DE102010011638A1 - Capacitive level sensor and level detection method with a capacitive level sensor - Google Patents
Capacitive level sensor and level detection method with a capacitive level sensor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010011638A1 DE102010011638A1 DE201010011638 DE102010011638A DE102010011638A1 DE 102010011638 A1 DE102010011638 A1 DE 102010011638A1 DE 201010011638 DE201010011638 DE 201010011638 DE 102010011638 A DE102010011638 A DE 102010011638A DE 102010011638 A1 DE102010011638 A1 DE 102010011638A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- level
- liquid container
- liquid
- electrode
- level sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
- G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Ein kapazitiver Füllstandssensor umfasst eine erste und eine zweite langgestreckte Levelelektrode sowie eine mit der ersten und der zweiten langgestreckten Levelektrode verbundene Auswerteeinheit. Die erste und die zweite langgestreckte Levelelektrode sind an einer Außenseite eines Flüssigkeitsbehälters in einer ersten Richtung parallel zueinander anordnenbar, in der sich ein Füllstand des Flüssigkeitsbehälters ändert. Auf diese Weise ist ein Füllstand einer Flüssigkeit in einem Inneren des Flüssigkeitsbehälters mittels der ersten und der zweiten langgestreckten Levelelektrode erfassbar.A capacitive level sensor comprises a first and a second elongate level electrode and an evaluation unit connected to the first and the second elongate level electrode. The first and the second elongated level electrodes can be arranged on an outer side of a liquid container in a first direction parallel to one another, in which a fill level of the liquid container changes. In this way, a level of a liquid in an interior of the liquid container by means of the first and the second elongated level electrode is detectable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Füllstandssensor, einen Flüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs mit einem Füllstandssensor sowie ein Füllstandserfassungsverfahren mit einem Füllstandssensor.The present invention relates to a capacitive level sensor, a liquid container of a motor vehicle with a level sensor and a level detection method with a level sensor.
Heutige Kraftfahrzeuge können Vorrichtungen zum Durchführen eines SCR-Verfahrens (Selektive Katalytische Reduktion; Selektive Catalytic Reduktion) aufweisen. Hierbei wird eine Harnstofflösung aus einem Tank in ein Abgassystem des Kraftfahrzeugs eingespritzt, um den Stickoxidanteil im Abgas des Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Hierbei muss jedoch zumindest eine Menge an noch zur Verfügung stehender Harnstofflösung überwacht werden, da dies gesetzlich vorgeschrieben ist. Bei der Harnstofflösung handelt es sich beispielsweise um AdBlue.Today's motor vehicles may include devices for performing an SCR (Selective Catalytic Reduction) process. In this case, a urea solution from a tank is injected into an exhaust system of the motor vehicle in order to reduce the nitrogen oxide content in the exhaust gas of the motor vehicle. However, at least an amount of remaining urea solution must be monitored, as this is required by law. The urea solution is, for example, AdBlue.
In der einfachsten bekannten Ausführungsform wird die Forderung nach der Überwachung der Mindestmenge durch einen Levelschalter erfüllt. Der Levelschalter detektiert ein Unterschreiten eines vorgegebenen Füllstands im Tank und somit ein Restvolumen. Der Levelschalter kann in Form eines Schwimmers ausgebildet sein, der in einem Tankinneren angebracht ist. Alternativ handelt es sich um einen elektrischen Levelschalter, der aus zwei Elektroden im Tankinneren besteht.In the simplest known embodiment, the requirement for monitoring the minimum amount is met by a level switch. The level switch detects a falling below a predetermined level in the tank and thus a residual volume. The level switch may be in the form of a float mounted in a tank interior. Alternatively, it is an electrical level switch, which consists of two electrodes inside the tank.
Ein Nachteil der obigen Levelschalter ist jedoch, dass keine genaue und kontinuierliche Füllstandsmessung mit den Levelschaltern realisierbar sind. Weiterhin ist es nicht möglich, eine Qualität des in dem Tank enthaltenen Mediums zu erfassen. Somit kann weder eine Fehlbetankung des Tanks mit anderen Medien wie Öl oder Treibstoff, noch eine Verunreinigung mit anderen Medien erkannt werden.A disadvantage of the above level switches, however, is that no accurate and continuous level measurement with the level switches are feasible. Furthermore, it is not possible to detect a quality of the medium contained in the tank. Thus, neither a misfuelling of the tank with other media such as oil or fuel, nor contamination with other media can be detected.
Im Hinblick auf Tanks für Harnstofflösungen ist eine wichtige Bedingung, die Anzahl an Öffnungen im Harnstofflösungstank gering zu halten. Dies ist darin begründet, dass eine Abdichtung des Harnstofftanks aufgrund der chemischen Eigenschaften der Harnstofflösung schwierig ist.With regard to tanks for urea solutions is an important condition to keep the number of openings in the urea solution tank low. This is because sealing of the urea tank is difficult due to the chemical properties of the urea solution.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Harnstofflösung unterhalb von etwa –11°C einfriert. Insbesondere im Winter kann somit der Levelschalter durch ein Einfrieren des gesamten Tanks und durch die damit einhergehende Druckerhöhung sowie durch in der Harnstofflösung treibende bzw. schwappende Eisbrocken beschädigt werden. Daher ist der Levelschalter hohen mechanischen Anforderungen ausgesetzt.Another disadvantage is that the urea solution freezes below about -11 ° C. Thus, especially in winter, the level switch can be damaged by a freezing of the entire tank and by the concomitant pressure increase and by floating in the urea solution or sloshing chunks of ice. Therefore, the level switch is exposed to high mechanical requirements.
Die objektive technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines im Vergleich zum Stand der Technik optimierten Füllstandssensors sowie eines Füllstandserfassungsverfahrens mit einem Füllstandssensor.The objective technical task of the present invention is therefore to provide a level sensor which is optimized in comparison to the prior art and also to a fill level detection method with a fill level sensor.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen kapazitiven Füllstandssensor gemäß Anspruch 1, einen Flüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs mit einem Füllstandssensor gemäß Anspruch 6, ein Kraftfahrzeug mit einem Füllstandssensor oder einem Flüssigkeitsbehälter gemäß Anspruch 8 sowie ein Füllstandserfassungsverfahren mit einem Füllstandssensor gemäß Anspruch 9. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den abhängigen Ansprüchen.The above object is achieved by a capacitive level sensor according to
Ein kapazitiver Füllstandssensor umfasst: eine erste und eine zweite langgestreckte Levelelektrode sowie einen mit der ersten und der zweiten langgestreckten Levelelektrode verbundene Auswerteeinheit, während die erste und die zweite langgestreckte Levelelektrode an einer Außenseite eines Flüssigkeitsbehälters in einer ersten Richtung parallel zueinander anordnenbar sind, in der sich ein Füllstand des Flüssigkeitsbehälters ändert, so dass ein Füllstand einer Flüssigkeit in einem Inneren des Flüssigkeitsbehälters mittels der ersten und der zweiten langgestreckten Levelelektrode erfassbar ist.A capacitive level sensor comprises: first and second elongate level electrodes and an evaluation unit connected to the first and second elongate level electrodes, while the first and second elongated level electrodes are arrangeable on an outside of a liquid container in a first direction parallel to each other a level of the liquid container changes, so that a level of a liquid in an interior of the liquid container by means of the first and the second elongated level electrode is detectable.
Der erfindungsgemäße kapazitive Füllstandssensor ist an der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters angeordnet. Bei dem Flüssigkeitsbehälter handelt es sich insbesondere um einen Flüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs, in dessen Inneren ein wässriges Medium wie beispielsweise eine Harnstofflösung enthalten ist. Wässrige Medien wie Harnstofflösungen weisen eine Dielektrizitätszahl εR von ungefähr 80 auf.The capacitive level sensor according to the invention is arranged on the outside of the liquid container. The liquid container is, in particular, a liquid container of a motor vehicle, in the interior of which an aqueous medium such as, for example, a urea solution is contained. Aqueous media such as urea solutions have a dielectric constant ε R of about 80.
Der Füllstand der in dem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit wird mittels der zwei parallelen Levelelektroden erfasst. Die Levelelektroden erstrecken sich beispielsweise entlang einer Höhe des Flüssigkeitsbehälters, insbesondere über eine Gesamthöhe des Flüssigkeitsbehälters und ungefähr senkrecht zu einer Ebene, in der sich ein Füllstand des Flüssigkeitsbehälters ändert. Die Levelelektroden sind weiterhin an eine Außenkontur des Flüssigkeitsbehälters angepasst. Somit berühren die Levelelektroden die Außenseite des Flüssigkeitsbehälters entlang ihrer Länge.The level of the liquid contained in the liquid container is detected by means of the two parallel level electrodes. The level electrodes extend, for example, along a height of the liquid container, in particular over a total height of the liquid container and approximately perpendicular to a plane in which a level of the liquid container changes. The level electrodes are further adapted to an outer contour of the liquid container. Thus, the level electrodes touch the outside of the liquid container along its length.
Der Flüssigkeitsbehälter besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff wie beispielsweise HDPE, kann jedoch aus jedem beliebigen anderen Material außer Metall gefertigt sein. Ein Abstand zwischen den parallel zueinander verlaufenden Levelelektroden wird in Abhängigkeit von einer Dicke einer Wand des Flüssigkeitsbehälters bestimmt. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den beiden Levelelektroden 2 bis 10 mm.The liquid container is preferably made of a plastic such as HDPE, but may be made of any material other than metal. A distance between the mutually parallel level electrodes is determined depending on a thickness of a wall of the liquid container. Preferably the distance between the two level electrodes is 2 to 10 mm.
Die Kapazität dieser Levelelektrodenanordnung, im Folgenden Levelkapazität genannt, ist vom Füllstand im Flüssigkeitsbehälter abhängig, da die elektrischen Felder zwischen den Levelelektroden zumindest teilweise durch ein Inneres des Flüssigkeitsbehälters laufen.The capacity of this level electrode arrangement, hereinafter referred to as level capacitance, depends on the level in the liquid container, since the electric fields between the level electrodes run at least partially through an interior of the liquid container.
Ein Vorteil des vorliegenden kapazitiven Füllstandssensors ist, dass die Levelelektroden an der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters angeordnet sind. Somit stehen die Levelelektroden im Betrieb nicht in einem direkten Kontakt mit der in dem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit. Handelt es sich bei dieser Flüssigkeit beispielsweise um ein wässriges Medium wie eine Harnstofflösung, die bei –11°C einfriert, werden die Levelelektroden so nicht durch umhertreibende Eisbrocken im Inneren des Flüssigkeitsbehälters beschädigt. Weiterhin ist keine zusätzliche Öffnung an dem Flüssigkeitsbehälter erforderlich, um den Füllstandssensor an dem Flüssigkeitsbehälter zu befestigen.An advantage of the present capacitive level sensor is that the level electrodes are located on the outside of the liquid container. Thus, the level electrodes in operation are not in direct contact with the liquid contained in the liquid container. For example, if this fluid is an aqueous medium such as a urea solution that freezes at -11 ° C, the level electrodes will not be damaged by churning chunks of ice inside the fluid container. Furthermore, no additional opening to the liquid container is required to attach the level sensor to the liquid container.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite langgestreckte Levelelektrode streifenförmig oder zylindrisch. Die jeweils verwendete Form ist insbesondere von einer Form des Flüssigkeitsbehälters abhängig, da die Levelelektroden in ihrer Form an die Außenseite des Flüssigkeitsbehälters angepasst sind.In a preferred embodiment, the first and second elongated level electrodes are strip-shaped or cylindrical. The particular shape used depends in particular on a shape of the liquid container, since the level electrodes are adapted in shape to the outside of the liquid container.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Füllstandssensor weiterhin eine erste und eine zweite langgestreckte Referenzelektrode auf, die mit der Auswerteeinheit verbunden sind und in einer zweiten Richtung parallel zueinander an der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters anordnenbar sind, während die zweite Richtung entlang eines Bodens des Flüssigkeitsbehälters verläuft.In an advantageous embodiment, the filling level sensor further comprises a first and a second elongated reference electrode, which are connected to the evaluation unit and in a second direction parallel to each other on the outside of the liquid container can be arranged, while the second direction extends along a bottom of the liquid container.
Wie auch die Levelelektroden sind die Referenzelektroden ebenfalls an der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters angeordnet und an die Außenkontur des Flüssigkeitsbehälters angepasst. Mittels der Referenzelektroden kann die Dielektrizitätszahl der in dem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit bestimmt werden. Die beiden Referenzelektroden sind vorzugsweise in einem Bereich des Flüssigkeitsbehälters angeordnet, in dem üblicherweise eine Flüssigkeit vorhanden ist. Hierbei handelt es sich um den Boden des Flüssigkeitsbehälters, über dem üblicherweise im Betrieb eine Mindestmenge an Flüssigkeit vorhanden ist.Like the level electrodes, the reference electrodes are also arranged on the outside of the liquid container and adapted to the outer contour of the liquid container. By means of the reference electrodes, the dielectric constant of the liquid contained in the liquid container can be determined. The two reference electrodes are preferably arranged in a region of the liquid container in which a liquid is usually present. This is the bottom of the liquid container above which a minimum amount of liquid is usually present during operation.
Ein Vorteil der Verwendung von Referenzelektroden ist, dass aufgrund der Bestimmung der Dielektrizitätszahl eine Fehlbetankung mit beispielsweise Öl oder Kraftstoff anstelle eines wässrigen Mediums erkennbar ist. Bei Medien wie Öl oder Kraftstoff ist die Dielektrizitätszahl εR wesentlich kleiner als bei einem wässrigen Medium und liegt im Allgemeinen unter 5.An advantage of using reference electrodes is that, due to the determination of the dielectric constant, a misfueling with, for example, oil or fuel instead of an aqueous medium can be seen. In the case of media such as oil or fuel, the relative permittivity ε R is substantially smaller than with an aqueous medium and is generally below 5.
Die Auswerteeinheit ist vorteilhafterweise an einer unteren Kante des Flüssigkeitsbehälters angeordnet, um Leitungen sowohl zu den Levelelektroden als auch zu den Referenzelektroden möglichst kurz zu halten. Weiterhin ist in Systemen gemäß Stand der Technik ungefähr an dieser Stelle ein Levelschalter vorgesehen, so dass eine Positionierung der Auswerteeinheit an dieser Stelle lediglich einen minimalen Eingriff in eine bereits vorhandene Verkabelung erfordert.The evaluation unit is advantageously arranged on a lower edge of the liquid container in order to keep lines as short as possible both to the level electrodes and to the reference electrodes. Furthermore, in systems according to the state of the art, a level switch is provided approximately at this location, so that positioning the evaluation unit at this point requires only minimal intervention in an already existing wiring.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite langgestreckte Referenzelektrode streifenförmig oder zylindrisch. Weiterhin bilden die erste Richtung und die zweite Richtung einen Winkel von ungefähr 90°. Die erste Richtung erstreckt sich somit entlang einer Höhe des Flüssigkeitsbehälters, so dass der Füllstand einer im Inneren des Flüssigkeitsbehälters enthaltenen Flüssigkeit mit den Levelelektroden bestimmbar ist. Somit ist im Betrieb sichergestellt, dass sich die Levelelektroden entlang einer Höhe des Flüssigkeitsbehälters erstrecken, während sich die Referenzelektroden entlang eines Bodens des Flüssigkeitsbehälters erstrecken.Preferably, the first and second elongate reference electrodes are strip-shaped or cylindrical. Furthermore, the first direction and the second direction form an angle of approximately 90 °. The first direction thus extends along a height of the liquid container, so that the fill level of a liquid contained in the interior of the liquid container can be determined with the level electrodes. Thus, in operation, it is ensured that the level electrodes extend along a height of the liquid container while the reference electrodes extend along a bottom of the liquid container.
Ein Flüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs weist einen erfindungsgemäßen Füllstandssensor auf. Insbesondere ist in einem Inneren des Flüssigkeitsbehälters ein wässriges Medium aufnehmbar. Bei dem wässrigen Medium handelt es sich beispielsweise um Wasser, wie Wasser der Scheibenwaschanlage oder Kühlwasser. Vorzugsweise ist das wässrige Medium jedoch eine Harnstofflösung und der Flüssigkeitsbehälter ein Vorratstank für die Harnstofflösung. Die Vorteile, die sich aus einer Anordnung des erfindungsgemäßen kapazitiven Füllstandssensors an einem Flüssigkeitsbehälter eines wässrigen Mediums im Betrieb ergeben, wurden bereits oben dargelegt und sollen an dieser Stelle daher nicht wiederholt werden.A liquid container of a motor vehicle has a fill level sensor according to the invention. In particular, an aqueous medium can be received in an interior of the liquid container. The aqueous medium is, for example, water, such as water of the windscreen washer or cooling water. Preferably, however, the aqueous medium is a urea solution and the liquid container is a storage tank for the urea solution. The advantages which result from an arrangement of the capacitive level sensor according to the invention on a liquid container of an aqueous medium during operation have already been explained above and should therefore not be repeated at this point.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Flüssigkeitsbehälter an einer Außenseite eine erste flüssigkeitsführende Ausbuchtung, vorzugsweise T-förmig, in der ersten Richtung zum Anordnen der ersten und zweiten langgestreckten Levelektrode auf und/oder eine zweite flüssigkeitsführende Ausbuchtung, vorzugsweise T-förmig, in der zweiten Richtung zum Anordnen der ersten und zweiten langgestreckten Referenzelektrode. Mittels der Anordnung der Referenz- und Levelelektroden an einer flüssigkeitsführenden Ausbuchtung lässt sich eine Levelmessung sowie eine Messung der Dielektrizitätszahl verfeinern. Beispielsweise ist auf diese Weise die Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Füllstandssensors erhöht. Aufgrund der flüssigkeitsführenden Ausbuchtung befindet sich die Flüssigkeit zwischen den Levelelektroden bzw. den Referenzelektroden, wobei die Level- bzw. Referenzelektroden weiterhin durch eine Wand des Flüssigkeitsbehälters von der Flüssigkeit getrennt sind. Durch die Verwendung einer T-förmigen Ausbuchtung wird weiterhin ein Anbringen der Referenz- und Levelelektroden an dem Flüssigkeitsbehälter erleichtert, was später detailliert beschrieben wird.In a preferred embodiment, the liquid container has on an outer side a first liquid-carrying bulge, preferably T-shaped, in the first direction for arranging the first and second elongate level electrodes and / or a second liquid-carrying bulge, preferably T-shaped, in the second direction for arranging the first and second elongated reference electrodes. By means of the arrangement of the reference and level electrodes on a liquid-conducting bulge, a level measurement and a measurement of the dielectric constant can be refined. For example, in this way the measurement accuracy of the invention Level sensor increased. Due to the liquid-conducting bulge, the liquid is located between the level electrodes or the reference electrodes, wherein the level or reference electrodes are further separated from the liquid by a wall of the liquid container. The use of a T-shaped protrusion further facilitates attachment of the reference and level electrodes to the liquid container, which will be described in detail later.
Ein Kraftfahrzeug weist einen erfindungsgemäßen Füllstandssensor oder einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälter mit Füllstandssensor auf. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Füllstandssensors und des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters wurden bereits oben dargelegt und sollen an dieser Stelle nicht wiederholt werden. Bei der Verwendung des Füllstandssensors oder des Flüssigkeitsbehälters mit Füllstandssensor im Kraftfahrzeug kann eine Füllstandsmessung, insbesondere die eines wässrigen Mediums, kontinuierlich und genau erfolgen.A motor vehicle has a fill level sensor according to the invention or a liquid container according to the invention with fill level sensor. The advantages of the fill level sensor according to the invention and of the liquid container according to the invention have already been set out above and will not be repeated here. When using the level sensor or the liquid container with level sensor in the motor vehicle, a level measurement, in particular that of an aqueous medium, can be carried out continuously and accurately.
Ein Füllstandserfassungsverfahren mit einem Füllstandssensor, der eine erste und eine zweite langgestreckte Levelelektrode aufweist, die parallel zueinander in einer ersten Richtung entlang einer Außenseite eines Flüssigkeitsbehälters angeordnet sind, in der sich ein Füllstand des Flüssigkeitsbehälters ändert, weist die folgenden Schritte auf: Erfassen einer Levelkapazität mittels der ersten und der zweiten langgestreckten Levelelektrode und Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Inneren des Flüssigkeitsbehälters aufgrund der erfassten Levelkapazität mittels einer Auswerteeinheit.A level detecting method comprising a level sensor having first and second elongated level electrodes arranged in parallel with each other in a first direction along an outside of a liquid container in which a liquid level of the liquid container changes comprises the steps of: detecting a level capacitance the first and the second elongated level electrode and determining a level of a liquid in an interior of the liquid container due to the detected level capacity by means of an evaluation unit.
Das erfindungsgemäße Füllstandserfassungsverfahren verwendet den erfindungsgemäßen Füllstandssensor. Da der erfindungsgemäße Füllstandssensor an der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist, sind auch bei der Verwendung des Verfahrens keine zusätzlichen Öffnungen in dem Flüssigkeitsbehälter erforderlich. Weiterhin ist der Füllstandssensor nicht durch eine Eisbildung in dem Flüssigkeitsbehälter einer mechanischen Belastung ausgesetzt. Dies verbessert die Lebensdauer des Füllstandssensors.The fill level detection method according to the invention uses the fill level sensor according to the invention. Since the level sensor according to the invention is arranged on the outside of the liquid container, no additional openings in the liquid container are required even when using the method. Furthermore, the level sensor is not exposed to mechanical stress due to ice formation in the liquid container. This improves the life of the level sensor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Füllstandserfassungsverfahrens ist in der Auswerteeinheit eine Dielektrizitätszahl der in dem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit hinterlegt und eine Füllstandsbestimmung erfolgt auf dieser Grundlage. Bei der Verwendung dieses Verfahrens sind keine Referenzelektroden zur Bestimmung der Dielektrizitätszahl des Mediums oder der Flüssigkeit erforderlich. Dies vereinfacht einerseits das Verfahren, sorgt jedoch für eine gewisse Ungenauigkeit des Verfahrens im Vergleich zur Verwendung von Referenzelektroden zur Bestimmung der Dielektrizitätszahl der Flüssigkeit.In an advantageous embodiment of the filling level detection method, a dielectric constant of the liquid contained in the liquid container is deposited in the evaluation unit, and a fill level determination takes place on this basis. When using this method, no reference electrodes are required to determine the dielectric constant of the medium or liquid. This simplifies the process on the one hand, but ensures a certain inaccuracy of the method compared to the use of reference electrodes for determining the dielectric constant of the liquid.
Daher sind in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, und wenn der Sensor weiterhin eine erste und eine zweite langgestreckte Referenzelektrode aufweist, die parallel zueinander in einer zweiten Richtung entlang der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters angeordnet sind, während die zweite Richtung entlang eines Bodens des Flüssigkeitsbehälters verläuft, die weiteren Schritte vorgesehen: Erfassen einer Referenzkapazität mittels der ersten und der zweiten langgestreckten Referenzelektrode, Bestimmen der Dielektrizitätszahl der in dem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit aufgrund der erfassten Referenzkapazität mittels der Auswerteeinheit und Verwenden der bestimmten Dielektrizitätszahl bei der Bestimmung des Füllstands.Therefore, in another preferred embodiment, and if the sensor further includes first and second elongate reference electrodes arranged in parallel with each other in a second direction along the outside of the liquid container while the second direction is along a bottom of the liquid container, the others Steps provided: detecting a reference capacitance by means of the first and the second elongated reference electrode, determining the dielectric constant of the liquid contained in the liquid container due to the detected reference capacitance by means of the evaluation unit and using the determined dielectric constant in the determination of the filling level.
Durch die Bestimmung der Dielektrizitätszahl und deren Verwendung bei der Bestimmung des Füllstandes kann eine Füllstandsbestimmung in dem Flüssigkeitsbehälter weiter verfeinert werden. Zudem kann aufgrund der Bestimmung der Dielektrizitätszahl eine Fehlbetankung des Flüssigkeitsbehälters mit einem Medium oder einer Flüssigkeit mit einer stark von einem wässrigen Medium abweichenden Dielektrizitätszahl erkannt werden. Die Dielektrizitätszahl εR eines wässrigen Mediums beträgt ungefähr 80. Demgegenüber liegt die Dielektrizitätszahl εR von beispielsweise Öl oder Kraftstoff unter 5. Zudem können aufgrund der bestimmten Dielektrizitätszahl Rückschlüsse auf eine Qualität des Mediums in dem Flüssigkeitsbehälter getroffen werden, wenn entsprechende Tabellen in der Auswerteeinheit hinterlegt sind.By determining the relative permittivity and its use in the determination of the fill level, a fill level determination in the liquid container can be further refined. In addition, due to the determination of the dielectric constant, misfuelling of the liquid container with a medium or a liquid having a dielectric constant which deviates greatly from an aqueous medium can be detected. The dielectric constant ε R of an aqueous medium is about 80. In contrast is the relative dielectric constant ε R of, for example oil or fuel at 5. In addition may be made on a quality of the medium in the liquid container due to the specific dielectric constant conclusions if appropriate tables stored in the evaluation unit are.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Füllstandserfassungsverfahren den weiteren Schritt: Verhindern einer Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsbehälter, wenn die bestimmte Dielektrizitätszahl unter einem vorgebbaren Wert liegt, insbesondere unter 60. Bei der in dem Flüssigkeitsbehälter vorhanden Flüssigkeit handelt es sich üblicherweise um ein wässriges Medium wie beispielsweise eine Harnstofflösung zur Verwendung in einem SCR-Verfahren. Diese weist eine Dielektrizitätszahl εR von ungefähr 80 auf. Wird nun der vorgebbare Wert von beispielsweise 60 aufgrund einer Fehlbetankung mit Öl oder Kraftstoff (Dielektrizitätszahl εR unter 5) unterschritten, dann wird auf diese Weise ein Einspritzen der falschen Flüssigkeit in das Abgassystem verhindert.In an advantageous embodiment, the level detection method comprises the further step of preventing a liquid discharge from the liquid container when the determined dielectric constant is below a predeterminable value, in particular below 60. The liquid present in the liquid container is usually an aqueous medium such as, for example Urea solution for use in an SCR process. This has a relative permittivity ε R of approximately 80. If the predefinable value of, for example, 60 drops below due to incorrect refueling with oil or fuel (dielectric constant ε R below 5), then the wrong fluid is injected into the exhaust system in this way.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen sowie verschiedener Ausführungsformen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen jeweils gleiche Elemente. Es zeigen:In the following, the present invention will be described in detail with reference to the drawings and various embodiments. Like reference numerals in the drawings designate like elements, respectively. Show it:
Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen kapazitiven Füllstandssensors
Weiterhin weist der Füllstandssensor
Eine Länge der Referenzelektroden
Die Levelelektroden
Sowohl die Referenzelektroden
Eine Auswerteeinheit
Nun Bezug nehmend auf die
Die T-förmige Ausbuchtung
Bezug nehmend auf
Zeitgleich oder danach erfolgt in Schritt A ein Erfassen einer Levelkapazität mittels der ersten
In Schritt F wird eine Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsbehälter
Somit kann mittels des erfindungsgemäßen Füllstandserfassungsverfahrens unter Verwendung des erfindungsgemäßen Füllstandssensors der Füllstand eines Harnstofflösungstanks kontinuierlich und genau bestimmt werden sowie eine Fehlbetankung mit Kraftstoff oder Öl erkannt werden.Thus, by means of the filling level detection method according to the invention using the level sensor of the invention, the level of a urea solution tank can be determined continuously and accurately and a misfuel with fuel or oil can be detected.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Füllstandssensorlevel sensor
- 1010
- erste Levelelektrodefirst level electrode
- 2020
- zweite Levelelektrodesecond level electrode
- 3030
- Auswerteeinheitevaluation
- 4040
- Flüssigkeitsbehälterliquid container
- 5050
- erste Referenzelektrodefirst reference electrode
- 6060
- zweite Referenzelektrodesecond reference electrode
- 7070
- Mediummedium
- 8080
- Ausbuchtungbulge
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010011638 DE102010011638A1 (en) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Capacitive level sensor and level detection method with a capacitive level sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010011638 DE102010011638A1 (en) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Capacitive level sensor and level detection method with a capacitive level sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010011638A1 true DE102010011638A1 (en) | 2011-09-22 |
Family
ID=44503726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201010011638 Withdrawn DE102010011638A1 (en) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Capacitive level sensor and level detection method with a capacitive level sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010011638A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2531291A (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-20 | Aspen Pumps Ltd | Liquid level detector |
DE102017223855A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid tank with integrated system for the detection of the filling level |
DE102018203633A1 (en) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid tank with capacitive detection of levels |
JP2020118688A (en) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | ハーヴェー ハイドローリック エスイー | Sensor unit, fluid power unit with sensor unit, and method of measuring fluid parameters |
DE102020128243A1 (en) | 2020-10-27 | 2022-04-28 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid tank with capacitive fill level sensor, motor vehicle with an operating fluid tank and method for functional testing of an operating fluid tank |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3322906A1 (en) * | 1983-06-25 | 1985-03-14 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | CONTAINER WITH A DEVICE FOR ELECTRICALLY MEASURING THE LEVEL OF A LIQUID CONTAINING IT |
DE102005022933A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-16 | Joma-Polytec Kunststofftechnik Gmbh | Measuring system for measuring the level of a liquid in a container and vehicle fluid reservoir |
DE102007001175A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Siemens Ag | Method and device for level measurement |
DE112007002561T5 (en) * | 2006-10-26 | 2009-10-01 | Inergy Automotive Systems Research (S.A.) | Method for measuring a liquid level in a tank and associated system |
-
2010
- 2010-03-16 DE DE201010011638 patent/DE102010011638A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3322906A1 (en) * | 1983-06-25 | 1985-03-14 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | CONTAINER WITH A DEVICE FOR ELECTRICALLY MEASURING THE LEVEL OF A LIQUID CONTAINING IT |
DE102005022933A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-16 | Joma-Polytec Kunststofftechnik Gmbh | Measuring system for measuring the level of a liquid in a container and vehicle fluid reservoir |
DE112007002561T5 (en) * | 2006-10-26 | 2009-10-01 | Inergy Automotive Systems Research (S.A.) | Method for measuring a liquid level in a tank and associated system |
DE102007001175A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Siemens Ag | Method and device for level measurement |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2531291A (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-20 | Aspen Pumps Ltd | Liquid level detector |
GB2531291B (en) * | 2014-10-14 | 2019-12-04 | Aspen Pumps Ltd | Liquid level detector |
DE102017223855A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid tank with integrated system for the detection of the filling level |
WO2019129501A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating liquid container comprising a built-in system for detecting the filling level |
DE102018203633A1 (en) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid tank with capacitive detection of levels |
WO2019170392A1 (en) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid container with capacitive detection of filling levels |
US11754430B2 (en) | 2018-03-09 | 2023-09-12 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid container with capacitive detection of filling levels |
JP2020118688A (en) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | ハーヴェー ハイドローリック エスイー | Sensor unit, fluid power unit with sensor unit, and method of measuring fluid parameters |
DE102020128243A1 (en) | 2020-10-27 | 2022-04-28 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid tank with capacitive fill level sensor, motor vehicle with an operating fluid tank and method for functional testing of an operating fluid tank |
WO2022089960A1 (en) | 2020-10-27 | 2022-05-05 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Operating fluid container having a capacitive fill-level sensor, motor vehicle having an operating fluid container, and method for testing the function of an operating fluid container |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010011638A1 (en) | Capacitive level sensor and level detection method with a capacitive level sensor | |
DE102010004615A1 (en) | Method for determining the amount of liquid withdrawn from a tank | |
DE10047594A1 (en) | Method and device for determining the level of a liquid in a container | |
DE102014222467A1 (en) | Internal combustion engine | |
WO2008080865A2 (en) | Method and device for fill level measurement | |
DE19842484A1 (en) | Contents gauge for storage vessel, e.g. containing exhaust emission treatment solution used in heavy goods vehicle | |
EP2373958A1 (en) | Conductivity meter and liquid treatment device | |
EP3073229A1 (en) | Radar fill level measuring device with integrated limit level sensor | |
EP1722203A2 (en) | Measuring system for measuring the fill level of a liquid in a container | |
DE10119555B4 (en) | Level sensor for detecting a level in a container | |
EP2290335A1 (en) | Assembly for measuring fill level | |
EP2482046A1 (en) | Device for determining a fill level of a medium | |
EP3762690B1 (en) | Operating liquid container with capacitive level detection | |
DE102010020842A1 (en) | Filling level sensor for detecting e.g. filling level height of urea solution in reducing agent container, for selective catalytic reduction system of motor car, has electrodes connected via resistor to detect height and conductance | |
EP3732449B1 (en) | Operating liquid container comprising a built-in system for detecting the filling level | |
EP3819604B1 (en) | Flexible media container | |
DE102008031645A1 (en) | Liquid level sensor for sensing liquid level sensor of tank, has withdrawal pipe for withdrawing fluid from tank, and has controlling and evaluating device | |
DE102015200691A1 (en) | container | |
EP2467682B1 (en) | Measurement device for a liquid, in particular for use in a milk collection arrangement, and method for operating a milk collection arrangement | |
DE102017221255A1 (en) | Füllstandsmeßanordnung | |
DE102013010547B4 (en) | Electrical level indicator and method of operating an electrical level indicator | |
WO2014086572A1 (en) | Method for emptying a device for providing a liquid additive | |
DE19919597C1 (en) | Liquid level monitoring device for overfill protection in motor vehicle fuel tank | |
DE102011077956A1 (en) | Device for injecting fluid into exhaust line of internal combustion engine, has two electrical measurement points that are provided on fluid line for measuring electrical conductivity of fluid in fluid line | |
DE102015013877B3 (en) | Method for operating a fluid container arrangement and corresponding fluid container arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |