DE10250523B4

DE10250523B4 - Method for detecting the capacitance or a capacitance change of a capacitive circuit or component

Info

Publication number: DE10250523B4
Application number: DE10250523A
Authority: DE
Inventors: Jochen Gundlach; Werner Hoch
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: DE10250523A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter mit einem kapazitiven Füllstandsmeßgerät, mit einem mehrere Sensorfelder aufweisenden Füllstandssensor, wobei ein Sendeimpuls erzeugt und auf ein Sensorfeld gegeben wird, der Sendeimpuls in Abhängigkeit von der Kapazität des Sensorfeldes einen Stromimpuls generiert und der Stromimpuls innerhalb eines gegenüber dem Sendeimpuls verschobenen Erfassungszeitfensters erfaßt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters unabhängig von der Frequenz des Sendeimpulses (Taktfrequenz) einen vorgegebenen Wert aufweist, wobei die Dauer T_S so gewählt ist, daß das Erfassungszeitfenster so groß ist, daß ein aufgrund von Anhaftungen oder Ablagerungen am Füllstandssensor zeitlich länger ausgedehnter Stromimpuls nicht vollständig innerhalb des Erfassungszeitfensters liegt,
daß die Erfassung des Stromimpulses mit Hilfe eines gesteuerten Gleichrichters erfolgt, und
daß beide Zyklen des Gleichrichters aktiv genutzt werden und jeder Zyklus ein Erfassungszeitfenster und ein Ergänzungszeitfenster aufweist.A method for determining the level of a medium in a container with a capacitive level, with a sensor sensor having level sensor, wherein a transmission pulse is generated and given to a sensor field, the transmission pulse in response to the capacitance of the sensor field generates a current pulse and the current pulse within a detected relative to the transmission pulse shifted acquisition time window,
characterized,
in that the duration T _{S of} the detection time window has a predetermined value independently of the frequency of the transmission pulse (clock frequency), the duration T _S being selected such that the detection time window is so large that a current pulse which extends over a longer time due to adhesions or deposits on the fill level sensor is not completely within the acquisition window,
that the detection of the current pulse takes place by means of a controlled rectifier, and
that both cycles of the rectifier are actively used and each cycle has a detection time window and a supplementary time window.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes, bei dem ein Sendeimpuls erzeugt und auf das kapazitive Schaltungs- oder Bauelement gegeben wird, wobei der Sendeimpuls in Abhängigkeit von der Kapazität des kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes einen Stromimpuls generiert und der Stromimpuls innerhalb eines gegenüber dem Sendeimpuls verschobenen Erfassungszeitfensters erfaßt wird. Daneben betrifft die Erfindung auch – als eine bevorzugte Anwendung – das zuvor beschriebene Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter mit einem kapazitiven Füllstandsmeßgerät, wobei das kapazitive Füllstandsmeßgerät einen Füllstandssensor mit mehreren Sensorfeldern aufweist.The The invention relates to a method for detecting the capacity or a Capacity change of a capacitive circuit or device in which a transmit pulse generated and placed on the capacitive circuit or device is, the transmit pulse depending on the capacity of the capacitive Circuit or component generates a current pulse and the Current pulse within a relative to the transmitted pulse shifted Capture time window is detected. In addition, the invention also relates - as a preferred application - the previously described method for determining the level of a medium in a container with a capacitive level measuring device, wherein the capacitive level measuring a level sensor having multiple sensor fields.

Im Rahmen der Erfindung ist mit "Kapazität" der Kapazitätswert eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes gemeint; eine "Kapazitätsänderung" meint folglich eine Änderung des Kapazitätswertes eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes. Mit "Erfassung" der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung ist im Rahmen der Erfindung sowohl eine nur qualitative Erfassung als auch eine quantitative Erfassung, also eine echte Messung, gemeint. "Kapazitives Schaltungs- oder Bauelement" meint im Rahmen der Erfindung jedes Schaltungselement und jedes Bauelement, das kapazitive Eigenschaften hat, häufig auch als Kapazität bezeichnet wird, wobei dann nicht der Kapazitätswert gemeint ist. Ein "kapazitives Schaltungs- oder Bauelement" ist insbesondere ein Kondensator. Als "kapazitives Schaltungs- oder Bauelement" wird im Rahmen der Erfindung aber auch die Elektrode eines kapazitiven Näherungsschalters oder das kapazitive Sensorfeld eines Füllstandssensors, im Zusammenwirken mit einem Beeinflussungskörper oder Beeinflussungsmedium, bezeichnet.in the Within the scope of the invention, the capacitance value is "capacitance" capacitive circuit or component meant; a "capacity change" thus means a change the capacity value a capacitive circuit or device. With "acquisition" of the capacity or a capacity change is within the scope of the invention, both a qualitative detection only as well as a quantitative detection, meaning a real measurement meant. "Capacitive circuit or component "means in the context of the invention, each circuit element and each component, which has capacitive properties, often referred to as capacitance, where then not the capacity value is meant. A "capacitive Circuit or component "is in particular a capacitor. As a "capacitive circuit or component " within the scope of the invention but also the electrode of a capacitive proximity switch or the capacitive sensor field of a level sensor, in cooperation with an influencing body or influencing medium.

Das eingangs beschriebene Verfahren kann mit einer Vielzahl von Schaltungsanordnungen und bei einer Vielzahl von konkreten Anwendungen eingesetzt werden. Eine mögliche Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der DE 197 44 152 A1 bekannt. Diese Schaltungsanordnung, die zumindest einen Taktgenerator, einen von dem Taktgenerator gesteuerten Umschaltkontakt, einen Speicherkondensator und eine Auswertestufe aufweist, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß sich die der Schaltungsanordnung anhaftenden parasitären Kapazitäten nicht mehr auswirken, da die Auswertestufe für Stromauswertung geeignet ist und am Umschaltkontakt quasi kein Spannungshub auftritt.The method described above can be used with a variety of circuit arrangements and in a variety of specific applications. A possible circuit arrangement is for example from the DE 197 44 152 A1 known. This circuit arrangement, which has at least one clock generator, a switching contact controlled by the clock generator, a storage capacitor and an evaluation stage, is characterized in particular in that the parasitic capacitances adhering to the circuit arrangement no longer have an effect, since the evaluation stage is suitable for current evaluation and at the changeover contact virtually no voltage swing occurs.

Eine bevorzugte Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens liegt bei einem kapazitiven Füllstandsmeßgerät. Kapazitive Füllstandsmeßgeräte dienen der kapazitiven Erfassung des Füllstandes von Flüssigkeiten, Schüttgütern und anderen Medien in einem – geschlossenen oder offenen – Behälter und sind vielfach bekannt.A preferred application of the method described above is in a capacitive level gauge. capacitive Fill level measuring devices are used the capacitive detection of the level of liquids, Bulk goods and other media in one - closed or open - containers and are widely known.

Bei kapazitiven Füllstandsmeßgeräten wird meßtechnisch die Tatsache ausgenutzt, daß das Medium, dessen Füllstand ermittelt werden soll, die Kapazität des Füllstandssensors bzw. des kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes, d. h. eines Sensorfeldes des Füllstandssensors, beeinflußt, weil die für die Kapazität des Füllstandssensors bzw. des Sensorfeldes des Füllstandssensors auch wesentliche Dielektrizitätskonstante des Mediums sich von der Dielektrizitätskonstanten von Luft unterscheidet. Je nach Ausgestaltung des Füllstandssensors wird dabei die Kapazitätsänderung zwischen einem Sensorfeld und einer Referenzelektrode, zwischen zwei benachbarten Sensorfeldern oder die Änderung der Grundkapazität eines Sensorfeldes, welche im wesentlichen von der Geometrie des Sensorfeldes und der Dielektrizitätskonstanten des das Sensorfeld umgebenden Mediums abhängt, ausgewertet.at capacitive level gauges is measuring technology exploited the fact that the Medium whose level be determined, the capacity of the level sensor or the capacitive circuit or component, d. H. a sensor field of the level sensor, affected because the for the capacity of the level sensor or the sensor field of the level sensor also significant dielectric constant of the medium differs from the dielectric constant of air. Depending on the configuration of the level sensor becomes thereby the capacity change between a sensor field and a reference electrode, between two adjacent sensor fields or changing the basic capacity of a Sensor field, which essentially depends on the geometry of the sensor field and the dielectric constant of the surrounding field of the sensor field, evaluated.

Insbesondere bei kapazitiven Füllstandsmeßgeräten – grundsätzlich jedoch auch bei anderen kapazitiv arbeitenden Sensoren oder Näherungsschaltern – besteht ein Problem darin, daß es zu Anhaftungen oder Ablagerungen an dem kapazitiven Schaltungs- oder Bauelement bzw. an dem Füllstandssensor kommen kann, wodurch das Meßergebnis verfälscht wird. Bei kapazitiven Füllstandsmeßgeräten, die beispielsweise den Füllstand des Kühlschmierstoffes einer Maschine überwachen, befinden sich im Kühlschmierstoff aufgrund von Verschmutzungen sehr häufig metallische, leitfähige Partikel, die sich am Füllstandssensor ablagern. Während die Auswirkungen dieser Ablagerungen in dem Bereich des Füllstandssensors, der sich im Medium befindet, vernachlässigt werden können, führen die Ablagerungen am Füllstandssensor außerhalb des Mediums zu einer Verfälschung des Meßergebnisses. Dies kann dazu führen, daß das kapazitive Füllstandsmeßgerät einen falschen – zu hohen – Füllstand des zu überwachenden Mediums anzeigt. Bei dem zuvor angesprochenen Beispiel der Überwachung des Füllstandes des Kühlschmierstoffes einer Maschine kann ein solcher falscher Meßwert des Füllstandsmeßgeräts – durch den ein zu niedriger Pegel des Kühlschmierstoffes nicht rechtzeitig erkannt wird – zu einer Beschädigung der Maschine führen.Especially in capacitive level gauges - but basically also with other capacitive working sensors or proximity switches - exists a problem in that it to buildup or deposits on the capacitive circuit or component or on the level sensor can come, thereby reducing the measurement result falsified becomes. For capacitive level gauges, the for example, the level of the cooling lubricant monitor a machine, are in the cooling lubricant due to contamination very often metallic, conductive particles, at the level sensor deposit. While the effects of these deposits in the area of the level sensor, which is in the medium, can be neglected, lead the Deposits on the level sensor outside the Medium to a falsification of the measurement result. This can cause that this capacitive level gauge one wrong - too high - level to be monitored Medium indicates. In the previously mentioned example of monitoring the level of the cooling lubricant a machine can such a false reading of the level - by the one too low level of the cooling lubricant not recognized in time - too damage lead the machine.

Um derartige Fehler auszuschließen, sind verschiedene Verfahren bekannt, durch die entweder die Anhaftungen bzw. Ablagerung von Schmutzpartikeln am Füllstandssensor verhindert oder deren Auswirkung auf das Meßergebnis unterdrückt werden soll. Aus der DE 100 11 860 A1 ist ein Ölfüllstandssensor bekannt, bei dem die Ablagerung von Verschmutzungen am Sensor dadurch verhindert werden soll, daß das Öl während des Betriebes der Maschine die Meßstrecke des Sensors fortlaufend durchströmt. Die zur Gewährleistung des ständigen Fließens des Öles notwendigen Maßnahmen – insbesondere die Verwendung einer erforderlichen Pumpe – führen jedoch zu einem unverhältnismäßig hohen Mehraufwand bei der Realisierung des Ölfüllstandssensors oder zu einem stark beschränkten Einsatzgebiet des Ölfüllstandssensors.In order to exclude such errors, various methods are known by which either the adhesion or deposition of dirt particles prevents the level sensor or their effect on the measurement result should be suppressed. From the DE 100 11 860 A1 is an oil level known sensor in which the deposition of contamination on the sensor should be prevented by the fact that the oil flows continuously through the measuring path of the sensor during operation of the machine. However, to ensure the constant flow of the oil necessary measures - in particular the use of a required pump - but lead to a disproportionately high overhead in the realization of the oil level sensor or a very limited application of the oil level sensor.

Bei einem von der Anmelderin vertriebenen kapazitiven Füllstandsmeßgerät der Serie "LK" wird das eingangs beschriebene Verfahren angewandt, wobei der Stromimpuls phasenverschoben, nämlich um 90° phasenverschoben ausgewertet wird. Hierdurch kann jedoch nicht gewährleistet werden, daß Anhaftungen zuverlässig von Füllstand unterschieden wird.at a distributed by the applicant capacitive level gauge series "LK" is the beginning applied method described, wherein the current pulse phase-shifted, namely around 90 ° out of phase is evaluated. However, this does not guarantee be that attachments reliable of level a distinction is made.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein eingangs beschriebenes Verfahren zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes anzugeben, mit dessen Hilfe, insbesondere bei einem kapazitiven Füllstandsmeßgerät, Störeinflüsse, insbesondere Anhaftungen oder Ablagerungen am kapazitiven Schaltungs- oder Bauelement, erkannt werden bzw. eine Auswirkung der Störeinflüsse auf das Meßergebnis verhindert wird. Darüber hinaus soll das Verfahren einfach durchgeführt werden können, so daß es insbesondere bei einem kapazitiven Füllstandssensor ohne großen Aufwand angewendet werden kann.Of the The present invention is therefore the object of an input described method for detecting the capacity or a capacity change to specify a capacitive circuit or component, with whose Help, especially in a capacitive level measuring device, interference, especially adhesions or deposits on the capacitive circuit or component detected or an effect of the interference on the measurement result is prevented. About that In addition, the method should be easy to do so that it especially applied to a capacitive level sensor without much effort can be.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes nun zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters unabhängig von der Frequenz des Sendeimpulses einen vorgegebenen Wert aufweist. Diese frequenzunabhängige Dauer des Erfassungszeitfensters gegenüber dem Sendeimpuls beruht auf der Erkenntnis, daß eine Anhaftungen bzw. eine Ablagerung am kapazitiven Schaltungs- oder Bauelement zu einer Verbreiterung des auszuwertenden Stromimpulses im Vergleich zur Breite des Stromimpulses ohne Anhaftungen führt. Dies ist durch die in erster Linie ohmsche Eigenschaft der Anhaftungen begründet. Durch eine entsprechende Wahl der Dauer T_S des Erfassungszeitfensters ist es somit möglich, das Erfassungszeitfenster so groß bzw. klein zu wählen, daß der breitere, d. h. zeitlich länger ausgedehnte Stromimpuls bei Anhaftungen nicht vollständig in das Erfassungszeitfenster "paßt", während der schmalere, d. h. zeitlich kürzere Stromimpuls ohne Anhaftungen vollständig innerhalb des Erfassungszeitfensters liegt.This object is achieved in the initially described method for detecting the capacitance or a capacitance change of a capacitive circuit or component now initially and essentially by the fact that the duration T _{S of} the detection time window has a predetermined value regardless of the frequency of the transmitted pulse. This frequency-independent duration of the detection time window relative to the transmitted pulse is based on the finding that an adhesion or deposition on the capacitive circuit or component leads to a widening of the current pulse to be evaluated compared to the width of the current pulse without adhesions. This is due to the primarily ohmic property of the attachments. By an appropriate choice of the duration T _{S of} the detection time window, it is thus possible to select the detection time window so large or small that the broader, ie temporally extended current pulse with adhesions does not completely "fit" in the detection time window, while the narrower, ie temporally shorter current pulse without adhesions is completely within the detection time window.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Erfassung des Stromimpulses mit Hilfe eines gesteuerten Gleichrichters. Bevorzugt werden dabei beide Zyklen des Gleichrichters aktiv genutzt. Die Auswertung des Stromimpulses mit Hilfe eines Gleichrichters ist besonders einfach zu realisieren, wobei durch die Ausnutzung beider Zyklen des Gleichrichters Störeinflüsse aufgrund von Bauteiltoleranzen oder Temperaturdrift kompensiert werden können.According to one preferred embodiment of the method according to the invention is carried out Detecting the current pulse with the help of a controlled rectifier. Preferably, both cycles of the rectifier are actively used. The evaluation of the current pulse with the aid of a rectifier is particularly easy to realize, whereby by the utilization Both cycles of the rectifier disturbances due to component tolerances or temperature drift can be compensated.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Sendeimpuls ein möglichst reiner Rechteckimpuls verwendet. Ein solcher, eine steile Anstiegsflanke und eine steile Abstiegsflanke aufweisender Rechteckimpuls als Sendeimpuls führt – wenn keine Anhaftungen vorhanden ist – zu einem sehr schmalen – idealerweise dirac-stoßförmigen – Stromimpuls. Je schmaler der Stromimpuls ist, desto kürzer kann die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters gewählt werden, bei der dennoch der Stromimpuls vollständig innerhalb des Erfassungszeitfensters abklingt.In accordance with a further preferred embodiment of the method according to the invention, as pure a square pulse as possible is used as the transmission pulse. Such a, a steep rising edge and a steep descent edge having rectangular pulse as a transmission pulse leads - if no adhesions is present - to a very narrow - ideally dirac-shock-like - current pulse. The narrower the current pulse, the shorter the duration T _{S of} the acquisition time window can be selected at which, nevertheless, the current pulse decays completely within the acquisition time window.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet ist, daß die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters einstellbar, steuerbar oder regelbar ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Erfassungszeitfenster optimal an die jeweiligen Einsatzbedingungen, insbesondere an das jeweilige Medium, anzupassen. Darüber hinaus kann durch mehrere Messungen mit unterschiedlichen Zeitdauern T_S des Erfassungszeitfensters eine genaue Analyse des jeweiligen Mediums durchgeführt werden.It is also advantageous if the method according to the invention is designed such that the duration T _{S of} the detection time window can be set, controlled or regulated. This makes it possible to optimally adapt the detection time window to the respective operating conditions, in particular to the respective medium. In addition, a detailed analysis of the respective medium can be carried out by a plurality of measurements with different durations T _{S of} the acquisition time window.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter mit einem kapazitiven Füllstandsmeßgerät, mit einem mehrere Sensorfelder aufweisenden Füllstandssensor, bei dem erfindungsgemäß ebenfalls die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters unabhängig von der Frequenz des Sendeimpulses einen vorgegebenen Wert aufweist, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Füllstandsmeßgerät einen Mikroprozessor aufweist und der Mikroprozessor in Abhängigkeit von dem zu messenden Medium die Frequenz des Sendeimpulses bestimmt. Dabei durchläuft die Frequenz des Sendeimpulses beispielsweise bei der Inbetriebnahme des kapazitiven Füllstandsmeßgeräts einen Frequenzbereich von beispielsweise 50 kHz bis 5 MHz, wobei dann in Abhängigkeit von dem zu messenden Medium die Frequenz des Sendeimpulses ausgewählt wird, bei der ein möglichst großes Ausgangssignal zur Verfügung steht. Die Auswahl kann dabei einfach mit Hilfe eines Schwellwertes erfolgen.In the method according to the invention for determining the fill level of a medium in a container having a capacitive level measuring device with a fill level sensor having a plurality of sensor fields, wherein the duration T _{S of} the detection time window also has a predetermined value independently of the frequency of the transmit pulse, it is advantageously provided that that the filling level measuring device has a microprocessor and the microprocessor determines the frequency of the transmitted pulse as a function of the medium to be measured. In this case, the frequency of the transmitted pulse passes through, for example, during commissioning of the capacitive Füllstandsmeßgeräts a frequency range of for example 50 kHz to 5 MHz, in which case the frequency of the transmission pulse is selected depending on the medium to be measured, in which the largest possible output signal is available. The selection can be done simply with the help of a threshold value.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelements bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter mit einem kapazitiven Füllstandsmeßgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are a variety of ways, the inventive method for Detecting the capacity or a change in capacitance of a capacitive circuit or component or the inventive method for determining the level of a medium in a container with a capacitive level measuring device to design and further. Reference is made on the one hand to the patent claims 1 and 10 subordinate claims, on the other hand to the description in conjunction with the drawings. In the drawing show

1 eine Prinzipskizze eines kapazitiven Füllstandsmeßgeräts in einem Behälter sowie ein technisches Ersatzschaltbild, einmal ohne und einmal mit Anhaftungen, 1 a schematic diagram of a capacitive level measuring device in a container and a technical equivalent circuit diagram, once with and without attachments,

2 ein Zeitdiagramm des Stromimpulses, ohne und mit Anhaftungen, entsprechend einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, und 2 a timing diagram of the current pulse, with and without adhesions, according to a known from the prior art method, and

3 ein Zeitdiagramm des Stromimpulses, ohne und mit Anhaftungen, entsprechend einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 3 is a time diagram of the current pulse, without and with adhesions, according to a first embodiment of the method according to the invention,

4 eine Skizze einer Schaltung für die erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 4 a sketch of a circuit for the first embodiment of the method according to the invention,

5 ein Zeitdiagramm des Stromimpulses, ohne und mit Anhaftungen, entsprechend einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und 5 a timing diagram of the current pulse, without and with adhesions, according to a second embodiment of the method according to the invention and

6 eine Skizze einer Schaltung für die zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 a sketch of a circuit for the second embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt sowohl in 1a als auch in 1b jeweils auf der linken Seite schematisch ein kapazitives Füllstandsmeßgerät 1, mit einem mehrere Sensorfelder aufweisenden Füllstandssensor 2, wobei der Füllstandssensor 2 in das Innere eines Behälters 3 hineinragt. Im Inneren des Behälters 3 befindet sich ein Medium 4, beispielsweise ein Schmiermittel für eine Werkzeugmaschine, dessen Füllstand mit dem kapazitiven Füllstandsmeßgerät 1 überwacht werden soll. Das kapazitive Füllstandsmeßgerät 1 kann beispielsweise entsprechend der DE 100 08 093 A1 ausgebildet sein. Grundsätzlich ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der konkreten Realisierung des kapazitiven Füllstandsmeßgeräts 1. 1 shows in both 1a as well as in 1b in each case on the left side schematically a capacitive level measuring device 1 , with a sensor having a plurality of sensor level sensor 2 , wherein the level sensor 2 in the interior of a container 3 protrudes. Inside the container 3 there is a medium 4 , For example, a lubricant for a machine tool whose level with the capacitive level gauge 1 should be monitored. The capacitive level gauge 1 For example, according to the DE 100 08 093 A1 be educated. In principle, however, the method according to the invention is independent of the concrete realization of the capacitive level measuring device 1 ,

Der Unterschied zwischen den 1a und 1b besteht zum einen darin, daß bei dem Beispiel gemäß 1a das Medium 4 einen höheren Füllstand als das Medium 4 bei dem Beispiel gemäß 1b aufweist. Darüber hinaus ist bei dem in 1b dargestellten Beispiel der Füllstandssensor 2 in einem Bereich oberhalb des Mediums 4 mit Anhaftungen 5 bedeckt, wobei hier zur Verdeutlichung die Menge der Anhaftungen 5 stark übertrieben dargestellt ist. In der Praxis handelt es sich bei den Anhaftungen 5 beispielsweise um eine dünne Schicht von Metallspänen, die sich als Verschmutzung im Medium 4 befinden und am Füllstandssensor 2 ablagern.The difference between the 1a and 1b consists, on the one hand, that in the example according to 1a the medium 4 a higher level than the medium 4 in the example according to 1b having. In addition, at the in 1b illustrated example, the level sensor 2 in an area above the medium 4 with attachments 5 covered, here for clarity, the amount of adhesions 5 is greatly exaggerated. In practice, these are the attachments 5 for example, a thin layer of metal shavings, which is called pollution in the medium 4 located at the level sensor 2 deposit.

Die jeweils rechte Seite der 1a und 1b zeigt ein – stark vereinfachtes – technisches Ersatzschaltbild der jeweiligen Füllstandssituation. Das Ersatzschaltbild weist einem Gleichrichter 6 zur Erfassung des Stromimpulses I auf, wobei die Amplitude des Stromimpulses I zum einen von der Amplitude des Sendeimpulses, ansonsten aber im wesentlichen von der Höhe und der Dielektrizitätskonstanten des Mediums 4 abhängt. Der Einfluß des Mediums 4 auf den Stromimpuls I ist in dem Ersatzschaltbild in Verbindung mit einem Kondensator 7 dargestellt. Das Vorhandensein der Anhaftungen 5 in dem in 1b dargestellten Beispiel ist in dem entsprechenden Ersatzschaltbild durch einen Widerstand 8 berücksichtigt, der in Reihe zu dem Kondensator 7 geschaltet ist.The right side of the 1a and 1b shows a - much simplified - technical equivalent circuit diagram of the respective level situation. The equivalent circuit diagram has a rectifier 6 for detecting the current pulse I, wherein the amplitude of the current pulse I on the one hand by the amplitude of the transmission pulse, but otherwise substantially of the height and the dielectric constant of the medium 4 depends. The influence of the medium 4 to the current pulse I is in the equivalent circuit in connection with a capacitor 7 shown. The presence of adhesions 5 in the 1b Example shown is in the corresponding equivalent circuit through a resistor 8th taken into account in series with the condenser 7 is switched.

2 zeigt ein Zeitdiagramm des Stromimpulses 9 "ohne Anhaftungen" (2a) entsprechend dem Beispiel in 1a bzw. des Stromimpulses 9' "mit Anhaftungen" (2b) entsprechend dem Beispiel in 1b. Darüber hinaus ist in 2 – ebenso wie in den 3 – korrespondierend zum zeitlichen Verlauf des Stromimpulses 9 bzw. 9' der zeitliche Verlauf des Sendeimpulses 10 sowie der Umschaltimpuls 11 des Gleichrichters 6 dargestellt. 2 zeigt dabei ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem der Stromimpuls 9, 9' um 90° phasenverschoben zum Sendeimpuls 10 ausgewertet wird. Wie aus 2 erkennbar ist, ergeben sich dadurch vier Zeitfenster 12, 13, 14 und 15, die jeweils eine gleiche Dauer aufweisen. Dabei bilden die Zeitfenster 12 und 14 die Erfassungszeitfenster, innerhalb derer der Stromimpuls 9 gemessen werden soll. 2 shows a timing diagram of the current pulse 9 "without attachments" ( 2a ) according to the example in 1a or the current pulse 9 ' "with attachments" ( 2 B ) according to the example in 1b , In addition, in 2 - as well as in the 3 - Corresponding to the time course of the current pulse 9 respectively. 9 ' the time course of the transmitted pulse 10 as well as the switching pulse 11 of the rectifier 6 shown. 2 shows a method according to the prior art, in which the current pulse 9 . 9 ' phase-shifted by 90 ° to the transmitted pulse 10 is evaluated. How out 2 is recognizable, resulting in four time windows 12 . 13 . 14 and 15 , each having a same duration. The time windows form 12 and 14 the acquisition time window, within which the current pulse 9 to be measured.

In 2a ist der Verlauf des Stromimpulses 9 für die in 1a dargestellte Situation gezeigt, bei der sich das gerade ausgewertete Sensorfeld des Füllstandssensors 2 im Medium 4 befindet. In dieser Situation weist der Stromimpuls 9 eine betragsmäßig relativ große Amplitude und eine relativ geringe Breite auf.In 2a is the course of the current pulse 9 for the in 1a shown situation shown in which the just evaluated sensor field of the level sensor 2 in the medium 4 located. In this situation, the current pulse indicates 9 a magnitude relatively large amplitude and a relatively small width.

2b zeigt den Verlauf des Stromimpulses 9' für die in 1b dargestellte Situation, bei der sich das gerade ausgewertete Sensorfeld des Füllstands sensors 2 außerhalb des Medium 4 befindet und mit Anhaftungen 5 bedeckt ist. Durch die ohmsche Eigenschaft der Anhaftungen 5 ergibt sich ein Stromimpuls 9' mit einer betragsmäßig kleineren Amplitude und einer größeren Breite verglichen mit dem Stromimpuls 9 gemäß 2a. Da meßtechnisch das Integral des Stromimpulses 9 bzw. 9' innerhalb des Erfassungsfensters 12 bzw. 14 ausgewertet wird und das Integral des Stromimpulses 9 gleich dem Integral des Stromimpulses 9' ist, ist eine Unterscheidung zwischen den beiden in 1a und 1b dargestellten Situationen – innerhalb des Mediums 4 bzw. außerhalb des Mediums und mit Anhaftungen 5 bedeckt – nicht möglich. 2 B shows the course of the current pulse 9 ' for the in 1b illustrated situation in which the currently evaluated sensor field of the level sensors 2 outside the medium 4 located and with attachments 5 is covered. By the ohmic property of the attachments 5 results in a current pulse 9 ' with a magnitude smaller amplitude and a larger width compared to the current pulse 9 according to 2a , Since metrologically the In tegral of the current pulse 9 respectively. 9 ' within the detection window 12 respectively. 14 is evaluated and the integral of the current pulse 9 equal to the integral of the current pulse 9 ' is, is a distinction between the two in 1a and 1b illustrated situations - within the medium 4 or outside the medium and with attachments 5 covered - not possible.

Eine Unterscheidung zwischen der in 1a bzw. 2a und 1b bzw. 2b dargestellten Situation "Medium" bzw. "Anhaftungen" ist somit nur dann möglich, wenn durch die Wahl einer entsprechend hohen Frequenz des Sendeimpulses 10 und damit auch des Umschaltimpulses 11 die Zeitfenster 12 bis 15 soweit verkürzt werden, daß der Stromimpuls 9' nicht mehr vollständig in das Erfassungsfenster 12 bzw. 14 "hineinpaßt". Eine derartige Erhöhung des Sendeimpulses 10 ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden. Zunächst steigt mit der Frequenz auch die Störabstrahlung des Füllstandssensors 2, so daß zum einen zusätzliche Maßnahmen zur Verhinderung der Störabstrahlung in die Umgebung vorgesehen werden müssen, zum anderen der Füllstandssensor 2 nur eine relativ begrenzte Stablänge aufweisen darf. Beide Maßnahmen schränken jedoch die gewünschte universelle Einsetzbarkeit des kapazitiven Füllstandsmeßgeräts 1 stark ein. Außerdem ist das kapazitive Füllstandsmeßgerät 1 bei einer entsprechend hohen – erforderlichen – Frequenz nicht mehr für beliebige Medien gleichermaßen einsetzbar.A distinction between the in 1a respectively. 2a and 1b respectively. 2 B shown situation "medium" or "attachments" is thus only possible if by selecting a correspondingly high frequency of the transmitted pulse 10 and thus also the switching pulse 11 the time windows 12 to 15 be shortened so far that the current pulse 9 ' not completely in the capture window 12 respectively. 14 "Fits". Such an increase of the transmission pulse 10 However, there are several disadvantages. At first, the frequency also increases the emission of the level sensor 2 so that on the one hand additional measures to prevent the emission of radiation into the environment must be provided, on the other hand, the level sensor 2 may only have a relatively limited rod length. However, both measures limit the desired universal applicability of the capacitive Füllstandsmeßgeräts 1 strong. In addition, the capacitive level gauge 1 at a correspondingly high - required - frequency can not be equally used for any media.

Anhand von 3 soll nun eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden, bei dem die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 unabhängig von der Frequenz des Sendeimpulses 10 einen vorgegebenen Wert aufweist. Wie in 2a so ist auch in 3a der Verlauf des Stromimpulses 9 bei der in 1a dargestellten Situation – das aktuell ausgewertete Sensorfeld des Füllstandssensors 2 ist von Medium 4 jedoch nicht von Anhaftungen 5 bedeckt – gezeigt, während 3b den zeitlichen Verlauf des Stromimpulses 9' bei der in 1b dargestellten Situation – das aktuell ausgewertete Sensorfeld des Füllstandssensors 2 ist von Anhaftungen 5, nicht jedoch vom Medium 4 bedeckt – zeigt. Die 3c und 3d zeigen entsprechend den 2c und 2d den zeitlichen Verlauf des Sendeimpulses 10 bzw. des Umschaltimpulses 11.Based on 3 Now, a first variant of the method according to the invention will be explained in more detail, in which the duration T _{S of} the detection time window 12 respectively. 14 regardless of the frequency of the transmitted pulse 10 has a predetermined value. As in 2a so is also in 3a the course of the current pulse 9 at the in 1a illustrated situation - the currently evaluated sensor field of the level sensor 2 is from medium 4 but not of attachments 5 Covered - shown while 3b the time course of the current pulse 9 ' at the in 1b illustrated situation - the currently evaluated sensor field of the level sensor 2 is of attachments 5 but not from the medium 4 covered - shows. The 3c and 3d show according to the 2c and 2d the time course of the transmitted pulse 10 or the switching pulse 11 ,

Ein Vergleich der 2 und 3 zeigt zunächst, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß 3 die Zeitfenster 12 bis 15 unterschiedliche Zeitdauern T_S bzw. T_A aufweisen, wobei die Erfassungszeitfenster 12 und 14 eine kürzere Dauer T_S und die Ergänzungszeitfenster 13 und 15 eine längere Dauer T_A haben. Da der Sendeimpuls 10 und der Umschaltimpuls 11 – gewollt – dieselbe Frequenz aufweisen, entspricht die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 und die Dauer T_A des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15 zusammen der halben Periodenlänge des Sendeimpulses 10 bzw. des Umschaltepultes 11.A comparison of 2 and 3 shows first that in the inventive method according to 3 the time windows 12 to 15 have different durations T _S and T _A , wherein the detection time window 12 and 14 a shorter duration T _S and the supplementary time windows 13 and 15 have a longer duration T _A. Since the transmission pulse 10 and the switching pulse 11 - Wanted - have the same frequency, corresponds to the duration T _{S of} the detection time window 12 respectively. 14 and the duration T _{A of} the supplementary time window 13 respectively. 15 together the half period length of the transmission pulse 10 or the changeover desk 11 ,

Durch die Wahl einer geeigneten – kurzen – Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 wird nun erreicht, daß einerseits der Stromimpuls 9 vollständig in das Erfassungszeitfenster 12 bzw. 14 "hineinpaßt", andererseits der Stromimpuls 9' – aufgrund seiner durch die Anhaftungen 5 bedingten größeren Breite – nicht vollständig in das Erfassungszeitfenster 12 bzw. 14 "hineinpaßt". Dies führt nun dazu, daß bei der Integration des Stromimpulses 9 bzw. 9' während des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 das Integral des Stromimpulses 9' kleiner als das Integral des Stromimpulses 9 ist. Dadurch ist eine Unterscheidung des Zustandes "Medium vorhanden" (entsprechend 1a) von dem Zustand "Anhaftungen vorhanden" (entsprechend 1b) möglich.By choosing a suitable - short - duration T _{S of} the acquisition time window 12 respectively. 14 is now achieved that on the one hand, the current pulse 9 completely into the acquisition time window 12 respectively. 14 "fits in", on the other hand, the current pulse 9 ' - due to its by the attachments 5 conditional larger width - not completely in the acquisition time window 12 respectively. 14 "Fits". This now leads to that in the integration of the current pulse 9 respectively. 9 ' during the collection time window 12 respectively. 14 the integral of the current pulse 9 ' less than the integral of the current pulse 9 is. As a result, a distinction between the state "medium exists" (corresponding 1a ) from the state "attachments present" (corresponding to 1b ) possible.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch der Stromimpuls 9 bzw. 9' innerhalb des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15 durch Integration erfaßt. Bei einer entsprechend 3 geeigneten Wahl der Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 ist innerhalb des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15 der Stromimpuls 9 gleich Null, d. h. der Stromimpuls 9 ist so kurz, daß er vollständig innerhalb des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 abklingt. Dagegen ist bei der in 1b bzw. 3b dargestellten Situation "Anhaftungen vorhanden" der Stromimpuls 9' so breit, daß der Stromimpuls 9' innerhalb des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15 einen Wert ungleich Null aufweist.According to a first preferred embodiment of the method according to the invention also the current pulse 9 respectively. 9 ' within the supplementary time window 13 respectively. 15 detected by integration. In a corresponding 3 suitable choice of the duration T _{S of} the acquisition time window 12 respectively. 14 is within the supplementary time window 13 respectively. 15 the current pulse 9 equal to zero, ie the current pulse 9 is so short that it is completely within the detection time window 12 respectively. 14 subsides. In contrast, at the in 1b respectively. 3b illustrated situation "attachments present" the current pulse 9 ' so wide that the current pulse 9 ' within the supplementary time window 13 respectively. 15 has a value not equal to zero.

Der Stromimpulses 9' innerhalb des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15, der nachfolgend als Reststromimpuls 16 bezeichnet werden soll, beruht auf dem Vorhandensein von Anhaftungen 5 am Füllstandssensor 2. Durch das Umschalten des Gleichrichters 6 vom Erfassungszeitfenster 12 zum Ergänzungszeitfenster 13 bzw. vom Erfassungszeitfenster 14 zum Ergänzungszeitfenster 15 kann der Reststromimpuls 16 vom Stromimpuls 9' subtrahiert werden, wodurch der Unterschied des Integrals des Stromimpulses 9 vom Integral des Stromimpulses 9' innerhalb des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 weiter erhöht wird, so daß zwischen der Situation "Medium vorhanden" und der Situation "Anhaftungen vorhanden" noch deutlicher unterschieden werden kann.The current pulse 9 ' within the supplementary time window 13 respectively. 15 , which subsequently as a residual current pulse 16 is to be designated, based on the presence of adhesions 5 at the level sensor 2 , By switching the rectifier 6 from the acquisition time window 12 to the supplementary time window 13 or from the acquisition time window 14 to the supplementary time window 15 can the residual current pulse 16 from the current pulse 9 ' subtracting the difference of the integral of the current pulse 9 from the integral of the current pulse 9 ' within the collection window 12 respectively. 14 is further increased, so that between the situation "medium exists" and the situation "attachments present" can be distinguished even more clearly.

4 zeigt schematisch einen Teil einer Schaltung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens, bei dem die Erfassung des Stromimpulses I mit Hilfe eines Gleichrichters erfolgt. Hierzu wird der Stromimpuls I über einen zweipoligen Schalter 17 mit den beiden Anschlüssen 18, 19 der Stromauswertung 20 verbunden. Im ersten Zyklus des Umschaltsignals 11, in dem der Schalter 17 mit dem Anschluß 18 verbunden ist, werden der Stromimpuls 9 bzw. 9' im Erfassungszeitfenster 14 und der Reststromimpuls 16 im Erfassungszeitfenster 13 gemessen, während im zweiten Zyklus des Umschaltimpulses 11, bei dem der Schalter 17 mit dem Anschluß 19 verbunden ist, der Stromimpuls 9 bzw. 9' im Erfassungszeitfenster 12 und der Reststromimpuls 16 im Erfassungszeitfenster 15 erfaßt werden. Bei dem in den 3 und 4 dargestellten Verfahren wird somit während der Dauer des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15 der Reststromimpuls 16 erfaßt und der Betrag des Reststromimpulses 16 jeweils vom Betrag des Stromimpulses 9 bzw. 9' subtrahiert. 4 schematically shows a part of a circuit for carrying out the method described above, in which the detection of the current pulse I by means of a rectifier. For this purpose, the current pulse I via a two-pole switch 17 with the two connections 18 . 19 the electricity evaluation 20 connected. In the first cycle of Um switching signal 11 in which the switch 17 with the connection 18 is connected, the current pulse 9 respectively. 9 ' in the entry time window 14 and the residual current pulse 16 in the entry time window 13 measured during the second cycle of the switching pulse 11 in which the switch 17 with the connection 19 is connected, the current pulse 9 respectively. 9 ' in the entry time window 12 and the residual current pulse 16 in the entry time window 15 be detected. In the in the 3 and 4 Thus, the illustrated method will be used during the duration of the supplemental time window 13 respectively. 15 the residual current pulse 16 detected and the amount of the residual current pulse 16 in each case from the amount of the current pulse 9 respectively. 9 ' subtracted.

Bei dem in 3b gezeigten zeitlichen Verlauf des Stromimpulses 9' kann es je nach Art und Menge der Anhaftungen 5 zu einer Situation kommen, bei der das Integral des Reststromimpulses 16 größer als das Integral des Stromimpulses 9' ist, so daß die zuvor beschriebene Subtraktion des Reststromimpulses 16 vom Stromimpuls 9' zu einem "negativen" Sensorsignal führen würde.At the in 3b shown time course of the current pulse 9 ' It can vary depending on the type and amount of buildup 5 come to a situation where the integral of the residual current pulse 16 greater than the integral of the current pulse 9 ' is, so that the previously described subtraction of the residual current pulse 16 from the current pulse 9 ' would lead to a "negative" sensor signal.

Um diesen Zustand zu verhindern bzw. eine dadurch erforderliche aufwendigere Auswerteschaltung zu vermeiden, ist gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der Betrag des Reststromimpulses 16 über die Dauer T_A des Ergänzungszeitfensters 13 bzw. 15 nach Masse 21 abgeleitet wird. In 5 ist ein entsprechendes Zeitdiagramm des Stromimpulses 9 bzw. 9' und in 6 eine entsprechende Skizze einer Schaltung dargestellt. Wie auch in den 3a bis 3d sind in den 5a bis 5d jeweils der Verlauf des Stromimpulses 9 bzw. 9' sowie der zeitliche Verlauf des Sendeimpulses 10 und der zeitliche Verlauf eines Taktsignals 22 dargestellt. Der zeitliche Verlauf des Taktsignals 22 entspricht dabei dem zeitlichen Verlauf des Umschaltimpulses 11 gemäß 3d. Zusätzlich ist in 5e noch der zeitliche Verlauf eines Schaltsignals 23 dargestellt.In order to prevent this state or to avoid a more complex evaluation circuit required thereby, it is provided according to an alternative embodiment of the method according to the invention that the amount of the residual current pulse 16 over the duration T _{A of} the supplementary time window 13 respectively. 15 to mass 21 is derived. In 5 is a corresponding timing diagram of the current pulse 9 respectively. 9 ' and in 6 a corresponding sketch of a circuit shown. As well as in the 3a to 3d are in the 5a to 5d in each case the course of the current pulse 9 respectively. 9 ' as well as the time course of the transmission pulse 10 and the timing of a clock signal 22 shown. The time course of the clock signal 22 corresponds to the time course of the switching pulse 11 according to 3d , Additionally is in 5e nor the time course of a switching signal 23 shown.

Bei der in 6 dargestellten Schaltung wird nun der Schalter 17 nicht nur zwischen den beiden Anschlüssen 18 und 19 sondern zusätzlich auch noch zwischen einem dritten Anschluß 24 umgeschaltet, wobei der dritte Anschluß 24 mit Masse 21 verbunden ist. Entsprechend der Schaltung gemäß 4 werden die beiden Zyklen, in denen der Schalter 17 mit den Anschlüssen 18 und 19 verbunden ist, aktiv genutzt. In diesen beiden Zyklen wird entweder der Stromimpuls 9 bzw. 9' im Erfassungszeitfenster 12 oder der Stromimpuls 9 bzw. 9' im Erfassungszeitfenster 14 gemessen. Im Unterschied zu der Schaltung gemäß 4 ist der Schalter 17 bei der Schaltung gemäß 6 jedoch über die Dauer der Ergänzungszeitfenster 13 bzw. 15 mit dem dritten Anschluß 24 verbunden, so daß der Reststromimpuls 16 nach Masse 21 abgeleitet wird. Im Unterschied zu der Schaltung gemäß 4, bei der die Gleichrichtung des Stromimpulses I mit einem zweipoligen Schalter 17 erfolgt, erfolgt bei dieser Ausführung die Gleichrichtung mit einem dreipoligen Schalter 17. Selbstverständlich kann auch ein mehrpoliger Schalter, beispielsweise ein vierpoliger Schalter, verwendet werden.At the in 6 shown circuit is now the switch 17 not just between the two connections 18 and 19 but in addition also between a third connection 24 switched, the third port 24 with mass 21 connected is. According to the circuit according to 4 be the two cycles in which the switch 17 with the connections 18 and 19 connected, actively used. In these two cycles, either the current pulse 9 respectively. 9 ' in the entry time window 12 or the current pulse 9 respectively. 9 ' in the entry time window 14 measured. Unlike the circuit according to 4 is the switch 17 in the circuit according to 6 however, over the duration of the supplemental windows 13 respectively. 15 with the third connection 24 connected so that the residual current pulse 16 to mass 21 is derived. Unlike the circuit according to 4 in which the rectification of the current pulse I with a two-pole switch 17 takes place, in this embodiment, the rectification is carried out with a three-pole switch 17 , Of course, a multi-pole switch, such as a four-pole switch can be used.

Dies hat zur Folge, daß das Ausgangssignal stets positiv ist, wobei ein kleines Signal einer kleinen Kapazität entspricht. Dadurch, daß der Reststromimpuls 16 stets nach Masse 21 abgeleitet wird, kann die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters noch weiter verkürzt werden, was sich positiv auf die Störfestigkeit eines entsprechenden Sensors auswirkt.As a result, the output signal is always positive, with a small signal corresponding to a small capacity. Characterized in that the residual current pulse 16 always to mass 21 is derived, the duration T _{S of} the detection time window can be shortened even further, which has a positive effect on the immunity of a corresponding sensor.

Ein in der Praxis geeigneter Wert der Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 liegt zwischen 10 ns und 500 ns, insbesondere zwischen 100 ns und 500 ns. Dadurch, das erfindungsgemäß die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 unabhängig von der Frequenz des Sendeimpulses 10 gewählt wird, kann die Frequenz des Sendeimpulses 10 des kapazitiven Füllstandsmeßgeräts 1 in Abhängigkeit von dem zu messenden Medium 4 gewählt werden. So ist ein kapazitives Füllstandsmeßgerät 1 realisierbar, das universell bei unterschiedlichen Medien 4 eingesetzt werden kann.A suitable value, in practice, the period T _S of the detection time window 12 respectively. 14 is between 10 ns and 500 ns, in particular between 100 ns and 500 ns. As a result, according to the invention, the duration T _{S of} the acquisition time window 12 respectively. 14 regardless of the frequency of the transmitted pulse 10 is selected, the frequency of the transmit pulse 10 of the capacitive level measuring device 1 depending on the medium to be measured 4 to get voted. So is a capacitive level gauge 1 feasible, the universal for different media 4 can be used.

Beispielsweise kann dasselbe kapazitive Füllstandsmeßgerät 1 dann, wenn es den Füllstand von Wasser (ε_r ≈ 81) überwachen soll, mit einem Sendeimpuls mit einer Frequenz von 100 kHz arbeiten, während dasselbe kapazitive Füllstandsmeßgerät 1 dann, wenn es den Füllstand von Öl (ε_r ≈ 2) überwachen soll, einen Sendeimpuls 10 mit einer Frequenz von 2 MHz verwendet. In beiden Fällen kann dabei die Dauer T_S des Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 beispielsweise 130 ns betragen, wobei dann das Erfassungszeitfenster 12 bzw. 14 ausreichend kurz ist, so daß die Situation "Medium vorhanden" von der Situation "Anhaftungen vorhanden" sicher unterschieden werden kann. Bei einer – gemäß dem bisherigen Stand der Technik – um 90° phasenverschobenen Auswertung des Stromimpulses 9 gegenüber dem Sendeimpuls 10 müßte zur Erreichung eines Erfassungszeitfensters 12 bzw. 14 mit einer Dauer T_S von ebenfalls 130 ns ein Sendeimpuls 10 mit einer Frequenz von 1,92 MHz verwendet werden, so daß das kapazitive Füllstandsmeßgerät 1 dann zur Überwachung des Füllstandes von Wasser nicht mehr geeignet wäre.For example, the same capacitive level gauge 1 then, if it is to monitor the level of water (ε _r ≈ 81), operate with a transmit pulse at a frequency of 100 kHz while the same capacitive level gauge 1 then, if it is to monitor the level of oil (ε _r ≈ 2), a transmit pulse 10 used with a frequency of 2 MHz. In both cases, this duration T _S of the detection time window 12 respectively. 14 For example, be 130 ns, in which case the detection time window 12 respectively. 14 is sufficiently short, so that the situation "medium existing" can be safely distinguished from the situation "attachments present". In a - according to the prior art - phase-shifted by 90 ° evaluation of the current pulse 9 opposite to the transmit pulse 10 would have to reach a capture window 12 respectively. 14 with a duration T _S of likewise 130 ns a transmission pulse 10 be used with a frequency of 1.92 MHz, so that the capacitive level gauge 1 then would no longer be suitable for monitoring the level of water.

Claims

A method for determining the level of a medium in a container with a capacitive level measuring device, comprising a plurality of sensor fields having level sensor, wherein a transmission pulse generated and gege to a sensor field ben, the transmission pulse in response to the capacitance of the sensor field generates a current pulse and the current pulse is detected within a relative to the transmit pulse detection time window, characterized in that the duration T _{S of} the detection time window, regardless of the frequency of the transmission pulse (clock frequency) has a predetermined value wherein the duration T _S is selected so that the detection time window is so large that a due to buildup or deposits on the level sensor temporally longer current pulse is not completely within the detection time window, that the detection of the current pulse is effected by means of a controlled rectifier, and that both cycles of the rectifier are actively used and each cycle has a detection time window and a supplementary time window.

Method according to claim 1, characterized in that that the Current pulse over the duration of the acquisition time window or within the supplementary time window detected Residual current pulse over the Duration of the supplementary time window is integrated and that the Amount of residual current pulse subtracted from the amount of current pulse becomes.

Method according to claim 1, characterized in that that the Current pulse over integrated the duration of the acquisition time window and within the Supplementary time window detected Residual current pulse over the duration of the supplementary time window Mass is derived.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that this Level gauge one Microprocessor and the microprocessor in dependence determined by the medium to be measured, the frequency of the transmitted pulse.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the Frequency of the transmission pulse between 50 kHz and 5 MHz, in particular between 100 kHz and 2.5 MHz.