具有隔离式传感器的液位传感装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有响应于液位变化而移动的浮子的液位传感装置。传感装置130包括：适于连接至容器的安装头部段132；具有与容器内的液体隔离开的中空内部的壳体部段136；具有位于壳体部段的中空内部内的至少一个传感器元件的传感器单元152；连接至安装头部段的盖200；浮子杆142；浮子32；位于壳体部段外部并且操作性地与浮子杆相关联以便随其进行枢转运动的致动器96。
【专利说明】具有隔离式传感器的液位传感装置技术背景
[0001]本发明涉及液位传感装置(transducer),并且更特别地涉及具有响应于液位改变而移动的浮子的液位传感装置，以及构造该液位传感装置的方法。
[0002]用于测量液位的传感装置通常用于车辆、工业装备以及其他移动式及固定式系统和部件中。这种传感装置的电输出响应于被测量液位的变化而变化并且通常为电阻、电容、电流、磁场和频率的形式。这些类型的传感装置可包括可变电容或电阻、光学部件、霍尔效应(Hall Effect)传感器、应变计、超声波仪器、簧片开关组等。
[0003]对于簧片开关式装置而言，多个簧片开关通常沿着电路板的长度设置成与多个电阻器串联。簧片开关通常响应磁场存在和不存在而用于打开和/或闭合开关。浮子沿着待测量液体的表面漂浮并且被限制成沿着电路板以线性方向移动。浮子通常包括嵌入的磁体以当浮子响应于罐中液位的改变而移动时松开簧片开关中的一个簧片开关。因此，指示液位的电路的电阻取决于浮子的位置和已经松开的特定的簧片开关。
[0004]然而，这些装置通常具有若干缺点。例如，已知的是簧片开关受到滞后效应并且可能根据簧片开关相对于磁体的定向、磁体的磁场强度、簧片开关与磁体之间的距离等而过早地打开和/或关闭。当簧片开关线性地对准时，随着浮子靠近每个簧片开关、与每个簧片开关对准以及经过每个簧片开关，每个簧片开关可能打开及关闭多达三次，因此导致不正确的液位指示，不期望的开关，和开关的过早失效。此外，现有技术的方案将簧片开关暴露至被测量的液体，该被测量的液体可能是腐蚀性的并且导致错误的液位读数和过早失效。因此，理想的是克服与现有技术的簧片开关式液位传感装置相关联的缺点中的至少一些缺点。
[0005]此外，包括安装头和长形传感器探针——比如簧片开关探针、电阻探针、电容探针等——的现有技术液位传感装置通常由于各个部件的数量及与每个部件相关联的紧固装置而难以组装并且耗时。因此，理想的是提供一种更容易组装并且具有相对较少零件的液位传感装置。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一方面，用于确定容器内液位的传感装置包括安装头部段、壳体部段和传感器组件，该安装头部段适于连接至容器，该壳体部段从安装头部段延伸并且具有与容器内的液体隔离的中空内部，该传感器组件适于从安装头延伸至容器中。传感器组件包括多个传感器元件、浮子杆、浮子以及致动器，该多个传感器元件位于壳体部段的中空内部内，该浮子杆枢转地连接至壳体部段，该浮子连接至浮子杆的远端从而响应于容器内的液位的变化引起浮子杆的枢转运动，该致动器位于壳体部段外部并且操作性地与浮子杆相关联以便随其进行枢转运动。该致动器操作为改变传感器元件中的至少一个传感器元件的电状态从而指示容器内的液体的水平状态。
[0007]根据本发明的又一实施方式，用于确定容器内的液位的传感装置包括:安装头部段、壳体部段、至少一个传感器元件以及盖，该安装头部段适于连接至容器，该壳体部段从安装头部段延伸并且具有与容器内的液体隔离的中空内部，该安装头和壳体部段一体地模制成整体结构，该至少一个传感器元件位于壳体部段的中空内部内从而使至少一个传感器元件与被测量液体隔离，该盖连接至安装头部段以便封闭中空内部。盖和安装头部段具有能够相互接合的表面以使得盖卡扣配合至安装头部段上从而封闭中空内部。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]当结合附图考虑时，将最佳地理解本发明的优选实施方式的下列详细的描述，其中，贯穿附图相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0009]图1为根据本发明的液位传感装置的右侧俯视等轴测视图，其中，浮子以虚线示出以说明浮子杆；
[0010]图2为其左侧俯视等轴测视图；
[0011]图3为安装在容器中的液位传感装置的后视图；
[0012]图4为其正视图；
[0013]图5为其右视图；
[0014]图6为其左视图；
[0015]图7为其俯视图；
[0016]图8为其仰视图；
[0017]图9为液位传感装置的右侧俯视等轴测分解视图；
[0018]图10为沿图5的线10-10截取的液位传感装置的纵向截面图，其中包括示出了卡扣配合组件的细节的放大部分；
[0019]图11为沿图3的线11-11截取的液位传感装置的纵向截面图；
[0020]图12为根据本发明的又一实施方式的液位传感装置的右侧俯视等轴测分解视图；
[0021]图13为图12的液位传感装置的与图10类似的纵向截面图；
[0022]图14为图12的液位传感装置的与图11类似的纵向截面图；
[0023]图15为根据本发明的又一实施方式的液位传感装置的右侧俯视等轴测视图；
[0024]图16为其左侧俯视等轴测视图；
[0025]图17为其左侧仰视等轴测视图；
[0026]图18为沿图16的线18-18截取的液位传感装置的纵向截面图；以及
[0027]图19为图15的液位传感装置的左侧俯视等轴测分解视图。
[0028]应注意的是附图仅意在示出本发明的示例性实施方式并且因此不应被认为限制本发明的范围。还应注意的是，附图未必按照比例。现在将参照附图对本发明进行更详细的描述。
【具体实施方式】
[0029]现在参照附图，并且特别参照图1至图8，示出了根据本发明的示例性实施方式的液位传感装置10。液位传感装置10优选地在希望确定容器12内的液位之处延伸至容器12——比如燃料罐、储油罐、散热器、制动液室、或者用于保存和/或运输液体的任何其他容器(未示出)——中(图3中所示)。传感装置10优选地包括用于连接至容器12的安装头14和安装在安装头14中并且从安装头14向下延伸的传感器组件16。
[0030]另外参照图9至图11，传感器组件16优选地在当液体在容器中上升和下降时沿弧形方向感测液位，并且根据本发明的一个优选的实施方式，传感器组件16包括壳体18,该壳体18具有延伸至安装头14中的上部壳体部段20和从上部部段向下延伸的下部壳体部段22。杆支承件24枢转地连接至下部部段22。浮子杆26具有连接至浮子杆支承件24的近端28和接纳浮子32的远端30。如图所示，浮子杆26可以被弯曲以适应浮子杆安装和特定的罐或容器的构型。然而，应理解的是浮子杆可以是直的或以任何期望的形状进行构造以适应不同的液位测量情况。
[0031]壳体18优选地包括位于上部部段20与下部部段22之间的圆环形凸缘34。当组装时，圆环形凸缘34优选地邻接或紧密地邻近于安装头14的下端。在壳体18上优选地形成有加强肋35。如图所示，上部壳体部段20优选地为圆环形横截面以接纳安装头14，而下部壳体部段22优选地为矩形横截面以接纳传感器单元36。壳体18优选地由模制的材料比如塑料通过注射模制和/或吹塑模制技术制成，以形成中空内部或袋状部38，传感器单元36接纳在该中空内部或袋状部38中。由于其整体构型，中空内部38和其容纳物与被测量的液体完全地隔离以有利地提高传感装置10的测量的可靠性并且使其使用寿命延长超过测量部件被直接地暴露于被测量液体的现有技术装置。由于许多液体本质上是腐蚀性的并且可能导致现有技术方案中的测量部件及其电连接的劣化，根据本发明的传感器单元36的隔离防止测量部件以及其电连接两者的劣化，从而提供与现有技术方案相比更牢固、可靠并且更持久的液位传感装置10。
[0032]虽然，优选的是以上述方式构造壳体18，但是应理解的是壳体可以由两个或更多个件形成并且通过已知连接手段比如粘接、焊接等连接在一起，只要中空内部及其容纳物与被测量液体隔离即可。还应理解的是，壳体不限于塑料材料而可以由金属、复合材料、陶瓷及其组合制成；或由任何其他非磁性材料制成。此外，虽然壳体18的上部部段20和下部部段22分别为圆环形截面和矩形截面，应理解的是在不脱离本发明的精神和范围情况下壳体18及其部段可以具有任何适合的形状。
[0033]壳体18的下部部段22优选地包括前壁40、后壁42、在前壁与后壁之间延伸的底壁44、以及在前壁与后壁之间横向地延伸并且从底壁向上延伸至圆环形凸缘34的侧壁46和48。枢转安装部50优选地与壳体18 —体地形成并且从前壁40向前延伸。开口 52延伸通过枢转安装部50用于接纳枢转连接器54。如图11中最清楚地所示，枢转安装部50优选地为实心的横截面并且开口 52在与中空内部38间隔开的位置处延伸穿过枢转安装部50。以该方式，枢转安装部50与中空内部隔离以防止来自容器液体进入其中。此外，枢转安装部的实心特性使得其是非常牢固的以承受由于浮子的枢转运动以及液体在容器内晃动引起的力和与传感装置10在被安装在车辆中时的操作有关的其他力比如加速力和减速力。虽然优选的是枢转安装部50与中空内部38间隔开，但是应理解的是，枢转安装部可以与中空内部一致，只要壳体和枢转安装部构造成防止液体进入中空内部中即可。
[0034]上部壳体部段20优选地包括圆环形壁56，该圆环形壁56从圆环形凸缘34向上延伸。多个连接构件或凸出部58从壁56向上延伸并且优选地围绕壁56周向地等距间隔开。孔口 60延伸穿过每个连接凸出部58并且优选地为矩形形状。然而，应理解的是，孔口60可以具有任何适合的形状。凸出部58构造成在尺寸和材料方面是略微柔性的或有弹性的以便以卡扣配合锁定接合的方式接纳安装头14。在壁56的外表面中优选地形成有环状凹槽62，用于接纳O型圈64等以将外壳18密封至安装头14，如图10和图11最佳地所示。以这种方式，产生了密封以防止流体从罐或其他容器进入壳体18和安装头14中。在圆环形壁56中可以形成有一个或更多个对准槽66，用于接纳在安装头部14的内表面70上形成的一个或更多个互补形状的对准突起部68 (图10和图11)从而使对准安装头14在组装期间相对于壳体18适当地对准。
[0035]安装头14优选地包括壳体72，该壳体72具有圆环形侧壁74、围绕侧壁74延伸的安装凸缘76、以及使圆环形侧壁74的上端部终止以形成中空内部80的上壁78。安装头14优选地通过注射模制形成为整体结构，但是可以替代性地通过加工、模铸、或其他已知的成形手段形成。安装凸缘76优选地为盘形形状并且包括多个安装孔82，该多个安装孔82轴向地延伸穿过安装凸缘76并且接近该凸缘76的外周边缘84。安装孔80适于以已知的方式接纳与罐或其他容器相关联的螺柱(未示出)。多个连接构件86从侧壁74的内表面70大致径向地向内延伸。每个连接构件优选地包括下部倾斜表面88和上部台阶表面90，该下部倾斜表面88从内表面70向上且向内延伸，该上部台阶表面90在倾斜表面88与内表面70之间延伸。
[0036]在组装期间，壁56的对准槽66与侧壁74的对准突起部68对准。然后，安装头14和壳体18则被压在一起，从而使得连接凸出部58滑动并且沿倾斜表面88向内弯曲直至孔口 60越过(clear)连接构件并且凸出部58向外卡扣配合至上台阶表面上为止，从而将安装头14连接至传感器组件16。虽然，示出了四个连接凸出部和配合连接构件，但是应理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以提供更多的或更少的凸出部和/或配合构件。通过该结构以及O型圈64的设置，壳体18和安装头14的中空内部被密封在一起并且有利地与外部环境隔尚。
[0037]如图9至图11中最佳地所示的，传感器单元36优选地包括传感器板92，该传感器板92优选地为印刷电路板(PCB)的形式并位于下部壳体部段22的中空内部或袋状部38中。PCB优选地沿内部袋状部38的大致高度和宽度延伸。多个传感器元件94——优选地为常开簧片开关94的形式一安装在PCB 92上并且可以与多个电阻器(未示出)串联连接。簧片开关94优选地以弧形样式定向，该弧形样式的径向中心与壳体18的枢转安装部50的孔口 52同轴。致动器96——优选地为磁体的形式——位于杆支承件24的孔口 98中用于与其沿与簧片开关94的弧形样式一致的弧形路径进行枢转运动。枢转连接器54优选地为索环、铆钉或其他圆环形支承构件的形式并且延伸穿过杆支承件24中的枢轴开口 100且穿过枢转安装部50中的孔口 52以用于将杆支承件24枢转地连接至壳体18。杆支承件24优选地围绕枢转连接器54旋转。替代性地，杆支承件24可以相对于枢转连接器固定，并且枢转连接器可以相对于枢转安装部50旋转。浮子杆26的近端28优选地以卡扣配合接合的方式被接纳在形成在杆支承件24中的长形凹槽102中。浮子杆26的端部104延伸穿过杆支承件24并且接纳锁定垫圈或盖106以将浮子杆固定至杆支承件。虽然示出和描述了分离的浮子杆和杆支承件，但是应理解的是在不脱离本发明精神和范围的情况下，浮子杆和杆支承件可以一体地形成为整体部件。
[0038]簧片开关94响应于由磁体96产生的磁场，当磁体响应于由于容器内的液位的变化引起的浮子运动而以弧形路径行进时，该磁场穿过壳体48的侧壁46。当磁场存在于簧片开关94中的一个簧片开关上时，该簧片开关关闭并且产生液位信号。随着磁体行进离开该簧片开关，该簧片开关恢复至其常开位置并且另一簧片开关将在磁场作用下关闭。以该方式，液位感测可有利地在簧片开关不暴露在被测量液体的情况下进行，从而有利地提高传感装置10的测量可靠性并且使其使用寿命延长超过现有技术装置。弧形突出部107优选地从侧壁46向外延伸以确保在可能在使用期间施加的弯曲力或其他力——比如加速力、液体晃动等——作用下，磁体96和杆支承件24的围绕磁体的部分与侧壁46保持固定间隔。止挡件109也优选地从侧壁46向外突出以接合杆支承件24从而限制浮子32在满罐和空罐的情况下的运动。
[0039]应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以使用常闭簧片开关。虽然未示出，但是绝缘材料比如灌封材料等可以围绕PCB、簧片开关和其他部件位于袋状部38中，以隔离这些部件并且保护这些部件免受传感装置10所可能暴露在的冲击、振动和其他恶劣情况的影响。
[0040]虽然示出了特定数量的簧片开关，但应理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以设置更多的或更少的簧片开关。电线(未示出)优选地从传感器板92延伸并且穿过位于安装头14的侧壁74的开口 110中的应变消除件或索环108。替代性地，索环108可以是下列形式:用于接纳与车辆的其他处理和/或显示电路(未示出)或与容器相关联的其他装置相关联的互补的连接器或插头的连接器或插头。
[0041]现在参照图12至图14，示出了根据本发明的又一实施方式的液位传感装置112。液位传感装置112与前述液位传感装置10在结构上略微相似，除了安装头14卡扣配合在壳体18上所采用的方式之外。如图所示，多个钩形连接构件或凸出部114从壳体18的壁56向上延伸并且优选地围绕壁56周向地等距间隔开。每个凸出部包括倾斜表面116和下部台阶表面118，下部台阶表面118卡扣配合至形成在安装头14的内表面70中的内凹槽或内凹陷部120中。应理解的是，内凹陷部120可以是连续的，但是替代性也可以是与壳体118上的连接凸出部114 一致的离散的凹陷部。如前述实施方式中一样，凸出部114构造成在尺寸和材料方面是略微柔性的或有弹性的以便以卡扣配合锁定接合的方式接纳安装头14。
[0042]在组装期间，壁56的对准槽66与侧壁74的对准突起部68对准，并且安装头14和壳体18被压在一起，从而使得连接凸出部114沿着倾斜表面116滑动并且向内弯曲，直至下部台阶表面118越过内凹槽120为止，由此凸出部114向外卡扣配合至凹槽120中从而将安装头14连接至传感器组件16。虽然，示出了四个连接凸出部和配合连接构件，但应理解的是在不脱离本发明精神和范围的情况下可以设置更多的或更少的凸出部和/或配合构件。
[0043]现在参照图15至图19，示出了根据本发明另一实施方式的液位传感装置130。传感装置130优选地包括安装头部段132和壳体部段136，该安装头部段132用于连接容器，比如容器12 (图3)，该壳体部段136支承且包含传感器组件134。
[0044]壳体部段136优选地与安装头132 —体地形成为整体结构。枢转安装部138连接至壳体部段136并且杆支承件140又枢转地连接至枢转连接器138。浮子杆142具有连接至杆支承件140的近端144和接纳浮子32的远端146。浮子杆142的远端146优选地包括管形部段148，该管形部段148优选地可旋转地安装至浮子杆142上。止挡件150在被安装时抵接管形部段148的端部以防止其松动。止挡件150可以通过比如使浮子杆卷边、在浮子杆上形成焊珠(bead)、将单独的部件粘接至浮子杆等之类的已知的手段形成。管形部段148可以使用已知的技术与浮子32模制在一起从而为浮子32增加结构的完整性。根据替代性实施方式，管形部段148可以在其形成后插入浮子32中。应理解的是，在不脱离本发明精神和范围的情况下浮子杆142可以具有多件式构型或单件式构型。如图所示，浮子杆142可以弯曲以适应特定的罐或容器的构型。然而，应理解的是浮子杆可以是直的或者构造成任何期望的形状以适应不同液位测量情况。锁紧垫圈或盖151优选地配装在浮子杆142的远端上以将浮子32保持在其上。
[0045]壳体部段136限定中空内部154，传感器单元152接纳在该中空内部154中。壳体部段136优选地由模制材料比如塑料通过注射模制和/或吹塑模制技术构造成以形成中空内部。由于其整体构型，中空内部154和其容纳物与被测量液体完全地隔离以有利地提高传感装置130的测量可靠性并且使其使用寿命延长超过其中测量部件直接地暴露于被测量液体的现有技术装置。
[0046]壳体部段136优选地包括前壁156、后壁158、在前壁与后壁之间延伸的底壁160、以及在前壁与后壁之间横向地延伸并且从底壁向上延伸至安装头部段132的侧壁162和164。长形的突起部或导引构件166和168在前壁156附近分别沿着侧壁162和164竖直地延伸并且凸台170从底壁160向下地延伸以便接纳枢转安装部138。
[0047]枢转安装部138优选地包括前壁172、从前壁172的相对侧向后延伸的侧壁174、176，以及在前壁与侧壁之间延伸的底壁178。在侧壁174和176中分别形成有通道180和182，并且该通道180和182定尺寸成用于在当枢转安装部138安装在壳体部段136上时以滑动接合的方式接纳长形的导引构件166和168。底壁178中的开口 184定尺寸成接纳壳体部段136的底壁160上的凸台170。在枢转安装部138安装之后锁环或推压螺母186优选地压在凸台170上以将枢转安装部紧固至壳体部段136。应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以使用将枢转安装部138连接至壳体部段136的其他手段，比如粘接剂粘合、卡扣配合、压入配合、焊接等。还应理解的是，壳体部段136和枢转安装部138可以形成为整体结构。突出部188从前壁172向前延伸并且具有形成在该突出部188中用于接纳轴承套筒192 (图19)和螺纹紧固件194的孔口 190，该螺纹紧固件194延伸穿过套筒192并且螺接至杆支承件140中以便将杆支承件以及因此将浮子32枢转地连接至壳体部段136。优选地，孔口 190延伸穿过位于与中空内部154间隔开的位置处的枢转安装部188。以该方式，枢转安装部138与中空内部隔离以防止液体从容器进入其中。此外，枢转安装部的实心本质使得其是非常牢固的以承受由于浮子的枢转运动以及液体在容器内晃动所引起的力和与传感装置130在安装在车辆中时的操作有关的其他力比如加速力和减速力。
[0048]安装头部段132优选地包括安装凸缘196、盖200以及环状密封件202，该安装凸缘196具有从其向上延伸并且围绕中空内部154的连续的圆环形侧壁198，该盖200连接至侧壁198以便封闭中空内部154，该环状密封件202夹在盖与侧壁之间用于将中空内部和其容纳物与外部环境密封隔绝。
[0049]安装凸缘196优选地为盘形形状并且包括多个安装孔204，该多个安装孔204轴向地延伸穿过安装凸缘196并且接近该凸缘196的外周边缘206。安装孔204适于以已知方式接纳与罐或其他容器相关联的螺柱(未示出)。应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以使用将液位传感装置130安装至罐或其他容器的其他手段，这些手段包括NPT式螺纹、夹持、焊接等。如图17中所示，多个加强肋208围绕安装凸缘196周向环绕地并且径向穿过安装凸缘196地延伸以加强该结构并且减少所需材料的量及其相关成本。
[0050]如图18中最佳地所示，在侧壁198的外表面中优选地形成有环状凹槽210用于以卡扣配合接合的方式接纳盖200。盖200包括上壁212和从环状壁向下延伸的连续的圆环形侧壁214。优选地，圆环形连接构件或凸出部216从侧壁214径向向内延伸以在盖被推至连续的圆环形侧壁198上时以卡扣配合方式接合凹槽210。为此，在侧壁198和连接构件216上分别形成有能够相互接合的倾斜表面218和220，从而盖的侧壁214在安装凸缘196的侧壁198上扩张。应理解的是，与前述实施方式相同，在不脱离本发明精神和范围的情况下，环状凹槽210和圆环形连接构件216可以形成为两个或更多个离散的部段或节段。还应理解的是，该凹槽和连接构件可以是任何适合的形状。
[0051 ] 如图18和图19中最佳地所示，传感器单元152包括传感器板222，该传感器板222优选地为印刷电路板(PCB)的形式，位于下部壳体部段22的中空内部或袋状部154中。PCB优选地沿着袋状部154的大致的高度和宽度延伸。多个传感器元件94—优选地以常开簧片开关94的形式一安装在PCB 222上并且可以与多个电阻器(未示出)串联连接。簧片开关94优选地彼此平行地沿着弧形路径定向，当组装时该弧形路径的径向中心与枢转安装部138中的孔口 190同轴。致动器96—优选地为磁体的形式一位于杆支承件140的孔口 224中用于随其沿与簧片开关94的弧形路径一致的弧形路径进行枢转运动。杆支承件140优选地相对于轴承套筒192同轴地旋转。虽然，示出并描述了分离的浮子杆和杆支承件，但应理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，浮子杆和杆支承件可以一体地形成为整体部件。
[0052]如前述实施方式中那样，簧片开关94响应于由磁体96产生的磁场，当磁体响应于由于容器内的液位的变化引起的浮子运动而以弧形路径行进时，该磁场穿过壳体部段136的侧壁162。以该方式，液位感测可有利地在簧片开关不暴露于被测量液体的情况下进行，从而有利地提高传感装置130的测量的可靠性并且使其使用寿命延长超过现有技术装置。止挡件226 (图19)优选地从枢转安装部138的前壁172向外突出用于接合杆支承件140以限制当罐或容器为空时浮子32的运动。
[0053]应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以使用常闭簧片开关。虽然未示出，但是绝缘材料比如灌封材料等可以围绕PCB、簧片开关以及其他部件定位于中空内部154中，以隔离这些部件并且保护这些部件免受传感装置130可能暴露在的冲击、振动和其他恶劣情况的影响。
[0054]虽然示出了特定数量的簧片开关，但应理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以提供更多的或更少的簧片开关。电线(未示出)优选地从传感器板222延伸并且穿过盖200的侧壁214的开口 230和安装头部段132的侧壁198的开口 232中的应变消除件或索环228。替代性地，索环228可以是下列形式:用于接纳与车辆的其他处理和/或显示电路(未示出)或与容器相关联的其他装置相关联的互补的连接器或插头的连接器或插头。
[0055]对于本发明优选的实施方式的安装头与壳体或安装头与盖的卡扣配合结构而言，虽然已经示出并描述了簧片开关式传感器，但应理解的是本发明不限于此。可以使用其他非线性和线性式液位测量传感器，这些传感器包括但不限于电容、加热金属丝、超声波、光学部件、用于枢转浮子臂的电阻卡(resistance card)等。
[0056]应理解的是，贯穿说明书使用的术语“优选地”指的是本发明的一个或更多个示例性实施方式并且因此不被解释任何限制意义。还应理解的是，术语“连接”及其派生词指的是能够或者直接地附接在一起或者通过两个或更多个中间构件间接地附接在一起的两个或更多个零件。此外，如可以贯穿说明书使用的方向和/或位置的术语表示相对的而不是绝对的方向和/或位置。
[0057]本领域普通技术人员应了解的是，在不脱离本发明广义的发明构思的情况下，可以对以上所描述的实施方式做出改变。例如，安装头不限于如图所示及所述的凸缘式结构，而是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以形成为具有螺纹或为用于将传感装置连接至容器的其他已知安装装置的形式。此外，传感器元件可以是不需要直接接触来改变传感器元件的电状态的霍尔效应传感器、光学传感器等形式。同样地，致动器可以为以下形式:一个或更多个磁体、LED、光学纤维或其他光源、或者为远程地改变传感器元件的电状态的其他非接触的致动器/传感器结构。在使用光学传感器的情况下，壳体可以由对于光源的波长半透明的或透明的材料制成，使得传感器元件可以随着容器中液位的上升和下降容易地检测光源的运动。因此，应理解的是，本发明不限于公开的特定实施方式，而意在覆盖在本发明的如由所附权利要求限定的精神和范围内的变型。
【权利要求】
1.一种用于确定容器内的液位的传感装置，所述传感装置包括: 安装头部段，所述安装头部段适于连接至所述容器； 壳体部段，所述壳体部段从所述安装头部段延伸并且具有与所述容器内的液体隔离开的中空内部； 传感器组件，所述传感器组件适于从所述安装头延伸至所述容器中，所述传感器组件包括: 多个传感器元件，所述多个传感器元件位于所述壳体部段的所述中空内部内； 浮子杆，所述浮子杆枢转地连接至所述壳体部段； 浮子，所述浮子连接至所述浮子杆的远端从而响应于所述容器内的液位的变化而引起所述浮子杆的枢转运动；以及 致动器，所述致动器位于所述壳体部段的外部并且操作性地与所述浮子杆相关联以便随所述浮子杆进行枢转运动，所述致动器操作为改变所述传感器元件中的至少一个传感器元件的电状态从而指示所述容器内的液体的水平状态。
2.根据权利要求1所述的传感装置，其中，所述安装头部段与所述壳体部段一体地模制成整体结构。
3.根据权利要求2所述的传感装置，还包括盖，所述盖连接至所述安装头部段以便封闭所述中空内部。
4.根据权利要求3所述的传感装置，其中，所述安装头部段包括安装凸缘，所述安装凸缘具有从所述安装凸缘向上延伸的连续的侧壁，所述盖和所述连续的壁具有能够相互接合的表面以使得所述盖卡扣配合至所述连续的壁上从而封闭所述中空内部。
5.根据权利要求4所述的传感装置，还包括密封件，所述密封件夹在所述盖与所述连续的壁之间从而将所述中空内部与外部环境密封隔绝。
6.根据权利要求5所述的传感装置，其中，所述盖包括上壁和从所述上壁向下延伸的连续的侧壁。
7.根据权利要求6所述的传感装置，其中，所述能够相互接合的表面包括在所述安装头部段的所述连续的侧壁上的突起部和凹槽中的一者，以及在所述盖的所述连续的侧壁上的所述突起部和所述凹槽中的另一者。
8.根据权利要求1所述的传感装置，其中，所述传感器元件包括簧片开关，并且所述致动器包括磁体，所述磁体在所述浮子杆的枢转运动期间改变所述簧片开关的打开电状态和闭合电状态中的一者。
9.根据权利要求8所述的传感装置，其中，所述传感器组件还包括位于所述中空内部中的传感器板，所述簧片开关沿着弧形路径安装在所述传感器板上。
10.根据权利要求9所述的传感装置，其中，所述簧片开关彼此平行。
11.根据权利要求10所述的传感装置，其中，所述弧形路径的径向中心与所述浮子杆的枢转轴线一致。
12.根据权利要求11所述的传感装置，还包括杆支承件，所述杆支承件在所述枢转轴线处枢转地连接至所述壳体部段，所述浮子杆在所述枢转轴线的一侧上从所述杆支承件延伸，并且所述磁体在所述枢转轴线的相对侧上连接至所述杆支承件，以便沿着与所述簧片开关的所述弧形路径对准的弧形路径进行枢转运动。
13.根据权利要求12的所述传感装置，其中，所述壳体部段还包括与所述中空内部间隔开并且与所述枢转轴线一致的枢转安装部，所述杆支承件枢转地连接至所述枢转安装部。
14.根据权利要求14的所述传感装置，其中，所述枢转安装部以可滑动的方式接纳在所述壳体部段上。
15.根据权利要求1所述的传感装置，还包括杆支承件，所述杆支承件在枢转轴线处枢转地连接至所述壳体部段，所述浮子杆在所述枢转轴线的一侧上从所述杆支承件延伸，并且所述磁体在所述枢转轴线的相对侧上连接至所述杆支承件，以便沿着与所述传感器元件对准的弧形路径进行枢转运动。
16.根据权利要求15所述的传感装置，其中，所述壳体部段还包括与所述中空内部间隔开并且与所述枢转轴线一致的枢转安装部，所述杆支承件枢转地连接至所述枢转安装部。
17.根据权利要求16所述的传感装置，其中，所述枢转安装部以可滑动的方式接纳在所述壳体部段上。
18.一种用于确定容器内的液位的传感装置，所述传感装置包括: 安装头部段，所述安装头部段适于连接至所述容器； 壳体部段，所述壳体部段从所述安装头部段延伸并且具有与所述容器内的液体隔离开的中空内部，所述安装头和所述壳体部段一体地模制成整体结构； 至少一个传感器元件，所述至少一个传感器元件位于所述壳体部段的所述中空内部内从而使所述至少一个传感器元件与被测量的液体隔离开；以及 盖，所述盖连接至所述安装头部段以便封闭所述中空内部，所述盖和所述安装头部段具有能够相互接合的表面以使得所述盖卡扣配合至所述安装头部段上从而封闭所述中空内部。
19.根据权利要求18所述的传感装置，还包括封闭件，所述封闭件夹在所述盖与所述安装头部段之间从而将所述中空内部与外部环境密封隔绝。
20.根据权利要求19所述的传感装置，其中，所述安装头部段包括连续的侧壁，并且所述盖包括上壁和从所述上壁向下延伸的连续的侧壁，并且其中，所述能够相互接合的表面包括在所述安装头部段的所述连续的侧壁上的突起部和凹槽中的一者，以及在所述盖的所述连续的侧壁上的所述突起部和所述凹槽中的另一者，从而将所述盖卡扣配合至所述安装头部段上。
【文档编号】G01F23/56GK104412078SQ201280071524
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2012年1月17日
【发明者】加吉克·法曼扬, 若热·曼努埃尔·普列托 申请人:德克萨斯Lfp有限责任公司