ES2277810T3 - Dispositivo para medir un nivel de llenado de un liquido en un deposito. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para medir un nivel de llenado de un líquido en un depósito, en particular en un depósito de carburante de un vehículo automóvil, con un sensor de ultrasonidos para generar ondas de ultrasonidos en el líquido y para recibir las ondas de ultrasonido reflejadas en la zona del nivel de líquido en el depósito y con una unidad evaluadora para calcular el nivel de llenado de líquido a partir del tiempo de recorrido de las ondas de ultrasonidos recibidas por el sensor de ultrasonidos, estando dispuesto en la zona del fondo del depósito y a una distancia prevista delante del sensor de ultrasonidos un reflector de medida y porque la unidad evaluadora está configurada para comparar los tiempos de recorrido de las ondas de ultrasonido reflejadas en la zona del nivel de líquido y de las ondas de ultrasonido reflejadas por el reflector de medida, caracterizado porque el reflector de medida (17) puede moverse desde una posición lateral hasta la distancia prevista delante del sensor de ultrasonidos (15).
Description
Dispositivo para medir un nivel de llenado de un
líquido en un depósito.
La invención se refiere a un dispositivo para
medir un nivel de llenado de un líquido en un depósito, en
particular en un depósito de carburante de un vehículo automóvil,
con un sensor de ultrasonidos para generar ondas de ultrasonidos en
el líquido y para recibir las ondas de ultrasonidos reflejadas en la
zona del nivel de líquido en el depósito, y con una unidad
evaluadora para calcular el nivel de llenado del líquido a partir
del tiempo de recorrido de las ondas de ultrasonido recibidas por el
sensor de ultrasonidos, estando dispuesto en la zona del fondo del
depósito y a una distancia prevista delante del sensor de
ultrasonidos un reflector de medida y porque la unidad evaluadora
está configurada para comparar los tiempos de recorrido de las ondas
de ultrasonido reflejadas en la zona del nivel del líquido y de las
ondas de ultrasonido reflejadas por el reflector de medida.
Tales dispositivos se incluyen a modo
experimental en vehículos automóviles y son conocidos por la
práctica. En el dispositivo conocido por la práctica tiene el sensor
de ultrasonidos un diámetro exterior correspondiente al diámetro
interior del tubo de medida y está insertado en un extremo del tubo
de medida. El tubo de medida atraviesa el fondo del recipiente y se
llena a través de agujeros de compensación con el líquido existente
en el depósito. Para reforzar las ondas de ultrasonido reflejadas
por el nivel de líquido, está dispuesto en el tubo de medida un
flotador que refleja las ondas de ultrasonido.
Un inconveniente en el dispositivo conocido es
que el tiempo de recorrido de las ondas de ultrasonido reflejadas
depende muy fuertemente de la composición del líquido, así como de
su temperatura. Debido a esto el dispositivo previsto en particular
para su utilización en el depósito de carburante de un vehículo
automóvil es muy inexacto, ya que la temperatura del carburante por
ejemplo se modifica en una gama amplia al repostar o al aparcar bajo
el sol.
Podría pensarse en medir la temperatura en el
depósito y corregir el tiempo de recorrido de las ondas de
ultrasonido en función de la temperatura y de los parámetros
relativos a la sustancia del líquido. No obstante, esto exige un
considerable coste para calcular la altura de llenado. Además, no
puede compensarse por ejemplo en el carburante diesel una variación
de su composición a lo largo de las estaciones del año o debido a la
absorción de agua.
Por la DE 37 06 453 A1 se conoce un transmisor
de nivel de llenado con un sensor de ultrasonido que emite ondas de
ultrasonido para el tramo de medida y un tramo de referencia. Puesto
que el sensor de ultrasonidos emite simultáneamente para ambos
tramos de medida, tiene una gran superficie y con ello su
constitución es muy costosa.
La invención tiene como base el problema de
perfeccionar un dispositivo del tipo citado al principio de tal
manera que detecte de manera especialmente fiable el nivel de
llenado también cuando varíe la temperatura y la composición del
líquido.
Este problema se resuelve en el marco de la
invención pudiendo moverse el reflector de medida desde una posición
lateral hasta la distancia prevista delante del sensor de
ultrasonidos.
Mediante esta configuración puede calcularse de
manera sencilla la modificación del tiempo de recorrido de las ondas
de ultrasonido reflejadas en la zona del nivel del líquido debida a
variaciones de temperatura o a variaciones en la composición del
líquido, tras la comparación con el tiempo de recorrido de las ondas
de ultrasonido reflejadas por el reflector de medida. El nivel de
llenado de líquido en el recipiente puede indicarse por ejemplo como
la relación con la distancia entre el sensor de ultrasonidos y el
reflector de medida. Puesto que esta relación es independiente de la
composición del líquido y de su temperatura en el recipiente, se
determina el nivel de llenado de manera especialmente precisa. El
cálculo del tiempo de recorrido de la reflexión desde el reflector
de medida y del tiempo de recorrido de las reflexiones desde el
nivel del líquido, se realizan de esta manera uno tras otro, con lo
que las reflexiones no pueden influirse mutuamente. Otra ventaja de
esta configuración reside en que puede fabricarse y montarse sin
calibrado un único dispositivo para cualesquiera líquidos. Esto da
lugar, en particular en la fabricación del dispositivo en una gran
serie, como por ejemplo en depósitos de carburante de vehículos
automóviles, a costes de fabricación muy reducidos.
El dispositivo correspondiente a la invención se
configura constructivamente de manera especialmente sencilla cuando
el reflector de medida tiene una corredera o una chapaleta que puede
moverse hasta la posición prevista. El movimiento de la corredera o
de la chapaleta puede realizarse mecánicamente, eléctricamente, por
fluido o magnéticamente.
El dispositivo correspondiente a la invención se
configura de manera especialmente económica cuando el reflector de
medida está dispuesto en un depósito de desbordamiento que se apoya
en el fondo del depósito. Puesto que el depósito de desbordamiento
se encuentra en el lugar más profundo del depósito, puede asegurarse
de manera sencilla que en el tramo entre el sensor de ultrasonido y
reflector de medida existe suficiente líquido.
Las reflexiones perturbadoras pueden evitarse
sencillamente según otro perfeccionamiento ventajoso de la invención
cuando el sensor de ultrasonidos está fijado a la cara exterior del
depósito y está dispuesto frente a un tubo de medida dispuesto en el
depósito. Aquí puede estar conducido el tubo de medida desde la
pared inferior hasta la pared superior del depósito o soportar el
reflector de medida.
La invención permite numerosas formas
constructivas. Para clarificar más su principio básico, se ha
representado una de ellas en el dibujo y se describirá a
continuación. El mismo muestra en
Fig. 1 un depósito en una sección longitudinal
con un dispositivo correspondiente a la invención que no es objeto
de la invención, y
Fig. 2 una forma constructiva de la invención
con un reflector de medida móvil.
La figura 1 muestra un depósito 1 configurado
como depósito de carburante para un vehículo automóvil, con un tubo
de medida 2 dispuesto en el interior del mismo. El tubo de medida 2
conduce un flotador 3 que sigue el nivel de líquido y tiene un
reflector de medida 4 que sobresale lateralmente. En la cara
exterior del depósito 1 está fijado un sensor de ultrasonidos 5 con
dos elementos de sensor 6, 7 y una unidad evaluadora 8. Uno de los
elementos de sensor 7 está dispuesto delante del tubo de medida 2,
mientras que el otro elemento de sensor 6 está enfrentado al
reflector de medida 4. Los elementos de sensor 6, 7 envían
ultrasonidos perpendicularmente hacia arriba y reciben la reflexión.
El ultrasonido de uno de los elementos de sensor 7 es reflejado por
el flotador 3 y el ultrasonido de otro elemento de sensor 6 por el
reflector de medida 4. La unidad evaluadora 8 calcula a partir de la
relación de los tiempos de recorrido entre sí y a partir de la
distancia conocida al reflector de medida 4 el nivel de llenado de
carburante en el depósito 1. El nivel de llenado puede convertirse,
conociendo la geometría del depósito, de manera sencilla en volumen
de carburante. El carburante puede penetrar en el tubo de medida a
través de agujeros de compensación 9 - 12 dispuestos en el tubo de
medida 2 y junto al reflector de medida 4, y en la zona de delante
del reflector de medida 4. Lateralmente junto al reflector de medida
4 tiene el depósito 1 una pared 13 que sobresale verticalmente hacia
arriba. Esta pared 13 apantalla el sensor de ultrasonidos frente a
reflexiones laterales.
La figura 2 muestra otra forma constructiva del
dispositivo correspondiente a la invención en la que una unidad
evaluadora 14 y un sensor de ultrasonidos 15 forman una unidad
constructiva. El sensor de ultrasonidos 15 se enfrenta a un tubo de
medida 16 con un reflector de medida 17 móvil. El reflector de
medida 17 tiene una corredera 19 que puede moverse mediante un
elemento actuador 18. Mediante la corredera 19 puede moverse el
reflector de medida 17 desde la posición dibujada fuera del tubo de
medida 16 hasta una posición dentro del tubo de medida 16
representada con línea de puntos. Mediante el correspondiente
control del elemento actuador 18, puede calcularse a elección el
tiempo de recorrido de las ondas de ultrasonido hasta el nivel de
líquido o hasta el reflector de medida 17. Contrariamente a la
forma constructiva de la figura 1, se refleja aquí el ultrasonido
directamente en el nivel de líquido. Evidentemente puede utilizarse
adicionalmente también un flotador para reforzar la reflexión. El
tubo de medida 16 tiene en la proximidad de sus extremos respectivas
aberturas de compensación 20, 21 para una compensación de presión y
compensación de sustancia con la otra parte del depósito 1.
Claims (4)
1. Dispositivo para medir un nivel de llenado de
un líquido en un depósito, en particular en un depósito de
carburante de un vehículo automóvil, con un sensor de ultrasonidos
para generar ondas de ultrasonidos en el líquido y para recibir las
ondas de ultrasonido reflejadas en la zona del nivel de líquido en
el depósito y con una unidad evaluadora para calcular el nivel de
llenado de líquido a partir del tiempo de recorrido de las ondas de
ultrasonidos recibidas por el sensor de ultrasonidos, estando
dispuesto en la zona del fondo del depósito y a una distancia
prevista delante del sensor de ultrasonidos un reflector de medida y
porque la unidad evaluadora está configurada para comparar los
tiempos de recorrido de las ondas de ultrasonido reflejadas en la
zona del nivel de líquido y de las ondas de ultrasonido reflejadas
por el reflector de medida,
caracterizado porque
el reflector de medida (17) puede moverse desde
una posición lateral hasta la distancia prevista delante del sensor
de ultrasonidos (15).
2. Dispositivo según la reivindicación 1 ó
2,
caracterizado porque el reflector de
medida (17) tiene una chapaleta (19) o una corredera que pueden
moverse hasta la posición prevista.
3. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el reflector de
medida (24) está dispuesto en un depósito de desbordamiento (27) que
se apoya en el fondo del depósito (1).
4. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el sensor de
ultrasonidos (5, 15, 22) está fijado a la cara exterior del
depósito (1) y está dispuesto enfrentado a un tubo de medida (2, 16,
23) dispuesto en el depósito (1).
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