[发明专利]用于测量液体的液位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助超声波传感器测量壳体中的液体的液位的方法，在该方法中，沿着基准点所在的测量路径进行测量，并且在该测量路径中，关于由基准点反射的信号生成多重回声并且关于由液体水平面反射的信号通过多重测量生成位于多重回声的时域中的水平回声。

背景技术

在这种液位测量中使用现今的超声波传感器。其测量从传感器到测量路径上的基准点的超声波传播时间，其中一般存在反射器。借助于从传感器到基准点的已知路径长度和所测量的传播时间，然后例如计算出声波速度。显而易见的是，在此，测量壳体和基准点之间的路径必须充满了液体。

在实际的液位测量中，测量传感器和液位水平面之间的声波传播时间。然后，借助于通过前述的基准测量所测定的声波速度能够按照简单的公式s＝t*v测定液位。

因此在所执行的传播时间测量中，不仅由基准点、也由液体水平面生成信号回声。在此，关于基准回声生成多重回声，也就是说，在超声波传感器的转换器和基准点之间出现Ping-Pong回声。根据路径转换器-基准点的多重路径，这些回声总是以相同的间隔依次跟随。

此处的问题是，要测量的水平信号(Levelsignal)暂时位于来自于基准点的多重回声内。在此不能顺利实现的是，在各种信号(多重回声和水平回声)之间做出区分，因此由于缺乏对水平回声的准确的识别会出现错误测量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在开头所述类型的方法，利用该方法能够特别精确地测量液位。

在所给出类型的方法中，根据本发明通过下述步骤实现该目的：

确定信号回声的振幅并且存储该振幅；

检查该振幅是否位于来自基准点的多重回声的固定的波动区域中，或者是否位于水平回声的固定的波动区域中；

检测位于水平回声的波动区域中的信号回声作为水平信号，并且在考虑从直到基准点的传播时间中测定的声波速度的情况下，从所属的传播时间中测定出液位。

根据本发明的方法基于如下想法。基准-多重回声(来自基准点的多重回声)通过在基准点的反射而出现，该基准点由合适的反射器构成。基准点长期地位于要测量的液体中，以使得反射总是恒定的和稳定的，也就是说，反射面处的反射角度总是相同的。因此，多重回声的振幅在高度上仅波动了很少的百分比。

在测量液位(Pegels，Levels)时，超声波在液体的表面处反射。然而，液体表面受到波动。因此，在液体的表面处的反射并不恒定，并且反射角度在每次测量时都会改变。

因此，水平回声的振幅波动相对较强，例如从0V到5V。本发明利用了这种不同的波动宽度。在执行测量时，确定信号回声的、尤其是每个回声的振幅(振幅的高度)(VPeak)，并且存储这些振幅。然后检查所存储的振幅是否位于来自基准点的多重回声的固定的波动区域中，或者是否位于水平回声的固定的波动区域中。检测位于水平回声的波动区域中的信号回声作为水平信号。因此能够以这种方式实现对各个回声的可信度测试。

在以这种方式执行了对水平信号的识别之后，测定液位。在此，在考虑从直到基准点的所测量的传播时间中测定的声波速度的情况下，从所测量的传播时间中测定液位。

在根据本发明所述方法的特定实施方式中，在位于车辆中的液体壳体处执行液位测量。在此，通过车辆的运动使得液体表面持续地波动，从而得出水平回声的相应大小的波动宽度，这是因为在每次测量时反射角度都会相应地改变。

因此在根据本发明的方法中执行多重测量，使得与基准信号的多重回声相比，该多重测量通过液面的波动引起更大的波动宽度，其中，通过这种大波动宽度能够实现识别在基准信号的多重回声之间的水平回声。

对于固定的波动区域来说，优选地利用来自+/-20mV的基准点的多重回声的波动区域进行操作，并且利用0-3V的水平回声的波动区域进行操作。对于基准回声，优选地从来自基准点的多重回声起，只从第二回声开始执行振幅评估。实际上，这些回声的振幅仅波动了很小的百分比，从而能够实现相对于水平回声清楚地划定界限。

附图说明

根据结合附图的实施例详细阐述了本发明。其中：

图1以示意性的方式示出液位测量的原理；

图2示出由基准测量得出的具有水平回声的信号多重回声，并且

图3示出显示了各个回声的振幅的波动宽度的图表。

具体实施方式

图1示意性地示出了壳体3的底部，该壳体填充有液体，其中，液体的表面由6示出。应该测量壳体3中的液体的位置或者高度。