DE102016212264A1

DE102016212264A1 - Level sensor and level detection system

Info

Publication number: DE102016212264A1
Application number: DE102016212264.9A
Authority: DE
Inventors: Clemens Hengstler
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2036-07-06
Also published as: DE102016212264B4

Abstract

Es wird ein Füllstandsensor (10) zum Erfassen eines Füllstandes eines Behälters (104) und eine Füllstanderfassungsanordnung mit einem Füllstandsensor (10) vorgeschlagen. Der Füllstandsensor (10) weist einen Schwimmkörper (12), ein Hebelelement (14), eine Energiewandlungseinrichtung (20) und ein Funkmodul (24) auf. Der Schwimmkörper (12) ist an einem ersten Ende (16) des Hebelelements (14) angeordnet, und ein zweites Ende (18) des Hebelelements (14) ist derart angeordnet, dass es bei einer durch eine Füllstandänderung bewirkten Lageänderung des Schwimmkörpers (12) die Energiewandlungseinrichtung (20) betätigt, welche ein mit dem Füllstand korrelierendes elektrisches Signal erzeugt und an das Funkmodul (24) übermittelt, wobei das Funkmodul (24) basierend auf dem elektrischen Signal ein Funksignal an einen Empfänger (110) übermittelt.A fill level sensor (10) for detecting a fill level of a container (104) and a fill level detection arrangement with a fill level sensor (10) are proposed. The level sensor (10) has a floating body (12), a lever element (14), an energy conversion device (20) and a radio module (24). The floating body (12) is arranged at a first end (16) of the lever element (14), and a second end (18) of the lever element (14) is arranged such that it changes position of the floating body (12) as a result of a level change. the energy conversion device (20) is actuated, which generates an electrical signal correlating with the level and transmits it to the radio module (24), wherein the radio module (24) transmits a radio signal to a receiver (110) based on the electrical signal.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Füllstandmessungen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Füllstandsensor zum Erfassen eines Füllstandes eines Behälters und eine Füllstanderfassungsanordnung mit einem solchen FüllstandsensorThe invention generally relates to the field of level measurements. In particular, the invention relates to a level sensor for detecting a level of a container and a level detection arrangement with such a level sensor

Technischer HintergrundTechnical background

Als „Energy Harvesting” bzw. „Energie-Ernten” wird allgemein eine Gewinnung kleiner Mengen elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen bezeichnet. Dies kann insbesondere bei mobilen Geräten geringer Leistung zum Einsatz kommen. Dabei können etwa bei Drahtlostcchnologien Einschränkungen durch eine kabelgebundene Stromversorgung oder eine Batterie vermieden werden.Energy harvesting is generally referred to as the recovery of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibration, or air currents. This can be used in particular for mobile devices of low power. For example, in wireless technologies, limitations of a wired power supply or a battery can be avoided.

Insbesondere in der Sensorik können werden derartige Technologien zunehmend eingesetzt, z. B. bei Drucksensoren, Durchflusssensoren oder Temperatursensoren. Als Energie-Quellen werden dabei in der Regel mechanische Schwingungen, etwa Vibrationen, oder Temperaturunterschiede bzw. Temperaturgradienten genutzt.In particular, in sensor technology such technologies are increasingly used, for. B. pressure sensors, flow sensors or temperature sensors. As sources of energy mechanical vibrations, such as vibrations, or temperature differences or temperature gradients are usually used.

Die DE 20 2012 001 128 U1 beschreibt eine Einrichtung zum Überwachen eines Flüssigkeitsniveaus, welche einen Schwimmkörper und einen in dem Schwimmkörper angeordneten Schalter aufweist. Der Schalter ist dabei zur Ausgabe eines Schaltsignals in Abhängigkeit eines Niveaus einer Flüssigkeit ausgebildet. Ferner weist die Einrichtung einen Funksender zur drahtlosen Übertragung des Schaltsignals an einen außerhalb des Schwimmkörpers angeordneten Empfänger auf.The DE 20 2012 001 128 U1 describes a device for monitoring a fluid level comprising a float and a switch disposed in the float. The switch is designed to output a switching signal as a function of a level of a liquid. Furthermore, the device has a radio transmitter for the wireless transmission of the switching signal to a receiver arranged outside the floating body.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung einen zuverlässig arbeitenden Füllstandsensor und eine Füllstanderfassungsanordnung mit einem solchen Füllstandsensor bereitzustellen.It is the object of the invention to provide a reliably operating fill level sensor and a fill level detection arrangement with such a fill level sensor.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Füllstandsensor zum Erfassen eines Füllstandes eines Behälters, etwa eines Tanks, angegeben. Der Füllstandsensor weist einen Schwimmkörper auf, der dazu ausgelegt ist, bei einer Füllstandänderung eine Lageänderung durchzuführen. Ferner weist der Füllstandsensor ein Hebelelement, eine Energiewandlungseinrichtung und ein Funkmodul zur drahtlosen Übertragung eines Funksignals auf. Der Schwimmkörper ist dabei an einem ersten Ende des Hebelelements angeordnet, und ein zweites Ende des Hebelelements ist derart angeordnet, dass es bei einer durch eine Füllstandänderung bewirkten Lageänderung des Schwimmkörpers die Energiewandlungseinrichtung betätigt, so dass eine potentielle Energie des Schwimmkörpers durch die Energiewandlungseinrichtung in elektrische Energie gewandelt wird. Ferner ist die Energiewandlungseinrichtung dazu eingerichtet, bei Betätigung ein mit dem Füllstand korrelierendes elektrisches Signal zu erzeugen und dem Funkmodul zuzuführen bzw. an das Funkmodul zu übertragen und/oder zu übermitteln, wobei das Funkmodul dazu eingerichtet ist, basierend auf dem elektrischen Signal der Energiewandlungseinrichtung ein mit dem Füllstand korrelierendes Funksignal an einen Empfänger zu übertragen und/oder zu übermitteln.According to one aspect of the invention, a level sensor is provided for detecting a level of a container, such as a tank. The level sensor has a float, which is designed to perform a change in position at a level change. Furthermore, the fill level sensor has a lever element, an energy conversion device and a radio module for the wireless transmission of a radio signal. The float is arranged at a first end of the lever member, and a second end of the lever member is arranged such that it actuates the energy conversion device at a caused by a level change position of the float, so that a potential energy of the float through the energy conversion device into electrical energy is converted. Furthermore, the energy conversion device is set up to generate an electrical signal correlating with the filling level and to transmit it to the radio module and / or transmit it, the radio module being set up based on the electrical signal of the energy conversion device to transmit and / or transmit with the level correlating radio signal to a receiver.

Durch den erfindungsgemäßen Füllstandsensor kann in vorteilhafter Weise eine potentielle Energie, auch Lageenergie genannt, des Schwimmkörpers in einer einem Füllstand entsprechenden Lage des Schwimmkörpers genutzt werden, um einen aktuellen Füllstand bzw. eine aktuelle Füllhöhe bzw. ein aktuelles Füllstandniveau zu erfassen und drahtlos an den Empfänger zu übertragen. Eine Füllstandänderung kann auch eine Änderung der potentiellen Energie, d. h. der Lageenergie, des Schwimmkörpers in einem abgeschlossenen System bedeuten. Aus unterschiedlichen Energiepotenzialen, welche unterschiedlichen Füllständen entsprechen können, kann so durch Betätigung und geeignete Ausbildung der Energiewandlungseinrichtung gemäß dem Energieerhaltungssatz eine Umwandlung der Lageenergie in eine andere physikalische Energieform erfolgen, wie z. B. in elektrische Energie. Diese Energie kann wiederum zur eigentlichen Erfassung des Füllstandes bzw. zur Übermittlung des Funksignals, welches Information bezüglich des Füllstandes umfassen kann, genutzt werden. Das Hebelelement und/oder das zweite Ende des Hebelelements kann dabei außer zur Betätigung der Energiewandlungseinrichtung auch dazu dienen und/oder eingerichtet sein, die potentielle Energie bzw. Lageenergie des Schwimmkörpers an die Energiewandlungseinrichtung zu übertragen.By the level sensor according to the invention, a potential energy, also called potential energy, the float in a corresponding level of the floating body can be used to detect a current level or a current level or a current level level and wirelessly to the receiver in an advantageous manner transferred to. A level change may also involve a change in potential energy, i. H. the positional energy of the float in a closed system. From different energy potentials, which may correspond to different levels, so can be done by actuation and suitable design of the energy conversion device according to the law of conservation of energy conversion of the potential energy into another physical energy form, such. B. in electrical energy. This energy can in turn be used for the actual detection of the fill level or for the transmission of the radio signal, which may include information regarding the fill level. The lever element and / or the second end of the lever element can also serve to serve and / or be adapted to transmit the potential energy or position energy of the floating body to the energy conversion device except for the operation of the energy conversion device.

Der Füllstandsensor ist dabei nur von derjenigen physikalischen Größe abhängig, welche auch bestimmt werden soll, nämlich der Füllhöhe bzw. dem Füllstand bzw. der Lageenergie. Konventionelle Füllstandsensoren, die beispielsweise mit Thermoelementen Temperaturunterschiede zur Energieerzeugung nutzen, sind dagegen von der physikalischen Größe Temperatur abhängig. Ist z. B. bei einer Prozessstörung kein ausreichender Temperaturunterschied vorhanden, so kann unter Umständen keine oder nur eine unzuverlässige Füllstandinformation ermittelt werden.The level sensor is dependent only on that physical size, which is to be determined, namely the level or the level or the potential energy. Conventional level sensors, which use temperature differences for energy generation, for example, with thermocouples, on the other hand depend on the physical quantity of temperature. Is z. B. in a process disturbance is not sufficient temperature difference, it may under certain circumstances no or only an unreliable level information is determined.

Der erfindungsgemäße Füllstandsensor ist bei Befüllung und Entleerung des Behälters vollständig funktionstüchtig und dazu eingerichtet stets Daten in Form des Funksignals zu senden. Die Energie stammt direkt aus der Lageenergie des Füllstandes, weshalb der Füllstandsensor ein sich selbst ladendes System darstellt.The level sensor according to the invention is fully functional upon filling and emptying of the container and always configured to send data in the form of the radio signal. The energy comes directly from the potential energy of the filling level, which is why the level sensor is a self-loading system.

Die „Lageänderung” kann hier und im Folgenden eine Änderung einer Position des Schwimmkörpers zwischen einer ersten Lage bzw. Position und einer zweiten Lage bzw. Position des Schwimmkörpers bezeichnen, wobei die erste und die zweite Lage des Schwimmkörpers jeweils einem Füllstand des Fluids in dem Behälter entsprechen können. Etwa kann bei Absinken und/oder Ansteigen des Füllstandes der Schwimmkörper die Lageänderung durchführen.The "change in position" may here and hereinafter denote a change in a position of the floating body between a first position and a second position of the floating body, wherein the first and the second position of the floating body respectively a level of the fluid in the container can correspond. For example, when sinking and / or rising of the level of the float perform the change in position.

Das „Hebelelement” kann beispielsweise ein starres oder zumindest teilweise flexibles Verbindungselement bezeichnen.The "lever element" may, for example, denote a rigid or at least partially flexible connecting element.

Das „mit dem Füllstand korrelierende elektrische Signal” kann etwa ein Antwortsignal bezeichnen, welches bei Betätigung der Energiewandlungseinrichtung erzeugt und/oder ausgegeben werden kann, um so einen Rückschluss auf einen Füllstand zuzulassen und/oder etwa ein Erreichen eines bestimmten Füllstandes anzuzeigen.The "fill level correlating electrical signal" may, for example, designate a response signal that can be generated and / or output upon actuation of the energy conversion device so as to permit inference to a level and / or to indicate, for example, reaching a certain level.

Gleichsam kann das „mit dem Füllstand korrelierende Funksignal” etwa ein Antwortsignal bezeichnen, welches als Antwort auf das elektrische Signal erzeugt werden kann, um so einen Rückschluss auf einen Füllstand zuzulassen und/oder etwa ein Erreichen eines bestimmten Füllstandes anzuzeigen.Similarly, the "level-correlated radio signal" may refer to, for example, a response signal that may be generated in response to the electrical signal so as to allow inference to a level and / or indicate that a certain level has been reached.

Die Energiewandlungseinrichtung kann insbesondere außerhalb des Schwimmkörpers angeordnet sein. Ferner kann die Energiewandlungseinrichtung dazu ausgeführt sein innerhalb oder außerhalb des Behälters angeordnet zu werden.The energy conversion device can be arranged in particular outside the float. Furthermore, the energy conversion device may be designed to be arranged inside or outside the container.

Das Funkmodul kann innerhalb oder außerhalb des Schwimmkörpers angeordnet sein. Ferner kann das Funkmodul dazu ausgeführt sein, innerhalb oder außerhalb des Behälters angeordnet zu werden.The radio module can be arranged inside or outside the float. Furthermore, the radio module may be designed to be arranged inside or outside the container.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Energiewandlungseinrichtung dazu eingerichtet, das Funkmodul mit dem elektrischen Signal mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere kann die Energiewandlungseinrichtung dazu eingerichtet sein, das Funkmodul vollständig mit elektrischer Energie zu versorgen. Derart kann ein unabhängig von einer Stromversorgung und somit zuverlässig arbeitender Füllstandsensor bereitgestellt sein.According to one embodiment, the energy conversion device is configured to supply the radio module with the electrical signal with electrical energy. In particular, the energy conversion device can be configured to supply the radio module completely with electrical energy. In this way, it is possible to provide a fill level sensor which operates independently of a power supply and thus operates reliably.

Mit anderen Worten kann eine für eine Erzeugung und/oder Übertragung des Funksignals notwendige elektrische Energie durch den Füllstandsensor selbst aus der Lageänderung, d. h. der Änderung der potentiellen Energie des Füllstandes bzw. des Schwimmkörpers bei einer Füllstandänderung, erzeugt werden. Derart kann die potentielle Energie bzw. Lageenergie des Füllstandes und/oder des Schwimmkörpers zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden, welche wiederum zur Erzeugung und/oder Übertragung des Funksignals genutzt werden kann. Somit kann der Füllstandsensor die für die Übertragung notwendige Energie selbst erzeugen und autark ausgeführt sein bzw. arbeiten.In other words, an electrical energy necessary for generating and / or transmitting the radio signal can be determined by the level sensor itself from the position change, i. H. the change of the potential energy of the level or the float at a level change, are generated. In this way, the potential energy or positional energy of the fill level and / or the floating body can be used to generate electrical energy, which in turn can be used to generate and / or transmit the radio signal. Thus, the level sensor can generate the energy necessary for the transmission itself and be self-sufficient or work.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Energiewandlungseinrichtung wenigstens einen mechanisch betätigbaren Schalter auf, welcher dazu ausgelegt ist, bei wenigstens einem vorbestimmten Füllstand durch das zweite Ende des Hebelelements betätigt zu werden. Bei Betätigung des Schalters aufgrund einer Lageänderung und einer damit einhergehenden Positionsänderung des Schwimmkörpers können so in vorteilhafter Weise zuverlässig bei einem vorbestimmten Füllstand das elektrische Signal und das Funksignal erzeugt werden. Beispielsweise kann der Schalter selbst ein Piezoelement zur Erzeugung des elektrischen Signals aufweisen, wobei das Piezoelement mit dem zweiten Ende des Hebelelements betätigt werden kann. Auch kann der Schalter Teil eines Schaltelements sein, welches wiederum ein Piezoelement zur Erzeugung des elektrischen Signals aufweisen kann. Der Schalter kann etwa ein Kippschalter und/oder ein Druckschalter sein.According to one embodiment, the energy conversion device has at least one mechanically actuable switch, which is designed to be actuated at at least one predetermined fill level by the second end of the lever element. Upon actuation of the switch due to a change in position and a concomitant change in position of the floating body so the electrical signal and the radio signal can be generated in an advantageous manner reliably at a predetermined level. For example, the switch itself may have a piezoelectric element for generating the electrical signal, wherein the piezoelectric element can be actuated with the second end of the lever element. Also, the switch may be part of a switching element, which in turn may have a piezoelectric element for generating the electrical signal. The switch may be about a toggle switch and / or a pressure switch.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Energiewandlungseinrichtung eine Mehrzahl von mechanisch betätigbaren Schaltern auf, welche dazu ausgelegt sind, bei unterschiedlichen Füllständen durch das zweite Ende des Hebelelements betätigt zu werden. Derart können auf zuverlässige Weise mehrere vorbestimmte Füllstände bzw. Füllhöhen, entsprechend einer Anordnung der Mehrzahl von Schaltern, bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Schalter vorgesehen sein, welcher bei einem nahezu vollständig gefüllten Behälter betätigt wird, und ein Schalter kann vorgesehen sein, welcher bei einem nahezu entleerten bzw. leeren Behälter betätigt wird.According to one embodiment, the energy conversion device has a plurality of mechanically operable switches, which are designed to be actuated at different filling levels by the second end of the lever element. In this way, a plurality of predetermined fill levels or filling heights, corresponding to an arrangement of the plurality of switches, can be reliably determined. For example, a switch may be provided which is operated in a nearly completely filled container, and a switch may be provided, which is actuated in a nearly empty or empty container.

Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens einer der mechanisch betätigbaren Schalter dazu ausgelegt, bei Bewegung des zweiten Endes des Hebelelements in einer ersten Richtung betätigt zu werden, wobei wenigstens einer der mechanisch betätigbaren Schalter dazu ausgelegt ist, bei Bewegung des zweiten Endes des Hebelelements in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung betätigt zu werden. Die erste Richtung kann dabei eine Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers und/oder des Hebelelements bei steigender Füllhöhe bezeichnen, und die zweite Richtung kann eine Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers und/oder des Hebelelements bei sinkender bzw. fallender Füllhöhe bezeichnen. Derart kann ein hoher und ein niedriger Füllstand zuverlässig bei Betätigung des jeweiligen Schalters erfasst und/oder ermittelt werden.According to one embodiment, at least one of the mechanically operable switches is adapted to be actuated upon movement of the second end of the lever member in a first direction, wherein at least one of the mechanically actuatable switches is adapted to move the second end of the lever member into one of the first Direction opposite second Direction to be pressed. The first direction may denote a direction of movement of the float and / or the lever element with increasing filling height, and the second direction may denote a direction of movement of the float and / or the lever element at decreasing or falling level. Such a high and a low level can be reliably detected and / or determined upon actuation of the respective switch.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Füllstandsensor ferner eine Eelektronikvorrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, bei Betätigung der Energiewandlungseinrichtung und/oder des mechanisch betätigbaren Schalters das elektrische Signal zu erzeugen und an das Funkmodul zu übermitteln. Die Elektronikvorrichtung kann insbesondere ein Piezoelement und/oder etwa einen Lineargenerator aufweisen.According to one embodiment, the level sensor further comprises an electronic device, which is designed to generate the electric signal upon actuation of the energy conversion device and / or the mechanically actuatable switch and to transmit it to the radio module. The electronic device can in particular have a piezoelectric element and / or approximately a linear generator.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Energiewandlungseinrichtung ein Federelement zur Zwischenspeicherung der potentiellen Energie des Schwimmkörpers auf, wobei das Federelement derart an dem zweiten Ende des Hebelelements angeordnet ist, dass es bei einer Lageänderung des Schwimmkörpers betätigt wird. Das Federelement kann bei der Lageänderung gestaucht oder gespannt werden. Mittels des Federelements können auch langsame Füllstandänderungen und/oder der Füllstand an genau definierten Füllhöhen erfasst und/oder übertragen werden. Beispielsweise kann bei Erreichen einer bestimmten Füllhöhe das Federelement gespannt sein und ausgelöst werden, so dass es schlagartig entspannt wird. Die in dem gespannten Federelement gespeicherte Energie kann dann in elektrische Energie umgewandelt werden. Ein derart aufgebauter Füllstandsensor kann derart ausgelegt sein, dass das Federelement durch eine entgegengesetzte Füllstandänderung wieder „geladen”, d. h. gespannt, werden kann. Der Füllstandsensor kann sich dadurch nur durch den Füllstand bzw. die Füllstandänderung immer wieder selbst laden.According to one embodiment, the energy conversion device has a spring element for temporarily storing the potential energy of the floating body, wherein the spring element is arranged at the second end of the lever element, that it is actuated upon a change in position of the floating body. The spring element can be compressed or stretched during the change in position. By means of the spring element also slow level changes and / or the level can be detected and / or transmitted at precisely defined fill levels. For example, when a certain filling level is reached, the spring element can be tensioned and released, so that it is suddenly released. The stored energy in the tensioned spring element can then be converted into electrical energy. Such a built-up level sensor can be designed such that the spring element again "charged" by an opposite level change, d. H. can be curious. As a result, the fill level sensor can load itself again and again only through the fill level or the fill level change.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Energiewandlungseinrichtung ein Massesystem mit einer Funktionsmasse zur Zwischenspeicherung von Energie auf, wobei das Massesystem derart mit dem zweiten Ende des Hebelelements wirkverbunden ist, dass bei Betätigung der Energiewandlungseinrichtung die potentielle Energie des Schwimmkörpers in Bewegungsenergie der Funktionsmasse gewandelt wird. Ähnlich dem oben beschriebenen Federmechanismus kann eine potentielle Energie in der Funktionsmasse zwischengespeichert sein. Bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes und/oder bei Betätigung der Energiewandlungseinrichtung kann die Funktionsmasse freigesetzt und/oder gelost werden, beispielsweise durch einen Klappmechanismus und/oder einen Schnappmechanismus. Die Funktionsmasse kann dann aufgrund von Gravitationskraft eine gewisse Fallhöhe zurücklegen und/oder eine schiefe Ebene hinabgleiten, so dass die potentielle Energie der Funktionsmasse in kinetische Energie gewandelt werden kann. Die kinetische Energie kann dann wiederum zur Erzeugung des elektrischen Signals sowie zur Erzeugung und/oder Übertragung des Funksignals dienen.According to one embodiment, the energy conversion device has a grounding system with a functional mass for intermediate storage of energy, wherein the grounding system is operatively connected to the second end of the lever element, that upon actuation of the energy conversion device, the potential energy of the floating body is converted into kinetic energy of the functional mass. Similar to the spring mechanism described above, a potential energy may be cached in the functional mass. Upon reaching a certain level and / or upon actuation of the energy conversion device, the functional mass can be released and / or released, for example by a folding mechanism and / or a snap mechanism. The functional mass can then fall back due to gravitational force a certain drop height and / or slide down an inclined plane, so that the potential energy of the functional mass can be converted into kinetic energy. The kinetic energy can in turn then be used to generate the electrical signal and to generate and / or transmit the radio signal.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Energiewandlungseinrichtung einen Lineargenerator mit einem Magnetelement und einer Spule auf. Bei Bewegung des Schwimmkörpers und/oder des zweiten Endes des Hebelelements kann etwa das Magnetelement innerhalb der Spule bewegt werden, so dass elektrische Energie durch die Energiewandlungseinrichtung induktiv erzeugt werden kann und der Füllstandsensor sich somit vollständig selbst mit Strom versorgen kann. Der Lineargenerator kann auch in geeigneter Weise mit dem Federelement, dem Massesystem mit Funktionsmasse und/oder dem mechanisch betätigbaren Schalter zur Erzeugung von elektrischer Energie gekoppelt sein.According to one embodiment, the energy conversion device has a linear generator with a magnetic element and a coil. Upon movement of the floating body and / or the second end of the lever member may be moved about the magnetic element within the coil, so that electrical energy can be generated inductively by the energy conversion device and the level sensor thus can supply itself completely with power. The linear generator can also be suitably coupled to the spring element, the mass system with functional mass and / or the mechanically actuated switch for generating electrical energy.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Energiewandlungseinrichtung wenigstens ein Piezoelement zur Erzeugung elektrischer Energie auf. Das Piezoelement kann beispielsweise direkt oder indirekt durch das zweite Ende des Hebelelements gestaucht und/oder zusammengedrückt werden und so das elektrische Signal erzeugen. Das Piezoelement kann auch in geeigneter Weise mit dem Federelement, dem Massesystem mit Funktionsmasse und/oder dem mechanisch betätigbaren Schalter zur Erzeugung von elektrischer Energie gekoppelt sein.According to one embodiment of the invention, the energy conversion device has at least one piezoelectric element for generating electrical energy. The piezoelectric element can be compressed and / or compressed, for example, directly or indirectly by the second end of the lever element and thus generate the electrical signal. The piezoelectric element can also be suitably coupled to the spring element, the mass system with functional mass and / or the mechanically actuatable switch for generating electrical energy.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betritt eine Füllstanderfassungsanordnung zum Erfassen eines Füllstandes. Die Füllstanderfassungsanordnung kann dieselben Elemente und/Merkmale wie der Füllstandsensor so wie obenstehend und untenstehend beschrieben aufweisen.Another aspect of the invention is a level detection arrangement for detecting a level. The level detection arrangement may have the same elements and / or features as the level sensor as described above and below.

Umgekehrt kann der Füllstandsensor dieselben Elemente und Merkmale wie die Füllstanderfassungsanordnung so wie obenstehend und untenstehend beschrieben aufweisen.Conversely, the level sensor may have the same elements and features as the level detection arrangement as described above and below.

Die Füllstanderfassungsanordnung weist wenigstens einen Füllstandsensor so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auf. Ferner weist die Füllstanderfassungsanordnung einen zumindest teilweise mit einem Fluid gefüllten Behälter auf, in welchem der Schwimmkörper des Füllstandsensors angeordnet ist. Der Behälter kann etwa einen Tank bezeichnen.The level detection arrangement comprises at least one level sensor as described above and below. Furthermore, the level detection arrangement has a container at least partially filled with a fluid, in which the float of the level sensor is arranged. The container may be about a tank.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Hebelelement des Füllstandsensors an einer Behälterwand des Behälters gelagert. In der Behälterwand kann auch etwa eine geeignete Führung bzw. Durchführung zur Führung und/oder Lagerung des Hebelelements ausgebildet sein. Das Hebelelement kann beispielsweise fluiddicht und beweglich zumindest teilweise in der Führung aufgenommen sein.According to one embodiment, the lever element of the level sensor is on a container wall stored the container. In the container wall may also be formed about a suitable guide or implementation for guiding and / or storage of the lever member. The lever element can be accommodated, for example, in a fluid-tight and movable manner at least partially in the guide.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Energiewandlungseinrichtung und/oder das zweite Ende des Hebelelements zumindest teilweise außerhalb des Behälters angeordnet. Auch das Funkmodul kann zumindest teilweise außerhalb des Behälters angeordnet sein. Derart können Wartungsarbeiten vereinfacht sein und auch etwa eine Funkenbildung im Inneren des Behälters durch Erzeugung des elektrischen Signals kann im Inneren des Behälters zuverlässig vermieden werden.According to one embodiment, the energy conversion device and / or the second end of the lever element is arranged at least partially outside the container. The radio module can also be arranged at least partially outside the container. In this way, maintenance work can be simplified and also sparking inside the container by generating the electrical signal can be reliably avoided inside the container.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Energiewandlungseinrichtung, das Funkmodul und/oder das Hebelelements zumindest teilweise innerhalb des Behälters angeordnet. Mit anderen Worten kann die Energiewandlungseinheit, das Funkmodul und/oder Hebelelement zumindest teilweise in dem Behälter integriert sein. Dies kann insbesondere bei nicht ortsfesten Behältern vorteilhaft sein, da beispielsweise das Funksignal an eine entfernt gelegene Station als Empfänger übermittelt werden kann und so etwa ein Servicetechniker am Ort des Behälters entfallen kann.According to one embodiment, the energy conversion device, the radio module and / or the lever element is at least partially disposed within the container. In other words, the energy conversion unit, the radio module and / or lever element may be at least partially integrated in the container. This may be advantageous, in particular in the case of non-stationary containers, since, for example, the radio signal can be transmitted to a remote station as a receiver and thus, for example, a service technician at the location of the container can be dispensed with.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Füllstanderfassungseinrichtung weiter ein Gehäuse auf, in welchem die Energiewandlungseinrichtung zumindest teilweise aufgenommen ist. Das Gehäuse kann außerhalb oder innerhalb des Behälters angeordnet sein. Derart kann die Elektronik sicher und zuverlässig von dem Fluid in dem Behälter getrennt und/oder geschützt werden.According to one embodiment, the filling level detection device further comprises a housing in which the energy conversion device is at least partially accommodated. The housing may be located outside or inside the container. In this way, the electronics can be reliably and reliably separated and / or protected from the fluid in the container.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuse eine Gehäusewand auf, durch welche das zweite Ende des Hebelelements geführt ist. Insbesondere kann das zweite Ende beweglich und fluiddicht in der Gehäusewand, beispielsweise in einer entsprechenden Führung, geführt und/oder aufgenommen sein, so dass weitere Komponenten der Füllstanderfassungsanordnung umfassend gegen Umgebungseinflüsse geschützt sein können.According to one embodiment, the housing has a housing wall, through which the second end of the lever element is guided. In particular, the second end can be movably and fluid-tightly guided and / or accommodated in the housing wall, for example in a corresponding guide, so that further components of the filling level detection arrangement can be comprehensively protected against environmental influences.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

1A und 1B zeigen eine Füllstanderfassungsanordnung mit einem Füllstandsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1A and 1B show a level detection arrangement with a level sensor according to an embodiment.

2 zeigt eine Füllstanderfassungsanordnung mit einem Füllstandsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 shows a level detection arrangement with a level sensor according to an embodiment.

Die Darstellungen in den Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.The illustrations in the figures are only schematic and not to scale.

Detaillierte Beschreibung von beispielhaften AusführungsformenDetailed Description of Exemplary Embodiments

1A und 1B zeigen eine Füllstanderfassungsanordnung 100 mit einem Füllstandsensor 10 und einem zumindest teilweise mit einem Fluid 102 gefüllten Behälter 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen die 1A und 1B die Füllstanderfassungsanordnung 100 bzw. den Füllstandsensor 10 jeweils bei unterschiedlichen Füllständen bzw. Füllhöhen des Behälters 104. 1A and 1B show a level detection arrangement 100 with a level sensor 10 and at least partially with a fluid 102 filled containers 104 according to an embodiment. The show 1A and 1B the level detection arrangement 100 or the level sensor 10 each at different levels or filling heights of the container 104 ,

Der Füllstandsensor 10 weist einen Schwimmkörper 12 auf, der dazu ausgeführt ist, in dem Fluid aufgrund von Auftriebskraft zu schwimmen bzw. aufzutreiben und bei einer Füllstandänderung eine Lageänderung durchzuführen. In 1A ist dabei ein verhältnismäßig geringer Füllstand des Behälters 104 und in 1B ein verhältnismäßig hoher Füllstand gezeigt.The level sensor 10 has a float 12 which is designed to float in the fluid due to buoyancy force and to perform a change in position with a level change. In 1A is a relatively low level of the container 104 and in 1B a relatively high level shown.

Der Schwimmkörper 12 ist an einem ersten Ende 16 eines Hebelelements 14 angeordnet und/oder befestigt. Beispielsweise kann der Schwimmkörper 12 mittels eines Gelenks beweglich an dem ersten Ende 16 des Hebelelements 14 befestigt sein.The float 12 is at a first end 16 a lever element 14 arranged and / or attached. For example, the float 12 by means of a joint movable at the first end 16 of the lever element 14 be attached.

Das Hebelelement 14 ist über ein Lager 17 schwenkbar an dem Behälter 104 bzw. einer Behälterwand 106 des Behälters 104 gelagert. Das Lager 17 ist dabei in einer Führung 19 bzw. Durchführung 19 gehalten, welche zumindest teilweise in der Behälterwand 106 angeordnet ist. Durch die schwenkbare Lagerung des Hebelelements 14 kann eine Lageänderung des Schwimmkörpers 12 in eine Lageänderung bzw. Bewegung bzw. Positionsänderung des Hebelelements 14 überführt werden.The lever element 14 is about a camp 17 pivotable on the container 104 or a container wall 106 of the container 104 stored. The warehouse 17 is in a leadership 19 or implementation 19 held, which at least partially in the container wall 106 is arranged. Due to the pivotable mounting of the lever element 14 can change the position of the float 12 in a change in position or movement or change in position of the lever element 14 be transferred.

An einem zweiten Ende 18 des Hebelelements 14, welches dem ersten Ende 16 gegenüberliegt, ist ein Federelement 26 bzw. ein Ende des Federelements 26 angeordnet und/oder befestigt.At a second end 18 of the lever element 14 which is the first end 16 is opposite, is a spring element 26 or one end of the spring element 26 arranged and / or attached.

Weiter weist der Füllstandsensor 10 eine Energiewandlungseinrichtung 20 auf, welche mit einem weiteren Ende des Federelements 26 gekoppelt und/oder verbunden ist. Derart kann eine durch die Lageänderung des Schwimmkörpers 12 hervorgerufene bzw. bewirkte Bewegung und/oder Positionsänderung des zweiten Endes 18 des Hebelelements 14 an das Federelement 26 und die Energiewandlungseinrichtung 20 übertragen bzw. weitergegeben werden.Next, the level sensor 10 an energy conversion device 20 on, which with another end of the spring element 26 coupled and / or connected. Such can be a by the change in position of the float 12 caused or caused movement and / or position change of the second end 18 of the lever element 14 to the spring element 26 and the energy conversion device 20 be transferred or passed on.

Ferner weist der Füllstandsensor 10 eine Elektronikvorrichtung 22, welche mit der Energiewandlungseinrichtung 20 gekoppelt und/oder verbunden ist, sowie ein Funkmodul 24, welches mit der Elektronikvorrichtung 22 gekoppelt und/oder verbunden ist, auf.Furthermore, the level sensor has 10 an electronic device 22 , which with the energy conversion device 20 coupled and / or connected, and a radio module 24 , which with the electronic device 22 coupled and / or connected on.

Bei dem in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiel wird bei einem geringen Füllstand schwerkraftbedingt der Schwimmkörper 12 in Richtung eines Behälterbodens 108 des Behälters 104 gezogen und/oder verlagert, wie in 1A gezeigt. Dadurch wird das erste Ende 16 des Hebelelements 14 ebenso in Richtung des Behälterboden 108 verlagert und das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 wird in Gegenrichtung, d. h. von dem Behälterboden 108 weg, verlagert. Dadurch wird das Federelement 26 gespannt. Gleichsam wird eine potentielle Energie des Schwimmkörpers 12 in Form von Federenergie in dem Federelement 26 gespeichert.In the in the 1A and 1B shown embodiment is due to gravity due to the float at a low level 12 in the direction of a container bottom 108 of the container 104 pulled and / or relocated, as in 1A shown. This will be the first end 16 of the lever element 14 also in the direction of the tank bottom 108 shifted and the second end 18 of the lever element 14 is in the opposite direction, ie from the container bottom 108 away, relocated. This will cause the spring element 26 curious; excited. Likewise, a potential energy of the float 12 in the form of spring energy in the spring element 26 saved.

Steigt der Füllstand in dem Behälter 104, wie in 1B gezeigt, so wird der Schwimmkörper 12 auftriebsbedingt von dem Behälterboden 108 weg verlagert. Auch das erste Ende 16 des Hebelelements 14 wird von dem Behälterboden 108 weg verlagert. Gleichzeitig wird das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 in Richtung des Behälterbodens 108 verlagert und das Federelement 26 wird entspannt und/oder gestaucht.If the level rises in the container 104 , as in 1B shown, so will the float 12 buoyancy caused by the container bottom 108 shifted away. Also the first end 16 of the lever element 14 is from the tank bottom 108 shifted away. At the same time, the second end 18 of the lever element 14 in the direction of the container bottom 108 shifted and the spring element 26 is relaxed and / or compressed.

Allgemein wird durch die voranstehend beschriebene und durch die Füllstandänderung bewirkte Lageänderung bzw. Positionsänderung des Schwimmkörpers 12 und die damit einhergehende Positionsänderung bzw. Lageänderung des zweiten Endes 18 des Hebelelements 14 die Energiewandlungseinrichtung 20 betätigt, welche dazu ausgeführt ist eine potentielle Energie des Schwimmkörpers 12 in eine elektrische Energie zu wandeln.In general, the situation described above and caused by the level change position change of the float 12 and the associated change in position or change in position of the second end 18 of the lever element 14 the energy conversion device 20 operated, which is executed to a potential energy of the float 12 to transform into an electrical energy.

Bei dem in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Energiewandlungseinrichtung 20 beispielsweise einen Lineargenerator 28 mit einer Spule und einem Magnetelement aufweisen. Das Magnetelement kann etwa mit dem Federelement 26 wirkverbunden sein. Beispielsweise kann bei steigendem Füllstand, wie in 1B angedeutet, das Magnetelement bei Stauchung des Federelements 26 durch die Spule geführt werden, wodurch ein elektrischer Strom bzw. ein elektrisches Signal induktiv erzeugt wird. Das derart erzeugte elektrische Signal korrelieret gleichsam mit dem Füllstand und enthält somit Information bezüglich des aktuellen Füllstandes. Dieser elektrische Strom bzw. das elektrische Signal kann dann der Elektronikvorrichtung 22 zugeführt werden, welche dazu eingerichtet ist, das Funkmodul 24 derart anzuweisen und/oder anzusteuern, dass das Funkmodul 24 basierend auf dem elektrischen Signal ein mit dem Füllstand korrelierendes Funksignal erzeugt und drahtlos an einen Empfänger übermittelt. Das Versenden des Funksignals kann eine Meldung bezüglich des Erreichens eines gewissen Füllstandes darstellen und somit eine Information bezüglich des Füllstandes enthalten. Da die Energiepegel bzw. die erzeugte elektrische Energie verhältnismäßig gering sein kann, kann für das Funkmodul 24 vorzugsweise ein Nahkommunikationsfunk verwendet werden, welcher sich durch eine geringe Sendeleistung auszeichnen kann. Der Empfänger, welcher von dem Füllstandsensor örtlich getrennt sein kann und mehr Energie zur Verfügung haben kann, könnte diesen Nahbereichsfunk bzw. das Funksignal empfangen und dann verarbeiten und/oder weiterversenden.In the in the 1A and 1B the embodiment shown, the energy conversion device 20 for example, a linear generator 28 having a coil and a magnetic element. The magnetic element can be approximately with the spring element 26 be actively connected. For example, with increasing level, as in 1B indicated, the magnetic element in compression of the spring element 26 are passed through the coil, whereby an electric current or an electrical signal is generated inductively. The electrical signal thus generated correlates as it were with the level and thus contains information regarding the current level. This electrical current or the electrical signal can then the electronic device 22 supplied, which is adapted to the radio module 24 to instruct and / or to control such that the radio module 24 generated based on the electrical signal correlates with the level radio signal and transmitted wirelessly to a receiver. The transmission of the radio signal may represent a message regarding the reaching of a certain level and thus contain information regarding the level. Since the energy level or the generated electrical energy can be relatively low, for the radio module 24 preferably a Nahkommunikationsfunk be used, which can be characterized by a low transmission power. The receiver, which may be physically separate from the level sensor and may have more power available, could receive and then process and / or resend that short range radio.

Sowohl die Elektronikvorrichtung 22 als auch das Funkmodul 24 können dabei von dem elektrischen Signal gespeist werden, d. h. mit elektrischer Energie versorgt werden, so dass der Füllstandsensor 10 ohne Stromversorgung, insbesondere ohne Batterien, zuverlässig arbeiten kann und die für eine Funktionsweise nötige Energie selbst erzeugen kann.Both the electronic device 22 as well as the radio module 24 can be powered by the electrical signal, ie are supplied with electrical energy, so that the level sensor 10 Without power supply, especially without batteries, can work reliably and can generate the necessary energy for an operation itself.

Ferner kann die Elektronikvorrichtung 22 Teil der Energiewandlungseinrichtung 20 sein und/oder zumindest teilweise in dieser integriert sein.Furthermore, the electronic device 22 Part of the energy conversion facility 20 be and / or be at least partially integrated in this.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Lineargenerator 28 kann die Energiewandlungseinrichtung ein Piezoelement 29 aufweisen, welches beispielsweise bei Betätigung der Energiewandlungseinrichtung 20 durch das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 gestaucht bzw. zusammengedrückt werden kann und so ein weiteres elektrisches Signal erzeugen kann oder das von dem Lineargenerator 28 erzeugte elektrische Signal weiter verstärken kann.Alternatively or in addition to the linear generator 28 the energy conversion device can be a piezoelectric element 29 which, for example, upon actuation of the energy conversion device 20 through the second end 18 of the lever element 14 can be compressed or compressed and so can generate another electrical signal or that of the linear generator 28 generated electrical signal can further amplify.

Weiter weist der Füllstandsensor 10 ein Gehäuse 30 auf, in welchem die Energiewandlungseinrichtung 20, die Elektronikeinrichtung 22 und das Funkmodul 24 aufgenommen sind. Auch das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 ist zumindest teilweise in dem Gehäuse 30 angeordnet und/oder aufgenommen. Dazu kann das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 durch eine Gehäusewand 32 des Gehäuses 30 geführt sein. Das Gehäuse 30 ist wie in 1A und 1B gezeigt außerhalb des Behälters 104 angeordnet. Alternativ kann das Gehäuse 30 auch in dem Behälter 104 angeordnet sein.Next, the level sensor 10 a housing 30 in which the energy conversion device 20 , the electronic device 22 and the radio module 24 are included. Also the second end 18 of the lever element 14 is at least partially in the housing 30 arranged and / or recorded. This may be the second end 18 of the lever element 14 through a housing wall 32 of the housing 30 be guided. The housing 30 is like in 1A and 1B shown outside the container 104 arranged. Alternatively, the housing 30 also in the container 104 be arranged.

Voranstehend beschriebenes Ausführungsbeispiel kann dahingehend modifiziert und/oder ergänzt sein, dass bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes das Federelement 26 ausgelöst bzw. schlagartig entspannt wird. Die in dem Federelement 26 gespeicherte Energie kann so in elektrische Energie umgewandelt, beispielsweise mittels des Lineargenerators 28 und/oder des Piezoelements 29. Ein derart modifizierter Füllstandsensor 10 könnte weiter so ausgebildet sein, dass das Federelement 26 durch eine entgegengesetzte Füllstandänderung wieder geladen bzw. gespannt wird. Auch kann der Füllstandsensor 10 so ausgebildet sein, dass sowohl bei einem niedrigen als auch bei einem hohen Füllstand jeweils ein elektrisches Signal und ein Funksignal erzeugt werden.The above-described embodiment may be modified and / or supplemented to the effect that upon reaching a certain level, the spring element 26 triggered or suddenly relaxed. The in the spring element 26 stored energy can thus be converted into electrical energy, for example by means of the linear generator 28 and / or the piezoelectric element 29 , Such a modified level sensor 10 could be further formed so that the spring element 26 is reloaded or tensioned by an opposite level change. Also, the level sensor 10 be formed so that both at a low and at a high level in each case an electrical signal and a radio signal are generated.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Federelement 26 kann der Füllstandsensor auch ein Massesystem mit einer Funktionsmasse sowie optional einen Klappmechanismus bzw. einen Schnappmechanismen aufweisen. Die potentielle Energie des Schwimmkörpers 12 kann dabei in der Funktionsmasse gespeichert werden, welche bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes freigesetzt werden kann und gravitationsbedingt über eine gewisse Fallhöhe fallen und/oder eine schiefe Ebene herabgleiten kann, so dass kinetische Energie erzeugt werden kann. Die kinetische Energie der Funktionsmasse kann dann durch die Energiewandlungseinrichtung 20 in elektrische Energie bzw. in das elektrische Signal gewandelt werden. Beispielsweise kann die Funktionsmasse den Lineargenerator 28 und/oder das Piezoelement 29 betätigen.Alternatively or in addition to the spring element 26 For example, the level sensor can also have a mass system with a functional mass and optionally a folding mechanism or a snap mechanism. The potential energy of the float 12 can be stored in the functional mass, which can be released upon reaching a certain level and gravitational fall over a certain drop height and / or can slide down an inclined plane, so that kinetic energy can be generated. The kinetic energy of the functional mass can then be determined by the energy conversion device 20 be converted into electrical energy or in the electrical signal. For example, the functional mass of the linear generator 28 and / or the piezoelectric element 29 actuate.

2 zeigt eine Füllstanderfassungsanordnung 100 mit einem Füllstandsensor 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Sofern nicht anders beschrieben, weisen die Füllstanderfassungsanordnung 100 und der Füllstandsensor 10 der 2 dieselben Elemente und Merkmale wie in voranstehend beschriebenen Figuren auf. 2 shows a level detection arrangement 100 with a level sensor 10 according to an embodiment. Unless otherwise stated, have the level detection arrangement 100 and the level sensor 10 of the 2 the same elements and features as in the figures described above.

Das Hebelelement 14 des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ragt vertikal nach oben aus dem Behälter 104 heraus. Das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 ist über die Gehäusewand 32 in das Gehäuse 30 geführt. Beispielsweise kann das zweite Ende 18 fluiddicht und beweglich in der Gehäusewand 32 gelagert sein.The lever element 14 of in 2 shown embodiment protrudes vertically upwards from the container 104 out. The second end 18 of the lever element 14 is over the housing wall 32 in the case 30 guided. For example, the second end 18 fluid-tight and movable in the housing wall 32 be stored.

Der Füllstandsensor 10 der 2 bzw. die Energiewandlungseinrichtung 20 weist ein erstes Schaltelement 34 mit einem ersten mechanisch betätigbaren Schalter 35, ein zweites Schaltelement 36 mit einem zweiten mechanisch betätigbaren Schalter 37, ein drittes Schaltelement 38 mit einem dritten mechanisch betätigbaren Schalter 39 und ein viertes Schaltelement 40 mit einem vierten mechanisch betätigbaren Schalter 41 auf. Die Schalter 35, 37, 39, 41 können Kippschalter, Druckschalter oder jede andere Art von Schalter sein, wie etwa eine Spannvorrichtung und/oder eine Klemmvorrichtung, beispielsweise für ein Energiemodul.The level sensor 10 of the 2 or the energy conversion device 20 has a first switching element 34 with a first mechanically actuated switch 35 , a second switching element 36 with a second mechanically actuated switch 37 , a third switching element 38 with a third mechanically actuated switch 39 and a fourth switching element 40 with a fourth mechanically actuated switch 41 on. The switches 35 . 37 . 39 . 41 may be toggle switches, pressure switches or any other type of switch, such as a tensioning device and / or a clamping device, for example for a power module.

An dem zweiten Ende 18 des Hebelelements 14 ist ein Fortsatz 19 zur Betätigung der Schalter 35, 37, 39 und 41 ausgebildet. Der Fortsatz 19 ist dabei derart angeordnet, dass dieser bei einer Lageänderung des Schwimmkörpers 12 und einer damit einhergehenden Lageänderung bzw. Positionsänderung des zweiten Endes 18 des Hebelelements 14 die jeweiligen Schalter betätigen kann.At the second end 18 of the lever element 14 is an extension 19 to operate the switch 35 . 37 . 39 and 41 educated. The extension 19 is arranged such that this at a change in position of the float 12 and a concomitant change in position or change in position of the second end 18 of the lever element 14 can operate the respective switch.

In 2 befindet sich der Fortsatz 19 mittig zwischen Paaren von Schaltern (35, 37) und (39, 41). Steigt der Füllstand, so wird das zweite Ende 18 des Hebelelements 14 von dem Behälterboden 108 weg verlagert und der Fortsatz 19 drückt bei einem bestimmten Füllstand gegen den Schalter 37 bis dieser betätigt wird bzw. kippt. Steigt der Füllstand weiter, so wird das zweite Ende 18 weiter verlagert bis der Fortsatz 19 bei einem weiteren bestimmten Füllstand den Schalter 35 betätigt. Analog wird bei einem anschließend wieder fallenden Füllstand das zweite Ende in Richtung des Behälterbodens 108 verlagert und zuerst der erste Schalter 35, dann der zweite Schalter 37, dann der dritte Schalter 39 und schließlich der vierte Schalter 41 betätigt.In 2 is the extension 19 centered between pairs of switches ( 35 . 37 ) and ( 39 . 41 ). If the level rises, then the second end 18 of the lever element 14 from the tank bottom 108 shifted away and the extension 19 presses against the switch at a certain level 37 until it is actuated or tilts. If the level continues to rise, then the second end 18 continue to shift until the extension 19 at another specific level the switch 35 actuated. Similarly, in a subsequently falling level, the second end in the direction of the container bottom 108 shifts and first the first switch 35 , then the second switch 37 , then the third switch 39 and finally the fourth switch 41 actuated.

Das erste, zweit, dritte und vierte Schaltelement 34, 36, 38, 40 können beispielsweise jeweils ein Piezoelement aufweisen, welches bei Betätigung des entsprechenden Schalters 35, 37, 39, 41 jeweils ein erstes, zweites, drittes und viertes elektrisches Signal und/oder elektrische Energie erzeugen kann. Die jeweiligen elektrischen Signale werden dann dem Funkmodul 24 zugeführt bzw. an dieses übermittelt und das Funkmodul 24 erzeugt ein mit dem jeweiligen Füllstand korrelierendes erstes, zweites, drittes und viertes Funksignal, welches mit dem Empfänger 110 bzw. einer Empfangseinheit 110 empfangen und/oder weiterverarbeitet und/oder weiterversendet werden kann. Derart kann in vorteilhafter Weise eine Mehrzahl diskreter Füllstände erfasst und/oder an den Empfänger übertragen werden.The first, second, third and fourth switching element 34 . 36 . 38 . 40 For example, each may have a piezoelectric element, which upon actuation of the corresponding switch 35 . 37 . 39 . 41 can each generate a first, second, third and fourth electrical signal and / or electrical energy. The respective electrical signals are then the radio module 24 supplied or transmitted to this and the radio module 24 generates a correlated with the respective level first, second, third and fourth radio signal, which with the receiver 110 or a receiving unit 110 can be received and / or further processed and / or forwarded. In this way, a plurality of discrete fill levels can advantageously be detected and / or transferred to the receiver.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend” und „aufweisend” keine anderen Elemente ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eine der obigen Ausführungsformen beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsformen verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "comprehensive" and "comprising" do not exclude other elements and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202012001128 U1 [0004]

Claims

Level sensor ( 10 ) for detecting a filling level of a container ( 104 ), comprising: a floating body ( 12 ), which is adapted to perform a change in position at a level change; a lever element ( 14 ); an energy conversion device ( 20 ); and a radio module ( 24 ) for wireless transmission of a radio signal; the float ( 12 ) at a first end ( 16 ) of the lever element ( 14 ) is arranged; with a second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) is arranged such that it at a caused by a level change position change of the floating body ( 12 ) the energy conversion device ( 20 ), so that a potential energy of the float ( 12 ) by the energy conversion device ( 20 ) is converted into electrical energy; the energy conversion device ( 20 ) is adapted to generate an electrical signal correlating with the level when actuated and to the radio module ( 24 ) to transmit; and wherein the radio module ( 24 ) is arranged, based on the electrical signal of the energy conversion device ( 20 ) a radio signal correlating with the level to a receiver ( 110 ).

Level sensor ( 10 ) according to claim 1, wherein the energy conversion device ( 20 ) is adapted to the radio module ( 24 ) to provide with the electrical signal with electrical energy.

Level sensor ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the energy conversion device ( 20 ) at least one mechanically operable switch ( 35 . 37 . 39 . 41 ), which is adapted, at least one predetermined level by the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) to be actuated.

Level sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the energy conversion device ( 20 ) a plurality of mechanically operable switches ( 35 . 37 . 39 . 41 ), each of which is designed, at a certain level through the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) to be actuated.

Level sensor ( 10 ) according to claim 4, wherein at least one of the mechanically actuatable switches ( 35 . 37 . 39 . 41 ) is adapted, when moving the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) to be actuated in a first direction; and wherein at least one of the mechanically actuatable switches is adapted to move when the second end of the lever member ( 14 ) in a second direction opposite to the first direction.

Level sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the energy conversion device ( 20 ) a spring element ( 26 ) for temporarily storing the potential energy of the floating body ( 12 ) having; and wherein the spring element ( 26 ) at the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) is arranged so that it is in a change in position of the float ( 12 ) is pressed.

Level sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the energy conversion device ( 20 ) has a grounding system with a functional mass for intermediate storage of energy, wherein the grounding system with the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) is operatively connected, that upon actuation of the energy conversion device ( 20 ) the potential energy of the float ( 12 ) is converted into kinetic energy of the functional mass.

Level sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the energy conversion device ( 20 ) a linear generator ( 28 ) having a magnetic element and a coil; and / or wherein the energy conversion device ( 20 ) at least one piezoelectric element ( 29 ) having.

Level detection arrangement ( 100 ) for detecting a level, comprising: a level sensor ( 10 ) according to any one of the preceding claims; and at least partially with a fluid ( 102 ) filled containers ( 104 ), in which the float ( 12 ) of the level sensor ( 10 ) is arranged.

Level detection arrangement ( 100 ) according to claim 9, wherein the lever element ( 14 ) of the level sensor ( 10 ) on a container wall ( 106 ) of the container ( 104 ) is stored.

Level detection arrangement ( 100 ) according to one of claims 9 or 10, wherein the energy conversion device ( 20 ), the radio module ( 24 ) and / or the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) at least partially outside the container ( 104 ) is arranged.

Level detection arrangement ( 100 ) according to one of claims 9 or 10, wherein the energy conversion device ( 20 ), the radio module ( 24 ) and / or the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) at least partially within the container ( 106 ) is arranged.

Level detection arrangement ( 100 ) according to one of claims 9 to 12, further comprising: a housing ( 30 ) in which the energy conversion device ( 20 ) is at least partially included.

Level detection arrangement ( 100 ) according to claim 13, wherein the housing ( 30 ) a housing wall ( 32 ), through which the second end ( 18 ) of the lever element ( 14 ) is guided.