專利名稱：液位和成分感測(cè)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般地涉及用于感測(cè)箱或容器內(nèi)的液體狀態(tài)的系統(tǒng)和方 法。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及通過向尿素箱(urea tank)中傳 播電磁波來感測(cè)機(jī)動(dòng)車內(nèi)的尿素箱中的車用尿素溶液的特性。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原(SCR， Selective Catalytic Reduction )車輛， 其也被稱為歐V車輛，是柴油機(jī)動(dòng)車，這些車輛兼顧對(duì)工作液體的使 用以便減少排放。典型地，SCR車輛具有與油箱分離的用于承載諸如 車用尿素溶液等的工作液體的尿素箱。車用尿素.溶液(AUS, Automotive Urea Solution)是高純度尿素在軟化水(de-mineralized water)中的溶液。AUS被存儲(chǔ)在SCR車輛的尿素箱中，并且被噴射 到車輛廢氣中，以便將氧化氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈睾退?。SCR車輛此時(shí)可以 有利地滿足歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于SCR車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)來說，具有關(guān)于AUS 的成分的信息是重要的，從而EMS可以調(diào)整某些車輛參數(shù)，以便優(yōu) 化車輛性能，特別是排放控制。為了確保SCR車輛中的這種減少排放的方法保持有效，必須保 持AUS的質(zhì)量。污染物、高純度尿素與其它組成成分的比的改變、 溫度改變或其它改變可以影響AUS的壽命預(yù)期和AUS在減少排放方 面的效果。
SCR車輛一般依賴于使用直接測(cè)量系統(tǒng)以便確定箱中AUS的位 面。這種系統(tǒng)通常包括布置在沿尿素箱內(nèi)的垂直面的不同位面的多個(gè) 傳感器。這些傳感器通常具有不良的分辯能力，這些傳感器是被插入 的，并且不能檢測(cè)AUS的質(zhì)量或溫度。這些直接測(cè)量系統(tǒng)還需要在 尿素箱內(nèi)安裝機(jī)構(gòu)。修理、更換或調(diào)整這種內(nèi)部直接測(cè)量系統(tǒng)存在問
題。另外，當(dāng)這種系統(tǒng)被用于暴露于負(fù)ll攝氏度(負(fù)ll攝氏度通常 是AUS凍結(jié)的溫度)之下的溫度中的SCR車輛中時(shí)，這種系統(tǒng)是無 效的，這是由于這種系統(tǒng)不提供測(cè)量AUS溫度以便啟動(dòng)加熱校正應(yīng) 用以防止AUS凍結(jié)的手段。
SCR車輛 一般依賴于使用間接測(cè)量系統(tǒng)以便確定AUS在減少車 輛排放方面的效果。對(duì)煙氣(exhaust-fume)進(jìn)行這種間接測(cè)量，并 且將測(cè)量結(jié)果傳遞到EMS，基于測(cè)量結(jié)果EMS可以增加或減少從箱 中釋放的AUS的數(shù)量。這種系統(tǒng)通常反應(yīng)遲緩，并且不能準(zhǔn)確地反 映AUS的實(shí)際質(zhì)量或成分。
因此，現(xiàn)有技術(shù)不能提供可靠的、便宜的和準(zhǔn)確的測(cè)量機(jī)動(dòng)車尿 素箱中的AUS位面或質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及借助于內(nèi)部或外部AUS監(jiān)視系統(tǒng)，準(zhǔn)確地測(cè)量機(jī)動(dòng) 車中的液體尤其是AUS的位面、溫度和/或質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。具體 地，本發(fā)明的實(shí)施例可被用于SCR車輛，以便檢測(cè)AUS的某些特性， 包括尿素箱中的AUS的量和AUS中的氨成分和/或其它組成成分的百 分比。這種信息可被報(bào)告給SCR車輛的EMS或主體控制模塊，從而 允許EMS據(jù)此做出響應(yīng)，由此允許快速地并且準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)整，并 且改進(jìn)或至少保持SCR車輛的減排性能。本發(fā)明的實(shí)施例檢測(cè)AUS
7的特性而不用與AUS發(fā)生任意直接接觸，從而最小化了泄漏風(fēng)險(xiǎn)，或由于暴露于氨引起的測(cè)量設(shè)備的磨損等。就此而言，本發(fā)明的實(shí)施例可以結(jié)合尿素箱布置在尿素箱底部/側(cè)壁或尿素箱內(nèi)部。
本發(fā)明的實(shí)施例可以在諧振電路上產(chǎn)生可變頻率的RF信號(hào)，所述諧振電路包括電感器和PCB跡線電容器、電容偏板和/或類似物。電磁輻射被傳播到尿素箱內(nèi)。AUS的傳導(dǎo)性和介電性能改變所述跡線電容器/電容偏板和/或所述電感器的阻抗。這些改變與包括AUS的位面和/或AUS中的氨含量的AUS的某些特性成比例，并且優(yōu)選地被微控制器等檢測(cè)，并且然后傳輸?shù)紼MS。從而本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供了一種成本有效的解決方案，不僅非常適合于原始裝備應(yīng)用，而且非常適合于更新的或改進(jìn)應(yīng)用。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法反應(yīng)極其迅速，并且給EMS提供即時(shí)的信息，允許迅速地和準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)整并且改進(jìn)/保持SCR車輛減排性能。在各種實(shí)施例中，可以提供自動(dòng)補(bǔ)償，從而測(cè)量的電參數(shù)與諸如環(huán)境溫度的工作條件變化無關(guān)地提供對(duì)箱內(nèi)液位和成分的準(zhǔn)確指示。該系統(tǒng)可以包括物理或無線數(shù)據(jù)接口，以寸更于從該系統(tǒng)到車輛內(nèi)的中央控制器的AUS測(cè)量結(jié)果的外部傳輸?？梢灾芷诘貍鬏敂?shù)據(jù)、響應(yīng)一種改變傳輸數(shù)據(jù)、由中央控制器請(qǐng)求或由諸如診斷設(shè)備的外部設(shè)備請(qǐng)求而傳輸數(shù)據(jù)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的使用EMF波傳播進(jìn)行液位和成分感測(cè)的方法的實(shí)施例可以包括以一種操作頻率產(chǎn)生RF信號(hào)，將所述RF信號(hào)耦合到諧振電路，所述諧振電路具有一種諧振頻率并且包括定位在箱內(nèi)液體附近的電感器，以及測(cè)量由于在所述電感器附近的液體的至少一個(gè)性能的變化引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電參數(shù)的改變。如上所述，所述液體可以是尿素。所述RF信號(hào)可以大體是正弦的并且可以具有恒定的頻率。所述諧振電路可以是串聯(lián)-諧振電感器、電容器、電阻器電路或并聯(lián)-諧振電感器、電容器、電阻器電路。優(yōu)選地，所述諧振電路的電感器被緊靠所述箱放置，使得電磁輻射傳播到所述箱內(nèi)限定的空間內(nèi)，從而所述箱內(nèi)的液體以與所述箱內(nèi)的液體的組成成分成比例的方式作為串聯(lián)諧振電路的電負(fù)載。所述液體的性能可以是電性能，并且所測(cè)量的電參數(shù)的改變可以是所述液體的電性能的變化的函數(shù)。在所述液體是車用尿素溶液的情況下，所述性能的變化可以是液體組成成分諸如車用尿素溶液中的氨濃度的函數(shù)，或是所述箱內(nèi)的車用尿素溶液的位面的函數(shù)。上述對(duì)與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電參數(shù)的改變的測(cè)量可以包括測(cè)量諧振電路處的電壓改變，或諧振電路
的諧振頻率的改變。優(yōu)選地，可以校準(zhǔn)所述RF信號(hào)的操作頻率，以便補(bǔ)償所述箱的物理和/或電性能，并且可以自動(dòng)地執(zhí)行這種校準(zhǔn)。具體地，操作頻率的校準(zhǔn)可以包括在從第一頻率到第二頻率的頻率范圍之間掃描，以便識(shí)別所述范圍內(nèi)的操作信號(hào)，并且從操作頻率測(cè)量諧振電路的參數(shù)。所測(cè)量的參數(shù)可以包括所述諧振電路的諧振頻率和/或所述諧振電路的諧振頻率的振幅。另外，根據(jù)本發(fā)明，所測(cè)量的液體的改變可被轉(zhuǎn)換為表示所述液體內(nèi)的氨濃度的值，并且所測(cè)量的液體的改變可被傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。
本發(fā)明的監(jiān)視設(shè)備的實(shí)施例可以包括天線驅(qū)動(dòng)器，所述天線驅(qū)動(dòng)器具有輸出端子和耦接到RF發(fā)生器的輸入端子；耦接到所述天線驅(qū)動(dòng)器并且具有位于容器或箱內(nèi)液體附近的電感器的諧振電路；以及控制器，所述控制器包括所述RF發(fā)生器，并且將所述RF發(fā)生器的操作頻率控制為接近所述諧振電路的諧振頻率，并且測(cè)量由所述箱內(nèi)液體的改變引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電參數(shù)的改變。同樣，所述液體可以是車用尿素溶液，并且所述液體的改變可以包括所述箱內(nèi)的尿素的位面的改變，或所述尿素濃度的改變，諸如尿素中的氨濃度改變。所述控制器、天線驅(qū)動(dòng)器和諧振電路安裝在印刷電路板上，所述印刷電路板可以是柔性的，并且所述傳感器可被安裝在所述容器或箱的外部。如上所述，所述諧振電路包括可以是印刷電路板跡線電容器的電容器。
使用EMF波傳播進(jìn)行液位和成分感測(cè)的系統(tǒng)的實(shí)施例可以包括RF發(fā)生器，所述RF發(fā)生器用于以一種操作頻率產(chǎn)生RF信號(hào)；電耦接到所述RF發(fā)生器的天線電路，所述天線電路包括諧振電路和安裝在尿素箱附近的輻射組件，所述諧振電路具有一種諧振頻率；以及控制器，所述控制器操作地連接到所述RF發(fā)生器并且連接到所述天線電路，所述控制器用于在從第一頻率到第二頻率的頻率范圍之間掃描，以便識(shí)別所述范圍內(nèi)的諧振頻率的信號(hào)，并且測(cè)量由所述箱內(nèi)的尿素中的氨濃度的改變引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的電參數(shù)的改變。所述控制器還可以傳輸所測(cè)量的電參數(shù)的改變和/或所述控制器可以將所測(cè)量的電參數(shù)的改變轉(zhuǎn)換為氨濃度信號(hào)。因此，所述控制器可以將所述氨濃度信號(hào)傳輸?shù)竭x擇性催化還原車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。如上所述，所述諧振電路可以是串聯(lián)諧振電路。在該情況下，所述控制器可以包括校準(zhǔn)模塊，所述校準(zhǔn)模塊可以操作，以便在從第一頻率到第二頻率的頻率范圍之間掃描，以便識(shí)別所述范圍內(nèi)的諧振頻率的信號(hào)，并且測(cè)量由所述箱內(nèi)的尿素中的氨濃度改變引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的電參數(shù)的改變。所述控制器還可以包括補(bǔ)償模塊，所述補(bǔ)償模塊用于針對(duì)環(huán)境溫度的改變或箱內(nèi)液體的溫度的改變調(diào)整所述氨濃度信號(hào)。
前面已經(jīng)相當(dāng)寬泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解下面對(duì)這些系統(tǒng)和方法的詳細(xì)描述。下面將描述構(gòu)成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題內(nèi)容的這些系統(tǒng)和方法的附加特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，公開的概念和特定實(shí)施例可被容易地作為修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這些等同構(gòu)造不脫離在所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的精神和范圍。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，將從下面的描述中更好地理解被認(rèn)為是本發(fā)明的特性的關(guān)于其構(gòu)造和操作方法的新穎性特征，以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)。然而應(yīng)當(dāng)清楚地理解，僅僅出于說明和描述的目的提供每個(gè)附圖，并且不旨在作為對(duì)本發(fā)明的限定的定義。


結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與本描述一起用于解釋本發(fā)明的原理，其中類似的標(biāo)號(hào)指示類似的部件。在附圖中圖1是結(jié)合尿素箱布置的本發(fā)明的AUS系統(tǒng)的外部實(shí)施例的立
體圖2是結(jié)合尿素箱布置的本發(fā)明的AUS系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)施例的部分剖析立體圖3是圖1的AUS監(jiān)視設(shè)備的分解立體圖；和
圖4是圖1、2和3的AUS監(jiān)視設(shè)備內(nèi)的某些功能元件的方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以確定容器內(nèi)的液體類型，特別是其中所述液體大體為水，并且不限于本描述中使用的例子。在示出和描述的實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以將此信息提供給汽車的EMS，汽車的EMS可以使用該信息防止以尿素箱中的水等而不是以車輛制造商推薦的AUS不正確的操作SCR車輛，以及檢測(cè)箱內(nèi)尿素的位面和/或濃度。
圖l示出了結(jié)合尿素箱102布置的本發(fā)明的AUS監(jiān)視設(shè)備100的實(shí)施例，諸如將AUS監(jiān)視設(shè)備安裝在箱的外部。各種實(shí)施例要求將本發(fā)明的AUS監(jiān)視設(shè)備安裝到箱的外側(cè)或底部。尿素箱102可由諸如塑料的非導(dǎo)電材料制成?？梢猿鲇谂欧趴刂频哪康慕柚诒?03將尿素箱102中的AUS抽取到車輛的排氣裝置104內(nèi)。
圖2示出了結(jié)合尿素箱102布置的本發(fā)明的AUS監(jiān)視設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例200,諸如將AUS監(jiān)視設(shè)備200安裝在箱的內(nèi)部。該實(shí)施例對(duì)于尿素箱102由諸如金屬的導(dǎo)電材料制成的情況特別有用。
圖3示出了 AUS監(jiān)視設(shè)備100或200的實(shí)施例，其中包括布置在,皮示出為具有兩個(gè)部分302a和302b的外殼302內(nèi)的PCB301。如下面參考圖4更詳細(xì)地討論的，PCB301可安裝和/或限定控制器401,該控制器可以包括RF發(fā)生器402和才莫數(shù)轉(zhuǎn)換器403( ADC )。 PCB301還可以包括天線電路405，天線電路405包括具有耦接到RF發(fā)生器和諧振電路410的輸出端子和輸入端子的天線驅(qū)動(dòng)器406。諧振電路410優(yōu)選地包括位于箱或容器102內(nèi)的液體附近的電感器411和電容器或PCB跡線電容器412。
圖l-3所示的AUS監(jiān)視設(shè)備100和200的實(shí)施例可以采用類似于圖4所示的電路400。諧振電路410,其可以是LCR (電感器-電容器-電阻器)電路，可以是串聯(lián)或并聯(lián)諧振電路。諧振電路410優(yōu)選地包括電阻器413以及上面討論的電容器421和電感器411。電感器411和/或電容器412可以是分立形式、PCB跡線形式或以其它方式形成。通過將諧振電路410的電感器411放置為緊靠箱102，電磁輻射可被傳播到箱102內(nèi)限定的液體空間103內(nèi)。從而箱內(nèi)的AUS、其它液體和/或固體以與箱內(nèi)液體的液位和/或組分或箱內(nèi)固體的存在成比例的方式作為諧振電路410上的電負(fù)載。液體的傳導(dǎo)性和介電性能改變分立/跡線電容器412或分立/跡線電感器411的阻抗。
本發(fā)明測(cè)量諸如AUS的液體的性能。這些性能優(yōu)選地是電性能，并且測(cè)量的液體電參數(shù)的改變是液體電性能的變化的函數(shù)。在液體是AUS的情況下，電性能的變化可以是液體存在數(shù)量和液體成分的函數(shù)。對(duì)電性能的測(cè)量可以包括測(cè)量諧振電路410處的電壓改變，和/或測(cè)量諧振電路的諧振頻率的改變，諸如可由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC ) 403完成該測(cè)量。
優(yōu)選地，RF發(fā)生器402以一種操作頻率產(chǎn)生RF信號(hào)，并且天線電路405被電耦接到RF發(fā)生器402。另外，諧振電路410優(yōu)選地具有以諧振頻率為中心的頻率響應(yīng)曲線?？刂破?01可被操作地連接到RF產(chǎn)生器402以及連接到天線電路405，并且可以具有使得RF發(fā)生器402的操作頻率接近諧振電路410的諧振頻率，以及測(cè)量由AUS的量和/或箱102內(nèi)的AUS中的氨相對(duì)于其它物質(zhì)的濃度和/或比例的改變引起的、與諧振電路相關(guān)聯(lián)的電參數(shù)的改變的功能。
更具體地，在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例中，產(chǎn)生可變頻率的大體為正弦的RF信號(hào)，并且使用天線驅(qū)動(dòng)器406將其耦合到諧振電路410。從而，箱102或202中的液體AUS以與尿素箱102內(nèi)的AUS位面和/或包括尿素箱102中的AUS的組分和溫度的AUS的某些特性成比例的方式作為諧振電路410的電負(fù)載。AUS對(duì)諧振電路410的
12負(fù)載影響可以引起該電路的諧振頻率的漂移，和/或來自該電路的信號(hào)
的振幅的改變，和/或該諧振電路的Q (品質(zhì)因子)的改變。根據(jù)本發(fā) 明的各種實(shí)施例，通過監(jiān)視與激勵(lì)的諧振電路410相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多 個(gè)電參數(shù)的改變，確定AUS的負(fù)載影響。例如，可以監(jiān)視諧振電路 410中的電阻器413兩端的電壓?？捎煽刂破?01(處理器415)、EMS 或與SCR系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的其它電路檢測(cè)和分析該電壓的改變，結(jié)果可 被用于輸出指示AUS組分、位面或溫度的信號(hào)。該輸出可以是數(shù)字 或模擬電信號(hào)的形式。
AUS監(jiān)視設(shè)備100或200的控制器401或類似電路優(yōu)選地具有 傳輸測(cè)量的電參數(shù)的改變的功能。具體地，控制器401還可以具有將 測(cè)量的電參數(shù)的改變轉(zhuǎn)換為氨濃度和/或液位信號(hào)，并且將該信號(hào)或其 它信息傳輸?shù)絊CR車輛的EMS等的功能?？梢灾芷诘亍㈨憫?yīng)一種改 變、按照來自控制器401的請(qǐng)求或按照來自諸如診斷設(shè)備的外部設(shè)備 的請(qǐng)求，將該信號(hào)和/或其它信息通過物理或無線數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)杰囕v 內(nèi)的中央控制器。
優(yōu)選地，本發(fā)明允許校準(zhǔn)RF信號(hào)的操作頻率，以便補(bǔ)償相應(yīng)箱 或容器的物理和/或電性能，以及諸如溫度的外部影響。可由處理器 415或其它電路在空箱或滿箱時(shí)或在其它情況下執(zhí)行這種校準(zhǔn)。例如， 可以自動(dòng)地和/或周期地執(zhí)行這種校準(zhǔn)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以采用 能夠在空箱時(shí)檢測(cè)諧振電路410的諧振頻率和諧振頻率信號(hào)的振幅的 校準(zhǔn)硬件和軟件?？商鎿Q地或附加地，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以采用 能夠相對(duì)于以前已知的值檢測(cè)諧振電路410的諧振頻率和諧振頻率信 號(hào)的振幅的自動(dòng)校準(zhǔn)硬件和軟件。在具體的實(shí)施例中，校準(zhǔn)可以包括 掃描以便識(shí)別第一頻率和第二頻率之間的范圍中的諧振頻率信號(hào)，并 且以掃描RF信號(hào)的頻率測(cè)量該諧振電路的參數(shù)。
本發(fā)明的各種實(shí)施例檢測(cè)AUS的溫度。根據(jù)這些實(shí)施例，AUS 監(jiān)視設(shè)備可以包括用于溫度或濕度的其它傳感器420或其它傳感器。 控制器401還可以包括補(bǔ)償模塊421，補(bǔ)償模塊421具有針對(duì)液體溫 度、環(huán)境溫度和/或其它測(cè)量的或計(jì)算的參數(shù)的改變調(diào)整液體濃度信號(hào)的功能。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)理解，此處可以做出 各種改變、替代和更改而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神 和范圍。另外，本發(fā)明的范圍不旨在局限于本說明書中描述的處理、 機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。從對(duì)本發(fā) 明的討論中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易明了，根據(jù)本發(fā)明可以使 用執(zhí)行與此處描述的相應(yīng)實(shí)施例相同功能或取得大體相同結(jié)果的現(xiàn) 有的或以后開發(fā)的處理、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法或步驟。 例如，如上所述，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以感測(cè)和測(cè)量其它容器和/ 或傳輸線內(nèi)的液體的組分，并且不限于本描述中使用的例子。該系統(tǒng) 可被用于各種科研、消費(fèi)、工業(yè)和醫(yī)療環(huán)境。因此，所附權(quán)利要求旨 在將這些處理、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法或步驟包括在其 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括以一種操作頻率產(chǎn)生RF信號(hào)；將所述RF信號(hào)耦合到諧振電路，所述諧振電路具有一種諧振頻率并且包括定位在箱內(nèi)液體附近的電感器；和測(cè)量由于在所述電感器附近的液體的至少一個(gè)性能的變化引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電參數(shù)的改變。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體是尿素。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RF信號(hào)大體是正弦的并 且具有恒定的頻率。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述諧振電路是串聯(lián)-諧振電 感器、電容器、電阻器電路。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述諧振電路是并聯(lián)-諧振電 感器、電容器、電阻器電路。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述諧振電路的電感器 緊靠所述箱放置，使得電磁輻射傳播到所述箱內(nèi)限定的空間內(nèi)，從而作為所述串聯(lián)諧振電路的電負(fù)載。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體的至少一個(gè)性能是電 性能，并且所測(cè)量的電參數(shù)的改變是所述液體的電性能的變化的函 數(shù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體是車用尿素溶液，并 且所述性能的變化是液體成分的函數(shù)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體是車用尿素溶液，并 且所迷性能的變化是所述車用尿素溶液中的氨濃度的函數(shù)。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體是液體的車用尿素 溶液，并且所述性能的變化是所述箱內(nèi)的車用尿素溶液的位面的函 數(shù)。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)量包括測(cè)量所述諧振 電路處的電壓改變。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)量包括測(cè)量所述諧振 電路的諧振頻率改變。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括校準(zhǔn)所述RF信號(hào)的操作 頻率，以便補(bǔ)償所述箱的物理和/或電性能。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中自動(dòng)校準(zhǔn)操作頻率。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述校準(zhǔn)操作頻率包括在 從第一頻率到笫二頻率的頻率范圍之間掃描，以便識(shí)別所述范圍內(nèi)的 所述操作信號(hào)，并且從所述操作頻率測(cè)量諧振電路的參數(shù)。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所測(cè)量的參數(shù)包括所述諧振 電路的諧振頻率。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所測(cè)量的參數(shù)包括所述諧振 電路的諧振頻率的振幅。
18. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所測(cè)量的改變傳輸?shù)酵?部設(shè)備。
19. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所測(cè)量的改變轉(zhuǎn)換為表 示所述液體內(nèi)的氨濃度的值。
20. —種監(jiān)視設(shè)備，包括天線驅(qū)動(dòng)器，所述天線驅(qū)動(dòng)器具有輸出端子和耦接到RF發(fā)生器 的輸入端子；耦接到所述天線驅(qū)動(dòng)器并且具有位于容器或箱內(nèi)液體附近的電 感器的諧振電路；和控制器，所述控制器包括所述RF發(fā)生器，所述控制器將所述 RF發(fā)生器的操作頻率控制為接近所述諧振電路的諧振頻率，并且測(cè) 量由所述箱內(nèi)的所述液體的改變引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電 參數(shù)的改變。
21. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述液體是車用尿素溶液。
22. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述液體的所述改變包括所述箱內(nèi)的所述尿素的位面改變。
23. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述液體的所述改變包括所 述尿素的濃度改變。
24. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述液體的所述改變包括所 述尿素的氨濃度改變。
25. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述控制器、所述天線驅(qū)動(dòng) 器和所述諧振電路安裝在印刷電路板上。
26. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述傳感器安裝在所述容器 或箱的外部。
27. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述諧振電路包括電容器。
28. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中所述電容器是印刷電路板跡 線電容器。
29. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述印刷電路板是柔性印刷 電路板。
30. —種系統(tǒng)，包括RF發(fā)生器，所述RF發(fā)生器用于以一種操作頻率產(chǎn)生RF信號(hào)； 電耦接到所述RF發(fā)生器的天線電路，所述天線電路包括諧振電路和安裝在尿素箱附近的輻射組件，所述諧振電路具有一種諧振頻率；以及控制器，所述控制器操作地連接到所述RF發(fā)生器并且連接到所 述天線電路，所述控制器用于在從第一頻率到第二頻率的頻率范圍之 間掃描，以便識(shí)別所迷范圍內(nèi)的所述諧振頻率的信號(hào)，并且測(cè)量由所 述箱內(nèi)的尿素中的氨濃度的改變引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的所 述信號(hào)的電參數(shù)的改變。
31. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還用于傳輸所測(cè) 量的電參數(shù)的改變。
32. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還用于將所測(cè)量 的電參數(shù)的改變轉(zhuǎn)換為氨濃度信號(hào)，并且將所述氨濃度信號(hào)傳輸?shù)竭x 擇性催化還原車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。
33. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述諧振電路是串聯(lián)諧振電 路，并且所述控制器還包括校準(zhǔn)模塊，所述校準(zhǔn)模塊可以操作以便在 從第 一頻率到第二頻率的頻率范圍之間掃描，以識(shí)別所述范圍內(nèi)的所 述諧振頻率的信號(hào)，并且測(cè)量由所述箱內(nèi)的所述尿素的氨濃度的改變 引起的、與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的所述信號(hào)的電參數(shù)的改變。
34. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還包括補(bǔ)償模塊， 所述補(bǔ)償模塊用于針對(duì)環(huán)境溫度的改變調(diào)整所述氨濃度信號(hào)。
35. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還包括補(bǔ)償模塊， 所述補(bǔ)償模塊用于針對(duì)所述箱內(nèi)液體的溫度改變調(diào)整所述氨濃度信 號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及液位和成分感測(cè)系統(tǒng)及方法。一種結(jié)合選擇性催化還原車輛的尿素箱(102)布置的車用尿素溶液監(jiān)視設(shè)備(100)。在諧振電路(410)上產(chǎn)生恒定頻率的RF信號(hào)，諧振電路(410)包括電感器(411)和PCB跡線電容器(412)。電磁輻射被傳播到尿素箱中的電感器尿素溶液內(nèi)。該液體的傳導(dǎo)性和介電性能性改變分立/跡線電容器(412)和/或分立/跡線電感器(411)的阻抗。這些改變與尿素箱內(nèi)的車用尿素溶液的氨含量、溫度和/或位面成比例，并且被微控制器(401)檢測(cè)，并且然后被傳輸?shù)竭x擇性催化還原車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02D19/08GK101680378SQ200880020337
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者A·K·麥卡爾, A·M·帕格, I·布達(dá)烏德 申請(qǐng)人:施拉德爾電子學(xué)有限公司