DE102007011994A1

DE102007011994A1 - Fluid level measuring module e.g. swimmer, for use in fluid supply system, has room temperature sensor element producing reference signal, which is compared with another signal and deliver corresponding control signal through output

Info

Publication number: DE102007011994A1
Application number: DE200710011994
Authority: DE
Inventors: Jao-Ching Neihu Lin
Original assignee: Sentelic Corp
Current assignee: Sentelic Corp
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-11

Abstract

The module has a room temperature sensor element (RO) producing a reference signal (VO). A sensor element (R1) is arranged in a preset position of a container (3), and produces a signal (V1) corresponding to temperature changes. A measuring unit contains a controller (111), which has inputs (AD0-AD3) and an output. The inputs are connected with the element (RO) and the sensor element. The signal (VO) and the signal (V1) are transmitted to the controller. The signal (VO) and the signal are compared with one another and deliver a corresponding control signal through the output. An independent claim is also included for a fluid supply system.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsstand-Meßmodul, das durch den Unterschied der Flüssigkeitstemperatur und der Raumtemperatur den Flüssigkeitsstand messen kann, und ein Flüssigkeitsversorgungssystem mit diesem Flüssigkeitsstand-Meßmodul.The The invention relates to a liquid level measuring module, that by the difference in liquid temperature and the room temperature the liquid level can measure, and a fluid supply system with this liquid level measuring module.

Stand der TechnikState of the art

Zur Messung des Flüssigkeitsstands kann ein Schwimmer-, Flüssigkeitsdruck- oder Resonanz-Flüssigkeitsstandmeßgerät verwendet werden, die einen komplizierten Aufbau aufweisen, so dass die Herstellungskosten hoch sind.to Measurement of the liquid level can a float, fluid pressure or resonant liquid level gauge used be that have a complicated structure, so that the production costs are high.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsstand-Meßmodul zu schaffen, das durch den Unterschied der Flüssigkeitstemperatur und der Raumtemperatur den Flüssigkeitsstand messen kann.Of the Invention is based on the object, a liquid level measuring module create, by the difference of the liquid temperature and the Room temperature the liquid level can measure.

Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsversorgungssystem zu schaffen, das das obengenannte Flüssigkeitsstand-Meßmodul enthält.Of the Another object of the invention is a liquid supply system to provide, which contains the above-mentioned liquid level measuring module.

Das Flüssigkeitsstand-Meßmodul kann den Stand einer Flüssigkeit in einem Behälter messen, wobei die Temperatur der Flüssigkeit anders ist als der Raumtemperatur, umfassend ein erstes Sensorelement, ein zweites Sensorelement und eine Meßeinheit, wobei das erste und zweite Sensorelement in einer ersten und zweiten Position des Behälters angeordnet sind und entsprechend der Temperaturänderung ein erstes und zweites Signal erzeugen können; und die Meßeinheit einen Controller enthält, der entsprechend den Sensorelementen mehrere Eingänge und mindestens einen Ausgang aufweist, wobei die Eingänge mit dem ersten und zweiten Sensorelement verbunden sind, wodurch das erste und zweite Signal an den Controller gesendet werden, der das erste und zweite Signal miteinander vergleicht und ein entsprechendes Steuersignal durch den Ausgang ausgibt.The Liquid level measuring module can the level of a liquid in a container measure, where the temperature of the liquid is different than the Room temperature, comprising a first sensor element, a second Sensor element and a measuring unit, wherein the first and second sensor elements in a first and second Position of the container are arranged and according to the temperature change, a first and second Can generate signal; and the measuring unit contains a controller, the according to the sensor elements more inputs and has at least one output, the inputs with the first and second sensor element are connected, whereby the first and second signal are sent to the controller, which is the comparing first and second signal with each other and a corresponding one Control signal outputs through the output.

Das Flüssigkeitsversorgungssystem besteht aus dem obengenannten Flüssigkeitsstand-Meßmodul und einer Flüssigkeitspumpe, die von dem Steuersignal des Flüssigkeitsstand-Meßmoduls gesteuert wird und Flüssigkeit in den Behälter pumpen kann.The Liquid supply system consists of the above-mentioned liquid level measuring module and a liquid pump, that of the control signal of the liquid level measuring module is controlled and liquid in the container can pump.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 eine Blockschaltung der Erfindung, wobei die Flüssigkeit die dritte Position, nämlich den vollen Flüsskigkeitsstand, erreicht, 1 a block circuit of the invention, wherein the liquid reaches the third position, namely the full liquid level,

2 eine Blockschaltung der Erfindung, wobei die Flüssigkeit die zweite Position, nämlich den 2/3 Flüsskigkeitsstand, erreicht, 2 a block circuit of the invention wherein the liquid reaches the second position, namely the liquid level,

3 eine Blockschaltung der Erfindung, wobei die Flüssigkeit die erste Position, nämlich den 1/3 Flüsskigkeitsstand, erreicht, 3 a block circuit of the invention, wherein the liquid reaches the first position, namely the 1/3 liquid state,

4 eine Blockschaltung der Erfindung, wobei die Flüssigkeit leer ist. 4 a block circuit of the invention, wherein the liquid is empty.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Die gleichen Bauteile werden mit der gleichen Bezugsnummer bezeichnet.Further Details, features and advantages of the invention will become apparent the following detailed description in conjunction with the adjacent drawings. The same components will be the same Reference number.

Wie aus 1 ersichtlich ist, kann die Erfindung den Stand einer Flüssigkeit 2 in einem Behälter 3 messen. Der Behälter 3 ist ein Wasserbehälter für einen tragbaren Akku (wie Brennstoffzelle) und die Flüssigkeit ist Kaltwasser, dessen Temperatur niedriger ist als die Raumtemperatur.How out 1 can be seen, the invention can be the state of a liquid 2 in a container 3 measure up. The container 3 is a water container for a portable battery (such as fuel cell) and the liquid is cold water, whose temperature is lower than the room temperature.

Das Flüssigkeitsversorgungssystem umfaßt ein Flüssigkeitsstand-Meßmodul 100 und eine Flüssigkeitspumpe 200. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Flüssigkeitspumpe 200 zwei Wasserpumpen 21, 22, die von den Steuersignalen Vo1, Vo2 des Flüssigkeitsstand-Meßmoduls 100 gesteuert werden und die Flüssigkeit 2 in den Behälter 3 pumpen können.The liquid supply system comprises a liquid level measuring module 100 and a liquid keitspumpe 200 , In the present embodiment, the liquid pump contains 200 two water pumps 21 . 22 derived from the control signals Vo1, Vo2 of the liquid level measuring module 100 be controlled and the liquid 2 in the container 3 can pump.

Der Behälter 3 ist aus wärmeisoliertem Material hergestellt. Das Flüssigkeitsstand-Meßmodul 100 befindet sich innerhalb des Behälters 3. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. D. h. der Behälter 3 kann auch aus wärmeleitendem Material hergestellt werden und das Flüssigkeitsstand-Meßmodul 100 kann auch sich außerhalb des Behälters 3 befinden.The container 3 is made of heat-insulated material. The liquid level measuring module 100 is inside the container 3 , However, the invention is not limited thereto. Ie. the container 3 can also be made of thermally conductive material and the liquid level measuring module 100 can also be outside the container 3 are located.

Das Flüssigkeitsstand-Meßmodul 100 umfaßt eine Meßeinheit 1, ein Raumtemperatur-Sensorelement R0, ein erstes Sensorelement R1, ein zweites Sensorelement R2 und ein drittes Sensorelement R3. Das erste, zweite und dritte Sensorelement R1, R2, R3 sind durch wärmeempfindliche widerstände mit positivem Temperaturkoeffizient gebildet. Die wärmeempfindlichen Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizient sind auch möglich.The liquid level measuring module 100 comprises a measuring unit 1 , a room temperature sensor element R0, a first sensor element R1, a second sensor element R2 and a third sensor element R3. The first, second and third sensor elements R1, R2, R3 are formed by heat-sensitive resistors having a positive temperature coefficient. The heat-sensitive resistors with a negative temperature coefficient are also possible.

Die Meßeinheit 1 enthält einen Controller 111 und vier Spannungsteilerwiderstände R10, R11, R12, R13. Der Controller 111 weist vier Eingänge (AD0, AD1, AD2, AD3) und zwei Ausgänge (Vo1, Vo2) auf. Der Spannungsteilerwiderstand R10 ist einerseits mit einer Spannungsquelle Vref und andererseits mit dem Raumtemperatur-Sensorelement R0 und dem Referenzeingang (AD0) des Controllers 111 verbunden. Das Raumtemperatur-Sensorelement R0 kann entsprechend der Raumtemperaturänderung ein Referenzsignal V0 erzeugen.The measuring unit 1 contains a controller 111 and four voltage dividing resistors R10, R11, R12, R13. The controller 111 has four inputs (AD0, AD1, AD2, AD3) and two outputs (Vo1, Vo2). The voltage divider resistor R10 is on the one hand with a voltage source Vref and on the other hand with the room temperature sensor element R0 and the reference input (AD0) of the controller 111 connected. The room temperature sensor element R0 can generate a reference signal V0 in accordance with the room temperature change.

Das erste Sensorelement R1 befindet sich in einer ersten Position des Behälters 3 und kann entsprechend der Temperaturänderung ein erstes Signal V1 erzeugen. Der Spannungs teilerwiderstand R11 ist einerseits mit der Spannungsquelle Vref und andererseits mit dem ersten Sensorelement R1 und dem ersten Eingang (AD1) des Controllers 111 verbunden, um die Spannung der Spannungsquelle Vref zu teilen und das erste Signal V1 des ersten Sensorelements R1 an den ersten Eingang (AD1) zu senden.The first sensor element R1 is in a first position of the container 3 and may generate a first signal V1 according to the temperature change. The voltage divider resistor R11 is on the one hand with the voltage source Vref and on the other hand with the first sensor element R1 and the first input (AD1) of the controller 111 connected to divide the voltage of the voltage source Vref and to send the first signal V1 of the first sensor element R1 to the first input (AD1).

Das zweite Sensorelement R2 befindet sich in einer zweiten Position des Behälters 3, die höher ist als die erste Position, und kann entsprechend der Temperaturänderung ein zweites Signal V2 erzeugen. Der Spannungsteilerwiderstand R12 ist einerseits mit der Spannungsquelle Vref und andererseits mit dem zweiten Sensorelement R2 und dem zweiten Eingang (AD2) des Controllers 111 verbunden, um die Spannung der Spannungsquelle Vref zu teilen und das zweite Signal V2 des zweiten Sensorelements R2 an den zweiten Eingang (AD2) zu senden.The second sensor element R2 is in a second position of the container 3 , which is higher than the first position, and may generate a second signal V2 according to the temperature change. The voltage divider resistor R12 is on the one hand with the voltage source Vref and on the other hand with the second sensor element R2 and the second input (AD2) of the controller 111 connected to divide the voltage of the voltage source Vref and to send the second signal V2 of the second sensor element R2 to the second input (AD2).

Das dritte Sensorelement R3 befindet sich in einer dritten Position des Behälters 3, die höher ist als die zweite Position, und kann entsprechend der Temperaturänderung ein drittes Signal V3 erzeugen. Der Spannungsteilerwiderstand R13 ist einerseits mit der Spannungsquelle Vref und andererseits mit dem dritten Sensorelement R3 und dem dritten Eingang (AD3) des Controllers 111 verbunden, um die Spannung der Spannungsquelle Vref zu teilen und das dritte Signal V3 des dritten Sensorelements R3 an den dritten Eingang (AD3) zu senden.The third sensor element R3 is located in a third position of the container 3 , which is higher than the second position, and can generate a third signal V3 according to the temperature change. The voltage divider resistor R13 is connected on the one hand to the voltage source Vref and on the other hand to the third sensor element R3 and the third input (AD3) of the controller 111 connected to divide the voltage of the voltage source Vref and to send the third signal V3 of the third sensor element R3 to the third input (AD3).

Wenn die Flüssigkeit 2 die dritte Position, nämlich den vollen Flüsskigkeitsstand, erreicht, ist das Referenzsignal V0 anders als das dritte Signal V3, jedoch sind das erste Signal V1, das zweite Signal V2 und das dritte Signal V3 gleich. Dabei sind die Steuersignale Vo1 und Vo2 des Con trollers 111 Hochspannungssignale wie in der Tabelle 1, wodurch die beiden Wasserpumpen 21, 22 abgeschaltet werden.When the liquid 2 reaches the third position, namely the full liquid level, the reference signal V0 is different than the third signal V3, but the first signal V1, the second signal V2 and the third signal V3 are equal. The control signals Vo1 and Vo2 of the Con trollers 111 High voltage signals as in Table 1, whereby the two water pumps 21 . 22 be switched off.

Wie aus 2 ersichtlich ist, wenn die Flüssigkeit 2 die zweite Position aber nicht die dritte Position, nämlich den 2/3 Flüssigkeitsstand, erreicht, ist das Referenzsignal V0 gleich dem dritten Signal V3 und das erste Signal V1 gleich dem zweiten Signal V2, jedoch sind das erste und zweite Signal anders als das Referenzsignal V0. Dabei ist das Steuersignal Vo1 ein Hochspannungssignal und das Steuersignal Vo2 des Controllers 111 ein Niederspannungssignal wie in der Tabelle 1, wodurch die Wasserpumpe 21 abgeschaltet und die Wasserpumpe 22 angeschaltet wird.How out 2 it can be seen when the liquid 2 the second position but not the third position, namely the 2/3 liquid level reached, the reference signal V0 is equal to the third signal V3 and the first signal V1 equal to the second signal V2, but the first and second signals are different than the reference signal V0 , In this case, the control signal Vo1 is a high voltage signal and the control signal Vo2 of the controller 111 a low voltage signal as shown in Table 1, allowing the water pump 21 shut off and the water pump 22 is turned on.

Wie aus 3 ersichtlich ist, wenn die Flüssigkeit 2 die erste Position aber nicht die zweite Position, nämlich den 1/3 Flüssigkeitsstand, erreicht, sind das Referenzsignal V0, das zweite Signal V2 und das dritte Signal V3 gleich, jedoch ist das erste Signal V1 anders als das Referenzsignal V0. Dabei ist das Steuersignal Vo1 ein Niederspannungssignal und das Steuersignal Vo2 des Controllers 111 ein Hochspannungssignal wie in der Tabelle 1, wodurch die Wasserpumpe 21 angeschaltet und die Wasserpumpe 22 abgeschaltet wird.How out 3 it can be seen when the liquid 2 the first position but not the second position, namely the 1/3 liquid level, are reached, the reference signal V0, the second signal V2 and the third signal V3 are equal, but the first signal V1 is different than the reference signal V0. In this case, the control signal Vo1 is a low-voltage signal and the control signal Vo2 of the controller 111 a high voltage signal as shown in Table 1, causing the water pump 21 turned on and the water pump 22 is switched off.

Wie aus 4 ersichtlich ist, wenn die Flüssigkeit 2 leer ist, sind das Referenzsignal V0, das erste Signal V1, das zweite Signal V2 und das dritte Signal V3 gleich. Dabei sind die Steuersignale Vo1 und Vo2 des Controllers 111 Niederspannungssignale wie in der Tabelle 1, wodurch die beiden Wasserpumpen 21, 22 angeschaltet werden. Position der Flüssigkeit Verhältnis zwischen V1 und V2 Verhältnis zwischen Vo und Vo' dritte Position (voller Flüssigkeitsstand) V1 = V2 = V3 V3 ≠ V0 Vo1 = Hochspannungssignal (1) Vo2 = Hochspannungssignal (1) zweite Positon (2/3 Flüssigkeitsstand) V0 = V3 V1 = V2 ≠ V3 Vo1 = Hochspannungssignal (1) Vo2 = Niederspannungssignal (0) erste Positon (1/3 Flüssigkeitsstand) V0 = V2 = V3 V1 ≠ V0 Vo1 = Niederspannungssignal (0) Vo2 = Hochspannungssignal (1) keine Flüssigkeit V0 = V1 = V2 = V3 Vo1 = Niederspannungssignal (0) Vo2 = Niederspannungssignal (0) How out 4 it can be seen when the liquid 2 is empty, the reference signal V0, the first signal V1, the second signal V2 and the third signal V3 are equal. The control signals Vo1 and Vo2 of the controller 111 Low voltage signals as shown in Table 1, whereby the two water pumps 21 . 22 be turned on. Position of the liquid Ratio between V1 and V2 Relationship between Vo and Vo ' third position (full liquid level) V1 = V2 = V3 V3 ≠ V0 Vo1 = high voltage signal (1) Vo2 = high voltage signal (1) second position (2/3 liquid level) V0 = V3 V1 = V2 ≠ V3 Vo1 = high voltage signal (1) Vo2 = low voltage signal (0) first position (1/3 liquid level) V0 = V2 = V3 V1 ≠ V0 Vo1 = low voltage signal (0) Vo2 = high voltage signal (1) no liquid V0 = V1 = V2 = V3 Vo1 = low voltage signal (0) Vo2 = low voltage signal (0)

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung durch das Flüssigkeitsstand-Meßmodul 100, das ein erstes, zweites und drittes Sensorelement R1, R2, R3 enthält, die in unterschiedlicher Höhe des Behälters 3 angeordnet sind und entsprechend der Temperaturänderung ein erstes, zweites und drittes Signal erzeugen, den Flüssigkeitsstand im Behälter 2 messen kann.In summary, it should be noted that the invention by the liquid level measuring module 100 , which contains a first, second and third sensor element R1, R2, R3, in different height of the container 3 are arranged and generate a first, second and third signal according to the change in temperature, the liquid level in the container 2 can measure.

Die vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung. Bezugszeichenliste 100 Flüssigkeitsstand-Meßmodul 1 Meßeinheit 111 Controller 2 Flüssigkeit 3 Behälter 200 Flüssigkeitspumpe 21, 22 Wasserpumpe R10, R11, R12, R13 Spannungsteilerwiderstand R0 Raumtemperatur-Sensorelement R1, R2, R3 erstes, zweites, drittes Sensorelement V0 Referenzsignal V1, V2, V3 erstes, zweites, drittes Signal Vo1, Vo2 Steuersignal Vref Spannungsquelle The foregoing description represents only a preferred embodiment of the invention and is not intended to serve as a definition of the limits and scope of the invention. All equivalent changes and modifications are within the scope of this invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS 100 Liquid level measurement module 1 measuring unit 111 controller 2 liquid 3 container 200 liquid pump 21 . 22 water pump R10 . R11 . R12 . R13 Voltage divider resistor R0 Room temperature sensor element R1 . R2 . R3 first, second, third sensor element V0 reference signal V1 . V2 . V3 first, second, third signal Vo1 . Vo2 control signal Vref voltage source

Claims

Liquid level measuring module, which determines the level of a liquid ( 2 ) in a container ( 3 ), whereby the temperature of the liquid ( 2 ) is different than the room temperature, comprising a room temperature sensor element (R0), which generates a reference signal (V0), a first sensor element (R1), which in a predetermined position of the container (R0) 3 ) is arranged and generates according to the change in temperature, a first signal (V1), and a measuring unit ( 1 ), which is a controller ( 111 ) which has, according to the sensor elements, a plurality of inputs (AD0, AD1, AD2, AD3) and at least one output (Vo1, Vo2), the inputs being connected to the room temperature sensor element (R0) and the first sensor element (R1), whereby the reference signal (V0) and the first signal (V1) to the controller ( 111 ), which compares the reference signal (V0) and the first signal (V1) with each other and a corresponding control signal by the Output outputs.

Liquid level measuring module according to claim 1, characterized in that the controller ( 111 ) is a digital-to-analog converter.

Liquid level measuring module according to claim 2, characterized in that the measuring unit (1) contains two voltage divider resistors (R10, R11), wherein the voltage divider resistor R10 on the one hand with a voltage source (Vref) and on the other hand with the room temperature sensor element (R0) and the reference input ( AD0) of the controller ( 111 ) is connected to divide the voltage of the voltage source (Vref) and the reference signal (V0) of the room temperature sensor element (R0) to the reference input (AD0) of the controller ( 111 ), wherein the voltage divider resistor R11 on the one hand with a voltage source (Vref) and on the other hand with the first sensor element (R1) and the first input (AD1) of the controller ( 111 ) is connected to divide the voltage of the voltage source (Vref) and the first signal (V1) of the first sensor element (R1) to the first input (AD1) of the controller ( 111 ) to send.

Liquid level measuring module after Claim 1, characterized in that the first sensor element (R1) a heat sensitive resistance with positive or negative temperature coefficient.

Liquid level measuring module according to claim 1, characterized in that the container ( 3 ) is a container of a portable battery.

Liquid supply system, which, according to the liquid level in a container ( 3 ) the liquid ( 2 ), the temperature of the liquid ( 2 ) is different than the room temperature, consisting of a liquid level measuring module ( 100 ), comprising a room temperature sensor element (R0) which generates a reference signal (V0), a first sensor element (R1) which is in a predetermined position of the container (R0). 3 ) is arranged and generates according to the change in temperature, a first signal (V1), and a measuring unit ( 1 ), which is a controller ( 111 ) which has, according to the sensor elements, a plurality of inputs (AD0, AD1, AD2, AD3) and at least one output (Vo1, Vo2), the inputs being connected to the room temperature sensor element (R0) and the first sensor element (R1), whereby the reference signal (V0) and the first signal (V1) to the controller ( 111 ), which compares the reference signal (V0) and the first signal (V1) with each other and outputs a corresponding control signal through the output, and a liquid pump ( 200 ), which are controlled by the control signal and the liquid ( 2 ) in the container ( 3 ) can pump.

Liquid supply system according to claim 6, characterized in that the controller ( 111 ) is a digital-to-analog converter.

Liquid supply system according to claim 7, characterized in that the measuring unit ( 1 ) contains two voltage divider resistors (R10, R11), wherein the voltage divider resistor R10 on the one hand with a voltage source (Vref) and on the other hand with the room temperature sensor element (R0) and the reference input (AD0) of the controller ( 111 ) is connected to divide the voltage of the voltage source (Vref) and the reference signal (V0) of the room temperature sensor element (R0) to the reference input (AD0) of the controller ( 111 ), wherein the voltage divider resistor R11 on the one hand with a voltage source (Vref) and on the other hand with the first sensor element (R1) and the first input (AD1) of the controller ( 111 ) is connected to divide the voltage of the voltage source (Vref) and the first signal (V1) of the first sensor element (R1) to the first input (AD1) of the controller ( 111 ) to send.

Liquid supply system according to claim 6, characterized in that the first sensor element (R1) a heat sensitive resistance with positive or negative temperature coefficient.