DE102012100936A1 - Method for measuring level of liquid in container, involves detecting liquid level in container based on response to signal attenuation of response signal sent by radio frequency identification (RFID) transponder to reading unit - Google Patents

Method for measuring level of liquid in container, involves detecting liquid level in container based on response to signal attenuation of response signal sent by radio frequency identification (RFID) transponder to reading unit Download PDF

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Abstract

The method involves emitting a request signal by a reading unit (5) to a passive radio frequency identification (RFID) transponder (7) arranged in a region of liquid (2) in a container (1). The response signal for evaluating the liquid level is sent by the passive RFID transponder to the reading unit. The liquid level is detected in response to the signal attenuation of the response signal. An independent claim is included for a device for measuring level of liquid in container.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, bei welchem eine Leseeinheit ein Fragesignal an mindestens einen, im Bereich der Flüssigkeit angeordneten passiven RFID-Transponder aussendet, wobei der passive RFID-Transponder ein Antwortsignal an die Leseeinheit zurücksendet, welches hinsichtlich des Füllstandes ausgewertet wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for measuring a level of a liquid in a container, in which a reading unit emits a question signal to at least one passive RFID transponder arranged in the region of the liquid, wherein the passive RFID transponder sends back a response signal to the reading unit is evaluated in terms of the level and a device for carrying out the method.

Aus der DE 10 2007 027 171 A1 sind eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung der Höhe eines Flüssigkeitsstandes bekannt, bei welchem die aktuelle Höhe eines Flüssigkeitsstandes durch die Verwendung mehrerer passiver RFID-Transponder ermittelt wird, die als Kette von Grenzschaltern in die Flüssigkeit hineinragen. Ein Lesegerät sendet dabei ein Fragesignal an die passiven RFID-Transponder und empfängt nur von den passiven RFID-Transpondern jeweils ein Antwortsignal, die nicht von der Flüssigkeit bedeckt sind, da durch die Flüssigkeit eine vollständige Signaldämpfung auftritt. Die Antwortsignale der passiven RFID-Transponder können dabei Informationen des Höhenmaßes des jeweiligen passiven RFID-Transponders enthalten, woraus eine an das Lesegerät angeschlossene Auswerteeinheit die aktuelle Höhe des Füllstandes ermittelt.From the DE 10 2007 027 171 A1 an arrangement and a method for measuring the height of a liquid level are known in which the current height of a liquid level is determined by the use of multiple passive RFID transponder, which protrude as a chain of limit switches in the liquid. A reader sends a question signal to the passive RFID transponder and receives only from the passive RFID transponders each a response signal that are not covered by the liquid, as a complete signal attenuation occurs by the liquid. The response signals of the passive RFID transponder can contain information of the height dimension of the respective passive RFID transponder, from which an evaluation unit connected to the reading device determines the current level of the filling level.

Die diskret, in vorgegebenen Abständen angeordneten passiven RFID-Transponder bilden dabei eine Kette von Grenzschaltern, wodurch nur diskrete Füllstandstufen erfasst werden und der Füllstand nur ungenau bestimmt werden kann. Ausgefallene RFID-Transponder können nicht detektiert werden.The discrete, arranged at predetermined intervals passive RFID transponder form a chain of limit switches, whereby only discrete levels levels are detected and the level can be determined only inaccurate. Failed RFID transponders can not be detected.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter anzugeben, bei welchem der sich ändernde Füllstand mit geringen Aufwand genau gemessen werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for measuring a level of a liquid in a container, in which the changing level can be measured accurately with little effort.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Füllstand in Abhängigkeit von einer Signaldämpfung des Antwortsignales ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, dass Füllstandänderungen kontinuierlich und genau detektiert werden können. Die Anzahl der eingesetzten passiven RFID-Transponder wird dabei auf ein Mindestmaß reduziert, wodurch die Kosten für die Füllstandsmessung minimiert werden. Somit wird eine kontinuierliche Füllstandmessung bzw. eine Grenzstanddetektion des Füllstandes mit einer Standard-RFID-Technologie durch Auswertung der Sendeleistungen der zwischen der Leseeinheit und dem passiven RFID-Transponder ausgetauschten Signale möglich.According to the invention the object is achieved in that the level is determined in response to a signal attenuation of the response signal. This has the advantage that level changes can be detected continuously and accurately. The number of passive RFID transponders used is reduced to a minimum, which minimizes the costs for level measurement. Thus, a continuous level measurement or a level detection of the level with a standard RFID technology by evaluating the transmission power of the exchanged between the reading unit and the passive RFID transponder signals is possible.

Neben der kontinuierlichen Messung des Füllstandes ist ein kostengünstiger Aufbau der Messanordnung möglich.In addition to the continuous measurement of the level, a cost-effective design of the measuring arrangement is possible.

Vorteilhafterweise hängt die Signaldämpfung von mindestens einem, sich zwischen der Leseeinheit und dem passiven RFID-Transponder ausbreitenden Medium ab. Die Signaldämpfung ist abhängig von der Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit. Entgegen der allgemein vertretenen Auffassung ist der Austausch zwischen Signalen der Leseeinheit und einem sich in einer Flüssigkeit befindlichen RFID-Transponders durchaus detektierbar, da die Signale nicht vollständig gedämpft werden.Advantageously, the signal attenuation depends on at least one medium propagating between the reading unit and the passive RFID transponder. The signal attenuation depends on the dielectric constant of the liquid. Contrary to popular belief, the exchange between read unit signals and an RFID transponder located in a liquid is quite detectable, as the signals are not fully attenuated.

In einer Ausgestaltung ist das Medium Luft und/oder die im Behälter enthaltene Flüssigkeit. Dies ist von Bedeutung, da sich aufgrund der Änderung des Füllstandes der Flüssigkeit in dem Behälter auch der Anteil der Luft mehr oder weniger in dem Behälter verändert, wodurch die Signaldämpfung des Antwortsignales variiert.In one embodiment, the medium is air and / or the liquid contained in the container. This is important because due to the change in the level of the liquid in the container, the proportion of air changes more or less in the container, whereby the signal attenuation of the response signal varies.

In einer Variante besteht bei einem Referenzpunktabgleich, welcher insbesondere bei einem leeren Behälter durchgeführt wird, das Medium aus Luft und als Referenzpunkt wird eine Signaldämpfung des zwischen Leseeinheit und dem passiven RFID-Transponder ausgetauschten Signales ermittelt, wobei der so bestimmte Referenzpunkt als Ausgangswert für die Bestimmung der Signaldämpfung des Antwortsignales während der Füllstandsmessung herangezogen wird. Aufgrund dieser Vorgehensweise kann die Signaldämpfung, welche das Fragesignal erfährt, das von der Leseeinheit zu dem passiven RFID-Transponder gesendet wird, aus der Signaldämpfung des Antwortsignals heraus gerechnet werden. Somit wird bei der Füllstandsmessung ein Signal mit einer reduzierten Sendeleistung ausgewertet, welches nur auf dem Weg des Antwortsignals vom passiven RFID-Transponder zur Leseeinheit durch die Medien beeinflusst wurde. Aus dieser reduzierten Sendeleistung des Antwortsignales, die auch als Signaldämpfung bezeichnet wird, kann der Füllstand besonders genau ermittelt werdenIn a variant, in a reference point adjustment, which is carried out in particular for an empty container, the medium from air and as a reference point signal attenuation of the exchanged between the reading unit and the passive RFID transponder signal is determined, wherein the thus determined reference point as the output value for the determination the signal attenuation of the response signal is used during the level measurement. Because of this approach, the signal attenuation experienced by the query signal sent by the reader to the passive RFID transponder can be calculated from the signal attenuation of the response signal. Thus, in the level measurement, a signal with a reduced transmission power is evaluated, which was influenced only on the way of the response signal from the passive RFID transponder to the reading unit by the media. From this reduced transmission power of the response signal, which is also referred to as signal attenuation, the level can be determined very accurately

In einer Ausführungsform wird aus einem ersten Antwortsignal eines fest am Behälter positionierten ersten passiven RFID-Transponders und einem zweiten Antwortsignal eines frei auf der Oberfläche der Flüssigkeit aufsitzenden zweiten passiven RFID-Transponders eine Füllstanddifferenz ermittelt. Durch die Auswertung der Signaldämpfung des Antwortsignales lässt sich somit nicht nur eine kontinuierliche Füllstandmessung durchführen, sondern es ist auch möglich, eine Füllstandänderung innerhalb des Behälters zu detektieren, welche in einem vorgegebenen Zeitraum auftritt.In one embodiment, a fill level difference is determined from a first response signal of a first passive RFID transponder fixedly positioned on the container and a second response signal of a second passive RFID transponder sitting freely on the surface of the liquid. By evaluating the signal attenuation of the response signal, it is thus not only possible to carry out a continuous level measurement, but it is also possible to detect a level change within the container which occurs within a predetermined period of time.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, bei welcher zwischen einer Leseeinheit und mindestens einem passiven RFID-Transponder drahtlos Signale ausgetauscht werden, wobei der mindestens eine passive RFID-Transponder in dem Behälter angeordnet ist und ein Antwortsignal an die Leseeinheit sendet, welches hinsichtlich des Füllstandes ausgewertet wird. Bei einer Vorrichtung, welche eine genaue Füllstandmessung erlaubt, ist der mindestens eine passive RFID-Transponder in einem rohrähnlichen Element angeordnet, welches mindestens teilweise in die Flüssigkeit eintaucht. Diese Vorrichtung ist insbesondere immer dann einsetzbar, wenn die Flüssigkeit eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist. Die hohe Dielektrizitätskonstante wird dabei durch das Material des rohrähnlichen Elementes verändert, vorzugsweise herabgesetzt, weshalb eine kontinuierliche Füllstandmessung auch bei Materialien bzw. Medien mit hohen Dielektrizitätskonstanten möglich ist. A development of the invention relates to a device for measuring a level of a liquid in a container in which wireless signals are exchanged between a reading unit and at least one passive RFID transponder, wherein the at least one passive RFID transponder is arranged in the container and a response signal sends to the reading unit, which is evaluated in terms of the level. In a device which allows accurate level measurement, the at least one passive RFID transponder is arranged in a tube-like element which at least partially dips into the liquid. This device can be used in particular whenever the liquid has a high dielectric constant. The high dielectric constant is thereby changed by the material of the tube-like element, preferably reduced, which is why a continuous level measurement is possible even with materials or media with high dielectric constants.

Vorteilhafterweise sind mehrere passive RFID-Transponder messkettenähnlich in Richtung des sich im Behälter ändernden Füllstandes in dem rohrähnlichen Element angeordnet. Da alle passiven RFID-Transponder ein Antwortsignal an die Leseeinheit aussenden, erhöht sich durch diese Art der Messung die Messgenauigkeit.Advantageously, several passive RFID transponders are arranged like a measuring chain in the direction of the filling level changing in the container in the tube-like element. Since all passive RFID transponders emit a response signal to the reading unit, the measurement accuracy increases as a result of this type of measurement.

In einer Ausgestaltung besteht das rohrähnliche Element aus einem nicht-metallischen Material. Dadurch wird eine ausreichende elektrische Isolation sichergestellt, so dass aufgrund dieser Vorrichtung auch ein Einsatz in leicht entzündlichen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Benzin, möglich ist.In one embodiment, the tube-like element is made of a non-metallic material. As a result, a sufficient electrical insulation is ensured, so that due to this device also use in highly flammable liquids, such as gasoline, is possible.

In einer Variante ragt die Leseeinheit oberhalb der messkettenähnlichen Anordnung der passiven RFID-Transponder in das rohrähnliche Element hinein, wobei das Fragesignal in Richtung der messkettenähnlichen Anordnung ausgesandt wird. Ein solcher kompakter Füllstandsensor ist auch als nachrüstbares Bauelement jederzeit einsetzbar.In a variant, the reading unit protrudes into the tube-like element above the measuring chain-like arrangement of the passive RFID transponders, wherein the question signal is emitted in the direction of the measuring chain-like arrangement. Such a compact level sensor can also be used at any time as a retrofittable component.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, bei welcher zwischen einer Leseeinheit und mindestens einem passiven RFID-Transponder drahtlos Signale ausgetauscht werden, wobei der mindestens eine passive RFID-Transponder in dem Behälter angeordnet ist und ein Antwortsignal an die Leseeinheit sendet, welches hinsichtlich des Füllstandes ausgewertet wird. Für eine genaue Füllstandsmessung ist der passive RFID-Transponder am Boden des Behälters angeordnet, während die Leseeinheit oberhalb der Flüssigkeit positioniert ist. Auf Grund dieser Anordnung ist eine kontinuierliche Füllstandsmessung kostengünstig möglich.A further development of the invention relates to a device for measuring a level of a liquid in a container, in which wireless signals are exchanged between a reading unit and at least one passive RFID transponder, wherein the at least one passive RFID transponder is arranged in the container and a Send response signal to the reading unit, which is evaluated in terms of the level. For accurate level measurement, the passive RFID transponder is located at the bottom of the container while the reader is positioned above the liquid. Due to this arrangement, a continuous level measurement is possible cost.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing. It shows:

1: Prinzipdarstellung der Füllstandmessung in Abhängigkeit der Signaldämpfung 1 : Schematic representation of the level measurement as a function of the signal attenuation

2: Mehrpunkt-Füllstandmessung 2 : Multipoint level measurement

3: Füllstandmessung mit Grenzwertschalter 3 : Level measurement with limit value switch

4: Füllstandmessung als Differenzmessung 4 : Level measurement as difference measurement

5: Füllstandmessung mit mehreren in einem Rohr angeordneten RFID-Transpondern. 5 : Level measurement with several RFID transponders arranged in a tube.

Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical features are identified by the same reference numerals.

In 1 ist eine Prinzipdarstellung einer Füllstandmessung in Abhängigkeit von der Signaldämpfung dargestellt. Ein Behälter 1 enthält eine Flüssigkeit 2. Oberhalb der Flüssigkeit 2 ist der Behälter 1 mit Luft 3 gefüllt. An einer Öffnung 4 des Behälters 1 ist eine Leseeinheit 5 angeordnet. Dieser gegenüberliegend ist am Boden 6 des Behälters 1 ein passiver RFID(radio-frequency identification)-Transponder 7 befestigt. In 1 ist dieser passive RFID-Transponder 7 außerhalb des Bodens 6 positioniert. Er kann alternativ aber auch innerhalb des Behälters 1 befestigt sein. Die Leseeinheit 5 und der passive RFID-Transponder 7 sind dabei so ausgerichtet, dass die von ihnen abgegebenen Signale mit hoher Zuverlässigkeit und Leistung den jeweils gegenüberliegenden passiven RFID-Transponder 7 bzw. die Leseeinheit 5 erreichen.In 1 is a schematic diagram of a level measurement as a function of the signal attenuation shown. A container 1 contains a liquid 2 , Above the liquid 2 is the container 1 with air 3 filled. At an opening 4 of the container 1 is a reading unit 5 arranged. This opposite is on the ground 6 of the container 1 a passive RFID (radio-frequency identification) transponder 7 attached. In 1 is this passive RFID transponder 7 outside the ground 6 positioned. He can alternatively but also within the container 1 be attached. The reading unit 5 and the passive RFID transponder 7 are aligned so that the signals emitted by them with high reliability and performance of the respective opposite passive RFID transponder 7 or the reading unit 5 to reach.

Die Kopplung zwischen der Leseeinheit 5 und dem passiven RFID-Transponder 7 erfolgt durch hochfrequente Radiowellen. Die Leseeinheit 5, welche auch als Sender dient, erzeugt elektromagnetische Wechselfelder, mittels welcher nicht nur Daten sondern auch Energie übertragen werden. Mit der Energie wird der passive RFID-Transponder 7 versorgt. Die über eine Antenne 11 des passiven RFID-Transponders 7 aufgenommene Hochfrequenzenergie dient während des Kommunikationsvorganges als Stromversorgung für den passiven RFID-Transponder 7. Das von der Leseeinheit 5 als Wechselfeld ausgesandte Fragesignal wird von dem passiven RFID-Transponder 7 zum Zweck der Signalübermittlung moduliert, indem das von der Leseeinheit 5 erzeugte elektromagnetische Wechselfeld beeinflusst wird. Das so modulierte Antwortsignal wird an die Leseeinheit 5 zurückgesendet und von dieser an eine Auswerteschaltung 12 weitergeleitet.The coupling between the reading unit 5 and the passive RFID transponder 7 done by high frequency radio waves. The reading unit 5 , which also serves as a transmitter, generates electromagnetic alternating fields, by means of which not only data but also energy are transmitted. The energy becomes the passive RFID transponder 7 provided. The over an antenna 11 of the passive RFID transponder 7 Recorded high-frequency energy is used during the communication process as a power supply for the passive RFID transponder 7 , That of the reading unit 5 Interrogation field emitted question signal is from the passive RFID transponder 7 for the purpose of signal transmission, modulated by the reading unit 5 generated electromagnetic alternating field is influenced. The thus modulated response signal is sent to the reading unit 5 sent back and from this to an evaluation circuit 12 forwarded.

Um die Signaldämpfung als Maß für den Füllstand heranziehen zu können, ist es vor der Erstmessung notwendig, einen Referenzpunkt der Signaldämpfung zu bestimmen, welcher durch den Abstand zwischen der Leseeinheit 5 und dem passiven RFID-Transponder 7 in Luft definiert wird. Zu diesem Zweck wird der Referenzpunkt bei einem leeren Behälter 1 ermittelt. Es wird davon ausgegangen, dass die Signaldämpfung der Signale bei dem Medium Luft am geringsten ist. Wird der Behälter 1 mit einer Flüssigkeit 2 gefüllt, so erhöht sich die Dämpfung des Antwortsignales des passiven RFID-Transponders 7 durch das Medium mit steigendem Füllstand. Der ermittelte Referenzpunkt bildet den Ausgangswert für die Bestimmung der Signaldämpfung des Antwortsignales durch die Auswerteschaltung 12. In order to use the signal attenuation as a measure of the level, it is necessary before the initial measurement to determine a reference point of the signal attenuation, which by the distance between the reading unit 5 and the passive RFID transponder 7 is defined in air. For this purpose, the reference point becomes an empty container 1 determined. It is assumed that the signal attenuation of the signals is the lowest for the medium air. Will the container 1 with a liquid 2 filled, the damping of the response signal of the passive RFID transponder increases 7 through the medium with increasing fill level. The determined reference point forms the output value for the determination of the signal attenuation of the response signal by the evaluation circuit 12 ,

In 2 ist eine Mehrpunktmessung des Füllstandes dargestellt, bei welcher die Leseeinheit 5, wie zuvor beschrieben, oberhalb der Flüssigkeit 2 an dem Behälter 1 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von passiven RFID-Transpondern 7a, 7b, 7c, 7d sind an einer Seite des Behälters 1 kettenähnlich untereinander befestigt. Dabei befindet sich der passive RFID-Transponder 7a in Luft, während die anderen passiven RFID-Transponder 7b, 7c, 7d in die Flüssigkeit 2 eingetaucht sind. Da die Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit 2 nur gering ist, erhält die Leseeinheit 5 auf sein Fragesignal von allen passiven RFID-Transpondern 7a, 7b, 7c, 7d je ein Antwortsignal. Allerdings sind die Sendeleistungen der passiven RFID-Transponder 7a, 7b, 7c, 7d unterschiedlich, da die Antwortsignale der drei in die Flüssigkeit eingetauchten passiven RFID-Transponder 7b, 7c, 7d eine stärkere Signaldämpfung aufweisen als das Antwortsignal des passiven RFID-Transponders 7a. Diese Signaldämpfung ist umso größer, je mehr Flüssigkeit oberhalb des passiven RFID-Transponders 7b, 7c, 7d vorhanden ist. Ein Vergleich der Signaldämpfungen der Antwortsignale der passiven RFID-Transponder 7a, 7b, 7c, 7d durch die Auswerteeinheit 12 ergibt, dass der Füllstand durch den passiven RFID-Transponder 7b dokumentiert wird.In 2 is a multi-point measurement of the level shown, in which the reading unit 5 as described above above the liquid 2 on the container 1 is arranged. A plurality of passive RFID transponders 7a . 7b . 7c . 7d are on one side of the container 1 chain-like attached to each other. The passive RFID transponder is located here 7a in air while the other passive RFID transponders 7b . 7c . 7d into the liquid 2 are immersed. As the dielectric constant of the liquid 2 is low, receives the reading unit 5 to his question signal from all passive RFID transponders 7a . 7b . 7c . 7d one answer signal each. However, the transmission powers of the passive RFID transponder 7a . 7b . 7c . 7d different, since the response signals of the three immersed in the liquid passive RFID transponder 7b . 7c . 7d have a stronger signal attenuation than the response signal of the passive RFID transponder 7a , This signal attenuation is greater, the more liquid above the passive RFID transponder 7b . 7c . 7d is available. A comparison of the signal attenuations of the response signals of the passive RFID transponder 7a . 7b . 7c . 7d through the evaluation unit 12 shows that the level through the passive RFID transponder 7b is documented.

Eine Füllstandsmessung mit einem Grenzwertschalter ist in 3 dargestellt. Dabei ist ein erster passiver RFID-Transponder 7 an einer Seite des Behälters 1 befestigt und ragt in die Flüssigkeit 2. Ein zweiter passiver RFID-Transponder 8 ist auf der gegenüberliegenden Seite etwas höher angeordnet und ragt in den flüssigkeitslosen Bereich des Behälters 1. Solange der zweite passive RFID-Transponder 8 nicht von einer Flüssigkeit umgeben wird, sendet dieser immer ein konstantes Antwortsignal, da sich seine Signaldämpfung aufgrund des ständigen Übertragungsmediums Luft nicht ändert.A level measurement with a limit switch is in 3 shown. Here is a first passive RFID transponder 7 on one side of the container 1 attached and protrudes into the liquid 2 , A second passive RFID transponder 8th is located slightly higher on the opposite side and protrudes into the liquidless area of the container 1 , As long as the second passive RFID transponder 8th is not surrounded by a liquid, this always sends a constant response signal because its signal attenuation does not change due to the constant transmission medium air.

Steigt der Füllstand allerdings so weit an, dass auch der zweite passive RFID-Transponder 8 von der Flüssigkeit umgeben ist, so ändert sich die Leistung des Antwortsignals unmittelbar, worauf festgestellt werden kann, dass der Füllstand die Höhe des zweiten passiven RFID-Transponders 8 erreicht hat.However, the level rises so much that the second passive RFID transponder 8th surrounded by the liquid, the power of the response signal changes immediately, whereupon it can be determined that the level of the height of the second passive RFID transponder 8th has reached.

Eine Füllstandmessung, bei welcher eine Differenz zwischen zwei Füllständen ermittelt werden kann, ist in 4 dargestellt. Zu diesem Zweck wird neben der Leseeinheit 5, welche an der Öffnung 4 des Behälters 1 positioniert ist, und dem ersten passiven RFID-Transponder 7, welcher fest an der Seite des Behälters 1 montiert und vollständig von Flüssigkeit umgeben ist, ein zweiter passiver RFID-Transponder 9 auf die Flüssigkeit aufgesetzt. Dieser zweite passive RFID-Transponder 9 ist dabei als Schwimmer ausgebildet. Durch die Auswertung der Signaldämpfung des von dem zweiten passiven RFID-Transponders 9 an die Leseeinheit 5 ausgesandten Antwortsignales lässt sich eine Höhe h1 zwischen dem zweiten passiven RFID-Transponder 9 und der Leseeinheit 5 ermitteln. Gleichzeitig wird durch das Antwortsignal des ersten passiven RFID-Transponders 7 an die Leseeinheit 5 eine zweite Füllstandmessung möglich, welche die Höhe h2 ergibt. Soll nun die Füllstandsänderung bestimmt werden, so ist lediglich in der Auswerteeinheit 12 die Differenz Δh zwischen den Höhen h2 minus h1 zu bestimmen.A level measurement in which a difference between two levels can be determined is in 4 shown. For this purpose, next to the reading unit 5 , which at the opening 4 of the container 1 is positioned, and the first passive RFID transponder 7 which is fixed to the side of the container 1 mounted and completely surrounded by liquid, a second passive RFID transponder 9 put on the liquid. This second passive RFID transponder 9 is trained as a swimmer. By evaluating the signal attenuation of the second passive RFID transponder 9 to the reading unit 5 emitted response signal can be a height h 1 between the second passive RFID transponder 9 and the reading unit 5 determine. At the same time, the response signal of the first passive RFID transponder 7 to the reading unit 5 a second level measurement possible, which gives the height h 2 . If now the level change is to be determined, then it is only in the evaluation unit 12 to determine the difference Δh between the heights h 2 minus h 1 .

In 5 ist eine Mehrpunkt-Füllstandmessung dargestellt, welche insbesondere zur Messung des Füllstandes in Flüssigkeiten mit einer hohen Dielektrizitätskonstante geeignet ist. In den Behälter 1 ragt dabei ein Rohr 10, welches aus einem nicht-metallischen Material, beispielsweise Kunststoff, gefertigt ist. Dieses Rohr 10 ist im Inneren hohl und enthält eine Mehrzahl von passiven RFID-Transpondern 7a bis 7n. Diese passiven RFID-Transponder 7a bis 7n sind untereinander, eine kettenähnliche Anordnung bildend, angeordnet. Oberhalb der passiven RFID-Transponder 7a bis 7n ist die Leseeinheit 5 vorgesehen, die in eine Öffnung des Rohres 10 hineinreicht und das Fragesignal in Richtung der Längsausdehnung des Rohres 10 aussendet. Das Rohr 10 wird in die Flüssigkeit 2 eingetaucht, deren Füllstand zu ermitteln ist. Dabei wird das Rohr 10 von der Flüssigkeit benetzt. Dadurch wird die Bedämpfung des Signals durch das Medium reduziert ohne dabei die Messfähigkeit zu verlieren. Dadurch ist es möglich, dass auch bei hohen Dielektrizitätskonstanten die von der Flüssigkeit umgebenen RFID-Transponder 7n-m bis 7n ein auswertbares Antwortsignal mit einer ausreichenden Sendeleistung an die Leseeinheit 5 zurücksenden können.In 5 is a multi-point level measurement shown, which is particularly suitable for measuring the level in liquids with a high dielectric constant. In the container 1 sticks out a pipe 10 , which is made of a non-metallic material, such as plastic. This pipe 10 is hollow inside and contains a plurality of passive RFID transponders 7a to 7n , These passive RFID transponders 7a to 7n are arranged one below the other, forming a chain-like arrangement. Above the passive RFID transponder 7a to 7n is the reading unit 5 provided in an opening of the pipe 10 extends and the question signal in the direction of the longitudinal extent of the tube 10 sending out. The pipe 10 gets into the liquid 2 submerged, whose level is to be determined. This is the tube 10 wetted by the liquid. This reduces the attenuation of the signal through the medium without losing the measuring capability. This makes it possible for the RFID transponders surrounded by the fluid to be present even at high dielectric constants 7 n-m to 7n an evaluable response signal with a sufficient transmission power to the reading unit 5 can send back.

Das beschriebene Verfahren erlaubt somit eine zuverlässige und genaue kontinuierliche Füllstandsmessung unter Einsatz einer kostengünstigen Messvorrichtung.The described method thus allows a reliable and accurate continuous level measurement using a cost-effective measuring device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007027171 A1 [0002] DE 102007027171 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, bei welchem eine Leseeinheit (5) ein Fragesignal an mindestens einen, im Bereich der Flüssigkeit (2) angeordneten passiven RFID-Transponder (7) aussendet, wobei der passive RFID-Transponder (7) ein Antwortsignal an die Leseeinheit (5) zurücksendet, welches hinsichtlich des Füllstandes ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand in Abhängigkeit von einer Signaldämpfung des Antwortsignales ermittelt wird.Method for measuring a level of a liquid in a container, in which a reading unit ( 5 ) a question signal to at least one, in the region of the liquid ( 2 ) arranged passive RFID transponder ( 7 ), wherein the passive RFID transponder ( 7 ) a response signal to the reading unit ( 5 ), which is evaluated in terms of the level, characterized in that the level is determined in response to a signal attenuation of the response signal. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaldämpfung von mindestens einem, sich zwischen der Leseeinheit (5) und dem passiven RFID-Transponder (7) ausbreitenden Medium abhängt.A method according to claim 1, characterized in that the signal attenuation of at least one, between the reading unit ( 5 ) and the passive RFID transponder ( 7 ) depending medium. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium Luft (3) und/oder die im Behälter (1) enthaltene Flüssigkeit (2) ist.Method according to claim 2, characterized in that the medium is air ( 3 ) and / or in the container ( 1 ) contained liquid ( 2 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Referenzpunktabgleich, welcher insbesondere bei einem leeren Behälter (1) durchgeführt wird, das Medium aus Luft (3) besteht und als Referenzpunkt eine Signaldämpfung des zwischen Leseeinheit (5) und dem passiven RFID-Transponder (7) ausgetauschten Signales ermittelt wird, wobei der so bestimmte Referenzpunkt als Ausgangswert für die Bestimmung der Signaldämpfung des Antwortsignales herangezogen wird.Method according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that in a reference point adjustment, which in particular in an empty container ( 1 ), the medium of air ( 3 ) and as a reference point a signal attenuation of the between reading unit ( 5 ) and the passive RFID transponder ( 7 ) is detected, wherein the thus determined reference point is used as the output value for the determination of the signal attenuation of the response signal. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem ersten Antwortsignal eines fest am Behälter (1) positionierten ersten passiven RFID-Transponders (7) und einem zweiten Antwortsignal eines frei auf der Oberfläche der Flüssigkeit (2) aufsitzenden zweiten passiven RFID-Transponders (9) eine Füllstanddifferenz (Δh) ermittelt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that from a first response signal one fixed to the container ( 1 ) first passive RFID transponder ( 7 ) and a second response signal of a free on the surface of the liquid ( 2 ) second passive RFID transponders ( 9 ) a level difference (Δh) is determined. Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, bei welcher zwischen einer Leseeinheit (5) und mindestens einem passiven RFID-Transponder (7) drahtlos Signale ausgetauscht werden, wobei der mindestens eine passive RFID-Transponder (7) in dem Behälter (1) angeordnet ist und ein Antwortsignal an die Leseeinheit (5) sendet, welches hinsichtlich des Füllstandes (2) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine passive RFID-Transponder (7n) in einem rohrähnlichen Element (10) angeordnet ist, welches mindestens teilweise in die Flüssigkeit (2) eintaucht.Device for measuring a level of a liquid in a container, between which a reading unit ( 5 ) and at least one passive RFID transponder ( 7 ) wireless signals are exchanged, wherein the at least one passive RFID transponder ( 7 ) in the container ( 1 ) is arranged and a response signal to the reading unit ( 5 ), which in terms of the level ( 2 ), characterized in that the at least one passive RFID transponder ( 7n ) in a tube-like element ( 10 ), which at least partially into the liquid ( 2 immersed). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere passive RFID-Transponder (7n) messkettenähnlich in Richtung des sich im Behälter (1) ändernden Füllstandes (2) in dem rohrähnlichen Element (10) angeordnet sind.Apparatus according to claim 6, characterized in that a plurality of passive RFID transponders ( 7n ) similar to a measuring chain in the direction of the 1 ) changing level ( 2 ) in the tube-like element ( 10 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrähnliche Element (10) aus einem nicht-metallischen Material besteht.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the tube-like element ( 10 ) consists of a non-metallic material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinheit (5) oberhalb der messkettenähnlichen Anordnung (7n) der passiven RFID-Transponder (7) in das rohrähnliche Element (10) hineinragt, wobei das Fragesignal in Richtung der messkettenähnlichen Anordnung (7n) ausgesandt wird.Device according to one of claims 6, 7 or 8, characterized in that the reading unit ( 5 ) above the chain-like arrangement ( 7n ) the passive RFID transponder ( 7 ) in the tube-like element ( 10 protruding in the direction of the chain-like arrangement ( 7n ) is sent out. Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, bei welcher zwischen einer Leseeinheit (5) und mindestens einem passiven RFID-Transponder (7) drahtlos Signale ausgetauscht werden, wobei der mindestens eine passive RFID-Transponder (7) in dem Behälter (1) angeordnet ist und ein Antwortsignal an die Leseeinheit (5) sendet, welches hinsichtlich des Füllstandes (2) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der passive RFID-Transponder (7) am Boden (6) des Behälters (1) angeordnet ist, während die Leseeinheit (5) oberhalb der Flüssigkeit (2) positioniert ist.Device for measuring a level of a liquid in a container, between which a reading unit ( 5 ) and at least one passive RFID transponder ( 7 ) wireless signals are exchanged, wherein the at least one passive RFID transponder ( 7 ) in the container ( 1 ) is arranged and a response signal to the reading unit ( 5 ), which in terms of the level ( 2 ), characterized in that the passive RFID transponder ( 7 ) on the ground ( 6 ) of the container ( 1 ), while the reading unit ( 5 ) above the liquid ( 2 ) is positioned.
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