图。
【具体实施方式】
[0043]后面的详细说明仅提供优选的示例性实施方式，且不意图限制本发明的范围、适用性或配置。相反，后面的优选示例性实施方式的详细说明提供使得本领域技术人员能够实施本发明的优选示例性实施方式的说明。可以在元件的功能和排列上进行各种改变而不背离如所附权利要求中给出的本发明的精神和范围。
[0044]在附图中，与本发明的其它实施方式的元件相似的元件通过附图标记的值增加100来表示。这样的元件应当认为具有相同的功能和特征，除非本文中另外地声明或描述，且因此关于这样的元件的讨论可能对于多个实施方式不再重复。
[0045]如说明书和权利要求中使用的术语“导管”是指流体可以通过其在系统的两个或更多个组件之间输送的一个或多个结构。例如，导管可以包括输送液体、蒸气和/或气体的管道、输送管、通道及其组合。
[0046]如说明书和权利要求中使用的术语“流连通”是指两个或更多个组件之间使得液体、蒸气和/或气体能够以受控方式(即，无泄漏的情况下)在组件之间输送的连接性特征。偶联两个或更多个组件以使得它们彼此流连通可以包括本领域中已知的任何合适的方法，例如使用焊接、法兰导管、垫圈和螺栓。两个或更多个组件也可以经由可能分隔它们的系统中的其它组件偶联。
[0047]为帮助描述本发明，可以在说明书和权利要求中使用指向性术语以描述本发明的部分(例如，上、下、左、右等)。这些指向性术语只是意图帮助描述和主张本发明，而不是意图以任何方式限制本发明。另外，引入说明书中的与附图相关的附图标记可以在一个或多个后续附图中重复而无需在说明书中进行另外的说明以提供其它特征的背景。
[0048]图1A和IB显示根据本发明的示例性实施方式的超声探头100。更具体地，图1A显示超声探头100的分解透视图，和图1B显示沿图1A的1B-1B线截取的超声探头100的非分解截面图。虚线1D指示探头100的纵轴。
[0049]超声探头100包括密封装配元件102a和102b、柔性连接件104、电缆护套106、具有肩部113的颈管108和桶123。如本文中更详细地讨论的，密封装配元件102a和102b是将超声探头100固定于容器159的密封装配组件157的部分。在示例性实施方式中，如2014年1月24日提交的相关的共同未决美国专利申请系列号14/163，407 (其教导通过引用并入本文)中描述的，密封装配组件157是端面密封装配组件，其中密封装配元件102a是具有通孔103的端面密封装配压盖，和密封装配元件102b是具有四分之三英寸(19.1mm)六角螺母的标准尺寸端面密封配件。在这一实施方式中，密封装配元件102b安置在密封装配元件102a的凸缘149上且可以围绕通过通孔103绘制的轴相对于密封装配元件102a旋转。在可选的实施方式中，如本领域普通技术人员明白的，密封装配元件102a和102b可以具有其它尺寸和特征，如更长的压盖、半英寸(12.7mm)或非标准尺寸的端面密封配件和/或与密封装配元件102a粘结的密封装配元件102b。类似地，其它类型的配件可用于密封装配组件157，例如，表面装配C-密封。
[0050]密封装配元件102a与柔性连接件104和电缆护套106偶联。颈管108包括限定上开口的上端110、限定下开口的下端112和侧壁114。在这一实施方式中，颈管108的肩部113包括具有限定上开口的上端118和限定下开口的下端120的肩管116。在示例性实施方式中，如图1A中显示的和如相关的共同未决美国专利申请系列号14/163,407中描述的，肩管116是圆锥形的并提供从颈管108到桶123的外管122的平滑过渡。颈管108的下端112布置于肩管116内，且肩管116与颈管108的侧壁114偶联。在其它实施方式中。整个颈管108(包括肩部113)可以由单一的单体部件形成。颈管108的上端110布置于密封装配元件102a的通孔103内和柔性连接件104内。
[0051]桶123包括外管122、内管132和盘形盖140。外管122具有限定上开口的上端124、限定下开口的下端126、侧壁128和布置于靠近上端124的侧壁128中的通孔130。夕卜管122的上端124与肩管116的下端120偶联。
[0052]内管132包括限定上开口的上端124、限定下开口的下端136和侧壁138。在这一示例性实施方式中，上端134限定与由下端136限定的下开口大致垂直的上开口。内管132限定导管144 (参见图1B)。应当理解，在本发明的其它实施方式中，所述导管可以不是完全封闭的，如超声探头100的情况。例如，在具有“音叉”形桶(S卩，具有两个向下延伸的间隔开的元件)的探头中，导管可以包含位于两个间隔开的元件之间的空间。
[0053]盘形盖140包括限定开口的内缘142。在组装的构型中，内管132的整体布置于外管122内，内管132的上端134与布置于侧壁128中的通孔130对准，且内管132的下端136与外管122的下端126对准。内管132的上端134与侧壁128偶联。盘形盖140与外管122的下端126和内管132的下端136偶联，从而将外管122的下端126与内管132的下端136偶联。
[0054]导管144布置于所述桶123内并具有由内管132的下端136限定的下开口(该下开口也可以被认为是由盘形盖140的内缘142限定的)(参见图1B)。当将桶123插入容器(参见图2的容器159)中时，导管144与容纳液体的容器的内体积流连通以使得液体可以流过导管144。
[0055]外管122的侧壁128和内管132的侧壁138限定其间的内体积146( S卩，隔室)，其也由盘形盖140限定，如所示的。内体积146与导管144隔离(g卩，内体积146不与导管144流连通)以使得流过导管144的任何液体不能进入内体积146。
[0056]多个超声传感器156布置于桶123的内体积146内。在一个不例性实施方式中，多个超声传感器156包括十二(12)个超声传感器156a-1561(其与内管132的侧壁138偶联)，和超声传感器177，其在一些实施方式中与侧壁138偶联和在可选实施方式中与盘形盖140偶联。在这一实施方式中，多个超声传感器156a-1561各自利用环氧树脂与侧壁138粘结，且超声传感器177利用环氧树脂与盘形盖140粘结。因此，超声传感器156a-1561定向为沿面向侧壁138的方向(例如，垂直于纵轴1D)发射声波，且超声传感器177定向为沿盘形盖140的方向(例如，平行于纵轴1D)发射声波。用于偶联的其它合适的手段也可以使用，如双面胶带或其它粘合剂。在其它实施方式中，多个超声传感器156可以包括更多或更少数量的传感器。优选地，多个超声传感器156包括至少5个超声传感器。多个超声传感器156和超声传感器177可以用本领域普通技术人员已知的任何合适的超声传感器(如压电晶体)实施。多个超声传感器156a-1561中的各超声传感器定向为通过侧壁138和导管144 (及其中存在的任何液体)发射声波并检测回声返回的声波。超声传感器177定向为通过盘形盖140向容器159 (及其中存在的任何液体)的基部179的内表面178发射声波并检测回声返回的声波。
[0057]在这一实施方式中，传感器156a_1561显示为附接于与纵轴1D平行的侧壁138。有可能在替代的实施方式中，传感器156a-1561可以不是定向为沿非垂直于纵轴1D的方向发射声波。但是，重要的是这些传感器156a-1561定向为检测导管144中液体的存在。类似地，超声传感器177可以定向为沿非平行于纵轴1D的轴发射和接收声波。但是，重要的是面向下的超声传感器177定向为使得它可以检测填充桶123的底部和容器159的基部179之间空间的液体的存在。
[0058]多个超声传感器156a_1561中的各超声传感器和超声传感器177包括从内体积146通过颈管108并通过电缆护套106延伸的配线158 (包括至少一条导线)。配线158终止于插入控制器109中的连接器107 (参见图2)。
[0059]控制器109是将电子信号传输到多个超声传感器156和超声传感器177，从多个超声传感器156和超声传感器177接收电子信号并测定将超声探头100插入其中的容器159内的液位的可编程数据处理装置。在这一实施方式中，控制器109包括一个或多个微处理器(未显示)、电源(未显示)、接受连接器107的至少一个输入/输出端口(未显示)和提供容器内液体量的可视指示的发光二极管(LED)仪表或液晶显示器(LCD) 111。在替代的实施方式中，控制器109可以包括其它输入/输出端口和/或用于指示容器内液位的其它听觉或视觉机构。类似地，控制器109可以用任何类型的可编程数据处理装置实施，包括执行控制软件的个人计算机。
[0060]对于多个超声传感器156和超声传感器177中的各超声传感器，控制器109通过配线158传输电子信号(例如，一个或多个电子脉冲)到超声传感器，其引起超声传感器发射声波(即，压电晶体振荡)。超声传感器然后接收回声声波并将回声声波转换成通过配线158传输回控制器109的电子信号。在优选的实施方式中，控制器109传输一系列的多个脉冲(例如，20个脉冲)到超声传感器156和177中的单个超声传感器，该超声传感器发射对应于脉冲的声波。控制器109等待预定的时间段(例如，时间窗)以允许超声传感器接收从发射的声波返回的任何回声声波。如果回声声波被超声传感器接收，传感器生成传输到控制器109的信号(例如，压电晶体以基于接收的回声声波的频率和强度的频率和强度振荡)。基于是否任何回声声波在时间窗内接收到(例如，基于由超声传感器产生的任何信号的频率和/或强度)，控制器109确定是否液体存在于给定超声传感器处的导管144中。通常，当不存在液体时，很少或没有回声声波在时间窗中被超声传感器探测到(例如，压电晶体振荡的强度非常低或完全没有)，且当存在液体时，回声声波的频率和强度一般与传送的声波相似。在时间窗经过后，控制器109传输一系列的多个脉冲到下一个超声传感器以探测在超声探头100的下一水平处液体的存在。
[0061]如之前讨论的，控制器109解释接收的信号的强度以及在向超声传感器发送电子信号到从超声传感器接收电子信号之间经过的时间，以确定在该特定传感器布置处的导管144的部分是否存在液体。因此，通过使用多个超声传感器156，控制器109可以沿导管144的长度确定液位并因此确定将桶123插入其中的容器内液体的量。类似地，通过使用超声传感器177，控制器109可以确定填充盘形盖140 (例如，超声探头100的底端)和容器159的基部179的内表面178之间的距离D5的液体的存在或不存在。多个超声传感器156和超声传感器177的各传感器可以通过LED仪表111中的LED表示以提供容器内液体量的可视指示(例如，各LED仅在液体被特定传感器检测到时发光)。
[0062]由于盘形盖140 (例如，超声探头100的底端)和容器159的基部179的内表面178之间的距离D5是非零值以允许液体流入超声探头100测量的导管144中，定向为通过侧壁138和导管144发射