DE19741892A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Quantität und Qualität einer Flüssigkeit - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Quantität und Qualität einer FlüssigkeitInfo
- Publication number
- DE19741892A1 DE19741892A1 DE19741892A DE19741892A DE19741892A1 DE 19741892 A1 DE19741892 A1 DE 19741892A1 DE 19741892 A DE19741892 A DE 19741892A DE 19741892 A DE19741892 A DE 19741892A DE 19741892 A1 DE19741892 A1 DE 19741892A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- resistance element
- voltage
- quality
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
- G01F23/246—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
- G01F23/247—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices for discrete levels
- G01F23/248—Constructional details; Mounting of probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
- G01F23/246—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
- G01F23/247—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices for discrete levels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
- G01N27/18—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by changes in the thermal conductivity of a surrounding material to be tested
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2888—Lubricating oil characteristics, e.g. deterioration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bestimmung und/oder Überwachung der Quantität und
Qualität einer Flüssigkeit, bei welcher eine
Qualitätsverminderung durch Erniedrigung der Siedetemperatur
erfolgt. Dies ist insbesondere bei hygroskopischen
Flüssigkeiten, beispielsweise bei Bremsflüssigkeiten auf
Glykolbasis oder bei Motorenöl, der Fall.
Da bekanntlich durch Aufnahme von Wasser der Siedepunkt der
Bremsflüssigkeit absinkt, so daß die Funktionsfähigkeit der
Bremse bei stark erwärmter Bremsflüssigkeit vermindert wird,
ist die Überwachung des Zustandes der Bremsflüssigkeit
besonders wichtig. Außerdem ist es in diesem Zusammenhang
auch zweckmäßig, den Füllstand der Bremsflüssigkeit im
hydraulischen System festzustellen.
Aus DE 36 39 664 C2 ist bereits ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Überwachung des Zustandes oder der
Beschaffenheit einer hydraulischen Flüssigkeit bekannt,
wobei mit Hilfe von Sensorelementen der Siedepunkt ermittelt
wird. Außer dem Siedepunkt wird die momentane Temperatur der
Flüssigkeit gemessen. Als Maß der Temperaturdifferenz
zwischen Siedepunkt und momentaner Temperatur wird eine
sogenannte "thermische Reserve" gebildet und zur Anzeige
gebracht.
In DE 41 13 443 C2 wird eine Vorrichtung zum Nachweis eines
flüssigen oder gasförmigen Mediums, insbesondere einer auf
eine bestimmte Füllhöhe in ein Gefäß gefüllten Flüssigkeit,
mit mindestens einer mit dem Medium in Berührung bringbaren
Sensoreinheit beschrieben. Dazu werden ein Heizelement und
ein Temperaturfühler eingesetzt, wobei die Beeinflussung des
Temperaturfühlers durch das Heizelement je nach
Vorhandensein oder Fehlen von Flüssigkeit des zu
überprüfenden Mediums erfolgt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, wobei sowohl der
Füllstand bzw. die Quantität als auch die Beschaffenheit
bzw. Qualität einer Flüssigkeit auf einfache aber sichere
Weise automatisch bestimmt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zeitlich nacheinander sowohl der Füllstand als auch die
Beschaffenheit der - insbesondere hygroskopischen -
Flüssigkeit mit einem einzigen Sensor einer Meßeinrichtung
ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die
Bestimmung bzw. Messung von Quantität und Qualität der im
System befindlichen Bremsflüssigkeiten jeder Zeit und von
nicht besonders geschultem Personal ohne großen Zeitaufwand
durchführbar ist. Außer zur Überwachung von Bremsflüssigkeit
ist das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Überwachung von
anderen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Motorenöl,
geeignet.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß zur
Ermittlung des Füllstandes ein in dem System befindliches,
den Sensor darstellendes temperaturabhängiges
Widerstandselement durch Zuführung von Strom erhitzt wird
und gleichzeitig die Spannung über dem Widerstandselement
gemessen wird, wobei wenigstens zwei Spannungswerte zur
Ermittlung des Füllstandes benutzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht
darin, daß zur Ermittlung der Beschaffenheit bzw. Qualität
der Flüssigkeit dem temperaturabhängigen Widerstandselement
zur Erhöhung der Temperatur Strom solcher Stärke zugeführt
wird, daß die Siedetemperatur der zu prüfenden Flüssigkeit
bei einer vorgegebenen Qualität gerade noch nicht erreicht
wird, daß gleichzeitig die Spannung über dem
temperaturabhängigen Widerstandselement gemessen wird und
daß dieser Spannungsverlauf mit den für unterschiedliche
Qualitäten typischen Spannungsverläufen verglichen wird.
Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Ermittlung der Qualität
der Flüssigkeit nur dann erfolgt, wenn das gesamte
temperaturabhängige Widerstandselement mit Flüssigkeit
bedeckt ist.
Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß zur Ermittlung der Qualität der
Flüssigkeit einem Heiz-Widerstandselement zur Erhöhung der
Temperatur Strom solcher Stärke zugeführt wird, daß die
Siedetemperatur der zu prüfenden Flüssigkeit bei einer
vorgegebenen Qualität gerade noch nicht erreicht wird, daß
gleichzeitig die Spannung über dem mit Strom geringer Stärke
gespeisten temperaturabhängigen Widerstandselement gemessen
wird und daß dieser Spannungsverlauf mit den für
unterschiedliche Qualitäten typischen Spannungsverläufen
verglichen wird.
Hierbei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß unmittelbar
nach Einschalten des Stroms der gemessene Spannungswert zur
Berechnung der Umgebungstemperatur herangezogen wird, daß
der daraus gewonnene Wert gespeichert und bei der Bestromung
des Heiz-Widerstandselementes berücksichtigt wird.
Als vorteilhafte Variante der Erfindung hat sich
herausgestellt, daß zunächst die Temperatur der Flüssigkeit
durch Stromzufuhr zum ein temperaturabhängiges
Widerstandselement enthaltenden Sensor erhöht wird, daß
gleichzeitig zur Ermittlung des Füllstandes die Spannung
über dem temperaturabhängigen Widerstandselement gemessen
wird, daß danach diese Spannung als Kriterium dazu dient,
die Ermittlung der Qualität einzuleiten bzw. bei niedrigem
Flüssigkeitsstand nicht einzuleiten, daß dann bei der
Ermittlung der Qualität der Flüssigkeit ein im Sensor
enthaltenes Heiz-Widerstandselement mit Strom solcher Stärke
beaufschlagt wird, daß die Siedetemperatur der zu prüfenden
Flüssigkeit bei einer vorgegebenen Qualität gerade noch
nicht erreicht wird, daß gleichzeitig die Spannung über dem
mit Strom geringer Stärke gespeisten temperaturabhängigen
Widerstandselement gemessen wird und daß schließlich dieser
Spannungsverlauf mit den für unterschiedliche Qualitäten
typischen Spannungsverläufen verglichen wird, wobei eine
automatische Meldung von Füllstand und Qualität der
Flüssigkeit optisch und/oder akustisch erfolgt.
Bei verschiedenen Anwendungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens brauchen Messungen nur in größeren Zeitabständen
vorgenommen zu werden, wobei dann Messungen während des
Stillstandes des Kraftfahrzeugs vorzuziehen sind. Dazu ist
bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen, daß die Ermittlung des Füllstandes und/oder die
Ermittlung der Qualität der Flüssigkeit in der Zeit zwischen
dem Öffnen eines Kraftfahrzeugs und Starten des Motors des
Kraftfahrzeugs erfolgen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß der im Flüssigkeitssystem
angeordnete Sensor an eine Meßeinrichtung angeschlossen ist,
welche einerseits eine Stromquelle zur Stromspeisung des
Sensors und andererseits ein Spannungsmeßgerät zur
Ermittlung der Spannung am Sensor enthält, daß außerdem ein
Computer zur Steuerung des Meßablaufs sowie ein optisches
und/oder akustisches Anzeigegerät vorgesehen sind.
Bei einer Weiterbildung dieser Vorrichtung ist vorgesehen,
daß der Sensor aus einem temperaturabhängigen
Widerstandselement besteht.
Eine andere Weiterbildung dieser Vorrichtung besteht darin,
daß der Sensor zusätzlich zum temperaturabhängigen
Widerstandselement ein Heiz-Widerstandselement aufweist.
Dabei ist es vorteilhaft, daß die beiden Widerstandselemente
nahe beieinander angeordnet sind. Als zweckmäßig hat sich
erwiesen, daß das Heiz-Widerstandselement unterhalb des
temperaturabhängigen Widerstandselementes angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung besteht darin, daß das hydraulische
Flüssigkeitssystem ein Bremssystem mit einer
Bremsflüssigkeit auf Glykolbasis ist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Mehrere
davon sind schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer
Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Ablauf-Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ermittlung von Quantität und Qualität einer
hydraulischen Flüssigkeit,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 eine Ausbildung des Sensors,
Fig. 4 diverse Anordnungen der Widerstandselemente in der
Flüssigkeit,
Fig. 5 ein Strom-Zeit-Diagramm des temperaturabhängigen
Widerstandes,
Fig. 6 ein Spannungs-Zeit-Diagramm des temperaturabhängigen
Widerstandes,
Fig. 7 ein Strom-Zeit-Diagramm der beiden
Widerstandselemente und
Fig. 8 ein Spannungs-Zeit-Diagramm des Widerstandselementes
1 mit dem Spannungs-Zeit-Verlauf für eine qualitativ
hochwertige und qualitativ niedrigerwertige
Flüssigkeit.
Der in Fig. 1 dargestellte Ablaufplan für die Bestimmung von
Quantität und Qualität einer in einem hydraulischen System
befindlichen Flüssigkeit kann beispielsweise als Programm in
einem Mikrocomputer abgelegt sein. Der Ablaufplan beginnt
nach dem Start A bei B für die Füllstandsmessung mit der
Zuführung eines Stroms I1 während der Zeit t zum
temperaturabhängigen Widerstand des Sensors und
gleichzeitiger Messung der Spannung U über dem
temperaturabhängigen Widerstand. Danach wird in der
Verzweigung C die Differenz δU = U1-U0 der gemessenen
Spannungswerte U0 und U1 mit dem Grenzwert NIVlimit
verglichen. Liegt die Differenz δU, gebildet aus den
Spannungswerten U0 und U1, oberhalb des Grenzwertes in
NIVlimit, dann erfolgt am Ja-Ausgang die Meldung "Füllstand
okay", welche bei D optisch und/oder akustisch angezeigt
werden kann. Der in der Verzweigung C des Ablauf-Diagramms
genannte Grenzwert NIVlimit ist dabei so groß, daß eine
Qualitätsmessung nur erfolgt, wenn der gesamte Sensor mit
Flüssigkeit bedeckt ist. Wenn die Differenz δU der
Spannungswerte U0 und U1 unterhalb des Grenzwertes NIVlimit
liegt, wird am Nein-Ausgang ein Signal abgegeben, wonach
eine Qualitätsmessung nicht möglich ist, da der Füllstand
unter einem bestimmten Niveau liegt. Bei E wird sodann eine
entsprechende optische und/oder akustische Warnmeldung
abgegeben.
Für die Zustands- oder Qualitätsmessung bei F wird während
der Zeit t einerseits das temperaturabhängige
Widerstandselement mit Strom I1 und andererseits das
Heiz-Widerstandselement mit Strom I2 versorgt und
gleichzeitig die Spannung U über dem temperaturabhängigen
Widerstandselement 1 gemessen.
In der Verzweigung G werden nun die gemessenen
Spannungswerte mit mindestens einem Grenzwert Quallimit
verglichen, oberhalb dessen am Ja-Ausgang eine Meldung
"Qualität okay" erfolgt, welche bei H optisch und/oder
akustisch angezeigt werden kann. Liegt der Spannungsverlauf
der gemessenen Spannungswerte unterhalb eines oder mehrerer
Grenzwerte Quallimit, wird am Nein-Ausgang der Verzweigung G
ein Signal abgegeben, wodurch bei K eine optische und/oder
akustische Meldung der zu geringen Qualität der Flüssigkeit
abgegeben wird. Bei einer Bremsflüssigkeit beträgt der
Siedepunkt im Neuzustand etwa 200°C, während durch
Wasseraufnahme der Siedepunkt auf beispielsweise 120°C
sinken kann.
Die Ausgangssignale von D bzw. E sowie K bzw. H werden
gespeichert. Eine Zwangswartezeit bei L verhindert den
sofortigen Neustart des Ablaufs bei A, bevor die zu
untersuchende Flüssigkeit abgekühlt ist.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild mit dem
temperaturabhängigen Widerstandselement 1 und dem
Heiz-Widerstandselement 2, welche zur Versorgung mit Strom
I1 und I2 an Stromquellen 3 und 4 angeschlossen sind. Mit
Hilfe der Spannungsmeßeinrichtung 6 wird gleichzeitig die
über dem temperaturabhängigen Widerstandselement 1
anliegende Spannung U ermittelt. Der Ablauf dieses
Verfahrens wird von einem Mikrocomputer 7 gesteuert, an
dessen Ausgang außerdem ein optisch-akustisches Anzeigegerät
8 angeschlossen ist.
Fig. 3 zeigt einen Sensor in perspektivischer Darstellung.
Dieser besteht aus zwei in unmittelbarer Nähe zueinander in
Halterungen 11, 12 angeordneten Widerstandselementen 1, 2,
wobei das temperaturabhängige Widerstandselement 1
zweckmäßigerweise oberhalb des Heiz-Widerstandselementes 2
angeordnet ist.
Zur Füllstands- oder Niveau-Messung wird dabei nur das
temperaturabhängige Widerstandselement 1 benutzt, welches
gemäß Fig. 4a auch senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel oder
gemäß Fig. 4b parallel zum Flüssigkeitsspiegel angeordnet
sein kann. Dieses Widerstandselement 1 wird als Heizer und
Widerstand zugleich betrieben. Da die Wärmeableitung des
Widerstandselementes 1 innerhalb und außerhalb der
Flüssigkeit unterschiedlich stark erfolgt, wird ein
definierter, konstanter Heizstrom I1 derart eingestellt, daß
das unterschiedliche Wärmeableitungsverhalten des
Widerstandselementes 1 sich eindeutig meßbar in einer
Veränderung seiner Widerstandsgröße äußert.
Zur Qualitätsmessung wird neben dem temperaturabhängigen
Widerstandselement 1 das zweite Widerstandselement 2 als
Heiz-Widerstandselement in Betrieb genommen. Die Anordnung
der beiden Widerstandselemente 1, 2 ist derart, daß vom
Widerstandselement 2 erhitzte bzw. zum Sieden gebrachte
Flüssigkeit die Wärmeableitungsverhältnisse am
Widerstandselement 1 beeinflußt. Aus mindestens einer über
dem Widerstandselement 1 gemessenen Spannung U kann nun
durch Vergleich mit bekannten Spannungswerten eine
Gut/Schlecht-Angabe zur Qualität der Flüssigkeit abgeleitet
werden.
Die beiden parallel liegenden Widerstandselemente 1 und 2
können ebenfalls - so wie in Fig. 4c und 4d gezeigt -
senkrecht, geneigt oder parallel zum Flüssigkeitsspiegel
angeordnet sein, müssen jedoch für diese Messung immer von
der Flüssigkeit ganz bedeckt sein. Um den Einfluß des
heizenden Widerstandselementes 2 auf das temperaturabhängige
Widerstandselement 1 zu maximieren, ist die Plazierung des
Widerstandselementes 2 unterhalb des Widerstandselementes 1
sinnvoll.
Selbstverständlich ist eine Zustandsmessung auch allein mit
dem Widerstandselement 1 möglich, wenn dieses in vollständig
in Flüssigkeit eingetauchtem Zustand mit einem Strom I2
versorgt und dabei gleichzeitig die Spannungsmessung über
dem zeitlichen Verlauf durchgeführt wird. Die Auswertung des
Spannungsverlaufs kann ebenfalls anhand charakteristischer
Werte, z. B. wie in Fig. 8 gezeigt, erfolgen und führt zu
einer Qualitätsaussage.
Nach Fig. 5 wird das (gemäß Fig. 4a) schräg oder senkrecht
in die Flüssigkeit eintauchende temperaturabhängige
Widerstandselement 1 während eines Zeitfensters t von einem
konstanten elektrischen Heizstrom I1 durchflossen. Dadurch
heizt sich das Element auf und verändert währenddessen
seinen elektrischen Widerstand. Es wird die Spannung über
dem Widerstandselement 1 ständig, zumindestens aber am
Beginn und am Ende der Bestromungsphase gemäß Fig. 6
gemessen. Die Wärme des Widerstandselementes 1 wird von
seinem in die Flüssigkeit eintauchenden Bereich stärker
abgeleitet, als von seinem sich oberhalb der Flüssigkeit
befindlichen Bereich. Folglich äußern sich verschieden hohe
Flüssigkeits-Niveaus in unterschiedlichen Wärmeableitungen
und demzufolge in unterschiedlicher Spannung U über dem
Widerstandselement 1. Aus mindestens zwei über dem
Widerstandselement 1 gemessenen Spannungen U0 und U1 läßt
sich folglich der Flüssigkeitsstand ermitteln.
Bei dem (gemäß Fig. 4b) parallel zum Flüssigkeitsspiegel
angeordneten Widerstandselement 1 verändert sich das
Wärmeableitungsverhalten schlagartig, je nachdem, ob sich
dieses innerhalb oder außerhalb der Flüssigkeit befindet.
Eine solche Anordnung kann beispielsweise die Existenz einer
Flüssigkeit in einer bestimmten Füllhöhe feststellen.
Zur Bestimmung der Qualität von Flüssigkeiten, die mit
zunehmender Wasseraufnahme absinkt, was zum Beispiel bei
Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis der Fall ist, kann die
Siedetemperatur als Maß für die Qualität herangezogen
werden. Je geringer der Wassergehalt der Flüssigkeit ist,
desto höher ist bekanntlich ihr Siedepunkt und damit ihre
Qualität. Zu deren Bestimmung kann nun das weitere
Widerstandselement 2 als Heiz-Widerstandselement dienen,
welches während eines Zeitfensters t gemäß Fig. 7 von einem
konstanten elektrischen Strom I2 durchflossen wird. Die
Stromstärke wird dabei derart gewählt, daß die
Siedetemperatur der zu prüfenden Flüssigkeit bei maximaler
oder einer vorgegebenen Qualität gerade nicht erreicht wird.
Sinkt die Qualität der zu überprüfenden Flüssigkeit infolge
von Wasseraufnahme ab, so bringt das heizende
Widerstandselement 2 die Flüssigkeit zum Sieden. Durch das
Sieden der Flüssigkeit wird das Widerstandselement 1
anstelle von Flüssigkeit nun von aufsteigenden Blasen und
Dampf umgeben. Das Widerstandselement 1 wird während der
Messung konstant von einem geringen Strom I1 durchflossen,
welcher lediglich dazu dient, die Spannung über dem Element
1 messen zu können. Dementsprechend ist die Stromstärke I1
während der Qualitätsmessung derart gewählt, daß vom
Widerstandselement 1 keine Heizwirkung ausgeht.
Der Spannungsanstieg über dem Widerstandselement 1 erfolgt
gemäß Fig. 8 in einer qualitativ hochwertigeren
Bremsflüssigkeit stärker (Kurve a), als in einer qualitativ
minderwertigeren Bremsflüssigkeit (Kurve b). Außerdem ist
der weitere Spannungsverlauf in einer qualitativ
minderwertigeren Bremsflüssigkeit unruhiger und
sprunghafter, da bei der Aufheizung von Widerstandselement 2
eine Verdampfung stattfindet, wodurch sich an ihm ständig
Bläschen bilden und wieder lösen. Dabei ist die hierbei
auftretende Verdampfungskälte als temperaturmindernd an
Widerstandselement 1, dementsprechend als
widerstandsbeeinflussend, zu betrachten. Die
Gut/Schlecht-Auswertung läßt sich besonders einfach
realisieren, wenn die Spannungshöhe zu einigen
charakteristischen Zeitpunkten (c, d) gemessen und mit
typischen Spannungswerten einer guten bzw. schlechten
Bremsflüssigkeit verglichen wird.
Claims (14)
1. Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung der
Quantität und Qualität einer Flüssigkeit, bei welcher eine
Qualitätsverminderung durch Erniedrigung der Siedetemperatur
erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich nacheinander
sowohl der Füllstand als auch die Beschaffenheit der-
insbesondere hygroskopischen - Flüssigkeit mit einem
einzigen Sensor einer Meßeinrichtung ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Ermittlung des Füllstandes ein in dem System
befindliches, den Sensor darstellendes temperaturabhängiges
Widerstandselement (1) durch Zuführung von Strom erhitzt
wird und gleichzeitig die Spannung über dem
Widerstandselement (1) gemessen wird, wobei wenigstens zwei
Spannungswerte zur Ermittlung des Füllstandes benutzt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Ermittlung der Beschaffenheit bzw. Qualität der
Flüssigkeit dem temperaturabhängigen Widerstandselement (1)
zur Erhöhung der Temperatur Strom solcher Stärke zugeführt
wird, daß die Siedetemperatur der zu prüfenden Flüssigkeit
bei einer vorgegebenen Qualität gerade noch nicht erreicht
wird, daß gleichzeitig die Spannung über dem
temperaturabhängigen Widerstandselement (1) gemessen wird
und daß dieser Spannungsverlauf mit den für unterschiedliche
Qualitäten typischen Spannungsverläufen verglichen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ermittlung der Qualität der Flüssigkeit nur dann
erfolgt, wenn das gesamte temperaturabhängige
Widerstandselement (1) mit Flüssigkeit bedeckt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Ermittlung der Qualität der Flüssigkeit einem
Heiz-Widerstandselement (2) zur Erhöhung der Temperatur
Strom solcher Stärke zugeführt wird, daß die Siedetemperatur
der zu prüfenden Flüssigkeit bei einer vorgegebenen Qualität
gerade noch nicht erreicht wird, daß gleichzeitig die
Spannung über dem mit Strom geringer Stärke gespeisten
temperaturabhängigen Widerstandselement (1) gemessen wird
und daß dieser Spannungsverlauf mit den für unterschiedliche
Qualitäten typischen Spannungsverläufen verglichen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
unmittelbar nach Einschalten des Stroms der gemessene
Spannungswert zur Berechnung der Umgebungstemperatur
herangezogen wird, daß der daraus gewonnene Wert gespeichert
und bei der Bestromung des Heiz-Widerstandselementes (2)
berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst die Temperatur der Flüssigkeit durch Stromzufuhr
zum ein temperaturabhängiges Widerstandselement (1)
enthaltenden Sensor erhöht wird, daß gleichzeitig zur
Ermittlung des Füllstandes die Spannung über dem
temperaturabhängigen Widerstandselement (1) gemessen wird,
daß danach diese Spannung als Kriterium dazu dient, die
Ermittlung der Qualität einzuleiten bzw. bei niedrigem
Flüssigkeitsstand nicht einzuleiten, daß dann bei der
Ermittlung der Qualität der Flüssigkeit ein im Sensor
enthaltenes Heiz-Widerstandselement (2) mit Strom solcher
Stärke beaufschlagt wird, daß die Siedetemperatur der zu
prüfenden Flüssigkeit bei einer vorgegebenen Qualität gerade
noch nicht erreicht wird, daß gleichzeitig die Spannung über
dem mit Strom geringer Stärke gespeisten
temperaturabhängigen Widerstandselement (1) gemessen wird
und daß schließlich dieser Spannungsverlauf mit den für
unterschiedliche Qualitäten typischen Spannungsverläufen
verglichen wird, wobei eine automatische Meldung von
Füllstand und Qualität der Flüssigkeit optisch und/oder
akustisch erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ermittlung des Füllstandes und/oder die Ermittlung der
Qualität der Flüssigkeit in der Zeit zwischen dem Öffnen
eines Kraftfahrzeugs und Starten des Motors des
Kraftfahrzeugs erfolgen.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der im Flüssigkeitssystem angeordnete Sensor an eine
Meßeinrichtung angeschlossen ist, welche einerseits eine
Stromquelle (3, 4) zur Stromspeisung des Sensors und
andererseits ein Spannungsmeßgerät (6) zur Ermittlung der
Spannung am Sensor enthält, daß außerdem ein Computer (7)
zur Steuerung des Meßablaufs sowie ein optisches und/oder
akustisches Anzeigegerät (8) vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor aus einem temperaturabhängigen
Widerstandselement (1) besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor zusätzlich zum temperaturabhängigen
Widerstandselement (1) ein Heiz-Widerstandselement (2)
aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Widerstandselemente (1, 2) nahe beieinander
angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heiz-Widerstandselement (2) unterhalb des
temperaturabhängigen Widerstandselementes (1) angeordnet
ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das hydraulische Flüssigkeitssystem ein Bremssystem mit
einer Bremsflüssigkeit auf Glykolbasis ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19741892A DE19741892C2 (de) | 1997-09-23 | 1997-09-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Quantität und Qualität einer Flüssigkeit |
US09/154,561 US6308564B1 (en) | 1997-09-23 | 1998-09-16 | Method and apparatus for determining the quantity and quality of a fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19741892A DE19741892C2 (de) | 1997-09-23 | 1997-09-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Quantität und Qualität einer Flüssigkeit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19741892A1 true DE19741892A1 (de) | 1999-04-08 |
DE19741892C2 DE19741892C2 (de) | 2001-07-12 |
Family
ID=7843307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19741892A Expired - Fee Related DE19741892C2 (de) | 1997-09-23 | 1997-09-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Quantität und Qualität einer Flüssigkeit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6308564B1 (de) |
DE (1) | DE19741892C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7109729B2 (en) | 2002-06-07 | 2006-09-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method for analysis of a working fluid using impedance spectroscopy |
DE102017210153A1 (de) | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Einrichtung zur Füllstandserkennung von Medien in Behältern |
DE102017210152A1 (de) | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Einrichtung zur Erkennung von Medien |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10255325B4 (de) * | 2002-11-27 | 2005-09-29 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung eines Siedepunkts einer Flüssigkeit |
JP2004203156A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 燃料残量表示装置 |
US6966222B2 (en) * | 2003-12-08 | 2005-11-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Methods and apparatus for media level measurement |
JP4512014B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2010-07-28 | 本田技研工業株式会社 | エンジン用オイルパン |
DE102007061543A1 (de) | 2007-12-20 | 2009-06-25 | Volkswagen Ag | Flüssigkeitsüberwachungssystem |
EP3234559B1 (de) | 2014-12-16 | 2019-05-22 | Oxford University Innovation Limited | Messen der zusammensetzung einer probe auf basis von thermischen eigenschaften |
WO2017178817A1 (en) | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Oxford University Innovation Limited | A needle probe, apparatus for sensing compositional information, medical drain, method of measuring a thermal property, and method of sensing compositional information |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3603539A1 (de) * | 1986-02-05 | 1987-08-06 | Merckens J G Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur erfassung eines fluessigkeits-pegelstandes |
DE3148383C2 (de) * | 1981-12-07 | 1989-11-23 | Adam Opel Ag, 6090 Ruesselsheim, De | |
DE4002792A1 (de) * | 1990-01-31 | 1991-08-01 | Teves Gmbh Alfred | Vorrichtung zur ermittlung der beschaffenheit einer druckuebertragungsfluessigkeit |
DE3515767C2 (de) * | 1985-05-02 | 1992-11-05 | Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
DE4113443C2 (de) * | 1991-04-25 | 1994-08-25 | Trilog Entwicklungsgesellschaf | Vorrichtung zum Nachweis eines flüssigen oder gasförmigen Mediums |
DE3639664C2 (de) * | 1986-11-20 | 1995-10-19 | Teves Gmbh Alfred | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Zustandes oder der Beschaffenheit einer hydraulischen Flüssigkeit |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2295570A (en) * | 1938-12-22 | 1942-09-15 | Francis W Dunmore | Humidity measuring |
US2737810A (en) * | 1953-12-09 | 1956-03-13 | Continental Oil Co | Electrical resistance thermometer |
US3252322A (en) * | 1963-02-13 | 1966-05-24 | Vernon R Pring | Vehicle fuel metering system |
US3760352A (en) * | 1971-07-06 | 1973-09-18 | Texas Instruments Inc | Liquid level indicating system |
US4059006A (en) * | 1975-12-22 | 1977-11-22 | Showa Industries Co., Ltd. | Liquid quality-evaluating apparatus |
JPS6082927A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用燃料残量計 |
DE3337779A1 (de) * | 1983-10-18 | 1985-04-25 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Schaltungsanordnung zur elektrothermischen fuellstandsmessung |
WO1994017347A1 (en) * | 1993-01-19 | 1994-08-04 | Parker-Hannifin Corporation | Conditioning sensing system for controlling working fluids |
-
1997
- 1997-09-23 DE DE19741892A patent/DE19741892C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-16 US US09/154,561 patent/US6308564B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3148383C2 (de) * | 1981-12-07 | 1989-11-23 | Adam Opel Ag, 6090 Ruesselsheim, De | |
DE3515767C2 (de) * | 1985-05-02 | 1992-11-05 | Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
DE3603539A1 (de) * | 1986-02-05 | 1987-08-06 | Merckens J G Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur erfassung eines fluessigkeits-pegelstandes |
DE3639664C2 (de) * | 1986-11-20 | 1995-10-19 | Teves Gmbh Alfred | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Zustandes oder der Beschaffenheit einer hydraulischen Flüssigkeit |
DE4002792A1 (de) * | 1990-01-31 | 1991-08-01 | Teves Gmbh Alfred | Vorrichtung zur ermittlung der beschaffenheit einer druckuebertragungsfluessigkeit |
DE4113443C2 (de) * | 1991-04-25 | 1994-08-25 | Trilog Entwicklungsgesellschaf | Vorrichtung zum Nachweis eines flüssigen oder gasförmigen Mediums |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7109729B2 (en) | 2002-06-07 | 2006-09-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method for analysis of a working fluid using impedance spectroscopy |
DE102017210153A1 (de) | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Einrichtung zur Füllstandserkennung von Medien in Behältern |
DE102017210152A1 (de) | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Einrichtung zur Erkennung von Medien |
WO2018234213A1 (de) | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Einrichtung zur erkennung von medien |
WO2018234214A1 (de) | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Einrichung zur füllstandserkennung von medien in behältern |
US11199435B2 (en) | 2017-06-19 | 2021-12-14 | Ab Elektronik Sachsen Gmbh | Device for detecting the fill level of media in containers |
US11408760B2 (en) | 2017-06-19 | 2022-08-09 | KYOCERA AVX Components (Dresden) GmbH | Device for detecting media |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6308564B1 (en) | 2001-10-30 |
DE19741892C2 (de) | 2001-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4434559C2 (de) | Verfahren und Anordnung zum Betrieb eines Füllstandssensors | |
DE69923937T2 (de) | Überwachung des Zustandes von einem Fluidum | |
DE3237396C2 (de) | ||
DE2717089C3 (de) | Anzeigevorrichtung zur Erfassung des Pegelstandes von Flüssigkeiten in Flüssigkeitsbehältern | |
DE2818055A1 (de) | Einrichtung zum erzeugen eines vorwarnsignales, wenn eisbildungsgefahr auf einer fahrbahn besteht | |
DE19741892C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Quantität und Qualität einer Flüssigkeit | |
DE102006040768A1 (de) | Temperatursensorsteuerungvorrichtung | |
EP0126100B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des erreichens oder überschreitens eines prozentualen grenzwertes eines in einem flüssigkeitsgemisch enthaltenen flüssigkeitsanteiles niedrigerer verdampfungstemperatur | |
DE3009115A1 (de) | Anordnung und verfahren zur feststellung des vorhandenseins einer substanz auf einer fluessigkeitsoberflaeche | |
DE102006057538A1 (de) | Flüssigkeitszustands-Detektionselement und Flüssigkeitszustands-Detektionssensor | |
DE3832273A1 (de) | Verfahren und anordnung zur bestimmung des waermewiderstandes von igbt-bauelementen | |
EP0715555B1 (de) | Verfahren zur ermittlung eines bewertungszeitintervalles sowie verfahren zur qualitätsbeurteilung einer punktschweissverbindung auf grundlage eines temperaturverlaufes in dem bewertungszeitintervall | |
DE3917935C2 (de) | ||
DE10115715B4 (de) | Sensor und Verfahren zur Erfassung von Meßgrößen und physikalischen Parametern | |
EP0674157B1 (de) | Verfahren zur Erkennung mindestens einer physikalischen Messgrösse | |
DE2944356A1 (de) | Fuellstandsfuehlvorrichtung fuer dielektrische fluessigkeiten | |
DE4308996C2 (de) | Meßgerät für eine Fett- oder Ölschicht | |
DE102007039990A1 (de) | Verfahren zur Feuchtemessung und zugehörige Einrichtung | |
EP3891502B1 (de) | Überwachung von entstehenden gasen in einem isoliermittelhaushalt | |
DE112005001261T5 (de) | Verfahren zur Messung des Füllstandes flüssiger Kryogene mit einer Füllstandssonde | |
DE4232043A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Füllstandsüberwachung sowie Verwendung dieser im Dauerbetrieb | |
DE102020131192A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln einer Wärmeleitfähigkeit eines Fluids, Flüssigkeitsbehälter und Fahrzeug | |
DE2939355A1 (de) | Verfahren zur niveauerkennung | |
DE3527349C2 (de) | ||
DE10206275B4 (de) | Verfahren zur Messung der Temperaturleitfähigkeit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140401 |