DE19726044A1 - Flüssigkeitsstandanzeiger - Google Patents
FlüssigkeitsstandanzeigerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstandanzeiger,
insbesondere für Pflanzgefäße, umfassend einen langgestreckten
Stab mit mindestens zwei gegeneinander isolierten Elektroden, eine
elektronische Schaltung, die mit den Elektroden über in dem Stab
verlaufende Leiter verbunden und von einer Gleichspannungsquelle
gespeist ist, und eine Anzeigeeinrichtung für den
Flüssigkeitsstand, die über die elektronische Schaltung in
mindestens zwei unterschiedliche Zustände bringbar ist.
Während früher Flüssigkeitsstandanzeiger für Pflanzgefäße auf rein
mechanischer Basis verwendet wurden, die im wesentlichen aus einem
durchsichtigen Kunststoffröhrchen mit Öffnungen im unteren Bereich
bestehen, so daß der Flüssigkeitsstand mit Hilfe eines im Inneren
des Kunststoffröhrchens angeordneten, meist farbigen
Schwimmerkörpers angezeigt wird, werden heutzutage zunehmend
elektronische Anzeiger verwendet mit dem Ziel, möglichst objektive
Ergebnisse zu erhalten.
So ist aus der DE 37 25 026 A1 ein elektronisch gesteuerter
Meßfühler bekannt, bei dem die Bodenfeuchte durch eine Leitwert-
Messung festgestellt wird. Dazu ist es erforderlich, die
Elektrodenoberflächen möglichst groß auszulegen, damit die
notwendige Benetzungsfläche für die Feuchtemessung zur Verfügung
steht. Es hat sich zudem gezeigt, daß die Leitwert-Messung allein
in den meisten Fällen nicht ausreicht, um den Feuchtigkeitsgehalt
genau zu bestimmen, denn es treten stets auch kapazitive Effekte
auf, die, wenn sie nicht berücksichtigt werden, zumindest störend
wirken können.
Um die kapazitiven Effekte zu minimieren, schlägt die US 4,850,386
vor, bei zwei Elektroden, die mit einem Detektorschaltkreis
verbunden sind und zwischen denen der Leitwert festgestellt werden
soll, wenigstens eine der Elektroden mit einem dielektrischen
Überzug zu versehen und die anderen Elektrode auf geeignete Weise
anzuordnen. Die kapazitiven Effekte sollen dabei insbesondere
dadurch unterdrückt werden, daß die Elektroden sich nicht
gegenüberstehen.
Mit den meisten bekannten Anzeigegeräten können, je nachdem, wie
die elektronische Schaltung ausgelegt wird, unterschiedliche
Kenngrößen aufgenommen werden, wobei die grundsätzliche Anordnung
der Elektroden vom verwendeten Meßprinzip unabhängig ist.
Beispielsweise ist aus der GB 2 222 683 A eine Vorrichtung zum
Messen der Feuchte körnigen Materials bekannt, welche im
wesentlichen aus einem langgestreckten Stab besteht, an dessen
distalem Ende Leiterplatten angebracht sind, die flügelartig
ausgebildet sind und so das Einstecken in den Boden erleichtern.
Das Gerät erlaubt es, Kapazitäts-, Widerstands- oder Leitwert-
Messung durchzuführen. Eine andere Anordnung zeigt die
US 4,020,417, bei der, wiederum an einem langgestreckten Stab, am
distalen Ende Elektroden austreten, wobei eine der Elektroden an
ihrem unteren Ende mit einer Abschrägung versehen ist, die das
Einstecken in die Erde erleichtert. Der Feuchtegehalt des Bodens
soll wiederum über eine Widerstands- oder Leitwert-Messung
festgelegt werden. Die elektronische Schaltung umfaßt dabei eine
Widerstandsbrücke, welche Anzeigelämpchen so schaltet, daß eine
von ihnen aufleuchtet, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens
normal ist, eine andere, wenn die Feuchtigkeit zu groß ist.
Auf ähnlichen Prinzipien beruhende Meßvorrichtungen sind in der
DE 84 09 220 U1, der DE 34 39 606 A1, der DE 74 22 336 U1 und der
US 3,822,383 dargestellt.
Eine weitere Vorrichtung, die als Flüssigkeitsstandanzeiger ver
wendet werden kann, ist aus der DE 36 39 695 A1 bekannt. Als Ener
giequelle wird eine Gleichspannungsquelle verwendet, so daß kapa
zitive Effekte vernachlässigbar werden. Der Stab ist rohrförmig
ausgebildet, im Inneren ist ein Paar von Elektroden durch eine
Dichtung geführt, die in einem Abstand vom distalen Ende des Roh
res angeordnet ist. Eine Aussparung ist vorgesehen, durch die
Flüssigkeit in diesen unteren Bereich des rohrförmigen Stabes ein
treten kann. Das Gerät wird für die Hydrokultur verwendet, wobei
es so weit in den Behälter eingeführt wird, daß der untere Rand in
dem Behälter für eine Pflanze aufsteht. Befindet sich dann keine
Nährlösung mehr in dem Behälter, wird, gesteuert durch den dann
sehr hohen Widerstand zwischen den Elektroden, ein Signal gegeben,
bei dem ein Lämpchen im oberen Bereich des Gerätes, der aus dem
Behälter herausragt, intermittierend leuchtend betrieben wird. Für
die Elektroden ist vorgesehen, daß diese sich bis in die Ebene des
unteren Randes des rohrförmigen Stabes erstrecken, gegebenenfalls
sogar darüber hinaus. Allerdings wird eine einmal gewählte Höhen
einstellung für die Elektroden beibehalten, sie kann nur sehr auf
wendig variiert werden, indem diese entweder mechanisch gekürzt
oder durch Hin- und Herschieben in der Dichtung in begrenztem Maße
verlagert werden. Bei dem bekannten Gerät findet sich zudem der
Nachteil, daß sich die Aussparung, durch die Flüssigkeit eintreten
soll, insbesondere bei dem körnigen Material, das für Hydrokul
turen verwendet wird, zusetzt, abgesehen davon, daß die Elektroden
beim Einsetzen in den Behälter möglicherweise zerstört werden.
In der DE 39 09 515 A1 ist ein Verfahren zur Messung des Hämatok
ritwertes von Blut angegeben, das eine absenkbare Sonde verwendet,
an deren unterem Ende eine Elektrode herausragt. Diese vermittelt
ein Detektionssignal, welches sich während des Absenkens in das
Blut-Plasmagemisch in einem Probegläschen ändert. Hier wird ein
homogen aufgebautes Teil mit einer Durchgangsbohrung verwendet, in
die die zylindrische Elektrode eingebettet ist.
Ein gattungsgemäßer Flüssigkeitsstandanzeiger ist in der
US 4,169,377 offenbart. Dabei sind in einem langgestreckten Stab
in axialer Richtung zwei Widerstandsdrähte geführt, von denen aus
in unterschiedlichen Höhen des Stabs Elektroden an die Außenfläche
desselben geführt werden. Der Stab hat einen homogenen Aufbau,
d. h. er ist einteilig und als Form- oder Spritzgußteil herge
stellt.
Der gegenwärtigen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gat
tungsgemäßen Flüssigkeitsstandanzeiger derart weiterzuentwickeln,
daß er gegen unerwünschte Umgebungseinflüsse, seien sie mechanis
cher oder elektrischer Art, gut geschützt ist, um lange zuverläs
sig anzuzeigen, wann ein bestimmter Flüssigkeitsstand vorliegt.
Dabei soll auch der Energieverbrauch möglichst gering gehalten
werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein erster
Zustand beim Unterschreiten eines Schwellenwiderstands, gemessen
über zumindest zwei Wege zwischen mindestens drei Elektroden für
eine bestimmt Zeitdauer, aktivierbar ist, um anzuzeigen, daß ein
bestimmter Flüssigkeitsstand überschritten ist, während ein
zweiter Zustand bei allen sonstigen Widerstandsmessungen vorliegt.
Dabei kann nach der Erfindung vorgesehen sein, daß die
elektronische Schaltung einen Mikroprozessor enthält, mit dem die
Anzeigeeinrichtung, die Gleichspannungsquelle und zu messende
Widerstände verbunden sind.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß die Anzeigeeinrichtung
optische und/oder akustische Signale aussendet.
Zu diesem Zweck kann die Anzeigeeinrichtung eine LCD-Anzeige
und/oder einen Lautsprecher umfassen.
Dabei schlägt die Erfindung vor, daß der Lautsprecher über einen
Piezoquarz mit dem Mikroprozessor verbunden ist.
Auch kann dabei vorgesehen sein, daß zwischen dem Piezoquarz und
dem Mikroprozessor ein Tiefpaßfilter zwischengeschaltet ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist, daß die Gleichspannungsquelle
zumindest eine Solarzelle und einen Energiespeicher umfaßt.
Dabei ist nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der
Energiespeicher einen Kondensator, vorzugsweise in Form einer
Goldkappe, umfaßt.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß über die elektronische
Schaltung eine Messung ab einer Mindestspannung von ungefähr 4 V
aktivierbar ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Anzeigeeinrichtung im
wesentlichen gleichzeitig mit dem Aktivieren einer Messung
einschaltbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der
Schwellenwiderstand ungefähr 400 kΩ.
Die bestimmte Zeitdauer beträgt vorteilhafterweise zumindest
ungefähr 0,2 bis 0,3 s gemäß der Erfindung.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß über die aktivierte elektronische Schaltung
eine getaktete Messung durchführbar ist.
Vorgeschlagen ist dabei gemäß der Erfindung, daß die effektive
Meßzeit mindestens ungefähr 5 × 10-4 s, vorzugsweise ungefähr 1 ×
10-3 s, beträgt.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß pro Sekunde
mindestens 2 Messungen, vorzugsweise 2 bis 3 Messungen,
durchführbar sind.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß der erste Zustand beim
Unterschreiten des Schwellenwiderstands über mindestens zwei
hintereinanderfolgende Meßzeiten aktivierbar ist.
Eine erfindungsgemäße Weiterentwicklung ist dadurch
gekennzeichnet, daß drei Elektroden in unterschiedlichen Höhen am
distalen Endbereich des Stabs bereitgestellt sind.
Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß eine erste
Elektrode von der distalen Spitze des Stabs her zugänglich ist und
als Referenzelektrode fungiert.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgeschlagen, daß zwei Widerstände,
einer zwischen der ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode
und der andere zwischen der ersten Elektrode und der dritten
Elektrode, unter dem Schwellenwiderstand im ersten Zustand liegen,
wobei ansonsten der zweite Zustand vorliegt.
Der Stab kann erfindungsgemäß aus glasfaserverstärktem Kunststoff
mit eingearbeiteten Elektroden ausgebildet ist.
Ferner schlägt die Erfindung vor, daß der Stab zusammen mit den
Leitern als Form- oder Spritzgußteil ausgebildet ist, oder daß der
Stab hohl zur Aufnahme der Leiter Schaltung als Form- oder
Spritzgußteil ausgebildet ist.
Die elektronische Schaltung, die Gleichspannungsquelle und die
Anzeigeeinrichtung können nach der Erfindung zwischen dem Stab und
einem mit diesem verbundenen Gehäuse befestigt sein.
Es kann dabei vorgesehen sein, daß das Gehäuse und/oder der Stab
mit einem Fenster für zumindest einen Teil der Anzeigeeinrichtung
und/oder der Gleichspannungsquelle ausgebildet ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Stab in einem
Fuß lagerbar ist.
Dabei kann der Fuß einen Saugkopf aufweisen.
Schließlich schlägt die Erfindung auch vor, daß eine Abdeckung
über die Solarzelle aufbringbar ist.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde,
daß zufällige Kurzschlüsse bzw. Strombrückenbildungen durch Wur
zeln, Granulate oder dergleichen beim Einstecken in, beispielswei
se, ein Pflanzgefäß, dadurch nicht zu falschen Meßergebnissen
führen, daß beispielsweise zwei Widerstände zwischen drei
vorzugsweise in unterschiedlichen Höhen angeordneten Elektroden
über eine bestimmte Zweitdauer unterhalb eines Schwellenwerts
liegen müssen, bevor in einen ersten Zustand geschaltet wird, der
anzeigt, daß ein bestimmter Flüssigkeitsstand überschritten ist.
Außerdem liefert die Erfindung einen besonders energiesparenden
Flüssigkeitsstandanzeiger dadurch, daß die Messungen getaktet
stattfinden, wobei bei einer effektiven Meßzeit von 5 × 10-4 s und
einer Spannung von 5 V nur Ströme von jeweils ungefähr 5 × 10-6 A
fließen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand
von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei
zeigt
Fig. 1a eine perspektivische Vorderansicht eines erfin
dungsgemäßen Flüssigkeitsstandanzeigers samt Stand
fuß;
Fig. 1b eine perspektivische Rückansicht des Flüssig
keitsstandanzeigers von Fig. 1a;
Fig. 2a eine Seitenansicht des in Fig. 1a gezeigten Flüs
sigkeitsstandanzeigers, ohne Standfuß;
Fig. 2b eine Rückansicht des Flüssigkeitsstandanzeigers von
Fig. 2a;
Fig. 3a eine Schnittansicht des oberen Bereichs des
Flüssigkeitsstandanzeigers von Fig. 1a;
Fig. 3b eine Rückansicht des in Fig. 3a gezeigten Ab
schnitts des Flüssigkeitsstandanzeigers;
Fig. 4 eine Schnittansicht des distalen Endbereichs des
Flüssigkeitsstandanzeigers; und
Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer mit dem erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsstandanzeiger verwendbaren
elektronischen Schaltung.
Wie den Fig. 1a und 1b zu entnehmen ist, besteht der
Flüssigkeitsstandanzeiger im wesentlichen aus einem Gehäuse 10 und
einem daran angebrachten Stab 20, der in einem Standfuß 2 mit
Saugkopf 3 zum Schutze gelagert werden kann. Im Bereich des
Gehäuses 10 befindet sich eine LCD-Anzeige 11, ein Lautsprecher 12
und eine Solarzelle 13. Dabei ist die LCD-Anzeige 11 und der
Lautsprecher 12 durch ein Fenster 28 in dem Stab 20 und die
Solarzelle 13 über ein Fenster 18 in dem Gehäuse 10 zum Teil von
außen sichtbar. Die Ausgestaltung des Stabs 20 mit seiner Spitze
im distalen Endbereich 21 ist dabei den Fig. 2a und 2b zu
entnehmen.
Die Fig. 3a und 3b zeigen Details im Bereich des Gehäuses 10,
insbesondere die Position der LCD-Anzeige 11, einer elektronischen
Schaltung 14, getragen auf einer Platine, eines mit dem
Lautsprecher 12 verbundenen Piezoquarzes 15, der Solarzelle 13 und
eines mit dieser verbundenen Energiespeichers, der in Form eines
Kondensators 16 ausgebildet ist.
Der distale Endbereich 21 des Stabs 20 ist im Detail in Fig. 4
dargestellt. Demnach sind drei Elektroden 22, 23, und 24 in
unterschiedlichen Höhen angeordnet und werden über Leiter 25, 26
bzw. 27 mit der elektronischen Schaltung 14 verbunden. Dabei dient
die Elektrode 22 als Referenzelektrode, relativ zu der über die
beiden anderen Elektroden 23, 24 mittels der elektronischen
Schaltung 14 Widerständen 40, 41 meßbar sind.
An die elektronische Schaltung 14 sind die LCD-Anzeige 11, die
Solarzelle 13, der Piezoquarz 15, der Energiespeicher 16 und die
Elektroden 22, 23 und 24 über die Widerstände 40 und 41
angeschlossen. Ferner umfaßt die elektronische Schaltung 14 einen
Mikroprozessor 17, Widerstände 51 bis 67, Kondensatoren 70 bis 73
sowie Transistoren 80 bis 87 und arbeitet wie folgt:
Beim Start wird davon ausgegangen, daß die Spannung UC über den Kondensator 16 0 V beträgt. Bei Lichteinfall auf die Solarzelle 13, die beispielsweise bei 1000 Lux mindestens 24 × 10-6 A bei 6 V liefert, beginnt ein Strom in der elektronischen Schaltung 14 zu fließen, wobei der Kondensator 16, der vorzugsweise eine Goldkappe mit einer Kapazität von 0,47 F ist, durch den Sperrstrom UCED des Transistors 80 über den Widerstand 52 langsam geladen wird, und der Mikroprozessor 17, beispielsweise eine EEPROM- Version, bei der der Programmspeicher im eingebauten Zustand gelöscht und wieder beschrieben werden kann, automatisch startet, wenn seine Mindestbetriebsspannung erreicht ist. Dann wird zuerst der Transistor 80 durchgeschaltet, um den Kondensator 16 aufzuladen. Ab einer Spannung von 4 V wird die LCD-Anzeige 13, die drei Eingänge besitzt, einen für Masse 30, einen für ein erstes Symbol 31 und einen für ein zweites Symbol 32, eingeschaltet und zeigt das erste Symbol 31 an, siehe Fig. 5 und Fig. 1a, das die Betriebsbereitschaft im Normalbetrieb signalisiert.
Beim Start wird davon ausgegangen, daß die Spannung UC über den Kondensator 16 0 V beträgt. Bei Lichteinfall auf die Solarzelle 13, die beispielsweise bei 1000 Lux mindestens 24 × 10-6 A bei 6 V liefert, beginnt ein Strom in der elektronischen Schaltung 14 zu fließen, wobei der Kondensator 16, der vorzugsweise eine Goldkappe mit einer Kapazität von 0,47 F ist, durch den Sperrstrom UCED des Transistors 80 über den Widerstand 52 langsam geladen wird, und der Mikroprozessor 17, beispielsweise eine EEPROM- Version, bei der der Programmspeicher im eingebauten Zustand gelöscht und wieder beschrieben werden kann, automatisch startet, wenn seine Mindestbetriebsspannung erreicht ist. Dann wird zuerst der Transistor 80 durchgeschaltet, um den Kondensator 16 aufzuladen. Ab einer Spannung von 4 V wird die LCD-Anzeige 13, die drei Eingänge besitzt, einen für Masse 30, einen für ein erstes Symbol 31 und einen für ein zweites Symbol 32, eingeschaltet und zeigt das erste Symbol 31 an, siehe Fig. 5 und Fig. 1a, das die Betriebsbereitschaft im Normalbetrieb signalisiert.
Mit einem Differenzverstärker, der die Transistoren 84, 85 umfaßt,
wird die Spannung UC an den Kondensator 16 überwacht. Sobald UC
5,5 V erreicht, geht das Eingangssignal an einem Anschluß PA0 des
Mikroprozessors 17 von einem niedrigen Pegel auf einen hohen
Pegel. Dies zeigt, daß der Kondensator 16 seine maximal zulässige
Spannung erreicht hat, so daß der Mikroprozessor 17 dann durch
einen Niedrig-Pegel an seinem Anschluß PC0 über die Transistoren
80, 82 den Solarstrom abschaltet.
Im Normalbetrieb, in dem das erste Symbol 31 auf der LCD-Anzeige
11 aufleuchtet, beträgt UC mindestens 4 V, so daß eine korrekte
Überwachung der Widerstände 40, 41 über einen zweiten
Differenzverstärker, der die Transistoren 86, 87 umfaßt,
durchgeführt werden kann. Die Aufgabe der Schaltung 14 liegt dabei
darin, den Zustand zu signalisieren, in dem die Widerstände 40 und
41 unter 400 kΩ liegen. Die Schaltschwelle ist zu diesem Zweck so
gewählt, daß zur Überwachung einfache Spannungsteiler ausreichen,
nämlich die Widerstände 40, 62 bzw. 41, 63.
Um Strom zu sparen, wird die Messung immer nur sehr kurzzeitig
durchgeführt, indem über den Transistor 83 Meßzeiten von jeweils
1 × 10-3 s geschaltet werden. Am Ende der Torzeit der Meßzeit
werden die Eingänge PA0, PA1, PA2 und PA3 des Mikroprozessors 17
erfaßt und der-Transistor 83 durch einen Hoch-Pegel an dem
Anschluß PC2 des Mikroprozessors 17 gesperrt. Dabei werden pro
Sekunde zwei bis drei Messungen durchgeführt.
Der Normalbetrieb geht in den Alarmzustand über, wenn beide
Widerstände 40, 41 kleiner als 400 kΩ sind, d. h. wenn an den An
schlüssen PA2 und PA3 des Mikroprozessors 17 eine Niedrig-Pegel
gemessen wird, und zwar, um ein zufälliges Auslösen des
Alarmzustands zu verhindern, an zwei aufeinanderfolgenden
Messungen. Daraufhin wird auch das zweite Symbol 32 der
LCD-Anzeige 11 sowie der Piezoquarz 15 aktiviert, siehe Fig. 1a, um
anzuzeigen, daß der Flüssigkeitsstand ausreichend ist.
Kommt es zur Erschütterung des Piezoquarzes 15 können Spannungs
spitzen verursacht werde, weshalb zum Schutze des Mikroprozessors
17 ein Tiefpaßfilter, umfassend die Widerstände 64, 65 sowie den
Kondensator 71, vorgeschaltet ist.
Ein Fachmann kann Fig. 5 noch weitere Details entnehmen, auf die
hier nicht näher eingegangen wird, da sie zum Stand der Technik
zählen.
Für die Verwendung des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsstandanzeigers 1 wird dieser aus dem schützenden Fuß
2, der über den Saugkopf 3 beispielsweise an einem nicht gezeigten
Balkon befestigt ist, entfernt und in ein nicht gezeigtes
Pflanzgefäß eingeführt, bis die Spitze des Stabs 20 auf den Boden
desselben stößt. Befindet sich der Flüssigkeitsstandanzeiger 1 im
Normalbetrieb, leuchtet das erste Symbol 31 auf der LCD-Anzeige 11
auf, was symbolisiert, daß Flüssigkeit zugeführt werden soll.
Sodann kann Nährlösung oder Gießwasser zugeführt werden. Sobald
der Flüssigkeitsspiegel ein Niveau erreicht, in dem die
Widerstände 40 und 41 zwischen den Elektroden 22, 23 bzw. 22, 24
400 kΩ unterschritten haben, aufgrund der elektrolytischen
Eigenschaften der Flüssigkeit, wird über den Mikroprozessor 17
nach zwei aufeinanderfolgenden Messungen in den Alarmzustand, in
dem das zweite Symbol 32 zugeschaltet wird und über den
Lautsprecher 12 Signaltöne ausgesandt werden, um anzuzeigen, daß
mit dem Zuführen von Gießwasser oder Nährlösung abgeschlossen
werden kann, umgeschaltet.
Die in der vorstehenden Beschreibung in den Zeichnungen sowie in
den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich
sein.
1
Flüssigkeitsstandanzeiger
2
Fuß
3
Saugkopf
10
Gehäuse
11
LCD-Anzeige
12
Lautsprecher
13
Solarzelle
14
elektronische Schaltung
15
Piezoquarz
16
Kondensator
17
Mikroprozessor
18
Fenster
20
Stab
21
Endbereich
22
Elektrode
23
Elektrode
24
Elektrode
25
Leiter
26
Leiter
27
Leiter
28
Fenster
30
Masse
31
erstes Symbol
32
zweites Symbol
40
Widerstand
41
Widerstand
51
Widerstand
52
Widerstand
53
Widerstand
54
Widerstand
55
Widerstand
56
Widerstand
57
Widerstand
58
Widerstand
59
Widerstand
60
Widerstand
61
Widerstand
62
Widerstand
63
Widerstand
64
Widerstand
65
Widerstand
66
Widerstand
67
Widerstand
70
Kondensator
71
Kondensator
72
Kondensator
73
Kondensator
80
Transistor
81
Transistor
82
Transistor
83
Transistor
84
Transistor
85
Transistor
86
Transistor
87
Transistor
Claims (28)
1. Flüssigkeitsstandanzeiger, insbesondere für Pflanzgefäße,
umfassend einen langgestreckten Stab mit mindestens zwei
gegeneinander isolierten Elektroden, eine elektronische Schaltung,
die mit den Elektroden über in dem Stab verlaufende Leiter
verbunden und von einer Gleichspannungsquelle gespeist ist, und
eine Anzeigeeinrichtung für den Flüssigkeitsstand, die über die
elektronische Schaltung in mindestens zwei unterschiedliche
Zustände bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster
Zustand beim Unterschreiten eines Schwellenwiderstands, gemessen
über zumindest zwei Wege zwischen mindestens drei Elektroden (22,
23, 24) für eine bestimmt Zeitdauer, aktivierbar ist, um
anzuzeigen, daß ein bestimmter Flüssigkeitsstand überschritten
ist, während ein zweiter Zustand bei allen sonstigen
Widerstandsmessungen vorliegt.
2. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung (14) einen
Mikroprozessor (17) enthält, mit dem die Anzeigeeinrichtung (11,
12), die Gleichspannungsquelle (13, 16) und zu messende
Widerstände (40, 41) verbunden sind.
3. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (11, 12) optische
und/oder akustische Signale aussendet.
4. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine LCD-Anzeige (11)
und/oder einen Lautsprecher (12) umfaßt.
5. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lautsprecher (12) über einen Piezoquarz
(15) mit dem Mikroprozessor (17) verbunden ist.
6. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Piezoquarz (15) und dem
Mikroprozessor (17) ein Tiefpaßfilter (64, 65, 71)
zwischengeschaltet ist.
7. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle
zumindest eine Solarzelle (13) und einen Energiespeicher (16)
umfaßt.
8. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Energiespeicher einen Kondensator (16),
vorzugsweise in Form einer Goldkappe, umfaßt.
9. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die elektronische
Schaltung (14) eine Messung ab einer Mindestspannung von ungefähr
4 V aktivierbar ist.
10. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (11, 12) im
wesentlichen gleichzeitig mit dem Aktivieren einer Messung
einschaltbar ist.
11. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwiderstand
ungefähr 400 kΩ beträgt.
12. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeitdauer
zumindest ungefähr 0,2 bis 0,3 s beträgt.
13. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die aktivierte
elektronische Schaltung (14) eine getaktete Messung durchführbar
ist.
14. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die effektive Meßzeit mindestens ungefähr 5 ×
10-4 s, vorzugsweise ungefähr 1 × 10-3 s, beträgt.
15. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß pro Sekunde mindestens 2 Messungen,
vorzugsweise 2 bis 3 Messungen, durchführbar sind.
16. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zustand beim Unterschreiten
des Schwellenwiderstands über mindestens zwei
hintereinanderfolgende Meßzeiten aktivierbar ist.
17. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Elektroden (22, 23,
24) in unterschiedlichen Höhen am distalen Endbereich (21) des
Stabs (20) bereitgestellt sind.
18. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß eine erste Elektrode (22) von der distalen
Spitze des Stabs (20) her zugänglich ist und als Referenzelektrode
fungiert.
19. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Widerstände (40, 41), einer zwischen der
ersten Elektrode (22) und einer zweiten Elektrode (23) und der
andere zwischen der ersten Elektrode (22) und der dritten
Elektrode (24), unter dem Schwellenwiderstand im ersten Zustand
liegen, wobei ansonsten der zweite Zustand vorliegt.
20. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (20) aus
glasfaserverstärktem Kunststoff mit eingearbeiteten Elektroden
(22, 23, 24) ausgebildet ist.
21. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (20) zusammen mit
den Leitern (25, 26, 27) als Form- oder Spritzgußteil ausgebildet
ist.
22. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (20) hohl zur Aufnahme der
Leiter (25, 26, 27) als Form- oder Spritzgußteil ausgebildet ist.
23. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung
(14), die Gleichspannungsquelle (13) und die Anzeigeeinrichtung
(11, 12) zwischen dem Stab (20) und einem mit diesem verbundenen
Gehäuse (10) befestigt sind.
24. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem Fenster (18) für
zumindest einen Teil der Anzeigeeinrichtung (11, 12) und/oder der
Gleichspannungsquelle (13, 16) ausgebildet ist.
25. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 23 oder 24, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stab (20) mit einem Fenster (28) für
zumindest einen Teil der Anzeigeeinrichtung (11, 12) und/oder der
Gleichspannungsquelle (13, 16) ausgebildet ist.
26. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (20) in einem Fuß
(2) lagerbar ist.
27. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fuß (2) einen Saugkopf (3) aufweist.
28. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 7 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung über die Solarzelle
(13) aufbringbar ist.
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