确定了在稳定阶段1300和初始化阶段之间的参考单元的激励速率和测量单元的激励速率之比的变化(这里该比优选等于1)。

现在参考附图11描述在稳定阶段测量子程序1300的过程中采集Li的子程序1590。

子程序1590以查询步骤开始，在查询步骤的过程中监控装置检查连续无效测量数ETLi是否大于预定值，例如大于或等于1200。

在肯定的情况下，步骤1591之后为步骤1592，在步骤1592的过程中监控装置检查连续无效测量数Trefi是否大于或等于所确定的值例如24。

在肯定的情况下，步骤1592之后为步骤1593，在步骤1593的过程中监控装置强制使所确定的液面的值Li为预定值，例如Li＝0mm。

在完成步骤1590为否定的情况下，监控装置实施步骤1594，在步骤1594的过程中它们根据关系L＝D.TL/Trefi确定液面的高度Li。

在这个计算步骤1594之后为与步骤1592相当的查询步骤1595，在步骤1595的过程中监控装置检查无效值ETrefi是否大于或等于预定值例如24。

在否定的情况下，采集子程序1590终止。

在肯定的情况下，步骤1595之后为查询步骤1596，在步骤1596的过程中监控装置检查所计算的参数Li是否大于预定值，例如大约22mm的数量级。

在否定的情况下，采集子程序1590终止。

在肯定的情况下，步骤1596之后为步骤1597，在步骤1597的过程中监控装置通过将参数Frefi设定为1建立对于参考i的误差。

此外，如果相应步骤1592为否定，则步骤1592之后为步骤1598，在步骤1598的过程中具有相对于液面i已经确定的误差的监控装置在1下建立参数FLi。

现在参考附图12描述激励子程序1120。

这个子程序与在附图9中的标号为1150的子程序相同。

激励子程序1120包括选择相关组件S1或S2的初始化步骤1121，之后为产生压电单元的激励信号的步骤1122，之后为检测通过压电单元发射信号和之后回波接收的步骤1123，之后为测量激励信号的发射和相应的回波的检测之间的间隔的时间的步骤1124。

如前文所述，可取的是，根据本发明的装置至少周期性地实施诊断子程序，在该诊断子程序中压电单元与属于控制装置的多路分解器22的输出隔离并且诊断装置对在这些输出上出现的信号敏感以检测控制装置的组件的正确的操作。

这个诊断子程序1900(在附图13中示出)以选择这个子程序的步骤1901开始。

随后诊断子程序1900执行选择在理论上对应于两个组件S1或S2中的一个组件的相关的输出的步骤1902和步骤1903，在步骤1903中通过确定持续时间使输入220有效(这个信号对应于在附图5a中的边沿)以使在附图5b中所表示的类型的激励脉冲产生在多路分解器22上的一个输出中。通过非限制性的实例，所讨论的激励脉冲的发射时间T1可以是大约为18微秒。

在随后的步骤1904中，监控装置确定大于在步骤1903中的激励脉冲的发射时间的持续时间的时标(mask)是否终止，在多路分解器22的一个输出中检测信号。通过非限制性的实例，前述的时标的持续时间大约为20微秒。

在接下来的步骤1905中，实施持续时间的测量。

然后在随后的步骤1906中，监控装置确定是否达到最大液面的超声波的外部和返回行程所许的最大的持续时间(例如对于最高的200mm的高度持续时间大约为350微秒)，而不检测回波。

在这个步骤1906为否定的情况下，即如果在时标终止之后且在可能的外部/返回时间的最大的持续时间内仍然检测信号，则监控装置在步骤1907中确定该电路有故障。

相反，如果步骤1906为肯定，即如果在时标终止和所允许的最大的持续时间之间没有检测信号，则步骤1908延长诊断子程序1900，该步骤1908将在附图5a中所示的类型的边沿应用到输入220中，其持续时间T1大于前述的时标，例如大约21微秒。然后在步骤1909中，检测在该电路的一个输出中所检测的信号的无效，并且在步骤1910中测量持续时间。此外，在查询步骤1911中，确定在位于时标的终止和稍微更长的时间之间(例如在20和22微秒之间)的间隔中在该电路的输出中是否已经发现信号。

如果在步骤1911中所检测的间隔中没有接收到信号，则监控装置在步骤1907中确定该电路有故障。

在相反的情况下，诊断子程序1900终止。

现在根据附图14至19专门说明根据本发明的设备的操作顺序。

如前文所述，将该程序分为稳定的测量阶段1300，在其前面有初始化阶段1100，1100bis。

如在附图14中所示，稳定的初始化阶段包括采集液面1和2的序列串A(或1510-1690)，通过采集参考时间Tref1和Tref2的步骤B(或1310-1410)分开。

通过非限制性的实例，每个序列A和B通常持续500毫秒，在采集参考时间的两个步骤B之间以500毫秒的单元持续时间进行50个步骤A以采集液面1和液面2，即步骤A的总的序列的持续时间为大约25秒。

如在附图15中所示，可取的是，一旦使用电源所实施的初始化阶段可以由大约为500毫秒的单元持续时间的交替的连续步骤D和C形成，其分别对应于采集基准时间1和液面1的步骤C(在第一容器中)和采集基准时间2和液面2的步骤D(在第二容器中)。

在附图16中已经详细描述了A型步骤。

可取的是，每个步骤A本身分解成两个相等的子周期，通常为250毫秒。在每个子周期中，在第一时间A1中激励传感器i，然后在时间A2中计算相应的液面i，在随后的时间A3中如果查询适当的话通过将该测量的液面乘以该油箱相应的容器的已知的横截面来计算相应的体积i。

更准确地说，如在附图16的底部所示，子周期的每个时间A1都包括连续发射的激励脉冲和相应的回波的检测。

仅在检测了必须的有效的回波数Nav(通常为四个有效的回波)之后计算液面i。所存储的液面值对应于根据所检测的四个回波所得到的平均值。

在附图17中示出了步骤B的细节。

以与步骤A相当的方式，将每个步骤B分为两个相等的子周期，这两个子周期分别用于组件i中的一个，每个子周期本身分为激励相应的参考单元12的第一时间B1，该时间通常在0.2毫秒和35毫秒之间，之后为对应于该参考时间Trefi的存储的时间B2。

在此，每个时间B1包括用于单元12的激励脉冲的连续发射，随后为检测相应的回波以及根据所需的有效的回波数(通常为4个有效回波)建立平均值。

在附图18中示出了步骤C的细节。

在此将每个步骤C分为两个子周期，可取的是大约250毫秒相同的持续时间。这些子周期中的一个子周期专用于激励参考单元i，而第二个子周期专用于激励相应的测量单元i。

第一子周期C1包括第一时间C11和之后的存储Trefi的时间C12，该第一时间C11例如为激励参考单元i的0.2毫秒到35毫秒的持续时间。

第二子周期C2包括用于激励测量单元i的例如0.2毫秒到35毫秒的第一时间C21，之后为计算相应的液面i的时间C22和计算相应的体积i的时间C23。在此每个第一时间C11和C21都包括激励脉冲的连续发射，随后为检测回波以及根据有效回波的预定数量Nav(通常为4)建立平均值。

在附图19中示出了步骤D的细节。

后面的步骤与在附图18中所示出的前述的步骤C相同，并将它应用到检测元件i＋1的参考和测量单元。

当然，本发明并不限于上文所述的特定的实施例，而是根据本发明的精神可以延伸到各种变型中。

前文所描述的是应用到包括两个检测组件S1，S2的***中的测量程序，该两个检测组件S1，S2分别设置在两-容器的油箱的容器中。然而，在本领域的熟练技术人员会理解到本发明还可以用于单个的容器***或包括大于2的x个容器并因此包括相同数量x个探测头Si的***中。

Claims

1.测量液面的设备，更具体地说用于测量在马达机车的油箱中的燃油面，该设备包括至少一个检测组件(Si)，该检测组件包括与控制装置相连以分别正对着参考反射体(16)和该液体的上表面发射超声波的至少两个压电单元(10，12)，该反射体与相关的单元(12)间距已知的距离(D)，以及处理装置，该处理装置通过应用这两个单元(10，12)中的每个单元所发射的超声波传播的相应的时间可以确定该液体的液面，其特征在于它包括在该设备通电之后能够确定一初始化阶段(1100，1100bis)的装置，在该初始化阶段中控制装置以如下的方式运行压电单元(10，12)：参考单元(12)的激励速率与液面测量单元(10)的激励速率的比率大于在随后的稳定测量阶段(1300)中的这些相同的速率的比率。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于在初始化阶段(1100，1100bis)中参考单元(12)的激励速率与液面测量单元(10)的激励速率的比率大约为1的数量级而在稳定的测量阶段(1300)中位于1/10和1/100之间，可取的是大约为1/50的数量级。

3.根据权利要求1或2中任一权利要求所述的设备，其特征在于它包括i个检测组件，每个检测组件包括分别设置在多-容器型油箱的容器中的两个压电单元(10，12)。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的设备，其特征在于它包括两个检测组件(S1，S2)，每个检测组件包括分别设置在两-容器型油箱中的一个容器中的参考压电单元(12)和测量压电单元(10)

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的设备，其特征在于每个检测组件(S1，S2)包括由环行参考压电单元(12)所包围的中心测量压电单元(10)。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的设备，其特征在于它包括在初始化(1101)之后能够执行如下的过程的控制装置：

a)初始化至少一个传感器(i)的至少一个步骤(1100，1100bis)，该步骤的过程中该***以参考单元(12)的激励速率与测量单元(10)的激励速率较高的比率采集参数，

b)在所确定的时间内循环叠代前述的步骤a)的步骤(1200)，然后

c)初始化测量步骤(1300)。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于步骤a)由连续地采集i个检测组件(Si)的参数的步骤。

8.根据权利要求6或7中任一权利要求所述的设备，其特征在于在步骤a)中，监控装置对每个检测组件(i)连续地交替进行参考压电单元(12)和测量压电单元(10)的步骤(C，D)。

9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的设备，其特征在于在稳定的测量(1300)的步骤c)中，监控装置在相应的参考单元的激励的两个步骤(B)之间确定交替地用于(i)传感器的测量单元(10)的连续的激励(A)。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的设备，其特征在于通过平均所采集的有效测量次数的所确定的数目(Nav)来进行每次测量，例如四次连续的有效测量。

11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的设备，其特征在于它进一步包括能够确定至少连续的诊断子程序(1900)的装置，在诊断子程序(1900)的过程中压电单元(10，12)与控制装置的输出隔离，该诊断装置对在这些控制装置的输出上出现的信号敏感。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于诊断子程序(1900)包括持续时间小于暂时的时标的持续时间的激励信号发射阶段(1903)和对于最大的测量持续时间在控制装置的输出上没有出现信号的检测(1906)。

13.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的设备，其特征在于诊断子程序(1908)包括持续时间大于暂时的时标的持续时间的激励信号发射阶段(1908)和一旦这个暂时的时标终止在控制装置的输出上的信号的检测(1911)。