(11) PL/EP 2350580 PL/EP 2350580 T3

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO
(96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:
16.10.2009 09755925.6
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej
Polskiej
(54)
(19) PL
(11) PL/EP
(13)
(51)
2350580
T3
Int.Cl.
G01F 23/24 (2006.01)
(97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono:
26.09.2012 Europejski Biuletyn Patentowy 2012/39
EP 2350580 B1
Tytuł wynalazku:
Urządzenie do pomiaru poziomu płynu
(30)
(43)
Pierwszeństwo:
21.10.2008 FR 0805818
Zgłoszenie ogłoszono:
03.08.2011 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/31
(45)
O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono:
28.02.2013 Wiadomości Urzędu Patentowego 2013/02
(73)
Uprawniony z patentu:
SC2N, Créteil, FR
PL/EP 2350580 T3
(72)
Twórca(y) wynalazku:
DOMINIQUE LE BOUQUIN, Herouville Saint Clair, FR
PIERRE GODERNEAUX, Chinchamps sur Orne, FR
(74)
Pełnomocnik:
rzecz. pat. Dorota Rzążewska
JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY
BIURO PATENTÓW
I ZNAKÓW TOWAROWYCH SP.J.
ul. Żurawia 47/49
00-680 Warszawa
Uwaga:
W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący
udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za
sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
15448/12/P-RO/DR/KM
EP 2 350 580
Urządzenie do pomiaru poziomu płynu
Opis
[0001] Wynalazek dotyczy urządzenia do pomiaru poziomu płynu, zwłaszcza wykrywania
poziomu płynu w pojeździe mechanicznym, jak na przykład poziomu oleju w misce olejowej,
skrzyni biegów lub płynu chłodzącego w obiegu chłodzenia, obiegu klimatyzacji lub poziomu
w zbiorniku benzyny lub oleju napędowego.
[0002] Kontrola poziomu płynu w dziedzinie pojazdów mechanicznych jest przedmiotem
stałej troski, ponieważ od niej zależy prawidłowe działanie pojazdu, a nawet bezpieczeństwo
użytkowników.
[0003] Zgłaszający opracował urządzenia i czujniki do wykrywania poziomu płynu,
działające na zasadzie drutu termicznego. Dla przykładu można wymienić patenty
opublikowane pod numerami FR 2690521 oraz FR 2901877.
[0004] Jak przedstawiono na fig. 1 lub przedstawiono w opisie patentowym FR 2674953, te
urządzenia i czujniki mają zwykle sondę rezystancyjną 1, która w stanie zamontowanym
w pojeździe jest częściowo zanurzona w płynie do kontroli. Sonda ta jest wykonana w postaci
drutu elektrycznie rezystancyjnego 3, który nagrzewa się, gdy przepływa przez niego prąd,
ponieważ rezystancja ma duży współczynnik temperaturowy. Najczęściej sondy są wykonane
z bardzo cienkiego drutu metalowego na bazie niklu i chromu, zgiętego w połowie długości,
aby tworzyć dwa równoległe włókna wsparte na nośniku elektrycznie izolującym 5.
[0005] Sonda jest podłączona do zasilania elektrycznego, zwykle zasilania prądem
impulsowym. Elektroniczny układ przetwarzający zwiększa napięcie na zaciskach sondy, aby
ją monitorować, w szczególności jej zmiany w czasie, aż do momentu, w którym stan sondy
zbliży się do jej stanu stabilności cieplnej.
[0006] W tych sondach wykorzystuje się efekt, że rezystancja sondy wzrasta w funkcji jej
temperatury w wyniku jej dodatniego współczynnika temperaturowego.
[0007] Wzrost temperatury zależy od masy cieplnej drutu, dostarczonej energii, temperatury
początkowej i wymiany ciepła z otoczeniem, w szczególności wymiany ciepła z powietrzem
w przypadku wynurzonej części sondy i z płynem w przypadku zanurzonej części sondy.
[0008] W wyniku tego zmiany rezystancji, a zatem napięcia na zaciskach sondy pomiędzy
początkiem a końcem impulsu prądu zasilającego sondę zależą od poziomu płynu.
Wykorzystując wzrost napięcia w miarę upływu czasu przez elektroniczny układ
przetwarzający, zna się poziom płynu w zbiorniku.
[0009] W efekcie, jeśli poziom płynu w zbiorniku jest wysoki, sonda jest bardziej schładzana
i wzrost temperatury, a zatem rezystancji, jest mniejszy. Przeciwnie, jeśli poziom jest niski,
sonda jest mniej schładzana i wzrost temperatury, a zatem rezystancji, jest większy.
[0010] W celu zapewnienia prawidłowego działania konieczne jest, aby drut był naprężony.
W stanie techniki, jak przedstawiono na fig. 1, naprężenie to jest uzyskiwane przez nośnik
elastyczny 7 z tworzywa sztucznego, mający zwykle kształt litery U.
-2-
[0011] W każdym razie stwierdzono, że gdy czujnik jest wystawiony na działanie wysokich
temperatur (rzędu 160oC), naprężenie mechaniczne, oddziałujące na drut maleje z powodu
odkształcenia cieplnego nośnika elastycznego. Poza tym może wystąpić zjawisko pełzania
materiału nośnika elastycznego, powodując nieodwracalną utratę elastyczności tego
nośnika 7. To zmniejszenie naprężenia mechanicznego drutu może mieć ujemny wpływ na
wynik pomiaru poziomu płynu.
Wynalazek ma na celu pokonanie tych wad ze stanu techniki i zoptymalizowanie
skuteczności takiego czujnika.
[0012] W tym celu wynalazek dotyczy urządzenia do pomiaru poziomu płynu, zawierającego:
- skrzyneczkę wydłużoną w dwóch połączonych częściach, mającą co najmniej jeden otwór
umożliwiający przepływ płynu w tej skrzyneczce,
- pętlę z drutu rezystancyjnego, umieszczoną w skrzyneczce i przeznaczoną do częściowego
zanurzenia w płynie do kontroli, przy czym ta pętla jest nawinięta wokół występu
skrzyneczki,
- dwa elementy metalowe do połączenia mechanicznego i elektrycznego drutu
rezystancyjnego,
w którym co najmniej jeden z tych elementów metalowych do połączenia mechanicznego
i elektrycznego ma zgięcie zapewniające w wyniku zginania naprężenie drutu
rezystancyjnego w skrzyneczce.
[0013] Korzystnie ten występ jest usytuowany na jednym końcu skrzyneczki, a elementy
metalowe połączeniowe są umieszczone z przeciwnej strony skrzyneczki.
[0014] Alternatywnie te dwa elementy metalowe połączeniowe mają postać wydłużoną
i zawierają pierwszą część zawierającą środek mocujący przewód elektryczny na jego końcu
oraz drugą część giętką, zawierającą wcięcie przeznaczone do umożliwienia przymocowania
drutu rezystancyjnego, przy czym te elementy metalowe są zgięte w połowie zgodnie
z kierunkiem ich szerokości.
[0015] Korzystnie dwa elementy metalowe połączeniowe są identyczne i zamontowane
symetrycznie w stosunku do osi wzdłużnej tej skrzyneczki.
[0016] Alternatywnie części giętkie tych elementów metalowych połączeniowych są
skierowane do wewnątrz urządzenia.
[0017] Korzystnie drut rezystancyjny ma duży współczynnik temperaturowy.
- Figura 1 przedstawia schemat urządzenia do pomiaru poziomu płynu, mającego drut
termiczny, według stanu techniki,
- Figura 2 przedstawia schemat urządzenia do pomiaru poziomu płynu, zawierającego drut
termiczny, według wynalazku.
- Figura 3 przedstawia drut rezystancyjny, jak również elementy metalowe połączeniowe,
według wynalazku;
- Figura 4 przedstawia element połączeniowy według wynalazku.
-3-
[0018] Na figurze 2 jest przedstawiony sposób realizacji części czujnikowej urządzenia 1 do
pomiaru poziomu płynu według wynalazku. Skrzyneczka 5 jest utworzona z dwóch połówek
korpusu, tworzących w stanie złożonym cylinder przeznaczony do zanurzenia w płynie do
pomiaru. Skrzyneczka 5 jest wykonana z materiału elektrycznie izolującego, korzystnie
z tworzywa sztucznego. Posiada ona otwory 15 pozwalające płynowi przepływać
w skrzyneczce i być w kontakcie z drutem rezystancyjnym 3, jak również rozszerzenie
obrzeża 23 przeznaczone do umieszczenia w nim elementów połączeniowych 11. Drut
rezystancyjny 3 jest nawinięty na poziomie końca urządzenia wokół występu 9 skrzyneczki 5.
Końce drutu rezystancyjnego 3 są przyłączone, na przykład przez przyspawanie, do dwóch
elementów połączeniowych 11, które zapewniają połączenie z dwoma przewodami
elektrycznymi 13. Na fig. 3 skrzyneczka 5 nie jest przedstawiona, co pozwala lepiej
zaobserwować umieszczenie elementu czujnikowego, utworzonego przez drut rezystancyjny
3 i jego zamocowanie do elementów połączeniowych 11. Szczegóły dotyczące geometrii
jednego elementu połączeniowego 11 są podane na fig. 4. Ten element połączeniowy 11 jest
smukły i wygięty w połowie na poziomie zagięcia 19, które dzieli element na dwie części.
Pierwsza część 11A jest przeznaczona do zamocowania do nośnika i ma na końcu łapkę
przyłączeniową 21, umożliwiającą styk z przewodem elektrycznym 13, a druga część 11B ma
wcięcie 17 przeznaczone do umieszczenia w nim końca drutu rezystancyjnego 3 i
umożliwienia jego zamocowania. Zagięcie 19 zapewnia w ten sposób giętkość części 11B.
Dwa elementy połączeniowe 11 są identyczne i zamontowane w sposób symetryczny
w skrzyneczce 5. Ponadto te elementy połączeniowe 11 są metalowe, co umożliwia
uniknięcie efektu pełzania materiału, a ich umieszczenie z dala od końca urządzenia
pomiarowego 1 umożliwia ograniczenie wpływu naprężeń zewnętrznych (drgań,
odkształceń...) na naprężenie drutu. Ponadto wygięcie elementów połączeniowych 11 jest
skierowane do wewnątrz urządzenia pomiarowego 1 w taki sposób, aby zachować
równoległość obydwu części drutu rezystancyjnego.
[0019] Zatem wynalazek umożliwia utrzymanie naprężenia drutu rezystancyjnego 3
w wysokich temperaturach i przy obecności zewnętrznych naprężeń mechanicznych oraz
umożliwia uzyskanie wiarygodnej informacji dotyczącej poziomu oleju, nawet
w ekstremalnych warunkach użytkowania.
Sporządziła i zweryfikowała
Dorota Rzążewska
Rzecznik patentowy
-4-
Zastrzeżenia patentowe
1. Urządzenie do pomiaru (1) poziomu płynu, zawierające:
- skrzyneczkę wydłużoną (5) w dwóch połączonych częściach, mającą co najmniej jeden
otwór (15) umożliwiający przepływ płynu w tej skrzyneczce,
- pętlę z drutu rezystancyjnego (3), umieszczoną w skrzyneczce i przeznaczoną do
częściowego zanurzenia w płynie do kontroli, przy czym ta pętla jest nawinięta wokół
występu (9) skrzyneczki,
- dwa elementy metalowe do połączenia mechanicznego i elektrycznego (11) drutu
rezystancyjnego (3), znamienne tym, że co najmniej jeden z tych elementów metalowych do
połączenia mechanicznego i elektrycznego (11) ma zgięcie (19) zapewniające w wyniku
zginania naprężenie drutu rezystancyjnego (3) w skrzyneczce (5).
2. Urządzenie do pomiaru (1) poziomu płynu według zastrz. 1 znamienne tym, że ten występ
(9) jest usytuowany na jednym końcu skrzyneczki (5), a elementy metalowe połączeniowe
(11) są umieszczone z przeciwnej strony skrzyneczki (5).
3. Urządzenie do pomiaru (1) poziomu płynu według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że te
dwa elementy metalowe połączeniowe (11) mają postać wydłużoną i zawierają: pierwszą
część (11A) zawierającą środek mocujący przewód elektryczny (13) na jego końcu oraz drugą
część giętką (11B), zawierającą wcięcie (17) przeznaczone do umożliwienia przymocowania
drutu rezystancyjnego (3), przy czym te elementy metalowe (11) są zgięte w połowie
w kierunku ich szerokości.
4. Urządzenie do pomiaru (1) poziomu płynu według zastrz. 3, znamienne tym, że dwa
elementy metalowe połączeniowe (11) są identyczne i zamontowane symetrycznie
w stosunku do osi wzdłużnej tej skrzyneczki (5).
5. Urządzenie do pomiaru (1) poziomu płynu według zastrz. 4, znamienne tym, że części
giętkie (11B) tych dwóch elementów metalowych połączeniowych (11) są skierowane do
wewnątrz urządzenia (1).
6. Urządzenie do pomiaru (1) poziomu płynu według któregokolwiek z poprzednich
zastrzeżeń, znamienne tym, że drut rezystancyjny (3) ma duży współczynnik temperaturowy.
Sporządziła i zweryfikowała
Dorota Rzążewska
Rzecznik patentowy
-5-
-6-