专利名称：管柱式燃油传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，更具体地，涉及一种管柱式燃油传感器，它能够将液面高度的变量转换成电阻值的变量，即实现液面高度与电阻值之间的函数关系，从而与相应仪表配合测量液面高度。本实用新型的管柱式燃油传感器特别适用于汽车、摩托车、拖拉机的燃油箱，亦可应用于其它各种液体储罐内液面高度测量。
背景技术：
目前国内汽车、拖拉机、摩托车使用的燃油传感器均是由浮于液面的浮子通过杠杆控制电路中电阻的大小来显示燃油量的变化。当燃油液面上下变化时，浮子也随液面上下变化，带动滑片在电阻器上左右移动，给燃油表一个可变电阻值。也就是说，传统燃油传感器采用的是滑变电阻结构，因此不论是绕线电阻或厚膜电阻，均有滑动触点，而且车辆行驶中液面波动大，所以触点磨损快接触电阻不稳定，这样就不可避免存在以下主要缺点--滑动接触点的接触电阻阻值变化大，因而精度低，可靠性差；--因车辆行驶中液面波动大，故滑动触点磨损快，故障率高，寿命低；--零件多增加故障点，生产成本高，不适用大批量流水线生产；以及--科技含量低易短路和断路，稳定性差。
实用新型内容考虑到上述缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量精度高，使用寿命长，结构简单，成本低并且可靠性得到加强的管柱式燃油传感器。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种管柱式燃油传感器，它包括管件和套在该管件外的浮子，在使用中，该浮子可沿所述管件随液面升降，其特征在于，在所述管件内部，设置有由多个干簧管和多个电阻组成的电路；以及所述浮子上镶有永磁体，并且在所述浮子随液面升降过程中，周围磁场的强度改变，致使布置在不同高度的所述干簧管吸合或释放，从而改变所述电路中被短路的电阻的数量。
优选地，所述干簧管竖立布置，所述永磁体沿所述干簧管上下运动；设置数量与所述干簧管的数量相等的多个浮子，每个浮子对应一个干簧管，当一个浮子升到其控制的干簧管并且该干簧管吸合后，即被挡住，由下一个浮子接力。
优选地，所述干簧管水平布置或倾斜布置，所述永磁体布置在所述干簧管的两端并且上下垂直运动。
优选地，所述干簧管倾斜布置，两脚向上向下弯角呈“Z”字形；所述永磁体的N/S极面向两侧朝向所述干簧管的两脚布置。
根据本实用新型的管柱式燃油传感器，利用了干簧管随磁场强度变化而通断的原理并采用了由干簧管与电阻组成的无滑动触点步进式结构，即利用使用寿命长、体积小且接触电阻的稳定的干簧管替代了滑触点，这样测量精度提高，使用寿命加长，结构简化并且可靠性得到加强。
图1是本实用新型管柱式燃油传感器的整体结构示意图；图2是本实用新型管柱式燃油传感器的电路原理图；图3是本永磁体沿干簧管长度方向移动(S或N极朝向干簧管)的驱动特性图；图4是永磁体沿干簧管长度方向移动(S或N极朝向管脚)的驱动特性图；图5是永磁体移动方向与干簧管长度方向垂直的驱动特性图
图6是第二实施例的驱动方式图；以及图7是第二实施例的浮子结构图；附图标记说明1——插接件2——橡胶帽3——橡胶垫4——法兰盘5——浮子6——钕铁硼永磁体7——干簧管8——管件9——金属膜电阻10——印刷电路板11——橡胶塞G1-GN干簧管R1-RN+1金属膜电阻(N数值因产品规格不同而不同，优选为8-16)具体实施方式
本实用新型的管柱式燃油传感器利用了干簧管随磁场强度变化而通断的原理，其技术关键在于控制磁场强度与布置干簧管。
下面参照附图说明本实用新型的管柱式燃油传感器。如图1所示，本实用新型的管柱式燃油传感器包括管件和套在该管件外的浮子5，在使用中，该浮子5可沿所述管件随液面升降。在所述管件内部，设置有由多个干簧管和多个电阻组成的电路。浮子5上镶有钕铁硼永磁体6并且在升降过程中，能够改变周围磁场的强度，使得管件内沿高度布置的干簧管7吸合或释放，例如，使距永磁体6最近的1-2个干簧管7吸合，不同干簧管7吸合时可使1个或多个串联成串的电阻9短路，从而改变输出电阻值，参见图2。这样就建立了液面高度与电阻值之间的函数关系，从而能够通过电阻值获得液面高度。
应注意的是，在本实用新型中，液面高度值与电阻值之间的函数关系要求被短路的电阻的数量只能依次逐个增加或减少，不允许跳变。为此，在干簧管7接近到离开永磁体6的过程中，干簧管7只能有一次吸合，即，在此过程中，干簧管7应释放-吸合-释放，不能存在第三次释放；以及控制永磁体6与干簧管7之间的作用距离，以保证起点处没有干簧管7吸合，并且同时吸合的干簧管7的数量不少于一个，不大于二个。也就是说，参见图2，为了实现上述液面高度与输出电阻值函数曲线的要求，被短路的电阻只允许按RN+1-RN...至R3-R2依次逐个增加(或按R2-RN+1逐个依次减少)，不允许跳变。这样，必须保证在浮子5由最低点上升时，自最下端干簧管7吸合开始到最上端，同时吸合的干簧管7的数目不少于一个，即下一个吸合前前一个不可释放。
对于本实用新型的管柱式燃油传感器，在满足上述要求的同时，需要兼顾印刷电路板10的尺寸不能太宽，永磁体6作用距离不能太小。
为了达到上述目的，根据干簧管7的永磁体6的驱动特性以及干簧管7与永磁体6的相对布置和运动方式可有下面三种实施方式第一实施例干簧管7竖立布置，而永磁体6沿干簧管7上下运动，如图3和图4所示。在永磁体6按Y向接近到远离干簧管7的过程中，干簧管7在吸合中会出现1-2次释放，致使电阻值出现跳变。为避免此种情况，采用多个浮子5(与干簧管7数目相同)，每个浮子5只管一段，当浮子5升到永磁体6控制的干簧管7并且该干簧管吸合后，即被挡住，由下一个浮子5接力。第二实施例干簧管7水平布置(或倾斜布置)，而永磁体6上下垂直运动，如图5和图6所示。在本实施例中，将长条形永磁体6布置在干簧管7的两端，可以避免中途释放的问题，但同时两干簧管7的管脚之间的距离会变远，而一般永磁体6又不能保证下一个干簧管7吸合后再释放前一个，于是将永磁体6加长使其能控制两个干簧管7。为此，此实施例中的永磁体6需要专门设计定制，不同长度规格的传感器要用不同长度的永磁体6和浮子5。另外，应注意的是，考虑到需要在浮子5的扁方孔上镶嵌长条形永磁体6，而浮子5本身的外部尺寸又受油箱开孔的限制不能加大，因此设计时可将浮子5的有效净厚适当减小，参见图7。
第三实施例干簧管7倾斜布置，其两脚向上向下弯角呈“Z”字形，钕铁硼永磁体6布置在干簧管7的前后两侧，并且其N/S极面向两侧朝向干簧管7的两脚，参照图5。将干簧管7倾斜布置，并将管脚分别向上向下弯脚呈“Z”字形，是考虑到最小的干簧管7的玻璃部分的长度≥10mm，外露的管脚长≥2mm，如果完全水平布置则要求管件的断面尺寸在30mm以上。如果将干簧管7倾斜布置并回弯两脚呈“Z”字形，相当于缩小了干簧管7尺寸，达到水平布置的效果，而且还增大了永磁体6使干簧管7动作的距离，即相当于增大了永磁体6的控制范围。
根据本实用新型第三实施例的管柱式燃油传感器，不存在吸合的中途释放问题，并且巧妙地解决了永磁体的作用距离与结构尺寸紧凑的问题。
在本实施例中，钕铁硼永磁体6是扁圆形的。
在本实用新型中，印刷电路板10与管壁平行地放置在扁方管内，或者在扁方管内按对角线方式斜插，这样能够充分利用管件内的有效尺寸，而且可以稳定可靠地放置在管件内。在这一方面，在设计印刷电路板10时，要兼顾元器件和印刷电路板10与管壁之间的有效距离。
在本实用新型中，所用管件必须是由非磁性材料制成的，而且为了兼顾强度和耐蚀性，优选采用18-8镍铬奥氏体不锈钢管。另外，采用Φ8钕铁硼永磁体，因为它的磁强高，能够使相邻的两个干簧管同时吸合，而且其尺寸和重量相对较小，市场可购买到，成本低。应注意的是，对于不同高度规格的传感器，可以根据需要改变干簧管的数量，干簧管的档距以及永磁体的磁强。
顺便提一下，在本实用新型中，如图1所示，法兰盘4与橡胶垫3用于在油箱上安装，而插接件1用来与仪表联接。
对于本实用新型的管柱式燃油传感器，除了上述的测量精度高，使用寿命长，结构简单，成本低并且可靠性强的优点以外，由于所有电路和元器件均不与液体接触，因而安全防爆性能好，能适应导电性液体及腐蚀性液体；结构简单工艺性好，适合批量生产；水平尺寸小，特别适合工程机械等高深油箱安装使用；输出阻值大小、变化幅度、特性曲线(线性或指数曲线)可按照不同工况的需要进行各种变型。
权利要求1.一种管柱式燃油传感器，它包括管件和套在该管件外的浮子，在使用中，该浮子可沿所述管件随液面升降，其特征在于，在所述管件内部，设置有由多个干簧管和多个电阻组成的电路；以及所述浮子上镶有永磁体，并且在所述浮子随液面升降过程中，周围磁场的强度改变，致使布置在不同高度的所述干簧管吸合或释放，从而改变所述电路中被短路的电阻的数量。
2.根据权利要求1所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述干簧管竖立布置，所述永磁体沿所述干簧管上下运动；设置数量与所述干簧管的数量相等的多个浮子，每个浮子对应一个干簧管，当一个浮子升到其控制的干簧管并且该干簧管吸合后，即被挡住，由下一个浮子接力。
3.根据权利要求1所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述干簧管水平布置或倾斜布置，所述永磁体布置在所述干簧管的两端并且上下垂直运动。
4.根据权利要求3所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述永磁体是长条形的。
5.根据权利要求1所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述干簧管倾斜布置，两脚向上向下弯角呈“Z”字形；所述永磁体的N/S极面向两侧朝向所述干簧管的两脚布置。
6.根据权利要求5所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述永磁体是扁圆形的。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所用管件由非磁性材料制成。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述管件为扁方管，印刷电路板按对角线方式斜插在所述扁方管中。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述管件采用18-8镍铬奥氏体不锈钢管。
10.根据权利要求1-3和5-6中任一项所述的管柱式燃油传感器，其特征在于，所述永磁体采用Φ8钕铁硼永磁体。
专利摘要本实用新型涉及一种管柱式燃油传感器，它包括管件和套在该管件外的浮子，在使用中，该浮子可沿所述管件随液面升降，其特征在于，在所述管件内部，设置有由多个干簧管和多个电阻组成的电路；以及所述浮子上镶有永磁体，并且在所述浮子随液面升降过程中，周围磁场的强度改变，致使布置在不同高度的所述干簧管吸合或释放，从而改变所述电路中被短路的电阻的数量。所述管柱式燃油传感器采用无滑动触点步进式结构，测量精度高，使用寿命长，结构简单，成本低并且可靠性强。
文档编号G01F23/74GK2864624SQ20062011493
公开日2007年1月31日 申请日期2006年5月11日 优先权日2005年5月11日
发明者姜亦庆 申请人:姜亦庆