本发明总体上涉及液位指示器，并且更具体地说，涉及改善的超声液位检测系统。
背景技术：
超声开关通常使用听不见的高频声音(超声)来检测预定点处液体的存在(或缺失)。通常这样的设备包括电子控制单元和传感器。通过超声液位开关利用声音在蒸汽和液体中传输的物理特性来检测液位。具体是，声音在空气中传播丧失了大量的信号强度。但是，当同样的声音在液体中传播时，几乎可以保留所有的信号强度。
已知的液位检测系统通常需要两个压电晶体，其中每个晶体安装在传感器中间隙的一侧。第一晶体传递声音，第二晶体接收声音。要检测液位，首先必须确定液体或气体(空气)是否存在于间隙中。如上所述，如果间隙中存在液体，则在检测侧接收到相对较高的信号强度的声音。如果存在气体，只会收到少量的声音。用于处理信号的电子器件被配置为检测声音/信号水平的差异并相应地作出响应。
不幸的是，在所描述的系统中的重要限制是要求双压电晶体或压电陶瓷元件在特定距离上传输和接收超声能量。这样的装置导致制造和销售更复杂和更昂贵的设备。已经尝试仅使用单晶体配置。例如，美国专利5,808,200号描述了一种使用一个晶体反射超声能量的方法。
本发明认识并解决了现有技术结构和方法的顾虑。
技术实现要素：
用于确定液体存在的液体检测系统的一个实施例包括压电元件，其响应于输入电子信号而输出第一超声信号；以及包括壳体，其具有在壳体的一部分的相反侧上设置的第一表面和第二表面、跨过壳体中的间隙与所述第二表面相对设置的第三表面、以及在第二表面与第三表面之间延伸的第四表面和第五表面。压电元件联接到壳体的第一表面，使得压电元件朝向第二表面引导第一超声信号，并且壳体中的间隙与周围环境流体连通，使得当来自周围环境的流体存在于间隙中时，壳体的第三表面在液体存在于间隙中时响应于第一超声信号而反射第二超声信号。
并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可实现的公开，包括其最佳模式，其中：
附图是根据本公开的实施例的液体检测系统的局部横截面图。
在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示根据本公开的本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的目前优选的实施例，其中的一个或多个示例在附图中示出。通过解释而不是限制本发明来提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员来说应理解的是，在不脱离本发明的范围和主旨的情况下，可以对本发明进行修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可以用于另一实施例，以形成又一实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同范围内的这些修改和变化。
为了提供改善的液位检测系统并克服当前可用装置的缺点和问题，提供了一种超声液位检测系统，该超声液位检测系统被配置为使得反射表面之间的间隙能够使超声能量跨过湿的间隙(而不是干燥的间隙)进行反射。换句话说，间隙被液体桥接以允许超声能量在两个反射表面之间传输和反射。在示例性实施例中，反射表面彼此平行。有利的是，表面之间的距离不需要具有任何固定的距离。目前描述的系统的特别益处是大大降低了组装的成本和劳动力。另一个优点是增加的坚固性和对跌落或受到其他冲击而损害的抗性。
现在转到附图，更详细地示出了液体检测系统10的示例性实施例。该系统包括放置在壳体12内的压电元件11。压电元件11和壳体12沿着平坦的第一表面13彼此接触放置。压电元件11和壳体12用填隙材料彼此声耦合。壳体12包括多个表面13、14、15、16和17。
当电场作用在压电元件11上时，压电元件11产生超声能量，该电场从第一表面13指向第二表面14。第一表面13平行于第二表面14。只有当第二表面14与第三表面15之间的间隙20含有液体并且液体完全桥接第二表面与第三表面之间的间隙20时，超声能量才通过第二表面14和第三表面15之间的间隙20。如果第二表面14与第三表面15之间的间隙20包含任何空气，则超声能量不会被第三表面15反射。如果液体桥接了第二表面14和第三表面15，则超声能量被反射离开第三表面15并被送回到第二表面14。
在该具体实施例中，第二表面14和第三表面15彼此平行。一旦超声能量到达第二表面14，其被导向第一表面13并到达压电元件11。当超声能量与压电元件11相互作用时，压电元件11将超声能量转换回可被外部电子处理器使用的电能。注意，第四表面16和第五表面17用作连接第二表面14和第三表面15的支撑件。这些表面不必相互平行，但它们不会干扰从第二和第三表面来回经过的超声能量。因此，超声能量的存在(或缺失)是由外部电子处理器处理的检测机制。
应该注意的是，由单个部件或多个部件来制造包含平行表面的壳体或结构实施例。与多个部件件相比，由单个部件件制成的壳体的优点是消除或降低了任何组装和人工成本。节约成本也可以通过无需购买第二部分来实现。在结构上，从性能角度看，单部件件式设计消除了将多部件件组装在一起时可能出现的平行表面之间的任何错位。随着这些表面接近平行，电子元件处理的声频(和电子)信号幅度更大)。这转变成更可靠的传感器，因为对于电子电路来说检测更高的电压比检测低电压更容易。
这里描述的新的和新颖的系统的变型和替代实施例是可行的。例如，第二表面14与第三表面15之间的距离可以是固定的，但是距离的值不需要是特定值。
另一个变化是第二表面14和第三表面15不需要被包括作为壳体12的一部分。如果第三表面15不是外壳12的一部分，则第二表面14和第三表面15必须平行于另一表面。
本发明的另一变型允许通过测量由压电元件10产生的初始信号与由第三表面15反射的返回信号之间的时间来检测第二表面14与第三表面15之间的距离的任何变化。
尽管以上描述了本发明的一个或多个优选实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和主旨的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。意图是本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围和主旨内的这种修改和变化。