DE102006032346A1

DE102006032346A1 - Device for measuring levels in fuel tank, has signal source for generating radar signal, and wave guide is bent in areas of two ends such that area of wave guide, which is not bent, extends over entire filling height of fuel tank

Info

Publication number: DE102006032346A1
Application number: DE200610032346
Authority: DE
Inventors: Daniel Evers; Martin Dr. Nalezinski; Bernd Rumpf; Andreas Dr. Ziroff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-17

Abstract

The device has a signal source for generating a radar signal. The wave guide (4) is bent in the area (A,B) of the two ends (5,6) such that the area (C) of the wave guide, which is not bent, extends over the entire filling height of the fuel tank (1). The bent areas are arranged inside the fuel tank.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung von Füllständen in einem Kraftstoffbehälter mit einer Signalquelle zur Erzeugung von mindestens einem Radarsignal, mit einer Sende- und Empfangseinrichtung zum Abstrahlen des Radarsignals und zum Empfangen eines von einem Fluid reflektierten Radarsignals und einer Auswerteeinheit, welche in Abhängigkeit des reflektierten Radarsignals ein dem Füllstand entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, und einem in dem Kraftstoffbehälter angeordneten Wellenleiter für das Radarsignal, der sich von der Sende- und Empfangseinrichtung bis zur gegenüberliegenden Behälterwand erstreckt.object The invention relates to a device for measuring levels in a fuel tank with a signal source for generating at least one radar signal, with a transmitting and receiving device for emitting the radar signal and for receiving a radar signal reflected from a fluid and an evaluation unit, which depends on the reflected Radar signal to the level generates corresponding electrical signal, and arranged in the fuel tank Waveguide for the radar signal coming from the transmitting and receiving device to the opposite container wall extends.

Aus der EP 1 192 427 B1 ist bekannt, Füllstände von Fluiden in stationären Vorratsbehältern mit einer Radarmesseinheit zu messen. Dazu besitzt der Vorratsbehälter eine Öffnung, in die die Radarmesseinheit mit dem Sender, dem Empfänger und der Messelektronik eingesetzt ist. Ein zur Radarmesseinheit gehörender Flansch verschließt die Öffnung im Vorratsbehälter. Der Sender und Empfänger ist innerhalb des Vorratsbehälters angeordnet. Über eine Bohrung im Flansch steht die Radarelektronik mit dem Sender und Empfänger in Verbindung. Derartige frei strahlende Messvorrichtungen sind für stationär angeordnete und einfach gestaltete Behälter geeignet. Bei bewegten Fluiden, aufgrund nicht stationärer Vorratsbehälter, und/oder Vorratsbehältern mit komplizierter Bauform kommt es zu erheblichen Schwierigkeiten, ein dem Füllstand entsprechendes Signal zu erhalten. Ein weiterer Nachteil besteht bei aggressiven Fluiden darin, dass sowohl der Sender und Empfänger als auch alle anderen mit dem Inneren des Vorratsbehälters in Verbindung stehende Teile der Radarmesseinheit beständig gegen aggressive Fluide sein müssen.From the EP 1 192 427 B1 It is known to measure levels of fluids in stationary storage tanks with a radar gauge unit. For this purpose, the reservoir has an opening into which the Radarmesseinheit is used with the transmitter, the receiver and the measuring electronics. A belonging to Radarmesseinheit flange closes the opening in the reservoir. The transmitter and receiver is located within the reservoir. A bore in the flange connects the radar electronics to the transmitter and receiver. Such free-radiating measuring devices are suitable for stationarily arranged and simply designed containers. In the case of moving fluids, due to non-stationary storage containers, and / or storage containers with a complicated design, considerable difficulties are encountered in obtaining a signal corresponding to the filling level. Another disadvantage with aggressive fluids is that both the transmitter and receiver as well as all other parts of the radar measuring unit that are in communication with the interior of the reservoir must be resistant to aggressive fluids.

Es ist weiterhin bekannt, Störeffekte, welche das Radarsignal beeinflussen, zu minimieren, indem ein Wellenleiter zur gezielten Führung und Verlaufsbegrenzung des Radarsignals angeordnet wird. Der Wellenleiter erstreckt sich dazu in der Regel von der Sende- und Empfangseinrichtung bis zur gegenüberliegenden Behälterwand. An den beiden Enden des Wellenleiters kommt es mitunter zu Reflexionen, welche in der Größenordnung des Messsignals liegen können. Diese Reflexionen überlagern das Messsignal, so dass in im Bereich der Enden des Wellenleiters die Messung des Füllstandes mit erheblichen Problemen behaftet ist.It is still known, which affect the radar signal, minimize by using a waveguide for targeted leadership and history boundary of the radar signal is arranged. The waveguide extends to the rule of the transmitting and receiving device to the opposite Container wall. Reflections may occur at both ends of the waveguide which are of the order of magnitude can lie the measuring signal. These reflections overlap the measuring signal, so that in the area of the ends of the waveguide the measurement of the level is fraught with significant problems.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen von Füllständen in einem Kraftstoffbehälter zu schaffen, mit der der Füllstand mittels Radar über die gesamte Füllhöhe mit ausreichender Genauigkeit ermittelt werden kann.Of the Invention is therefore based on the object, a device for Measuring levels in a fuel tank to create, with the level via radar over the entire filling level with sufficient Accuracy can be determined.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wellenleiter im Bereich seiner beiden Enden abgewinkelt ist, so dass sich der nicht abgewinkelte Bereich im Wesentlichen über die gesamte Füllhöhe des Behälters erstreckt.According to the invention Task solved by that the waveguide angled in the region of its two ends is such that the non-angled area substantially over the entire filling height of the container extends.

Die Abwinklungen des Wellenleiters bewirken, dass sich über die Füllhöhe des Behälters nur noch der Bereich des Wellenleiters erstreckt, in dem keine störenden Reflexionen das Messsignal überlagern. Dagegen sind die Enden des Wellenleiters, in denen dass Messsignal durch Reflexionen überlagert wird, bezogen auf die Füllhöhe im Wesentlichen eliminiert. Damit ist der Füllstand im Behälter über die gesamte Füllhöhe mit ausreichender Genauigkeit ermittelbar, da die Bereiche mit störenden Reflexionen nicht mehr zum eigentlichen Messbereich zählen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Eliminierung der Störbereiche mit einer relativ einfachen Gestaltung des Wellenleiters und damit besonders kostengünstig erreicht wird.The Bends of the waveguide cause that over the Filling level of the container only the area of the waveguide extends in which no disturbing reflections superimpose the measurement signal. In contrast, the ends of the waveguide in which the measurement signal is superimposed by reflections, essentially based on the filling level eliminated. This is the level in the container over the entire Level with sufficient Accuracy can be determined because the areas with disturbing reflections are no longer count to the actual measuring range. Another advantage is that the elimination of the interference areas with a relatively simple design of the waveguide and thus especially inexpensive is reached.

In einer einfachen Ausgestaltung sind die abgewinkelten Bereiche innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet. Die Höhe der störenden Bereiche ist dadurch nur noch durch den Durchmesser des Wellenleiters bestimmt. Diese Ausgestaltung ist mit besonders geringem Aufwand zu erreichen.In In a simple embodiment, the angled areas are within of the fuel tank arranged. The height the disturbing Areas is therefore only by the diameter of the waveguide certainly. This embodiment is particularly low cost to reach.

Die vollständige Eliminierung zumindest eines störenden Bereichs aus dem Bereich der zu messenden Füllhöhe wird gemäß einer anderen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass zumindest einer der abgewinkelten Bereiche des Wellenleiters außerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist.The full Elimination of at least one disturbing Area from the range of the measured filling height is according to another embodiment achieved in that at least one of the angled areas of the waveguide outside of the fuel tank is arranged.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wellenleiter ein Hohlleiter. Diese Ausbildung als Hohlleiter hat den Vorteil, dass das in dem Hohlleiter befindliche Fluid bei auf den Kraftstoffbehälter einwirkenden Kräften gedämpft wird. Zumindest ist der Flüssigkeitsspiegel im Hohlleiter geringeren Bewegungen unterworfen als der Flüssigkeitsspiegel des restlichen Fluids im Kraftstoffbehälter. Die Messung mittels Radar kann dabei nach dem FMCW-Verfahren (Frequency Modulated Continous Wave) erfolgen. Das verwendete Frequenzband reicht dabei von 3 GHz bis 0,3 GHz.In In an advantageous embodiment, the waveguide is a waveguide. This training as a waveguide has the advantage that in the Waveguide fluid located in acting on the fuel tank forces muted becomes. At least the liquid level is in the waveguide subjected to lower movements than the liquid level of the remaining fluid in the fuel tank. The measurement by radar can be used according to the FMCW method (Frequency Modulated Continous Wave). The frequency band used ranges from 3 GHz up to 0.3 GHz.

Eine weitere Dämpfung des im Hohlleiter befindlichen Fluids wird mit einem im Hohlleiter angeordneten Schwimmer erreicht. Die mechanische Robustheit der Vorrichtung wird hierbei durch die Anordnung eines Schwimmers als bewegtes Teil nicht beeinträchtigt.A further damping of the fluid in the waveguide is in the waveguide reached arranged floats. The mechanical robustness of the Device is characterized by the arrangement of a float as moving part is not affected.

Der Verbesserung des reflektierten Radarsignals dient es, wenn der Schwimmer zumindest auf der der Sende- und Empfangseinheit zugewandten Seite eine Metallschicht aufweist. Bei dem Schwimmer kann es sich um einen metallisierten Schwimmer aus Nitrophyl handeln.The improvement of the reflected radar signal is when the float at least on the side facing the transmitting and receiving unit has a metal layer. The float may be a metalized float of nitrophyl.

Eine gute Signalleitung wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch erreicht, dass in dem Wellenleiter koaxial ein Draht für die Signalleitung angeordnet ist. Der Wellenleiter hat in dieser Ausbildung eine abschirmende Wirkung gegenüber äußeren Einflüssen.A good signal line is according to another Embodiment achieved in that coaxial in the waveguide a wire for the signal line is arranged. The waveguide has in this training a shielding effect against external influences.

Eine verbesserte Anpassung an den Kraftstoffbehälter wird mit einem Wellenleiter erreicht, der einen nichtlinearen Verlauf aufweist. Eine derartige Ausgestaltung des Wellenleiters erhöht die Einsatzmöglichkeiten der Messvorrichtung. Diese Ausgestaltung erlaubt, dass beide Enden des Wellenleiters, bezogen auf die vertikale Erstreckung, nicht übereinander angeordnet sind. Damit kann beispielsweise das untere Ende des Wellenleiters auch in schwer zugänglichen Bereichen des Kraftstoffbehälters angeordnet sein, während das obere Ende des Wellenleiters in einem gut zugänglichen Bereich angeordnet ist, oder umgekehrt. Die gute Zugänglichkeit ist dabei eine Voraussetzung, um die Messvorrichtung einfach montieren zu können. Damit sind auch dreidimensionale Gestaltungen möglich. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass das zu messende Fluid bzw. der Schwimmer ohne zusätzlichen Einfluss innerhalb des Hohlleiters frei steigen und fallen kann, d. h. siphonartige Gestaltungen sind nicht möglich.A Improved adaptation to the fuel tank comes with a waveguide achieved, which has a non-linear course. Such a design of the waveguide increases the possible uses the measuring device. This configuration allows both ends of the waveguide, based on the vertical extent, not on top of each other are arranged. Thus, for example, the lower end of the waveguide even in hard-to-reach Areas of the fuel tank be arranged while the top of the waveguide in an easily accessible Area is arranged, or vice versa. The good accessibility is a prerequisite to simply mount the measuring device to be able to. Thus, three-dimensional designs are possible. It just has to be ensured be that the fluid to be measured or the float without additional Influence within the waveguide can rise and fall freely, d. H. siphon-like designs are not possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiter dadurch gelöst, dass der Wellenleiter eine Helixform besitzt. Die Helixform hat den Vorteil, dass sich das Radarsignal nicht nur in dem von dem Wellenleiter umschlossenen Raum linear ausbreitet. Das Radarsignal wird teilweise in den Wellenleiter eingekoppelt. Da bei einer Helix die Länge der gestreckten Helix wesentlich länger ist, besitzen auch die Bereiche der Enden als Helix eine wesentlich kürzere Länge als im gestreckten Zustand. Auf diese Weise wird durch die Helixform des Wellenleiters die Länge der Enden, in denen störende Überlagerungen des Messsignals auftreten, bezogen auf die Füllhöhe deutlich verringert. Ein derart gestalteter Wellenleiter ist besonders einfach herzustellen und zeichnet sich durch sein geringes Gewicht gegenüber einem massiven Wellenleiter aus. Darüber hinaus besitzt ein Wellenleiter aufgrund der Helixform eine größere Flexibilität, wodurch der Wellenleiter in unterschiedlichen Kraftstoffbehälter einsetzbar ist.According to the invention Task further solved by that the waveguide has a helix shape. The helix shape has the advantage that the radar signal not only in the of the Waveguide enclosed space linearly propagates. The radar signal is partially coupled into the waveguide. Because with a helix the length The stretched helix is much longer, also have the Areas of the ends as a helix a much shorter length than in the stretched state. In this way, the length of the helix shape of the waveguide becomes Ends where annoying overlays the measurement signal occur, based on the filling level significantly reduced. One Such shaped waveguide is particularly easy to manufacture and is characterized by its low weight compared to one massive waveguide out. About that In addition, a waveguide has a greater flexibility due to the helical shape, thereby the waveguide can be used in different fuel tanks is.

Die Verringerung der Bereiche der Füllhöhe, die aufgrund der in den Endbereichen des Wellenleiters auftretenden Überlagerungen des Messsignals für eine Füllstandsmessung nicht herangezogen werden können, lässt sich gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weiter verringern, wenn die Steigung der Windungen im Bereich der Enden des Wellenleiters kleiner ist als im Bereich zwischen den beiden Enden des Wellenleiters.The Reducing the areas of the filling level, the due to the overlays occurring in the end regions of the waveguide of the measuring signal for a level measurement can not be used, let yourself according to a advantageous embodiment further reduce when the slope of the Turns in the region of the ends of the waveguide is smaller than in the area between the two ends of the waveguide.

Die Verringerung der Bereiche der Füllhöhe, die aufgrund der in den Endbereichen des Wellenleiters auftretenden Überlagerungen des Messsignals für eine Füllstandsmessung nicht herangezogen werden können, lässt sich in einfacher Weise durch die Abwinklung im Bereich der Enden des Wellenleiters erreichen. Die Abwinklungen ermöglichen das Ausbilden der Windungen des Wellenleiters mit konstanter Steigung. Zusätzlich gestaltet sich die Fertigung des Wellenleiters besonders einfach, da für die Anpassung des Wellenleiters an den Einsatzort im Kraftstoffbehälter lediglich die Länge angepasst werden muss.The Reducing the areas of the filling level, the due to the overlays occurring in the end regions of the waveguide of the measuring signal for a level measurement can not be used, let yourself in a simple way by the bend in the area of the ends of the Reach waveguide. The bends allow the formation of the turns waveguide with constant slope. In addition, the production of the Waveguide particularly simple, as for the adaptation of the waveguide adjusted to the site in the fuel tank only the length must become.

Da das Volumen eines Kraftstoffbehälters aufgrund der geometrischen Form des Kraftstoffbehälters nicht proportional zum Füllstand ist, erfordert eine exakte Füllstandsmessung eine genaue Kenntnis des Verhältnisses von Füllstand und Volumen. Dieses Verhältnis lässt sich durch eine Behälterkennlinie abbilden und muss bei der Füllstandsermittlung berücksichtigt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung lässt sich die Behälterkennlinie im Wellenleiter abbilden, indem die Steigung der Windungen in dem Bereich, der zwischen den Bereichen der Enden des Wellenleiters angeordnet ist, an die Behälterkennlinie des Kraftstoffbehälters angepasst ist. Dazu ist die Steigung der Windungen in Bereichen mit großen Volumen ja Füllhöhe kleiner als in Bereichen, die bezogen auf die Füllhöhe ein kleines Volumen aufweisen.There the volume of a fuel tank due the geometric shape of the fuel tank is not proportional to level is, requires an accurate level measurement a precise knowledge of the relationship of level and volume. This ratio let yourself through a container characteristic and must be taken into account during level determination become. In an advantageous embodiment, the container characteristic can be imaged in the waveguide by the slope of the turns in the Area between the areas of the ends of the waveguide is arranged, to the container characteristic of the fuel tank is adjusted. This is the slope of the turns in areas with big Volume yes filling height smaller than in areas which have a small volume in relation to the filling level.

In einer anderen Ausgestaltung besitzt der Wellenleiter einen schrägen Verlauf. Mit einer derartigen Anordnung des Wellenleiters lässt sich die Auflösung der Messvorrichtung in einfacher Weise erhöhen, da gegenüber einer senkrechten Anordnung des Wellenleiters eine längere Messstrecke bei gleicher Höhe vorhanden ist.In In another embodiment, the waveguide has an oblique course. With such an arrangement of the waveguide can be the resolution increase the measuring device in a simple manner, as compared to a vertical arrangement of the waveguide a longer measuring distance at the same Height available is.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Signalquelle, die Sende- und Empfangseinrichtung und die Auswerteeinheit außerhalb des Kraftstoffbehälters anzuordnen. In dieser Ausgestaltung strahlt die Signalquelle das Radarsignal durch die Behälterwand in den Wellenleiter ein und empfängt das reflektierte Signal durch die Behälterwand. Mit der außenliegenden Anordnung wird eine hohe mechanische und chemische Robustheit erreicht, die bei innenliegenden Systemen immer begrenzt ist, oder durch größere Dimensionierung oder entsprechende Werkstoffauswahl mit wesentlich höheren Kosten erreicht werden kann. Insbesondere die außenliegende Elektronik muss nicht durch zusätzliche Schutzmaßnahmen vor dem Kraftstoff geschützt werden. Lediglich innenliegende Wellenleiter ist derart auszubilden, dass er die notwendige mechanische und chemische Robustheit besitzt, was aufgrund seines einfachen Aufbaus ohne große zusätzliche Kosten erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil der außenliegenden Anordnung besteht darin, dass kein zusätzlicher Flansch zum Einbringen der Messvorrichtung notwendig ist. Da Flansche immer Stellen erhöhter Permeation von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstoffbehälter sind, wird mit dieser Ausgestaltung das Permeationsverhalten des Kraftstoffbehälters nicht verschlechtert.It has also proved to be advantageous to arrange the signal source, the transmitting and receiving device and the evaluation unit outside the fuel tank. In this embodiment, the signal source irradiates the radar signal through the vessel wall into the waveguide and receives the reflected signal through the vessel wall. With the external arrangement a high mechanical and chemical robustness is achieved, which is always limited in internal systems, or can be achieved by larger dimensions or appropriate choice of materials at a significantly higher cost. In particular, the external electronics need not be protected by additional protective measures against the fuel. Only internal waveguide is so To form that he has the necessary mechanical and chemical robustness, which can be done due to its simple structure without large additional costs. Another advantage of the external arrangement is that no additional flange for introducing the measuring device is necessary. Since flanges are always sites of increased permeation of fuel vapors from the fuel tank, with this embodiment, the permeation behavior of the fuel tank is not deteriorated.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Signalquelle, die Sende- und Empfangseinrichtung und die Auswerteeinheit an der Unterseite des Kraftstoffbehälters angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Messvorrichtung bodenreferenziert ist. Die Bodenreferenzierung ist insofern wichtig, da bei Kraftstoffbehältern aus Kunststoff das Problem auftritt, dass sich der Kraftstoffbehälter, insbesondere der Boden des Kraftstoffbehälters, in Abhängigkeit vom darin enthaltenen Kraftstoff verformt. So ist der Abstand zwischen dem Boden des Kraftstoffbehälters und der oberen Wandung bei einem nahezu vollem Kraftstoffbehälter größer als bei einem nahezu leeren Kraftstoffbehälter. Diese Abstandsänderung, die sich auch auf den Pegel des darin enthaltenen Kraftstoffs auswirkt, führt zu Ungenauigkeiten der Füllstandsmessung, die sich mit einer Bodenreferenzierung eliminieren lassen.In In another embodiment, the signal source, the transmitting and Receiving device and the evaluation unit at the bottom of the Fuel tank arranged. This arrangement has the advantage that the measuring device floor referenced. Soil referencing is important in that there with fuel tanks made of plastic the problem occurs that the fuel tank, especially the Bottom of the fuel tank, depending on Fuel contained therein deformed. So is the distance between the bottom of the fuel tank and the upper wall at a nearly full fuel tank greater than at a nearly empty fuel tank. This distance change, the also affects the level of the fuel contained therein, leads to Inaccuracies of level measurement, which can be eliminated with a soil referencing.

In einer anderen Ausgestaltung sind die Signalquelle, die Sende- und Empfangseinrichtung und die Auswerteeinheit an der Oberseite des Kraftstoffbehälters angeordnet. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der unter dem Kraftstoffbehälter zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt ist. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Messvorrichtung in dieser Anordnung zwischen Karosserie und Kraftstoffbehälter relativ gut gegen Umwelteinflüsse geschützt ist. Bei dieser Messanordnung ist aufgrund der fehlenden Bodenreferenzierung, infolge der vom Füllstand und damit gewichtsabhängigen Änderung des Abstandes des Bodens des Kraftstoffbehälters und seiner oberen Wandung, eine Korrektur des Messsignals notwendig.In In another embodiment, the signal source, the transmitting and Receiving device and the evaluation unit at the top of the Fuel tank arranged. This embodiment is particularly advantageous if under the fuel tank to disposal standing space is limited. Another advantage of this arrangement is that the measuring device in this arrangement between Body and fuel tank relative good against environmental influences protected is. Due to the lack of ground referencing, this measuring arrangement as a result of the level and thus weight-dependent change the distance between the bottom of the fuel tank and its upper wall, a correction of the measuring signal necessary.

Eine Korrektur des Messsignals kann bereits dadurch erfolgen, dass nicht nur der Abstand zwischen Signalquelle und Flüssigkeitspegel gemessen wird, sondern dass gleichzeitig der Abstand bis zum Boden des Kraftstoffbehälters gemessen wird, und aus beiden Signalen der eigentliche Füllstand ermittelt wird.A Correction of the measurement signal can already be done by not only the distance between signal source and liquid level is measured, but that at the same time the distance measured to the bottom of the fuel tank is determined, and from both signals, the actual level is determined.

In einer anderen Ausgestaltung sind jeweils außerhalb des Kraftstoffbehälters, sowohl an der oberen Wandung und am Boden die Signalquelle, die Sende- und Empfangseinrichtung und die Auswerteeinheit angeordnet.In another embodiment are each outside of the fuel tank, both on the upper wall and on the ground the signal source, the transmitting and receiving device and the evaluation arranged.

An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:At several embodiments the invention will be closer explained. Show it:

1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung von Füllständen nach dem Stand der Technik, 1 FIG. 2: a schematic representation of a device for measuring fill levels according to the prior art, FIG.

2a: einen Kraftstoffbehälter mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung von Füllständen, 2a : a fuel tank with a device according to the invention for measuring fill levels,

2b: eine zweite Ausführungsform des Wellenleiters nach 2a, 2 B a second embodiment of the waveguide after 2a .

3-5: weitere Ausführungsformen des Wellenleiters. 3 - 5 : further embodiments of the waveguide.

1 zeigt einen aus Kunststoff bestehenden Kraftstoffbehälter 1 in einem Querschnitt nach dem Stand der Technik. Der Kraftstoffbehälter 1 ist mit Kraftstoff 2 gefüllt. Eine Baueinheit 3, welche die Signalquelle, die Sende- und Empfangseinheit und die Auswerteschaltung enthält, ist oberhalb des Kraftstoffbehälters 1 angeordnet. Das Radarsignal wird durch die Wandung des Kraftstoffbehälters 1 in einen Wellenleiter 4 eingestrahlt, von der Oberfläche des Kraftstoffpegels reflektiert und wieder in Richtung der Sende- und Empfangseinheit geführt. In den mit A und B gekennzeichneten Bereichen der Enden 5, 6 des Wellenleiters 4 führen störende Reflexionen zu Überlagerungen des Messsignals, so dass die Bereiche A, B für die Messung nicht herangezogen werden können. Die Länge der Bereiche A und B beträgt einige Zentimeter. Die nutzbare Messstrecke für die Füllhöhe erstreckt sich daher über den mit C gekennzeichneten Bereich. 1 shows a plastic fuel tank 1 in a cross-section according to the prior art. The fuel tank 1 is with fuel 2 filled. An assembly 3 , which contains the signal source, the transmitting and receiving unit and the evaluation circuit, is above the fuel tank 1 arranged. The radar signal is transmitted through the wall of the fuel tank 1 into a waveguide 4 radiated, reflected from the surface of the fuel level and out again in the direction of the transmitting and receiving unit. In the areas marked A and B ends 5 . 6 of the waveguide 4 disturbing reflections lead to superpositions of the measurement signal, so that the areas A, B can not be used for the measurement. The length of areas A and B is a few centimeters. The usable measuring distance for the filling level therefore extends over the area marked C.

Der in 2a dargestellte Kraftstoffbehälter 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wellenleiter 4, der im Bereich seiner Enden 5,6 abgewinkelt ist. Die Länge der Abwinklungen an den Enden 5, 6 sind so gewählt, dass die Bereiche des Wellenleiters 4 mit den störenden Überlagerungen abgewinkelt sind. Der Wellenleiter 4 ist vollständig im Kraftstoffbehälter 1 angeordnet. Aufgrund der Abwinklungen des Wellenleiters 4 reduzieren sich die Bereiche A und B auf ungefähr 1 cm–2 cm. Dies führt zu einer deutlichen Verlängerung der nutzbaren Messstrecke, welche als Bereich C dargestellt ist. Insbesondere die Reduzierung des Bereichs B führt dazu, dass mit dem Wellenleiter 4 bis in den Bodenbereich des Kraftstoffbehälters 1 der Füllstand gemessen werden kann, wo aufgrund der Restmengenproblematik eine besonders genaue Messung erforderlich ist.The in 2a illustrated fuel tank 1 shows a waveguide according to the invention 4 that in the area of his ends 5 . 6 is angled. The length of the bends at the ends 5 . 6 are chosen so that the areas of the waveguide 4 are angled with the disturbing overlays. The waveguide 4 is completely in the fuel tank 1 arranged. Due to the bends of the waveguide 4 The areas A and B reduce to about 1 cm-2 cm. This leads to a significant extension of the usable measuring path, which is shown as area C. In particular, the reduction of the area B results in that with the waveguide 4 to the bottom of the fuel tank 1 the level can be measured, where due to the residual quantity problem a particularly accurate measurement is required.

2b zeigt eine leicht veränderte Anordnung des Wellenleiters 4 gegenüber 2a. Die Enden 5, 6 sind wiederum abgewinkelt, wobei der Wellenleiter mit dem Ende 5 derart angeordnet ist, dass sich die Abwinklung außerhalb des Kraftstoffbehälter 1 befindet. Über eine Durchführung 7 ist der Wellenleiter 4 durch die Behälterwandung geführt. Aufgrund dieser Anordnung des Wellenleiters 4 ist der Bereich A eliminiert, wodurch sich die nutzbare Messstrecke als Bereich C verlängert und sich bis zur oberen Behälterwand erstreckt. In gleicher Weise ist eine derartige Anordnung des Endes 6 des Bereichs B möglich. 2 B shows a slightly different arrangement of the waveguide 4 across from 2a , The ends 5 . 6 are in turn angled, the Wel leader with the end 5 is arranged such that the bend outside the fuel tank 1 located. About an implementation 7 is the waveguide 4 passed through the container wall. Due to this arrangement of the waveguide 4 the area A is eliminated, whereby the usable measuring section extends as area C and extends to the upper container wall. In the same way, such an arrangement of the end 6 of area B possible.

Der in 3 dargestellte Kraftstoffbehälter 1 besitzt in seinem oberen Bereich die Baueinheit 3 mit der Signalquelle, der Sende- und Empfangseinheit und der Auswerteschaltung. Mit der Baueinheit 3 ist ein Wellenleiter 4 verbunden, der aus einem Draht in Form einer Helix besteht. Aufgrund der Helixform ist die Drahtlänge wesentlich größer als die Länge in axialer Erstreckung, so dass die Bereiche A und B eine sehr kleine Ausdehnung aufweisen. Dementsprechend groß ist die nutzbare Messstrecke C.The in 3 illustrated fuel tank 1 has in its upper part the unit 3 with the signal source, the transmitting and receiving unit and the evaluation circuit. With the unit 3 is a waveguide 4 connected, which consists of a wire in the form of a helix. Due to the helical shape, the wire length is substantially greater than the length in the axial extent, so that the areas A and B have a very small extent. The usable measuring length C is accordingly large.

In 4 ist ein Wellenleiter 4 mit einer Helixform dargestellt. Zur weiteren Verringerung der Bereiche A und B ist die Steigung der Windungen in diesen Bereichen kleiner als im Bereich C, welcher die nutzbare Messstrecke darstellt. Aufgrund der kleineren Steigung besitzt der Wellenleiter 4 in den Bereichen A und B bei gleicher axialer Erstreckung eine größere Drahtlänge als im Bereich C. Da die Bereiche, in denen störende Reflexionen das Messsignal überlagern von der Drahtlänge abhängen, wird dadurch die Länge der Bereiche A und B reduziert, so dass der Bereich C als Messstrecke sich nahezu über die gesamte Höhe des Kraftstoffbehälter 1 erstreckt. Neben der Reduzierung der vertikalen Länge der Bereiche A und B aufgrund der kleineren Steigung der Windungen des Wellenleiters 4 gegenüber den Windungen im Bereich C, lässt sich durch gezielte Wahl der Steigung die Drahtlänge in Bezug auf die Höhe die Behälterkennlinie, d.h. das Behältervolumen in Abhängigkeit vom Füllstand, im Wellenleiter 4 abbilden.In 4 is a waveguide 4 represented with a helical shape. To further reduce the areas A and B, the pitch of the turns in these areas is smaller than in the area C, which represents the usable measuring section. Due to the smaller pitch has the waveguide 4 in the areas A and B at the same axial extent a greater wire length than in the area C. Since the areas in which disturbing reflections superimpose the measurement signal depend on the wire length, thereby reducing the length of the areas A and B, so that the area C as a measuring section almost over the entire height of the fuel tank 1 extends. In addition to reducing the vertical length of regions A and B due to the smaller pitch of the waveguide turns 4 in relation to the turns in the region C, the wire length in relation to the height, the container characteristic, ie the container volume as a function of the fill level, can be selected in the waveguide by a specific choice of the pitch 4 depict.

Einen Wellenleiter 4 mit konstanter Steigung ist in 5 dargestellt. Eine Reduzierung der Länge der Bereiche A und B wird mit diesem Wellenleiter 4 dadurch erreicht, dass die Enden 5, 6 des Wellenleiters 4 abgewinkelt sind.A waveguide 4 with constant slope is in 5 shown. A reduction in the length of areas A and B is achieved with this waveguide 4 achieved by the fact that the ends 5 . 6 of the waveguide 4 are angled.

Claims

Device for measuring fill levels in a fuel tank with a signal source for generating at least one radar signal, with a transmitting and receiving device for emitting the radar signal and for receiving a radar signal reflected by a fluid and an evaluation unit, which in response to the reflected radar signal to the level generates corresponding electrical signal, and arranged in the fuel tank waveguide for the radar signal, which extends from the transmitting and receiving device to the opposite container wall , characterized in that the waveguide ( 4 ) in the region (A, B) of its two ends ( 5 . 6 ) is angled, so that the non-angled region (C) of the waveguide ( 4 ) substantially over the entire filling level of the fuel tank ( 1 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the angled regions (A, B) within the fuel tank ( 1 ) are arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one of the angled regions (A) outside of the fuel tank ( 1 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide ( 4 ) is a waveguide.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the waveguide consists of metal.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the waveguide ( 4 ) A wire is arranged coaxially.

Device for measuring fill levels in a fuel tank with a signal source for generating at least one radar signal, with a transmitting and receiving device for emitting the radar signal and for receiving a radar signal reflected by a fluid and an evaluation unit, which in response to the reflected radar signal to the level generates corresponding electrical signal, and arranged in the fuel tank waveguide for the radar signal, which extends from the transmitting and receiving device to the opposite container wall, characterized in that the waveguide ( 4 ) has a helix shape.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the pitch of the turns in the region (A, B) of the ends ( 5 . 6 ) of the waveguide ( 4 ) is smaller than in the region (C) between the two ends ( 5 . 6 ) of the waveguide ( 4 ).

Device according to claim 7 and 8, characterized in that the pitch of the turns in the region (C) between the ends ( 5 . 6 ) of the waveguide ( 4 ) to the tank characteristic of the fuel tank ( 1 ) is adjusted.

Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the waveguide ( 4 ) has an oblique course.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal source, the transmitting and receiving device and the evaluation unit as a structural unit ( 3 ) outside of the fuel tank ( 1 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal source, the transmitting and receiving device and the evaluation unit as a structural unit ( 3 ) at the top or bottom of the fuel tank ( 1 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the signal source, the transmitting and receiving device and the evaluation unit as a structural unit ( 3 ) at the top and bottom of the fuel tank ( 1 ) are arranged.