DE102005043263C5

DE102005043263C5 - Device for detecting a level of a fluid in a container

Info

Publication number: DE102005043263C5
Application number: DE102005043263.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Buhrdorf; Marco Döbrich; Heiko. Dr. Dobrinski; Michael Daetz; Torsten Schüttler
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA; Volkswagen AG
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA; Volkswagen AG
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2025-09-10
Also published as: CN101305270B; DE102005043263A1; WO2007028365A1; DE102005043263B4; CN101305270A

Abstract

Vorrichtung zum Erfassen eines Füllstands eines Fluids in einem Behälter (20), nämlich eines Ölstands in einem Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung (1) einen Dämpfungsbecher (3) und im Bereich des Dämpfungsbechers (3) einen Ultraschallwandler (2) aufweist, der zur Erfassung des Abstands vom Ultraschallwandler (2) bis zu einer Grenzfläche des Fluids vorgesehen ist, wobei der Dämpfungsbecher (3) in einem oberen Bereich (6) mit einer Wand abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wand im oberen Bereich (6) des Dämpfungsbechers (3) derart und mit solcher Wandstärke ausgebildet ist, dass die Ultraschallwellen durch den oberen Bereich transmittieren können, und
dass der Ultraschallwandler (2) auf den oberen, für Ultraschallwellen durchlässigen Bereich (6) des Dämpfungsbechers (3) ausgerichtet ist, und
dass die Wandstärke des oberen Bereichs (6) des Dämpfungsbechers (3) einem Vielfachen von λ/2, insbesondere λ/2 entspricht, wobei λ die Wellenlänge der vom Ultraschallwandler (2) ausgesandten Ultraschallwelle ist.

Device for detecting a level of a fluid in a container (20), namely an oil level in a motor vehicle, wherein the device (1) comprises a damping cup (3) and in the region of the damping cup (3) an ultrasonic transducer (2) for detecting the distance from the ultrasonic transducer (2) is provided to an interface of the fluid, wherein the damping cup (3) in an upper region (6) is closed with a wall, characterized
that the wall in the upper region (6) of the damping cup (3) is designed such and with such a wall thickness that the ultrasonic waves can transmit through the upper region, and
in that the ultrasonic transducer (2) is aligned with the upper, ultrasonic wave transmitting region (6) of the damping cup (3), and
in that the wall thickness of the upper region (6) of the damping cup (3) corresponds to a multiple of λ / 2, in particular λ / 2, where λ is the wavelength of the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic transducer (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Füllstandes eines Fluids in einem Behälter, wobei die Vorrichtung einen Dämpfungsbecher und im Bereich des Dämpfungsbechers einen Ultraschallwandler aufweist, der zur Erfassung des Abstands vom Ultraschallwandler bis zu einer Grenzfläche des Fluids vorgesehen ist. Insbesondere dient die Vorrichtung dazu, den Ölstand in einem Kraftfahrzeug zu messen.The invention relates to a device for detecting a level of a fluid in a container, wherein the device comprises a damping cup and in the region of the damping cup an ultrasonic transducer, which is provided for detecting the distance from the ultrasonic transducer to an interface of the fluid. In particular, the device serves to measure the oil level in a motor vehicle.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 103 50 084 A1 bekannt. Dort ist ein scheibenförmiges Piezoelement in einem Dämpfungsbecher, der dort als Beruhigungsbehälter bezeichnet ist, angeordnet und sendet Schallwellen aus, die einerseits an der Grenzfläche des Fluids reflektiert werden und andererseits an einem unterhalb des Piezoelementes angeordneten Reflektor reflektiert werden. Auf diese Weise wird eine Referenzstrecke ausgebildet.Such a device is for example from the DE 103 50 084 A1 known. There, a disc-shaped piezoelectric element in a damping cup, which is referred to there as a calming container, arranged and emits sound waves, which are reflected on the one hand at the interface of the fluid and on the other hand reflected at a reflector disposed below the piezoelectric element. In this way, a reference path is formed.

Weitere Sensoreinrichtungen zum Messen des Ölstandes mit einem Dämpfungsbecher sind beispielsweise aus der DE 100 57 397 A1 und der EP 1 081 470 A1 bekannt. Dabei wird innerhalb des Behälters, insbesondere innerhalb einer Ölwanne, ein Dämpfungsbecher eingesetzt, um die zu untersuchende Flüssigkeit von störenden Einflüssen während des Fahrbetriebes, also während eines dynamischen Betriebes, zu befreien. Durch den Dämpfungsbecher werden Schwankungen im Ölniveau, unruhige Oberflächen des Mediums, Turbulenzen und Strömungen wirksam reduziert. Die Messung des Füllstands erfolgt dabei innerhalb des Dämpfungsbechers, d.h., dass die Füllhöhe innerhalb des Dämpfungsbechers gemessen wird.Other sensor devices for measuring the oil level with a damping cup are, for example, from DE 100 57 397 A1 and the EP 1 081 470 A1 known. In this case, a damping cup is used within the container, in particular within an oil pan, to free the liquid to be examined from disturbing influences during driving, ie during dynamic operation. The damping cup effectively reduces fluctuations in the oil level, uneven surfaces of the medium, turbulence and currents. The measurement of the level takes place within the damping cup, ie, that the filling level is measured within the damping cup.

Eine weitere Vorrichtung ist aus der GB 1,123,939 bekannt. Hier wird eine Vorrichtung zum Bestimmen des Flüssigkeitsstands in einem Behälter mit Ultraschallwellen beschrieben. Hier handelt es sich um die Messung des Flüssigkeitsspiegels in einem Behälter eines Kernkraftwerks, der flüssiges Natrium enthält. Es wird daher innerhalb eines Messrohrs mit einer Hilfsflüssigkeit gemessen. Dieses Messrohr weist an seinen Enden für die Ultraschallwellen durchgängige Abschlussscheiben auf, so dass dann letztlich eine Messung des Füllstands innerhalb des Behälters erfolgen kann.Another device is from the GB 1,123,939 known. Here, an apparatus for determining the liquid level in a container with ultrasonic waves will be described. This is the measurement of the liquid level in a tank of a nuclear power plant containing liquid sodium. It is therefore measured within a measuring tube with an auxiliary liquid. This measuring tube has at its ends for the ultrasonic waves continuous lenses, so that then ultimately a measurement of the level can be done within the container.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der der Meßbereich der Vorrichtung erweiterbar ist.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, with which the measuring range of the device is expandable.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution of this object is achieved with a device having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei einer Vorrichtung zum Erfassen eines Füllstands eines Fluids in einem Behälter, wobei die Vorrichtung einen Dämpfungsbecher aufweist und im Bereich des Dämpfungsbechers einen Ultraschallwandler zum Erfassen des Abstands vom Ultraschallwandler bis zu einer Grenzfläche des Fluids aufweist, wobei der Dämpfungsbecher in einem oberen Bereich mit einer Wand abgeschlossen ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wand im oberen Bereich (6) des Dämpfungsbechers (3) derart und mit solcher Wandstärke ausgebildet ist, dass die die Ultraschallwellen durch den oberen Bereich transmittieren können und dass der Ultraschallwandler auf den oberen, für Ultraschallwellen durchlässigen Bereich des Dämpfungsbechers ausgerichtet ist.In a device for detecting a level of a fluid in a container, the device having a damping cup and in the region of the damping cup an ultrasonic transducer for detecting the distance from the ultrasonic transducer to an interface of the fluid, wherein the damping cup in an upper region with a wall is completed, it is provided according to the invention that the wall in the upper area ( 6 ) of the damping cup ( 3 ) is formed such and with such a wall thickness that the ultrasonic waves can transmit through the upper portion and that the ultrasonic transducer is aligned with the upper, permeable to ultrasonic waves portion of the damping cup.

Auf diese Weise ist es möglich, dass auch bei überflutetem Dämpfungsbecher die Ultraschallwellen den Dämpfungsbecher zumindest teilweise durchdringen und eine Reflexion auch an der oberhalb des Dämpfungsbechers stehenden Flüssigkeitsoberfläche erfolgt und die Laufzeit dieser Wellen gemessen und ausgewertet wird. Unter einem „überflutetem Dämpfungsbecher“ wird ein Zustand verstanden, bei dem die Füllhöhe, insbesondere das Ölniveau oberhalb des oberen Endes des Dämpfungsbechers liegt. Eine an dem oberen Bereich des Dämpfungsbechers erfolgende Teilreflexion ist von der Auswerteelektronik erkennbar, da in der Auswerteelektronik der Abstand zwischen dem Ultraschallwandler und dem oberen Bereich des Dämpfungsbechers bzw. die sich aus diesem Abstand ergebende Laufzeit gespeichert ist.In this way it is possible that even with flooded damping cup, the ultrasonic waves penetrate the damping cup at least partially and a reflection also takes place at the standing above the damping cup liquid surface and the duration of these waves is measured and evaluated. A "flooded damping cup" is understood to mean a state in which the filling level, in particular the oil level, lies above the upper end of the damping cup. A partial reflection taking place at the upper region of the damping cup can be recognized by the evaluation electronics, since the distance between the ultrasonic transducer and the upper region of the damping cup or the running time resulting from this distance is stored in the evaluation electronics.

Die Ultraschallwelle wird von einem Ultraschallwandler ausgesandt und bevorzugt auch von demselben Ultraschallwandler wieder empfangen. Denkbar ist jedoch auch, dass Sender und Empfänger getrennt ausgebildet sind. Der Begriff des Ultraschallwandlers ist weit zu verstehen. Es können auch elektro-akustische Wandler verwendet werden, die akustische Wellen aussenden. Bevorzugt wird jedoch ein Ultraschallwandler im engeren Sinne verwendet.The ultrasonic wave is emitted by an ultrasonic transducer and preferably also received by the same ultrasonic transducer again. It is also conceivable that transmitter and receiver are formed separately. The term ultrasonic transducer is to be understood broadly. It is also possible to use electro-acoustic transducers which emit acoustic waves. Preferably, however, an ultrasonic transducer is used in the strict sense.

Der Dämpfungsbecher, insbesondere der obere Bereich des Dämpfungsbechers ist dazu bevorzugt derart ausgebildet, dass die Ultraschallwellen durch den oberen Bereich des Dämpfungsbechers transmitieren können. Bevorzugt ist daher die Wandstärke dieses oberen Bereiches so dünn wie möglich ausgebildet. Günstigerweise ist die Wandstärke des Dämpfungsbechers dünner als 5 mm und bevorzugt dünner als 3 mm. Bevorzugt beträgt die Wandstärke weniger als 2 Millimeter, in einer bevorzugten Ausgestaltung weniger als 1 Millimeter und besonders bevorzugt weniger als 0,5 Millimeter. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Wandstärke 0,4 Millimeter. Dadurch wird die akustische Dämpfung möglichst weit abgesenkt.The damping cup, in particular the upper portion of the damping cup is for this purpose preferably designed such that the ultrasonic waves can transmit through the upper portion of the damping cup. Preferably, therefore, the wall thickness of this upper region is formed as thin as possible. Conveniently, the wall thickness of the damping cup is thinner than 5 mm and preferably thinner than 3 mm. Preferably, the wall thickness is less than 2 millimeters, in a preferred embodiment less than 1 millimeter, and more preferably less than 0.5 millimeters. In a particularly preferred embodiment, the wall thickness 0.4 millimeters. As a result, the acoustic attenuation is lowered as far as possible.

Weiterhin ist es günstig, die Wandstärke so zu wählen, dass eine möglichst maximale akustische Transmission erreicht wird. Unter der Voraussetzung eines senkrechten Einfalls aus einem Medium 1 (z.B. Öl) in ein Medium 2 (z.B. Kunststoff) gilt die Formel: $T = \frac{4 \cdot Z_{1} \cdot Z_{2}}{{(Z_{1} + Z_{2})}^{2}}$

Furthermore, it is advantageous to choose the wall thickness so that the maximum possible acoustic transmission is achieved. On the condition of a vertical incidence from a medium 1 (eg oil) in a medium 2 (eg plastic) the formula applies:

T = \frac{4 \cdot Z_{1} \cdot Z_{2}}{{(Z_{1} + Z_{2})}^{2}}

Die akustische Transmission durch das Medium 2, hier die obere Schicht des Dämpfungsbechers, wird also maximal, wenn die akustischen Impedanzen Z₁ und Z₂ identisch sind. Die akustischen Impedanzen berechnen sich aus dem Produkt der Schallgeschwindigkeit c und der Dichte ρ des Mediums. $Z = c \cdot ρ .$

The acoustic transmission through the medium 2 , here the upper layer of the damping cup, thus becomes maximum when the acoustic impedances Z ₁ and Z _{2 are} identical. The acoustic impedances are calculated from the product of the speed of sound c and the density ρ of the medium.

Z = c \cdot ρ,

Eine maximale akustische Transmission durch die Oberschicht tritt dann für eine Dicke n · λ/2 auf, wobei n= 1,2,3..., also bei einem Vielfachen der halben Wellenlänge auf. Bei einer Dicke von n · λ/2 + λ/4, wobei n= 0,1,2,3... ist, ist die Reflexion maximal und die Transmission minimal. Abweichungen von den jeweiligen Transmissionsmaxima bei n · λ/2 sollten also möglichst gering sein und möglichst beabstandet von den Transmissionsminima liegen. Die Dicke sollte daher im Bereich von n · λ/2 +/- λ/8 bevorzugt im Bereich n · λ/2 +/- λ/10 liegen. Für eine Ultraschallwelle mit einer Frequenz von 2 MHz und einer Schallgeschwindigkeit von 1.500 m/s ergibt sich damit beispielsweise eine Wellenlänge von 0,75 mm, was bedeutet, dass eine sehr günstige Wandstärke bei knapp 0,4 mm oder einem Vielfachen hiervon liegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der obere Bereich des Dämpfungsbechers aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyamid ausgebildet. Bevorzugt ist der gesamte Dämpfungsbecher aus einem einzigen Material und insbesondere einstückig ausgebildet. Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfungsbecher, insbesondere der obere Bereich des Dämpfungsbechers, aus einem Material mit geringer akustischer Dämpfung ausgebildet. Hierunter wird insbesondere ein Material verstanden, das eine Dämpfung von 1,2 dB/mm bei einer Frequenz von 2 MHz hat, und die bevorzugt geringer ist als 1,0 dB/mm noch besser geringer ist als 0,9 dB/mm bei einer Frequenz von 2 MHz.A maximum acoustic transmission through the top layer then occurs for a thickness n · λ / 2, where n = 1,2,3 ..., ie at a multiple of half the wavelength. At a thickness of n · λ / 2 + λ / 4, where n = 0,1,2,3 ..., the reflection is maximum and the transmission is minimal. Deviations from the respective transmission maxima at n · λ / 2 should thus be as small as possible and be as far as possible from the transmission minima. The thickness should therefore be in the range of n · λ / 2 +/- λ / 8, preferably in the range n · λ / 2 +/- λ / 10. For example, for an ultrasonic wave with a frequency of 2 MHz and a sound velocity of 1,500 m / s, this results in a wavelength of 0.75 mm, which means that a very favorable wall thickness is just under 0.4 mm or a multiple thereof. In a preferred embodiment of the invention, the upper region of the damping cup is formed from a plastic, in particular polyamide. Preferably, the entire damping cup is formed of a single material and in particular in one piece. In another preferred embodiment of the invention, the damping cup, in particular the upper portion of the damping cup, is formed of a material with low acoustic damping. This is understood in particular to mean a material which has an attenuation of 1.2 dB / mm at a frequency of 2 MHz, and which is preferably less than 1.0 dB / mm, more preferably less than 0.9 dB / mm at a Frequency of 2 MHz.

Derartige Dämpfungsbecher sind im oberen Bereich bevorzugt mit einer Abschrägung ausgebildet. In diesem Bereich ist bevorzugt eine Entlüftungsöffnung angeordnet, so dass auf diese Weise eine Befüllung des Dämpfungsbechers ohne Lufteinschluß zuverlässig möglich ist. Um einerseits den Übergangsbereich, also die Messung im und außerhalb des Dämpfungsbechers möglichst klein zu halten und andererseits auch eine besonders hohe akustische Transmission zu erhalten, wird eine Abschrägung mit einem möglichst geringen Winkel verwendet. Bevorzugt wird eine Abschrägung mit einem Winkel von weniger als 8° Grad, bevorzugt von weniger als 5° Grad und besonders bevorzugt von weniger als 3° Grad verwendet. Im Idealfall wird ein Dämpfungsbecher ohne Abschrägung verwendet, wenn sichergestellt werden kann, dass eine Befüllung ohne Lufteinfluß auch auf andere Weise möglich ist.Such damping cups are preferably formed in the upper region with a chamfer. In this area, a vent opening is preferably arranged, so that in this way a filling of the damping cup without air entrapment is reliably possible. On the one hand to keep the transition region, so the measurement in and out of the damping cup as small as possible and on the other hand to obtain a particularly high acoustic transmission, a bevel is used with the smallest possible angle. Preferably, a bevel is used at an angle of less than 8 degrees, preferably less than 5 degrees, and more preferably less than 3 degrees. Ideally, a damping cup without bevel is used if it can be ensured that filling without air influence is also possible in other ways.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:

1: eine schematische Darstellung der Grundidee der Erfindung; und
2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

The invention will be further explained with reference to a preferred embodiment shown in the drawing. In detail, the schematic representations in:

1 : a schematic representation of the basic idea of the invention; and
2 : a schematic representation of a device according to the invention.

In 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dargestellt, die insbesondere einen Dämpfungsbecher 3 aufweist, in dem ein Ultraschallwandler 2 angeordnet ist. Der Ultraschallwandler 2 dient zum Aussenden einer Ultraschallwelle oder allgemeiner einer akustischen Welle. Die ausgesandte Welle wird an einer Grenzfläche 15 oder 15' des Fluids reflektiert, zumindest teilweise reflektiert, und die reflektierte Welle wird von einem Empfänger empfangen. Bevorzugt dient der Ultraschallwandler 2 auch zum Empfang der reflektierten Wellen, jedoch können Sender und Empfänger auch getrennt ausgebildet sein. Im Fahrbetrieb liegt das zu messende Flüssigkeitsniveau des in einem Behälter 20 aufgenommenen Fluids innerhalb des Dämpfungsbechers 1, so dass die Grenzfläche 15 relevant ist. Dies ist insbesondere im dynamischen Betrieb eines Kraftfahrzeuges, also im Fahrbetrieb gegeben. Wenn nun jedoch ein statischer Meßbereich gegeben ist, also der Motor abgeschaltet wird, kann Flüssigkeit in dem Behälter zusammenlaufen und den Dämpfungsbecher 3 überfluten, so dass möglicherweise eine Oberfläche bzw. Grenzfläche 15' des Fluids oberhalb des Dämpfungsbechers 2 ausgebildet wird. Im statischen Betrieb sind Schwankungen der Oberfläche nicht gegeben, so dass in einem solchen Fall der Dämpfungsbecher 3 zur Durchführung einer zuverlässigen Messung nicht notwendig ist. Die Erfindung ermöglicht eine Höchststandsdetektion im statischen Betriebsfall und kann daher auch als elektronische Peilstabsmessung eingesetzt werden, so dass ein mechanischer Peilstab entfallen kann. Dazu wird ein erweiterter Meßbereich genutzt, der die Detektion eines Flüssigkeitsniveaus, insbesondere eines Ölniveaus, oberhalb des Dämpfungsbechers 3 ermöglicht. Dazu wird der obere Bereich 6 des Dämpfungsbechers 3 durchlässig für Ultraschallwellen ausgebildet. Der Ultraschallwandler 2 ist auf diesen durchlässigen Bereich 6 ausgerichtet, so dass die Ultraschallwellen 12 zumindest teilweise durch den oberen Bereich 6 transmittieren, an der Grenzfläche 15' reflektiert werden und vom Ultraschallwandler 2 wieder empfangen werden. Ein Teil der Ultraschallwellen 2 wird auch an dem oberen Bereich 6 reflektiert werden. Dieses Signal kann jedoch elektronisch erkannt werden, da der Abstand und damit auch die zu erwartende Laufzeit bei einer Reflexion am oberen Bereich 6 bekannt ist. In diesem oberen Bereich 6 ist auch bevorzugt eine Schräge angeordnet bzw. ist der obere Bereich 6 als Schräge 7 ausgebildet, so dass über eine Entlüftungsöffnung 8 sichergestellt werden kann, dass eine gas- und luftfreie Befüllung des Dämpfungsbechers 3 möglich ist. Der dynamische Meßbereich 4 ist auf den Dämpfungsbecher 3 beschränkt. Durch die Erfindung wird zusätzlich ein statischer Meßbereich 5 bereitgestellt, der größer ist als der dynamische Meßbereich 4.In 1 is the device according to the invention 1 in particular, a damping cup 3 in which an ultrasonic transducer 2 is arranged. The ultrasonic transducer 2 is used to emit an ultrasonic wave or more generally an acoustic wave. The emitted wave is at an interface 15 or 15 ' of the fluid is reflected, at least partially reflected, and the reflected wave is received by a receiver. Preferably, the ultrasonic transducer is used 2 also for receiving the reflected waves, but transmitter and receiver can also be designed separately. When driving the liquid level to be measured is in a container 20 absorbed fluid within the damping cup 1 so that the interface 15 is relevant. This is especially true in the dynamic operation of a motor vehicle, ie when driving. However, if now a static measuring range is given, so the engine is switched off, liquid can converge in the container and the damping cup 3 flood, so that may have a surface or interface 15 ' the fluid above the damping cup 2 is trained. In static operation, fluctuations of the surface are not given, so that in such a case, the damping cup 3 to carry out a reliable measurement is not necessary. The invention enables peak detection in static operation and can therefore also be used as electronic dipstick measurement, so that a mechanical dipstick can be omitted. For this purpose, an extended measuring range is used, the detection of a liquid level, in particular an oil level, above the damping cup 3 allows. This is the upper area 6 of the damping cup 3 permeable to ultrasonic waves. The ultrasonic transducer 2 is on this permeable area 6 aligned so that the ultrasonic waves 12 at least partially through the upper area 6 transmit, at the interface 15 ' be reflected and from the ultrasonic transducer 2 be received again. A part of the ultrasonic waves 2 will also be at the top 6 be reflected. However, this signal can be detected electronically, as the distance and thus the expected transit time for a reflection at the top 6 is known. In this upper area 6 is also preferably arranged a slope or is the upper portion 6 as a slope 7 designed so that through a vent 8th It can be ensured that a gas- and air-free filling of the damping cup 3 is possible. The dynamic measuring range 4 is on the damping cup 3 limited. The invention additionally provides a static measuring range 5 provided that is greater than the dynamic measuring range 4 ,

In 2 ist die Vorrichtung 1 detailreicher dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist unter anderem eine Flanschgruppe 13, einen Dichtungsring 14, einen Ultraschallwandler 2 und eine zwischen dem Ultraschallwandler 2 und einem rückseitigen Reflektor 10 angeordnete Referenzstrecke auf. Dem Ultraschallwandler 2 ist eine Schaltungselektronik zugeordnet, die bevorzugt in dem Sensoranschluß 11 angeordnet ist. Darüber hinaus ist oben auf der Flanschgruppe 13 der Dämpfungsbecher 3 angeordnet. Die Vorrichtung 1 ist bevorzugt an der Unterseite einer Ölwanne montiert und befindet sich aufgrund einer Öffnung in der Ölwanne im direkten Kontakt mit dem Motoröl. Der Dichtungsring 14 schließt das System nach außen öldicht ab. Der Ultraschallwandler 2 sendet ein zeitlich begrenztes Ultraschallwellenpaket aus. Dieses Wellenpaket wird an der Grenzfläche Motoröl-Luft reflektiert und wird nach einer Laufzeit t vom gleichen Ultraschallwandler 2 empfangen. Alternativ kann auch ein getrennter Empfänger vorgesehen sein. Aus der Laufzeit des Wellenpaketes wird mit der Kenntnis der Schallgeschwindigkeit die Laufstrecke ermittelt, die identisch ist mit der Füllstandshöhe des Mediums. Im statischen Betriebsfall (Motor aus) befindet sich das gesamte Motoröl in der Ölwanne, so dass ein Ölniveau oberhalb des Dämpfungsbechers 3 möglich ist. Der Dämpfungsbecher ist dann also überflutet. Der Meßbereich in diesem statischen Bereich ist in der Zeichnung mit 5 gekennzeichnet. Für die sofortige Füllstandsdetektion im statischen Betriebsfall und für zukünftige elektronische Peilstabsmessungen, auch solche ohne einen mechanischen Peilstab, ist ein derartig erweiterter Meßbereich notwendig, der die Detektion eines Ölniveaus oberhalb des Dämpfungsbechers 3 erlaubt. Um dies zu erreichen ist insbesondere der schalldurchlässige Bereich 6, insbesondere der Deckel, erfindungsgemäß notwendig. Die Schalldurchlässigkeit wird durch eine besonders dünne Schicht aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyamid, erreicht. Die Dicke dieses oberen Bereichs des Dämpfungsbechers 3 ist bevorzugt an das Transmissionsmaximum angepaßt. Die obere Abschrägung des oberen Bereichs 6 dient einer Sicherstellung einer vollständigen Befüllung des Dämpfungsbechers 3 ohne Lufteinschluß. Der in der bevorzugten Ausführungsform verwendete Winkel beträgt etwa 4° Grad. Die maximale akustische Transmission wird bevorzugt bei einem Winkel von 0° Grad erreicht. Auch die Ausbildung einer kleinen Ausnehmung im Deckel liegt im Rahmen der Erfindung. Der obere, für Ultraschallwellen durchlässige Bereich 6, kann also auch derart ausgebildet sein, dass er eine Ausnehmung aufweist, durch die die Durchlässigkeit der Ultraschallwellen erreicht wird. Bei den überwiegend verwendeten Ausführungsformen weist der obere Bereich des Dämpfungsbechers jedoch eine durchgehende unterbrechungsfreie Wandung auf. Unabhängig davon kann jedoch eine Entlüftungsöffnung vorgesehen sein.In 2 is the device 1 presented in more detail. The device 1 has, inter alia, a flange group 13 , a sealing ring 14 , an ultrasonic transducer 2 and one between the ultrasonic transducer 2 and a back reflector 10 arranged reference path. The ultrasonic transducer 2 is associated with a circuit electronics, preferably in the sensor connection 11 is arranged. In addition, it is on top of the flange group 13 the damping cup 3 arranged. The device 1 is preferably mounted on the underside of an oil pan and is due to an opening in the oil pan in direct contact with the engine oil. The sealing ring 14 closes the system to the outside oil-tight. The ultrasonic transducer 2 sends out a time-limited ultrasonic wave packet. This wave packet is reflected at the engine oil-air interface and, after a running time t, is emitted by the same ultrasonic transducer 2 receive. Alternatively, a separate receiver may be provided. From the running time of the wave packet, with the knowledge of the speed of sound, the running distance is determined, which is identical to the level of the medium. In static operation (engine off), all the engine oil is in the sump, leaving an oil level above the damping cup 3 is possible. The damping cup is then flooded. The measuring range in this static range is marked 5 in the drawing. For immediate level detection in static operating conditions and for future electronic Peilstabsmessungen, even those without a mechanical dipstick, such an extended range is necessary, the detection of an oil level above the damping cup 3 allowed. To achieve this, in particular, the sound-transmitting area 6 , in particular the lid, according to the invention necessary. The sound transmission is achieved by a particularly thin layer of a plastic, in particular polyamide. The thickness of this upper portion of the damping cup 3 is preferably adapted to the transmission maximum. The upper slope of the upper area 6 serves to ensure a complete filling of the damping cup 3 without air entrapment. The angle used in the preferred embodiment is about 4 degrees. The maximum acoustic transmission is preferably achieved at an angle of 0 degrees. The formation of a small recess in the lid is within the scope of the invention. The upper ultrasonic wave transmitting area 6 , So it can also be designed such that it has a recess through which the permeability of the ultrasonic waves is achieved. In the predominantly used embodiments, however, the upper region of the damping cup has a continuous, uninterrupted wall. Regardless, however, a vent may be provided.

Claims

Device for detecting a level of a fluid in a container (20), namely an oil level in a motor vehicle, wherein the device (1) comprises a damping cup (3) and in the region of the damping cup (3) an ultrasonic transducer (2) for detecting the distance from the ultrasonic transducer (2) to an interface of the fluid is provided, wherein the damping cup (3) in an upper region (6) is closed with a wall, characterized in that the wall in the upper region (6) of the damping cup ( 3) is formed such and with such a wall thickness that the ultrasonic waves can transmit through the upper region, and that the ultrasonic transducer (2) on the upper, ultrasonic wave transmitting area (6) of the damping cup (3) is aligned, and that the wall thickness of the upper region (6) of the damping cup (3) corresponds to a multiple of λ / 2, in particular λ / 2, where λ is the wavelength of the Ultras Challwandler (2) emitted ultrasonic wave is.

Device after Claim 1 , characterized in that the upper region (6) of the damping cup (3) has a wall thickness of less than 2 mm, in particular less than 1 mm and in particular less than 0.5 mm.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the upper region (6) of the damping cup (3) is formed of polyamide.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the upper region (6) of the damping cup (3) is made of a material with low acoustic damping.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the upper region (6) of the damping cup (3) has a chamfer whose angle is less than 8 degrees, in particular less than 5 degrees.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a vent opening is arranged in the upper region (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the wall in the upper region (6) of the damping cup (3) is formed such that a part of the ultrasonic waves is reflected thereon.