DE10259809A1

DE10259809A1 - Pegelmessvorrichtung

Info

Publication number: DE10259809A1
Application number: DE2002159809
Authority: DE
Inventors: Karim Benghezal; Christophe Gouzou
Original assignee: Marwal Systems SAS
Current assignee: TI Automotive Fuel Systems SAS
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-07-03
Also published as: FR2834061B1; FR2834061A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Flüssigkeitsmesssystem (1), insbesondere für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges, mit piezoelektrischen Einrichtungen (9), die eine akustische Welle in eine Flüssigkeit aussenden und die Welle erfassen können, um die Laufstrecke in der Flüssigkeit auf der Grundlage der Zeit zu bestimmen, die die Aussendung und den Empfang trennt, welche piezoelektrischen Einrichtungen eine Messtablette (9) umfassen, die eine akustische Welle in Richtung auf die Oberfläche der zu messenden Flüssigkeit richten kann, welches System dadurch gekennzeichnet ist, dass es temperaturempfindliche Einrichtungen umfasst, die parallel zu den Versorgungseinrichtungen der Messtablette geschaltet sind.

Description

ALLGEMEINES GEBIET DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft die Messung einer Flüssigkeit mit Hilfe einer piezoelektrischen Tablette.
Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Messen einer Flüssigkeit mit Hilfe einer piezoelektrischen Tablette in Verbindung mit einem temperaturempfindlichen Element, wobei der Aufbau der Vorrichtung gegebenenfalls in einem Gehäuse aufgenommen ist.

STAND DER TECHNIK

Aus der EP 0 182 140 sind bereits Vorrichtungen zum Messen des Pegels einer Flüssigkeit mittels piezoelektrischer Tabletten bekannt.
Bei dieser Technik können die piezoelektrischen Zellen eine akustische Welle vom Boden eines Behälters aussenden, der eine Flüssigkeit enthält, und diese beispielsweise nach einer Reflektion an der Oberfläche der Flüssigkeit erfassen, um die Höhe der Flüssigkeit, die durch die Welle durchlaufen worden ist, auf der Grundlage der Zeit zu bestimmen, die die Aussendung und den Empfang trennt.
Die US 5 095 748 beschreibt insbesondere ein Messsystem, das in dem Behälter Zielobjekte bekannter Höhen umfasst, zu denen die akustischen Wellen gerichtet werden und die als Bezugshöhe für die anschließende Bestimmung der Höhe der Flüssigkeit dienen.
Diese vorgenannten Techniken haben indessen Nachteile.
Die akustischen Bezugswellen, die zu den Zielobjekten gerichtet werden, und die akustischen Wellen zum Messen der Oberfläche werden manchmal verwechselt, was zu Messfehlern oder parasitären Messungen führt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung schlägt vor, diese Nachteile wettzumachen.
Dazu schlägt die Erfindung ein piezoelektrisches System zum Messen einer Flüssigkeit, insbesondere für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges vor, das piezoelektrische Einrichtungen umfasst, die eine akustische Welle in eine Flüssigkeit aussenden und die Welle erfassen können, um die Laufstrecke in der Flüssigkeit auf der Grundlage der Zeit zu bestimmen, die die Aussendung und den Empfang trennt, wobei die piezoelektrischen Einrichtungen eine Messtablette umfassen, die eine akustische Welle in Richtung zur Oberfläche der zu messenden Flüssigkeit richten kann, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es temperaturempfindliche Einrichtungen umfasst, die parallel zu den Versorgungseinrichtungen für die Messtablette geschaltet sind.
Die Erfindung wird vorzugsweise durch die folgenden Merkmale entweder einzeln oder in irgendeiner technisch möglichen Kombination vervollständigt:

- Die Tablette umfasst nur einen aktiven Teil
- Die Tablette umfasst zwei aktive Teile, nämlich einen aktiven Teil, der zum Messen der Bezugswellen dient, und einen weiteren aktiven Teil, der zum Messen der Wellen für die Oberflächenhöhenmessung dient.
- Die Tablette ist in einem Gehäuse enthalten, das in seiner Lage im zu messenden Behälter befestigt werden kann, wobei ein Bezugshindernis an einer Fläche des Behälters wenigstens einem Teil der Tablette gegenüber verläuft, welche Fläche eine Messöffnung umfasst, die einem anderen Teil der Tablette gegenüber angeordnet ist und die akustischen Messwellen hindurchlassen kann.
- Die beiden aktiven Teile stammen von der selben piezoelektrischen Tablette.
- Die piezoelektrische Tablette hat im Wesentlichen die Form einer Scheibe, wobei der aktive Teil, der eine akustische Welle in Richtung zur Oberfläche der Flüssigkeit richten kann, sich in der Mitte der Scheibe befindet und einen kreisförmigen Umriss hat, während der aktive Teil, der eine akustische Welle in Richtung auf das Bezugshindernis richten kann, um den mittleren Teil herum verläuft.
- Die Öffnung in der Wand des Gehäuses gegenüber der Tablette hat im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie der besagte Messteil, wobei diese Abmessungen der Öffnung dennoch etwas größer sind.
- Die Öffnung in der Wand des Gehäuses liegt der Mitte der Tablette gegenüber.
- Sie umfasst einen Thermistor, der parallel zu den piezoelektrischen Messeinrichtungen geschaltet ist, welcher Thermistor einen ohmschen Widerstand hat, der kleiner als der ohmsche Widerstand der piezoelektrischen Messeinrichtungen über den gesamten Temperaturbereich ist, über den das Fahrzeug benutzt wird.
- Sie umfasst eine Diode.
- Die Temperaturmesseinrichtungen liegen zwischen zwei Versorgungsleitungen der Tablette.
- Sie umfasst Recheneinrichtungen, die den Pegel der Flüssigkeit im Behälter auf der Grundlage der Zeit bestimmen können, die die Aussendung und den Empfang der akustischen Wellen durch die beiden aktiven Teile trennt.
- Die Recheneinrichtungen können weiterhin die Temperatur der Flüssigkeit im Behälter dank der Messung des Widerstandes über den Anschlüssen des Thermistors oder der Diode bestimmen.
- Sie umfasst Halteeinrichtungen zum Festlegen des Gehäuses in seiner Position am Boden des Behälters.
- Das Gehäuse umfasst Einrichtungen, die die piezoelektrischen Einrichtungen in ihrer Position im Inneren des Gehäuses halten können.
- Das Gehäuse umfasst Einrichtungen, die die elektrischen Anschlüsse zur Tablette in ihrer Position im Inneren des Gehäuses halten können.
- Die Bezugshindernisse umfassen Wellenreflektoren, die beispielsweise unter 45° bezüglich einer vertikalen Richtung der Vorrichtung gerichtet sind, die im Behälter angeordnet ist, und deren Unterfläche zu den am nächsten liegenden seitlichen Wänden des Gehäuses gerichtet sind.
- Die Oberfläche der Bezugshindernisse hat im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Messöffnung.
- Das Innere des Gehäuses ist in zwei Volumina, nämlich ein erstes Bezugsvolumen und ein zweites Messvolumen aufgeteilt, wobei die Trennung der beiden Volumina durch ein Trennrohr bewirkt ist, das von der oberen Wand des Gehäuses im Wesentlichen gerade zur Trennung zwischen den beiden aktiven Teilen der Tablette verläuft und endet, bevor es die aktive Tablette berührt, die am Boden des Gehäuses befestigt ist.

DARSTELLUNG DER FIGUREN

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, die im Folgenden nur erläuternd und nicht beschränkend und anhand der zugehörigen Zeichnungen gegeben wird, in denen
Fig. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht eines Messsystems gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine weitere allgemeine Ansicht des selben Systems gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Systems gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 4 eine Längsschnittansicht längs der Achse C-C in Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 eine Ansaugvorrichtung zeigt, die mit einem Messsystem gemäß der Erfindung versehen ist, das teilweise im Längsschnitt dargestellt ist und in einem Behälter anzuordnen ist,
Fig. 6A eine Draufsicht auf eine Oberfläche einer piezoelektrischen Tablette gemäß der Erfindung zeigt, welche Tablette zwei aktive Teile umfasst,
Fig. 6B eine Draufsicht auf eine Oberfläche einer piezoelektrischen Tablette gemäß der Erfindung zeigt, welche Tablette nur einen einzigen aktiven Teil umfasst,
Fig. 7A eine schematische Darstellung der Montage eines Systems zeigt, das weiterhin einen Thermistor umfasst, der parallel zwischen zwei Anschlüsse der Tablette geschaltet ist, um die Temperatur zu messen,
Fig. 7B eine schematische Darstellung der Montage eines Systems zeigt, das weiterhin eine Diode umfasst, die parallel zwischen zwei Anschlüsse der Tablette geschaltet ist, um die Temperatur zu messen,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Variante des Bezugshindernisses gemäß der Erfindung zeigt und
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, bei dem das Gehäuse in zwei Volumina aufgeteilt ist.
In allen Figuren sind ähnliche Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer allgemeinen Ansicht eine Messvorrichtung 1 gemäß der Erfindung.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2, das eine im Wesentlichen zylindrische Form hat. Der Boden des Zylinders hat einen im Wesentlichen U-förmigen äußeren Umriss.
Das Gehäuse 2 umfasst fünf Wände, nämlich eine untere Wand 3, zwei ebene Wände 4 und 5, die im Wesentlichen senkrecht zur unteren Wand und einander gegenüber verlaufen sowie die ebenen Seiten des Gehäuses 2 bilden, eine halbzylindrische gekrümmte Wand 6, die durch eine U-Krümmung gebildet ist und die ebenen Wände 4 und 5 verbindet, und eine Wand 7, die das Gehäuse 2 am oberen Teil schließt, im Wesentlichen parallel zur unteren Wand 3 verläuft und eine Messöffnung 12 umfasst.
Die untere Wand 3 umfasst einen im Wesentlichen kreisförmigen Platz 8, der eine piezoelektrische Messtablette 9 aufnehmen kann, die ihrerseits im Wesentlichen gleichfalls kreisförmig ist.
Die Messtablette 9 wird in der folgenden Beschreibung erläutert und ist insbesondere in den Fig. 6A und 6B dargestellt.
Die untere Wand 3 umfasst weiterhin Einrichtungen (in den Zeichnungen nicht dargestellt), die die Tablette, die Anschlüsse sowie die elektronischen Bauteile aufnehmen können, die für die Arbeit der Messvorrichtung 1 notwendig sind.
Diese Einrichtungen umfassen insbesondere eine Rille 30, die es erlaubt, die Tablette und die elektrischen Anschlüsse an der unteren Wand 3 zu positionieren, Einrichtungen, die Anlagefedern bilden, und elektrisch nicht leitende Bauteile zum Festlegen der Tablette (wenn sie einmal der Messöffnung 12 gegenüber angeordnet ist) sowie der elektrischen Anschlüsse, und eine Rastkerbe, die eine Bewegung der Tablette und der elektrischen Anschlüsse verhindert, wenn diese sich einmal an ihrer Stelle befinden.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst die untere Wand 3 gleichfalls eine Einrichtung 31 zum Halten der Leitungsdrähte, die elektrische die Messtablette mit den in den Fig. 7A und 7B dargestellten Versorgungs- und Verarbeitungseinrichtungen 16 verbinden. Die Halteeinrichtung 31 verhindert, dass die Lötstellen der elektrischen Anschlüsse an der Tablette bei anliegenden Belastungen brechen. Die Einrichtung 31 umfasst beispielsweise eine nicht dargestellte Haltezunge.
Die obere Wand 7 umfasst eine Öffnung 12 gerade über dem Platz 8 zur Aufnahme der piezoelektrischen Tablette. Die Öffnung 12 hat im Wesentlichen eine Kreisform, die der Kreisform der Tablette entspricht.
In dem Fall, in dem die Tablette 9 zwei aktive Teile 91 und 92 umfasst (im Fall von Fig. 6A) ist der Durchmesser der Öffnung 12 etwas größer als der Durchmesser des mittleren aktiven Messteils der Tablette, um Störungen so klein wie möglich zu halten, die durch Echos an der Bezugsfläche während der Messung erzeugt werden. Der Umriss der Öffnung 12 ist nach außen durch einen Zylinder 13 verlängert, dessen Wände in einem Stück mit dem Gehäuse 2 ausgehend von der Öffnung 12 ausgebildet sind.
Im Fall von Fig. 6B ist der Durchmesser der Öffnung 12 im Vergleich zum Gesamtdurchmesser der Tablette 9 so gewählt, dass eine gute Messqualität, nämlich eine Stärke der akustischen Echowellen der Bezugswellen erzielt wird, die die Pegelmesswellen nicht stört.
Die Innenhöhe der Vorrichtung 1 liegt in der Größenordnung von 20 mm.
Die Erstreckung des Systems 1 in Richtung der größten Abmessung liegt in der Größenordnung von 35 mm.
Der äußere Teil einer der seitlichen Wände - im vorliegenden Fall der Wand 5 - umfasst einen Positionierzapfen 10, der mit einer Gleiteinrichtung 51 zusammenarbeitet, um das Gehäuse 2 an einem Halter und/oder an einer Ansaugeinrichtung 52 oder einer Kraftstoffübertragungseinrichtung zu befestigen.
Die Befestigung des Gehäuses 2 am System 52 erfolgt durch eine Montage in vertikaler Richtung. Die Gleiteinrichtung 51 ist mit einer Positionierfeder 50 versehen, die gleichfalls in Fig. 5 dargestellt ist und es erlaubt, das System 1 am Kraftstoffansaugsystem 52 und am Boden des Behälters zu positionieren, in dem der Flüssigkeitspegel gemessen werden soll.
Ein Ansatz 11, der in einem Stück mit der Wand 5 ausgebildet ist und im Wesentlichen T-förmig neben dem Positionierzapfen 10 liegt, verläuft parallel zum Positionierzapfen 10. Der Ansatz 11 kann eine Führungseinrichtung für die Vorrichtung 1 im Positioniersystem 51 von Fig. 5 bilden.
Der gekrümmten Wand 6 gegenüber umfasst das Gehäuse 2 eine große Öffnung 14, durch die alle Verunreinigungen aus dem Gehäuse 2 fließen können, die im Behälter enthalten sind und die die Funktion des Messsystems stören könnten.
Fig. 2 zeigt eine weitere allgemeine Ansicht des Systems gemäß der Erfindung, bei der jedoch die gekrümmte Wand 6 besser sichtbar ist.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Systems 1. In dieser Figur befindet sich die Tablette 9 an ihrem Platz 8.
Fig. 6A zeigt, dass gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung die Tablette 9 zwei verschiedene aktive Bereiche 91 und 92 umfasst, die jeweils einem Oberflächenmessbereich und einem Bezugsbereich entsprechen.
Die beiden Teile 91 und 92 sind durch eine isolierende Rille getrennt jedoch in einem Stück auf der selben Basis 95 ausgebildet.
Der Teil 91 befindet sich in der Mitte der Tablette 9 und hat im Wesentlichen die Form einer Scheibe.
Der Teil 92 ist C-förmig um diesen Teil 91 herum ausgebildet.
Der Durchmesser der Öffnung 12 ist so gewählt, dass das Bezugsecho ausreichen stark ist, wenn der Bezugsteil angeregt wird, und dass das parasitäre Echo des Bezugsteils beim Anregen des inneren Teils so gering ist, dass es nicht erfasst wird.
Folglich sollte die Ringfläche des Bezugshindernisses direkt über den Teil 92 etwa der Messoberfläche, d. h. der Oberfläche des mittleren Teils 91 äquivalent sein.
Beispielsweise ist der Durchmesser der Öffnung 12 gleich dem der Oberfläche des mittleren Teils 91 der Tablette 9.
Es werden hier Beispiele beschrieben, die nicht beschränkend sind und zwar unter Bezug auf Fig. 6A. Der Durchmesser des aktiven Teils der Tablette 9 liegt beispielsweise bei 12,5 mm und der Innendurchmesser der Öffnung 12 liegt bei 12,6 mm.
Die Trennrille zwischen den Teilen 91 und 92 hat eine Breite von etwa 1 mm. Folglich ist der Innendurchmesser des Teils 92 um 2 mm größer als der Durchmesser des Teils 91.
Radiale elektrisch leitende Teile 93 und 94 erlauben eine elektrische Verbindung der Teile 91 und 92 jeweils mit dem Außenumfang der Tablettenscheibe 9.
Der Teil 93 bildet die elektrische Verbindung zum mittleren Teil 91 indem er durch die Öffnung des C-förmigen Teils 92 geht.
Fig. 6B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Tablette 9. Bei dieser Variante umfasst die Tablette 9 eine Basis 95, die beispielsweise mit der Masse der Versorgungseinrichtungen der Tablette 9 verbunden ist, sowie einen aktiven Teil 91, der im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Tablette 9 einnimmt.
Eine Anschlussbahn 93 erlaubt es, die elektrischen Verbindungen herzustellen.
Im Fall von Fig. 6B ist die Messöffnung 12 einem Teil der Messoberfläche 91 gegenüber angeordnet. Ein weiterer Teil der selben Fläche 91 befindet sich dann den Bezugshindernissen gegenüber.
Im Folgenden wird erneut auf Fig. 3 Bezug genommen. Der aktive Bereich 91 befindet sich geradlinig zur Öffnung 12. Der aktive Bereich 92 befindet sich seinerseits in einer geraden Linie zu den Teilen der oberen Wand 7, die die Öffnung 12 umgeben.
Fig. 4 zeigt eine weitere Querschnittsansicht der Vorrichtung längs der Achse C-C in Fig. 3.
Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist das Gehäuse 2 im Inneren des Behälters angeordnet und an einem Halter und/oder an einer Ansaug- oder Kraftstoffübertragungseinrichtung 52 befestigt. Es umfasst zahlreiche Öffnungen, insbesondere die Öffnung 12 und die Öffnung 14. Folglich füllt die Flüssigkeit im Behälter das Gehäuse 2 vollständig aus.
Der Teil 92 sendet und empfängt akustische Wellen. Die Vor- und Rücklaufzeiten der akustischen Wellen sind von der inneren Höhe des Gehäuses 2 abhängig.
Recheneinrichtungen 16, die in den Fig. 7A und 7B dargestellt sind und elektronische Einrichtungen umfassen, bestimmen die Laufzeiten der akustischen Wellen. Vorzugsweise werden die Laufzeiten in den Recheneinrichtungen gespeichert. Sie können als Bezug dienen, um in Abhängigkeit von der inneren Höhe eine Bezugsgeschwindigkeit der akustischen Wellen in der Flüssigkeit des Behälters zu bestimmen.
Der aktive Teil 91 misst dann die Vor- und Rücklaufzeiten der akustischen Wellen nach Maßgabe der Höhe der Flüssigkeit im Behälter. Die akustischen Wellen pflanzen sich außerhalb des Gehäuses 2 zur Oberfläche der Flüssigkeit fort, indem sie durch die Öffnung 12 und den Zylinder 13 hindurchgehen.
Die Höhe der Flüssigkeit wird von den Laufzeiten und der Geschwindigkeit der akustischen Wellen im Behälter abgeleitet.
Das Gehäuse 2 besteht aus einem in Kraftstoff stabilen Material. Man kann beispielsweise eine Mischung aus PPS und Glasfaser verwenden.
Bei einem speziellen und nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel, das in Fig. 7A dargestellt ist, umfasst das Flüssigkeitsmesssystem 1 weiterhin einen Thermistor 15, der parallel zu den Versorgungsleitungsdrähten der piezoelektrischen Tablette 9 liegt.
In der Praxis kann der Thermistor zwischen irgendeinem Paar von Versorgungsleitern der Messtablette liegen, welche Leiter einen Masseleiter, einen Leiter, der mit dem Messteil 91 verbunden ist, und einen dritten Leiter umfassen, der mit dem Bezugsteil 92 verbunden ist.
In dem Fall, in dem die Tablette 9 keine zwei Teile umfasst (Fall von Fig. 6B), sind die Temperaturmesseinrichtungen parallel zu den beiden Versorgungsleitern geschaltet.
Die Temperaturmesseinrichtungen können auch andere Einrichtungen als einen Thermistor umfassen. Sie können allgemein Einrichtungen umfassen, deren eine Eigenschaft in Abhängigkeit von der Temperatur variiert.
Fig. 7B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Temperaturmesseinrichtungen nicht aus einem Thermistor, sondern aus einer Diode bestehen, deren Übergangsspannung eine Funktion der Temperatur ist. Sie liegt zwischen Masse und einem weiteren Versorgungsleiter der Tablette.
Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass es einen geringeren Platzbedarf zeigt. Darüber hinaus können die Anschlüsse zur Tablette direkt auf die Oberflächen der Tablette gelötet sein.
Man kann somit die Temperatur des Kraftstoffes messen, ohne die Pegelmessung zu stören. Tatsächlich ist die Impedanz der piezoelektrischen Tablette 9 gegenüber einem Gleichstrom sehr hoch. Sie liegt im typischen Fall über 100 kΩ.
Bezogen nochmals auf Fig. 7A hat der Thermistor 15 einen ohmschen Widerstand, der wesentlich kleiner als der der piezoelektrischen Tablette 9 ist. Wenn man folglich den ohmschen Widerstand über den Anschlüssen 17 der Anordnung misst, misst man in erster Annäherung den Widerstand des Thermistors.
Die Charakteristik des Thermistors, d. h. der Verlauf seines ohmschen Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur ist in einem Rechner 16 gespeichert.
Wenn der piezoelektrische Messfühler 9 keine Messung des Pegels des Kraftstoffes durchführt, bewirkt das System 1 eine Messung des Widerstandes des Thermistors 15 mit einem Gleichstrom.
Dank der Kartographie des Thermistors leitet der Rechner 16 die Temperatur der Umgebung ab, in der sich der Thermistor befindet. Der Wert des ohmschen Widerstandes des Thermistors ist so gewählt, dass das Vorhandensein des Thermistors die Messung der Höhe der Oberfläche durch den piezoelektrischen Messfühler 9 nicht stört.
Wenn der ohmsche Widerstand des Thermistors 15 zu niedrig ist, werden die von der Tablette 9 bewirkten Messungen beträchtlich beeinflusst.
Fig. 8 zeigt schematisch eine Ausbildungsvariante der Bezugshindernisse gemäß der Erfindung.
Bei dieser Variante wird die Höhe der Vorrichtung 1 dadurch herabgesetzt, dass in Richtung der Höhe die Bahn der akustischen Bezugswellen so abgelenkt wird, dass die Laufstrecke der akustischen Wellen in der Flüssigkeit im Wesentlichen identisch mit der beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 ist.
Hierzu wird die Bahn der akustischen Wellen im Inneren des Gehäuses 2 umgebogen. Zu diesem Zweck umfassen die Bezugsflächen direkt über der Bezugsfläche 92 Wellenreflektoren 20, die beispielsweise unter 45° bezüglich einer vertikalen Richtung der Vorrichtung ausgerichtet sind, die sich im Behälter befindet, und deren Unterfläche zu der am nächsten kommenden Seitenwand gerichtet ist.
Es versteht sich, dass der Ausrichtungswinkel des Reflektors beliebig sein kann, er sollte gleich der Hälfte des Winkels sein, um den die Bahn der akustischen Wellen im Gehäuse umgelenkt ist.
Gemäß Fig. 8 zeigen die Pfeile die Bahn der akustischen Wellen im Inneren des Gehäuses 2.
Diese Wellen, die von der Bezugsoberfläche 92 der Tablette 9 kommen, gehen zu den schräg verlaufenden Reflektoren 20. Diese Reflektoren lenken die akustische Welle zu der am nächsten liegenden Seitenwand um. Diese Seitenwand reflektiert ihrerseits die Welle erneut zum Reflektor, der diese zu dem Teil zum Messen der Bezugswellen, d. h. zum Teil 92 der Tablette 9 ablenkt.
Die Bahn der akustischen Bezugswellen besteht somit aus dem Zweifachen der vertikalen Höhe der Vorrichtung plus dem Zweifachen des Abstandes zwischen dem Reflektor und der Seitenwand. Die Gesamtstrecke der Bezugswelle im Fluid ist folglich ausreichend, um einen signifikanten Wert der Bezugsgeschwindigkeit der akustischen Wellen im Fluid zu erhalten, wobei die Höhe der Vorrichtung relativ verringert sein kann.
Fig. 9 zeigt schematisch eine weitere Variante gemäß der Erfindung.
Bei dieser Variante wird die Qualität der Messung dadurch verbessert, dass die vom Teil 91 und die vom Teil 92 ausgegebenen akustischen Wellen maximal getrennt sind.
Hierzu ist ein Trennrohr 21 vorgesehen, das die obere Wand 7 des Gehäuses 2 teilt und in Richtung zur Tablette 9 nach unten verläuft, wobei es bei etwa 1 mm über der Höhe der oberen Teile der Tablette 9 endet.
Die Rohrwände verlaufen im Wesentlichen gerade auf die Trennrille 96 der beiden Teile 91 und 92 der Tablette 9 zu.
Die akustischen Wellen sind somit getrennt, ohne dass das Innere des Gehäuses vollständig in zwei getrennte Teile unterteilt ist.
Das Trennrohr 21 liegt am Innendurchmesser der Öffnung 12 an. Es ist bezüglich einer Querbewegung durch eine Schulter 22 festgelegt.
Es kann durch Eintreiben, Löten oder andere Befestigungsarten am Gehäuse 2 befestigt sein.
Das Rohr 21 kann auch in einem Stück mit der oberen Wand 7 ausgebildet sein.
Es versteht sich, dass die Verwendung einer Tablette, die nur einen Messteil umfasst, es erlaubt, kein Trennrohr zu verwenden, wie es bei dem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen ist, das in Fig. 9 dargestellt ist.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die Höhe des Gehäuses sowie der Durchmesser der Öffnung 12 werden so gewählt, dass die Reflektion der akustischen Bezugswelle ausreichend ist, um fehlerfrei vom Teil 92 der Tablette 9 erfasst zu werden. In gleicher Weise wird die Reflektion an den Bezugszielobjekten, die die Öffnung 12 umgeben, wenn man wählt, die Höhe der Oberfläche zu messen, durch den mittleren Teil 91 nicht erfasst. Man bekommt daher Messungen der Höhe der Oberfläche, die geringfügig parasitär sind.
Man kann darüber hinaus die Höhe des Gehäuses des Systems dadurch herabsetzen, dass Bezugshindernisse vorgesehen werden, die schräge Reflektoren umfassen.
Dadurch, dass die Messtablette 9 sich im Gehäuse 2 befindet kann die Bezugshöhe mit großer Genauigkeit verglichen mit den bekannten Vorrichtungen erkannt werden.
Das Gehäuse 2 bildet einen Schutz für die Messvorrichtung, Es erlaubt es insbesondere Schutzeinrichtungen für die Lötstellen und elektrische Anschlüsse zu platzieren. Das System 1 ist weniger stoßempfindlich als die bekannten Systeme.
Das System 1 umfasst eine Temperaturmesseinrichtung, die parallel zu der piezoelektrischen Tablette zum Messen der Oberfläche liegt. Diese Einrichtung erlaubt die Messung der Temperatur der Flüssigkeit im Behälter, ohne zusätzliche Versorgungsleitungen vorzusehen.
Das allgemeine Interesse an der Messung der Temperatur des Kraftstoffes besteht darin, der Motorkontrolle einen Wert zu geben, der für die Berechnung der Anreicherung des Gemisches nutzbar ist. Man erhält dadurch eine bessere Einspritzung. Man kann gleichfalls die Dichte des Kraftstoffes verifizieren (die sich ändert, beispielsweise in Abhängigkeit von der Jahreszeit) und somit eine höhere Genauigkeit der Einspritzung erzielen.
Die Bezugs- und Messvolumina können durch ein Trennrohr getrennt sein, das im Wesentlichen gerade auf die Trennung zwischen den beiden aktiven Teilen zu verläuft. Diese Trennung ist in dem Fall nicht notwendig, in dem eine Messtablette verwandt wird, die nur einen einzigen Messteil umfasst.

Claims

1. Piezoelektrisches Flüssigkeitsmesssystem (1), insbesondere für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges, mit piezoelektrischen Einrichtungen (9), die eine akustische Welle in eine Flüssigkeit aussenden und die Welle erfassen können, um die Laufstrecke in der Flüssigkeit auf der Grundlage der Zeit zu bestimmen, die das Aussenden und den Empfang trennt, welche piezoelektrischen Einrichtungen eine Messtablette (9) umfassen, die eine akustische Welle in Richtung auf die Oberfläche der zu messenden Flüssigkeit richten kann, dadurch gekennzeichnet, dass es temperaturempfindliche Einrichtungen umfasst, die parallel zu den Versorgungseinrichtungen der Messtablette geschaltet sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tablette nur einen einzigen aktiven Teil umfasst.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tablette zwei aktive Teile umfasst.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tablette in einem Gehäuse (2) enthalten ist, das in seiner Position im zu messenden Behälter befestigt werden kann, wobei ein Bezugshindernis an einer Fläche (7) des Gehäuses wenigstens einem Teil der Tablette gegenüber verläuft, welche Fläche eine Messöffnung (12) umfasst, die einem anderen Teil (91) der Tablette gegenüber angeordnet ist und die akustischen Messwellen hindurchlassen kann.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aktiven Teile von der selben piezoelektrischen Tablette (95) stammen.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Tablette im Wesentlichen die Form einer Scheibe hat, wobei der aktive Teil (91), der eine akustische Welle in Richtung auf die Oberfläche der Flüssigkeit richten kann, sich in der Mitte der Scheibe befindet und einen kreisförmigen Umriss hat, während der aktive Teil (92), der eine akustische Welle in Richtung auf das Bezugshindernis richten kann, um den mittleren Teil herum verläuft.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (12) in der Wand des Gehäuses dem aktiven Messteil (91) gegenüber im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie der besagte Messteil hat, welche Abmessungen der Öffnung dennoch etwas größer sind.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtungen (15) eine Eigenschaft haben, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, wobei der ohmsche Widerstand dieser Einrichtungen (15) unter dem ohmschen Widerstand der piezoelektrischen Messeinrichtungen über den gesamten Temperaturbereich der Benutzung des Fahrzeuges liegt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (15) einen Thermistor umfassen.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtungen (15) zwischen einem Paar von versorgungsleitern der Messtablette (9) liegen.

11. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (15) eine Diode umfassen.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es Recheneinrichtungen (16) umfasst, die es erlauben, die Höhe der Flüssigkeit im Behälter auf der Grundlage der Zeit zu bestimmen, die die Aussendung und der Empfang der akustischen Wellen durch die beiden aktiven Teile (91, 92) trennt.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtungen (16) auch die Temperatur der Flüssigkeit im Behälter über eine Messung des Widerstandes über den Anschlüssen des Thermistors (15) bestimmen können.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es Halteeinrichtungen (10) zum Festlegen des Gehäuses in seiner Position am Boden des Behälters umfasst.

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) Einrichtungen (8) umfasst, die die piezoelektrischen Einrichtungen (9) in ihrer Position im Inneren des Gehäuses halten können.

16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) Einrichtungen (31) umfasst, die die elektrischen Anschlüsse zur Tablette in ihrer Position im Inneren des Gehäuses halten können.

17. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugshindernisse Wellenreflektoren (20) umfassen, die bezüglich einer vertikalen Richtung der im Behälter angeordneten Vorrichtung unter einem Winkel ausgerichtet sind, der gleich der Hälfte des Winkels ist, um den die Bahn der akustischen Wellen umgelenkt wird, welche Reflektoren an ihrer Unterfläche zu den am nächsten liegenden Seitenwänden des Gehäuses (2) ausgerichtet sind.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren unter einem Winkel von 45° ausgerichtet sind.

19. System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Bezugshindernisse im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Messöffnung hat.

20. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Gehäuses (2) in zwei Volumina, nämlich ein erstes Bezugsvolumen und ein zweites Messvolumen aufgeteilt ist, wobei die Trennung der beiden Volumen über ein Trennrohr erfolgt ist, das von der oberen Wand des Gehäuses im Wesentlichen gerade auf die Trennung zwischen den beiden aktiven Teilen der Tablette verläuft und endet, ohne die aktive Tablette zu berühren, die am Boden des Gehäuses befestigt ist.