DE19645970A1

DE19645970A1 - Capacitive level sensor for measuring filling level of liquid in container

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Publication number: DE19645970A1
Application number: DE1996145970
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Ploechinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: DE19645970C2

Abstract

The sensor has measurement electrodes (308,310;600) each made up of a first capacitor sensor element (C1) and a second capacitive sensor element (C2). A switched capacitor measurement circuit is connected to the two capacitive elements of each measurement element to determine their capacitance from which a signal is generated indicating the filling level. The measurement electrodes are located on opposite sections of the sides (312,314) of the container (300) holding the liquid. The measurement electrodes can be in the form of a ribbon cable with the capacitive sensor elements formed by conductor pairs

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Füllstandsensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a capacitive Level sensor according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik bekannte Füllstandsensoren weisen ein kapazitives Sensorelement auf, das innerhalb eines Fluids, dessen Füllstand zu erfassen ist, angeordnet ist. Ferner umfassen solche bekannten Füllstandsensoren Auswer tungsschaltungen, mittels derer anhand der erfaßten Kapazi tät des kapazitiven Sensorelements ein den Füllstand ange bendes Signal erzeugt wird.Level sensors known from the prior art have a capacitive sensor element that within a Fluid whose level is to be detected is arranged. Such known fill level sensors also include sensors tion circuits by means of which the capaci the capacitive sensor element is a level signal is generated.

Bekannte kapazitive Füllstandsensoren umfassen z. B. ein ka pazitives Sensorelement, das innerhalb eines Fluids, dessen Füllstand zu erfassen ist, angeordnet ist, und eine Auswer tungseinrichtung, die mit dem kapazitiven Sensorelement ver bunden ist und den Kapazitätswert erfaßt und abhängig von dem erfaßten Kapazitätswert ein den Füllstand anzeigendes Signal erzeugt, wobei das kapazitive Sensorelement bei spielsweise durch ein Flachbandkabel gebildet ist. Ein sol cher kapazitiver Füllstandsensor ist beispielsweise aus der DE 195 16 809 C1 bekannt.Known capacitive level sensors include e.g. B. a ka pacitive sensor element that is within a fluid whose Level is to be recorded, is arranged, and a Auswer device that ver with the capacitive sensor element is bound and captures the capacity value and depends on the recorded capacity value is a level indicator Signal generated, the capacitive sensor element at for example, is formed by a ribbon cable. A sol cher capacitive level sensor is for example from the DE 195 16 809 C1 known.

Die im Stand der Technik bekannten Füllstandsensoren arbei ten im wesentlichen recht zuverlässig, jedoch ergibt sich bei diesen kapazitiven Füllstandsensoren dann ein Problem, wenn beispielsweise der Behälter, in dem sich das Fluid be findet, dessen Füllstand zu erfassen ist, geneigt angeordnet ist. Durch die Neigung des Behälters nimmt das Fluid inner halb des Behälters eine Lage derart ein, daß die Oberfläche dem Fluids beispielsweise nicht mehr parallel zum Boden des Behälters angeordnet ist. Dies tritt beispielsweise bei Be hältern auf, die bewegt werden, wie es beispielsweise in Tankbehältern von Land-, Wasser- oder Luft-Fahrzeugen der Fall ist. Eine ähnliche Problematik tritt bei Behältern für die Medizintechnik, die Chemie, die Verfahrenstechnik und ähnliches auf, wenn diese bewegt werden.The level sensors known in the prior art work Essentially quite reliable, but it turns out a problem with these capacitive level sensors, if, for example, the container in which the fluid is finds, the fill level is to be detected, arranged inclined is. Due to the inclination of the container, the fluid takes in half of the container a layer such that the surface the fluid, for example, no longer parallel to the bottom of the Container is arranged. This occurs for example with Be hold on to be moved, such as in Tank containers of land, water or air vehicles Case is. A similar problem occurs with containers for medical technology, chemistry, process engineering and similar things when they are moved.

Aufgrund der Neigung des Behälters ist durch die herkömmli chen kapazitiven Füllstandsensoren keine gesicherte Aussage hinsichtlich des Füllstandes eines solchen Behälters mög lich, da die erfaßten Kapazitätssignale durch die Neigung des Behälters verfälscht sind, so daß sich ein verfälschtes Ausgangssignal der Auswertungsschaltung ergibt, die bei spielsweise irrtümlich einen vollen oder leeren Behälter an zeigt, wenn der Behälter tatsächlich noch zur Hälfte gefüllt ist. Dies tritt beispielsweise in dem Fall auf, in dem durch die Neigung des Behälters der kapazitive Füllstandsensor ge mäß dem Stand der Technik nicht mehr mit dem Fluid in Ver bindung ist. In diesem Fall wird ein Signal ausgegeben, das anzeigt, daß der Behälter leer ist.Due to the inclination of the container is the conventional capacitive level sensors no reliable information possible with regard to the level of such a container Lich, since the capacitance signals detected by the inclination of the container are falsified, so that a falsified Output signal of the evaluation circuit results in for example, by mistake, a full or empty container shows when the container is actually half full is. This occurs, for example, in the case where the inclination of the container of the capacitive level sensor ge according to the prior art no longer with the fluid in Ver bond is. In this case, a signal is output that indicates that the container is empty.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen den Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kapazitiven Füll standsensor zu schaffen, bei dem die Auswirkung einer Nei gung des Behälters, in dem das Fluid enthalten ist, dessen Füllstand zu bestimmen ist, weitgehend kompensiert ist.Based on this state of the art, this is the case the invention has the object of a capacitive filling create a level sensor in which the impact of a Nei supply of the container in which the fluid is contained, the Level to be determined is largely compensated.

Diese Aufgabe wird durch einen kapazitiven Füllstandsensor gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 8 gelöst.This task is accomplished through a capacitive level sensor solved according to claim 1 or according to claim 8.

Die vorliegende Erfindung schafft einen kapazitiven Füll standsensor zum Erfassen des Füllstandes eines innerhalb eines Behälters befindlichen Fluids, mit Meßelektroden, die jeweils ein erstes kapazitives Sensorelement und ein zweites kapazitives Sensorelement umfassen, und mit einer Switched Capacitor-Meßschaltung, die mit dem ersten und dem zweiten kapazitiven Sensorelement jeder Meßelektrode verbunden ist und deren Kapazitätswerte erfaßt und abhängig von den er faßten Kapazitätswerten ein den Füllstand anzeigendes Signal erfaßt, wobei die Meßelektroden an gegenüberliegenden Ab schnitten einer Bewandung des Behälters, der das Fluid ent hält, angeordnet sind.The present invention provides capacitive fill level sensor for detecting the level of an inside of a container located fluid, with measuring electrodes, the in each case a first capacitive sensor element and a second include capacitive sensor element, and with a switched Capacitor measuring circuit, which with the first and the second capacitive sensor element of each measuring electrode is connected and their capacitance values recorded and depending on the he capacity values a signal indicating the fill level detected, the measuring electrodes on opposite Ab cut a wall of the container that ent the fluid ent holds, are arranged.

Die vorliegende Erfindung schafft einen kapazitiven Füll standsensor zum Erfassen des Füllstandes eines innerhalb eines Behälters befindlichen Fluids mit einer ersten Meß elektrode, einer zweiten Meßelektrode, einer dritten Meß elektrode, einer vierten Meßelektrode, und einer Switched Capacitor-Meßschaltung, die mit den Elektroden verbunden ist und die Kapazitätswerte zwischen der ersten und der dritten Meßelektrode und zwischen der zweiten und der vierten Meß elektroden erfaßt und abhängig von den erfaßten Kapazitäts werten ein den Füllstand anzeigendes Signal erzeugt, wobei die erste und die dritte Meßelektrode und die zweite und die vierte Meßelektrode auf gegenüberliegenden Abschnitten einer Bewandung des Behälters, der das Fluid enthält, angeordnet sind.The present invention provides capacitive fill level sensor for detecting the level of an inside of a fluid located with a first measurement electrode, a second measuring electrode, a third measuring electrode, a fourth measuring electrode, and a switched Capacitor measuring circuit which is connected to the electrodes and the capacitance values between the first and third Measuring electrode and between the second and fourth measuring electrodes detected and depending on the detected capacity value generates a signal indicating the level, where the first and third measuring electrodes and the second and the fourth measuring electrode on opposite sections of a Wall of the container containing the fluid arranged are.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die kapazitiven Sensorelemente der Meßelek troden durch ein fünfadriges Flachbandkabel gebildet, wobei die jeweiligen kapazitiven Sensorelemente durch jeweils zwei Adern des Flachbandkabels gebildet sind, die durch eine mittlere Ader, die mit Masse verbunden ist, entkoppelt sind. Das Flachbandkabel ist mit der Switched Capacitor-Meßschal tung verbunden, die jegliche Umgebungseinflüsse auf die Sen sorelemente aus dem Sensorsignal entfernt.According to a preferred embodiment of the present Invention are the capacitive sensor elements of Messelek troden formed by a five-core ribbon cable, whereby the respective capacitive sensor elements by two Cores of the ribbon cable are formed by a middle wire, which is connected to ground, are decoupled. The ribbon cable is with the switched capacitor measuring scarf connected to any environmental influences on the sen sensor elements removed from the sensor signal.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Preferred developments of the present invention are defined in the subclaims.

Anhand der bei liegenden Zeichnungen werden nachfolgend be vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nä her erläutert. Es zeigen:Based on the attached drawings are below preferred embodiments of the present invention nä ago explained. Show it:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Switched Capacitor-Meß schaltung; Fig. 1 is a block diagram of a switched capacitor measurement circuit;

Fig. 2a bis 2c Querschnittdarstellungen von Flachbandkabeln, die beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung Verwen dung finden; Fig. 2a to 2c cross-sectional representations of ribbon cables that are used in the subject matter of the present invention;

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Wirkungs weise des kapazitiven Füllstandsensors gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 3 is a schematic representation showing the effect of the capacitive level sensor according to the present invention;

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Füllstandsensors; Fig. 4 shows a first embodiment of the level sensor according to the invention;

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Füllstandsensors; Fig. 5 shows a second embodiment of the level sensor according to the invention;

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Füllstandsensors; Fig. 6 shows a third embodiment of the level sensor according to the invention;

Fig. 7 ein erstes Anwendungsbeispiel für den erfindungs gemäßen Füllstandsensor; Fig. 7 shows a first application example for the level sensor according to the Invention;

Fig. 8 ein zweites Anwendungsbeispiel des erfindungsge mäßen Füllstandsensors; und Fig. 8 shows a second application example of the erfindungsge MAESSEN level sensor; and

Fig. 9 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen kapazitiven Füllstandsensors. Fig. 9 shows another preferred embodiment of the capacitive level sensor according to the invention.

Bevor nachfolgend auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher eingegangen wird, wird zunächst anhand der Fig. 1 die Beschaltung der Switched Capacitor- Meßschaltung, die in dem erfindungsgemäßen Füllstandsensor Verwendung findet, näher beschrieben. Ein erstes kapazitives Sensorelement C1 und ein zweites kapazitives Sensorelement C2 sind mit einer Switched Capacitor-Meßschaltung 102 ver bunden. Eine Spannungsquelle 104 ist mit der Meßschaltung 102 verbunden und dient dazu, die jeweiligen Elektroden der Sensorelemente C1 und C2 abwechselnd umzupolen. Dadurch wer den die jeweiligen Elektroden der Sensorelemente C1 und C2 durch die Spannungsquelle 104 abwechselnd mit Spannungen un terschiedlicher Polarität beaufschlagt. Ferner sind zwei Re ferenzkapazitäten CREF1 und CREF2 vorgesehen, die mit der Schaltung 102 verbunden sind. Die jeweiligen Schalterein richtungen, die die oben beschriebene unterschiedliche Be aufschlagung der Elektroden ermöglichen, sind sowohl in der Spannungsquelle 104 als auch in der Meßschaltung 102 vorge sehen. Nachdem es sich hierbei um eine an sich bekannte Kon figuration handelt, ist eine noch detailliertere Beschrei bung nicht erforderlich. Hinsichtlich eines Beispiels für eine Switched Capacitor-Meßschaltung wird auf die interna tionale Patentanmeldung WO 92/18856 verwiesen, deren Offen barungsgehalt durch diesen Querverweis aufgenommen wird.Before the preferred exemplary embodiments of the present invention are discussed in more detail below, the circuitry of the switched capacitor measuring circuit which is used in the fill level sensor according to the invention is first described in more detail with reference to FIG. 1. A first capacitive sensor element C1 and a second capacitive sensor element C2 are connected to a switched capacitor measuring circuit 102 . A voltage source 104 is connected to the measuring circuit 102 and serves to alternately reverse the polarity of the respective electrodes of the sensor elements C1 and C2. Characterized who who the respective electrodes of the sensor elements C1 and C2 by the voltage source 104 alternately with voltages of different polarity. Furthermore, two reference capacitances CREF1 and CREF2 are provided, which are connected to the circuit 102 . The respective switch devices that enable the different loading of the electrodes described above are seen both in the voltage source 104 and in the measuring circuit 102 . Since this is a configuration known per se, an even more detailed description is not necessary. With regard to an example of a switched capacitor measuring circuit, reference is made to the international patent application WO 92/18856, the disclosure content of which is incorporated by this cross-reference.

Die Switched Capacitor-Meßschaltung 102 erzeugt an ihrem Ausgang 106 ein Ausgangssignal (Pfeil 108), das den Füll stand eines Fluids anzeigt, der aus den Ausgangssignalen der Sensorelemente C1 und C2 abgeleitet wurde.The switched capacitor measuring circuit 102 generates at its output 106 an output signal (arrow 108 ) which indicates the level of a fluid which has been derived from the output signals of the sensor elements C1 and C2.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden für den erfindungsgemäßen kapazitiven Füllstandsensor Sensorelemente verwendet, die durch ein Flachbandkabel gebildet sind. Sol che Flachbandkabel sind in Fachkreisen an sich bekannt. In Fig. 1 ist ein Flachbandkabel durch die fünf Leitungen 110, 112, 114, 116 und 118 angedeutet.According to a preferred embodiment, sensor elements are used for the capacitive level sensor according to the invention, which are formed by a ribbon cable. Such che ribbon cables are known per se in specialist circles. In Fig. 1, a ribbon cable is indicated by the five lines 110 , 112 , 114 , 116 and 118 .

In Fig. 2a-c sind mehrere beispielhafte Flachbandkabel 200, 220 und 240 dargestellt.In Fig. 2a-c several exemplary ribbon cable 200, 220 and 240 are shown.

Das Flachbandkabel 200 in Fig. 2a umfaßt fünf Adern 202, 204, 206, 208, 210. Das kapazitive Sensorelement C1 wird beispielsweise durch die beiden parallel verlaufenden, in der Fig. 2a linksseitig außen liegenden Adern 202 und 204 gebildet, und das kapazitive Sensorelement C2 wird durch die beiden parallel verlaufenden, in der Fig. 2a rechtsseitig außen liegenden Adern 208 und 210 gebildet. Die fünf Adern 202, 204, 206, 208 und 210 sind von einem Schutzüberzug 212 umgeben. Die Ader 206 ist mit Masse verbunden, um die beiden kapazitiven Sensorelemente C1 und C2 voneinander zu entkop peln. In Fig. 1 ist dies durch die Masseleitung 110 darge stellt.The ribbon cable 200 in FIG. 2a comprises five wires 202 , 204 , 206 , 208 , 210 . The capacitive sensor element C1 is formed, for example, by the two parallel wires 202 and 204 , which are on the left in FIG. 2a and the capacitive sensor element C2 is formed by the two parallel wires 208 and 210 , which are on the right in FIG. 2a educated. The five wires 202 , 204 , 206 , 208 and 210 are surrounded by a protective coating 212 . The wire 206 is connected to ground in order to decouple the two capacitive sensor elements C1 and C2 from one another. In Fig. 1, this is through the ground line 110 Darge provides.

Das in Fig. 2b dargestellte Flachbandkabel entspricht im we sentlichen dem in Fig. 2a dargestellten. Das Flachbandkabel 220 umfaßt fünf Adern 222, 224, 226, 228 und 230. Die Form des Schutzüberzuges 232 ist beim Flachbandkabel 220 an die Adern 222 bis 230 angepaßt.The ribbon cable shown in Fig. 2b corresponds essentially to that shown in Fig. 2a. The ribbon cable 220 comprises five wires 222 , 224 , 226 , 228 and 230 . The shape of the protective cover 232 is adapted to the wires 222 to 230 in the ribbon cable 220 .

Das in Fig. 2c dargestellte Flachbandkabel 240 weist eben falls fünf Adern 242, 244, 246, 248 und 250 auf. Ein Schutz überzug 252 umgibt die Ader 242 bis 250. Bei diesem Flach bandkabel 250 sind die Adern 242 bis 250 in den Schutzüber zug einlaminiert.The ribbon cable 240 shown in Fig. 2c just has five wires 242 , 244 , 246 , 248 and 250 . A protective coating 252 surrounds the wires 242 to 250 . With this ribbon cable 250 , the wires 242 to 250 are laminated into the protective cover.

Wenn das Flachbandkabel im Inneren des Behälters in Berüh rung mit dem Fluid angeordnet ist, wird der Schutzüberzug des Flachbandkabels derart gewählt, daß an diesem keine Adhäsion oder Anhaftung eines Fluids auftritt, sofern das Flachbandkabel mit dem Fluid, dessen Füllstand zu erfassen ist, in Kontakt tritt, so daß Meßfehler vermieden werden.If the ribbon cable inside the container in touch tion is arranged with the fluid, the protective coating of the ribbon cable chosen such that none at this Adhesion or adhesion of a fluid occurs if that Ribbon cable with the fluid to measure its level is in contact, so that measurement errors are avoided.

Ein bevorzugtes Material für den Schutzüberzug ist Teflon, wobei auch andere Materialien, bei denen keine Adhäsion des Fluids auftritt, als Schutzüberzug verwendbar sind.A preferred material for the protective cover is Teflon, other materials that do not adhere to the Fluids occurs, can be used as a protective coating.

Die anhand der Fig. 1 beschriebene Switched-Capacitor-Meß schaltung wird verwendet, um Umgebungseinflüsse, wie z. B. Temperaturänderungen, auf die Sensorelemente C1, C2 zu kom pensieren. Dies erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise durch die Switched Capacitor-Meßschaltung 102, die in Ver bindung mit Spannungsquelle 104 die Sensorelemente C1 und C2 abwechselnd mit Spannung in unterschiedlicher Polarität be aufschlagt.The Switched-Capacitor measuring circuit described with reference to FIG. 1 is used to environmental influences, such as. B. temperature changes to compensate for the sensor elements C1, C2. This is done in a manner known per se by the switched capacitor measuring circuit 102 , which, in conjunction with the voltage source 104, opens the sensor elements C1 and C2 alternately with voltage in different polarities.

Obwohl im Vorhergehenden fünfadrige Flachbandkabel beschrie ben wurden, wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Er findung nicht auf die Verwendung dieser beschränkt ist, son dern daß abhängig von der ausgewählten Konfiguration unter schiedliche Flachbandkabel mit unterschiedlicher Aderzahl verwendet werden können.Although previously described five-core ribbon cable ben, it is pointed out that the present Er is not limited to the use of these, son depending on the configuration selected under different ribbon cables with different number of cores can be used.

Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwen dung der oben beschriebenen Flachbandkabel beschränkt, son dern vielmehr können auch kapazitive Sensorelemente verwen det werden, die nicht in der Form eines Flachbandkabels auf gebaut sind.Furthermore, the present invention is not to be used limited use of the ribbon cables described above, son rather, capacitive sensor elements can also be used det, which are not in the form of a ribbon cable are built.

Anhand der Fig. 3 wird nachfolgend das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Füllstandsensors näher beschrieben.With reference to FIG. 3, the operating principle of the level sensor according to the invention will be described in more detail below.

In Fig. 3a ist ein Behälter 300 dargestellt, in dem sich ein Fluid 302 befindet, dessen Füllstand zu erfassen ist. In Fig. 3a sei angenommen, daß der Behälter 300 zur Hälfte ge füllt sei, wie dies durch die Angabe 50% verdeutlicht ist. Der Behälter 300 befindet sich in seiner normalen Lage, was in Fig. 3a dadurch angezeigt ist, daß die Oberfläche des Fluids 304 mit der Bodenfläche 306 des Behälters 300 paral lel ausgerichtet ist. Bei dem in Fig. 3a dargestellten Bei spiel sind zwei Meßelektroden 308 und 310 an gegenüberlie genden Abschnitten 312, 314 der Gehäusebewandung angeordnet. Wie es bereits im Vorhergehenden beschrieben wurde, können die Meßelektroden durch ein einzelnes Flachbandkabel gebil det sein. In diesem Fall erstreckt sich das Flachbandkabel auch noch parallel zum Behälterboden 306, jedoch hat dies keinerlei Einfluß auf das Meßergebnis und wird daher nicht näher beschrieben. FIG. 3a shows a container 300 in which there is a fluid 302 , the fill level of which is to be detected. In Fig. 3a it is assumed that the container 300 is half filled, as is shown by the indication 50%. The container 300 is in its normal position, which is indicated in Fig. 3a by the fact that the surface of the fluid 304 is aligned paral lel with the bottom surface 306 of the container 300 . In the case of FIG. 3 a, two measuring electrodes 308 and 310 are arranged on opposite sections 312 , 314 of the housing wall. As already described above, the measuring electrodes can be formed by a single ribbon cable. In this case, the ribbon cable also extends parallel to the tank bottom 306 , but this has no influence on the measurement result and is therefore not described in detail.

Das Flachbandkabel bzw. die Elektroden 308, 310 sind mit einer Auswertungsschaltung 316 verbunden, die im wesentli chen der Schaltung entspricht, die anhand der Fig. 1 be schrieben wurde.The ribbon cable or the electrodes 308 , 310 are connected to an evaluation circuit 316 , which essentially corresponds to the circuit described with reference to FIG. 1.

Bei dem in Fig. 3a dargestellten Fall erzeugt die Meßelek trode 308 ein Ausgangssignal, das anzeigt, daß der Behälter zu 50% gefüllt ist. Genauso gibt die Meßelektrode 310 ein Ausgangssignal aus, das anzeigt, daß der Behälter zu 50% ge füllt ist.In the case shown in FIG. 3a, the measuring electrode 308 generates an output signal which indicates that the container is 50% full. Likewise, the measuring electrode 310 outputs an output signal which indicates that the container is filled to 50% ge.

In der Auswertungsschaltung 316 werden diese beiden Signale addiert und anschließend durch zwei dividiert, wodurch sich der Füllstand des Fluids in dem Behälter ergibt. Bei dem Beispiel in Fig. 3a würde sich ergeben:
In the evaluation circuit 316 these two signals are added and then divided by two, which results in the level of the fluid in the container. The example in FIG. 3a would result in:

50 + 50 = 100 : 2 = 5050 + 50 = 100: 2 = 50

In Fig. 3b ist der Behälter 300 in einer geneigten Position dargestellt, in der die Oberfläche 304 des Fluids 302 nicht mehr parallel zum Behälterboden 306 ist. Die Meßelektrode 308 gibt in dem in Fig. 3b dargestellten Fall ein Meßsignal aus, das anzeigt, daß der Behälter zu 90% gefüllt ist, wo hingegen die Elektrode 310 ein Signal ausgibt, das anzeigt, daß der Behälter nur noch zu 10% gefüllt ist. Durch die Aus wertungsschaltung 316 werden die beiden Ausgangssignale der Meßelektroden addiert und anschließend durch zwei dividiert. Im Fall der Fig. 3b ergibt sich:
In Fig. 3b, the container 300 is shown in an inclined position, in which the surface 304 of the fluid 302 is no longer parallel to the container bottom 306th The measuring electrode 308 in the case shown in FIG. 3b outputs a measuring signal which indicates that the container is 90% full, whereas the electrode 310 outputs a signal which indicates that the container is only 10% full . From the evaluation circuit 316 , the two output signals of the measuring electrodes are added and then divided by two. In the case of FIG. 3b:

90 + 10 = 100 : 2 = 5090 + 10 = 100: 2 = 50

Wie aus der obigen Gleichung zu erkennen ist, ergibt sich für eine Neigung des Behälters 300 durch den erfindungsge mäßen Füllstandsensor der korrekte Füllstand, nämlich 50%.As can be seen from the above equation, the correct fill level, namely 50%, results for an inclination of the container 300 by the fill level sensor according to the invention.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der kapazi tive Füllstandsensor Meßelektroden, im Fall Fig. 3 z. B. zwei Meßelektroden, aufweist, die jeweils ein erstes kapazitives Sensorelement und ein zweites kapazitives Sensorelement um fassen. Ferner ist eine Switched Capacitor-Meßschaltung 316 vorgesehen, die mit dem ersten und mit dem zweiten kapazi tiven Sensorelementen jeder Meßelektrode verbunden ist und de ren Kapazitätswerte erfaßt und abhängig von den erfaßten Ka pazitätswerten einen Füllstand anzeigendes Signal erzeugt. Um die Neigung des Behälters 300 zu kompensieren sind die Meßelektroden an gegenüberliegenden Abschnitten der Bewan dung des Behälters 300, der das Fluid 302 enthält, angeord net.According to the invention this is achieved in that the capacitive level sensor measuring electrodes, in the case of Fig. 3 z. B. two measuring electrodes, each comprising a first capacitive sensor element and a second capacitive sensor element. Furthermore, a switched capacitor measuring circuit 316 is provided, which is connected to the first and to the second capacitive sensor elements of each measuring electrode and detects their capacitance values and generates a level-indicating signal depending on the capacitance values detected. In order to compensate for the inclination of the container 300 , the measuring electrodes are arranged on opposite sections of the cover of the container 300 , which contains the fluid 302 .

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des er findungsgemäßen Füllstandsensors sowie zwei Anwendungsbei spiele des kapazitiven Füllstandsensors näher beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in der nachfolgenden Be schreibung der Fig. für gleiche Bauteile die gleichen Be zugszeichen verwendet werden.Preferred embodiments of the inventive level sensor and two applications of the capacitive level sensor are described in more detail below. It should be noted that in the following Be FIG sensitive. For the same components have the same reference numbers are used Be.

Anhand der Fig. 4 wird nachfolgend ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen kapazitiven Füll standsensors näher beschrieben. In Fig. 4 ist ein Behälter 300 dargestellt, in dem ein Fluid enthalten sein kann, des sen Füllstand zu erfassen ist. Aus Gründen der Übersicht lichkeit wurde in Fig. 4 auf eine Darstellung des Fluids verzichtet.With reference to FIG. 4, a first preferred embodiment of the capacitive filling level sensor according to the invention will be described in more detail below. In FIG. 4, a container 300 is shown, in which a fluid can be contained, the sen level is to be detected. For the sake of clarity, the fluid has not been shown in FIG. 4.

Auf zwei gegenüberliegenden Bewandungen 312 und 314 des Be hälters 300 sind eine erste Meßelektrode 308 und eine zweite Meßelektrode 310 angeordnet. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Meßelektroden durch ein Flach bandkabel gebildet, das fünf Adern aufweist, wie es bei spielsweise anhand der Fig. 2 beschrieben wurde. Die ver größerte Ausschnittdarstellung in Fig. 4 zeigt die Meßelek trode 310 im Detail. Diese ist durch ein Flachbandkabel 400 gebildet, das fünf Adern 402, 404, 406, 408 und 410 auf weist. Die kapazitiven Sensorelemente sind gemäß dem Aus führungsbeispiel der Fig. 4 zum einen durch die Adern 402 und 404 gebildet, welche das kapazitive Sensorelement C1 bilden und zum anderen durch die Adern 408 und 410 des Flachbandkabels 400 gebildet, welche das kapazitive Sensor element C2 bilden. Die Ader 406, die zwischen den Sensorele menten C1 und C2 angeordnet ist, ist mit Masse verbunden (siehe Fig. 1) und dient zur Entkopplung der kapazitiven Sensorelemente C1 und C2. On two opposite walls 312 and 314 of the loading container 300 , a first measuring electrode 308 and a second measuring electrode 310 are arranged. In the embodiment shown in Fig. 4, the measuring electrodes are formed by a flat ribbon cable which has five wires, as was described in example with reference to FIG. 2. The ver enlarged detail in Fig. 4 shows the measuring electrode 310 in detail. This is formed by a ribbon cable 400 , which has five wires 402 , 404 , 406 , 408 and 410 . The capacitive sensor elements are formed according to the exemplary embodiment from FIG. 4 on the one hand by the wires 402 and 404 , which form the capacitive sensor element C1 and on the other hand by the wires 408 and 410 of the ribbon cable 400 , which form the capacitive sensor element C2. The wire 406 , which is arranged between the sensor elements C1 and C2, is connected to ground (see FIG. 1) and serves to decouple the capacitive sensor elements C1 and C2.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste und die zweite Meßelektrode durch ein Flachbandkabel gebildet, wie es durch die gestrichelte Verbindung zwischen den Meßelektroden 308 und 310 dargestellt ist. Das Flach bandkabel und damit die Meßelektroden bzw. deren kapazitive Sensorelemente sind mit der Auswertungsschaltung 316 verbun den. Die Meßelektroden 308, 310, die in Fig. 4 dargestellt sind, können abhängig von der Struktur bzw. dem Material aus dem der Behälter 300 besteht und abhängig von dem in dem Be hälter 300 befindlichen Fluid entweder auf einer Außenseite der Bewandung des Behälters oder auf einer Innenseite des Behälters angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, die Meß elektroden innerhalb der Bewandung des Behälters 300 einzu betten. Um unerwünschte Beeinflussungen des von den Meßelek troden erfaßten Signals durch Umgebungseinflüsse zu vermei den, kann auf der dem Fluid abgewandten Seite der Meßelek troden zusätzlich eine Abschirmung vorgesehen sein (in Fig. 4 nicht dargestellt).In the embodiment shown in FIG. 4, the first and second measuring electrodes are formed by a ribbon cable, as is shown by the dashed connection between the measuring electrodes 308 and 310 . The flat ribbon cable and thus the measuring electrodes or their capacitive sensor elements are connected to the evaluation circuit 316 . The measurement electrodes 308, 310, which are shown in Fig. 4 can, depending or the material from which the container 300 is composed of the structure and located depends on the container in the loading 300 fluid either on an outer side of the Bewandung of the container or on be arranged on the inside of the container. It is also possible to embed the measuring electrodes within the wall of the container 300 . In order to avoid undesirable influences on the signal detected by the measuring electrodes due to environmental influences, a shield can additionally be provided on the side of the measuring electrodes facing away from the fluid (not shown in FIG. 4).

Anhand der Fig. 5 wird nachfolgend ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher be schrieben.With reference to FIG. 5, a further preferred embodiment of the present invention will now be described in more detail.

In Fig. 5 ist ein Behälter 300 dargestellt, der zwei Meß elektroden 308, 310 aufweist, wie sie bereits anhand der Fig. 4 beschrieben wurden. Der Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel aus der Fig. 4 besteht darin, daß die einzelnen Adern des gemäß der Fig. 5 verwendeten Flachband kabels der einzelnen Meßelektroden nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern vielmehr über Kreuz verbunden sind, wie dies in Fig. 5 beim Bezugszeichen 500 dargestellt ist. Genauer gesagt ist das erste kapazitive Sensorelement C1 der Meßelektrode 308 mit dem zweiten kapazitiven Sensorelement C2 der zweiten Meßelektrode 310 verbunden, und das zweite kapazitive Meßelement C2 der ersten Meßelektrode ist mit dem ersten kapazitiven Sensorelement der zweiten Meßelektroden verbunden. Die in Fig. 5 dargestellte gestrichelte Linie ist die Symmetrieachse des Flachbandkabels, die auch gleichzei tig mit der mittleren Ader, die auf Masse liegt, zusammen fällt, so daß vereinfacht gesagt werden kann, daß die Anord nung der jeweiligen kapazitiven Sensorelemente bezüglich der Meßelektroden 308 und 310 um diese Symmetrieachse gespiegelt angeordnet sind. Die in Fig. 5 dargestellte Verschaltung der einzelnen Sensorelemente der Meßelektroden dient dazu, die Querneigungsempfindlichkeit des kapazitiven Füllstandsensors zu reduzieren. Durch die Verschaltung gemäß der Fig. 5 wird eine Neigung des Behälters 300 in die Richtung C-D (siehe Fig. 5) reduziert, ohne daß die Empfindlichkeit in die Rich tung A-B (siehe Fig. 5) beeinträchtigt wird. Mit anderen Worten ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 mög lich eine Neigung des Behälters 300 hauptsächlich in die Richtung A-B zu erfassen, wohingegen Neigungen in die Rich tung C-D das Meßergebnis nicht beeinflussen, da durch die spiegelverkehrte bzw. gekreuzte Verschaltung der einzelnen Sensorelemente eine Kompensation einer solchen Neigung er folgt.In Fig. 5, a container 300 is shown, which has two measuring electrodes 308 , 310 , as have already been described with reference to FIG. 4. The difference compared to the embodiment of FIG. 4 is that the individual wires of the ribbon cable used according to FIG. 5 of the individual measuring electrodes are not directly connected to each other, but rather are connected crosswise, as shown in FIG. 5 with the reference symbol 500 is shown. More specifically, the first capacitive sensor element C1 of the measuring electrode 308 is connected to the second capacitive sensor element C2 of the second measuring electrode 310 , and the second capacitive measuring element C2 of the first measuring electrode is connected to the first capacitive sensor element of the second measuring electrodes. The illustrated dashed line in Fig. 5, the symmetry axis of the ribbon cable, which also falls gleichzei tig with the central vein, which is at ground together, so that it can be said simplified in that the Anord voltage of the respective capacitive sensor elements with respect to the measuring electrodes 308 and 310 are arranged mirrored about this axis of symmetry. The connection of the individual sensor elements of the measuring electrodes shown in FIG. 5 serves to reduce the bank sensitivity of the capacitive level sensor. Through the interconnection of Fig. 5 is a reduced tendency of the container 300 in the CD direction (see Fig. 5) without that the sensitivity in the tung Rich AB (see Fig. 5) is affected. In other words, according to the embodiment of FIG. 5, it is possible to detect an inclination of the container 300 mainly in the AB direction, whereas inclinations in the CD direction do not influence the measurement result, since the mirror-inverted or crossed connection of the individual sensor elements a compensation of such a tendency follows.

Anhand der Fig. 6 wird nachfolgend ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher be schrieben.With reference to FIG. 6, a third preferred embodiment of the present invention will now be described in more detail.

In Fig. 6 ist ein Behälter 300 dargestellt, der mit insge samt vier Meßelektroden versehen ist. Die zwei Meßelektroden 308 und 310 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Behälters 300 angeordnet ebenso wie die Meßelektroden 600 und 602. Mittels des kapazitiven Füllstandsensors gemäß der Fig. 6 ist es möglich, die Neigung des Behälters in zwei Richtungen bei der Messung des Füllstandes zu berücksichtigen. Bei dem in Fig. 6a dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ein zelnen Elektroden ebenfalls als Flachbandkabel ausgeführt, die im wesentlichen mit dem Flachbandkabel übereinstimmen, das bereits anhand der Fig. 4 näher beschrieben wurde. Der Übersichtlichkeit halber wurde der Anschluß zur Auswertungs schaltung in der Fig. 6a weggelassen.In Fig. 6, a container 300 is shown, which is provided with a total of four measuring electrodes. The two measuring electrodes 308 and 310 are arranged on opposite sides of the container 300 , as are the measuring electrodes 600 and 602 . Using the capacitive level sensor according to FIG. 6, it is possible to take the inclination of the container in two directions into account when measuring the level. In the embodiment shown in Fig. 6a, the individual electrodes are also designed as a ribbon cable, which essentially correspond to the ribbon cable, which has already been described with reference to FIG. 4. For the sake of clarity, the connection to the evaluation circuit has been omitted in FIG. 6a.

Anhand der Fig. 6b ist die Verschaltung der einzelnen Flach bandkabel gemäß dem in dieser Figur dargestellten Ausfüh rungsbeispiel näher beschrieben. Wie es in Fig. 6b zu sehen ist, kreuzen sich die einzelnen Meßelektroden im Punkt 604 (siehe auch Fig. 6a). In dem Kreuzungspunkt 604 sind die einzelnen Flachbandkabel 308, 310, 600, 602 derart verschal tet, daß die Adern 402 und 404 der Meßelektrode 308 mit den Adern 402' und 404' der Meßelektrode 602 verbunden sind. Die Adern 408 und 410 der Meßelektrode 308 sind mit den Adern 402' und 404' der Meßelektrode 600 verschaltet. Die Adern 402 und 404 der Meßelektrode 310 sind mit den Adern 408' und 410' der Meßelektrode 602 verbunden, wohingegen die Adern 404 und 410 der Meßelektrode 310 mit den Adern 408' und 410' der Meßelektrode 600 verbunden sind. Ferner sind die Masse adern 406 und 406' vorgesehen. Wie es durch die gestrichel ten Linien im Zentrum der Fig. 6b dargestellt ist, sind die Verbindungspunkte der oben angeführten Adern wie nachfolgend verschaltet. Der Verbindungspunkt 610 und der Verbindungs punkt 612 sind mit dem Verbindungspunkt 614 bzw. 616 verbun den. Zwischen den Punkten 614 und 616 wird die Kapazität C1 herausgeleitet, wie es durch die Pfeile dargestellt ist. Die Verbindungspunkte 618 und 620 sind mit den Verbindungspunk ten 622 bzw. 624 verbunden, und zwischen den Punkten 622 und 624 wird die Kapazität C2 herausgezogen.Referring to Figs. 6b, the interconnection of the individual flat ribbon cable is described in accordance with the exporting shown in this figure, for example approximately in more detail. As can be seen in FIG. 6b, the individual measuring electrodes intersect at point 604 (see also FIG. 6a). At the crossing point 604 , the individual ribbon cables 308 , 310 , 600 , 602 are switched so that the wires 402 and 404 of the measuring electrode 308 are connected to the wires 402 'and 404 ' of the measuring electrode 602 . The wires 408 and 410 of the measuring electrode 308 are connected to the wires 402 'and 404 ' of the measuring electrode 600 . The wires 402 and 404 of the measuring electrode 310 are connected to the wires 408 'and 410 ' of the measuring electrode 602 , whereas the wires 404 and 410 of the measuring electrode 310 are connected to the wires 408 'and 410 ' of the measuring electrode 600 . Furthermore, the ground wires 406 and 406 'are provided. As is shown by the dashed lines in the center of FIG. 6b, the connection points of the above-mentioned wires are connected as follows. The connection point 610 and the connection point 612 are connected to the connection point 614 and 616, respectively. Between points 614 and 616 , the capacitance C1 is led out, as shown by the arrows. The connection points 618 and 620 are connected to the link punk th 622 and 624, respectively connected, and between the points 622 and 624, the capacitance C2 is drawn out.

Die oben beschriebene Anordnung der Meßelektroden und die Verschaltung der einzelnen Adern gemäß dem Ausführungsbei spiel aus der Fig. 6 ermöglicht es, den Füllstand in einem Behälter 300 sicher zu messen, wobei in diesem Fall der Ein fluß einer Neigung des Behälters 300 in eine oder in zwei Richtungen sicher kompensiert wird.The arrangement of the measuring electrodes described above and the interconnection of the individual wires according to the exemplary embodiment from FIG. 6 makes it possible to measure the fill level in a container 300 safely, in which case the flow of an inclination of the container 300 into or in two directions is surely compensated.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 7 und 8 jeweils ein Verwen dungsbeispiel für den erfindungsgemäßen kapazitiven Füll standsensor beschrieben.A use example for the capacitive level sensor according to the invention is described below with reference to FIGS . 7 and 8.

In Fig. 7a ist eine Querschnittdarstellung eines Tankbehäl ters 700 dargestellt, wie er sich beispielsweise bei Motor rädern findet. In dem Behälter 700 befindet sich die Treib stofflüssigkeit 702, deren Füllstand mittels des erfindungs gemäßen Füllstandsensors zu erfassen ist. Der Behälter bzw. Tankbehälter 700 weist eine erste Begrenzungswand 706 sowie eine zweite Begrenzungswand 708 auf. Benachbart zu diesen seitlichen Begrenzungswänden ist jeweils eine Meßelektrode 710 und 712 angeordnet. Die Meßelektroden 710 und 712 sind in einer Vertiefung der Behälterwand 706 bzw. 708 angeord net, wie dies nachfolgend anhand der Fig. 7b näher beschrie ben wird. Die Anschlüsse der Meßelektroden 710 bzw. 712 zu der Auswertungseinrichtung sind in Fig. 7 nicht dargestellt.In Fig. 7a, a cross-sectional view of a Tankbehäl age 700 is shown, as found for example in motor wheels. In the container 700 there is the propellant liquid 702 , the level of which is to be detected by means of the level sensor according to the invention. The container or tank container 700 has a first boundary wall 706 and a second boundary wall 708 . A measuring electrode 710 and 712 is arranged adjacent to these lateral boundary walls. The measuring electrodes 710 and 712 are in a recess of the container wall 706 and 708, respectively, as will be described in more detail below with reference to FIG. 7b. The connections of the measuring electrodes 710 and 712 to the evaluation device are not shown in FIG. 7.

Anhand der Fig. 7b wird die Anordnung der Meßelektrode 712 in der Tankwand 708 näher und schematisch dargestellt. Die Fig. 7b stellt vereinfacht einen Ausschnitt der rechten Tankwand aus Fig. 7a dar. Benachbart zu der Tankwand 708 ist das Sensorelement 712 in einem dafür vorgesehenen Hohlraum oder einer Ausnehmung angeordnet, und ferner ist eine Iso lierung 714, die beispielsweise aus Polyurethan besteht, vorgesehen. Um das Sensorelement 712 von unerwünschten Um weltbeeinflussungen abzuschirmen, ist eine Abschirmung 716 an der Seite der Meßelektrode 712 angeordnet, die dem Fluid abgewandt ist. Dadurch wird sichergestellt, daß keinerlei Meßfehler durch etwaige Umgebungseinflüsse in das Meßsignal einfließen und nur der Füllstand in dem Tankbehälter 700 er faßt wird.The arrangement of the measuring electrode 712 in the tank wall 708 is shown in greater detail and schematically on the basis of FIG. 7b. Fig. 7b shows a simplified section of the right tank wall from Fig. 7a. Adjacent to the tank wall 708 , the sensor element 712 is arranged in a cavity or recess provided for this purpose, and is also an insulation 714 , which consists for example of polyurethane, intended. Around the sensor element 712. In order to shield unwanted interference of the world, is a shield 716 arranged on the side of the measuring electrode 712 which faces away from the fluid. This ensures that no measurement errors due to any environmental influences flow into the measurement signal and only the level in the tank container 700 is detected.

Anhand der Fig. 8 wird nachfolgend ein zweites Verwendungs beispiel für den erfindungsgemäßen kapazitiven Füllstandsen sor beschrieben.With reference to FIG. 8, a second usage example is described sor for the inventive capacitive Füllstandsen below.

In Fig. 8 ist ein Behälter 800 dargestellt, der beispiels weise zum Transport im Bereich der Medizintechnik, Chemie, Verfahrenstechnik oder ähnlichem dient. Der Behälter 800 weist eine erste Ausnehmung 802 und eine zweite Ausnehmung 804 auf, die sich von einem Bodenabschnitt 806 des Behälters bis zu einem oberen Abschnitt 808 des Behälters 800 er streckt. In diese Ausnehmungen ist eine Griffstruktur 810 eingelassen, die im wesentlichen U-förmig ist. Die Griff struktur 810 dient als Transport- und/oder Versteifungsbügel für den Behälter 800.In Fig. 8, a container 800 is shown, for example, for transportation in the field of medical technology, chemistry, process engineering or the like. The container 800 has a first recess 802 and a second recess 804 , which extends from a bottom portion 806 of the container to an upper portion 808 of the container 800 . A handle structure 810 , which is essentially U-shaped, is let into these recesses. The handle structure 810 serves as a transport and / or stiffening bracket for the container 800 .

In die Griffstruktur 810 ist der erfindungsgemäße Füllstand sensor integriert eingebaut, einschließlich der Auswertungs schaltung.The fill level sensor according to the invention is integrated into the handle structure 810 , including the evaluation circuit.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Griffstruktur 810 mit einer beispielsweise digitalen Anzeige 812 versehen, die wirksam mit der Auswertungseinrichtung verbunden ist, und auf das Ausgangssignal dieser reagiert, um den Füllstand anzuzeigen. Dadurch wird sichergestellt, daß ein Träger oder Benutzer des Behälters 800 zu jedem Zeitpunkt sicher weiß, wie voll bzw. wie leer der Behälter 800 ist.According to a further preferred exemplary embodiment, the handle structure 810 is provided with a digital display 812 , for example, which is operatively connected to the evaluation device and which reacts to the output signal in order to display the fill level. This ensures that a carrier or user of the container 800 knows at all times how full or how empty the container 800 is.

Obwohl die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Aus führungsbeispiele des erfindungsgemäßen kapazitiven Füll standsensors im wesentlichen anhand von Meßelektroden er folgte, die durch Flachbandkabel gebildet sind, ist es für einen Fachmann offensichtlich, daß anstelle der beschrie benen Flachbandkabel auch andere Elektrodenkonfigurationen, die zumindest zwei kapazitive Sensorelemente pro Meßelek trode bilden, möglich sind.Although the foregoing description of the preferred Aus examples of the capacitive filling according to the invention level sensor essentially based on measuring electrodes followed by ribbon cables, it is for one skilled in the art obviously that instead of the described flat ribbon cable also other electrode configurations, the at least two capacitive sensor elements per measuring electrode form trode, are possible.

Anhand der Fig. 9 wird nachfolgend ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In Fig. 9 ist ein Behälter 900 dargestellt, in dem sich eine Flüssigkeit 902 befindet, deren Füllstand innerhalb des Be hälters 900 zu erfassen ist. Der Behälter 900 ist auf zwei gegenüberliegenden Bewandungen 904 und 906 mit einer Mehr zahl von Elektrodenleitungen oder -platten versehen, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 908 bzw. 910 versehen sind.A further preferred exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. 9. In Fig. 9, a container 900 is shown in which there is a liquid 902 , the level of which is to be detected within the container 900 . The container 900 is provided on two opposite walls 904 and 906 with a plurality of electrode lines or plates, which are provided in their entirety with the reference numerals 908 and 910 , respectively.

Wie es in der Fig. 9 dargestellt ist, wird durch die Elek trodenplatten 912 und 914 eine Kapazität C1 definiert, wobei der Zwischenraum zwischen den Platten 912 und 914 anteilig durch die zu messende Flüssigkeit 902 und durch Luft gebil det ist. Auf ähnliche Weise ist die Kapazität C2 durch die Elektrodenplatten 916 und 918 gebildet. Zur Entkopplung der so gebildeten Kapazitäten C1 und C2 sind jeweils Masseelek troden 920 und 922 zwischen den Elektroden 912 und 916 bzw. 914 und 918 vorgesehen. In Fig. 9 ist die Auswertungsschal tung der Einfachheit halber nicht dargestellt, jedoch ist durch die Darstellung der Kapazitäten C1 und C2 angedeutet, daß die Kapazitätswerte zwischen den entsprechenden Elek troden an diese Auswertungsschaltung, d. h. an die Switched Capacitor-Meßschaltung angelegt werden, um ein Ausgangssi gnal dieser Schaltung zu erzeugen, das den Füllstand der Flüssigkeit 902 in dem Behälter 900 anzeigt, wobei auch hier, wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbei spielen, eine Neigung des Behälters 900 keinerlei Einfluß auf das Meßergebnis hat, so daß auch bei diesem Ausführungs beispiel sichergestellt ist, daß im wesentlichen immer der korrekte Füllstand erfaßt wird.As shown in FIG. 9, a capacitance C1 is defined by the electrode plates 912 and 914 , the gap between the plates 912 and 914 being formed proportionally by the liquid 902 to be measured and by air. Similarly, the capacitance C2 is formed by the electrode plates 916 and 918 . To decouple the capacitances C1 and C2 formed in this way, ground electrodes 920 and 922 are provided between the electrodes 912 and 916 and 914 and 918 , respectively. In Fig. 9, the evaluation circuit is not shown for the sake of simplicity, but it is indicated by the representation of the capacitances C1 and C2 that the capacitance values between the corresponding electrodes are applied to this evaluation circuit, ie to the switched capacitor measuring circuit, by one To produce the output signal of this circuit, which indicates the fill level of the liquid 902 in the container 900 , whereby here, as in the previously described embodiments, an inclination of the container 900 has no influence on the measurement result, so that in this embodiment as well it is ensured that essentially the correct level is always recorded.

Obwohl anhand der Fig. 9 die Bildung der Kapazitäten C1 und C2 anhand von Elektrodenplatten beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß anstelle dieser auch die bereits oben beschriebenen Flachbandkabel verwendet werden können, wobei in diesem Zusammenhang jedoch darauf hingewiesen wird, daß bei der Verwendung von Flachbandkabeln die Kapazitäten durch einzelne Adern auf gegenüberliegenden Seiten des Behälters gebildet werden, und daß zur Entkopplung der so gebildeten Kapazitäten zwischen den einzelnen Adern, die solche Kapazi täten bilden, Masseleitungen vorzusehen sind. Als Beispiel sei in diesem Zusammenhang noch einmal auf Fig. 4 Bezug ge nommen, in der im Detail die Struktur eines fünfadrigen Flachbandkabels dargestellt ist. Für eine Anwendung als Elektrode auf einer der beiden Oberflächen des Behälters 900 müßte dieses Flachbandkabel lediglich anders verschaltet werden, nämlich dahingehend, daß die Adern 402, 406 und 410 als Elektroden der Kapazität dienen, wohingegen die Adern 404 und 408 als Masseadern zur Abschirmung der einzelnen Ka pazitäten dienen. Um dies zu verdeutlichen muß man sich in der Fig. 9 die dort beschriebenen Elektroden 912 bis 918 le diglich als einzelne Adern eines Flachbandkabels beispiels weise eine dreiadrigen Flachbandkabels, vor Augen halten, wobei die mittlere Ader auf Masse liegt und die beiden äuße ren Adern zur Bildung der Kapazitäten herangezogen werden.Although the formation of the capacitances C1 and C2 has been described with reference to FIG. 9 with the aid of electrode plates, it is obvious that the flat ribbon cables already described above can also be used instead of them, although in this connection it should be pointed out that when using Ribbon cables, the capacitances are formed by individual wires on opposite sides of the container, and that ground lines are to be provided for decoupling the capacities thus formed between the individual wires, which form such capacities. As an example in this context, reference is again made to FIG. 4, in which the structure of a five-core ribbon cable is shown in detail. For use as an electrode on one of the two surfaces of the container 900 , this ribbon cable would only have to be connected differently, namely in that the wires 402 , 406 and 410 serve as electrodes for the capacitance, whereas the wires 404 and 408 serve as ground wires for shielding the individual Serve capacities. In order to clarify this, the electrodes 912 to 918 described there in FIG. 9 must be kept in mind as individual wires of a ribbon cable, for example a three-wire ribbon cable, with the middle wire lying on ground and the two outer wires for Capacity building can be used.

Claims

1. Capacitive level sensor for detecting the fill level of a fluid within a container ( 300 ; 700 ; 800 ) be sensitive ( 302 ; 702 ) with
Measuring electrodes ( 308 , 310 ; 600 , 602 ; 710 , 712 ), each of which comprises a first capacitive sensor element (C1) and a second capacitive sensor element (C2); and
a switched capacitor measuring circuit ( 102 ; 316 ) which is connected to the first and the second capacitive sensor element of each measuring electrode and whose capacitance values are detected and, depending on the capacitance values detected, generates a signal indicating the fill level;
characterized by
that the measuring electrodes are arranged on opposite sections of a wall ( 312 , 314 ; 706 , 708 ) of the container ( 200 ; 700 ; 800 ) containing the fluid ( 302 ; 702 ).

2. Capacitive level sensor according to claim 1, characterized in that the measuring electrodes are arranged on the outside or on the inside of the container ( 300 ).

3. Capacitive level sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring electrodes are formed by a ribbon cable ( 400 ), the first capacitive sensor element (C1) and the second capacitive sensor element (C2) of the measuring electrodes each by two wires of the ribbon bels are formed with at least five wires, the fifth wire ( 406 ) between the wires ( 402 , 404 , 408 , 410 ) which form the capacitive sensor element (C1, C2) and is connected to ground.

4. Capacitive level sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first capacitive sensor element (C1) of the first measuring electrode ( 308 ) with the second capacitive sensor element (C2) of the second measuring electrode ( 310 ) and the second capacitive sensor element ( C2) of the first measuring electrode ( 308 ) is connected to the first capacitive sensor element (C1) of the second measuring electrode ( 310 ).

5. Capacitive level sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switched capacitor measuring circuit ( 316 ) is connected to a display device ( 812 ) which reacts to the signal indicating the level to indicate the level.

6. Capacitive level sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring electrodes ( 710 , 712 ) are embedded in the wall of the container ( 700 ).

7. Capacitive level sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the fluid ( 702 ) facing away from the measuring electrodes ( 712 ) a shield ( 716 ) is arranged.

8. Capacitive fill level sensor for detecting the fill level of a fluid ( 902 ) located within a container ( 900 )
a first measuring electrode ( 912 ),
a second measuring electrode ( 916 ),
a third measuring electrode ( 914 ),
a fourth measuring electrode ( 918 ), and
a switched capacitor measuring circuit which is connected to the electrodes and detects the capacitance values (C1, C2) between the first and third measuring electrodes ( 912 , 914 ) and between the second and fourth measuring electrodes ( 916 , 918 ) and depending on the detected capacitance values generates a signal indicating the level;
characterized,
that the first and third measuring electrodes ( 912 , 914 ) and the second and fourth measuring electrodes ( 916 , 918 ) are arranged on opposite sections of a wall of the container ( 900 ) containing the fluid ( 902 ).

9. Capacitive level sensor according to claim 8, characterized by
a first ground electrode ( 920 ), which is arranged between the first and the second measuring electrode ( 912 , 916 ), and
a second measuring electrode ( 922 ) which is arranged between the third and the fourth measuring electrode ( 914 , 918 ).

10. Capacitive level sensor according to claim 9, characterized in that
that the first and second measuring electrodes and the first ground electrode are formed by wires of a first ribbon cable; and
that the third and fourth measuring electrodes and the second ground electrode are formed by wires of a second flat ribbon cable.