一种汽车水箱用高频隔离测量方式数字水位计的制作方法

本实用新型涉及汽车水箱水位检测，尤其是涉及汽车水箱用高频隔离测量方式数字水位计。
背景技术：
：大型货车在丘陵地带或坡道上行驶时需频繁或长时间刹车，会造成刹车鼓(盘)、制动蹄温度骤升，轮毂温度聚增，在剧烈高温下最终会导致刹车失灵，以及温度过高至使轮胎气压过高而出现爆胎现象而造成安全事故。研究表明，制动器温度常处于300℃以上，瞬间可达到600～700℃。制动器内的摩擦衬片在温度上升时，摩擦系数会显著下降，致使制动力矩显著下降，这就形成制动效能的热衰退，即制动效能的恒定性下降。热衰退是目前制动器不可避免的现象，所以通过科学合理的手段有效控制轮毂的温度是保证制动器性能的唯一方法。为了防止上述问题的发生，目前国内运行的大型长途货车绝大部分都在汽车修理厂或改装厂额外安装一套淋水控系统，适时给汽车轮毂进行淋水降温，防止制动失灵。该系统主要水箱、喷嘴、水管、水阀或电磁阀等部件构成。而水箱主要担任储水功能，就象汽车的油箱一样。由于水箱是整个系统的储水装置，水箱中有没有水，水量有多少是淋水降温系统的关键因素，是每一个长途货车驾驶员十分关切的问题，因为这直接影响行车安全。由于水箱有两种方式，一种是敞开式的自流式水箱，依靠水位差来推动水流，另一种方式是气压式水箱(目前绝大部分属于此方式)，依靠气压来推动水流，要想知道水箱有多少水量，或水位是多少，通常有以下几种方法：1、在水箱上安装一个水龙头，当需要检查水量的时候停下车来打开水龙看是否有水流出，并根据经验依据水流大小判断大概水量(或水位)。2、安装一个带刻度的玻璃或塑料连通器，停车后可直接看到玻璃管上的水位高度。3、对于敞开式的自流式水箱可以直接打开水箱盖目测水箱中的水位。4、可以在水箱中安装一个多点浮球式水位传感器，或单个浮球的连续水位传感器。以上方式都必须停车进行检查，无法在驾驶过程中实时掌握水箱中的水量(或水位)情况，而且如果是气压式水箱(因为水箱为了保证气密性，是完全密闭的)根本无法准确判断水量(水位)有多少，这就给广大司机朋友的行车带来极大的不便。中国专利CN202101723U公开一种汽车淋水箱电子水位显示装置，包括淋水箱，其特征在于还包括竖直设置于淋水箱内的检测杆，检测杆上从上至下设有至少两个水位传感器，最下方的水位传感器位于淋水箱的底部，每个水位传感器均与LED控制芯片的一输入端连接，与水位传感器数量相对应的发光二极管分别与LED控制芯片的一输出端连接，LED控制芯片与车用电源相连，所有的发光二极管和LED控制芯片均设于一安装座上。中国专利CN205037941U公开一种用于汽车水箱的液体水位检测系统及汽车，所述液体水位检测系统包括设置在水箱上的液体检测器、信号处理模块和无线发射模块，所述信号处理模块分别连接所述液体检测器和无线发射模块，所述信号处理模块将由所述液体检测器获得的液体水位状态通过所述无线发射模块传递到汽车内部显示。中国专利CN202641668U公开一种车辆制动系统控制装置，包括温度采集电路、水箱水位检测电路和单片机控制电路，所述温度采集电路的输出信号依次经信号放大电路传输至A/D数据转换电路，所述A/D数据转换电路的输出信号经单片机控制电路控制发送至GSM收发模块电路，所述水箱水位检测电路的输出信号经单片机控制电路控制发送至报警电路，采用温度传感器采集刹车片的温度，因为刹车片温度过高时，需要放水降温，如果温度低就不需要放水降温避免水浪费，并通过单片机综合判断，同时读取水箱水位和刹车片温度信号，如果水箱水位偏低，通过GSM模块向指定的司机发送提醒短信，提醒司机应采取相应措施。中国专利CN102506957A公开一种液位检测显示装置，主控制芯片分别连接AD采样模板、LCD显示模块、液位报警模块和液位转换模块，所述AD采样模板连接水位传感器。中国专利CN102928052A公开一种汽车水箱水位检测装置，包括水位传感器，微处理器和显示屏，其中水位传感器置于水箱水面上，传感器的输出信号端连接微处理器的信号输入端，微处理器的信号输出端和显示屏相连接。技术实现要素：本实用新型的目的在于针对现有的测量技术必须在水箱上开孔存在的上述问题，提供利用高频振动波在不同介质中不同传播速度特性的一种汽车水箱用高频隔离测量方式数字水位计。本实用新型设有水位传感器、水位转换器、水位显示器和电源；所述水位传感器设在汽车水箱的外底部，水位传感器的输出端接水位转换器的输入端，水位转换器的输出端接水位显示器，水位显示器设于驾驶室内，电源与水位传感器、水位转换器和水位显示器连接。所述水位传感器用于产生高频测量信号，驱动压电陶瓷，利用高频信号在水中与空气中传播速度不同的特性得出水位值。压电陶瓷发出测量脉冲，然后等待水面的反射信号，收到信号后即得到一个发出脉冲及收到脉冲的双程时间，根据高频信号在水中的传播速度与此1/2时间相乘，即得到水位的高度值。所述水位转换器用于接收水位传感器的单总线液位信号，并对液位信号进行相应的解码。当采用有线方案时，解码后的数据可通过单片机的串口送至RS485收发芯片(SN75176)的数据输入端，RS485收发芯片将输入数据转换成RS485信号，由RS485信号为差分信号，以提高抗干扰能力及传输距离；当采用无线方案时，解码后的数据可通过与单片机连接的无线模块发送出去，而无线方案的水位显示器上同样有一块无线模块，用于接收来自水位转换器的无线信号。所述水位显示器用于接收水位转换器传送过来的数据，并对数据进行校验、合法性判断、数字过滤以及对合法数据进行累加并计算平均值，最终在水位显示器上显示出水位高度、百分比、水位刻度以方便汽车驾驶员实时了解水箱中的水量信息。所述水位转换器的输出端可设有报警器。与现有技术相比，本实用新型具有以下突出优点：1、对于驾驶员使用非常方便，让驾驶员安心集中精力驾车，不用分散精力去关注水箱的水位情况，有效提高行车的安全性。2、安装非常简单，只需利用弹性绑带或弹簧安装水箱外底部即可，或在水箱外底部点焊固定耳用螺丝固定；3、使用非常安全，因为只需安装于水箱的外底部，故不需要在水箱上开孔，不破坏水箱的气密性，无漏气、漏水问题，不影响刹车性能。因为一旦漏气对汽车制动将产生重大影响，严重影响行车安全。使用方便，水位显示器安放于驾驶室内，驾驶员无论在行车或停车时均能实时准确掌握水量情况，不需要停车开水阀确认。4、节约加水费用，货车加水为有偿服务，每次花费从5元到15元不等，由于本实用新型能实时准确测出水箱中的水位，让驾驶员能准确掌握加水时机，有效节约加水次数及费用。5、测量精准，高频振动波测量，可精确到1mm的水位高度。附图说明图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。图2为本实用新型实施例的原理框图。图3为本实用新型实施例的水位转换器电路原理图。图4为本实用新型实施例的水位显示器电路原理图。具体实施方式以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。参见图1和2，本实用新型实施例设有水位传感器1、水位转换器2、水位显示器3和电源4；所述水位传感器1设在汽车水箱A的外底部，水位传感器1的输出端接水位转换器2的输入端，水位转换器2的输出端接水位显示器3，水位显示器3设于驾驶室内，电源4与水位传感器1、水位转换器2、水位显示器3连接。所述水位传感器1用于产生高频测量信号，驱动压电陶瓷，利用高频信号在水中与空气中传播速度不同的特性得出水位值。压电陶瓷发出测量脉冲，然后等待水面的反射信号，收到信号后即得到一个发出脉冲及收到脉冲的双程时间，根据高频信号在水中的传播速度与此1/2时间相乘，即得到水位的高度值。所述水位转换器2用于接收水位传感器1的单总线液位信号，并对液位信号进行相应的解码。当采用有线方案时，解码后的数据通过单片机的串口送至RS485收发芯片(SN75176)的数据输入端，RS485收发芯片将输入数据转换成RS485信号，由RS485信号为差分信号，以提高抗干扰能力及传输距离；当采用无线方案时，解码后的数据可通过与单片机连接的无线模块5发送出去，而无线方案的水位显示器3上同样有一块无线模块5，用于接收来自水位转换器的无线信号。所述水位转换器2的电路原理图参见图3。所述水位显示器3用于接收水位转换器传送过来的数据，并对数据进行校验、合法性判断、数字过滤以及对合法数据进行累加并计算平均值，最终在水位显示器上显示出水位高度、百分比、水位刻度以方便汽车驾驶员实时了解水箱中的水量信息。所述水位显示器的电路原理图参见图4。所述水位转换器2的输出端设有报警器6。表1介质传播速度(m/s)备注真空0不能传播空气34015℃空气34625℃软木500煤油132425℃蒸馏水149725℃海水(25℃)1531铜(棒)3750大理石3810铝(棒)5000铁(棒)5200声音在不同介质中的传播速度见表1。当前第1页1 2 3