DE102008031783B4 - Device for determining a fill level - Google Patents
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Abstract
Sensoreinrichtung zur Detektion des Füllstandes in einem Behälter umfassend:
– mindestens eine Clientschaltung (23, 80) zur Generierung von Signalen; und
– eine Serverschaltung (12, 70) zum Erfassen der von der mindestens einen Clientschaltung generierten und ausgegebenen Signale und zum Erzeugen eines elektrischen Feldes;
wobei
– die mindestens eine Clientschaltung eine erste Elektrode (21) und eine zweite Elektrode (22) aufweist;
– die mindestens eine Clientschaltung auf Grundlage eines modulierten Wechselfeldes kapazitiv an die Serverschaltung angekoppelt ist; und
– die mindestens eine Clientschaltung mit dem von der Serverschaltung erzeugten elektrischen Feld mit Energie zum Betrieb der Clientschaltung versorgt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energieversorgung zum Betrieb der Clientschaltung durch den Spannungsabfall zwischen der ersten Elektrode (21) und der zweiten Elektrode (22) bewerkstelligbar ist, wobei der Spannungsabfall zwischen der ersten Elektrode (21) und der zweiten Elektrode (22) mit steigendem Füllstand in dem Behälter abnimmt, und...Sensor device for detecting the level in a container comprising:
- At least one client circuit (23, 80) for generating signals; and
A server circuit (12, 70) for detecting the signals generated and output by the at least one client circuit and generating an electric field;
in which
- The at least one client circuit having a first electrode (21) and a second electrode (22);
- The at least one client circuit is capacitively coupled to the server circuit based on a modulated alternating field; and
The at least one client circuit is supplied with the electric field generated by the server circuit with energy for operating the client circuit,
characterized in that
the power supply for operating the client circuit is accomplished by the voltage drop between the first electrode (21) and the second electrode (22), wherein the voltage drop between the first electrode (21) and the second electrode (22) decreases as the level in the container increases , and...
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Detektion des Füllstands in einem Behälter, wobei die Sensoreinrichtung mindestens eine Client-Schaltung zur Generierung von Signalen und eine Server-Schaltung zum Erfassen der von der Client-Schaltung generierten und ausgegebenen Signale umfasst. Die Server-Schaltung dient gleichzeitig zum Erzeugen eines elektrischen Feldes. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine Sensoreinrichtung zur Detektion des Füllstands in einem Behälter mit Hilfe von kapazitiven Sensoren.The invention relates to a sensor device for detecting the fill level in a container, wherein the sensor device comprises at least one client circuit for generating signals and a server circuit for detecting the signals generated and output by the client circuit. The server circuit also serves to generate an electric field. In particular, the invention is directed to a sensor device for detecting the level in a container by means of capacitive sensors.
Aus dem Stand der Technik sind Einrichtungen bzw. Systeme bekannt, um den Füllstand eines Behälters zu erfassen. So sind beispielsweise Systeme bekannt, in denen der Füllstand eines Behälters unter Zuhilfenahme mechanischer Einrichtungen bestimmt wird. Beispielsweise ist bekannt, im Wasserbehälter eines Kondens-Wäschetrockners Styroporschwimmer vorzusehen, welche beim Erreichen eines vorgegebenen Wasserpegels einen elektrischen Schalter betätigen. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen baulichen Aufwand des im Kondens-Wäschetrockner verwendeten Wasserbehälters.From the prior art devices or systems are known to detect the level of a container. For example, systems are known in which the level of a container is determined with the aid of mechanical means. For example, it is known to provide styrofoam floats in the water tank of a condenser tumble dryer which actuate an electrical switch upon reaching a predetermined level of water. However, this requires additional structural complexity of the water tank used in the condenser dryer.
Des Weiteren nimmt die im Inneren des Behälters angeordnete mechanische Vorrichtung, etwa ein Styroporschwimmer, zusätzlichen Platz ein, was sich auf die von dem Behälter aufnehmbare Wassermenge negativ auswirkt.Furthermore, the mechanical device located inside the container, such as a polystyrene float, takes up additional space, which has a negative effect on the amount of water that can be absorbed by the container.
Des Weiteren ist es notwendig, in dem Behälter eine entsprechende Öffnung vorzusehen, um von außen an die im Innern des Behälters angeordnete mechanische Füllstandmesseinrichtung, etwa im Falle eines Defekts, zu gelangen.Furthermore, it is necessary to provide a corresponding opening in the container in order to reach from the outside to the mechanical level measuring device arranged in the interior of the container, for instance in the case of a defect.
Alternativ hierzu sind aus dem Stand der Technik auch optische und elektrische Messsysteme zur Bestimmung des Wasserstands in einem Behälter bekannt. Optische Messsysteme setzen dabei zwingend voraus, dass, wenn das Messsystem außerhalb des Behälters angeordnet ist, zumindest ein Teil des Behälters transparent ausgestaltet ist. Im Falle elektrischer Messsysteme, welche die Leitfähigkeit des Wassers zur Bestimmung des Füllstands verwenden, ist es notwendig, dieses zumindest teilweise im Innern des Behälters anzuordnen, um einen Kontakt zum Wasser herzustellen. Messsysteme, welche auf der Leitfähigkeit des Wassers basieren, haben den Nachteil, dass beispielsweise verunreinigtes Wasser eine andere Leitfähigkeit aufweisen kann als sauberes Wasser, was zu beträchtlichen Messungenauigkeiten bzw. Messfehlern führen kann.Alternatively, optical and electrical measuring systems for determining the water level in a container are known from the prior art. It is imperative that optical measuring systems assume that if the measuring system is arranged outside the container, at least a part of the container is made transparent. In the case of electrical measuring systems, which use the conductivity of the water to determine the level, it is necessary to arrange this at least partially in the interior of the container to make contact with the water. Measuring systems which are based on the conductivity of the water have the disadvantage that, for example, contaminated water can have a different conductivity than clean water, which can lead to considerable measurement inaccuracies or measuring errors.
Insbesondere muss ein derartiges elektrisches Messsystem jeweils auf die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit in einem Behälter eingestellt bzw. angepasst werden, um eine exakte Füllstandmessung vornehmen zu können.In particular, such an electrical measuring system must in each case be set or adapted to the electrical conductivity of the liquid in a container in order to be able to carry out an exact level measurement.
Aus der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoreinrichtung zur Detektion des Füllstands in einem Behälter bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise vermeidet, wobei die Sensoreinrichtung gleichzeitig universell, Platz sparend und einfach einsetzbar ist.Object of the present invention is to provide a sensor device for detecting the level in a container, which at least partially avoids the disadvantages known from the prior art, wherein the sensor device is universal, space-saving and easy to use.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Sensoreinrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with a sensor device according to the features of patent claim 1.
Danach umfasst die Sensoreinrichtung zur Detektion des Füllstands in einem Behälter mindestens eine Client-Schaltung zur Generierung von Signalen und eine Server-Schaltung zum Erfassen der von der Client-Schaltung generierten und ausgegebenen Signale sowie zum Erzeugen eines elektrischen Felds, wobei die Serverschaltung zumindest eine Elektrode SE aufweist, wobei die mindestens eine Client-Schaltung eine erste Elektrode CE1 und eine zweite Elektrode CE2 aufweist, wobei die mindestens eine Client-Schaltung auf Grundlage eines modulierten Wechselfeldes kapazitiv an die Server-Schaltung angekoppelt ist und wobei die mindestens eine Client-Schaltung mit dem von der Server-Schaltung erzeugten elektrischen Feld mit Energie zum Betrieb der Client-Schaltung versorgt wird, wobei die Sensoreinrichtung im Betrieb an der Außenseite des Behälters anordenbar ist, wobei der Abstand der ersten Elektrode zur Elektrode der Serverschaltung kleiner ist als der Abstand der zweiten Elektrode zur Elektrode der Serverschaltung und wobei die erste Elektrode und die Elektrode der Serverschaltung schmal im Verhältnis zur zweiten Elektrode ausgestaltet sind.Thereafter, the sensor device for detecting the fill level in a container comprises at least one client circuit for generating signals and a server circuit for detecting the signals generated and output by the client circuit and for generating an electric field, wherein the server circuit at least one electrode SE, wherein the at least one client circuit has a first electrode CE1 and a second electrode CE2, wherein the at least one client circuit is capacitively coupled to the server circuit based on a modulated alternating field and wherein the at least one client circuit with the power generated by the server circuit is supplied with power for operating the client circuit, wherein the sensor device is operable on the outside of the container can be arranged, wherein the distance of the first electrode to the electrode of the server circuit is smaller than the distance of the second Electrode for electro de the server circuit and wherein the first electrode and the electrode of the server circuit are designed narrow in relation to the second electrode.
Die Server-Schaltung kann auch zumindest eine Elektrode SE (eine sogenannte Serverelektrode) aufweisen. Die Client-Schaltung kann hierbei auf Grundlage des modulierten Wechselfeldes an die Server-Schaltung angekoppelt sein. The server circuit can also have at least one electrode SE (a so-called server electrode). The client circuit may in this case be coupled to the server circuit on the basis of the modulated alternating field.
Durch die kapazitive Koppelung der Client-Schaltung an die Server-Schaltung kann durch das von der Client-Schaltung bzw. deren Elektroden aufgenommene Wechselfeld genutzt werden, um die Client-Schaltung mit Energie zu versorgen, so dass auf zusätzliche Stromversorgungseinrichtungen in der Client-Schaltung verzichtet werden kann.Capacitive coupling of the client circuitry to the server circuitry may be used by the AC field received from the client circuitry or its electrodes to power the client circuitry, such that additional power supplies in the client circuitry can be waived.
Die Elektroden CE1 und CE2 der Client-Schaltung sowie die Elektrode SE der Server-Schaltung können bandförmig ausgestaltet und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Der Abstand der ersten Elektrode CE1 zur Elektrode SE ist vorzugsweise kleiner als der Abstand der zweiten Elektrode CE2 zur Elektrode SE.The electrodes CE1 and CE2 of the client circuit, as well as the electrode SE of the server circuit, can be configured in the form of a ribbon and arranged substantially parallel to one another. The distance of the first electrode CE1 to the electrode SE is preferably smaller than the distance of the second electrode CE2 to the electrode SE.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Elektroden CE1 und SE schmal im Verhältnis zur Elektrode CE2 ausgestaltet.In an advantageous embodiment of the invention, the electrodes CE1 and SE are narrow in relation to the electrode CE2.
Durch die Platzierung der ersten Elektrode CE1 (Einkoppelelektrode) der Client-Schaltung in direkter Nähe zur Server-Elektrode SE und die schmale Ausgestaltung der Server-Elektrode SE und der Einkoppelelektrode CE1 wird eine besonders gute Koppelung der Elektroden CE1 und SE zueinander bei gleichzeitig kleiner Massekoppelung erreicht. Die größere Breite der Auskoppelelektrode CE2 hat den Vorteil, dass eine besonders gute Koppelung dieser Elektrode gegen Masse erreicht wird.Due to the placement of the first electrode CE1 (coupling-in electrode) of the client circuit in the direct vicinity of the server electrode SE and the narrow configuration of the server electrode SE and the coupling electrode CE1, a particularly good coupling of the electrodes CE1 and SE to each other is achieved while the mass coupling is small reached. The greater width of the output electrode CE2 has the advantage that a particularly good coupling of this electrode to ground is achieved.
Vorzugsweise können die mindestens eine Client-Schaltung und die Server-Schaltung auf einem Folienaufkleber angeordnet sein. Besonders bevorzugt können die Client-Schaltung und die Server-Schaltung auf eine Polymerfolie aufgedruckt sein, was einen besonders flexiblen Einsatz der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ermöglicht. Die Sensoreinrichtung kann so einfach auf den hinsichtlich des Füllstands zu überwachenden Behälter angebracht werden, wobei der zu detektierende Füllpegel durch die Anbringungshöhe des Aufklebers gewählt wird.Preferably, the at least one client circuit and the server circuit can be arranged on a foil sticker. Particularly preferably, the client circuit and the server circuit can be printed on a polymer film, which allows a particularly flexible use of the sensor device according to the invention. The sensor device can thus be easily mounted on the container to be monitored with regard to the filling level, wherein the filling level to be detected is selected by the mounting height of the sticker.
Die Energieversorgung zum Betrieb der Client-Schaltung kann durch den Spannungsabfall zwischen der ersten Elektrode CE1 und der zweiten Elektrode CE2 bewerkstelligt werden. Das über die erste Elektrode CE1 aufgenommene Wechselfeld wird vorteilhafterweise in eine Gleichspannung umgewandelt (etwa durch eine Diodenkaskade), so dass mit dieser gleichgerichteten Arbeitsspannung die Client-Schaltung betrieben werden kann.The power supply for operating the client circuit can be accomplished by the voltage drop between the first electrode CE1 and the second electrode CE2. The alternating field picked up via the first electrode CE1 is advantageously converted into a DC voltage (for instance through a diode cascade) so that the client circuit can be operated with this rectified working voltage.
Erfindungsgemäß wird die Energieversorgung der mindestens einen Client-Schaltung unterbrochen, sobald der Spannungsabfall zwischen der ersten Elektrode CE1 und der zweiten Elektrode CE2 unter einem vorherbestimmten Wert sinkt. Dies ist dann der Fall, sobald sich die Füllhöhe in dem hinsichtlich des Füllstands zu überwachenden Behälter innerhalb der Breite der Einkoppelelektrode CE1 befindet. Zu diesem Zeitpunkt schaltet sich die Client-Schaltung ab, da der Spannungsabfall zwischen der Einkoppelelektrode CE1 und der Auskoppelelektrode CE2 nicht mehr ausreicht, um die Client-Schaltung mit Energie zu versorgen.According to the invention, the power supply of the at least one client circuit is interrupted as soon as the voltage drop between the first electrode CE1 and the second electrode CE2 drops below a predetermined value. This is the case as soon as the filling level in the container to be monitored with respect to the filling level is within the width of the coupling-in electrode CE1. At this time, the client circuit turns off, since the voltage drop between the coupling electrode CE1 and the Auskoppelelektrode CE2 is no longer sufficient to power the client circuit.
Vorteilhafterweise kann die Sensoreinrichtung bzw. der Folienaufkleber im Betrieb an der Außenseite des Behälters angeordnet sein, was eine besonders einfache Detektion des Füllstands in einem Behälter ermöglicht. Dadurch, dass nicht die Leitfähigkeit einer Flüssigkeit sondern ihre dielektrische Konstante als Sensorfunktion benutzt wird, muss die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung nicht in Kontakt mit der sich im Behälter befindlichen Flüssigkeit stehen, da die Veränderung des zwischen den Elektroden vorhandenen elektrischen Felds genutzt wird, welche sich mit ansteigendem Pegel verändert. Gleichzeitig verkleinert sich mit steigendem Pegel der Flüssigkeit in dem Behälter auch der Spannungsabfall zwischen den Elektroden der Client-Schaltung, wobei der Spannungsabfall mit Erreichen der Einkoppelelektrode CE1 schließlich so klein wird, dass sich die Client-Schaltung abschaltet.Advantageously, the sensor device or the film label can be arranged in operation on the outside of the container, which allows a particularly simple detection of the level in a container. The fact that not the conductivity of a liquid but its dielectric constant is used as a sensor function, the sensor device according to the invention does not have to be in contact with the liquid in the container, since the change of existing between the electrodes electric field is used, which increases with increasing Level changed. At the same time decreases with increasing level of the liquid in the container and the voltage drop between the electrodes of the client circuit, the voltage drop is finally so small with reaching the coupling electrode CE1 that the client circuit turns off.
Das Abschalten der Client-Schaltung kann durch die Sensoreinrichtung bzw. durch die Server-Schaltung als Überschreiten eines vorgegebenen Flüssigkeitspegels interpretiert werden. Die Sensoreinrichtung stellt damit ein eindeutiges Signal, nämlich durch Abschalten der Client-Schaltung bereit, sobald der Flüssigkeitspegel überschritten wird.The switching off of the client circuit can be interpreted by the sensor device or by the server circuit as exceeding a predetermined liquid level. The sensor device thus provides a clear signal, namely by switching off the client circuit ready as soon as the liquid level is exceeded.
Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung hat auch den Vorteil, dass auch Pegelstände in Behältern, welche elektrisch nicht leitende Flüssigkeiten aufnehmen, bestimmt werden können.The sensor device according to the invention also has the advantage that even water levels in containers, which receive electrically non-conductive liquids, can be determined.
Durch die im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Elektroden der Server-Schaltung und der Client-Schaltung kann der Pegel, an welchem sich die Client-Schaltung selbständig abschaltet, allein durch die vertikale Anordnung der Sensoreinrichtung an dem Behälter bestimmt werden.By means of the electrodes of the server circuit and the client circuit, which are arranged essentially parallel to one another, the level at which the client circuit automatically switches off can be determined solely by the vertical arrangement of the sensor device on the container.
Die Server-Schaltung weist des Weiteren eine Stromversorgung, einen Oszillator und eine Auswerteeinheit auf, wobei der Oszillator von der Stromversorgung betrieben wird und wobei der Auswerteeinheit das von der Client-Schaltung bereitgestellte modulierte Wechselfeld zugeführt wird. Damit kann eine Sensoreinrichtung mit zwei oder mehreren Client-Schaltungen bereitgestellt werden, welche so ausgestaltet sind, dass diese durch die Server-Schaltung unterscheidbar sind.The server circuit furthermore has a power supply, an oscillator and an evaluation unit, wherein the oscillator is operated by the power supply and wherein the evaluation unit is supplied with the modulated alternating field provided by the client circuit. This can be a sensor device with two or more Client circuits are provided which are designed so that they are distinguishable by the server circuit.
Die Client-Schaltungen können dabei jeweils einen Vergleicher aufweisen, welcher eine von der Server-Schaltung auf das von diesen erzeugte elektrische Feld aufmodulierte Identifikationsnummer mit einer Vergleichsidentifikationsnummer vergleicht. Die Client-Schaltung kann zusätzlich so ausgestaltet sein, dass diese nur aktivierbar ist, wenn die Identifikationsnummer der Vergleichsidentifikationsnummer entspricht, wobei jeder Client-Schaltung eine unterschiedliche (bzw. eindeutige) Vergleichsidentifikationsnummer zugeordnet ist.The client circuits can each have a comparator which compares an identification number, modulated by the server circuit with the electrical field generated by the latter, with a comparison identification number. The client circuit may additionally be designed such that it can only be activated if the identification number corresponds to the comparison identification number, wherein each client circuit is assigned a different (or unique) comparison identification number.
Die Server-Schaltung kann so gezielt eine von mehreren Client-Schaltungen aktivieren. Dies hat den Vorteil, dass an eine Serverelektrode gleichzeitig mehrere Client-Schaltungen angekoppelt sein können, so dass beispielsweise mit einer Sensoreinrichtung der erfindungsgemäßen Art unterschiedliche Füllstände detektierbar sind.The server circuit can thus selectively activate one of several client circuits. This has the advantage that several client circuits can be coupled to a server electrode at the same time, so that different levels can be detected, for example, with a sensor device of the type according to the invention.
Alternativ zu dem Vergleicher können zwei oder mehrere Client-Schaltungen auch jeweils ein Zeitglied aufweisen, wobei die Zeitglieder die jeweiligen Client-Schaltungen in einer vorher bestimmbaren Reihenfolge und Dauer aktivieren. Auch hierbei ist jeweils genau eine Client-Schaltung mit der Serverelektrode gekoppelt, so dass ebenfalls unterschiedliche Pegelstände in einem Behälter detektierbar sind.As an alternative to the comparator, two or more client circuits may also each have a timer, wherein the timers activate the respective client circuits in a predetermined order and duration. Here, too, exactly one client circuit is in each case coupled to the server electrode, so that likewise different levels in a container can be detected.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Client-Schaltungen auch jeweils einen freilaufenden Oszillator aufweisen, wobei die Frequenz der jeweiligen Oszillatoren verschieden ist. Durch die verschiedene Frequenz der einzelnen Oszillatoren sind die Client-Schaltungen von der Server-Schaltung unterscheidbar.In a further alternative embodiment, the client circuits may also each have a free-running oscillator, wherein the frequency of the respective oscillators is different. Due to the different frequency of the individual oscillators, the client circuits are distinguishable from the server circuit.
In einer noch weiteren alternativen Ausführungsform können die Client-Schaltungen auch jeweils einen Frequenzteiler aufweisen, welcher die Frequenz des Oszillators der Server-Schaltung teilt, wobei das Teilungsverhältnis der einzelnen Frequenzteiler verschieden ist. Auch hier dient die verschiedene Frequenz der einzelnen Client-Schaltungen dazu, dass die Server-Schaltung die einzelnen Client-Schaltungen unterscheiden kann.In yet another alternative embodiment, the client circuits may each comprise a frequency divider which divides the frequency of the oscillator of the server circuit, the dividing ratio of the individual frequency divisors being different. Again, the different frequency of the individual client circuits serves to allow the server circuit to distinguish the individual client circuits.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the description, the drawings and the claims removed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown schematically simplified in the drawing and are explained in more detail in the following description.
Es zeigt:It shows:
Die Client-Schaltung wird von einem Client
Wie aus
Die wesentlich größere Breite der Auskoppelelektrode
Die Client-Schaltung, bestehend aus den Elektroden
Das über die Einkoppelelektrode
Mit Hilfe von physikalischen Einwirkungsgrößen, etwa dem Pegelstand in dem zu überwachenden Behälter, ist es möglich, den Pegel der Spannung derart zu verändern, dass dieser proportional zur einwirkenden Größe am Server
Eine detaillierte Beschreibung der Client-Schaltung bzw. der Server-Schaltung ist weiter unten mit Bezug auf die
Gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau der Sensoreinrichtung erfolgt die Aktivierung der Client-Schaltung immer dann, wenn über die Serverelektrode
Das so von der Client-Schaltung erzeugte Signal (OK-Signal) kann beispielsweise mittels Lastmodulation an die Server-Schaltung übermittelt werden. Das übermittelte Signal wird an der Server-Schaltung einer Auswerteeinheit zugeführt, wo es beispielsweise eine Fourier-Transformation unterzogen werden kann.The signal thus generated by the client circuit (OK signal) can be transmitted, for example, by means of load modulation to the server circuit. The transmitted signal is supplied to the server circuit of an evaluation unit, where it can be subjected to, for example, a Fourier transform.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau der Sensoreinrichtung wird das Signal von der Client-Schaltung so lange an die Server-Schaltung übermittelt, so lange die Client-Schaltung ausreichend Energie aus dem von der Server-Schaltung bereitgestellten Wechselfeld für ihren Betrieb entnehmen kann.According to the construction of the sensor device according to the invention, the signal from the client circuit is transmitted to the server circuit as long as the client circuit can take sufficient energy from the alternating field provided by the server circuit for its operation.
Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist dabei Folgendes. Der Abstand zwischen der Einkoppelelektrode
Durch Einfüllen, beispielsweise von Wasser, in den Behälter (wobei Wasser eine Dielektrizitätskonstante von ca. 80 hat) wird der effektiv für das elektrische Feld wirkende „Abstand” zwischen den Elektroden
Die Client-Schaltung schaltet sich ab, sobald der Spannungsabfall zwischen der Einkoppelelektrode
Demzufolge wird von der Client-Schaltung solange ein Signal an den Server, beispielsweise mittels Lastmodulation übermittelt, so lange die Flüssigkeit in dem zu überwachenden Behälter einen vorbestimmten Füllstand nicht erreicht hat. Nach Erreichen des Füllstands schaltet sich die Client-Schaltung automatisch ab, da der Spannungsabfall zwischen der Einkoppelelektrode
Selbstverständlich kann die Server-Schaltung bzw. die Auswerteeinheit der Server-Schaltung das von der Client-Schaltung empfangene Signal auch hinsichtlich des Flüssigkeitspegels in dem Behälter auswerten, um so beispielsweise unterschiedliche Status- bzw. Warnmeldungen zur Verfügung zu stellen. Of course, the server circuit or the evaluation unit of the server circuit can also evaluate the signal received from the client circuit with respect to the liquid level in the container, for example to provide different status or warning messages.
Werden die einzelnen Elemente der Sensoreinrichtung auf einer Folie angeordnet, so kann diese Folie einfach an den hinsichtlich des Füllstands zu überwachenden Behälter an der Außenseite des Behälters angebracht werden, wobei lediglich darauf zu achten ist, dass die Anbringungshöhe der Folie so gewählt wird, dass die Höhe der Einkoppelelektrode
Gemäß der Erfindung kann der Server
Ein weitergehender Umbau bzw. Anpassung des Behälters des Kondenswäschetrockners ist hierbei nicht mehr notwendig. Insbesondere müssen keinerlei Einrichtungen bzw. Vorrichtungen zur Detektion des Füllstands im Innern des Behälters angeordnet werden.A further conversion or adaptation of the container of Kondenswäschetrockners is no longer necessary. In particular, no means or devices for detecting the level inside the container must be arranged.
Wie in
Die Auswerteeinrichtung des Servers
Die Serverelektrode
Selbstverständlich können die Server
Die erste Sensoreinrichtung arbeitet dabei analog zu der bereits beschriebenen Arbeitsweise der zweiten Sensoreinrichtung. Erreicht der Pegel der Flüssigkeit die Einkoppelelektrode
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Elektrode
In dieser Ausgestaltung (ein Server
Insbesondere ist es möglich eine oder mehrere Client-Schaltung der genannten Art an einen bereits vorhandenen Server anzuschließen, sodass ein Netz von Client-Schaltungen aufgebaut werden kann. Beispielsweise kann in einem Wäschetrockner ein Server vorgesehen sein, an welchem eine für einen anderen Zweck vorgesehene Sensoreinrichtung angeschlossen ist. An diesem Server kann auch die erfindungsgemäße Client-Schaltung angeschlossen werden. Der Server ist so ausgebildet, dass er die von der Clientschaltung erfassten Signale extrahieren kann und so den Füllstand etwa des Kondenswasserbehälters detektieren kann.In particular, it is possible to connect one or more client circuits of the type mentioned to an already existing server so that a network of client circuits can be set up. For example, a server may be provided in a tumble dryer, to which a sensor device provided for another purpose is connected. The client circuit according to the invention can also be connected to this server. The server is designed so that it can extract the signals detected by the client circuit and thus detect the level of the condensation water tank.
Die von beiden Client-Schaltungen bereitgestellten Signale (welche bereitgestellt werden solange der Pegel der sich im Behälter befindlichen Flüssigkeit die Einkoppelelektroden
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Server-Schaltung bzw. sind die Client-Schaltungen so ausgestaltet, dass die Server-Schaltung die Signale der einzelnen Client-Schaltungen unterscheiden kann. Zu diesem Zweck kann jede der Client-Schaltungen einen Vergleicher aufweisen, der beispielsweise eine von der Server-Schaltung auf das von dieser erzeugte elektrische Feld aufmodulierte Identifikationsnummer mit einer Vergleichsidentifikationsnummer vergleicht, wobei jeder Client-Schaltung eine eindeutige Vergleichsidentifikationsnummer zugeordnet ist. Aufgrund der den Client-Schaltungen zugeordneten Vergleichsidentifikationsnummer kann jede Client-Schaltung diese dazu verwenden, um ein Signal zu erzeugen, das die Kennung der Client-Schaltung beinhaltet. Wie bereits eingangs beschrieben, werden diese Signale mittels Lastmodulation an die Server-Schaltung übermittelt, wobei die aufgrund der Vergleichsidentifikationsnummer unterschiedlichen Signale eine unterschiedliche Lastmodulation an der Server-Schaltung bewirken. Die so übermittelten Signale der einzelnen Client-Schaltungen, welche bei gleichzeitiger Übermittlung ein Frequenzgemisch bilden, können von der Auswerteeinrichtung des Servers
Die Client-Schaltungen können alternativ auch so ausgestaltet sein, dass diese nur aktiviert werden, wenn die auf das elektrische Feld der Server-Schaltung aufmodulierte Identifikationsnummer mit der Nummer der Vergleichsidentifikation der Client-Schaltung übereinstimmt. Dadurch wird die Möglichkeit bereitgestellt, dass die Server-Schaltung einzelne Client-Schaltungen der Sensoreinrichtung gezielt ansprechen kann.Alternatively, the client circuits may also be designed such that they are activated only if the identification number modulated onto the electrical field of the server circuit matches the number of the comparison identification of the client circuit. This provides the possibility that the server circuit can specifically address individual client circuits of the sensor device.
In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle eines Vergleichers auch ein Zeitglied vorgesehen werden, wobei die Zeitglieder der jeweiligen Client-Schaltungen in einer vorher bestimmbaren Reihenfolge und Dauer die Client-Schaltung aktivieren, so dass jeweils nur eine Client-Schaltung aktiv ist.In an alternative embodiment, a timer may be provided instead of a comparator, wherein the timers of the respective client circuits in a predetermined order and duration activate the client circuit, so that only one client circuit is active at a time.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Client-Schaltungen anstelle eines Vergleichers auch jeweils einen freilaufenden Oszillator vorsehen, wobei die Frequenz der jeweiligen Oszillatoren verschieden ist. Durch die verschiedene Frequenz der einzelnen Oszillatoren sind die Client-Schaltungen von der Server-Schaltung unterscheidbar.In a further alternative embodiment, the client circuits may instead of a Comparator also each provide a free-running oscillator, wherein the frequency of the respective oscillators is different. Due to the different frequency of the individual oscillators, the client circuits are distinguishable from the server circuit.
In einer noch weiteren alternativen Ausführungsform können die Client-Schaltungen anstelle eines Vergleichers auch jeweils einen Frequenzteiler aufweisen, welcher die Frequenz des Oszillators der Server-Schaltung teilt, wobei das Teilungsverhältnis der einzelnen Frequenzteiler verschieden ist. Auch hier dient die verschiedene Frequenz der einzelnen Client-Schaltungen dazu, dass die Server-Schaltung die einzelnen Client-Schaltungen unterscheiden kann.In yet another alternative embodiment, instead of a comparator, the client circuits may each comprise a frequency divider which divides the frequency of the oscillator of the server circuit, the division ratio of the individual frequency divisors being different. Again, the different frequency of the individual client circuits serves to allow the server circuit to distinguish the individual client circuits.
Aufgrund der Anordnung der Einkoppelelektroden
Im nicht gekippten Zustand müssten sich beide Client-Schaltungen nahezu zeitgleich abschalten, wobei zur Vermeidung von Fehlinterpretationen durch die Auswerteeinrichtung ein bestimmtes Zeitintervall vorgesehen werden kann, innerhalb welchem die Abschaltung beider Client-Schaltungen detektiert werden muss, um daraus den Rückschluss zu bilden, dass es sich tatsächlich um eine Flüssigkeitspegelüberschreitung handelt und nicht um ein Kippen des Behälters. Durch Vorsehen eines solchen Zeitintervalls können beispielsweise Fehlauswertungen verhindert werden, welche etwa durch Bewegen der Flüssigkeit aufgrund des Einfüllvorgangs hervorgerufen werden können.In the non-tilted state, both client circuits would have to switch off almost simultaneously, wherein to avoid misinterpretation by the evaluation a certain time interval can be provided within which the shutdown of both client circuits must be detected in order to draw the conclusion that it in fact, it is a liquid level exceedance and not a tilting of the container. By providing such a time interval, for example, false evaluations can be prevented, which can be caused by moving the liquid due to the filling process, for example.
Des Weiteren oder alternativ hierzu kann auch der Pegelunterschied an den jeweiligen Clientschaltungen herangezogen werden, um die Ermitteln, ob es sich um einen gekippten Behälter oder um einen nicht-gekippten Behälter handelt.Furthermore or alternatively, the level difference at the respective client circuits can also be used to determine whether it is a tilted container or a non-tilted container.
Durch die in der
Um das elektrische Feld abzugeben, bzw. die Modulation der Client-Schaltungen zu empfangen, ist mindestens eine Serverelektrode
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Aktivierung der Client-Schaltung also immer dann, wenn eine ausreichende Feldstärke (welche ja durch das elektrische Feld der Server-Schaltung bereitgestellt wird) vorhanden ist, was im Falle einer Sensoreinrichtung zur Detektion des Füllstands in einem Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung gleichzeitig als „Sensor-OK”-Signal ausgewertet werden kann. Ein Ausbleiben eines derartigen Signals, kann von der Sensoreinrichtung als Erreichen eines vorherbestimmten Füllstands in einem Behälter ausgewertet bzw. interpretiert werden.According to the present invention, the activation of the client circuit thus always takes place when a sufficient field strength (which is indeed provided by the electric field of the server circuit) is present, which in the case of a sensor device for detecting the level in a container according to present invention can be evaluated simultaneously as a "sensor OK" signal. Failure of such a signal may be evaluated by the sensor device as reaching a predetermined level in a container.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Sensoreinrichtung mehrere solche Client-Schaltungen aufweisen, welche von dem durch die Server-Schaltung bereitgestellten bzw. ausgegebenen elektrischen Feld erreichbar sind, um damit die Client-Schaltungen mit Energie zu versorgen.According to the present invention, the sensor means may comprise a plurality of such client circuits accessible from the electric field provided by the server circuit for powering the client circuits.
Um mehrere derartige Client-Schaltungen innerhalb einer Sensoreinrichtung durch die Server-Schaltung unterscheidbar zu machen, kann die Client-Schaltung einen Vergleicher, ein Zeitglied, einen freilaufenden Oszillator oder einen Frequenzteiler vorsehen. Vergleicher, Zeitglied, freilaufender Oszillator oder Frequenzteiler sind in
Der Vergleicher kann eine vom Server auf das elektrische Wechselfeld aufmodulierte Identifikationsnummer mit einer in der Client-Schaltung gespeicherten Vergleichsidentifikationsnummer vergleichen und erst bei Übereinstimmung die Client-Schaltung bzw. den Modulator
Ändert sich die Identifikationsnummer auf dem vom Server bereitgestellten elektrischen Wechselfeld geht die Identifizierung verloren und der Vergleicher kann bewirken, dass der Oszillator nicht mehr schwingt, so dass die Energie zum Betrieb der Client-Schaltung fehlt. In diesem Fall muss die Auswerteeinrichtung der Server-Schaltung überprüfen, ob er als Antwort auf die mit dem elektrischen Feld übermittelte Identifikationsnummer ein Signal durch die ausgewählte Client-Schaltung mittels Lastmodulation der Server-Schaltung übermittelt bekommt. Fehlt es an einer solchen Antwort, kann die Server-Schaltung dies dahingehend interpretieren, dass der Flüssigkeitspegel in dem Behälter bereits die Einkoppelelektrode
Alternativ zu dem Vergleicher kann die Client-Schaltung auch ein Zeitglied vorsehen, welches dazu bestimmt ist, die Client-Schaltung erst nach einer bestimmten Zeit nach Empfang eines elektrischen Feldes der Server-Schaltung arbeiten zu lassen bzw. den Oszillator anschwingen zu lassen. Damit wird die Möglichkeit bereitgestellt, dass die Server-Schaltung zeitlich aufeinander abgestimmte Sensorsignale von unterschiedlichen Client-Schaltungen erhalten kann. Auch hierbei tritt der Effekt auf, dass, sobald die Flüssigkeit in dem zu überwachenden Behälter die Höhe der Einkoppelelektrode
Alternativ kann auch ein freilaufender Oszillator vorgesehen werden. Bei dieser Ausführungsform, ist es vorteilhaft die einzelnen freilaufenden Oszillatoren mit einer unterschiedlichen Frequenz laufen zu lassen.Alternatively, a free-running oscillator can be provided. In this embodiment, it is advantageous to run the individual free-running oscillators with a different frequency.
Anstelle eines freilaufenden Oszillators kann auch ein Frequenzteiler vorgesehen sein, welche die Frequenz des Oszillators der Server-Schaltung teilt. Vorzugsweise ist das Teilungsverhältnis in den einzelnen Client-Schaltungen verschieden, so dass die Client-Schaltungen jeweils mit verschiedener Frequenz arbeiten.Instead of a free-running oscillator and a frequency divider may be provided which shares the frequency of the oscillator of the server circuit. Preferably, the division ratio in the individual client circuits is different, so that the client circuits each operate at a different frequency.
Die im Falle der Verwendung eines freilaufenden Oszillators oder eines Frequenzteilers gleichzeitig an die Serverschaltung übertragenen Signale der einzelnen Client-Schaltungen können so aufgrund der unterschiedlichen Frequenzen vom Server wieder getrennt werden. Das Trennen kann etwa unter Verwendung einer Fourier-Transformation erfolgen.The simultaneously transmitted to the server circuit in the case of using a free-running oscillator or a frequency divider signals of the individual client circuits can be separated so again due to the different frequencies from the server. The separation can be done using a Fourier transform, for example.
Die Client-Schaltung und zumindest die Serverelektrode
Die Auskoppelelektrode
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