Einrichtung zur Erfassung von Flüssigkeitsständen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung von Flüssigkeitsständen, für die Steuerung selbsttätig arbeitender Haushaitmaschinen, unter Verwendung von elektrisch arbeitenden Fühlerelementen.
Es ist bekannt, neben mechanischen Flüssigkeits standsgebern. auch elektrische Elemente zu verwenden. Meist bestehen diese aus einer isoliert angeordneten Elektrode, deren Stromkreis über die Flüssigkeit und einer Gegenelektrode bei Erreichen des. vorgegebenen Sollwertes geschlossen wird. Derartige Geber bereiten wegen der Verschmutzungsgefahr und wegen Ider Beschränkung auf bestimmte Flüssigkeiten Schwierigkeiten. Bei Verwendung in Haushaltmaschinen, z. B. in Waschmaschinen, besteht zudem die Gefahr von Ablagerangen, die u. U. als Isolation wirken können, so Idass der Signalstromkreis nicht mehr geschlossen werden kann.
Der Erfindung g liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung mit elektrischen Fühlerelementen anzugeben, bei denen die Gefahr einer Verschmutzung nicht gegeben ist, und die bei beliebigen Flüssigkeiten eingesetzt werden kann.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Fühler entsprechen, d der gewünschten Sollhöhe mindestens s ein sogen. Kaltlei- ter angeordnet ist, der durch einen Messstrom so vorgeheizt ist, dass er bei Erreichung Ider Flüssigkeits Sollhöhe durch das Eintauchen in die Flüssigkeit im Sinne einer wesentlichen Widerstandsänderung abgekühlt wird.
Man kann hierfür bekannte Kaltleiter verwenden, aus halbleitendem Werkstoff, welche die Eigenschaft haben, dass sich ihr Widerstandswert bei einer bestimmten Temperatur nahezu sprungartig, meist um mehrere Zehnerpotenzen ändert. Diese sprungartige
Widerstandsänderung kann durch änderung der Zu sammensetzung der Kaltleiter in bestimmte Tempe raturbereiche gelegt werden.
Vorteilhaft ist es, für die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung den sprungartigen Wider standsanstieg in einen Temperaturbereich zwischen der maximal möglichen Flüssigkeitstemperatur und der durch den Messstrom gegebenen Aufheiztempe ratur zu legen. Damit wird bei entsprechender Ab stimmung der Heizkapazität für den Fühler r durch das
Eintauchen des Fühlers in die Flüssigkeit der Wider standswert in jedem Fall sehr stark abgesenkt und damit ein Signal im Messstromkreis ausgelöst.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Widerstands-Temperaturdiagramm für einen Kaltlei ter. Es ist ersichtlich, dass der Widerstandswert R bei - Überschreiten einer bestimmten Temperatur T nahezu sprungartig ansteigt, womit sich in einem
Messstromkreis ein entsprechend starkes Signal abbildet.
Die Fig. 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel einer Ein richtung nach der Erfindung, sowie in schematischer
Darstellung den mechanischen Aufbau. In einem Ge fäss mit der Wandung 1 soll der Stand der Flüssigkeit
2 erfasst werden. Zu diesem Zweck ist in einer Boh rung 3 der Wandung 1 eine wasserdichte Hülle 4 an gebracht, die einen Kaltleiter 5 als Fühlerelement enthält. Die Anschlüsse 6 und 7 des Kaltleiters 5 sind mit einer Gleichspannungsquelle verbunden und wer den durch diese über ; den Widerstand 8 aufgeheizt.
Die mit dem Widerstand 8 verbundene An schlussfahne 6 ist gleichzeitig mit der Basis des Tran sistors 9 verbunden, dessen Emitter-Elektrode mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle und dessen Kollektor über die Wicklung eines Relais 10 an den negativen Pol der Spannungsquelle angeschlossen ist.
In dem in der Zeichnung dargestellten Fall umspült die Flüssigkeit 2 die Hülle 4 des Kaltleiters nicht und der Widerstand 8, und d die Grösse der ange- schlossenen Gleichspannung sei so gewählt, dass der Kaltleiter 5 durch den von der Gleichspannungs.- quelle verursachten, Messstrom mindestens bis in den Bereich o.der gegebenenfalls auch über den Bereich des sprungartigen Anstieges seines Widerstandswertes aufgeheizt ist. Steigt der Wasserspiegel der Flüssigkeit 2 so weit, dass die Hülle 4 umspült wird, so wird der Kaltleiter 5 abgekühlt, wobei die sprungartige Widerstands änderung eine sprungartige Anderung des Kollektorstromes des Transistors 9 verursacht.
Das Ansprechen, und Abfallen Ides Relais 10 kann beispielsweise in der Weise ausgenutzt werden, dass durch die Relaiskontakte 11 ein entsprechendes Signal, z. B. zur Benutzung für die Steuerung von Maschinen, gegeben wird.
Die Erfindung lässt sich auch in der Weise durchbilden, dass bei verschiedenen Sollhöhe anstelle des einen Kaltleiters 5 eine Kombination von mehreren Kaltleiter benutzt wird, die durch Schalter von Hand oder selbsttätig eingeschaltet werden können.
Device for recording liquid levels
The invention relates to a device for detecting liquid levels, for the control of automatically working household machines, using electrically working sensor elements.
It is known, in addition to mechanical liquid level sensors. also to use electrical elements. These usually consist of an insulated electrode, the circuit of which is closed via the liquid and a counter electrode when the predetermined setpoint is reached. Such donors cause difficulties because of the risk of contamination and because of the restriction to certain liquids. When used in household machines, e.g. B. in washing machines, there is also the risk of Ablagerangen that u. U. can act as insulation, so that the signal circuit can no longer be closed.
The invention is based on the object of specifying a device with electrical sensor elements in which there is no risk of contamination and which can be used with any liquids.
The device according to the invention is characterized in that the sensors correspond to d the desired target height at least s a so-called. PTC thermistor is arranged, which is preheated by a measuring current in such a way that it is cooled down by immersion in the liquid in the sense of a substantial change in resistance when the desired liquid level is reached.
Known PTC thermistors made of semiconducting material can be used for this purpose, which have the property that their resistance value changes almost suddenly at a certain temperature, usually by several powers of ten. This abrupt
The change in resistance can be set in certain temperature ranges by changing the composition of the PTC thermistors.
It is advantageous for the device according to the present invention to put the sudden increase in resistance in a temperature range between the maximum possible liquid temperature and the heating temperature given by the measuring current. This means that the heating capacity for the sensor r is matched by the
If the sensor is immersed in the liquid, the resistance value is very much reduced in each case and a signal is triggered in the measuring circuit.
Fig. 1 shows a schematic representation of a resistance-temperature diagram for a Kaltlei ter. It can be seen that the resistance value R rises almost abruptly when a certain temperature T is exceeded, which in a
Measuring circuit maps a correspondingly strong signal.
Fig. 2 shows a circuit example of a device according to the invention, and in a schematic
Representation of the mechanical structure. In a vessel with wall 1, the level of the liquid should be
2 are recorded. For this purpose, a waterproof shell 4 is placed in a Boh tion 3 of the wall 1, which contains a PTC thermistor 5 as a sensor element. The connections 6 and 7 of the PTC thermistor 5 are connected to a DC voltage source and who through this via; the resistor 8 is heated.
The connected to the resistor 8 to terminal lug 6 is also connected to the base of the Tran sistor 9, the emitter electrode is connected to the positive pole of the DC voltage source and the collector via the winding of a relay 10 to the negative pole of the voltage source.
In the case shown in the drawing, the liquid 2 does not wash around the casing 4 of the PTC thermistor and the resistor 8, and the magnitude of the connected DC voltage is chosen so that the PTC thermistor 5 is caused by the measuring current caused by the DC voltage source at least up to the area or which is optionally also heated above the area of the sudden increase in its resistance value. If the water level of the liquid 2 rises so far that the envelope 4 is washed around, the PTC thermistor 5 is cooled, the sudden change in resistance causing a sudden change in the collector current of the transistor 9.
The response and dropping out of the relay 10 can be used, for example, in such a way that a corresponding signal, e.g. B. for use for the control of machines is given.
The invention can also be implemented in such a way that, at different target heights, instead of the one PTC thermistor 5, a combination of several PTC thermistors is used, which can be switched on manually or automatically by switches.