專利名稱：液位傳感器的制作方法
本申請(qǐng)是國際申請(qǐng)日為1998年7年16日、中國申請(qǐng)?zhí)枮?8808893.2、名稱為“液位傳感器”的分案申請(qǐng)。
壓縮機(jī)需要有潤滑油流動(dòng)來潤滑軸承，以延長它們的工作壽命。另外，在螺桿式和渦旋式壓縮機(jī)中，潤滑油被用來密封轉(zhuǎn)子，缺少這種密封會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)性能下降。而且，對(duì)轉(zhuǎn)子的潤滑可在冷卻轉(zhuǎn)子的同時(shí)防止摩擦生熱，并可防止轉(zhuǎn)子徑向增大而干涉相鄰的壓縮機(jī)構(gòu)件。如果油循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生故障而壓縮機(jī)又繼續(xù)工作的話，則會(huì)最終導(dǎo)致壓縮機(jī)失效和損壞。
均授予奧特曼等人的美國專利5,431,025和5,347,825涉及一種用于壓縮機(jī)的給油損耗保護(hù)結(jié)構(gòu)。實(shí)質(zhì)上，這兩個(gè)專利都是將潤滑油系統(tǒng)中的一種液體的溫度與飽和致冷劑溫度進(jìn)行比較，當(dāng)比較顯示出差異超出范圍時(shí)產(chǎn)生一信號(hào)而關(guān)閉壓縮機(jī)。這些專利與本發(fā)明一起都已普通轉(zhuǎn)讓，將它們援引在此僅供參考。
需要一種能夠探明潤滑劑流動(dòng)的油量多(即重量小于致冷劑的30％)的系統(tǒng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是提供二進(jìn)制傳感器，它提供不運(yùn)行系統(tǒng)的二進(jìn)制狀態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)的模擬狀態(tài)。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)用二進(jìn)制傳感器來提供模擬信號(hào)。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是提供一種潤滑油保護(hù)系統(tǒng)，它可檢驗(yàn)流到壓縮機(jī)的潤滑劑的數(shù)量和特性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是提供在一根壓縮機(jī)潤滑劑供給管路中的液位傳感器，它檢測在起動(dòng)時(shí)存在潤滑油，而且還用液位傳感器來檢驗(yàn)在壓縮機(jī)操作期間的潤滑油特性.
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是提供一種液位傳感器，正常情況下只在起動(dòng)時(shí)用來檢驗(yàn)潤滑油是否達(dá)到某一高度，在動(dòng)態(tài)環(huán)境中確定液汽混合物的特性。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是探明在起動(dòng)期間在壓縮機(jī)已存在潤滑劑或者在壓縮機(jī)起動(dòng)之前立即可得到截留在壓縮機(jī)供給管路中的潤滑劑。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是探明在預(yù)定時(shí)間期間內(nèi)，在壓縮機(jī)操作期間，在壓縮機(jī)潤滑劑供給管路中的潤滑劑流動(dòng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特性和優(yōu)點(diǎn)是探明在潤滑劑供給管路中流到壓縮機(jī)的是液體而不是蒸氣。
本發(fā)明的又一個(gè)目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是即使在存在一些正常量的泡沫時(shí)也探明液體的流動(dòng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在于探明潤滑劑供給管路中的流體的油特性較高。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在于探明該高特性油流量小于致冷劑重量的30％。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是提供一種潤滑油保護(hù)系統(tǒng)，它便于逆變起動(dòng)或其它正常階躍(transition)狀態(tài)。
本發(fā)明的一個(gè)目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是在壓縮機(jī)潤滑油保護(hù)系統(tǒng)中于相關(guān)部件的工作過程中提供可能的檢查，并探明在明確不應(yīng)有流動(dòng)時(shí)沒有流動(dòng)發(fā)生。
本發(fā)明包括一種傳感器系統(tǒng)。該傳感器系統(tǒng)包括二進(jìn)制傳感器，它發(fā)出代表第一或第二狀態(tài)的信號(hào)；采樣電路，可操作連到所述二進(jìn)制傳感器，用于監(jiān)測在采樣期間，在所述第一和第二狀態(tài)之間的階躍量；積分電路，用于累積在時(shí)間段的階躍的所述采樣數(shù)量；和信號(hào)發(fā)生電路，用于發(fā)出代表所述累積階躍的模擬信號(hào)。
本發(fā)明還包括一種運(yùn)用傳感器的方法。該方法包括下列步驟檢測一狀況；發(fā)送具有第一狀態(tài)或第二狀態(tài)的二進(jìn)制信號(hào)，它表示所檢測的狀況；確定主發(fā)動(dòng)機(jī)的第一或第二操作模數(shù)是有效；響應(yīng)于所述二進(jìn)制信號(hào)的所述第一或第二狀態(tài)，以所述第一操作模式操作所述主發(fā)動(dòng)機(jī)；和響應(yīng)于在所述第一和第二狀態(tài)之間的所述二進(jìn)制信號(hào)的所述階躍速率，以所述第二操作模式操作所述主放大器。
本發(fā)明還提供一控制器和一傳感器。所述控制器和傳感器包括液位傳感器，它監(jiān)測是否存在液體，并提供表示是否存在液體的二進(jìn)制信號(hào)；控制器可操作地連到傳感器并接收二進(jìn)制信號(hào)。所述控制器包括采樣在存在指示信號(hào)和不存在指示信號(hào)之間的二進(jìn)制信號(hào)的階躍速率的元件和將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的元件。所述控制器還包括積分所述模擬信號(hào)并響應(yīng)于該積分累積發(fā)出控制信號(hào)的元件。
本發(fā)明還提供一種將數(shù)字傳感器用作模擬傳感器的電路。該電路包括一數(shù)字傳感器，發(fā)出具有第一或第二狀態(tài)的二進(jìn)制信號(hào)；采樣電路，用于接收所述二進(jìn)制信號(hào)、用于瞬間采樣所述二進(jìn)制信號(hào)的狀態(tài)和將所述采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示位計(jì)數(shù)的信號(hào)；積分器電路，對(duì)在時(shí)間段的所述位計(jì)數(shù)求積分；和電路，發(fā)送代表所述累積積分的模擬信號(hào)。
本發(fā)明還包括一種將數(shù)字傳感器用作模擬傳感器的方法。所述方法包括下列步驟用數(shù)字傳感器測量二進(jìn)制狀態(tài)；持續(xù)發(fā)送表示第一或第二二進(jìn)制狀態(tài)的二進(jìn)制信號(hào)；在第一采樣速率下采樣所述發(fā)送信號(hào)來確定一位計(jì)數(shù)；積分在時(shí)間段的所述位計(jì)數(shù)的乘積；和發(fā)出反映所述積分位計(jì)數(shù)累積的模擬信號(hào)。
圖2是本發(fā)明的液位傳感器的剖視示意圖。
圖3是用于處理圖2液位傳感器輸出的信號(hào)的方框圖。
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)12包括一壓縮機(jī)20，它壓縮致冷劑，并將壓縮的致冷劑和潤滑劑從一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21和一壓縮機(jī)軸承23通過一壓縮機(jī)排出口22引導(dǎo)至一或多個(gè)油分離器24。授予Roach等人的美國專利5,341,658、授予Lakowske的5,201,648和授予Andersen等人的5,203,685中示出了一些示例性的壓縮機(jī)，授予Boehde等人的美國專利5,502,984和授予Carey的5,029,448中示出了一些示例性的油分離器，所有這些專利都與本發(fā)明一起經(jīng)普通轉(zhuǎn)讓，將它們援引在此僅供參考。
在油分離器24中，潤滑劑和致冷劑被分離成一主要是潤滑劑的混合物和一主要是致冷劑的混合物。主要是致冷劑的混合物(夾帶一些潤滑劑)由管道26引導(dǎo)至一冷凝器28，在那里致冷劑從熱的蒸氣冷凝為熱的液體。熱液體致冷劑通過管道30到達(dá)一膨脹閥32。膨脹閥32通過控制來自冷凝器28的熱的液體致冷劑的流動(dòng)而計(jì)量溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作。離開膨脹閥32的熱液體致冷劑進(jìn)入管道34，在那里一些液體致冷劑閃蒸成熱蒸氣，而留下冷卻液體致冷劑。氣相和液相致冷劑的混合物進(jìn)入一氣液分離器36，在那里熱蒸氣被分離出來并最好被引導(dǎo)至壓縮機(jī)20。冷卻的液體混合物通過管道38離開氣液分離器36并進(jìn)入一蒸發(fā)器40，在那里致冷劑使流體冷卻，致冷劑在該過程中蒸發(fā)。主要是致冷劑的混合物中所夾帶的潤滑劑殘留和匯聚在蒸發(fā)器40的底部44。管道42引導(dǎo)熱的氣相致冷劑從蒸發(fā)器40回到壓縮機(jī)20，從而繼續(xù)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)循環(huán)。
潤滑系統(tǒng)16包括壓縮機(jī)20，在那里潤滑劑被注入或提供給一或多個(gè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21和一或多個(gè)壓縮機(jī)軸承23。潤滑劑與致冷劑混合，潤滑劑/致冷劑混合物通過壓縮機(jī)排出口22排到油分離器24。油分離器24將潤滑劑/致冷劑混合物分離成一主要是潤滑劑的混合物和一主要是致冷劑的混合物。主要是潤滑劑的混合物由管道50引導(dǎo)至一儲(chǔ)油槽52。儲(chǔ)油槽52具有一通氣口54和一油加熱器56。主要是潤滑劑的的混合物從儲(chǔ)油槽52經(jīng)過管道58、濾油器60、一附加的油冷卻器62和一設(shè)置在管道59中以防回流的單向閥64。管道58還具有一主輸油管路螺線管66，用于自動(dòng)控制潤滑劑流過管道58的流動(dòng)，并具有一手動(dòng)維修閥68。管道58最終將主要是潤滑劑的混合物引導(dǎo)至一大容量的豎直管路70，該豎直管路70在壓縮機(jī)停機(jī)過程中起到收集器的作用。豎直管路70對(duì)一轉(zhuǎn)子供給管路72進(jìn)行供給，為一或多個(gè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21提供潤滑劑，并對(duì)一軸承供給管路74供油，為一或多個(gè)壓縮機(jī)軸承23提供潤滑劑。轉(zhuǎn)子供給管路72具有一輔助性的油檢測器76，諸如是美國伊利諾伊州Chatham的AC&R構(gòu)件公司出售的S-9400系列液位開關(guān)，還具有一加油維修口78，用于添加或排出潤滑油。軸承供給管路74具有一單向閥80和一節(jié)流孔82。提供一壓差開關(guān)84，它圍繞該節(jié)流孔而設(shè)置，以測量通過該節(jié)流孔82的壓差。
潤滑系統(tǒng)16還包括一回油氣泵86，用于從蒸發(fā)器40的底部44回收所匯聚的潤滑劑?；赜蜌獗?6可使當(dāng)致冷劑在蒸發(fā)器40中蒸發(fā)時(shí)從致冷劑混合物中所分離積聚的潤滑劑返回。所積聚的潤滑劑通過管道96和一濾油器98，并返回到壓縮機(jī)20。與回油氣泵相聯(lián)的是一通氣管路88和一冷凝器壓力管道92，該通氣管路的操作由一填充螺線管90控制，該冷凝器壓力管道的操作由一排放電磁閥94控制。這在1997年2月18日提交的、名為“致冷系統(tǒng)中油從蒸發(fā)器往壓縮機(jī)的返回”的、經(jīng)普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)08/801,545中有更充分地描述，該專利申請(qǐng)?jiān)诖藘H供參考。
控制系統(tǒng)18包括一控制器100，它可以是一單個(gè)的控制器，也可以是多個(gè)協(xié)調(diào)工作的控制器?？刂破?00通過一電氣線路可操作地連接于壓縮機(jī)20，從而控制壓縮機(jī)20的操作和容量?？刂破?00還通過一電氣線路104控制膨脹閥的操作，并通過一電氣線路106控制油加熱器56、主輸油管路螺線管66以及電磁閥90和94的操作?？刂破?00還具有一將控制器100連接于一設(shè)置在壓縮機(jī)排出口22中用以檢測潤滑劑/致冷劑混合物排出溫度的壓縮機(jī)排出溫度傳感器110的電氣線路108，并具有一將控制器100連接于一用于檢測飽和冷凝器溫度的飽和冷凝器溫度傳感器130的電氣線路132。控制器100還通過一電氣線路112連接于壓差傳感器84，用以從傳感器84接收表示壓差的信號(hào)?？刂破?00還通過一電氣線路114連接于附加的油檢測器76，用以從該附加的油檢測器76接收表示是否有油、致冷劑或泡沫的信號(hào)?？刂破?00還具有許多其它的傳感器，包括與蒸發(fā)器相聯(lián)并通過電氣線路122連接于控制器100的傳感器120，用以通過任何傳統(tǒng)方式檢測通過蒸發(fā)器40的ΔT。
大容量的豎直管路70設(shè)置用來在停機(jī)時(shí)截留非常靠近壓縮機(jī)20的潤滑油。在油檢測傳感器76檢測出油而保證在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)可獲得最小體積的潤滑油之前，控制系統(tǒng)18不允許壓縮機(jī)起動(dòng)。在非工作期間還檢查油流壓差傳感器84，以防止開關(guān)失效或線路故障。
在壓縮機(jī)操作過程中，潤滑油保護(hù)系統(tǒng)的所有三個(gè)關(guān)鍵部件要求有最佳運(yùn)行。這些關(guān)鍵部件是壓差傳感器84、油檢測傳感器76和排出溫度傳感器110。
排出溫度傳感器110不斷地受監(jiān)控并與傳感器130所確定的飽和冷凝器溫度比較。飽和冷凝器溫度與排出溫度的比較確定一排出過熱。較低的過熱條件暗示油分離器24將開始分離與潤滑劑在一起的液體致冷劑，因而主要是潤滑劑的混合物將變得太稀釋?？刂破?00具有一“跳閘時(shí)間”積分(integral)，從而，如果認(rèn)為過熱已太長時(shí)間處于過低狀態(tài)，則系統(tǒng)10將安全地停機(jī)。低于該點(diǎn)不允許有不確定的操作的過熱值以及總的積分跳閘點(diǎn)均通過對(duì)一實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)來確定。
差壓傳感器84檢測跨越在軸承供給管路74中的節(jié)流孔82和單向閥80的壓力。對(duì)于與所需最小油流率相關(guān)的一轉(zhuǎn)換點(diǎn)，校準(zhǔn)差壓傳感器84，而且傳感器84一般指示是否存在最小油流率。節(jié)流孔82用來提供壓降來表示實(shí)際流率，同時(shí)與流到轉(zhuǎn)子21的潤滑油相比較，平衡流到轉(zhuǎn)子23的潤滑油。由于前面的壓縮機(jī)20具有位于壓縮機(jī)內(nèi)的節(jié)流孔，所以去除在壓縮機(jī)20之外的節(jié)流孔82通過延長潤滑油處于較低壓力的停留時(shí)間，從而在潤滑劑進(jìn)入壓縮機(jī)20來潤滑軸承23之前將更多制冷劑釋放成蒸氣，來提高潤滑油質(zhì)量。較長的停留時(shí)間有助于蒸發(fā)仍然夾帶在潤滑劑中的任何液體制冷劑，以保證用包含高濃度的潤滑劑的液體來潤滑壓縮機(jī)20。在正常操作中，始終監(jiān)控壓力傳感器84，而且如果在多于預(yù)定時(shí)間的期間內(nèi)(諸如，兩秒)失去流動(dòng)，那么將關(guān)閉系統(tǒng)10。
以前，只將潤滑油檢測器傳感器76用作二進(jìn)制級(jí)開關(guān)使用，但是在本發(fā)明中還用作對(duì)于泡沫質(zhì)量的模擬傳感器。這在下面詳述。
在大多數(shù)正常操作情況下，在轉(zhuǎn)子供給管路72中流動(dòng)的潤滑油只有少量蒸氣，而且一般此流體很清楚只有少量氣泡或泡沫存在。
參照?qǐng)D2，傳感器76運(yùn)用紅外線LED(發(fā)光二極管)150和匹配紅外線檢測器152，結(jié)合具有暴露于轉(zhuǎn)子供給管路72的界面156的圓錐形玻璃棱鏡154。由于當(dāng)光通過玻璃到蒸氣界面(與玻璃到液體界面相反)時(shí)，與光的折射率相關(guān)的特性，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子供給管路72中存在蒸氣時(shí)，將來自LED150的光反射回到檢測器152，或者當(dāng)在轉(zhuǎn)子供給管路72中存在潤滑油時(shí)只在一定程度上反射。然后，檢測器152控制對(duì)于離散二進(jìn)制輸出的開收集器晶體管。關(guān)狀態(tài)(或高輸出)暗示干燥，如在管路160處的一液位所示，同時(shí)在開狀態(tài)(或低輸出)暗示潮濕，如在管路162處的一液位所示。先前，在美國專利5,278,426(授予Barbier)中已提出該原理，在此結(jié)合該專利僅供參考。在這些以前的運(yùn)用中，當(dāng)液位已穩(wěn)定從而可以相對(duì)于界面156檢測液位(如由液位管路160和162所示)時(shí)，只在起動(dòng)時(shí)使用該傳感器。然而，一旦壓縮機(jī)20開始操作，大容量垂直管路70和轉(zhuǎn)子供給管路72的內(nèi)部表示液體潤滑劑和制冷劑以及蒸氣狀制冷劑的動(dòng)態(tài)混合，造成氣泡164所指示的泡沫混合物。通常，不再使用傳感器76，因?yàn)闆]有穩(wěn)定液位可以檢測。本發(fā)明使得在動(dòng)態(tài)環(huán)境中能夠使用傳統(tǒng)傳感器來檢測泡沫的特性，能證實(shí)在泡沫中存在足夠的潤滑劑以保證適當(dāng)?shù)膲嚎s機(jī)操作。
通過對(duì)傳感器76的內(nèi)部元件進(jìn)行較小的修改來控制檢測器152的靈敏度和校準(zhǔn)操作來調(diào)節(jié)從LED150輸出的LED光，將傳感器76用于泡沫的確定。選擇傳感器76的內(nèi)部元件，從而檢測器152具有落在所需范圍內(nèi)的增益。根據(jù)要被檢測的環(huán)境，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)來確定所需增益和所需范圍，并隨著任何特定潤滑劑和制冷劑組合而變化。在傳感器76中只使用由滿足所需增益和范圍標(biāo)準(zhǔn)的檢測器152。然后校準(zhǔn)LED150的亮度，以便得到對(duì)于所需標(biāo)準(zhǔn)的正確輸出。經(jīng)校準(zhǔn)的亮度將隨著被檢測的環(huán)境而變化，特別是上述環(huán)境包括被檢測的潤滑劑和制冷劑組合。
當(dāng)在本發(fā)明的潤滑油保護(hù)系統(tǒng)中使用這種經(jīng)校準(zhǔn)傳感器76時(shí)，由于泡沫流體的隨機(jī)特性，導(dǎo)致經(jīng)校準(zhǔn)傳感器76產(chǎn)生非常“干擾”信號(hào)，很快再作用于棱鏡154讓運(yùn)動(dòng)的小蒸氣泡以及將光反射回到檢測器152。當(dāng)在轉(zhuǎn)子供給管路72中的泡沫158的蒸氣成分增加時(shí)，來自傳感器76的信號(hào)的直流電平也增加。
圖3示出用于在控制器100中處理的傳感器76的信號(hào)的方框圖200。由控制器100運(yùn)用特定濾波來產(chǎn)生代表泡沫成分的模擬值，從而處理該信號(hào)。在控制器100的軟件中執(zhí)行跳閘時(shí)間功能，以定義開始時(shí)間積分的泡沫含量等級(jí)和終止壓縮機(jī)操作時(shí)的積分的最終跳閘值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定用于保護(hù)等級(jí)的值。
在電線202上提供來自傳感器76的信號(hào)，并通過第一階濾波器和分壓器204，它粗略對(duì)信號(hào)濾波并把24VDC(伏直流電壓)信號(hào)轉(zhuǎn)換成5VDC信號(hào)。如圖3所示，濾波器和分壓器204包括工作電阻器206、200千歐姆電阻器208、30.1千歐姆電阻器210、0.1微法拉電容器212、二極管214和216、100千歐姆電阻器218和15微法拉電容器220。當(dāng)然，這些值依賴于應(yīng)用情況，并作相應(yīng)改變。
在離開濾波器和分壓器204之后，由采樣器222在200毫秒的速率下采樣該信號(hào)，而且由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器224把該信號(hào)轉(zhuǎn)換成10位數(shù)字信號(hào)。所得數(shù)字信號(hào)進(jìn)入具有時(shí)間常數(shù)6.4秒的有限脈沖響應(yīng)濾波器226。該濾波器226通過取最后32個(gè)采樣的流動(dòng)歷史采樣(running historical sample)并根據(jù)下列公式對(duì)它們求平均，來弄平所得數(shù)字信號(hào)濾波信號(hào)＝最后信號(hào)的1/32+舊平均的31/32向24伏補(bǔ)償器228提供來自濾波器226的濾波信號(hào)，其中上述補(bǔ)償器228補(bǔ)償傳感器電源電壓的變化來避免24VDC電源電源變化所導(dǎo)致的誤差，這種誤差一般在19和26VDC范圍內(nèi)。
補(bǔ)償信號(hào)被送到一積分控制器240、一偏移和時(shí)間刻度方塊242以及一積分器244。在較佳實(shí)施例中，由于積分速率與采樣器22所使用的采樣速率200毫秒相同，所以時(shí)間定標(biāo)不是必須的。另外，可以調(diào)節(jié)、按比例分配或同步一個(gè)速率的數(shù)據(jù)，以便與以其他速率采樣的數(shù)據(jù)相等。
用方塊242的偏置部分來建立所需潤滑劑特性等級(jí)。當(dāng)然，可以建立多個(gè)這樣的等級(jí)，或者可將累積的積分用作傳統(tǒng)的模擬信號(hào)。
積分控制器240規(guī)定了778位計(jì)數(shù)的必須積分等級(jí)，該等級(jí)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的偏置等級(jí)，它將干泡沫與充滿潤滑劑的泡沫區(qū)分開來，并與3.8VDC相對(duì)應(yīng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)選擇積分級(jí)778來避免可能在起動(dòng)階段發(fā)生的瞬時(shí)等級(jí)以及其它任何線路電平的瞬態(tài)波動(dòng)。能夠在該等級(jí)以上進(jìn)行積分，積分器244將繼續(xù)對(duì)位計(jì)數(shù)與位計(jì)數(shù)保持在778以上的時(shí)間的乘積求積分。新位計(jì)數(shù)的積分在573和778位計(jì)數(shù)之間終止，但是將保持已積分?jǐn)?shù)，除非在經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)中的位計(jì)數(shù)等級(jí)低于573，該位計(jì)數(shù)相當(dāng)于2.8VDC。當(dāng)位計(jì)數(shù)測量值降到573位計(jì)數(shù)以下時(shí)，積分器244中累積的積分將被清除。在573與778位計(jì)數(shù)之間，累積的積分將被保持，但不會(huì)增加新的積分值。只有在778位計(jì)數(shù)以上，積分控制器240才會(huì)允許位計(jì)數(shù)的累積。
將總的積分作為模擬信號(hào)提供給一比較器246，只要積得的位計(jì)數(shù)超過3200位計(jì)數(shù)秒，它便會(huì)跳閘。該跳閘計(jì)數(shù)是憑實(shí)驗(yàn)確定的，它對(duì)于任何具體的系統(tǒng)或場合將是變化的。當(dāng)超出跳閘計(jì)數(shù)，要求保護(hù)性措施。
實(shí)質(zhì)上，泡沫在高、低狀態(tài)之間會(huì)造成大量的階躍狀態(tài)，由這種泡沫所造成的大量階躍狀態(tài)被當(dāng)作“顫動(dòng)”來處理，并被測量以確定代表管路72中流體的狀態(tài)的模擬信號(hào)。因此，二進(jìn)制傳感器76可提供表示氣泡164特性的模擬輸出。如以上所討論的，與起動(dòng)或靜態(tài)操作相反，新的使用應(yīng)用于動(dòng)態(tài)操作。
所描述的是一種二進(jìn)制傳感器，用新方法來使用它以便提供模擬信號(hào)，而不是數(shù)字信號(hào)。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)于傳感器的多種變化是顯而易見的，包括將本發(fā)明用于多個(gè)其他應(yīng)用，特別是具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)要求來監(jiān)測液體和蒸氣流體的那些應(yīng)用。另外，本發(fā)明在液位傳感器方面可推廣應(yīng)用到需要測得管路中是否有一定特性泡沫存在的其它領(lǐng)域。其它的變化和改制也是明顯的，特別是考慮到對(duì)圖3的實(shí)施電路和如圖2所示的所選的傳感器的修改和變化。所有這些變化和改制應(yīng)落在所附權(quán)利要求書的精神和范圍之內(nèi)。
需要作為美國的專利特許證保護(hù)的如下。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)用傳感器的方法，其特征在于，包括下列步驟檢測一狀況；發(fā)送具有第一狀態(tài)或第二狀態(tài)的二進(jìn)制信號(hào)，它表示所檢測的狀況；確定主發(fā)動(dòng)機(jī)的第一或第二操作模數(shù)是否有效；響應(yīng)于所述二進(jìn)制信號(hào)的所述第一或第二狀態(tài)，以所述第一操作模式操作所述主發(fā)動(dòng)機(jī)；和響應(yīng)于在所述第一和第二狀態(tài)之間的所述二進(jìn)制信號(hào)的所述階躍速率，以所述第二操作模式操作所述主發(fā)動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述狀況檢測步驟包括以第一操作模式檢測靜態(tài)環(huán)境的一液體等級(jí)，和以第二操作模式檢測動(dòng)態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)或顫動(dòng)的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以所述第二操作模式操作所述主發(fā)動(dòng)機(jī)的所述步驟還包括采樣在第一和第二狀態(tài)之間的階躍速率、把所述速率轉(zhuǎn)換成位計(jì)數(shù)等級(jí)并對(duì)在時(shí)間段的所述位計(jì)數(shù)進(jìn)行積分的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括連續(xù)發(fā)送所述累積積分作為模擬信號(hào)的步驟。
全文摘要
傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括二進(jìn)制傳感器，它發(fā)出代表第一或第二狀態(tài)的信號(hào)；采樣電路，可操作地連到所述二進(jìn)制傳感器，用于監(jiān)測在采樣期間，在所述第一和第二狀態(tài)之間的階躍量；積分電路，用于累積在時(shí)間段上所述采樣到的階躍量；和信號(hào)發(fā)生電路，用于發(fā)出代表所述累積階躍的模擬信號(hào)。
文檔編號(hào)F16N29/04GK1425902SQ02148269
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期1998年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月5日
發(fā)明者R·W·奧科倫, A·S·阿明, M·A·謝派克 申請(qǐng)人:美國標(biāo)準(zhǔn)公司