DE19826487A1

DE19826487A1 - Filling level measuring system for measuring level position of liquid in container according to hydrostatic principle with pipeline immersed in liquid which by means of pump

Info

Publication number: DE19826487A1
Application number: DE1998126487
Authority: DE
Inventors: Thomas Spindler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-13
Filing date: 1998-06-13
Publication date: 1999-12-16

Abstract

A pressure sensor (22) provides electrical signals corresponding to the time pressure curve in line to an evaluation unit (20) The pressure sensor (22) transmits electric signals to an evaluation unit (20), corresponding to the time-pressure curve in the pipeline (14), with the application of pressure and the outlet of bubbles (18). The evaluation unit (20) has an evaluator (26), which identifies the characteristic pressure curve with the outlet of bubbles (18), and with the reaching of this condition, computes the pressure (p). So that the filling level or the liquid vol. found in the container is determined, and the corresponding signals and-or data supplied to the indicator (24) or a memory (32) for recall.

Description

TECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllstandsmeßvor richtung zur Messung von Füllständen einer Flüssigkeit in einem Behältnis nach dem hydrostatischen Prinzip mit einer in die Flüssigkeit eintauchenden Leitung, die mittels einer Pumpe mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, beaufschlagbar ist, so daß bei Beaufschlagung am eingetauchten Ende der Leitung Blasen austreten, mit einem Drucksensor und einer Anzeige.The present invention relates to a fill level measurement device Direction for measuring the level of a liquid in a container based on the hydrostatic principle with a line immersed in the liquid, which by means of a Pump with a gaseous medium, in particular air, is acted upon so that when acted upon on submerged end of the line of bubbles emerging with a Pressure sensor and a display.

STATE OF THE ART

Es sind nach dem hydrostatischen Prinzip arbeitende Füllstandsmeßvorrichtungen bekannt, die als Anzeige einen Schleppzeiger besitzen. Dabei wird der in der Leitung durch die Pumpe erzeugte Druck über mechanische Bauteile ausgewertet, was einen relativ hohen konstruktiven mechanischen Aufwand mit sich bringt.They work on the hydrostatic principle Filling level measuring devices known as a display Have drag pointers. This is carried out on the line the pump generated pressure via mechanical components evaluated what a relatively high constructive involves mechanical effort.

PRESENTATION OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von dem genannten Stand der Technik, die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Füllstandsmeßvorrichtung anzugeben, die einen einfachen Aufbau besitzt, schnell und problemlos montiert werden kann, eine exakte Messung des Füllstandes ermöglicht und den Zugriff auf die gemessenen Daten von Dritten erlaubt. The present invention is based on the mentioned prior art, the task or that technical problem underlying a level measuring device specify that has a simple structure, fast and can be easily installed, an exact measurement of the Level and allows access to the measured Third party data allowed.

Die erfindungsgemäße Füllstandsmeßvorrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The level measuring device according to the invention is by the Features of independent claim 1 given. Beneficial Refinements and developments are the subject of dependent claims.

Die erfindungsgemäße Füllstandsmeßvorrichtung zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß der Drucksensor elektrische Signale entsprechend dem zeitlichen Druckverlauf in der Leitung bei Druckbeaufschlagung und Austritt von Blasen an die Auswerteinrichtung abgibt, die Auswerteinrichtung eine Auswerteinheit aufweist, die den charakteristischen Druckverlauf bei Austritt von Blasen erkennt und bei Erreichen dieses Zustandes den Druck berechnet, daraus den Füllstand beziehungsweise das in dem Behältnis befindliche Flüssigkeitsvolumen ermittelt und die entsprechenden Signale/Daten der Anzeige oder einem abrufbaren Speicher zuführt.The level measuring device according to the invention is distinguished accordingly characterized in that the pressure sensor is electrical Signals corresponding to the pressure over time in the Line when pressurized and bubbles emerge the evaluation device delivers, the evaluation device a Evaluation unit that has the characteristic Detects pressure curve when bubbles emerge and at If this condition is reached, the pressure is calculated, from which the Level or that in the container Volume of liquid determined and the corresponding Signals / data of the display or a retrievable memory feeds.

Eine wirtschaftliche Herstellung der Vorrichtung, einhergehend mit einer exakten Füllstandsmessung und einem einfachen Aufbau der Vorrichtung, zeichnet sich dadurch aus, daß die Auswerteinheit eine Mikroprozessoreinheit aufweist.An economical production of the device, accompanied by an exact level measurement and a simple structure of the device, is characterized by that the evaluation unit has a microprocessor unit.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Steuereinheit vorhanden ist, die die Pumpe und die Auswerteinrichtung nach Ablauf vorgebbarer Zeitintervalle aktiviert. Durch diese Maßnahme ist eine "Überwachung" des Füllstandes, insbesondere hinsichtlich des Unterschreitens einer Mindesthöhe problemlos durchführbar. Es ist weiterhin möglich, daß bei Erreichen eines maximalen Füllstandes beim Befüllen oder eines minimalen Füllstandes während des Verbrauchs eine optische und/oder akustische Anzeige automatisch erfolgt. A particularly advantageous embodiment is distinguished characterized in that there is a control unit that the Pump and the evaluation device can be specified after expiry Time intervals activated. This measure is a "Monitoring" the level, especially with regard to the Can be carried out easily if the height falls below a minimum. It is also possible that when a maximum is reached Fill level when filling or a minimum fill level an optical and / or acoustic during consumption Display is automatic.

Eine einfache Bedienung wird gemäß einer Weiterbildung dadurch gewährleistet, daß eine manuelle Schalteinheit vorhanden ist, die bei Betätigung die Pumpe und die Auswerteinrichtung direkt oder indirekt über die Steuereinheit aktiviert. Um die Vorrichtung dem jeweilig individuellen Einsatzfall anpassen zu können, ist es besonders vorteilhaft, die Auswerteinheit programmierbar auszubilden, wobei insbesondere Eingabewerte eingegeben werden können, wie beispielsweise Tankgeometrie, Flüssigkeitsart und dergleichen.A simple operation is according to a training thereby ensuring that a manual switching unit is present, the pump and the when actuated Evaluation device directly or indirectly via the Control unit activated. To the device each It is to be able to adapt to individual applications particularly advantageous, the evaluation unit programmable train, in particular input values entered such as tank geometry, Type of liquid and the like.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Eingabeeinheit vorhanden ist, über die der Auswerteinrichtung behältnisspezifische oder flüssigkeitsspezifische Daten oder dergleichen eingegeben werden können. Dabei kann der Zugriff automatisch oder nach Bedarf erfolgen, wobei die Daten an eine Zentrale zur weiteren Auswertung übermittelt werden können. Dabei kann eine ISDN-Verbindung zur Zentrale vorhanden sein.A particularly advantageous embodiment is distinguished characterized in that there is an input unit via which the evaluation device retains specific or entered liquid-specific data or the like can be. Access can be automatic or after If necessary, the data is sent to a central office further evaluation can be transmitted. It can there is an ISDN connection to the control center.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkma le sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbei spiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Wei se miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.Further embodiments and advantages of the invention result themselves by the characteristics listed in the claims le as well as by the execution given below games. The features of the claims can be in any Wei they can be combined with each other, insofar as they are not obviously mutually exclusive.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Wei terbildungen derselben werden im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und er läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen den Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in be liebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen: The invention and advantageous embodiments and Wei In the following, further developments of the same are based on that in the Drawing illustrated examples described and he purifies. The can be found in the description and the drawing the features can be used individually or in groups arbitrary combination can be applied according to the invention. It demonstrate:

Fig. 1 schematische Blockdiagrammdarstellung einer Füllstandsmeßvorrichtung für ein Behältnis mit einer Auswerteinrichtung und einer Steuereinheit, Fig. 1 shows a schematic block diagram representation of a level measuring device for a container with an evaluation unit and a control unit,

Fig. 2 schematisches Blockdiagramm der von einem Drucksensor beaufschlagten Auswerteinrichtung und Fig. 2 schematic block diagram of acted upon by a pressure sensor and evaluation device

Fig. 3 schematisches Diagramm des zeitlichen Druckverlaufs in der Leitung bis zum Austritt von Blasen. Fig. 3 is a schematic diagram of the temporal pressure curve in the line up to the emergence of bubbles.

WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

Gemäß Fig. 1 ist ein Behältnis 12 vorhanden, das mit Flüssigkeit 15 befüllt ist. In die Flüssigkeit 15 des Behältnisses 12 taucht eine Leitung 14 mit unterseitig offenem Querschnitt ein. Oberseitig ist außerhalb des Behältnisses 12 ein Drucksensor 22 und eine Pumpe 16 vorhanden. Der Drucksensor 22 mißt den in der Leitung 14 vorhandenen Druck und gibt analoge Signale 28 entsprechend dem zeitlichen Verlauf des Druckes an eine Auswertein richtung 20 ab. Die Pumpe 16 dient dazu, Luft in die Leitung 14 zu pumpen, die den genannten Druck erzeugt. Bei Erreichen des Maximaldruckes treten unterseitig Blasen 18 aus der Leitung 14 aus. Der in Fig. 3 schematisch dargestellte zeitliche Druckverlauf 30 ist von seiner Charakteristik abhängig vom Durchmesser der Leitung 14 und der Viskosität der Flüssigkeit 15. Wie in Fig. 3 dargestellt wächst der Druck zunächst mehr oder minder linear an. Beim Austritt einer Blase kommt es zu einem kurzzeitigen Überschwing verhalten, was relativ rasch abklingt. Der zeitliche Druckverlauf 30 kann hierbei von einem in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Störverlauf überlagert sein, der beispielsweise von der Pumpe 16 herrühren kann. Der in Fig. 3 dargestellte charakteristische Verlauf wird von der Auswerteinrichtung 20 ausgewertet. Referring to FIG. 1, a container 12 is present which is filled with liquid 15. A line 14 with a cross section open on the underside is immersed in the liquid 15 of the container 12 . A pressure sensor 22 and a pump 16 are provided on the top outside of the container 12 . The pressure sensor 22 measures the pressure present in the line 14 and outputs analog signals 28 to an evaluation device 20 in accordance with the time profile of the pressure. The pump 16 serves to pump air into the line 14 , which generates the pressure mentioned. When the maximum pressure is reached, bubbles 18 emerge from the line 14 on the underside. The time-dependent pressure curve 30 shown schematically in FIG. 3 depends on its characteristics depending on the diameter of the line 14 and the viscosity of the liquid 15 . As shown in Fig. 3, the pressure initially increases more or less linearly. When a bubble emerges, there is a brief overshoot, which subsides relatively quickly. The temporal pressure curve 30 can in this case be superimposed by a fault curve shown in dashed lines in FIG. 3, which can originate, for example, from the pump 16 . The characteristic curve shown in FIG. 3 is evaluated by the evaluation device 20 .

In Fig. 1 ist weiterhin schematisch eine Schalteinheit 42 dargestellt, die direkt die Pumpe 16 und/oder eine Steuereinheit 40 ansteuert. Die Steuereinheit 40 beaufschlagt signalmäßig die Pumpe 16, so daß diese beginnt, einen Druck in der Leitung 14 aufzubauen. Gleichzeitig wird über die Steuereinheit 40 die Auswerteinrichtung 20 angesteuert, die die von dem Drucksensor 22 abgegebenen analogen Signale 28 auswertet.In Fig. 1, a switching unit 42 is shown schematically further, which directly drives the pump 16 and / or a control unit 40. The control unit 40 signals the pump 16 so that it begins to build up a pressure in the line 14 . At the same time, the control unit 40 controls the evaluation device 20 , which evaluates the analog signals 28 output by the pressure sensor 22 .

In Fig. 2 ist die Auswerteinrichtung 20 schematisch dargestellt. Die analogen Signale 28 werden in einer Auswerteinheit 26 ausgewertet, die den charakteristischen Verlauf gemäß Fig. 3 diagnostiziert und auswertet. Ist der charakteristische Verlauf erkannt, wird der momentane Druck P1 bei Blasenaustritt berechnet. Dabei reicht prinzipiell der Austritt einer Blase aus, um den Druck P1 zu berechnen. Aus dem Druck P1 kann dann anschließend die Füllstandshöhe und über weitere Zwischenschritte das Füllstandsvolumen berechnet werden. Die Auswerteinheit 26 gibt ihre Signale beziehungsweise Daten 29 in digitaler Form aus, die dann einer Anzeige 24 und parallel einem Speicher 32 zugeführt werden. Die gespeicherten Daten können automatisch oder nach Bedarf an eine Zentrale (Dritte 34) zur weiteren Auswertung beispielsweise über eine ISDN-Verbindung übermittelt werden.The evaluation device 20 is shown schematically in FIG. 2. The analog signals 28 are evaluated in an evaluation unit 26 , which diagnoses and evaluates the characteristic course according to FIG. 3. If the characteristic curve is recognized, the instantaneous pressure P1 at the bubble outlet is calculated. In principle, a bubble is sufficient to calculate the pressure P1. The level P1 can then be calculated from the pressure P1 and, via further intermediate steps, the level volume can be calculated. The evaluation unit 26 outputs its signals or data 29 in digital form, which are then fed to a display 24 and in parallel to a memory 32 . The stored data can be transmitted automatically or as required to a control center (third party 34 ) for further evaluation, for example via an ISDN connection.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht das hydrostatische Messen von Flüssigkeitsfüllständen. Bauteilmäßig ist eine Station 50 vorhanden, in der die Auswerteinrichtung 20, die Steuereinheit 40 und die Schalteinheit 42 untergebracht sind. Als weitere Komponente ist lediglich noch die Pumpe 16 einschließlich Leitung 14 mit dem Drucksensor 22 erforderlich. Darüber hinaus ist noch eine in den Figuren nicht dargestellte Spannungsversorgung vorhanden. Die Meßresultate können direkt an der Anzeige 24 der Station 50 angezeigt werden. Des weiteren können die Werte zwischenge speichert werden und anschließend von Dritten 34 abgerufen werden. Weiterhin ist es möglich, automatische Meldungen, sei es in optischer oder akustischer Art, zum Beispiel eines minimalen Füllstandes zu erzeugen.The device described enables the hydrostatic measurement of liquid levels. In terms of components, there is a station 50 in which the evaluation device 20 , the control unit 40 and the switching unit 42 are accommodated. As a further component, only the pump 16 including the line 14 with the pressure sensor 22 is required. In addition, there is also a power supply, not shown in the figures. The measurement results can be displayed directly on the display 24 of the station 50 . Furthermore, the values can be stored temporarily and then called up by third parties 34 . It is also possible to generate automatic messages, be it in an optical or acoustic manner, for example a minimum fill level.

Außer dem Eintauchen der Leitung 14 in die Flüssigkeit 15 sind keine weiteren Installationsarbeiten vorzunehmen. Alle übrigen beschriebenen Komponenten können extern untergebracht werden. Die eigentliche Füllstandsmessung benötigt lediglich einen analogen Eingang und einen digitalen Ausgang. Die übrigen nicht dargestellten Ein- und Ausgänge können für weitere Überwachungsaufgaben eingesetzt werden.Apart from immersing the line 14 in the liquid 15 , no further installation work is required. All other components described can be accommodated externally. The actual level measurement only requires an analog input and a digital output. The remaining inputs and outputs, not shown, can be used for other monitoring tasks.

Der Drucksensor 22 wird mit einer Vierdrahtleitung an die Station 50 angeschlossen. Der analoge Ausgang des Drucksensors wird mit einem analogen Eingang der Station 50 verbunden. Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, kann der Analogeingang ohne Steckbrücken konfiguriert werden. Der digitale Ausgang der Auswerteinheit 26 zur Ausgabe der Daten 29 legt vorteilhafterweise im aktiven Zustand den Schalteingang des Drucksensors auf Masse. Die Versorgungs spannung des Drucksensors sollte im Bereich zwischen 10 und 28 Volt DC liegen. Es kann prinzipiell jeder Analogeingang und jeder Relaisausgang verwendet werden. Die Zuordnung erfolgt in einem Digital Device Control (DDC) Programm der Auswerteinrichtung 20. Der Analogeingang wird als ± 10- Volt-Spannungseingang konfiguriert.The pressure sensor 22 is connected to the station 50 with a four-wire line. The analog output of the pressure sensor is connected to an analog input of station 50 . To increase the measuring accuracy, the analog input can be configured without jumpers. The digital output of the evaluation unit 26 for outputting the data 29 advantageously sets the switching input of the pressure sensor to ground in the active state. The supply voltage of the pressure sensor should be in the range between 10 and 28 volts DC. In principle, every analog input and every relay output can be used. The assignment takes place in a digital device control (DDC) program of the evaluation device 20 . The analog input is configured as a ± 10 volt voltage input.

Der Meßvorgang wird mikroprozeßgesteuert.The measuring process is microprocess controlled.

Mit der dargestellten Füllstandsmeßvorrichtung kann die aktuelle Füllmenge in einfacher Art und Weise exakt berechnet und ausgegeben werden.With the level measuring device shown, the exact current fill quantity in a simple manner calculated and output.

Claims

1. fill level measuring device ( 10 ) for measuring fill levels of a liquid ( 15 ) in a container ( 12 ) according to the hydrostatic principle with a line ( 14 ) immersed in the liquid ( 15 ), which is by means of a pump ( 16 ) with a gaseous medium , in particular air, can be acted upon so that bubbles ( 18 ) emerge at the immersed end of the line ( 14 ) when acted upon, with a pressure sensor ( 22 ) and a display ( 24 ), characterized in that

1. the pressure sensor ( 22 ) emits electrical signals corresponding to the temporal pressure profile ( 30 ) in the line ( 14 ) when pressure is applied and bubbles emerge to the evaluation device ( 20 ),
2. the evaluation device ( 20 ) has an evaluation unit ( 26 ) which recognizes the characteristic pressure curve when bubbles ( 18 ) emerge and, when this state is reached, calculates the pressure (p), determines the fill level or the liquid volume in the container, and supplies the corresponding signals / data ( 28 ) to the display ( 24 ) or to a memory ( 32 ) which can be called up.

2. Level measuring device according to claim 1, characterized in that the evaluation unit ( 26 ) has a microprocessor unit.

3. Level measuring device according to claim 1 and / or 2, characterized in that a control unit ( 40 ) is present, which activates the pump ( 16 ) and the evaluation device ( 20 ) after the expiry of predetermined time intervals.

4. level measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a manual switching unit ( 42 ) is present, which activates the pump ( 16 ) and the evaluation device ( 20 ) directly or indirectly via the control unit ( 40 ).

5. Level measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pump ( 16 ) is designed to be manually operable.

6. Level measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 20 ) is programmable.

7. Level measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that an input unit is provided, via which the evaluation device ( 20 ) can be input specific or liquid-specific data or the like.

8. Level measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized by a connection unit ( 44 ) which enables third party access to the data calculated by the evaluation unit ( 26 ).