DE10235949A1 - Messstab zur elektronischen (kapazitiven) Erfassung von Flüssigkeitsständen/Tankinhalten - Google Patents

Messstab zur elektronischen (kapazitiven) Erfassung von Flüssigkeitsständen/Tankinhalten Download PDF

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Abstract

Bei der bekannten Pegelmessung durch die mechanische Erfassung mittels Schwimmer ist der Einsatzbereich durch Tankform, Temperatur und das zu messende Medium stark eingegrenzt. Diese Einschränkungen können mit dem Messstab zur elektronischen Flüssigkeitsstandsmessung überwunden werden. DOLLAR A Der Messstab mit einem Durchmesser von 10...60 mm und einer Länge von 150...2000 mm besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Material wie PA, PBT oder PEI und einem metallischen Rohr, z. B. Aluminium. Auf den Stab werden Kupferflächen aufmetallisiert, zwischen den Kupferflächen und dem Rohr wird ein elektrisches Feld erzeugt, welches sich durch die Menge der Flüssigkeit verändert und der Pegelstand durch eine Auswerteelektronik ermittelt werden kann. Ein definierter Abstand Stab zu Rohr wird durch 0,5 mm hohe Noppen auf dem Stab gewährleistet. DOLLAR A Der Messstab ermöglicht eine genaue Flüssigkeitspegelmessung in individuellen Tankanlagen oder auch im Kraftfahrzeugbau.

Description

  • 2.1 Kennzeichnende Merkmale
  • Messstab zur elektronischen (kapazitiven) Erfassung von Flüssigkeitsständen für den Einsatz in beliebigen Behältnissen sowie über grosse Temperaturbereiche. Durch das kapazitive Messprinzip kann auf mechanische Komponenten wie Schwimmer o.ä. verzichtet werden und der Messstab ist universell und preiswert einsetzbar. Durch eine entsprechende Materialauswahl des Messstabes lassen sich die Pegel diverser Flüssigkeiten wie Benzin, Öl und andere Chemikalien über einen definierbaren Temperaturbereich von z.B. –40 ... +180°C erfassen.
  • 2.2 Beschreibung:
  • Der Messstab zur elektronischen (kapazitiven) Erfassung von Flüssigkeitsständen besteht, je nach zu messendem Medium bzw. dessen Temperatur, aus einem Stab (2) aus z.B. Polyamid, lötbeständigem PBT (Polybutylenterephthalat) oder PEI (Polyetherimid) mit einem Durchmesser von 10 ... 60 mm und einer variablen Länge je nach Eintauchtiefe im Behälter/Tank von 150 ... 2000 mm. Der Stab wird durch photochemische Prozesse mit Kupfer metallisiert, die Anzahl der elektrisch voneinander isolierten Kupferflächen (4) ist abhängig von der gewünschten Messgenauigkeit und Auswertelektronik und wird üblicherweise zwischen 4 ... 16 Kupferflächen liegen.
  • Der Stab wird in ein metallisches Rohr (1), z.B. aus Aluminium, mit einem Innendurchmesser +1,5 mm des Stabdurchmessers geschoben. Dieses Rohr stellt den elektrischen Gegenpol dar und es lässt sich durch einen Taktgeber ein elektrisches Feld zwischen den Kupferflächen und dem Rohr erzeugen. Um einen definierten Abstand zwischen Stab und Rohr zu gewährleisten werden auf den Stab je nach Stablänge- und durchmesser Abstandsnoppen (5) mit einer Höhe h = 0,5 mm und einem Durchmesser von ca. 1,5 mm aufgebracht. Somit kann nun die zu messende Flüssigkeit ungehindert in dem Hohlraum (3) zwischen Stab und Rohr in Abhängigkeit des Füllstandes des Behälters aufsteigen, das Vorhandensein der Flüssigkeit wiederum verändert die Kapazität zwischen Stab und Rohr und somit kann der genaue Flüssigkeitsstand erfasst und verarbeitet werden.
  • Durch die variable Stabgestaltung kann dieses Prinzip sowohl in kleinen Behältern als auch in grossen Tankanlagen eingesetzt werden. Die Abstandshalter sind je nach Länge und Durchmesser des Stabes in 2 ... 6 umlaufenden Reihen mit je 3 ... 8 Noppen aufgebracht. Bei kleinen bis mittleren Stückzahlen der Messstäbe (20 ... 2000 Stück) können diese Noppen mechanisch aufgebracht werden und nach der Verkupferung mit einem Schutzlack überzogen werden wodurch sich eine homogene Oberfläche des Stabes ergibt. Bei grossen Stückzahlen kann der Stab im Spritzgussverfahren, und für den Einsatzfall von der Form her optimiert hergestellt werden. Hier können dann Details wie die Noppen oder Kontaktflächen zur Impuls- und Auswertelektronik in einem Arbeitsgang mit hergestellt werden.
  • Durch die kapazitive Messung kann auf herkömmliche mechanische Komponenten wie Schwimmer o.ä. verzichtet werden und das Verfahren ist universell und preiswert auch bei komplexen Tankformen einsetzbar. Durch eine entsprechende Materialauswahl des Messstabes lassen sich die Pegel diverser Flüssigkeiten wie Benzin, Öl und andere Chemikalien über einen bestimmbaren Temperaturbereich von z.B. –40 ... +180°C erfassen.

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  1. Für diese Offenlegungsschrift wurde kein Patentanspruch eingereicht.
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