專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波探測(cè)器及其應(yīng)用于液面探測(cè)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波探測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用子半導(dǎo)體制造工藝中的 超聲波探測(cè)器及其應(yīng)用于液面探測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
超聲波探測(cè)器由于其高靈敏度、高響應(yīng)速率而被廣泛應(yīng)用于各種實(shí)施監(jiān)
控及探測(cè)領(lǐng)域。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00420118179.2的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種 超聲波探測(cè)器，圖l為所述實(shí)用新型公開(kāi)的超聲波探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 l所示，所述超聲波探測(cè)器包括一膠殼12，膠圈IO，傳感器ll,電路板13,底 蓋15及定位柱14,所述傳感器ll為一圓柱體，所述膠圈10為圓環(huán)狀，套在所 述傳感器ll的側(cè)壁，在所述膠圈10外面為膠殼12,所述電路板13固定于所述 底蓋15上。工作時(shí)，向所述電路板13通電，通電后所述電路板13控制所述傳 感器1 l發(fā)射超聲波信號(hào)，所述超聲波信號(hào)遇到障礙物后返回并被所述傳感器 ll接收，所述傳感器11接收反射信號(hào)后將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳送至電路板13, 通過(guò)電路板計(jì)算障礙物的距離。所述超聲波探測(cè)器可應(yīng)用于半導(dǎo)體制造工廠 中，對(duì)半導(dǎo)體制造工廠中的排水系統(tǒng)中水的液面高低進(jìn)行監(jiān)控。圖2為超聲波 探測(cè)器應(yīng)用于對(duì)液面進(jìn)行監(jiān)控的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，超聲波探測(cè)器21包 含有電子部件22，連接部件23以及傳感器24。將所述超聲波探測(cè)器21固定于 容器30上方，所述容器30上方有開(kāi)口，在所示容器30側(cè)壁27具有入口28和出 口29，廢水或廢液可以由所述入口28進(jìn)入所述容器30并通過(guò)所述出口29排出。 所述超聲波探測(cè)器21位于所述容器30開(kāi)口的上方，通過(guò)所述傳感器24發(fā)出超 聲波信號(hào)25，所述超聲波信號(hào)25被所述容器30中溶液的液面反射后形成反射 波26，并被所述傳感器24接收，所述傳感器24將接收的反射波26轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)并傳送至所述電子部件22，所述電子部件22通過(guò)計(jì)算得知所述液面的高低。 所述超聲波探測(cè)器21應(yīng)用于液面監(jiān)測(cè)時(shí)存在如下缺陷由于所述容器30中的 溶液一般為工業(yè)廢水，當(dāng)所述超聲波探測(cè)器21應(yīng)用于監(jiān)測(cè)所述溶液液面時(shí)，
染的傳感器24會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)至所述電子部件22,所述電子部件22對(duì)所述 錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理并得到錯(cuò)誤的液面高低的信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波探測(cè)器及其應(yīng)用于液面探測(cè)的 方法，以解決現(xiàn)有應(yīng)用于液面探測(cè)的超聲波探測(cè)器易被污染而誤報(bào)的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種超聲波探測(cè)器，包括電子部件和傳 感器，其特征在于還包括一清洗管，所述清洗管至少具有一個(gè)開(kāi)口指向所述 傳感器表面。
所述清洗管沿所述傳感器表面外圍放置，在所述清洗管面向所述傳感器表面方向的側(cè)壁有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口 。
所述清洗管為圓環(huán)形、半圓環(huán)形或圓弧形中的一種。 所述清洗管與沿所述傳感器側(cè)壁放置的第 一供給管路連接。 在所述第一供給管路上設(shè)置有第一控制閥，所述電子部件向所述第一控
制閥發(fā)送控制信號(hào)控制所述第一供給管路向所述清洗管供給清洗液。
所述超聲波探測(cè)器還包括一干燥管，在所述干燥管上至少具有一開(kāi)口指
向所述傳感器表面。
所述千燥管為半圓環(huán)形或弧形中的 一種，在所述千燥管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有復(fù)
數(shù)個(gè)開(kāi)口 ，所述干燥管放置于所述清洗管沿所述傳感器表面法線對(duì)稱(chēng)的位置。 所述干燥管與沿所述傳感器側(cè)壁放置的第二供給管路連接。 在所述第二供給管路上設(shè)置有第二控制閥，所述電子部件向所述第二控
制閥發(fā)送控制信號(hào)控制所述第二供給管路向所述千燥管供給干燥氣體。
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用本發(fā)明的超聲波探測(cè)器探測(cè)液面的方法，
包括向液面發(fā)送超聲波信號(hào)，并接收所述液面的反射信號(hào)；根據(jù)所述發(fā)送 信號(hào)和所述反射信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算所述液面的位置；判斷第n + l次與第n次 測(cè)得的位置之差是否大于設(shè)定的閾值，若所述位置之差不大于所述閾值，繼 續(xù)向所述液面發(fā)送超聲波信號(hào)并計(jì)算所述液面位置；若所述位置之差大于設(shè) 定的閾值，向所述超聲波探測(cè)器的傳感器表面噴灑清洗液，并干燥所述傳感 器表面，再次向所述液面表面發(fā)送超聲波信號(hào)，計(jì)算所述液面的位置，并判 斷該次測(cè)得的位置與第n次測(cè)得的位置之差是否大于所述閾值，若所述位置 之差不大于所述閾值，繼續(xù)向所述液面發(fā)送超聲波信號(hào)并計(jì)算所述液面的位 置；若所述位置之差大于所述閾值，發(fā)出液面位置高出設(shè)定范圍的報(bào)警信號(hào)； 其中，所述n為自然數(shù)。
所述清洗液為去離子水或自來(lái)水中的一種。所述清洗液的流量為0. 1至1
lpm。所述噴灑清洗液的時(shí)間為5至60s。所述干燥的方法為自然涼干或用干 燥氣體吹干。所述干燥氣體為壓縮干空氣或氮?dú)庵械囊环N。所述干燥氣體的 流量為0. 1至lsccm，干燥時(shí)間為1至60s。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的超聲波探測(cè)器具有清潔管和供給清洗液的管路組成的清潔系 統(tǒng)，可及時(shí)對(duì)所述超聲波探測(cè)器的傳感器表面的清洗，避免由于所述傳感器 表面被污染而誤報(bào)液面位置信息，使得所述超聲波探測(cè)器具有較高的可信度、 靈敏度和響應(yīng)速率；同時(shí)，將清洗管放置于所述傳感器表面外圍，供給清洗 液的管路放置于所述傳感器的側(cè)壁，沒(méi)有影響所述傳感器的表面對(duì)信號(hào)的探 測(cè)，且該超聲波探測(cè)器結(jié)構(gòu)緊湊，占用體積較小，使得安裝攜帶方便。
采用本發(fā)明的超聲波探測(cè)器對(duì)液面進(jìn)行探測(cè)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)到所述超聲 波探測(cè)器的傳感器表面是否被污染，并及時(shí)開(kāi)啟清洗管對(duì)被污染的傳感器表 面進(jìn)行清洗。消除或減少了由于所述傳感器表面被污染而誤報(bào)液面位置的缺 陷，提高了探測(cè)的可信度，并節(jié)省清洗時(shí)間。所述清洗管?chē)姵龅那逑匆簢姙?到所述傳感器表面后灑落到液面，可消除或稀釋所述液面表面的泡沫，減少 或消除由于液面表面的泡沫對(duì)探測(cè)的影響，有助于探測(cè)到真實(shí)的液面的位置
信息；
另外，對(duì)所述傳感器表面進(jìn)行清洗后，再次測(cè)量所述液面的位置信息 并計(jì)算與前值之差，比較所述之差與所述閾值的大小，以確保在液面實(shí)際位 置超出設(shè)定范圍時(shí)能夠發(fā)出報(bào)警信息，增加了探測(cè)的可靠性。


圖1為現(xiàn)有一種超聲波探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有超聲波探測(cè)器探測(cè)液面位置的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第一實(shí)施例的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第一實(shí)施例的清潔管的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第一實(shí)施例的供給管路控制結(jié)構(gòu)的示意圖6為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第二實(shí)施例的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第二實(shí)施例的清潔管及干燥管的結(jié)構(gòu)示意
圖8為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第二實(shí)施例的第一、第二供給管路控制結(jié)
構(gòu)示意圖9為應(yīng)用本發(fā)明超聲波探測(cè)器探測(cè)液面位置的方法的實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖 對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。
在使用超聲波探測(cè)器對(duì)被探測(cè)物探測(cè)過(guò)程中，所述超聲波探測(cè)器的傳感 器表面常常會(huì)受到污染，污染物粘附于所述傳感器表面，導(dǎo)致探測(cè)的靈敏度 及可信度降低，甚至出現(xiàn)誤報(bào)或錯(cuò)報(bào)的情況。本發(fā)明提供一種超聲波探測(cè)器， 所述探測(cè)器除包括有發(fā)射和接收超聲波信號(hào)的傳感器和對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理電子 部件外，還包括一清洗管，所述清洗管至少有一開(kāi)口指向所述傳感器的表面， 通過(guò)所述清洗管可向所述傳感器表面噴灑清洗液，以對(duì)所述傳感器表面的污 染物進(jìn)行清洗。
圖3為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第一實(shí)施例的縱向剖面示意圖。如圖3所 示，所述超聲波:探測(cè)器40包括電子部件30、傳感器32以及連接所述電子部 件30和傳感器32的連接部件31,本實(shí)施例中所述傳感器32為圓柱體，所述 傳感器32的一表面32a曝露在外面，通過(guò)該表面32a向外發(fā)射超聲波信號(hào)以 及接收被探測(cè)物反射的超聲波信號(hào)，并將所述接收的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)發(fā)送至所述電子部件30。所述傳感器32的另一表面與所述連接部件31接 觸。所述電子部件30向所述傳感器32發(fā)送控制信號(hào)，接收所述傳感器32發(fā) 送的電信號(hào)并進(jìn)行處理。所述探測(cè)器40還包括一清洗管35,所述清洗管35 沿所述傳感器32的表面32a的外圍放置。本實(shí)施例中所述清洗管35為圓環(huán) 形，所述清洗管35內(nèi)側(cè)具有復(fù)數(shù)個(gè)指向所述傳感器32表面32a的開(kāi)口 (如 圖4所示)。所述清洗管35與沿所述傳感器32側(cè)壁放置的第一供給管路33 連接并連通，通過(guò)所述第一供給管路33可向所述清洗管35供給清洗液，所 述清洗液通過(guò)所述清潔管35的復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口噴向所述傳感器32的外表面32a, 以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述表面32a的清洗。在所述第一供給管路33上還設(shè)置有控制閥(如 圖5所示)，可通過(guò)所述控制閥控制第一供給管路33中清洗液的中斷或供給。
圖4本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第一實(shí)施例的清潔管35的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 4所示，圓環(huán)形的清洗管35放置于所述傳感器32的表面32a的外圍，在所述
清潔管35的內(nèi)側(cè)具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口 36，所述開(kāi)口 36指向所述表面32a。向所 述清潔管35中通入清洗液，所述清洗液可通過(guò)開(kāi)口 36噴向所述傳感器32的 表面32a。
圖5為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第一實(shí)施例的第一供給管路33的控制結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖5所示，所述第一供給管路33具有兩個(gè)壁33a和33b，及開(kāi)口 33c,所述第一供給管路33通過(guò)開(kāi)口 33c與圖4中所述清潔管35連通。在所 述第一供給管路33上還設(shè)置有第一控制閥43,本實(shí)施例中第一控制閥43為 氣閥，所述第一控制閥43連接至氣體管路41a,通過(guò)所述電子部件30中的控 制單元45控制所述氣體管路41a上的氣體閥門(mén)41，實(shí)現(xiàn)氣體管路41a中的氣 體的導(dǎo)通和截止，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述第一控制閥43的開(kāi)啟與關(guān)閉，達(dá)到控制所述 第一供給管路33中的清洗液的供給和停止。本實(shí)施例中的超聲波探測(cè)器40 具有清潔管35和第一供給管路33組成的清潔系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述超聲波探 測(cè)器40的傳感器32的表面32a的清洗，使得所述超聲波探測(cè)器40具有較高 的可信度、靈敏度和響應(yīng)速率；同時(shí)，將清洗管35放置于所述傳感器表面32a 外圍，第一供給管路33放置于所述傳感器32的側(cè)壁，沒(méi)有影響所述傳感器 的表面對(duì)信號(hào)的探測(cè)，且該超聲波探測(cè)器49結(jié)構(gòu)緊湊，占用體積較小，使得 安裝攜帶方便；
圖6為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第二實(shí)施例的縱向剖面示意圖。如圖6所 示，所述超聲波纟笨測(cè)器40包括電子部件30、傳感器32以及連接所述電子部 件30和傳感器32的連接部件31,本實(shí)施例中所述傳感器32為圓柱形，所述 傳感器32的一外表面32a曝露在外面，通過(guò)該表面32a向外發(fā)射超聲波信號(hào) 以及接收被探測(cè)物反射的超聲波信號(hào)，并將所述接收的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電 信號(hào)發(fā)送至所述電子部件30。所述傳感器32的另一表面與所述連接部件31 接觸。所述電子部件30向所述傳感器32發(fā)送控制信號(hào)，接收所述傳感器32 發(fā)送的電信號(hào)并進(jìn)行處理。所述探測(cè)器40還包括一清洗管35，所述清洗管 35沿所述傳感器32的表面32a的外圍放置。本實(shí)施例中所述清洗管35為半 圓環(huán)形或圓弧形中的一種，所述清洗管35內(nèi)側(cè)具有復(fù)^:個(gè)指向所述傳感器32 表面32a的開(kāi)口 (如圖7所示)。所述清洗管35與沿所述傳感器32側(cè)壁放置 的第一供給管路33連接并連通，通過(guò)所述第一供給管路33可向所述清洗管 35供給清洗液，所述清洗液通過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口噴向所述傳感器32的外表面
32a，可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述表面32a的清洗。在所述第一供給管路33上還設(shè)置有控制 閥(如圖8所示)，可通過(guò)所述控制閥實(shí)現(xiàn)對(duì)第一供給管路33中清洗液的中 斷或供給。所述超聲波探測(cè)器40還包括一干燥管37,所述干燥管37為半圓 環(huán)形或圓弧形，放置于所述清洗管35沿所述表面32a中心法線的對(duì)稱(chēng)位置。 所述干燥管37內(nèi)側(cè)具有復(fù)數(shù)個(gè)指向所述傳感器32表面32a的開(kāi)口 (如圖7 所示)。所述干燥管37與沿所述傳感器32側(cè)壁放置的第二供給管路34連接 并連通，通過(guò)所述第二供給管路34可向所述千燥管37供給千燥氣體，所述 干燥氣體通過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口噴向所述傳感器32的外表面32a，可實(shí)現(xiàn)對(duì)所 述表面32a的干燥。在所述第二供給管路34上還設(shè)置有控制閥(如圖8所示)。
圖7本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第二實(shí)施例的清潔管和干燥管的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖7所示，圓弧形的清洗管35放置于所述傳感器32的表面32a的外圍， 在所述清潔管35的內(nèi)側(cè)具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口 35a，所述開(kāi)口 35a指向所述表面32a。 向所述清潔管35中通入清洗液，所述清洗液可通過(guò)開(kāi)口 36噴向所述傳感器 32的表面32a。圓弧形的干燥管37放置于所述清洗管35沿所述表面32a中心 法線的對(duì)稱(chēng)位置，在所述干燥管37內(nèi)側(cè)具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口 37a，所述開(kāi)口 37a 指向所述表面32a，向所述干燥管37中通入干燥氣體，所述干燥氣體可通過(guò) 開(kāi)口 37a噴向所述所述傳感器32的表面32a。
圖8為本發(fā)明超聲波探測(cè)器的第二實(shí)施例的第一和第二供給管路的控制 結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，所述第一供給管路33和所述第二供給管路34平 行放置在所述傳感器32的側(cè)壁，所述第一供給管路33通過(guò)其下端的開(kāi)口 33c 與圖7中所述清洗管35連通，所述第二供給管路34通過(guò)其下端的開(kāi)口 34c 與圖7中所述干燥管37連通。在所述第一供給管路33上設(shè)置有第一控制閥 43，在所述第二供給管路34上設(shè)置有第二控制閥42。所述第一控制閥43為 氣閥，通過(guò)氣體管路39連接所述第二控制管路34和所述第一控制閥43，在 所述氣體管路39上設(shè)置有第三控制閥41,所述第三控制閥41和第二控制閥 42連接至控制單元45。所述控制單元45向所述第三控制閥41發(fā)送控制信號(hào)， 使得所述氣體管路39中氣體可控制第一控制閥43的開(kāi)啟或關(guān)閉。所述控制 單元45向所述第二控制閥42發(fā)送控制信號(hào)可控制所述第二供給管路的開(kāi)啟 或關(guān)閉。本實(shí)施例中的超聲波探測(cè)器40具有清潔管35和第 一供給管路33組 成的清潔系統(tǒng)，以及干燥管37和第二供給管路34組成的干燥系統(tǒng)，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述超聲波探測(cè)器40的傳感器32的表面32a的清洗，也可以對(duì)清洗過(guò) 的表面32a進(jìn)行干燥，使得所述超聲波探測(cè)器40具有較高的可信度、靈敏度 和響應(yīng)速率；同時(shí)，將清洗管35和干燥管37 ^L置于所述傳感器表面32a外 圍，第一供給管路33和第二供給管路34放置于所述傳感器32的側(cè)壁，不會(huì) 影響所述傳感器的表面對(duì)信號(hào)的探測(cè)，且該超聲波探測(cè)器40結(jié)構(gòu)緊湊，占用 體積較小，便于安裝攜帶；
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述的超聲波探測(cè)器對(duì)液面進(jìn)行探測(cè)的 方法。將所述超聲波探測(cè)器放置于液面上方，所述超聲波探測(cè)器的傳感器表 面面向所述液面。圖9為本發(fā)明超聲波探測(cè)器探測(cè)液面位置的方法的實(shí)施例 的流程示意圖。
如圖9所示，向液面發(fā)送超聲波信號(hào)，并接收所述液面的反射信號(hào)(S100 )。 所述超聲波探測(cè)器通過(guò)其傳感器向所述液面發(fā)送超聲波信號(hào)，所述超聲波信 號(hào)被所述液面反射后被所述超聲波探測(cè)器的傳感器接收。
所述超聲波探測(cè)器根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)和反射信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算所述液面 和所述超聲波探測(cè)器的距離，從而計(jì)算出所述液面和所述超聲波探測(cè)器的相 對(duì)位置(S200 )。
所述超聲波探測(cè)器按一定的頻率向所述液面發(fā)送超聲波信號(hào)以實(shí)時(shí)測(cè)量 所述液面的位置。對(duì)于第一次以后的每一次測(cè)量，所述超聲波探測(cè)器都計(jì)算 該次的測(cè)量結(jié)果與前一次的測(cè)量結(jié)果之差。例如本次測(cè)量為第n+ 1次測(cè)量， 所述超聲波探測(cè)器測(cè)得第n+ 1次測(cè)量的位置后，計(jì)算所述第n+ 1次與所述 第n次測(cè)得的位置之差(S300 )。
根據(jù)計(jì)算的位置之差，判斷所述位置之差是否大于設(shè)定的閾值(S400), 例如，所述設(shè)定的閾值可以是理想的液面位置的百分之五或百分之十。若所 述位置之差不大于所述設(shè)定的閾值，返回到SIOO，繼續(xù)向所述液面發(fā)送超聲 波信號(hào)，測(cè)量所述液面的位置。
若所述位置之差大于所述設(shè)定的閾值，所述控制單元發(fā)出控制信號(hào)開(kāi)啟 所述超聲波探測(cè)器的清洗管，向所述超聲波探測(cè)器的傳感器的表面噴灑清洗 液，對(duì)所述傳感器的表面進(jìn)行清洗，然后干燥所述傳感器的表面(S500)。其 中，所述清洗液為自來(lái)水或去離子水中的一種，本實(shí)施例中為自來(lái)水。所述 清洗液的流量為0. 1至llpm，清洗的時(shí)間為5至60s。所述干燥的方法為自
然涼干或用干燥氣體吹干，本實(shí)施例中采用干燥氣體吹干。所述干燥氣體為 壓縮干空氣或氮?dú)庵械囊环N，本實(shí)施例中為壓縮干空氣。所述干燥氣體的流
量為0. 1至lsccm，干燥時(shí)間為1至60s。
完成對(duì)所述傳感器的表面的清洗后，再次向所述液面表面發(fā)送超聲波信 號(hào)，并計(jì)算所述液面的位置(S600 )。
計(jì)算該次測(cè)得的位置與第n次測(cè)得的位置之差，并判斷所述位置之差是 否大于所述閾值(S700 )。若所述位置之差不大于所述閾值，返回SIOO,繼續(xù) 向所述液面表面發(fā)送超聲波信號(hào)并計(jì)算所述液面的位置。
若所述位置之差大于所述閾值，發(fā)出液面位置高出設(shè)定范圍的報(bào)警信號(hào) (S800 )。本實(shí)施例中，采用本發(fā)明具有清洗管的超聲波纟笨測(cè)器對(duì)液面進(jìn)行探 測(cè)，若連續(xù)兩次的探測(cè)結(jié)果大于一個(gè)設(shè)定的閾值，則判斷所述超聲波探測(cè)器 的傳感器表面具有污染物，開(kāi)啟所述清洗管對(duì)所述傳感器表面進(jìn)行清洗，清 洗后，采用壓縮干空氣進(jìn)行干燥，并再次對(duì)所述液面進(jìn)行位置測(cè)量，計(jì)算該 次測(cè)量的位置與前次測(cè)得的認(rèn)為是正常的液面位置之差，判斷所述位置之差 是否大于所述閾值，若大于，則認(rèn)為所述液面的位置已經(jīng)達(dá)到或高出可接受 的范圍，需要采取進(jìn)一步的措施或處理。采用本發(fā)明的超聲波探測(cè)器對(duì)液面 進(jìn)行探測(cè)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)到所述超聲波探測(cè)器的傳感器表面是否被污染，并 及時(shí)開(kāi)啟清洗管對(duì)所述傳感器表面進(jìn)行清洗。消除或減少了由于所述傳感器 表面被污染而誤報(bào)液面位置的缺陷，提高了探測(cè)的可信度，節(jié)省清洗時(shí)間。 所述清洗管?chē)姵龅那逑匆簢姙⒌剿鰝鞲衅鞅砻婧鬄⒙涞揭好妫上蛳?釋所述液面表面的泡沫，減少或消除由于液面表面的泡沫對(duì)探測(cè)的影響，有 助于探測(cè)到真實(shí)的液面的位置。另外，對(duì)所述傳感器表面進(jìn)行清洗后，再次 測(cè)量所述液面的位置信息并計(jì)算與前值之差，比較所述之差與所述閾值的大 小，以確保在液面實(shí)際位置超出設(shè)定范圍時(shí)能夠發(fā)出報(bào)警信息，增加了探測(cè) 的可靠性。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和 修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種超聲波探測(cè)器，包括電子部件和傳感器，其特征在于還包括一清洗管，所述清洗管至少具有一個(gè)開(kāi)口指向所述傳感器表面。
2、 如權(quán)利要求1所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述清洗管沿所述 傳感器表面外圍放置，在所述清洗管面向所述傳感器表面方向的側(cè)壁有復(fù)數(shù) 個(gè)開(kāi)口 。
3、 如權(quán)利要求2所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述清洗管為圓環(huán)形。
4、 如權(quán)利要求2所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述清洗管為半圓 環(huán)形或圓弧形中的一種。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述清洗管與 沿所述傳感器側(cè)壁放置的第 一供給管路連接。
6、 如權(quán)利要求5所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于在所述第一供給管 路上設(shè)置有第一控制閥，所述電子部件向所述第一控制閥發(fā)送控制信號(hào)控制 所述第一供給管路向所述清洗管供給清洗液。
7、 如權(quán)利要求4所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述超聲波探測(cè)器還包括一干燥管，在所述干燥管上至少具有一開(kāi)口指向所述傳感器表面。
8、 如權(quán)利要求7所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述干燥管為半圓 環(huán)形或弧形中的一種，在所述干燥管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口，所述干燥管 放置于所述清洗管沿所述傳感器表面法線對(duì)稱(chēng)的位置。
9、 如權(quán)利要求8所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于所述干燥管與沿所 述傳感器側(cè)壁放置的第二供給管路連接。
10、 如權(quán)利要求9所述的超聲波探測(cè)器，其特征在于在所述第二供給 管路上設(shè)置有第二控制閥，所述電子部件向所述第二控制閥發(fā)送控制信號(hào)控 制所述第二供給管路向所述干燥管供給干燥氣體。
11、 一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的超聲波探測(cè)器探測(cè)液面的方法，包括 向液面發(fā)送超聲波信號(hào)，并接收所述液面的反射信號(hào)； 根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)和所述反射信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算所述液面的位置； 判斷第n + 1次與第n次測(cè)得的位置之差是否大于設(shè)定的閾值，若所述位置之差不大于所述閾值，繼續(xù)向所述液面發(fā)送超聲波信號(hào)并計(jì)算所述液面位 置； 若所述位置之差大于設(shè)定的閾值，向所述超聲波探測(cè)器的傳感器表面噴 灑清洗液，并干燥所述傳感器表面，再次向所述液面表面發(fā)送超聲波信號(hào)，計(jì)算所述液面的位置，并判斷該次測(cè)得的位置與第n次測(cè)得的位置之差是否 大于所述閾值，若所述位置之差不大于所述閾值，繼續(xù)向所述液面發(fā)送超聲 波信號(hào)并計(jì)算所述液面的位置；若所述位置之差大于所述閾值，發(fā)出液面位置高出設(shè)定范圍的報(bào)警信號(hào)；其中，所述n為自然數(shù)。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述清洗液為去離子水或 自來(lái)水中的一種。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述清洗液的流量為0.1 至1 lpm。
14、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述噴灑清洗液的時(shí)間為 5至60s。
15、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于所述干燥的方法為自然涼 干或用干燥氣體吹干。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述干燥氣體為壓縮干空 氣或氮?dú)庵械囊环N。
17、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述干燥氣體的流量為0. 1 至lsccm，干燥時(shí)間為l至60s。
全文摘要
一種超聲波探測(cè)器，包括電子部件，傳感器和清洗管，所述清洗管至少具有一個(gè)開(kāi)口指向所述傳感器表面。將所述超聲波探測(cè)器應(yīng)用于液面位置的探測(cè)，可通過(guò)所述清洗管及時(shí)對(duì)所述傳感器表面進(jìn)行清洗，減少污染，提高靈敏度，本發(fā)明的超聲波探測(cè)器結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，本發(fā)明的方法能夠減少或消除誤報(bào)信息，提高監(jiān)控的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01S7/521GK101196563SQ20061011913
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者刃 何, 李瑞青 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司