MX2007015526A - Sistema y metodo para detectar el nivel y composicion de liquido en un tanque de combustible. - Google Patents

Abstract

En un sistema detector de líquido (10), se aplica una señal RF a un circuito resonante en serie. La bobina (65) del circuito resonante está colocada próxima a un tanque de combustible (15), ocasionado que la radicación electromagnética se propague en el espacio del combustible. El combustible actúa como una cara eléctrica para el circulo resonante de una manera proporcional al volumen del combustible en el tanque y/o a las variaciones en las propiedades eléctricas del propio combustible. El efecto de carga del combustible puede cambiar la frecuencia resonante y/o las señales Q del circuito resonante. El efecto de carga del combustible está determinado mediante el monitoreo de un cambio en una o más de los parámetros eléctricos asociados con el circuito resonante excitado, como un voltaje a través del resistor en el circuito resonante. Los cambios en este voltaje son analizados por un controlador, el resultado de los cuales se usa para dar salida a un valor indicativo del nivel y/o composición del combustible.

Description

SISTEMA Y METODO PARA DETECTAR EL NIVEL Y COMPOSICION DE LIQUIDO EN UN TANQUE DE COMBUSTIBLE Esta invención se refiere a sistemas y métodos para detec-ar los niveles y propiedades eléctricas de líquidos a lrnacon, . JOS >>n tanques de combustible y otros contenedores. M'is específicamente, esta invención es relevante para dele" , i los niveles y propiedades de líquidos mediante la propaqa.- ion de ondas electromagnéticas en un contenedor de líquidos.

Los operadores de automóviles se basan en los indicadoras para que proporcionen una información exacta de la cantidad fie combustible restante en el tanque. El método más con, ,:, [.ai d medir la cantidad de combustible restante en el t.anquf ue un vehículo es colocar un flotador mecánico y una palanru dentro del tanque. Cuando el nivel de combustible cambia en e . anque, el flotador hace que la palanca gire. Cuando la palanca gira en respuesta a los cambios de los niveles de combustible, se genera y/o varía proporcionalmente una señal eléctrica. Esta va: iación de la señal eléctrica es transmitida a un indicador o i un !u.:; de datos del vehículo externo al tanque. Estos sis! ma de medición electromecánica del combustible no son particu . ármente exactos y, por supuesto, requieren la instalación do un mecanismo dentro del tanque. La reparación, reposición <. ajuste de un mecanismo interno para la medición del nivel del combustible es problemático.

Los sistemas de control del motor en muchos automóv y particularmente en vehículos de combustible flexible, r imbión tienen la necesidad de conocer el tipo y/o compos i > · ... >n u l combustible que está dentro del tanque. Los , "nsores convencionales de la composición del combustible son complejos, caros y no son capaces también ele medir los r.iv ,··.¦? d i combustible .

Esta invención proporciona sistemas y métodos confiaba os, no costosos y exactos para medir los niveles y propiedades del liquido dentro de un tanque usando un mecanismo que s> puede instalar externo o interno al tanque.

En una incorporación de los sistemas y métodos para déte ;r.ar oL nivel de liquido de esta invención, se genera una ;¦> ;ai .JO radiofrecuencia (RF) substancialmente sinusoidal de li_t.:uenciu constante y se acopla a un circuito resonante en SÍ r ie de Inductancia, Capacitancia, Resistencia (LCR) . La bobina (inductor) del circuito resonante se coloca cerca, o dentro, de un tanque de plástico que ocasiona que la radiación electromagnética se propague en el espacio del combusti;: Le . consecuencia, el liquido dentro del tanque actúa corno e:. · - . i r ¦ J eléctrica para el circuito resonante en serie de uri manera proporcional al volumen de combustible restante en el tanuue. Ei efecto de carga del combustible puede ocasionar un cambr en la frecuencia resonante del circuito y/o un cambio en la inductancia Q del circuito resonante. El efecto de carga del combustible se determina por el monitoreo de un cambio c \ una o más de los parámetros eléctricos asociados ron l . ·· ::· > resonante activado. Por ejemplo, se puede moni torear t . , i. 'i i jo a través del reóstalo en el circuito resonante en se : ie. So detectan los cambios en este voltaje y un controlaos >r del sistema los analiza, cuyo resultado se usa para dar sálica a una señal indicativa del nivel del combustible. Esta salid.i puede ser en la forma de una señal eléctrica digital o análoga. En una incorporación de esta invención, el componente ;e . ·. '. :j r i v > del circuito resonante en serie LCR es suministrado - ? '. \ resistencia interna del inductor más bien que por un ¡eósi to discreto. En esta incorporación, se puede tornar la meó: ¦ i :i r: do los cambios en el voltaje en el circuito resonante a del inductor o una porción del mismo.

Dependiendo de la posición y orientación de la bobina dnl sistema y/o del uso de los planos básicos y otros adÍ imr-nt < >s direccionales RF, el parámetro eléctrico medid.- ¡ i.i'. '¡<? representar el volumen de liquido en todo el oom (?>·?< : o <-L volumen de liquido solamente en una porción de contened''! .

El sistema y método pueden detectar y medir los nivo.es de liquido en otros contenedores incluyendo tanques de aceite y tanques de agua y no están limitados a los ejemplos que .- o usan en esta descripción. El sistema se puede usar en u.n.i ¡:\.\: .' variedad de entornos científicos, de consumo, incJu : . . eu y médicos .

De preferencia, el sistema incluye un hardware de auto-calibración y un software que le permite dete rminar automáticamente una frecuencia operativa óptima del sistema. En una incorporación del sistema, se selecciona la i je i T..'! operativa óptima como una arriba o debajo de .?? ?? -~ :··? - i,t resonante del circuito en serie LCR. La selección ??·.· esta frecuencia operativa sobre iu frecuencia resonante ; ..;ra.i te mayores cambios en la baja de voltaje relativos a los cuu: iu en el volumen del líquido. De preferencia, se afina el sistena para que opere en una frecuencia entre un valor bajo y alto.

En una incorporación, se suministra la auto-cornporu-: ¦ >:; o<> manera que el parámetro eléctrico medido proporc^i.» una indicación exacta del nivel del líquido en el ' .mque, independientemente de las variaciones en las cond '. ones operativas, tales corno temperatura ambiente. En otra incorporación, el sistema puede medir y ser calibrado p.ira las variaciones en las propiedades eléctricas del propio lien. ido.

El sistema puede incluir una mterfaz física o ina ámbi i w paui facilitar la transmisión externa de la medición compén ela de: sistema a un indicador o a un controlador centra. e n vehículo. En algunas incorporaciones, el sistema puede transmitir datos sin procesar a un receptor conectad ' a un controlador central, con la compensación de los dat >s sin procesar siendo llevada a cabo en el controlador cent r ; . L< >:s datos se pueden transmitir periódicamente, en respues1 . . i . : ; cambio, a petición del controlador central, o a peticiu:. de un aditamento externo como un aditamento de diagnóstico .

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un automóvil donde se muestran los componentes del sistema de combustil Le en transparencia. La Fig. 2 es un diagrama ele bloque de una incorporan > n rk. L sistema detector de líquido de esta invención. La Fig. 3 es un dibujo esquemático eléctrico Í.^ una incorporación del sistema detector de líquido de esta invención.

La Fig. 4 es un dibujo esquemático eléctrico de una segunda incorporación del sistema detector de líquido de esta invención.

La Fig. 5 es una vista lateral alargada de una bob s MI» 1 circuito de antena según que se usa en esta invención .r i crn-i muestra su posición con relación a un elemento cu plano hori zontal . La Fig. 6 es una vista desde lo alto de un tanque de comb ustible de un vehículo en el que los niveles de combustible st miden usando el sistema de esta invención. La Fig. 7 es una vista horizontal de una incorporación de un tablero de circuito impreso (tablero del sistema) en '. que-están montados e interconectados los componentes eii.r' ¡si JOS del sistema. La Fig. 8(a) es una vista lateral que ilustra esquema: : :am nc la relación física entre un tanque de líquido, la boij :ia del circuito de antena colocada externamente, y el plano hoi: zori a 1 de la manera que se usa en una incorporación ilustrada le esta invención . La Fig. 8(b) es una vista lateral que ilustra esquema' . umc;:: e la relación física entre un tanque de líquido, la bob.i.u Jel circuito de antena colocada externamente y el plano horizontal de la manera que se usa en una incorporación ilustrada ¦ <o esta invención . Las Fig. 9(a) y 9(c) juntas muestran el montaje del tablero del sistema en una primera posición con respecto al t .ti. .u.. d combustible de la Fig. 6. Las Fig. 9(b) y 9(c) juntas muestran el montaje del tu ' LO del sistema en una segunda posición con respecto al t~ .ii": |ue de combustible de la Fig. 6. La Fig. 10(a) es una vista en perspectiva de otra incorporación del tablero del sistema de esta invención. La Fig. 10(b) es una vista en perspectiva del t-ab Lr .";> '¡' 1 sistema de la Fig. 10(a) montado a un tanque de combusti; . La Fig. 11 es una representación gráfica de la respu<: -r oe frecuencia del circuito resonante en serie de salida del : istema después de la calibración inicial de la frecuencia. La Fig. 12(a) es un plano gráfico que muestra los efecto.: (je ia temperatura en las lecturas del nivel del combustioie uel sistema antes de la compensación de la temperatura. La Fig. 12(b) es un plano gráfico que muestra una Lino, ti .r i de los efectos de la temperatura en las Lecturas de i t: i "¦¦ d i combustible del sistema. La Fig. 13 es un plano gráfico que muestra los ef ct.' d>> la temperatura en las lecturas del nivel del cornbust ib . c del sistema, con y sin compensación de temperatura, usando un algoritmo linealizado de compensación de la terapeMl .na de acuerdo con la Fig. 12(b) . La Fig. 14(a) es un plano gráfico que muestra los efecto.; de:- la temperatura en las lecturas del nivel del combustible del sistema durante una prueba de manejo desde un tanque i... i. ¦¦ ¦', de combustible, con y sin compensación de la temperatura, ,:;,;n un algoritmo linealizado de compensación de la tempera' irú dp acuerdo con la Fig. 12(b) . La Fig. 14(b) es un plano gráfico que muestra los efecto;; de la temperatura en las lecturas del nivel del combustib;e del sistema durante una prueba de manejo desde un tanque llen<< a 3/8 de combustible usando un algoritmo linealizado de compensación de la temperatura de acuerdo con la Fig. 12(b) . La Fig. 14(c) es un plano gráfico que muestra los eíect.<. (J la temperatura en las lecturas del nivel del rombusf ib . e del sistema durante una prueba de manejo desde un tanque c.jn 3/8 do combustible a un tanque vacio usando un algoritmo linea^i;:ado de compensación de la temperatura de acuerdo con la Fig. 12 (¡ ) . La Fig. 15 es un plano gráfico de respuesta del sistema en J o que la temperatura ambiente varia a través de todo oi : . '. ·,<· la -temperatura operativa. La Fig. 16 es un organigrama que ilustra Los pasos asocia. ios con el algoritmo de compensación de la temperatura usado ;n una incorporación del sistema. La Fig. 17 es un organigrama que ilustra los pasos asocíanos con la auto-calibración del generador de la señal RF <*r. la inicialización del sistema. La Fig. 18 es un diagrama de bloque de un mont je p i :???<-?a usado para determinar los etectos en el nivel de sa ; i ,a del combustible del sistema ocasionados por el uso de dir< :.ente tipos de combustible en el tanque del vehículo. La Fig. 19 es un plano gráfico que muestra los efectos en el nivel de salida del combustible del sistema ocasionados uor el uso de diferentes t ipos de combustible en el tanq ;e del vehículo .

En la Fig. 2 se muestra un diagrama de bloque5 del s i orna de medición de líquido lü de esta invención. Un controlaui-r 30, el cual puede ser un microcontrolador , un circuito inteq : . ido do aplicación específica (ASIC), u otro aditamento lógico, Incluyo un generador RF 35, un convertidor análogo-a-digital (AD', ) '< 0 y un modulador de la anchura del impulso (PW ) o convertidor digital-a-análogo ( DAC 45. El controlador 30 además .y. un software/microprogramación funcional para controlar el gonorador RF 35, para recibir y procesar los datos del ADC 40 y p .ra que el P M/DAC transmita los datos externos al sistema ,0. El software/microprogramación en el controlador 30 también :; ! ;y(i módulos que implementan los algoritmos de auto calibración y compensación como se describe más adelante.

Todavía con referencia a la Fig. 2, la salida del geno r ;or RF 35 se transmite al excitador ele la antena 55 que puedo Incluir un amplificador RF y/o un conjunto de circuitos para aco| lar en forma efectiva la señal RF a un circuito resonante en eiie que incluye un capacitador resonante 60, un inductor resonante o bobina 65, y un reóstato 70. Una Terminal del reóstato ' <i stá conectada eléctricamente a una salida análoqa en el AD1 : · >. i< ; lo tanto, el controlador 30 convierte la señal que r. op r · ?· a un cambio en el parámetro eléctrico del circuito resonante n ana señal del nivel del liquido que se suministra ai indio, u.. >L del vehículo directamente o a través de un bus de datos.

En la incorporación que se muestra en la Fig. 2, el o.: cuito resonante en serie se puede caracterizar como un circuí t ( o .a antena en el que el inductor resonante 65 funciona . · .::,·.. un componente emisor que dirige la energía RF al t uioue de combustible 15. En otras incorporaciones, un componente1 em^ o; separado (no se muestra) puede acoplarse al circuito resanante. También, en la incorporación de a Fig. 2, el componente resistivo R del circuito LCR resonante en serie se ilust come un reóstato discreto 70. Sin embargo, también .·· . !<· ;..· proporcionar el compotienre resistivo R como una r< : :. · ¦ ?\ -;a interna del inductor resonante o bobina 65 en 1 ucj ¡; í u; componente discreto separado. En esta incorporación, mi (i n los cambios en el voltaje a través del inductor resonant e 65 o de una porción del mismo.

Aunque el alcance de esta invención no está limitado a :··? ¦ · i . ' r topología particular de circuitos, la Fig. es un . ¡L a esquemático de una incorporación del sistema 10 que se i costra en forma de un diagrama de bloque en la Fig. 2. La Fig. ¦ s un diagrama esquemático de otra incorporación del sistema, t omo se usa en la prueba que se describe a continuación.

De preferencia, los componentes electrónicos del si.;: :?... ?) están montados a un tablero, corno un tablero un: : . ; ¡ circuitos impresos (PCB) 85, como se muestra en la Fiq. , la bobina 65 que tiene una geometría, orientación y µ?:; i» i<.i. ·?? el PCB 85 para suministrar el acoplamiento óptimo de la > rierqia RF externa al PCB 85. El tablero de circuitos impresos puede ser rígido o flexible, con o sin un respaldo adhesivo. La '.·' iq. 6 muestra una incorporación de un tanque de combust ]] ;< \<J plástico 15 de un vehículo que está montado < :. 1 i convencional en la parte trasera de un vehículo 20, <·, :uo se muestra en la Fig. 1. El tanque de combustible 15 está ?- jal do fluidamente al motor del vehículo y a los sistemas de · M Í .s I n vía una o más líneas para líquidos 25.

Como se puede ver mejor en las Fig. 9 (a) -(c), el l'CT ' or' .'i acoplado a una pared externa del tanque de combustible 1' en una posición que proporcionará la detección de los carnbin:- en M nivel de liquido deseado, ya sea en todo e! t ¿i rui .. · . > solamente una porción del mismo.

En algunas incorporaciones del sistema 10, una estruc ira u< · plano básico 75 está colocada cerca y detrás de la bu¡ i.na (· > para concentrar y dirigir la energía RF de la bobina 65 a : tanque 15, como se muestra en las Fig . 5 y 8. !·? t-i incorporación de la Fig. 8(a), el plano básico 75 está ".- t;\:. ac aproximadamente 2 mni de la bobina 65, arinqu1- J1; ra:; incorporaciones pueden usar espaciados diferentes, c< ino se muestra en la Fig. 5, por ejemplo. Cuando se usa con el tanque de combustible 15 (como se muestra en la Fig. 6), la pantalla térmica 14 se puede usar opcionalmente como la estructura de plano básico 75 como una medida adicional de ahorro en el costo.

La bobina 65 se puede acoplar o incorporar en la l>¡ Mu de sujeción que asegura el tanque de combustible 15 al vwiculo. Esto evitaría el gasto de modificar un tanque convenció .i . i para que acepte una bobina montada directamente o el PCB 85. .además , si la brida de sujeción está colocada en la masa del vehículo, la misma brida puede funcionar como la estructura d l pluno básico 75, reduciendo aún más el costo.

Todavía en otra incorporación del sistema 10 como se mu>': tra en la Fig. 8(b), el circuito resonante en serie LCR, o al - nos la bobina 65, se puede montar dentro del tanque de combusti le 15. Si se usa un plano básico 75, también se puede colocar dentro del tanque 15, entre la bobina 65 y la pared del tanque.

En la Fig. 10 se muestra otra incorporación del !'C í- ' y ciM. montaje del tanque de combustible. En esta inco: poracini. • _ P B 8 5 está acoplado a una placa de montaje 17 que t f i :i.b pi . ed< « actuar como un disipador térmico. La placa de monta ¡o 17 e acopla a una pared del tanque de combustible 15. E · ? : [ , además incluye un conector 16 que conecta eléctricamente el sistema 10 a sistema eléctrico del sistema al bus de -?..· >.·; ¡ei vehículo para efectos de transmitir una señal del <;·.'¦ i ¡<> 1 combustible. La señal del nivel del combustible .->¦ puede transmitir usando una conexión física (cableada) o usa;, lo una conexión inalámbrica.

Cuando el PCB 85 y la bobina 65 están colocadas cera o dentro del tanque 15 como es muestra, el líquido en el tanque 15 cargará eléctricamente el circuito resonante en serie . por el capacitor 60, la bobina 65 y el reóst.ato ''>. Fn consecuencia, cuando el controlador 30 activa el enerador RF 3 5 , una señal RF substancialmen te sinusoidal excita la bonilla 05 en una frecuencia constante. La carga ocasionada ;.or el combustible próximo a la bobina 65 reducirá las señales Q del circuito resonante y/o cambiará su frecuencia resonarve. Kn cualquiera de los casos, el voltaje medido a través d l r ¦ - 1 u ¦· o 7 0 ' (o a través de la resistencia interna de la buLÍ:,.i ·'.5 ) variará en una cantidad que es proporcional a un cambie en el. nivel de combustible, debido a un cambio correspondient f en ±a impedancia de la bobina 65. Este cambio en el volt ije se convierte en una señal digital en el ADC 40 y es procesada por el controlador 30 para que una salida de datos correspondiente del P M/DAC 45 se pueda transmitir a un . e l combustible o al controlador central del vehículo :?·» : e muestra ) .

Otras incorporaciones del sistema 10 pueden usar un e . < > resonante paralelo con otros medios de medir un parámetro que represente un cambio en la carga del circuito resonante ocasionado por los cambios en el nivel del combusi ib „ en e! tanque .

De preferencia, la frecuencia operativa del generador R ¦' 3 :;p ajusta para que esté ligeramente arriba de la frecuenci.i del circuito resonante en serie LCR. Como se muestra en Id b . \ . '. .' , la frecuencia operativa del sistema se selecciona pai.i ." i , ri : : una ventana de detección del nivel del liquido en una . r ;io¡; relativamente inclinada de la curva de respuesta de la frecuencia, mediante lo cual se suministra una detección máxima a los cambios en el nivel del liquido. Cuando el tablero de; circuitos impresos 85 y la bobina 85 están colocadas en un tanque de combustible 15, el circuito resonante enserie t.crn u una frecuencia diferente que varia de tanque a tanque <¦ ¦¦ '¦ ·;, . las tolerancias de los componentes, la tolei anci ¦:. i dimensiones del tanque, las dimensiones de la bobina, ,n¡..'!.;u;i ae pista, etc. Para compensar estas variaciones, de profci : ;:ia se usa un método de auto calibración, en una incorporación · ¡o este método, el controlador 30 incluya un módulo de calibración que encuentra la frecuencia resonante (fe) del circuito resonante en serie después de la primera puesta en marcha (o a ao.i -!tudi , después ajusta la frecuencia operativa del generador RF ' . ;i.a frecuencia (fl) para que el sistema esté operando en .la pendiente lineal durante todo el rango de temperatura ?· rativa (-4° a +8°C) .

Con referencia al diagrama de flujos en la Fig. .7, el controlador 30 varia la frecuencia f del generador RF '*'> ·?: ¦ r-pasos desde 0 a 255, donde 0 corresponde a la froc.i :. ... ::,.i baja (6.34MHz) y 255 corresponde a la frecuencia más a__'u ^y.f.-b MHZ) . Sin embargo, el uso del sistema no está rest i:; (icio a estas frecuencias. En una incorporación, la frecuencia r.u.n baja es 7.4 MHZ y la más alta es 8.3 MHz . Para cada frecuencia, el controlador 30 saca muestras de los datos de ADC 40 y i<?" ·/, voltaje a través del reóstato 70. El controlador 30 v,.ria ia frecuencia operativa f (barriendo la frecuencia de baja a uita o de alta a baja) para encontrar la frecuencia resor i: ?· .!< i circuito resonante en serie. El controlador 30 entonces , :.;t y fija la frecuencia fl a un punco en una sección substancia imente lineal de la curva de respuesta de la frecuencia. La a1 iacion de tanque lleno a vacio debe estar en la zona substanci i luient lineal (fl a f2) como s muestra en la Fig. 11. Una vez que se selecciona la frecuencia operativa nominal del sistema 10, u d permanecer fija durante el tiempo que el sistema 10 p< i :. i:. ¦·;.. ,·p en el vehículo.

Los componentes y sistemas electrónicos en los vehí :·?; los de preferencia operarán apropiadamente durante un amplio r..:ic|o temperaturas ambientes. Los cambios en la temperatura pueden inducir a errores en el procesamiento de datos en el istema. Esto se muestra con los ciatos sin procesar del sistema < ;·¦> ] AI>C 40 representado gráficamente en la Fig. 12(a) y en for::i t ii e ii en la Fig. 12(b) . Para compensar los efectos de la tempe :,i tu c a , el procesamiento de datos del sistema está caracterizado nurante todo el rango de temperaturas operativas (-40 a +80°C) Li t» .-o¡i el tanque lleno como vacío. La Fig. 15 muestra la sal.:iu ue 1 voltaje del sistema como una función de la temperatura a un rango total. Corno una aproximación, la gráfica está divi ; l(,a ,·? secciones, donde cada sección es lineal que sigue Li ·. inecuación : Ift<tl: V=a0T+b0 Iftl<t<tref: V=alT+bl Iftref<t<t2: V=cst Ift2<t<t3: V=a2T+b2 Ift>t3: V=a3T+b3 Una incorporación del sistema 10, como se muestra en la i . 4 , se instaló en un vehículo de prueba similar al que se mué itr.i on la FIg. 1. La bobina del sistema 65 se enrolló y confiqu o come sigue : Número de vueltas = .35 Tamaño Físico = 50>i50rnm, Espiral Ancho de pista = 0.15mm Distancia entre pistas = 0.4mm (centro a centro El circuito resonante en serie incluyó los siguientes valores de los componentes: L = 68uH R = 33 ohms C = lOpF Se configuró el plano básico para que fuera 50x50rnm y se cuiucú unos cuantos centímetros lejos de la bobina 65, como se muestra en la Fig. 8. El tanque de combustible 15 tenía las siguientes dimensiones: ancho=950rnm, largo= 670rnm, alto=2 lOrnrn, r n una capacidad de aproximadamente 80 litros. Nótese ue .; ; Ja resistencia en el circuito resonante en serie , es proporcionada por la resistencia interna de la bobina y i. ¦ por un resistor discreto, es probable que la resistencia e : v i sea más baja, en el orden de 20 ohms o menos.

En una primera prueba, los efectos de la tempera l.u t , e procesamiento de datos del sistema se midieron come :· . .c: manejó el vehículo por 10 minutos después se detuve y a 20 minutos para obtener una señal del nivel del cornbus t iblt cu ADC 40) a temperaturas diferentes. Se repitió esta prueba < .; t re;; niveles diferentes de combustible (lleno, ? y vacio! . Los resultados de la prueba se muestran en la gráfica en 1 x Fiq. 12(a) . Como se puede ver, la salida del ADC 40 vs . tomp< G, ??G.? varia de acuerdo a un patrón (oscilando alrededor de una Linfa) en todos los niveles del liquido. Por lo tanto, pura rt : ,¡ !is,;¡ la temperatura, como una primera aproximación, «je i m\.¡ i · ·..;· ..' ó algoritmo de linealización como se muestra en la Fig. 1.''.;:, .

Después de que se programó el algoritmo de linealizac i oí en el controlador 30 del sistema, se manejó el vehículo por 20 ni mu os comenzado desde frío (temperatura exterior = -7°C) con un tanque vacío. La temperatura, el nivel de combustible y las sena ?.v <?·1 nivel del combustible con la temperatura compon;; registraron como se despliegan en la gráfica que se mué. : ra en la Fig . 13. La salida del nivel de combustible del /· >(';/] ?0 permanece estable alrededor de 65 conteos ( correspondionc ,o a un tanque vacío) cuando la temperatura y los niveles de combustible medidos varían. Por consiguiente, el algoritmo de compensación de la temperatura compensa los cambios debidos a la to:up rv. tu ¡a de tal manera que el indicador de combustible sieinpie mué - :e ¦ i nivel de vacío real.

En otra prueba, el vehículo se manejo durante 23i) niilius comenzando con un tanque lleno, deteniéndolo a intervalos regulares (aprox. cada 30 millas) . La temperatura, el nivel de combustible y las señales del nivel del combustible ·?:? la temperatura compensada so registraron. Los e u.; t . muestran en las Fig. 14{¿i)-(c) . La señal de- i i.. . n combustible compensadas de la lectura del ADC <U' varia linealmente de 115 a 90 cuando la temperatura y el nivel medido varían hacia arriba o hacia abajo. Esto demuestra que el módulo de compensación de la temperatura compensan los cam ios de temperatura, de tal manera que el indicador de con.lr, ,:u i b 1 o siempre muestre el nivel real.

El sistema 10 de esta invención también se puede u pa a detectar las variaciones en las propiedades eléctricas a >ciauas con diferentes líquidos colocados en e tanque 15. Por " ·:?;:? i o, si 'se coloca diesel en el tanque de un vehículo que fuñe i . a ,:Ü I I gasolina (o viceversa), este error se puede detectar ai ::.omento de activación del sistema. Usando una medición cJei ? ? ?. 'i je tomada a través de una porción del circuito resonante o:, serie LCR, es posible determinar el tipo o composición del .íquido combustible en el tanque debido a la variación < n las propiedades eléctricas clel líquido. Usando el procedimi ¡ :;to de? la Fig. 18, la Fig. 19 muestra los perfiles de sa.: ¡a del sistema que corresponden a los diferentes tipos de combustible descritos en la siguiente tabla cuando se colocar; en un t .nque.

En consecuencia, el sistema 10 ele esta invención s i:::< ¦ ·· como un sensor de composición del combustible, incl y i:du i a detección del tipo do combustible, antes o además do MU dit « ? nivel de combustible real. En vehículos de combustible í . e/.ibli1 que pueden operar con diferentes composiciones (por c.emplo, E85, E10, E20) , los sistemas de control del motor son inf >rmados de preferencia electrónicamente de la composicii .. . combustible en el tanque para que el control del ¡no t . ¡ ;.·-¦: . realizar los ajustes. Por ejemplo, comparando ios per'- - les de salida del sistema con los almacenados asociados .· n las propiedades eléctricas de ciertas composiciones del combustible, el sistema de esta invención puede suministrar esa funcionalidad (junto con la medición del nivel) sin el costo añadido de sensores de composición del combustible, como los descr . * os < ; la Patente de EEUU No. 6, 927, 583, la cual se ine:-;'t r . i presente por referencia.

Los perfiles de salida del sistema determinados e i J ust r..dos en los ejemplos de las Fig. 18 y 19 también se pueden us.ir para compensar la lectura del nivel del líquido de acuerdo al : ipo de líquido en el contenedor.

De preferencia, el generador RF 35 suministrará los ni ·'· . · := n-» potencia RF apropiados dentro de las limi aciones y re u i.sitos de los reglamentos FCC/ETSI. Por lo tanto, aunque se han descrito incorporaciones esooc I Í ¡cas de esta invención de un Sistema nuevo y útil y un Método pura Detectar el Nivel y Composición del Combustible en un Tam.ue, no se pretende que estas referencias se interpret'v. ¦¦ limitaciones sobre el alcance de esta invención establecido en las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES e se reivindica os: Un método de detectar una propiedad de un liquiuo en un contenedor que comprende (a) generar una señal RF en una frecuencia operativa; (b) acoplar la señal RF a un circuito resor.air e, eL circuito resonante con una frecuencia mr.<-\ .r. ' y que incluye un inductor colocado cerca del . :. en el contenedor; y (c) medir un cambio en un parámetro eléctrico i. ocindo con el circuito resonante ocasionado p< r ana variación en al menos una propiedad del iquido cercano al inductor. El método de la reivindicación 1, en donde al m propiedad del liquido en el contenedor es volur: cambio medido en el parámetro eléctrico es una tu una variación en el volumen del liquido en el conte El método de la reivindicación 2, en donde se n; :.de el volumen del liquido en tocio el contenedor. El método de la reivindicación 2, en donde se r . dt> el volumen del liquido en una porción del contenedor. El método de la reivindicación 2, que además comprenee: después del paso (c), convertir el cambio medido a un valor que representa el volumen del liquido en el contenedor . El método de la i. eivindicacion 1, en donde al moi. una propiedad del liquido es una propiedad el éct r i . \ . y el cambio medido en el parámetro eléctrico es una función do una variación en la propiedad eléctrica del liquido en eL contenedor . El método ele la reivindicación 6, en donde el J iqu ¡ <·.' ..n combustible, el contenedor es un tanque y la v¿iri. ¦. 'ón en la propiedad eléctrica es una función de la campos i*: . ón del combustible . 8. El método de la reivindicación 1, en donde el t >, i ¦ : o (c) comprende medir un cambio en el voltaje en el ¦ i cuito resonante . 9. El método de la reivindicación 1, en donde el p,..:o comprende medir un cambio en la frecuencia resoi;.i: ' c ¦;· i circuito resonante. 10. El método ele la reivindicación 1, que además cornprenc :e : antes del paso (a), calibrar la frecuencia ??· ral va de la señal RF para compensar las propiedades :isicas y/o eléctricas del contenedor. 11. El método de la reivindicación 10, en donde ^ ?: · .· ,;c: i operativa se calibra automáticamente. 12. El método de la reivindicación 10, en donde el iso de calibrar la frecuencia operativa comprende: ajustar la frecuencia de la señal RF para que una ventana detectora del volumen del liquido se» de: lú en una parte -;ubs ca nc : u lmen te lineal do una respuesta cíe la frecuencia cercana a la í i .·. UMIH.-ÍU resonante del circuito resonante. 13. El método de la reivindicación 10, en donde el µ .so ci calibrar la frecuencia operativa comprende barrer la frecuencia operativa de la señal RF en un rango enere una primera frecuencia y una -.un. U frecuencia; y medir un parámetro del circuito resonante en !¦ ¡ac Id frecuencia de la señal RF es barrida. 14. El método de la reivindicación 13, en donde la primera frecuencia está cercana a 7.4MHz y la segunda f roí -uer.c i a está cercana a 8.3MHz. 15. El método de la reivir.div-aci n .1 , que ademas c:o::i¡: : <·> · : antes del paso \D, , amplificar la sena i RF. 16. El método ele la reivindicación 1, que además compren;- : después del paso (c) , transmitir el cambio mediuo a un ¦ aditamento externo. 17. Un método para medir el volumen de combustible en i.:. · ju ue que comprende: (a) generar una señal RF en una frecuencia oporat .va; (b) acoplar la señal RF a un circuito resonante que tiene un inductor, donde el inductor está cercano al combustible en el tanque; (c) medir un cambio en el valor d ; un r . i ir. ' - t : o eléctrico variable del circuito resonante; (d) convertir el c, nublo medido a un v lut:i<- :: del combustible . 18. El método de la reivindicación 17, que además comprenue: antes clel paso (a) , calibrar la frecuencia opci.it iva cié la señal RF para dar cuenta de las variaci n".' ·· a: i e tanques de combustible. 19. El método de la reivindicación 17, en donde el ?,?.;* ( ?? comprende : compensar el cambio medido por temperatura ambieiv. e; y calcular el volumen de combustible en el tanque asando el valor compensado. 20. método de la reivindicación 17, que además compren después del paso (el) , transmitir el valor convert 21. El método de la reivindicación 20, en cionde >·: ¦·.,. ¡ convertido es transmitido vía una interfaz 1 isic.i . 22. El método de la reivindicación 20, en donde oí va.'-:, convertido es transmitido vía una interfaz inalámbric ¡. 23. El método de la reivindicación 17 que además coinproru : antes del paso (d), transmitir el cambio :w ; \- · i. va lor . 24. Un aparato para medir el volumen de liquido :u; contenedor que comprende: un controlador, el controlador que incluye un generador RF y un convertidor análogo-a-digital (ADC) ; un excitador ele antena que tiene terminales de L Í M y terminales ele entrada, acopladas ai generador i-':-; un circuito resonante acoplado al excitador de u.* ena y que tiene un inductor colocado cercano _ liquida <:·?. el contenedor . 25. El aparato de la reivindicación 24, en don ie <- controlador, el excitador ele antena y el circuito >r::i:;'o están montados en un tablero de circuitos impreso:;. El aparato de la reivindicación 24, en clónele está instalado externo al contenedor. 27. El aparato de la reivindicación 24, en donde al menos el inductor del circuito resonante está instalado ir.t ,.1. contenedor . El aparato de la reivindicación 24, que además cor:it):'< uue ;:n plano básico colocado cercano al inductor ele tai :::..:.· ¡ ;.; · el inductor esta colocado entre el plano básico y c-i contenedor y la energía RF del inductor es dirigiUc ??.??a una parte especifica del contenedor. El aparato de la reivindicación 24, en donde el i .ductor del circuito resonante está colocado dentro del c >n! uiedcu y además comprende un plano básico colocado . ::' :' l inductor y el contenedor. Un sistema para medir un nivel del combustible en un tanque no metálico montado en un vehículo, que comprende: un bus de datos del vehículo; un generador RF funcional para generar una señal E^.F en una frecuencia operativa; un circuito de antena acoplado eléctricamente al generador RF, ei circuito de antena que comj ¦ i < ¦ : ide un circuito resonante y un componente radiante i: >niud<'> próximo al tanque, el circuito resonante con una cuiva de respuesta de la frecuencia centrada alrededor de una frecuencia de resonancia; un controlaclor conectado operati amente al gen- o >i i al circuito ce antena, ei controlaclor siendo t r. ' JT... ¡ para ocasionar que la frecuencia operati i de: generador RF esté próxima a la frecuencia del c i cuito resonante; y para medir un cambio en un nai .¡merro eléctrico asociado con el circuito resonante ocasionado por los cambios en el nivel del combustible.' en el tanque . El sistema de la reivindicación 30, en donde: ei con' : .uador además es funcional para transmitir el cambio medidc n e 1 parámetro eléctrico. El sistema de la rei indicación 30, en donde el con'. además es funcional para convertir el cambio medien parámetro eléctrico a una señal del nivel del combas transmitirla a dicho bus de datos del vehículo. sistema de la reivindicación 30, en donde: el circuito resonante es un circuito en serie; y el controlador además comprende un moa. calibración que opera para que la frecuencia o| del generador RF esté en una porción substan j lineal de la curva de respuesta de la frecuencia de la frecuencia resonante. El sistema de la reivindicación 30, en donde el cor además comprende un módulo de compensación funció ajusfar la señal de nivel del combustible por cambi temperatura ambiente. El sistema de la reivindicación 30, en donde el cont : Ludor además comprende un módulo de compensación funciona i paia ajusfar la señal de nivel del combustible por :ui : . i < : . las propiedades eléctricas clel combustible en el t ct : : = . . >. . El sistema de la reivindicación 30 que además om ? i r e un plano básico moneado en cL vehículo próximo ai c>::;¡ ciento radiante de tal manera que el componente radiant ¦ ost:á colocado entre el plano básico y el tanque, ei phinu básico y el componente radiante cooperando eléct i ( .imonfe para dirigir la energía RF del componente radiant · una región seleccionada del tanque. 7. El sistema de la reivindicación 30, en donde el _·?:: r jnon radiante está colocado dentro del tanque de combatí ible y además comprende un plano básico colocado entre el iud'.irt.or y el tanque. 38. Un método para detectar una propiedad del combusr i¡ · ¡ · u .:, tanque que comprende: (a) generar una señal R F en una frecuencia oper. i t iva; (b) acoplar la señal R F a un circuito reson. i iü' f- , el circuito resonante que tiene una frecuencia e incluye un inductor colocado próximo al combustible en el tanque; y (c) medir un cambio en un parámetro eléctrico a. n-i.c io con el circuito resonante; en donde el camb · 1 parámetro eléctrico es ocasionado por va; i..cienes en una propiedad del combustible en el cont- i edor. 39. El método de la reivindicación 38, en donde la pr<. piedad del combustible en el contenedor comprende su composición y en donde el método además comprende comparar el cmrio medido en el parámetro eléctrico con los e< . : . s almacenados asociados con composiciones de c una . .;: i:)b> conocida s . 40. Un sistema para uso en medir una propiedad del combu tible en un tanque de un vehículo que comprende: un generador RF funcional para generar una señal R F c-n una frecuencia operativa; un circuito de antena acoplado eléctric.tnv : ' ai generador R F , el circuito de antena compren l : ( >: ido un circuito resonante y un componente radiante ¡..Tintado próximo al combustible en el tanque, el c.. remito resonante con una curva de respuesta de frecuencia centrada alrededor de una frecuencia resonante; un controlador conectado operativamente al yeru k. r :.F y al circuito de antena, el controlados . :< ???? funcional para ocasionar que la frecuencia ,y,r ; a t i va del generador RF esté próxima a la frecuenc.u oel circuito resonante, para medir un cambio r. un parámetro eléctrico asociado con el circuito resonante ocasionado por variaciones en las prop;ed¿ides eléctricas asociadas con diferentes composición s d 1 combustible en el tanque, y para medir un cambio en un parámetro eléctrico ¿ciado con el circuí co resonante ocasionado por variar;.' nes en la propiedad del combustible en el tanque. El sistema de la reivindicación 40, en donde: el circuito resonante es un circuito en serie; y el controlador además comprende un móc i u . > - u; calibración operativa para ocasionar que la f. ••••..encía operativa del generador RF esté en una ) rción substancialmente lineal de la curva eje respuesta de frecuencia arriba de la frecuencia resonante. El sistema de la reivindicación 4 0 , en donde la pr< o ¡edad del combustible incluye el volumen. El sistema de La reivindicación 40, en donde la ¡m del combustible incluye la composición.