DE19548219C2 - Vorrichtung zur Detektion des Flüssigkeitsfüllstandes eines kapillaren Überlaufkanales - Google Patents
Vorrichtung zur Detektion des Flüssigkeitsfüllstandes eines kapillaren ÜberlaufkanalesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Detektion
des Flüssigkeitsfüllstandes eines kapillaren Überlaufkanales der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Bei Vorrichtungen dieser Art, die der Kontrolle bzw. Steuerung
kleinster Flüssigkeitsströme in kapillaren Kanälen dienen, wird
die Flüssigkeitsfüllung bzw. -leerung eines als Mikrokammer
ausgebildeten Überlaufkanales, der kapillar an einen gleichfalls
kapillaren Durchflußkanal angebunden ist, überwacht. Der Füll
stand dieses Überlaufkanales wird mit einem Sensor erfaßt, wel
cher bei gefülltem Zustand ein Signal erzeugt, aus welchem mit
einer Steuerschaltung ein digitales Steuersignal für Anzeige
oder Steuerung generiert wird. Derartige Vorrichtungen eignen
sich für die Überwachung von Flüssigkeitsströmen mit geringer
Durchflußrate, wie sie beispielsweise in der Labortechnik oder
bei medizinischen Anwendungen, z. B. zur Steuerung des Durch
flusses bei einem Tropf, auftreten.
Aus DE 43 05 924 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt,
welche mit einem optischen Sensor arbeitet. Optische Sensoren
sind noch vergleichsweise voluminös und lassen sich außerdem
nicht ohne weiteres mit mikrotechnischen Verfahren herstellen.
Aus DE 43 06 061 A1 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei
welcher ein kapazitiver Sensor vorgesehen ist.
Solche Sensoren sind zwar mikrotechnisch gut integrierbar, sie
erfordern jedoch vergleichsweise hohe Meßfrequenzen und sind für
Batteriebetrieb weniger geeignet.
In DE 31 26 105 C2 ist eine Sensoranordnung zur Erfassung des
Füllstandes einer in einen Behälter gefüllten leitfähigen Flüs
sigkeit beschrieben. In den Behälter ragen eine Messelektrode
und eine auf Bezugspotential liegende Referenzelektrode, die
beide ab einem vorgebbaren Füllstand in die Flüssigkeit getaucht
sind. Über die Messelektrode wird das Ausgangssignal eines Os
zillators in die Flüssigkeit eingespeist. Anzeigemittel zur
Anzeige des Füllstandes werden durch Vergleich der Ausgangs
spannung des Oszillators mit der an der Messelektrode abfallen
den Spannung gesteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
oben genannten Art zu schaffen, welche mit mikrotechnischen
Verfahren leicht herstellbar ist und mit möglichst niedrigen
Meßfrequenzen arbeitet.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch
1.
Bei dieser Vorrichtung wird die Änderung der elektrischen Leit
fähigkeit des im Überlaufkanal befindlichen Mediums fest
gestellt, wobei mittels der sich hierdurch ändernden Impedanz
des Sensors die Resonanzfrequenz eines Oszillators verschoben
wird und aus diesem Frequenzhub ein Steuersignal hergeleitet
wird.
Da die zu überwachende Flüssigkeit bei dieser Vorrichtung nicht
von Gleichstrom durchflossen ist, ist eine Elektrolysegefahr
ausgeschlossen. Auch können galvanische Effekte oder Verschmut
zungen nicht zu einer Funktionsbeeinträchtigung führen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung
sind mit den Unteransprüchen angegeben.
So ist es nach einem weiteren Merkmal gemäß Anspruch 2 vorteil
haft, wenn der Überlaufkanal im Vergleich zum Durchflußkanal
einen größeren Querschnitt aufweist. Hierdurch ist sichergestellt,
daß sich der Überlaufkanal erst bei Überlauf des Durch
flußkanales füllt.
Ein möglichst großer Signalhub des Steuersignales wird erreicht,
wenn die Elektroden gemäß Anspruch 3 angeordnet sind.
Der besonders vorteilhafte Aufbau eines erfindungsgemäßen Sen
sorelementes ist Gegenstand der Unteransprüche 4 bis 9. Diese
Sensoren lassen sich in großen Stückzahlen preisgünstig her
stellen, da bei Anwendung mikrotechnologischer Verfahren auf
einem Wafer viele Elemente gleichzeitig hergestellt werden kön
nen.
Die Unteransprüche 10 bis 12 beziehen sich auf eine besonders
empfindliche Schaltung zur Auswertung des Signales des Leit
fähigkeitssensors. Bei dieser Schaltung wird die Impedanz des
Sensors erfaßt und mit einem Schwellwert zur Erzeugung eines
Steuersignales verglichen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen,
die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, im ein
zelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtanord
nung mit einer erfindungsgemäßen Reglervorrich
tung 1 in Schnittdarstellung,
Fig. 2 die Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 im
Längsschnitt,
Fig. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung längs der Li
nie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Längsschnitt einer Sensorvorrichtung nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 einen Querschnitt der Sensorvorrichtung gemäß
Fig. 4 längs der Linie V-V,
Fig. 6 die Aufsicht auf die Kanalträgerplatte (Kanal
chip),
Fig. 7 einen Längsschnitt längs der Linie VII-VII in
Fig. 6,
Fig. 8 die Aufsicht auf die Elektrodenträgerplatte
(Kontaktchip),
Fig. 9 einen Längsschnitt längs der Linie IX-IX in
Fig. 8,
Fig. 10 die Aufsicht auf das aus den Trägerplatten 10
und 20 bestehende Sensorelement,
Fig. 11 Längsschnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10,
Fig. 12 Querschnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 10
und
Fig. 13 Schaltbild der Steuerschaltung.
Zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Sensorelementes ist
mit Fig. 1 eine Anordnung dargestellt, bei welcher die aus
einem Reservoir 7 entnommene Flüssigkeit mit einer Reglervor
richtung 1, welche ein erfindungsgemäßes Sensorelement 10/20
aufweist, dosiert wird. Das Herzstück der Reglervorrichtung 1
ist das Sensorelement 10/20, welches im Innenraum 9 des Gehäuses
3/4 angeordnet ist und das nachstehend anhand der Fig. 6 bis
12 im einzelnen erläutert ist.
Dieses Sensorelement 10/20 ist an einem Flüssigkeitsleitkörper
2 angebracht und steht einerends mit einem Zuflußkanal 2a und
andererends mit einem Abflußkanal 2b fluidmäßig in Verbindung.
Im übrigen ist diese Vorrichtung nach außen durch einen Gehäuse
abschluß 3 und einen Gehäusemantel 4 sowie einen Anschlußstutzen
5 abgekapselt.
Dem Zuflußkanal 2a ist das nur schematisch dargestellte elek
trisch steuerbare Ventil 6 vorgeschaltet. Dieses Ventil 6 liegt
zwischen der Zulaufleitung 7a und dem Zuflußkanal 2a. Anstelle
des Ventils 6 kann auch eine gesteuerte Pumpe vorgesehen sein.
Wird mittels des Sensorelementes 10/20 ein Überangebot an Flüs
sigkeit festgestellt, so erzeugt dieses ein Steuersignal, das
über die Leitungen 50a, 50b der Steuerschaltung 50 zugeführt
wird. Die Steuerschaltung 50, die aus einer Batterie 8 gespeist
ist, erzeugt ihrerseits ein Steuersignal, das über die Leitung
50c dem Ventil 6 zugeführt wird und dieses sperrt. Stellt das
Sensorelement 10/20 einen Mangel an Flüssigkeit fest, wird ein
das Ventil 6 öffnendes Steuersignal erzeugt, so daß auch bei
kleinsten Flüssigkeitsströmen eine gleichmäßige Flüssigkeits
zufuhr gewährleistet ist.
Wie die Darstellung gemäß Fig. 3 zusammen mit Fig. 2 veran
schaulicht, hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die
Reglervorrichtung 1 eine im wesentlichen zylindrische Form.
Eine abgewandelte Reglervorrichtung 1' ist mit den Fig. 4 und
5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben Zufluß- und
Abflußkanäle 2'a und 2'b die gleiche Dimensionierung. Das Sen
sorelement 10'/20' ist symmetrisch ausgebildet und im Innenraum
9 der Vorrichtung 1 abgekapselt durch den Gehäusemantel 4' un
tergebracht. Fig. 5 macht deutlich, daß auch diese Reglervor
richtung im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Der Aufbau des mit Verfahren der Mikrotechnik herstellbaren
Sensorelementes ist anhand der Fig. 6 bis 12 erläutert.
Dieses Sensorelement besteht aus einer elektrisch nicht leiten
den Trägerplatte 10 für den Kanal 11 und die Mikrokammern 12 und
13, dem sogenannten Kanalchip. Diese Kanäle bzw. Mikrokammern 11
bis 13 können in rationeller Weise in Silizium mittels anisotro
per Ätztechnologie eingearbeitet werden. Die Platten können auch
aus anderem Materialien, beispielsweise Kunststoff, hergestellt
werden.
Das Gegenstück zu dem Kanalchip ist die Trägerplatte 20 für die
Elektroden, der sogenannte Kontaktchip. Diese Trägerplatte 20
besteht vorzugsweise aus Borosilitglas (Handelsname: Pyrexglas),
das sich durch einen geeigneten Gehalt an Natriumionen auszeich
net, der zum anodischen Bonden benötigt wird. Ferner besitzt
Borosilitglas etwa den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffi
zienten, so daß eine Kombination des aus Silizium bestehenden
Kanalchips mit dem aus Borosilitglas bestehenden Kontaktchip
möglich ist.
Auf die Trägerplatte 20 sind aus Gold bestehende Kontakte 22, 23
mit Kontaktanschlußflächen 22a und 23a aufgedampft bzw. aufge
sputtert. In die Trägerplatte 20 sind ferner die Trägerplatte
durchsetzende Fenster eingearbeitet, die bei dem komplettierten
Sensorelement als Flüssigkeitseinlaß 21 und Flüssigkeitsauslaß
24 dienen. Diese Ein- und Auslässe können sehr genau in das aus
Pyrexglas bestehende Material der Trägerplatte 20 mittels eines
UV-Lasers eingearbeitet werden.
Die in ihrer Kontur deckungsgleichen Trägerplatten 10 und 20
werden, wie die nachfolgenden Fig. 10 bis 12 veranschauli
chen, aufeinandergelegt und durch anodisches Bonden miteinander
verbunden, wodurch die Kanäle und Mikrokammern 11 bis 13 mit
Ausnahme der Durchlässe 21, 24 und der Öffnungen der Kammern 12
und 13 hermetisch abgeschlossen werden. Wie die Darstellung
gemäß Fig. 10 veranschaulicht, befindet sich die Elektrode 22
hierbei im hinteren Bereich der als Überlaufkanal dienenden
Kammer 12, während die in der Kammer 13 gelegene Elektrode 23
mit ihrem äußeren Ende nahe dem Einlaß 21 in den Durchflußkanal
11 ragt. An ihren gegenüberliegenden Enden sind die Elektroden
22 und 23 jeweils mit Kontaktanschlußflächen 22a und 23a verse
hen, welche dem elektrischen Kontakt mit den Leitungen 50a, 50b
dienen, die in nicht dargestellter Weise die Trägerplatte 10 des
Kanalchips durchsetzen und anderenends mit der Steuerschaltung
50 verbunden sind.
Das Sensorelement 10/20, das in seiner erfindungsgemäßen Konfi
guration insbesondere aus Fig. 10 ersichtlich ist, dient der
Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit des in dem Kanalsystem
11 bis 13 befindlichen Mediums, das entweder aus einer Flüssig
keit oder einem Gas, vorzugsweise. Luft, besteht. Es hat folgende
Funktionsweise.
Die Flüssigkeit, deren Flüssigkeitsstrom zu überwachen ist, wird
durch kapillare Kräfte im Flüssigkeitskanal 11 vom Einlaß 21 zum
Auslaß 24 transportiert. Überschüssige Flüssigkeit tritt in den
als Mikrokammer ausgebildeten Überlaufkanal 12 ein. Ist dieser
Überlaufkanal 12 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, verbindet
diese die beiden Elektroden 22 und 23 elektrisch miteinander.
Damit ist die Änderung des zwischen den Elektroden 22 und 23
meßbaren Widerstandes ein auswertbares Kriterium für den im
Überlaufkanal 12 angesammelten Flüssigkeitsüberschuß. Unter
Ausnutzung dieses Kriteriums kann mittels geeigneter Schaltungen
ein Steuersignal generiert werden, das eine Anzeige auslösen
oder wie bei dem einleitend erläuterten Ausführungsbeispiel ein
Zufuhrventil 6 sperren kann.
Stellt sich im Durchflußkanal 11 ein Unterdruck ein, erfolgt die
Leerung des Überlaufkanales 12, wodurch der Widerstand zwischen
den Elektroden 22 und 23 erhöht und effektiv der Kontakt zwi
schen diesen Elektroden unterbrochen wird. Ein verbleibender
Flüssigkeitsrestfilm zwischen den Elektroden 22 und 23 ver
fälscht das Meßergebnis nur wenig.
Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß bei Benetzung der Elek
trodenflächen mit der zu überwachenden Flüssigkeit keine signi
fikante Widerstandsänderungen festzustellen sind. Bei Benetzung
der Kontaktelemente zwischen diesen kann eine galvanische Span
nung entstehen. Aus diesem Grunde scheidet bei einem mikrotech
nischen Leitfähigkeitssensor zur Detektion der Füllung von Mi
krokammern ein mit
Gleichstrom arbeitendes Meßverfahren aus. Statt dessen wird mit
dem kapazitiv an den Eingangskreis eines Oszillators angekoppel
ten Sensor die Schwingungsfrequenz des Oszillators beeinflußt
und aus der Änderung der Schwingungsfrequenz das Steuersignal
abgeleitet.
Eine hierfür geeignete Schaltung ist mit dem Schaltbild gemäß
Fig. 13 veranschaulicht.
Die Schaltung besteht im wesentlichen aus zwei einfachen astabi
len Kippstufen 51 und 53 und einer Vergleichsstufe bzw. einem
Impulsdetektor 52. Bei den astabilen Kippstufen 51 und 53 stel
len die integrierten Bausteine IC1 und IC3 selbstschwingende
Oszillatoren dar, deren Ausgangssignale F1 bzw. F2 rechteckför
mige Wechselspannungen sind. Die Frequenz dieser Signale F1 und
F2 wird durch die im Eingangskreis der Kippstufen 51 und 53
angeordneten RC-Glieder bestimmt. Bei der Kippstufe 51 besteht
dieses RC-Glied aus der Reihenschaltung des Sensorwiderstandes
RS mit dem Koppelkondensator CL und den Widerständen R11 und
R12. Bei der Kippstufe 53 besteht dieses RC-Glied aus der Rei
henschaltung des Kondensators C31 mit den Widerständen R31 und
R32. Die Ausgangsfrequenz des Signales F1 der Kippstufe 51 hängt
folglich von dem sich ändernden Sensorwiderstand RS ab. Die
Ausgangsfrequenz F2 der Kippstufe 53 ist mittels des veränder
baren Widerstandes R31 einstellbar.
Das von der Kippstufe 51 erzeugte Signal F1 wird mit dem Refe
renzsignal F2 mittels des Impulsdetektors 52 verglichen und
ausgewertet. Der Auswertung dient das D-Registerpaar des
Schwellwertdetektors 52, das aus den beiden D-Flip-Flops IC2 und
IC4 besteht. Diese Schaltung hat folgende Funktionsweise.
Das von der astabilen Kippstufe 51 erzeugte Ausgangssignal F1
wird einerseits dem Reset-Eingang der zweiten astabilen Kipp
stufe 53 und andererseits dem D-Registerpaar, nämlich dem Takt-
Eingang des D-Flip-Flops IC4, zugeführt. Mit steigender Flanke
des Ausgangssignales F1 wird die den Referenzwert bestimmende
astabile Kippstufe 53 zurückgesetzt. Gleichzeitig wird der Aus
gangswert des ersten D-Flip-Flops IC2 des Schwellwertdetektors
52 in das zweite D-Flip-Flop IC4 übernommen und das erste D-
Flip-Flop IC2 über das Zeitglied C21, R21, D21, das einen kurzen
Rücksetzimpuls generiert, und den Reset-Eingang 10 mit geringem
Verzug zurückgesetzt. Nach der absteigenden Flanke des Ausgangs
signales F1 wird die astabile Kippstufe 53 freigegeben. Liegt
die Frequenz des Ausgangssignales F1 unterhalb der mit dem Wi
derstand R31 einstellbaren Frequenz, der sogenannten Schwelle,
der zweiten astabilen Kippstufe 53, wird mindestens ein Schwin
gungszug generiert, wodurch das erste Flip-Flop IC2 des Impuls
detektors 52 gesetzt wird. Übersteigt die Frequenz des Ausgangs
signales F1 die Schwelle, so reicht die Zeit zum Setzen des
ersten D-Flip-Flops IC2 nicht aus. In Abhängigkeit vom Zustand
des ersten D-Flip-Flops IC2 wird nun bei der nächsten positiven
Flanke wiederum der Zustand dieses D-Flip-Flops in das zweite D-
Flip-Flop IC4 übernommen und deren Ablauf wiederholt sich.
Mit dieser Schaltung wird also bei Änderung des Sensorwider
standes RS das zweite D-Flip-Flop IC4 des Schwellwertdetektors
52 so umgeschaltet, daß entweder an dessen Ausgängen die Signale
0 und 1 bzw. umgekehrt 1 und 0 liegen. Der Ausgang 1 des D-Flip-
Flops IC4 steuert über einen Vorwiderstand R41 den Schalttransi
stor T4, in dessen Arbeitskreis die Reihenschaltung einer
Leuchtdiode D41 und eines Arbeitswiderstandes R42 liegt.
Der Ausgang 2 des D-Flip-Flops IC4 dient der Ansteuerung des
Ventiles 6. Die Schaltung kann so ausgelegt sein, daß bei ge
fülltem Überlaufkanal die Leuchtdiode D41 aufleuchtet und das
Sperrventil 6 den weiteren Flüssigkeitszufluß sperrt.
1
Reglervorrichtung
2
Flüssigkeitsleitkörper
2
a Zuflußkanal
2
b Abflußkanal
3
Gehäuseabschluß
4
Gehäusemantel
5
Anschlußstutzen
6
Ventil
7
Reservoir
7
a Zulaufleitung
8
Batterie
9
Sensor(gehäuse)innenraum
10
/
20
Sensorelement
10
Trägerelement für Kanäle (Kanalchip)
11
Durchflußkanal
12
Überlaufkanal und Kammer für erste Elektrode
13
Kammer für die zweite Elektrode
20
Trägerplatte für Elektroden (Kontaktchip)
21
Einlaß
22
erste Elektrode
22
a Kontaktanschlußfläche
23
zweite Elektrode
23
a Kontaktanschlußfläche
24
Auslaß
50
Steuerschaltung
50
a, b Sensorleitungen
50
c Steuerleitung
51
erste astabile Kippstufe
52
Schwellwertdetektor (Vergleichsschaltung)
53
zweite astabile Kippstufe
C11 Kondensator 820 pF
R11 Widerstand 10 kΩ
R12 Widerstand 100 kΩ
R13 Widerstand 82 kΩ
C12 Kondensator 0,1 µF
D1 Zenerdiode ZPD 3,9
IC1 Kippstufe 7555
C21 Kondensator 150 pF
R21 Widerstand 10 kΩ
D21 Diode BAS21
C2/IC4 D-Flip-Flops 4013
R31 Stellwiderstand (Potentiometer) 20 Ω
R32 Widerstand 680 Ω
R33 Widerstand 82 Ω
R34 Widerstand 680 Ω
C31 Kondensator 22 nF
C32 Kondensator 0,1 µF
D31 Zenerdiode ZPD 3,9
IC3 Kippstufe 7555
R41 Widerstand 47 Ω
R42 Widerstand 270 Ω
T4 Schalttransistor BC237
D41 Leuchtdiode
RS Sensorwiderstand
R11 Widerstand 10 kΩ
R12 Widerstand 100 kΩ
R13 Widerstand 82 kΩ
C12 Kondensator 0,1 µF
D1 Zenerdiode ZPD 3,9
IC1 Kippstufe 7555
C21 Kondensator 150 pF
R21 Widerstand 10 kΩ
D21 Diode BAS21
C2/IC4 D-Flip-Flops 4013
R31 Stellwiderstand (Potentiometer) 20 Ω
R32 Widerstand 680 Ω
R33 Widerstand 82 Ω
R34 Widerstand 680 Ω
C31 Kondensator 22 nF
C32 Kondensator 0,1 µF
D31 Zenerdiode ZPD 3,9
IC3 Kippstufe 7555
R41 Widerstand 47 Ω
R42 Widerstand 270 Ω
T4 Schalttransistor BC237
D41 Leuchtdiode
RS Sensorwiderstand
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Detektion des Flüssigkeitsfüllstandes
mindestens eines kapillaren Überlaufkanales, der mit einem
Ein- und Auslaß aufweisenden Durchflußkanal fluidmäßig in
Verbindung steht, mittels eines dem Überlaufkanal zugeord
neten Sensors, der bei Füllung des Überlaufkanales ein
Steuersignal erzeugt, das einem Anzeige- bzw. Steuergerät
zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor
(10, 20) wenigstens zwei mit der Flüssigkeit in galvanische
Berührung gelangende, metallische Elektroden (22, 23) zur
Messung der Leitfähigkeit des im Überlaufkanals (12) be
findlichen Mediums aufweist und daß der Sensor (10, 20) als
frequenzbestimmendes Glied kapazitiv an den Eingang eines
Oszillators angekoppelt ist, aus dessen Ausgangssignal das
Steuersignal abgeleitet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Überlaufkanal (12) im Vergleich zum Durchflußkanal (11)
einen größeren Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Elektrode (22) am Ende des Überlaufkanales (12)
angeordnet ist, während die zweite Elektrode (23) mit dem
Durchflußkanal (11) in Verbindung steht und vorzugsweise
nahe des Einlasses (21) gelegen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Kanäle (11, 12, 13) in eine erste, elektrisch
nicht bzw. schlecht leitende ebene Platte (10) eingearbei
tet sind, daß die Elektroden (22, 23) auf eine zweite elek
trisch nicht bzw. schlecht leitende Platte (20) aufgebracht
sind und daß die beiden Platten (10, 20) zusammengefügt
sind, wobei die Platten (10, 20) zum Durchflußkanal (11)
führende Ein- und Auslässe (21, 24) sowie zu den Elektroden
führende Durchlässe für die Anschlußleitungen besitzen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kanäle (11, 12, 13) mittels anisotroper Ätztechnologie
in einen Siliziumchip (10) eingearbeitet sind und daß die aus
Metall, vorzugsweise aus Gold, bestehenden Elektroden (22,
23) mittels eines Beschichtungsverfahrens, vorzugsweise
durch Bedampfen oder Sputtern, auf die zweite Platte (20)
abgeschieden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Platte (20) aus Borosilikatglas bzw. aus Silizi
um besteht, das mit einer elektrisch isolierenden Schicht
versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrisch isolierende Schicht aus Siliziumdioxid
(SiO2) und Siliziumnitrid (Si3N4) besteht.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß Ein- und Auslässe (21, 24) bzw.
Durchlässe mittels eines UV-Lasers oder Ätztechnologien
eingebracht sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die beiden Platten (10, 20) deckungs
gleich und durch anodisches Bonden miteinander verbunden
sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Impedanz des Sensors (10, 20)
mit einem Schwellwert verglichen wird und das aus dem Ver
gleich resultierende Signal bei flüssigkeitgefülltem Über
laufkanal (12) eine Anzeige aktiviert und/oder ein dem
Einlaß des Durchflußkanales (11) vorgeschaltetes Ventil (6)
oder eine Pumpe sperrt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (10, 20) in Reihenschaltung mit einem Kondensa
tor (11) frequenzbestimmendes Glied einer astabilen Kipp
stufe (51) ist, deren von der Impedanz (RS) des Sensors
abhängiges Ausgangssignal (F1) mit dem als Referenzwert
dienenden Ausgangssignal (F2) einer zweiten astabilen Kipp
stufe (53) und einer Impulsdetektorschaltung (52) vergli
chen wird, welche bei Überschreiten des Schwellwertes das
Steuersignal erzeugt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgangssignal (F1) der ersten Kippstufe (51) die zwei
te Kippstufe (53) mit einer ersten Flanke zurücksetzt und
mit einer zweiten Flanke freigibt, daß das Ausgangssignal
(F2) der zweiten Kippstufe (53) als erstes Taktsignal der
Flip-Flop-Schaltung (IC2, IC4) und das Ausgangssignal (F1)
der ersten Kippstufe (51) als zweites Taktsignal der Flip-
Flop-Schaltung (IC2, IC4) dient, wobei ein Eingang der
Flip-Flop-Schaltung (IC2, IC4) auf vorgegebenes Potential
geschaltet ist, und daß wenigstens ein Ausgang der Flip-
Flop-Schaltung (IC2, IC4) das Steuersignal vorzugsweise für
das Sperrventil (6) liefert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995148219 DE19548219C2 (de) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Vorrichtung zur Detektion des Flüssigkeitsfüllstandes eines kapillaren Überlaufkanales |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995148219 DE19548219C2 (de) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Vorrichtung zur Detektion des Flüssigkeitsfüllstandes eines kapillaren Überlaufkanales |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19548219A1 DE19548219A1 (de) | 1997-06-26 |
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