[发明专利]车载尿素溶液指标测量系统

说明书

本发明公开了一种车载尿素溶液指标测量系统，本发明的主要设计构思在于，采取两路超声波装置来探测尿素溶液的液位和浓度，可以实现连续测量液位高度和浓度，且尿素溶液波动不影响超声波传播时间，以此保证了探测精度。具体地，通过设计超声波驱动芯片、微型控制器及两个换能器的连接架构与测量逻辑，利用超声波驱动芯片在开始测量和测量停止时刻发出信号至微型控制器，由微型控制器通过时间差计算出超声波波速，从而实现对溶液液位及浓度的检测。

技术领域

本发明涉及车辆排放处理技术领域，尤其涉及一种车载尿素溶液指标测量系统。

背景技术

整车排放中氮氧化物含量按相关法规要求，对于柴油系统的车辆需采取尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行还原，并且在相关法规中对尿素溶液的液位感测和尿素浓度感测也提出要求。

现有液位感测均采取干簧管开关电路，即，将干簧管与电阻组合方式来感测液位，随着液位高度变化，相应的干簧管吸合接通电路，实现不同液位对应不同的电阻值，进而反映液位。然而，采用干簧管和电阻的通断，不能连续感测尿素液位，只能分段感测液位，测量精度有限。

现有的尿素浓度感测主要为光学传感器方案，由LED发出单色光，通过透明壳体与尿素溶液界面发生折射，由于不同浓度尿素溶液的折射率不同，最终光线打到COMS器件上的位置不同，从而辨别出尿素溶液浓度。然而，光学感测尿素溶液浓度偏差较大，容易干扰，具体来说，当遇到尿素溶液波动时，会产生光线位置偏移，进而导致COMS器件接收到光线位置偏移，从而出现错误感测，但车载系统经常受到颠簸、振动，尿素溶液的波动是不可避免发生的。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种车载尿素溶液指标测量系统，以解决现有尿素溶液检液位及浓度检测的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种车载尿素溶液指标测量系统，其中包括：尿素罐、超声波换能器组、超声波驱动芯片、微型控制器以及或逻辑门；

所述超声波换能器组包括：设有所述超声波驱动芯片的换能器电路板、连接线组件、底板、反射壁、束波筒、换能器底座、第一换能器以及第二换能器；

其中，所述底板固定在所述尿素罐中，所述第一换能器和所述第二换能器分别通过各自的所述换能器底座设置在所述底板上，且所述第一换能器与所述第二换能器分别通过连接线组件与所述超声波驱动芯片电信号连接；所述第一换能器与所述第二换能器的朝向呈相互垂直状态，且所述第二换能器的超声波发射方向朝向溶液液面；所述束波筒具有半圆柱中空结构，且所述束波筒的一端套设在所述第一换能器上，所述束波筒的另一端设有反射壁；

所述超声波驱动芯片分别与所述微型控制器以及所述或逻辑门电信号连接；

所述超声波驱动芯片用于激发所述第一换能器与所述第二换能器发出超声波，并接收所述第一换能器与所述第二换能器反馈的电信号，且还用于通过所述或逻辑门向所述微型控制器传递开始测量信号以及停止测量信号；

所述微型控制器用于向所述超声波驱动芯片发送用于产生测量触发脉冲的触发信号，并用于根据开始测量信号以及停止测量信号计算超声波传输速度以获得尿素溶液的液位指标、浓度指标。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述超声波驱动芯片与所述微型控制器之间电信号连接有用于同步时间值的外部时钟。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述尿素罐内加装与所述超声波驱动芯片电信号连接的用于进行温度因素补偿的温度传感器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述温度传感器采用热敏电阻。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述尿素罐的外部加装与所述超声波驱动芯电信号连接的作为阻值基准的参考电阻。