專(zhuān)利名稱(chēng)：液面指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及一液面指示器，特別是涉及一種測(cè)量盛裝在容器例如油箱或水箱中的剩余液體高度的光學(xué)液面指示器。
背景技術(shù)：
家庭使用的傳統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)有一個(gè)油箱和一個(gè)顯示盛在油箱內(nèi)剩余燃料量的指示器。指示器有一個(gè)垂直延伸在油箱外面的透明管，該管的底部與油箱的底部相通。盛在油箱內(nèi)的燃料的液面可以通過(guò)該管看到。然而很難觀察裝油口內(nèi)的剩余油量，很不方便。
一種光學(xué)液面指示器公開(kāi)在韓國(guó)專(zhuān)利審查公告No．96-13254中。該指示器有一個(gè)空氣入口，一個(gè)平面橡膠膜，安裝在頂部的一個(gè)光發(fā)射件和一個(gè)光接收件，以及一個(gè)安裝在橡膠膜上的反射板。該指示器只能用在壓力狹小的范圍，也就是說(shuō)，由于橡膠膜的折射是有限的，只能測(cè)量一高度不大的液體箱內(nèi)盛有液體的液面。此外，很難給出一個(gè)顯示與液面之間成線性關(guān)系的輸出信號(hào)。因此，將輸出信號(hào)處理成數(shù)字信號(hào)是困難的。
技術(shù)方案所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)能夠用來(lái)測(cè)量容器內(nèi)盛有液體高度的液面指示器，即使容器的高度很大。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)能夠獲得輸出信號(hào)與液面具有線性關(guān)系的光學(xué)液面指示器。
本發(fā)明的上述及其它目的通過(guò)提供一個(gè)檢測(cè)一液體容器內(nèi)盛有液體液面的液面指示器完成。該液面指示器包括一個(gè)殼體；一個(gè)波紋管，該管有一封閉端和連在封閉端的皺褶側(cè)壁。所述的波紋管將所述的殼體內(nèi)部劃分成一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室和一個(gè)恒壓室，動(dòng)態(tài)壓力室與液體容器相通；一個(gè)彈性元件，彈性地頂推所述波紋管的封閉端；一個(gè)傳感器，監(jiān)測(cè)所述波紋管封閉端的運(yùn)動(dòng)。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種檢測(cè)盛在一液體容器中液體液面的液面指示器，該液面指示器包括一個(gè)殼體；一個(gè)至少一部分是柔韌性的壁，所述的壁將所述的殼體內(nèi)部劃分成一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室和一個(gè)恒壓室，動(dòng)態(tài)壓力室與液體容器相通；一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置有一個(gè)接觸所述壁的接觸件和一個(gè)連接接觸件的遮擋屏；一個(gè)彈性地頂推所述傳動(dòng)裝置接觸件的彈性元件；和一個(gè)傳感器，該傳感器有彼此對(duì)置的一個(gè)光發(fā)射件和一個(gè)光接收件，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置的遮擋屏插在光發(fā)射件與光接收件之間。
依照本發(fā)明的再一方面，提供一個(gè)把燃料供應(yīng)到燃料燃燒系統(tǒng)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，該燃料燃燒系統(tǒng)包括一個(gè)燃料箱和一個(gè)具有上述特征的液面指示器。附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的上述和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將從下面結(jié)合附圖對(duì)最佳實(shí)施例的描述中明顯地看到。附圖中

圖1是一個(gè)鍋爐系統(tǒng)的框圖，具有一個(gè)按照本發(fā)明的液面指示器；圖2是本發(fā)明的光學(xué)液面指示器的剖面圖；圖3是顯示輸出電流與液面之間關(guān)系的曲線圖。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明參照?qǐng)D1，所示鍋爐系統(tǒng)有一個(gè)油或燃料箱12，一個(gè)燃燒裝置14，一個(gè)控制面板16和一個(gè)供油管路27。油箱12有一個(gè)入口19。油箱12與燃燒裝置14相連，并通過(guò)供油管路27供應(yīng)油箱12中盛有的燃料。燃燒裝置14有一個(gè)噴燒器22。供油管路27延伸到噴燒器22。供油管路27有一個(gè)閥門(mén)29和一個(gè)泵24，以把燃料供應(yīng)到噴燒器22。一個(gè)本發(fā)明的液面指示器25安裝在供油管路27上。
控制燃燒裝置14的控制面板16有一個(gè)顯示板32，以顯示燃料的液面。液面指示器25和控制面板16之間聯(lián)有電線33，以便給液面指示器25供電并把由液面指示器25產(chǎn)生的信號(hào)傳送到控制面板16?？刂泼姘?6有一個(gè)電子電路，把傳輸來(lái)的信號(hào)處理成顯示信號(hào)，并顯示在顯示板32上。
圖2顯示了本發(fā)明的液面指示器25。液面指示器25有一個(gè)殼體50、一個(gè)皺褶式的界壁或波紋管53、一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置112和一個(gè)傳感部分或傳感器62。液面指示器25有一個(gè)被界壁或波紋管53分隔開(kāi)的恒壓室或者大氣壓室56和一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室58。氣體，例如空氣，充滿(mǎn)在動(dòng)態(tài)壓力室58內(nèi)。
殼體50包括上殼體68和下殼體70。下殼體70有圓底71和從圓底71的邊緣向上延伸的圓柱形側(cè)壁73。法蘭75設(shè)在側(cè)壁73的頂部。下殼體70在圓底71的中心處有一個(gè)孔79及圍繞在孔79周?chē)囊粋€(gè)凸臺(tái)82。螺紋加工在凸臺(tái)82的外表面上。
下殼體70的凸臺(tái)82固定在連接管66上，動(dòng)態(tài)壓力室58通過(guò)連接管66與供油管路27相通(見(jiàn)圖1)。連接管66頂部?jī)?nèi)表面上有螺紋，因此通過(guò)連接管66和凸臺(tái)82的螺紋嚙合就將連接管固定在下殼體70上。環(huán)形密封墊83插入在連接管66和下殼體70之間。而且連接管66下部的內(nèi)表面上也加工有螺紋。
供油管路27有一支管86，螺紋加工在支管86的外表面上。通過(guò)支管86的螺紋與連接管66底部的螺紋嚙合將連接管66安裝在供油管路27上。因此，供油管路27與殼體50內(nèi)的動(dòng)態(tài)壓力室58相通。一個(gè)環(huán)狀密封墊插入到連接管66和支管86之間。沿連接管66長(zhǎng)度方向的截面積最好均勻，而且油的上表面總是位于連接管66的頂部和底部之間。
波紋管53位于下殼體70的上面。波紋管53的頂端88是平面，并且是圓形的，而且其底部是敞開(kāi)的。皺褶的側(cè)壁90從頂端88的邊緣向下延伸。在側(cè)壁90的底部制出一個(gè)法蘭92。法蘭92與下殼體70的法蘭75接觸。波紋管53的材料最好是橡膠。
上殼體68包括圓頂98和從圓頂98的邊緣延伸下來(lái)的圓柱形側(cè)壁96。上殼體68有一個(gè)位于圓頂98中心的孔及圍繞在孔周?chē)耐古_(tái)105。在凸臺(tái)105的內(nèi)表面上加工有螺紋。上殼體68包括一個(gè)在側(cè)壁96的底端加工出的法蘭102。
波紋管53的法蘭92插在上殼體68的法蘭102和下殼體70的法蘭75之間。殼體50有一個(gè)環(huán)狀的箍條104，上殼體68和下殼體70由箍條104連接。連接箍條104由金屬制成。但固定上、下殼體的方法不限于上述方法。此外，螺栓和螺母也可用來(lái)把上殼體68的法蘭102固定到下殼體70的法蘭75上。也可使用粘結(jié)的方法，將上殼體68的法蘭102、波紋管53的法蘭92和下殼體70的法蘭75粘結(jié)在一起。
在上殼體68的上部拐角處設(shè)置環(huán)狀密封墊103，在波紋管53損壞時(shí)，密封墊103與驅(qū)動(dòng)裝置112共同作用，以防止漏油，如下面所述。
驅(qū)動(dòng)裝置112有一個(gè)圓形接觸板式接觸件113，還有一個(gè)固定在圓形接觸板113中心的圓棒115。圓形板113的底面與波紋管53的頂端88相觸，使得動(dòng)態(tài)壓力室58的壓力作用在板113上。圓形板113和波紋管53頂端可固定成一整體。一個(gè)導(dǎo)套118插入并通過(guò)導(dǎo)套118外表面上加工的螺紋和凸臺(tái)105內(nèi)表面上加工的螺紋之間的嚙合固定在上殼體68的凸臺(tái)105上。
圓棒115通過(guò)導(dǎo)套118的孔腔滑動(dòng)地插入，并且圓棒115可以向上或向下運(yùn)動(dòng)。恒壓室56通過(guò)導(dǎo)套118與殼體50的外部相通。在上殼體68的頂部98可加工一個(gè)孔，以提供恒壓室和殼體外部之間的互通路徑。
彈性元件或者是壓縮彈簧121插在導(dǎo)套118和圓形板113之間，彈性地頂推圓板113。圓棒115在其頂部加工有一盲孔。在盲孔123的內(nèi)表面上加工有螺紋。
驅(qū)動(dòng)裝置112有一遮擋屏，或者是阻光屏134，以選擇性地阻礙光從光發(fā)射件129傳到光接收件132上，如下所述。屏134有一個(gè)垂直延伸的隔板135，和一個(gè)從隔板135頂端延伸出來(lái)的連接部139。連接部139大體垂直于隔板135。隔板135在連接部139的末端處加工有孔。調(diào)節(jié)螺絲142插入屏134的孔中，而且屏134借助扣環(huán)143固定于螺絲142上。螺絲142帶著屏134插入到圓棒115的盲孔123中。
傳感部件或是傳感器62有一個(gè)電路板126，安裝在電路板126上的一個(gè)光發(fā)射件129和一個(gè)光接收件132。光發(fā)射件129和光接收件132相對(duì)安裝在電流板126上。光發(fā)射件129最好是發(fā)光二極管(LED)，而光接收件132最好是CdS電池(CdS Cell)。屏134的隔板插在光發(fā)射件129和光接收件132之間。電路板126有導(dǎo)線130，為的是把傳感器62連接到控制面板上。因此，電能可供到傳感器62上，并且傳感器62產(chǎn)生的信號(hào)可以傳到控制面板。
液面指示器25有一蓋146，該蓋146安裝在上殼體68的頂部。蓋146由不透明材料制成，以阻擋指示器25外面的光線。蓋146有一個(gè)孔148，導(dǎo)線130由此孔通過(guò)?？?48使得恒壓室56與指示器25外面相通。
參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明的光學(xué)液面指示器的操作說(shuō)明如下盛在燃料箱12中的燃料液面升高，動(dòng)態(tài)壓力室58的壓力增大。動(dòng)態(tài)壓力室58增加的壓力使得波紋管53的頂端88和圓板113向上移動(dòng)，直到壓力與彈簧121的彈力平衡，屏134隨著圓板113而升高，這樣，光接收件132接收的光量增加。因此產(chǎn)生了與光接收件132接收的光增量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并且傳到控制面板16上。
當(dāng)油面降低時(shí)，動(dòng)態(tài)壓力室58的壓力降低，所以屏134向下移動(dòng)，并且傳到光接收件132上的光量減少。油箱內(nèi)盛油剩余量的變化在控制面板16的顯示板32上指示出。
導(dǎo)套118螺紋連接到凸臺(tái)105內(nèi)，所以當(dāng)導(dǎo)套118旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸臺(tái)105或上或下移動(dòng)。彈性地頂推接觸板113的彈簧121的彈力可以調(diào)節(jié)。并因此動(dòng)態(tài)壓力室58的壓力就得以調(diào)節(jié)。所以導(dǎo)套118的這種調(diào)節(jié)作用允許指示器25隨燃料箱內(nèi)液體的各種高度調(diào)節(jié)。導(dǎo)套118可以旋轉(zhuǎn)，并能從上殼體68上拆下。因此彈簧121很容易換成另一個(gè)有不同彈性系數(shù)的彈性元件。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲142時(shí)，屏134上移或下移。因此當(dāng)油箱快空的時(shí)候，可調(diào)節(jié)顯示板的零點(diǎn)。
如圖3所示，能夠得到傳感器62產(chǎn)出的輸出信號(hào)與盛在箱內(nèi)的燃料的液面之間的線性關(guān)系。
按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，指示器25可有一根連接到下殼體的細(xì)長(zhǎng)連接管路，并且安裝在燃料箱的頂部。連接管路從指示器25的下殼體70的底部延伸到燃料箱底部。
雖然上面描述的實(shí)施例中液面指示器是用于有油箱的家庭鍋爐系統(tǒng)，但是本發(fā)明的液面指示器也可用來(lái)檢測(cè)盛在容器內(nèi)的任何液體的液面，而且本發(fā)明的液面指示器也可用在如洗衣機(jī)、加油站的油庫(kù)等上。
同時(shí)，本發(fā)明的指示器也可用來(lái)檢測(cè)機(jī)車(chē)上燃料箱內(nèi)的燃料液面。指示器裝在燃料箱的頂部，最好將指示器布置在水平面的幾何中心點(diǎn)。指示器連接管的底部延伸到燃料箱的底部。
圖2顯示的傳感器62安裝在上殼體68的頂部。在另一實(shí)施例中，傳感器62可連到蓋146上，并懸掛在蓋146的頂板上。光發(fā)射件與光接收件129和132從電路板向下延伸。隔板從連接部139的末端向上延伸。
在又一實(shí)施例中，壓力調(diào)節(jié)件可以安裝在下殼體處，以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)壓力室的壓力。例如，下殼體有一個(gè)孔和一個(gè)堵此孔的插塞。插塞能夠選擇性地打開(kāi)，這樣就可調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)壓力室的壓力。
雖然已參照示例性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和說(shuō)明，但應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變、改進(jìn)和增加。
權(quán)利要求
1．一種用于檢測(cè)盛裝在液體容器中的液體液面高度的液面指示器，包括一個(gè)殼體；一個(gè)波紋管，該管有一封閉端和一個(gè)與封閉端相連的皺褶的側(cè)壁，所述波紋管將所述殼體劃分為一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室和一個(gè)恒壓室，所述動(dòng)態(tài)壓力室與液體容器相通；一個(gè)彈性元件，彈性地頂推所述波紋管的所述封閉端；以及一個(gè)傳感器，用以監(jiān)測(cè)所述波紋管的封閉端的運(yùn)動(dòng)。
2．如權(quán)利要求1所述的指示器，還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置有一個(gè)接觸所述側(cè)壁的接觸件和一個(gè)與所述接觸件相連的屏，而且所述傳感器有對(duì)置的一個(gè)光發(fā)射件和一個(gè)光接收件，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置的屏插在光發(fā)射件與光接收件之間。
3．如權(quán)利要求2所述的指示器，還包括一個(gè)位置調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)屏相對(duì)于光發(fā)射件和光接收件的位置。
4．如權(quán)利要求2或3所述的指示器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置的接觸件的形狀與殼體內(nèi)部相對(duì)應(yīng)，并且殼體有一個(gè)環(huán)狀密封墊。
5．如權(quán)利要求2到4之一所述的指示器，其特征在于，所述光發(fā)射件是發(fā)光二極管LED，而所述光接收件是CdS電池。
6．如權(quán)利要求1到5之一所述的指示器，還包括一個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)壓力室的壓力。
7．一種用于檢測(cè)盛裝在液體容器中的液體液面高度的液面指示器，包括一個(gè)殼體；一個(gè)至少有一部分是柔韌的壁，所述壁將所述殼體內(nèi)部劃分成一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室和一個(gè)恒壓室，動(dòng)態(tài)壓力室與液體容器相通；一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置有一個(gè)接觸所述壁的接觸件和一個(gè)與該接觸件相連的屏；一個(gè)彈性地作用在所述驅(qū)動(dòng)裝置的接觸件上的彈性元件；以及一個(gè)具有對(duì)置的光發(fā)射件和光接收件的傳感器，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置的屏插在光發(fā)射件與光接收件之間。
8．如權(quán)利要求7所述的指示器，其特征在于，所述壁有一封閉端和一柔韌性的側(cè)壁，并且所述傳動(dòng)裝置的接觸件接觸所述封閉端。
9．如權(quán)利要求7或8所述的指示器，還包括一個(gè)調(diào)節(jié)屏與光發(fā)射件和光接收件相對(duì)位置的位置調(diào)節(jié)裝置。
10．如權(quán)利要求7到9之一所述的指示器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置的接觸件的形狀與殼體內(nèi)部相對(duì)應(yīng)，并且殼體有一個(gè)環(huán)狀的密封墊。
11．如權(quán)利要求7到10之一所述的指示器，其特征在于，所述光發(fā)射件是發(fā)光二極管LED，而所述光接收件是CdS電池。
12．如權(quán)利要求7到11之一所述的指示器，還包括一個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)壓力室的壓力。
13．一種把燃料供應(yīng)到燃料燃燒系統(tǒng)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)包括一個(gè)燃料箱和一個(gè)液面指示器，所述液面指示器包括一個(gè)殼體；一個(gè)波紋管，該管有一個(gè)封閉端和一個(gè)與封閉端相連的皺褶側(cè)壁，所述波紋管將所述殼體內(nèi)部劃分為一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室和一個(gè)恒壓室，所述動(dòng)態(tài)壓力室與液體容器相通；一個(gè)彈性元件，彈性地作用在所述波紋管的所述封閉端上；以及一個(gè)傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)波紋管封閉端的運(yùn)動(dòng)。
14．如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)連接燃料箱和燃燒系統(tǒng)的管，且所述液面指示器裝在該管上。
15．一種把燃料供應(yīng)到燃料燃燒系統(tǒng)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)包括一個(gè)燃料箱和一個(gè)液面指示器，所述液面指示器包括一個(gè)殼體；一個(gè)至少有一部分是柔韌性的壁，所述壁將所述殼體內(nèi)部劃分成一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室和一個(gè)恒壓室，所述動(dòng)態(tài)壓力室與液體容器相通；一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，它有一個(gè)接觸所述壁的接觸件和一個(gè)與該接觸件相連的屏；一個(gè)彈性元件，彈性地作用在所述驅(qū)動(dòng)裝置的接觸件上；以及一個(gè)傳感器，它有彼此對(duì)置的一個(gè)光發(fā)射件和一個(gè)光接收件，其中所述驅(qū)動(dòng)裝置的屏插放在光發(fā)射件和光接收件之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用于檢測(cè)容器內(nèi)液體液面的液面指示器(25),它包括:一個(gè)殼體(50),一個(gè)波紋管(53),一個(gè)彈性元件(121),一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(112)和一個(gè)傳感器(62)。波紋管(53)安裝在殼體(50)內(nèi),并將殼體(50)分成一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力室(56)和一個(gè)恒壓室(58)。波紋管(53)有一個(gè)頂端(88)和一個(gè)皺褶的側(cè)壁(90)。動(dòng)態(tài)壓力室(56)充滿(mǎn)氣體并與液體容器相通。彈性元件(121)將彈力作用在波紋管(53)的頂端(88),以平衡動(dòng)態(tài)壓力室(56)的壓力。傳感器(62)監(jiān)測(cè)波紋管(53)頂端(88)的運(yùn)動(dòng)。傳感器(62)有一光發(fā)射元件(129)和一光接收元件(132)。驅(qū)動(dòng)裝置(112)有一插在光發(fā)射件(129)和光接收件(132)之間的屏(134)。屏(134)與波紋管(53)的頂端(88)相連。
文檔編號(hào)G01F23/14GK1278909SQ98811027
公開(kāi)日2001年1月3日 申請(qǐng)日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月11日
發(fā)明者金義教, 睦道均 申請(qǐng)人:金義教, 睦道均