DE102007028217A1

DE102007028217A1 - Ultrasonic level gauge with level detection

Info

Publication number: DE102007028217A1
Application number: DE102007028217A
Authority: DE
Inventors: Thomas Volkwein; Markus Urich
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2009-01-02
Also published as: WO2008154975A1; EP2160575A1; AU2008266557A1; WO2008154975A8; KR20100013309A

Abstract

Bei einer Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung ist eine Trageinrichtung (6) vorgesehen, die einen Ultraschallwandler (9) sowie einen Grenzstandsreflektor (10) trägt. Ein Ventilkopf (5) dient als Halterung zum Halten der Trageinrichtung (6) an einer Wand eines Behälters (1). Die Trageinrichtung (6) ist über ihren Verlauf an wenigstens zwei, insbesondere an drei Stellen zwischen der Halterung (5) und dem Ultraschallwandler (9) gekrümmt. Durch geeignete Anordnung von geraden Abschnitten und Krümmungsstellen ist es möglich, dass die Trageinrichtung (6) zusammen mit dem Ultraschallwandler (9) und dem Grenzstandsreflektor (10) durch eine bereits vorhandene Öffnung (3) in den Behälter (1) eingeführt werden kann, ohne dass bauliche Änderungen an dem Behälter (1) vorgenommen werden müssen.In an ultrasonic fill level measuring device, a carrying device (6) is provided which carries an ultrasonic transducer (9) and a limit level reflector (10). A valve head (5) serves as a holder for holding the carrying device (6) on a wall of a container (1). The support means (6) is curved over its course at least two, in particular at three points between the holder (5) and the ultrasonic transducer (9). By suitable arrangement of straight sections and points of curvature, it is possible that the support means (6) together with the ultrasonic transducer (9) and the limit level reflector (10) can be inserted through an already existing opening (3) in the container (1), without that structural changes to the container (1) must be made.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter mit Hilfe von Ultraschallsignalen.The The invention relates to a device for detecting a level a liquid in a container with the help of ultrasonic signals.

Aus der EP 1 748 285 A1 ist eine Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung mit Grenzstandserkennung bekannt, bei der mit Hilfe von Ultraschallsignalen, die in die Flüssigkeit gesendet werden, sowohl der aktuelle Füllpegel als auch das Erreichen eines Grenzstandspegels zuverlässig detektiert werden kann. Zu diesem Zweck werden Ultraschallwellen von einem Ultraschallgeber jeweils von unten und außen durch eine Wandung des Behälters in die Flüssigkeit hinein gesendet, wobei keine elektrische Signalübertragung in das Innere des Behälters erfolgt. Vielmehr werden die Signale jeweils ausschließlich an der Außenseite des Behälters erfasst.From the EP 1 748 285 A1 is an ultrasonic level measuring device with level detection is known in which by means of ultrasonic signals that are sent into the liquid, both the current filling level and the achievement of a level limit can be reliably detected. For this purpose, ultrasonic waves are transmitted from an ultrasound generator respectively from below and outside through a wall of the container into the liquid, wherein no electrical signal transmission takes place in the interior of the container. Rather, the signals are detected only on the outside of the container.

Der Ultraschallwandler gibt dabei ein Ultraschallsignal in einen sich vertikal gerade nach oben erstreckenden Rohrabschnitt ab. Das Ultraschallsignal wird an der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und wieder zum Ultraschallwandler zurückgesandt, so dass aufgrund der Laufzeit des Ultraschallsignals die Höhe des Flüssigkeitspegels und damit der Füllstand bestimmt werden kann. Zusätzlich kann in dem Rohrabschnitt ein Ultraschallreflektor, zum Beispiel ein Blechelement in einer Höhe angeordnet werden, die einem maximalen Füllstand (Grenzstand) entsprechen soll. Wenn der Flüssigkeitspegel in dem Behälter soweit angestiegen ist, dass der Ultraschallreflektor vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist, wird ein stabiles, im Wesentlichen konstantes Ultraschallecho erzeugt, was sich deutlich von dem von der Flüssigkeitsoberfläche abgegebenen Echo unterscheidet. Anhand dieses Echos ist feststellbar, dass der Füllstandspegel der Flüssigkeit wenigstens das Höhenniveau des Ultraschallreflektors erreicht hat.Of the Ultrasonic transducer is an ultrasonic signal in a vertically straight upwards extending pipe section. The ultrasound signal is reflected at the liquid surface and sent back to the ultrasound transducer, so that due to the duration of the ultrasonic signal, the height of the Liquid level and thus determines the level can be. In addition, in the pipe section, an ultrasonic reflector, For example, a sheet metal element arranged at a height which correspond to a maximum level (limit level) should. When the liquid level in the container has risen so far that the ultrasonic reflector completely immersed in the liquid becomes a stable, essentially constant ultrasound echo generated, which is clearly from that discharged from the liquid surface Echo is different. Based on this echo, it can be seen that the Level of the liquid at least the height level of the ultrasonic reflector has reached.

Bei einigen der in der EP 1 748 285 A1 gezeigten Ausführungsformen wird daher der Ultraschallwandler außen an dem Behälter angebracht, während ein oder mehrere Ultraschallreflektoren im Inneren des Behälters zu platzieren sind. Um eine zuverlässige Funktion zu erreichen, müssen der Ultraschallwandler und die Reflektoren hinsichtlich ihrer Position und Ausrichtung präzise aufeinander abgestimmt werden. Dies erfordert einen gewissen Justierungsaufwand.For some of the in the EP 1 748 285 A1 In embodiments shown, therefore, the ultrasonic transducer is attached to the outside of the container while one or more ultrasonic reflectors are to be placed inside the container. In order to achieve a reliable function, the ultrasonic transducer and the reflectors must be precisely matched with respect to their position and orientation. This requires a certain adjustment effort.

In der EP 1 748 285 A1 ist darüber hinaus eine Variante beschrieben, bei der eine Baugruppe, bestehend aus einem Ultraschallwandler, einem auf dem Niveau des Grenzstandspegels angebrachten Ultraschallreflektor und ein diese Bauelemente tragender Träger als eine Einheit von unten in den Behälter eingeführt und entsprechend befestigt werden kann. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, dass unten an dem Behälter ein entsprechender Befestigungsflansch vorgesehen ist. Üblicherweise sind jedoch derartige Behälter, insbesondere zum Beispiel Flüssiggastanks bzw. Autogastanks nicht an der Unterseite mit einem geeigneten Befestigungsflansch versehen. Daher muss gegebenenfalls ein derartiger Flansch mit zugehöriger Öffnung zusätzlich vorgesehen werden.In the EP 1 748 285 A1 Furthermore, a variant is described in which an assembly consisting of an ultrasonic transducer, an attached at the level of the level level ultrasonic reflector and a support carrying these components carrier can be inserted as a unit from below into the container and secured accordingly. For this purpose, it is necessary that a corresponding mounting flange is provided at the bottom of the container. Usually, however, such containers, in particular, for example, liquid gas tanks or car gas tanks are not provided on the underside with a suitable mounting flange. Therefore, if necessary, such a flange with associated opening must be additionally provided.

Bei einem bekannten Flüssiggastank, wie zum Beispiel einem Autogastank, befindet sich eine Öffnung zum Anschließen von Ventilen, Leitungen und Armaturen üblicherweise im oberen Bereich seitlich am Tank oder an der Oberseite.at a known liquefied gas tank, such as a Autogas tank, there is an opening for connection of valves, pipes and fittings usually in the upper area at the side of the tank or at the top.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung vorzusehen, die auch nachträglich an einem üblichen Flüssigkeitsbehälter eingesetzt werden kann und bei der eine Ausrichtung und Justierung von Ultraschallwandler und Grenzstandsreflektor nicht erforderlich ist.Of the Invention is based on the object, an ultrasonic level measuring device be provided, which also subsequently to a usual Liquid container can be used and in the alignment and adjustment of ultrasonic transducers and Point level reflector is not required.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The The object is achieved by a device solved according to claim 1. Advantageous embodiments of Invention are given in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter weist einen Ultraschallsender zum Senden von Ultraschallsignalen in die Flüssigkeit, einen Ultraschallempfänger zum Empfangen von wenigstens von einer Oberfläche der Flüssigkeit reflektierten Ultraschallsignalen, eine sich längs erstreckende Trageinrichtung zum Tragen des Ultraschallsenders und des Ultraschallempfängers im Inneren des Behälters und eine Halterung zum Halten der Trageinrichtung an einer Wand des Behälters auf. Dabei ist erfindungsgemäß die Trageinrichtung an wenigstens zwei Stellen zwischen der Halterung und dem Ultraschallsender gekrümmt.A Inventive device for detecting a Level of a liquid in a container has an ultrasonic transmitter for transmitting ultrasonic signals into the liquid, an ultrasonic receiver for receiving at least one surface of the liquid reflected ultrasound signals, a longitudinally extending Carrying device for carrying the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver inside the container and a holder for holding the carrying device on a wall of the container. there is according to the invention, the support means at least two locations between the bracket and the ultrasonic transmitter curved.

Der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger können selbstverständlich – wie häufig der Fall – eine bauliche Einheit in Form eines Ultraschallwandlers bilden. Wenn daher nachfolgend von einem Ultraschallsender gesprochen wird, soll dies auch immer die Variante einer Kombination aus Sender und Empfänger umfassen.Of the Ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver can Of course - as is often the case - one Form structural unit in the form of an ultrasonic transducer. If Therefore, it will be discussed below of an ultrasonic transmitter This is always the variant of a combination of transmitter and receiver include.

Während beim Stand der Technik die Trageinrichtung in Form eines von der Unterseite in den Behälter eingeführten, gerade gerichteten Rohrs ausgebildet ist, ist bei der Erfindung die Trageinrichtung an wenigstens zwei Stellen gekrümmt. Dabei erstreckt sich die Trageinrichtung entlang ihrer Länge, so dass sie zum Beispiel eine wenigstens teilweise röhrenartige Längserstreckung aufweist.While in the prior art, the support means in the form of one of Bottom inserted in the container, straight directed pipe is formed in the invention, the support device curved in at least two places. It extends the carrying device along its length, so that they to Example, an at least partially tubular longitudinal extent having.

Aufgrund der beiden Krümmungsstellen ist – bei entsprechender Ausgestaltung – die Trageinrichtung zusammen mit dem Ultraschallsender und gegebenenfalls einem ebenfalls von der Trageinrichtung getragenen Ultraschallreflektor durch eine beliebige, bereits an dem Behälter vorhandene Öffnung in das Innere des Behälters einzuführen und dort in geeigneter Weise auszurichten, ohne dass nachfolgend noch der Ultraschallsender und der Ultraschallreflektor zueinander ausgerichtet und justiert werden müssen.by virtue of the two curvature points is - if appropriate Design - the support device together with the ultrasonic transmitter and optionally also carried by the carrying device Ultrasonic reflector by any, already on the container existing opening in the interior of the container introduce and properly align it there, without subsequently the ultrasonic transmitter and the ultrasonic reflector aligned and adjusted to each other.

Die Trageinrichtung kann dementsprechend stab- oder röhrenartig ausgebildet sein.The Carrying device can accordingly rod or tube-like be educated.

Die Krümmungen an den Krümmungsstellen können winklig, also relativ kantig, oder bogenförmig ausgebildet sein. Hier werden in erster Linie Fertigungsgesichtspunkte zu berücksichtigen sein.The Curvatures at the points of curvature can angled, so relatively edged, or arc-shaped be. Here are primarily manufacturing aspects to consider be.

Der Behälter kann ein Autogastank zur Aufnahme von Flüssiggas sein und eine toroidale oder zylindrische Form aufweisen.Of the Tank can be a car gas tank for holding LPG be and have a toroidal or cylindrical shape.

Bei einer Ausführungsform weist die Trageinrichtung in ihrem Längsverlauf drei Krümmungsstellen auf, nämlich eine der Position des Ultraschallsenders am nächsten liegende erste Krümmungsstelle, eine zweite Krümmungsstelle mit gleicher Krümmungsrichtung wie die erste Krümmungsstelle und eine zwischen der zweiten Krümmungsstelle und der Halterung vorgesehene dritte Krümmungsstelle mit einer zur zweiten Krümmungsstelle entgegen gesetzten Krümmungsrichtung. Somit wird in dem Verlauf der Trageinrichtung, gesehen von der Position des Ultraschallsenders aus, zunächst eine erste Krümmungsstelle mit einer ersten Krümmungsrichtung vorgesehen, an die sich – zum Beispiel nach einem geraden Abschnitt der Trageinrichtung – eine zweite Krümmungsstelle mit gleicher Krümmungsrichtung wie an der ersten Krümmungsstelle anschließt. Die im weiteren Verlauf vorgesehene dritte Krümmungsstelle liegt demgemäß zwischen der zweiten Krümmungsstelle und der Halterung und weist eine zu der zweiten und zu der ersten Krümmungsstelle entgegengesetzte Krümmungsrichtung auf.at According to one embodiment, the carrying device is in its Longitudinal course on three points of curvature, namely one of the positions of the ultrasonic transmitter closest first point of curvature, a second point of curvature with the same direction of curvature as the first point of curvature and one between the second point of curvature and the support provided third curvature with one to the second Curvature point opposite direction of curvature. Thus, in the course of the carrying device, viewed from the position of the ultrasonic transmitter, first a first point of curvature provided with a first direction of curvature, to which - Example after a straight section of the support - a second point of curvature with the same direction of curvature as connects at the first point of curvature. The im further course provided third curvature is located accordingly between the second point of curvature and the bracket and has one to the second and to the first Curvature point opposite direction of curvature on.

Dieser Aufbau der Trageinrichtung ermöglicht es, die gesamte Trageinrichtung in besonders einfacher Weise durch eine im oberen seitlichen Bereich des Behälters vorgesehene Öffnung einzuführen und danach in der gewünschten Weise auszurichten.This Structure of the carrying device allows the entire carrying device in a particularly simple manner by an upper side area to introduce the container provided opening and then align in the desired manner.

Dazu kann es zweckmäßig sein, dass die Krümmungsrichtung an der dritten Krümmungsstelle, bezogen auf eine Einbausituation des Behälters, nach oben gerichtet ist, derart, dass ein zwischen der dritten und der zweiten Krümmungsstelle verlaufender Trägerabschnitt (Abschnitt der Trageinrichtung) nach oben gerichtet ist.To It may be appropriate that the direction of curvature at the third point of curvature, based on a mounting situation of the container, is directed upward, such that a extending between the third and the second point of curvature Carrier section (section of the support device) upwards is directed.

Ein sich zwischen der zweiten und der ersten Krümmungsstelle erstreckender Trägerabschnitt kann dann im Wesentlichen horizontal gerichtet sein. Er verläuft durch die Gestaltung der Krümmungsstellen und der gerade verlaufenden Trägerabschnitte in Wandnähe des Behälters, das heißt in der Nähe und parallel zum Boden oder zu der Oberseite des Behälters. Selbstverständlich sind auch andere Verlaufsrichtungen möglich.One between the second and the first point of curvature extending support portion may then substantially be directed horizontally. He walks through the design the curvature points and the straight support sections near the wall of the container, that is near and parallel to the ground or to the top of the container. Of course, there are others too Course directions possible.

Die Trageinrichtung kann wenigstens abschnittsweise rohrförmig ausgebildet sein, wobei wenigstens eine der Krümmungsstellen in einem rohrförmigen Abschnitt der Trageinrichtung vorhanden sein kann. In einer einfachen Ausführungsform ist die Trageinrichtung vollständig als Rohr ausgebildet, das an den Krümmungsstellen in entsprechender Weise gebogen ist.The Carrying device can at least partially tubular be formed, wherein at least one of the curvature points be present in a tubular portion of the support device can. In a simple embodiment, the carrying device is completely formed as a tube at the points of curvature is bent in a corresponding manner.

An ihrem der Halterung entgegengesetzt gelegenen Ende kann die Trageinrichtung einen sich im Inneren des Behälters im Wesentlichen vertikal erstreckenden, geraden Rohrabschnitt aufweisen. Dieser vertikale Rohrabschnitt ist in besonderer Weise geeignet, den Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter zu erfassen und gegebenenfalls auch das Erreichen eines Grenzstands zu detektieren, wie dies in der EP 1 748 285 A1 bereits beschrieben ist. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, dass sich der „vertikale" Rohrabschnitt exakt vertikal erstreckt. Er kann auch bezüglich der Vertikalen geneigt sein. Entscheidend ist es, dass sich der Rohrabschnitt über einen größeren Bereich zwischen der Unterseite des Behälters und dessen Oberseite erstreckt.At its end opposite the holder, the carrying device may have a straight pipe section extending substantially vertically inside the container. This vertical pipe section is particularly suitable to detect the level of the liquid in the container and, where appropriate, to detect the reaching of a limit level, as shown in the EP 1 748 285 A1 already described. However, it is not absolutely necessary that the "vertical" pipe section extend exactly vertically, but it may also be inclined with respect to the vertical It is crucial that the pipe section extends over a larger area between the bottom of the tank and its top.

Zu diesem Zweck ist es sinnvoll, dass das Innere des Rohrabschnitts in kommunizierender Verbindung mit der Flüssigkeit in dem Behälter steht. Dadurch entspricht der Flüssigkeitspegel in dem Rohrabschnitt dem Flüssigkeitspegel im Rest des Behälters. Eventuelle Schaukelbewegungen in der Flüssigkeit, die zum Beispiel durch ein Beschleunigen oder Verzögern eines den Behälter als Autogastank aufweisenden Kraftfahrzeugs entstehen, werden jedoch im Inneren des Rohrabschnitts beruhigt, so dass dort eine gleichmäßigere Messung des Füllstands möglich ist.To For this purpose, it makes sense that the interior of the pipe section in communication with the liquid in the Container stands. This corresponds to the liquid level in the pipe section the liquid level in the rest of the Container. Possible rocking movements in the liquid, which, for example, by accelerating or decelerating a motor vehicle having the container as a car gas tank arise, but are calmed inside the pipe section, so that there is a more even measurement of the level is possible.

Der Rohrabschnitt kann an seiner Innenseite aus Kunststoff oder Kautschuk bestehen. Zu diesem Zweck kann der Rohrabschnitt durch ein Rohr aus Kunststoff oder Kautschuk oder durch ein Metallrohr mit einem innen liegenden Rohr aus Kunststoff oder Kautschuk gebildet werden. Ebenso ist es möglich, ein Metallrohr auf seiner Innenseite mit Kunststoff oder Kautschuk zu beschichten. Es hat sich herausgestellt, dass die Ultraschallweiterleitung in der Flüssigkeit in dem vertikalen Rohrabschnitt besonders effizient erfolgt, wenn das Rohrmaterial selbst aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyamid oder Polyoxymethylen, oder aus einem Kautschuk besteht. Das Metallrohr, das gegebenenfalls das Kunststoff- oder Kautschukrohr umgibt, erhöht die mechanische Stabilität.The pipe section may consist of plastic or rubber on its inside. For this purpose, the pipe section may be formed by a pipe made of plastic or rubber or by a metal pipe with an inner tube made of plastic or rubber. It is also possible to coat a metal pipe on its inside with plastic or rubber. It has been found that the ultrasound propagation in the liquid in the vertical tube section is particularly ef takes place when the pipe material itself consists of a plastic, for example polyamide or polyoxymethylene, or of a rubber. The metal tube, which optionally surrounds the plastic or rubber tube, increases the mechanical stability.

Der Ultraschallsender kann in einem unteren Bereich des vertikalen Rohrabschnitts angeordnet sein, so dass er direkt Ultraschallsignale in den Rohrabschnitt senden kann.Of the Ultrasonic transmitter can be located in a lower area of the vertical pipe section be arranged so that it directly sends ultrasonic signals into the pipe section can send.

Die erste Krümmungsstelle kann am oberen oder unteren Ende des geraden Rohrabschnitts vorgesehen sein, woraus sich dann unterschiedliche Gestaltungen der Trageinrichtung ergeben, um sie durch die seitliche Öffnung in das Innere des Behälters einführen zu können.The first curvature may be at the top or bottom be provided of the straight pipe section, resulting in different designs give the support means to them through the side opening to be able to introduce into the interior of the container.

Die Krümmungswinkel an den Krümmungsstellen können zum Beispiel derart bemessen sein, dass der zwischen der dritten und der zweiten Krümmungsstelle verlaufende Trägerabschnitt im Wesentlichen parallel zu dem vertikalen Rohrabschnitt bzw. in einem Winkel von etwa 20° bis 45° zu diesem verläuft.The Curvature angle at the points of curvature can for example, be such that the one between the third and the second curvature point extending support portion substantially parallel to the vertical pipe section or in an angle of about 20 ° to 45 ° to this runs.

Wenigstens eine der Krümmungsstellen kann durch ein Übergangs-Winkelstück gebildet werden. In diesem Fall ist die Trageinrichtung nicht als ein einziges Rohrelement ausgestaltet, sondern wird durch mehrere Elemente gebildet, die zum Beispiel durch ein oder mehrere Übergangs-Winkelstücke miteinander verbunden werden. Das Winkelstück ermöglicht entweder einen gebogenen oder aber auch eine scharfkantige, winklige Änderung der Erstreckungsrichtung.At least One of the points of curvature may be through a transition elbow be formed. In this case, the carrying device is not as a single pipe element designed, but is characterized by several elements formed, for example, by one or more transition elbows with each other get connected. The elbow allows either a bent or a sharp-edged, angular change the extension direction.

Das Übergangs-Winkelstück kann an der ersten Krümmungsstelle vorgesehen sein, wobei der Ultraschallsender in dem Übergangs-Winkelstück angeordnet ist. Dies ermöglicht es, den Ultraschallsender in einfacher Weise in die Trageinrichtung einzubauen.The transition elbow may be provided at the first point of curvature, wherein the ultrasonic transmitter is located in the transition elbow is. This makes it possible to make the ultrasound transmitter easier Way in the support device to install.

Weiterhin kann der Ultraschallsender im Wesentlichen horizontal gerichtete Ultraschallwellen erzeugen, die durch eine zwischen dem Ultraschallsender und dem vertikalen Rohrabschnitt angeordnete Umlenkeinrichtung in den sich vertikal erstreckenden Rohrabschnitt gelenkt werden. Die Ausrichtung des Ultraschallsenders derart, dass zunächst horizontal gerichtete Ultraschallwellen erzeugt werden, ermöglicht es, dass sich keine Verschmutzungen auf dem Ultraschallsender ablagern können. Herabsinkende Partikel in der Flüssigkeit können sich auf der dann vertikal ausgerichteten Senderfläche nicht ablagern, sondern sinken weiter bis zum Boden des Behälters. Die horizontal gerichteten Ultraschallwellen werden dann über die Umlenkeinrichtung, zum Beispiel über einen Spiegel, unmittelbar in den vertikalen Rohrabschnitt gelenkt und können so zur Messung genutzt werden.Farther For example, the ultrasonic transmitter may be directed substantially horizontally Generate ultrasonic waves through an ultrasonic transmitter and the vertical pipe section arranged deflection in the vertically extending pipe section are steered. The Alignment of the ultrasonic transmitter such that first horizontally directed ultrasonic waves are generated allows it, that no dirt deposits on the ultrasonic transmitter can. Falling particles in the liquid can be on the then vertically oriented transmitter surface do not deposit, but continue to sink to the bottom of the container. The horizontally directed ultrasonic waves are then over the deflection device, for example via a mirror, directed directly into the vertical pipe section and can be used for measurement.

Unterhalb von dem Ultraschallsender kann eine Umlenkeinrichtung vorgesehen sein, zum seitlichen Weglenken von Ultraschallwellen, die von dem Ultraschallsender nach unten abgegeben werden. Auf diese Weise können Ultraschallwellen, die nicht unmittelbar zu Messzwecken genutzt und daher in das Innere des vertikalen Rohrabschnitts geführt werden, derart gestreut bzw. von dem Ultraschallsender und -empfänger weggeführt werden, dass sie das Messergebnis kaum beeinträchtigen können.Below a deflection device can be provided by the ultrasonic transmitter be for lateral deflection of ultrasonic waves from the ultrasonic transmitter be delivered down. In this way, ultrasonic waves, which are not used directly for measurement purposes and therefore in the interior of the vertical pipe section, so scattered or led away from the ultrasonic transmitter and receiver be that they hardly affect the measurement result can.

In dem Rohrabschnitt oberhalb von dem Ultraschallsender kann – wie oben bereits erwähnt – ein als Festkörper ausgebildeter, ebenfalls von der Trageinrichtung getragener Ultraschallreflektor in einer Höhe angeordnet sein, die im Wesentlichen einem vorgegebenen Grenzstandpegel der Flüssigkeit in dem Behälter entspricht. Es können auch mehrere Ultraschallreflektoren in entsprechender Weise mit unterschiedlicher Höhe vorgesehen sein, um mehrere deutliche Ultraschallechos zu erhalten und daraus Rückschlüsse darauf ziehen zu können, welcher der Reflektoren bereits in die Flüssigkeit eingetaucht ist und welcher noch nicht. Anhand der klaren Ultraschallechos kann zuverlässig erkannt werden, wie hoch der Flüssigkeitspegel im Behälter sein muss, ohne dass ein Ultraschallecho von der Flüssigkeitsoberfläche berücksichtigt werden müsste.In the pipe section above the ultrasonic transmitter can - like already mentioned above - one as a solid trained, also supported by the support device ultrasonic reflector be arranged at a height that is substantially a given Level limit of the liquid in the container equivalent. There may also be multiple ultrasound reflectors provided in a corresponding manner with different height to obtain several distinct ultrasonic echoes and conclusions to be able to draw on which of the reflectors already is immersed in the liquid and which not yet. With the help of the clear ultrasonic echoes can be reliably detected be how high the liquid level in the container must be without emitting an ultrasonic echo from the liquid surface would have to be considered.

Die Trageinrichtung kann, insbesondere wenn sie rohrförmig ausgebildet ist, aus Metall, Kunststoff oder Kautschuk bestehen.The Carrying device can, especially if they are tubular is formed, made of metal, plastic or rubber.

Der Behälter kann in einem oberen und/oder seitlichen Bereich eine Öffnung aufweisen, an der die Halterung befestigbar ist und durch die die Trageinrichtung zusammen mit dem Ultraschallsender, dem Ultraschallempfänger und dem Ultraschallreflektor sowie gegebenenfalls Umlenkeinrichtungen für die Ultraschallsignale in das Innere des Behälters einführbar ist. Somit wird die Trageinrichtung als Baugruppe zunächst vollständig außerhalb des Behälters bestückt und die Komponenten aufeinander abgestimmt. Nachdem die Komponenten zueinander ausgerichtet worden sind und nach gegebenenfalls erforderlichen Funktionstests wird schließlich die Trageinrichtung als Baugruppe mit allen Komponenten durch die Öffnung eingeführt. Aufgrund der Krümmungsstellen kann durch geeignete Drehung nacheinander die Trageinrichtung vollständig in das Innere des Behälters eingeführt und dort ausgerichtet werden. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass der vertikale Rohrabschnitt sich auch tatsächlich vertikal bzw. mit der beabsichtigten Neigung im Inneren des Behälters erstreckt.Of the Container may be in an upper and / or lateral area have an opening on which the holder can be fastened and by which the carrying device together with the ultrasonic transmitter, the ultrasonic receiver and the ultrasonic reflector as well optionally deflection devices for the ultrasonic signals is inserted into the interior of the container. Consequently the support device is initially complete as an assembly populated outside the container and the components matched. After the components have been aligned with each other and as necessary Functional tests will eventually be the carrying device as Assembly with all components inserted through the opening. Due to the curvature can by suitable rotation one after the other the carrying device completely into the interior introduced the container and aligned there become. This can be achieved in particular that the vertical Pipe section is actually vertical or with the intended inclination extends inside the container.

Die Öffnung im Behälter kann darüber hinaus eine Öffnung zum Befestigen eines Ventilkopfs sein, wobei der Ventilkopf ein Überdruckrohr zum Ableiten eines Überdrucks im Behälter und/oder ein Entnahmerohr zum Entnehmen von Flüssigkeit aus dem Behälter halten kann. Der Ventilkopf kann daher zunächst ein an sich bekannter Ventilkopf sein, wie er bei Autogastanks genutzt wird. Zusätzlich kann der Ventilkopf jetzt aber auch die Halterung bilden und daher die Trageinrichtung mit den Ultraschall-Komponenten halten.The opening in the container can also have an opening for securing a valve head, the valve head being an overpressure tube for deriving an overpressure in the container and / or a sampling tube for removing liquid from the Can hold containers. The valve head can therefore first be a known valve head, as he used in car gas tanks becomes. In addition, the valve head but now also the Holder form and therefore the support device with the ultrasonic components hold.

Das Überdruckrohr und/oder das Entnahmerohr können aus einem elastisch verformbaren Material bestehen, so dass sie beim Einführen der Trageinrichtung entsprechend biegbar sind, um die erforderlichen Dreh- und Schiebebewegungen mitmachen zu können, die zum Einführen der Trageinrichtung erforderlich sind.The overpressure pipe and / or the sampling tube may be made of an elastically deformable Material exist, allowing them when inserting the carrying device are bendable to the required rotational and sliding movements to be able to join in, to insert the carrying device required are.

Bei einer Ausführungsform verläuft das Überdruckrohr parallel zu der Trageinrichtung, während das Entnahmerohr aus einem elastisch verformbaren Material besteht. Das Überdruckrohr kann dann aus einem steifen, nicht oder nur wenig verformbaren Material gefertigt sein, da es beim Einführen in den Behälter die gleichen Bewegungen wie die ebenfalls steife Trageinrichtung vollzieht. Da aber das Überdruckrohr den gleichen Verlauf wie die Trageinrichtung einnimmt und daher auch die gleichen Krümmungsstellen an den gleichen Stellen wie die Trageinrichtung aufweist, lässt sich auch das Überdruckrohr ohne weiteres platzieren.at In one embodiment, the overpressure tube extends parallel to the carrying device while the sampling tube consists of an elastically deformable material. The overpressure pipe can then be made of a stiff, non or little deformable material be made as it is inserted into the container the same movements as the also stiff carrying device takes place. But since the pressure pipe the same course as the carrying device occupies and therefore also the same points of curvature in the same places as the support means, leaves the pressure pipe can easily be placed.

Der Ultraschallwandler kann einen an sich bekannten piezoelektrischen Schwinger aufweisen.Of the Ultrasonic transducer can be a known piezoelectric Having oscillators.

Dabei kann der piezoelektrische Schwinger zwei Elektroden und eine dazwischen angeordnete Isolationsstrecke aufweisen, wobei die Isolationsstrecke mit wenigstens einem vorbestimmten ohmschen Widerstand bestückt ist, der die beiden Elektroden überbrückt. Im Falle einer Zerstörung des Schwingers durch einen Bruch, beispielsweise durch mechanische oder thermische Einflüsse von außen, kann eine Hochspannung bzw. eine Zündfunken erzeugt werden. Dies stellt bei einer Anwendung in explosionsgefährdeten Atmosphären, also beispielsweise bei Flüssiggastanks ein Problem dar. Dadurch, dass auf die Elektroden bzw. die Piezokeramik ein oder mehrere ohmsche Widerstände aufgebracht werden, kann im Falle eines Bruchs die Bruchspannung abgeleitet und das Entstehen eines Zündfunkens verhindert werden. Zumindest kann erreicht werden, dass die auftretenden Energien zu gering für eine Zündung werden.there For example, the piezoelectric vibrator may have two electrodes and one in between having arranged isolation path, wherein the insulation gap equipped with at least one predetermined ohmic resistance is that bridges the two electrodes. in the Case of destruction of the vibrator by a break, for example due to mechanical or thermal influences from the outside, can be a high voltage or a spark be generated. This poses when used in potentially explosive atmospheres Atmospheres, so for example in liquefied gas tanks This is a problem. Due to the fact that the electrodes or the piezoceramic one or more ohmic resistors are applied, In case of breakage, the breaking stress can be dissipated and the Emergence of a spark can be prevented. At least can be achieved that the energies occurring too low for a Ignition will be.

Der oder die ohmschen Widerstände können alternativ auch mittels einer definierten schwach leitenden Dickschicht zwischen den Elektroden realisiert werden.Of the or the ohmic resistors may alternatively also by means of a defined weakly conductive thick film between the electrodes are realized.

Ebenso ist es möglich, dass zusätzlich oder alternativ zu dem auf der Isolationsstrecke vorgesehenen ohmschen Widerstand ein ohmscher Widerstand vorgesehen ist, der Signalleitungen überbrückt, die zu den beiden Elektroden führen.As well is it possible that in addition or alternatively to the provided on the isolation distance ohmic resistance an ohmic resistor is provided which bridges signal lines, which lead to the two electrodes.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:These and other advantages and features of the invention will become apparent below by way of examples with the aid of the accompanying figures explained in more detail. Show it:

1 Einen Schnitt durch einen Autogastank mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 A section through a car gas tank with the device according to the invention;

2 Eine spezielle Ausführungsform der Anordnung von 1; 2 A special embodiment of the arrangement of 1 ;

3 Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung; 3 Another embodiment of the device;

4 Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung; 4 Another embodiment of the device;

5 Widerrum eine andere Ausführungsform; 5 In turn, another embodiment;

6 Eine alternative Ausführungsform; und 6 An alternative embodiment; and

7 In schematischer Darstellung den Aufbau eines piezoelektrischen Schwingers. 7 Schematic representation of the structure of a piezoelectric vibrator.

1 zeigt einen Radialschnitt durch einen toroidalen Behälter 1, der in diesem speziellen Falle ein Autogastank ist. Der Behälter 1 enthält eine Flüssigkeit 2a, zum Beispiel Flüssiggas, deren Oberfläche mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet ist. 1 shows a radial section through a toroidal container 1 which is a car gas tank in this special case. The container 1 contains a liquid 2a , For example, liquefied petroleum gas whose surface is denoted by the reference numeral 2 is marked.

In einer Seitenwand des Behälters 1 ist im oberen Bereich eine Öffnung 3 vorgesehen, in der ein Anschlussflansch 4 vorgesehen ist. In die Öffnung 3 ist ein als Halterung dienender Ventilkopf 5 eingesetzt und an dem Anschlussflansch 4 befestigt.In a side wall of the container 1 is an opening in the upper area 3 provided in which a connection flange 4 is provided. In the opening 3 is a serving as a bracket valve head 5 used and on the connection flange 4 attached.

Der Ventilkopf 5 hält eine Trageinrichtung 6, die in Form eines gebogenen Rohrs ausgebildet ist. In der Wandung der rohrförmigen Trageinrichtung 6 sind Öffnungen 7 vorgesehen, so dass das Innere der Trageinrichtung 6 mit der Flüssigkeit 2a in kommunizierender Verbindung steht. Die Trageinrichtung 6 ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel rohrförmig gestaltet. Sie kann jedoch auch anders ausgeführt werden und zum Beispiel in Form einer gebogenen Stange gestaltet sein.The valve head 5 holds a carrying device 6 , which is formed in the form of a curved tube. In the wall of the tubular support means 6 are openings 7 provided so that the interior of the carrying device 6 with the liquid 2a is in a communicative relationship. The carrying device 6 is at the in 1 shown embodiment tubular shaped. However, it can also be carried out differently and designed, for example, in the form of a curved rod.

Das Ende der Trageinrichtung 6 ist in Form eines sich vertikal gerade nach oben erstreckenden Rohrabschnitts 8 ausgeführt. Am unteren Ende des Rohrabschnitts 8 ist ein als Ultraschallsender und -empfänger dienender Ultraschallwandler 9 angeordnet, der Ultraschallwellen vertikal nach oben in den Rohrabschnitt 8 sendet und entsprechend reflektierte Ultraschallwellen empfängt. Die Ultraschallwellen werden dabei entweder von der Flüssigkeitsoberfläche 2 im Inneren des Rohrabschnitts 8 oder durch einen als Ultraschallreflektor dienenden, ebenfalls durch die Trageinrichtung 6 getragenen Grenzstandsreflektor 10 reflektiert. Aufgrund der Laufzeit ist es in bekannter Weise möglich, den Abstand zwischen dem Ultraschallwandler 9 und der Reflexionsoberfläche (Flüssigkeitsoberfläche 2, Grenzstandsreflektor 10) zu ermitteln und daraus den Flüssigkeitsstand in dem Behälter 1 festzustellen, wie auch in der EP 1 748 285 A1 beschrieben.The end of the carrying device 6 is in the form of a vertically straight upwardly extending pipe section 8th executed. At the bottom of the pipe section 8th is as an ultrasonic transmitter and receiver ultrasonic transducer 9 arranged, the ultrasonic waves vertically upward in the pipe section 8th sends and receives correspondingly reflected ultrasonic waves. The ultrasonic waves are either from the liquid surface 2 inside the pipe section 8th or by a serving as an ultrasonic reflector, also by the support device 6 worn limit level reflector 10 reflected. Due to the running time, it is possible in a known manner, the distance between the ultrasonic transducer 9 and the reflection surface (liquid surface 2 , Level reflector 10 ) and from this the liquid level in the container 1 to determine, as well as in the EP 1 748 285 A1 described.

Der Grenzstandsreflektor 10 kann durch ein Blechelement gebildet werden, das teilweise den Rohrabschnitt 8 abdeckt und an der Trageinrichtung 6 in einer Höhe angeordnet ist, die der maximalen Füllstandshöhe entsprechen soll. Wenn der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 2 höher steigt als der Grenzstandsreflektor 10, wird ein besonders klares, scharfes Ultraschallecho erzeugt, woraufhin geschlossen werden kann, dass der Grenzstandsreflektor 10 mit Flüssigkeit bedeckt ist. Dies wird als Kriterium dafür gewertet, dass der Behälter 1 maximal befüllt ist.The limit level reflector 10 can be formed by a sheet metal element, partially the pipe section 8th covering and on the carrying device 6 is arranged at a height which is to correspond to the maximum fill level. When the level of the liquid surface 2 rises higher than the level reflector 10 , a particularly clear, sharp ultrasonic echo is generated, whereupon it can be concluded that the limit level reflector 10 covered with liquid. This is considered as a criterion that the container 1 is filled to the maximum.

Durch das Innere der Trageinrichtung 6 wird ein Kabel 11 geführt, das zur Energieversorgung und zur Signalübertragung des Ultraschallwandlers 9 dient.Through the interior of the carrying device 6 becomes a cable 11 led to the energy supply and signal transmission of the ultrasonic transducer 9 serves.

Der vertikale Rohrabschnitt 8 dient als Ultraschall-Leitrohr, in dem die vom Ultraschallwandler 9 nach oben ausgesandten Ultraschallwellen vertikal bis zur Flüssigkeitsoberfläche 2 bzw. zu dem Grenzstandsreflektor 10 geleitet, dort reflektiert und wieder zurück zum Ultraschallwandler 3 nach unten zurückgeleitet werden. Der Querschnitt des Rohrabschnitts 8 kann unterschiedliche Geometrien aufweisen, beispielsweise kreisrund oder elliptisch sein. Es hat sich herausgestellt, dass die Ultraschallweiterleitung in der Flüssigkeit in dem Rohrabschnitt 8 besonders effizient erfolgt, wenn das Rohrmaterial selbst aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyamid (PA) oder Polyoxymethylen (POM), oder aus einem Kautschuk besteht. Ebenso ist es möglich, dass der Rohrabschnitt 8 durch ein Metallrohr gebildet wird, in das ein innen liegendes Rohr aus Kunststoff oder Kautschuk eingeschoben ist oder das innenseitig mit Kunststoff oder Kautschuk beschichtet ist. Dadurch kann ein mechanisch stabiler Aufbau sowie eine optimale Ultraschallweiterleitung erreicht werden.The vertical pipe section 8th serves as an ultrasonic guide tube in which the ultrasonic transducer 9 Upwardly emitted ultrasonic waves vertically up to the liquid surface 2 or to the level reflector 10 guided, reflected there and back to the ultrasonic transducer 3 be returned down. The cross section of the pipe section 8th may have different geometries, for example, be circular or elliptical. It has been found that the ultrasonic propagation in the liquid in the pipe section 8th is particularly efficient if the pipe material itself consists of a plastic, such as polyamide (PA) or polyoxymethylene (POM), or of a rubber. It is also possible that the pipe section 8th is formed by a metal tube, in which an inner tube of plastic or rubber is inserted or which is coated on the inside with plastic or rubber. This allows a mechanically stable structure and optimal ultrasonic transmission can be achieved.

Anhand von Bild 2 wird nun die besondere Ausgestaltung der Trageinrichtung 6 erläutert.Based on Figure 2 will now be the particular design of the support device 6 explained.

Die Trageinrichtung 6 ist bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen rohrförmig gestaltet. Sie weist einen ersten Rohrabschnitt 14a (entsprechend dem vertikalen Rohrabschnitt 8), einen zweiten Rohrabschnitt 14b, einen dritten Rohrabschnitt 14c und einen vierten Rohrabschnitt 14d auf. Die Rohrabschnitte sind jeweils weitgehend gerade gestreckt und über Biegungen bzw. Krümmungsstellen miteinander verbunden, nämlich der erste und der zweite Rohrabschnitt 14a, 14b durch eine erste Krümmungsstelle 15a, der zweite und der dritte Rohrabschnitt 14b, 14c durch eine zweite Krümmungsstelle 15b und der dritte und der vierte Rohrabschnitt 14c, 14d durch eine dritte Krümmungsstelle 15c.The carrying device 6 is designed substantially tubular in this embodiment. It has a first pipe section 14a (corresponding to the vertical pipe section 8th ), a second pipe section 14b , a third pipe section 14c and a fourth pipe section 14d on. The pipe sections are each stretched largely straight and connected by bends or bends, namely, the first and the second pipe section 14a . 14b through a first point of curvature 15a , the second and the third pipe section 14b . 14c through a second point of curvature 15b and the third and fourth pipe sections 14c . 14d through a third point of curvature 15c ,

Die erste Krümmungsstelle 15a und die zweite Krümmungsstelle 15b weisen die gleiche Krümmungsrichtung auf (in 2 gesehen im Uhrzeigersinn). Die dritte Krümmungsstelle 15c ist hingegen entgegengesetzt gekrümmt (in 2 entgegen dem Uhrzeigersinn).The first point of curvature 15a and the second point of curvature 15b have the same direction of curvature (in 2 seen in a clockwise direction). The third point of curvature 15c is curved in opposite directions (in 2 counterclockwise).

Durch geeignete Wahl der Krümmungswinkel an den Krümmungsstellen 15a bis 15c kann erreicht werden, dass der zweite Rohrabschnitt 14b im Wesentlichen horizontal bzw. mit einem geringen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen verläuft und sich in der Nähe des Bodens des Behälters 1 erstreckt.By suitable choice of the angle of curvature at the points of curvature 15a to 15c can be achieved that the second pipe section 14b extends substantially horizontally or with a slight angle of inclination relative to the horizontal and in the vicinity of the bottom of the container 1 extends.

Ebenso kann erreicht werden, dass der erste Rohrabschnitt 14a und der dritte Rohrabschnitt 14c annähernd parallel zueinander bzw. in einem geeigneten Winkel zueinander stehen (in 2 ca. 30°), so dass die gesamte Trageinrichtung 6 durch die Öffnung 3 eingeführt werden kann.Likewise, it can be achieved that the first pipe section 14a and the third pipe section 14c are approximately parallel to each other or at a suitable angle to each other (in 2 about 30 °), so that the entire carrying device 6 through the opening 3 can be introduced.

Durch entsprechendes Einschieben und Verdrehen lässt sich die Trageinrichtung 6 durch die relativ schmale Öffnung 3 in das Innere des Behälters 1 einbringen und in der in 2 gezeigten Weise positionieren. Es ist nicht erforderlich, eine zusätzliche Öffnung vorzusehen oder gar den Behälter zu öffnen. Vielmehr kann die ohnehin bei herkömmlichen Autogastanks vorhandene Öffnung 3 genutzt werden, um die vormontierte Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung mit ihren bereits vollständig zueinander ausgerichteten und justierten Komponenten in das Innere des Behälters 1 zu platzieren.By appropriate insertion and rotation can be the support device 6 through the relatively narrow opening 3 in the interior of the container 1 bring in and in the 2 Position as shown. It is not necessary to provide an additional opening or even to open the container. Rather, the existing anyway in conventional car tanks opening can 3 be used to the pre-assembled ultrasonic level gauge with their already fully aligned and adjusted components in the interior of the container 1 to place.

3 zeigt eine andere Ausführungsform. 3 shows another embodiment.

Zur Vereinfachung werden die Rohrabschnitte und Krümmungsstellen mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.to Simplification will be the pipe sections and bends marked with the same reference number.

Auch hier weisen die erste Krümmungsstelle 15a und die zweite Krümmungsstelle 15b die gleiche Krümmungsrichtung (in 3 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, gesehen vom ersten Rohrabschnitt 14a aus) auf, währen die dritte Krümmungsstelle 15c entgegengesetzt gekrümmt ist (im Uhrzeigersinn).Again, the first point of curvature point 15a and the second curvature point 15b the same direction of curvature (in 3 counterclockwise, as seen from the first pipe section 14a out), while the third point of curvature 15c opposite curved (clockwise).

Dadurch wird erreicht, dass der zweite Rohrabschnitt 14b in der Nähe der Oberseite des Behälters 1 verläuft, im Unterschied zu der Ausführung von 2.This ensures that the second pipe section 14b near the top of the container 1 runs, unlike the execution of 2 ,

Der Grenzstandsreflektor 10 ist im Inneren der Trageinrichtung 6 am oberen Ende des sich vertikal erstreckenden ersten Rohrabschnitts 14a angeordnet. Der Ultraschallwandler 9 ist dagegen sehr weit unten, nahezu am Boden des Behälters 1 positioniert. Dadurch können auch relativ niedrige Füllstände erfasst werden.The limit level reflector 10 is inside the carrying device 6 at the upper end of the vertically extending first pipe section 14a arranged. The ultrasonic transducer 9 is, however, very far down, almost at the bottom of the container 1 positioned. As a result, even relatively low levels can be detected.

Direkt unterhalb des Ultraschallwandlers 9 ist ein Umlenkspiegel 16 angeordnet, mit dessen Hilfe Ultraschallwellen 17, die von dem Ultraschallwandler 9 nach unten abgegeben werden, seitlich weggelenkt werden können. Dadurch wird verhindert, dass vom Ultraschallwandler 9 nach unten laufende Ultraschallwellen vom Tankboden reflektiert und vom Ultraschallwandler 9 wieder als Störechos empfangen werden.Directly below the ultrasonic transducer 9 is a deflection mirror 16 arranged, with the help of which ultrasonic waves 17 that of the ultrasonic transducer 9 be delivered down, can be deflected laterally. This will prevent from the ultrasonic transducer 9 downward ultrasonic waves reflected from the tank bottom and the ultrasonic transducer 9 be received again as false echoes.

4 zeigt eine Anwendung der Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung bei einem herkömmlichen Autogastank (Flüssiggastank). 4 shows an application of the ultrasonic level measuring device in a conventional car gas tank (liquefied gas tank).

Bei Autogastanks werden oft sämtliche benötigte Funktionen über ein Multiventil 18 realisiert, welches in Form des Ventilkopfs 5 an dem einzigen dafür vorgesehenen Anschlussflansch 4 befestigt wird. Für die Flüssigkeitsentnahme trägt das Multiventil 18 ein vom Ventilkopf 5 innen bis zum Tankboden verlaufendes Entnahmerohr 19 sowie ein vom Ventilkopf 5 nach oben verlaufendes Überdruckrohr 20.In autogas tanks often all the required functions are via a multi-valve 18 realized, which in the form of the valve head 5 on the only connection flange provided for this purpose 4 is attached. For the removal of liquids carries the multi-valve 18 one from the valve head 5 Inside to the tank bottom extending sampling tube 19 and one from the valve head 5 upward overpressure pipe 20 ,

Zusätzlich ist an dem Ventilkopf 5 die Trageinrichtung 6 gehalten, wie oben bereits erläutert.In addition, on the valve head 5 the carrying device 6 held, as already explained above.

Um die Trageinrichtung 6 zusammen mit dem Entnahmerohr 19 und dem Überdruckrohr 20 in das Innere des Behälters 1 einführen zu können, bestehen das Überdruckrohr 20 und das Entnahmerohr 19 aus einem elastisch biegbaren Material, so dass diese Rohre entsprechend nachgeben können.To the carrying device 6 along with the sampling tube 19 and the overpressure tube 20 in the interior of the container 1 to introduce, consist of the pressure pipe 20 and the sampling tube 19 made of an elastically bendable material, so that these tubes can yield accordingly.

In 5 wird eine andere Ausführung in Perspektivdarstellung gezeigt.In 5 another embodiment is shown in perspective view.

Bei dieser Variante ist das Überdruckrohr 20 steif ausgebildet und verläuft parallel neben der gebogenen Trageinrichtung 6, während lediglich das Entnahmerohr 19 flexibel biegbar ausgeführt ist.In this variant, the overpressure tube 20 stiff and runs parallel to the curved support 6 while only the sampling tube 19 is designed flexible bendable.

6 zeigt eine andere Ausführungsform. 6 shows another embodiment.

Anstelle der gebogenen Rohrelemente, die die oben gezeigten Krümmungsstellen 15a bis 15b bilden, wird – wenigstens an der ersten Krümmungsstelle 15a – ein Übergangswinkelstück 21 eingesetzt, auf das einerseits der erste Rohrabschnitt 14a und andererseits der zweite Rohrabschnitt 14b aufgeschoben ist. Insofern kann das Übergangs-Winkelstück 21 auch bereits Teilabschnitte der Rohrabschnitte 14a, 14b bilden.Instead of the bent tubular elements, the curvature points shown above 15a to 15b form, is - at least at the first point of curvature 15a - A transition elbow 21 used, on the one hand, the first pipe section 14a and on the other hand, the second pipe section 14b is deferred. In this respect, the transition elbow 21 also already sections of the pipe sections 14a . 14b form.

Der oben häufig verwendete Begriff „Krümmung" bzw. „Krümmungsstelle" umfasst insofern nicht nur gebogene Übergänge, sondern auch winklige, das heißt relativ kantige Richtungsänderungen im Verlauf der Trageinrichtung 6.The term "curvature" or "curvature point" which is often used above comprises not only curved transitions, but also angular, that is to say relatively angular changes of direction in the course of the carrying device 6 ,

Das Übergangs-Winkelstück 21 realisiert eine 90°-Umlenkung. Im Inneren des Übergangs-Winkelstücks 21 ist der Ultraschallwandler 9 angebracht, derart, dass er horizontal Ultraschallwellen 22 aussendet, die an einer Spiegelfläche 23 reflektiert und von unten in den vertikalen ersten Rohrabschnitt 14a eingeleitet werden. Durch die horizontale Anordnung des Ultraschallwandlers 9 ist es möglich, das gegebenenfalls Ablagerungen auf dem Ultraschallwandler 9 durch Verunreinigungen der Flüssigkeit und damit eine mögliche Beeinträchtigung der Ausbreitung der Ultraschallwellen vermieden wird. Verunreinigungen können sich auf der demgemäß vertikal stehenden Sendefläche des Ultraschallwandlers 9 nicht ablagern.The transition elbow 21 Realizes a 90 ° deflection. Inside the transition elbow 21 is the ultrasonic transducer 9 attached so that it horizontally ultrasonic waves 22 emits that on a mirror surface 23 reflected and from below into the vertical first pipe section 14a be initiated. Due to the horizontal arrangement of the ultrasonic transducer 9 It is possible, if necessary, deposits on the ultrasonic transducer 9 By contamination of the liquid and thus a possible impairment of the propagation of the ultrasonic waves is avoided. Impurities can be on the vertically vertical transmitting surface of the ultrasonic transducer 9 do not deposit.

Das Übergangs-Winkelstück 21 ermöglicht es, dass die Trageinrichtung 6 nicht einstückig gebaut werden muss, sondern aus mehreren Teilelementen zusammengesetzt bzw. -gesteckt werden kann. Entsprechend können auch weitere Übergangs-Winkelstücke an der zweiten und der dritten Krümmungsstelle 15b, 15c vorgesehen werden, wenn dies aus Fertigungs- oder Montagegründen zweckmäßig ist.The transition elbow 21 allows the carrying device 6 does not have to be built in one piece, but can be composed or plugged from several sub-elements. Accordingly, other transition elbows at the second and the third point of curvature 15b . 15c be provided if this is expedient for manufacturing or assembly reasons.

7 zeigt einen Aufbau für ein Beispiel eines piezoelektrischen Schwingers, der als Ultraschallwandler 9 verwendet wird. 7 shows a structure for an example of a piezoelectric vibrator used as an ultrasonic transducer 9 is used.

Der Schwinger weist zwei Elektroden E1 und E2 auf. im Falle einer Zerstörung des Schwingers durch einen Bruch, beispielsweise durch mechanische oder thermische Einflüsse von außen, kann eine Hochspannung bzw. ein Zündfunken erzeugt werden. Dies stellt bei Anwendung in explosionsgefährdeten Atmosphären, beispielsweise bei Flüssiggastanks, ein besonderes Problem dar. Zur Lösung dieses Problems werden die Elektroden E1 und E2 durch ohmsche Widerstände R gebrückt, die auf der Piezokeramik angebracht sind. Im Falle eines Bruchs leiten die Widerstände R die Bruchspannung ab, wodurch das Entstehen eines Zündfunkens verhindert werden kann. Zumindest können die auftretenden Potentiale bzw. Zündenergien so gering gehalten werden, dass sie für eine Zündung nicht mehr ausreichen.The oscillator has two electrodes E1 and E2. in the case of destruction of the vibrator by a break, for example by mechanical or thermal influences from the outside, a high voltage or a spark can be generated. This poses a particular problem when used in potentially explosive atmospheres, for example in liquefied gas tanks. To solve this problem, the electrodes E1 and E2 are bridged by ohmic resistors R which are mounted on the piezoceramic. In case of a break, the resistors R conduct the breaking voltage, whereby the generation of a spark can be prevented. At least the occurring potentials or ignition energies can be kept so low be that they are no longer sufficient for an ignition.

Alternativ können die ohmschen Widerstände auch mittels einer definierten, schwach leitenden Dickschicht zwischen den Elektroden E1, E2 realisiert werden.alternative The ohmic resistors can also be connected by means of a defined, weakly conductive thick film between the electrodes E1, E2 be realized.

Ebenso ist es möglich, die Widerstände in Form eines ohmschen Widerstandes R_Z in Zuleitungen 24, 25 zu den Elektroden anzuordnen.It is also possible, the resistors in the form of an ohmic resistance R _Z in leads 24 . 25 to arrange to the electrodes.

Die Vorrichtung erlaubt ein kontinuierliches Erfassen eines Füllstandes sowie eines vordefinierten Grenzstandes auf Basis von Ultraschall. Die Vorrichtung lässt sich ohne weitere bauliche Maßnahmen als komplette vormontierte Einheit in eine zum Beispiel bei bekannten Autogastanks vorhandene Öffnung einbringen und an dem dort vorhandenen Anschlussflansch befestigen. Der Autogastank muss zu diesem Zweck nicht modifiziert werden; lediglich das Multiventil sollte derart ausgerichtet sein, dass es auch die Trageinrichtung halten kann.The Device allows a continuous detection of a level and a predefined limit level based on ultrasound. The device can be without further structural measures as a complete preassembled unit in one, for example, in known Insert autogas tanks existing opening and on there secure existing connection flange. The car's gas tank has to be too not modified for this purpose; only the multi-valve should be oriented such that it also supports the wearer can hold.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1748285 A1 [0002, 0004, 0005, 0021, 0052]

Claims

Device for detecting a level of a liquid ( 2a ) in a container ( 1 ), with - an ultrasonic transmitter ( 9 ) for sending ultrasonic signals into the liquid ( 2a ); An ultrasonic receiver ( 9 ) for receiving at least one surface ( 2 ) of the liquid ( 2a ) reflected ultrasound signals; - a longitudinally extending support device ( 6 ) for carrying the ultrasonic transmitter ( 6 ) and the ultrasound receiver ( 9 ) inside the container ( 1 ); and with - a holder ( 5 ) for holding the carrying device ( 6 ) on a wall of the container ( 1 ); characterized in that - the carrying device ( 6 ) in at least two places between the holder ( 5 ) and the ultrasonic transmitter ( 9 ) is curved.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the carrying device ( 6 ) extends at least partially longitudinally tubular.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the curvatures at the points of curvature ( 15a - 15c ) are formed angled or arcuate.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrying device ( 6 ) in its course three curvature points ( 15a - 15c ), namely - one of the position of the ultrasonic transmitter ( 9 ) closest curvature point ( 15a ); A second point of curvature ( 15b ) with the same direction of curvature as the first point of curvature ( 15a ); and - one between the second point of curvature ( 15b ) and the bracket ( 5 ) provided third curvature site ( 15c ) with a second curvature point ( 15b ) opposite direction of curvature.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the direction of curvature at the third point of curvature ( 15c ), based on a mounting situation of the container ( 1 ), is directed upward so that one between the third ( 15c ) and the second curvature point ( 15b ) extending support section ( 14c ) is directed upwards.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that a between the second ( 15b ) and the first point of curvature ( 15a ) extending support portion ( 14b ) is directed substantially horizontally.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrying device ( 6 ) is at least partially tubular.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the curvature points ( 15a - 15c ) in a tubular portion of the support device ( 6 ) is trained.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrying device ( 6 ) at her the bracket ( 5 ) opposite end a in the interior of the container substantially vertically extending straight pipe section ( 8th . 14a ) having.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the interior of the pipe section ( 8th ) in communication with the liquid ( 2a ) in the container ( 1 ) stands.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the pipe section ( 8th ) on its inside made of plastic or rubber.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the pipe section ( 8th ) is formed by a tube made of plastic or rubber or a metal tube with an inner tube made of plastic or rubber.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the ultrasonic transmitter ( 9 ) at a lower portion of the vertical pipe section ( 8th ) is arranged.

Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the first point of curvature ( 15 ) at the upper or lower end of the straight pipe section ( 8th ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that at least one of the curvature points ( 15a ) by a transition elbow ( 21 ) is formed.

Apparatus according to claim 15, characterized in that - the transition elbow ( 21 ) at the first point of curvature ( 15a ) is provided; and that - the ultrasonic transmitter ( 9 ) in the transition elbow ( 21 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the ultrasonic transmitter ( 9 ) generates substantially horizontally directed ultrasonic waves, which by a deflection device ( 23 ) in the vertically extending, straight pipe section ( 8th ) are steered.

Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that below the ultrasonic transmitter ( 9 ) a deflection device ( 16 ) is provided for laterally deflecting ultrasonic waves emitted by the ultrasonic transmitter ( 9 ) are delivered down.

Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that in the pipe section ( 8th ) above the ultrasonic transmitter ( 9 ) trained as a solid, also from the support device ( 6 ) carried ultrasonic reflector ( 10 ) is disposed at a level substantially equal to a predetermined level of liquid level ( 2a ) in the container ( 1 ) corresponds.

Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the container ( 1 ) in an upper and / or lateral area an opening ( 3 ), on which the holder ( 5 ) and by which the carrying device ( 6 ) together with the ultrasonic transmitter ( 9 ) and the ultrasonic receiver ( 9 ) in the interior of the container ( 1 ) is insertable.

Apparatus according to claim 20, characterized in that - the opening ( 3 ) an opening for attaching a valve head ( 5 ); and that - the valve head ( 5 ) an overpressure tube ( 20 ) for deriving an overpressure in the container ( 1 ) and / or a sampling tube ( 19 ) for removing liquid ( 2a ) from the container ( 1 ) holds.

Apparatus according to claim 21, characterized in that the valve head ( 5 ) forms the holder and the carrying device ( 6 ) holds.

Device according to claim 21 or 22, characterized in that the overpressure tube ( 20 ) and / or the sampling tube ( 19 ) consist of an elastically deformable material.

Device according to one of claims 21 to 23, characterized in that - the pressure pipe ( 20 ) parallel to the carrying device ( 6 ) runs; and that - the sampling tube ( 19 ) consists of an elastically deformable material.

Device according to one of claims 1 to 24, characterized in that the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver, a structural unit in the form of an ultrasonic transducer ( 9 ) form.

Device according to claim 25, characterized in that the ultrasonic transducer ( 9 ) has a piezoelectric oscillator.

Device according to claim 25 or 26, thereby marked that - The piezoelectric oscillator two electrodes (E1, E2) and an interposed insulating gap having; and that - The isolation distance with at least a predetermined ohmic resistance (R) is equipped, which bridges the two electrodes (E1, E2).

Device according to Claim 27, characterized in that, in addition to or in addition to the ohmic resistance provided on the insulation section, an ohmic resistance (R _Z ) is provided, the signal lines leading to the electrodes (E1, E2) ( 24 . 25 ) bridged.