DE19926529C1

DE19926529C1 - Container liquid level indicator e.g. for automobile fuel tank, has float coupled to length measuring device with digital length measuring sensor using axially sliding measuring bolt

Info

Publication number: DE19926529C1
Application number: DE1999126529
Authority: DE
Inventors: Ursel Ising
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2019-06-11

Abstract

The liquid level indicator (1) has a float (5) coupled to a measuring device provided by a digital length measuring sensor (6) with an axially sliding measuring bolt (62), fitting into a conical funnel (53) attached to the float at its free end. The length measuring device can be contained within an inverted bell (10) provided with a cage (15) for enclosing the float at its bottom end.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstandsmeßgerät zur präzisen Messung eines Flüssigkeitsstandes in einem Behälter mit einem in dem Behälter angeordneten Schwimmer, der mit einem Längenmeßtaster mit einem axial geführten Meßbolzen zur Erfassung des Versatzes des Schwimmers auf der Oberfläche der Flüssigkeit in Wirkverbindung steht.The invention relates to a liquid level measuring device for precise measurement of a liquid level in a container with a float arranged in the tank, which with a length measuring probe with an axially guided measuring pin Detecting the offset of the float on the surface of the Liquid is in active connection.

Flüssigkeitsstandsmeßgeräte werden in vielen Bereichen einge setzt. So zum Beispiel zum Messen des in einem Tank enthaltenen Kraftsstoffs und zur Messung des in einem Behälter enthaltenen Öl- oder Flüssigkeitsstandes. Flüssigkeitsstandsmeßgeräte werden auch verwendet, um in Autowerkstätten und Waschanlagen den Ölstand von Ölabscheidern auf deren Dichtheit gemäß DIN 1999 zu überprüfen. Nach dieser DIN darf der Flüssigkeits spiegel in dem Behälter innerhalb einer Stunde nicht um mehr als 0.5 mm sinken.Liquid level meters are used in many areas puts. For example, to measure the amount contained in a tank Fuel and to measure the contained in a container Oil or liquid level. Liquid level measuring devices are also used to be found in auto repair shops and car washes the oil level of oil separators for their tightness according to DIN 1999 review. According to this DIN, the liquid no more mirrors in the container within an hour drop as 0.5 mm.

Flüssigkeitsstandsmeßgeräte sind aus der DE 38 23 012 und der DE 296 08 735 bekannt.Liquid level measuring devices are from DE 38 23 012 and DE 296 08 735 known.

Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Schwimmer über einen Arm mit einer Meßvorrichtung für die Messung des Winkelversatzes zu verbinden. Diese Meßvorrichtung kann bei spielsweise als ein Potentiometer ausgebildet sein. Derartige Flüssigkeitsstandsmeßgeräte sind insbesondere für die Über prüfung der Dichtigkeit von Ölabscheidern zu ungenau, da diese Vorrichtungen eine ihnen anhaftende Trägheit aufweisen. Diese Trägheit führt zu Meßungenauigkeiten; sie kann beispielsweise zum Verklemmen des Füllstandsanzeigers führen. Bei einer be sonders einfachen Ausgestaltung kann der Flüssigkeitsstand in den Behältern durch einen Schwimmer mit Standmaßstab erkennbar gemacht werden. Auch dieser Standmaßstab, der üblicherweise axial in einer Buchse geführt ist, kann sich durch einen Quer versatz verklemmen, so daß Meßungenauigkeiten auftreten. In der allereinfachsten Ausführung wird insbesondere bei Ölab scheidern die Abnahme des Flüssigkeitsspiegels mit einem Zoll stock gemessen, der bis auf die Flüssigkeitsoberfläche abge lassen wird. Diese Variante ist zwar besonders einfach, dafür aber auch besonders ungenau.Furthermore, it is known from the prior art, the float via an arm with a measuring device for measuring the To connect angular misalignment. This measuring device can for example be designed as a potentiometer. Such Liquid level gauges are especially for the over Check the tightness of oil separators too imprecise as this Devices have an inherent inertia. This Inertia leads to measurement inaccuracies; for example, it can lead to jamming of the level indicator. With a be particularly simple embodiment, the liquid level in the containers can be recognized by a float with a standard be made. This standard of standing, too is guided axially in a bushing, can cross through Clamp the offset so that measurement inaccuracies occur. In The simplest version is used especially by Ölab divide the decrease in liquid level by an inch stock measured, which down to the liquid surface will let. This variant is particularly simple, but for that but also particularly inaccurate.

Der Aufgabe liegt das technische Problem zugrunde, einen Flüssigkeitsstandsanzeiger der eingangs genannten Art derart weiterzuentwic keln, daß eine exakte Messung mit möglichst einfachen Mitteln unter allen Einsatzbedingungen möglich ist.The task is based on the technical problem, one Liquid level indicators of the type mentioned in the beginning that an exact measurement with the simplest possible means is possible under all operating conditions.

Erfindungsgemäß wird dieses technische Problem dadurch gelöst, daß der Meßbolzen mit seinem freien unteren Ende in einem an dem Schwimmer vorgesehenen, konusförmigen Trichter geführt ist bzw. in diesen eingreift.According to the invention, this technical problem is solved by that the measuring bolt with its free lower end in one the cone-shaped funnel provided for the float or intervenes in this.

Längenmeßtaster sind aus der Werkzeugtechnik bekannt und wer den beispielsweise zur exakten Längenbestimmung von Werkstüc ken eingesetzt. Mit einem derartigen Längenmeßtaster lassen sich Längenabweichungen bis zu einem 1/1000 mm bestimmen. Der Längenmeßtaster besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem ein Meßbolzen axial verschieblich, relativ zum Gehäuse geführt ist. Das Anheben und Absenken des Bolzens erfolgt durch das Steigen und Absenken des Schwimmers auf oder in nerhalb der Flüssigkeit.Length probes are known from tool technology and who for example for the exact length determination of workpieces ken used. Leave with such a length probe deviations in length up to 1/1000 mm are determined. The Length measuring probe consists essentially of a housing, in which a measuring pin axially displaceable, relative to the housing is led. The bolt is raised and lowered by the float rising or falling on or in within the liquid.

Ein Längenmeßtaster war für die Verwendung in Flüssigkeits standsanzeigern bisher nicht einsetzbar, da geringste Quer kräfte auf den Meßbolzen zur einer inneren Reibung innerhalb des Längenmeßtasters führten. Diese Reibung führte dazu, daß die Nullage nicht wieder vollständig eingenommen werden konnte und Meßungenauigkeiten auftraten.A length probe was for use in liquids level indicators cannot be used so far because of the slightest cross forces on the measuring pin for internal friction within of the length probe. This friction led to the fact that the zero position could not be completely restored and measurement inaccuracies occurred.

Durch die Führung des freien - unteren - Endes des Meßbolzens in einem an dem Schwimmer vorgesehenen, konusförmigen Trichter werden diese ungewünschten Momente ausgeschaltet. Durch den Konus ist der Schwimmer drehmomentfrei aufgehängt und der Reibeinfluß auf den Meßbolzen wird unterbunden. Der Meßbolzen ist innerhalb von dem trichterförmigen Konus selbstzentrierend geführt, so daß keine Querkräfte bzw. Kippmomente auf den Meßbolzen wirken, welche die Meßwerte verfälschen.By guiding the free - lower - end of the measuring bolt in a conical funnel provided on the float these unwanted moments are switched off. By the The float is suspended without torque and the cone The influence of friction on the measuring pin is prevented. The measuring pin is self-centering within the funnel-shaped cone performed so that no transverse forces or tilting moments on the Measuring pins act which falsify the measured values.

Um die Meßgenauigkeit noch weiter zu verbessern, können in oder an dem Schwimmer Vibrationsmittel vorgesehen sein. Die durch die Vibrationsmittel erzeugte leichte Vibration wird von dem Schwimmer über den Trichter auf den Meßbolzen des Längen meßtasters übertragen. Die kontinuierliche Vibration verhin dert zuverlässig ein Verklemmen des Meßbolzens in der Führung des Längenmeßtasters.In order to further improve the measuring accuracy, in or vibration means can be provided on the float. The slight vibration generated by the vibrating means is from the float over the funnel on the measuring pin of length transmit probe. The continuous vibration prevents reliable jamming of the measuring pin in the guide of the length probe.

In der Praxis hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Vibrationsmittel einen Rüttler aufweisen, der in dem Schwimmer angeordnet ist. Ein derartiger Rüttler arbeitet beispielsweise bei einer Spannung von 3 Volt mit einer Dreh zahl von 600 U/min und erzeugt durch eine mit einer Unwucht versehenen Schwungscheibe die notwendige Vibration. In einer alternativen Ausführungsform kann der Rüttler auch an der Außenseite des Schwimmers oder an dessen Unterseite angeordnet sein.In practice, it has proven to be particularly advantageous if the vibrating means have a vibrator which is in the Float is arranged. Such a vibrator works for example at a voltage of 3 volts with one turn number of 600 rpm and generated by one with an unbalance provided flywheel the necessary vibration. In a alternative embodiment, the vibrator can also on the Arranged outside of the float or on its underside his.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Trichter auf der in Einbaulage oberen Seite des Schwimmers befestigt.In the preferred embodiment, the funnel is on the attached to the upper side of the float.

Besonders genaue Meßergebnisse lassen sich durch einen digita len Längenmeßtaster erzielen.Particularly precise measurement results can be obtained with a digita achieve len length probe.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt und im folgenden detailliert beschrieben. The invention is preferred in the drawing Embodiment shown and detailed below described.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Flüssigkeits standsmeßgerät in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt.The only figure shows a liquid according to the invention level measuring device in side view, partly in section.

Das Flüssigkeitsstandsmeßgerät ist in einem Behälter 2 an geordnet. Der Behälter 2 ist mit Öl 3 gefüllt.The liquid level measuring device is arranged in a container 2 . The container 2 is filled with oil 3 .

Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsstandsmeßgerät ist als Meß sonde 1 ausgebildet, die sowohl für den stationären Einbau als auch für den mobilen Einsatz zu Prüfzwecken geeignet.The liquid level measuring device according to the invention is designed as a measuring probe 1 , which is suitable both for stationary installation and for mobile use for testing purposes.

Die Sonde 1 besteht aus einer Edelstahlglocke 10, die in ihrer Mitte - mit 20 gekennzeichnet - eine Aufnahme 14 für einen Längenmeßtaster (Taster) 60 aufweist. Die Aufnahme 14 verbin det den Taster 60 und die Glocke 10 fest miteinander.The probe 1 consists of a stainless steel bell 10 , which has a receptacle 14 for a length measuring probe (probe) 60 in its center - identified by 20. The receptacle 14 connects the button 60 and the bell 10 firmly to one another.

Das in die Flüssigkeit 3 hineinragende Ende der Sonde 1 ist durch ein Gitter 15 verschlossen. In dem Gitter 15 ist ein Schwimmer 5 frei beweglich angeordnet. Das Gitter 15 verhin dert zum einen ein Abdriften des Schwimmers 5, wenn dieser in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, und zum anderen, daß der Schwimmer 5 beim Herausnehmen separat aufgenommen werden muß.The end of the probe 1 protruding into the liquid 3 is closed by a grid 15 . In the grid 15 , a float 5 is freely movable. The grid 15 prevents on the one hand a drifting of the float 5 when it is immersed in a liquid, and on the other hand that the float 5 must be taken up separately when it is removed.

Die Abstände des Tasters 6 und des Schwimmers 5 sind so ju stiert, daß beim wiedereintauchen der Sonde 1 in die Flüssig keit 3 Taster 6 und Schwimmer 5 exakt justiert sind.The distances between the button 6 and the float 5 are so ju stiert that when the probe 1 is immersed in the liquid speed 3 button 6 and float 5 are precisely adjusted.

Die Sonde weist an ihrem in Einbaulage oberen Ende eine Auf nahmewelle 12 auf, die entweder über einen Stab 16 und einer Befestigungsplatte 11 in dem Behälter befestigt werden kann oder mit einem Stativ für den mobilen Einsatz verbunden ist.The probe has at its upper end in the installed position on a receiving shaft 12 , which can either be attached via a rod 16 and a mounting plate 11 in the container or is connected to a tripod for mobile use.

An der Außenseite der Sonde 1 ist ein Farbring vorgesehen, mit dem die genaue Eintauchtiefe bestimmbar ist. Die Sonde 1 wird zu Beginn der Messung elektronisch auf null gesetzt.A color ring is provided on the outside of the probe 1 , with which the exact immersion depth can be determined. Probe 1 is electronically set to zero at the start of the measurement.

Der Schwimmer 5 besteht aus einem topfförmigen Unterteil 51, das durch einen Deckel 52 mediendicht verschlossen ist. Der Deckel 52 umgreift den äußeren Rand des Unterteils 51 klammer artig. Die Verbindung zwischen dem Unterteil 51 und dem Deckel 52 ist abgedichtet, damit kein Öl zwischen den beiden Elemen ten in den Schwimmer 5 eindringen kann.The float 5 consists of a pot-shaped lower part 51 , which is closed in a media-tight manner by a cover 52 . The cover 52 engages around the outer edge of the lower part 51 like a clamp. The connection between the lower part 51 and the cover 52 is sealed so that no oil can penetrate into the float 5 between the two elements.

Auf der in Einbaulage oberen Seite des Deckels 52 ist ein konusförmiger Trichter 53 befestigt. Der konusförmige Trichter 53 ist genau mittig auf dem Schwimmer 5 angeordnet, um Meßun genauigkeiten zu unterbinden.A conical funnel 53 is fastened on the upper side of the cover 52 in the installed position. The cone-shaped funnel 53 is arranged exactly in the center of the float 5 in order to prevent measuring accuracies.

Das Gehäuse 61 des Tasters 6 nimmt einen kreiszylindrischen Meßbolzen 62 axial verschieblich auf. Der digitale Längenmeß taster 6 nimmt jede Verschiebung des Meßbolzens 62 auf, die größer oder gleich einem 1/1000 mm ist. Die aufgenommenen Werte werden über eine nicht näher beschriebene Elektronik an ein Anzeigegerät weitergeleitet.The housing 61 of the button 6 receives a circular cylindrical measuring pin 62 axially displaceable. The digital length measuring button 6 takes up any displacement of the measuring pin 62 , which is greater than or equal to a 1/1000 mm. The recorded values are forwarded to a display device via electronics, which are not described in detail.

Innerhalb des Schwimmers 5 ist in dessen Mitte auf dem Boden des Unterteils 51 ein Rüttler 7 unverschieblich befestigt. Der Rüttler erzeugt mit einer Spannung von 3 Volt, die auch durch eine Batterie aufgebracht werden kann, eine Frequenz von 600 U/min. um eine geringfügige Vibration des Schwimmers 5 zu erzeugen. Die von dem Rüttler 7 erzeugte Vibration wird über das Unterteil 51 auf den Deckel 52 und den Trichter 53 über tragen. Der in dem Trichter 53 zentrierte Meßbolzen 62 des Längenmeßtasters 6 wird dadurch ebenfalls in Vibration ver setzt. Die Vibration verhindert ein unbeabsichtigtes Verkeilen des Meßbolzens 63 innerhalb des Gehäuses 61 des Längenmeßta sters 6.Within the float 5 , a vibrator 7 is fixed immovably in the middle of the float on the bottom of the lower part 51 . With a voltage of 3 volts, which can also be applied by a battery, the vibrator generates a frequency of 600 rpm. to generate a slight vibration of the float 5 . The vibration generated by the vibrator 7 is carried over the lower part 51 to the cover 52 and the funnel 53 . The measuring bolt 62 centered in the funnel 53 of the length measuring probe 6 is also set in vibration thereby. The vibration prevents unintentional wedging of the measuring pin 63 within the housing 61 of the Längenmeßta sters 6th

Die Vibration des Rüttlers 7 erzeugt zwar eine Ungenauigkeit bei der Messung durch den Längenmeßtaster 6; jedoch ist die gleichmäßige Schwingung zunächst einzumessen, um die Nullage der Schwingung zu kalibrieren. Bei einem Absenken oder Anheben des Schwimmers 5 und einer späteren Messung muß unter Berück sichtigung der Schwingung die neue Nullage derselben Schwin gung gemessen werden, um die genaue Lageänderung des Schwim mers 5 mit der Flüssigkeit festzustellen. The vibration of the vibrator 7 does produce an inaccuracy in the measurement by the length probe 6 ; however, the even vibration must first be measured in order to calibrate the zero position of the vibration. When lowering or raising the float 5 and a later measurement, taking into account the vibration, the new zero position of the same vibration must be measured in order to determine the exact change in position of the float 5 with the liquid.

Die Anwendung des Flüssigkeitsstandsmeßgerätes ist nicht auf Ölabscheider begrenzt. Dieser kann beispielsweise auch in den Tank eines Fahrzeuges an den Stellen eingesetzt werden, an denen die Messung des Flüssigkeitsstandes aufgrund der kon struktiven Vorgaben des Tanks mit den herkömmlichen Mitteln nicht möglich ist. The application of the liquid level measuring device is not on Limited oil separator. This can, for example, in the Tank of a vehicle to be used at the points which the measurement of the liquid level due to the con structural specifications of the tank with the conventional means not possible.

Reference list

11

Meßsonde
Measuring probe

22nd

Behälter
container

33rd

Öl
oil

1010th

Glocke
Bell jar

1111

Befestigungsplatte
Mounting plate

1212th

Aufnahmewelle
Take-up shaft

1414

Aufnahme
admission

1515

Gitter
Grid

1616

Stab
Rod

55

Schwimmer
swimmer

2121

Absatz
paragraph

5151

Unterteil
Lower part

5252

Deckel
cover

5353

Trichter
funnel

66

Längenmeßtaster
Length probe

6161

Gehäuse
casing

6262

Meßbolzen
Measuring pin

77

Rüttler
Jogger

Claims

1. Liquid level measuring device ( 1 ) for precise measurement of a liquid level in a container ( 2 ) with a in the container ( 2 ) arranged float ( 5 ) with a measuring device for detecting an offset of the float ( 5 ) in or on the liquid is in operative connection, the measuring device having a length measuring probe ( 6 ) with a measuring bolt ( 62 ) which is guided with its free lower end in a conical funnel ( 53 ) provided on the float ( 5 ).

2. Liquid level measuring device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that vibrations are provided in or on the float ( 5 ).

3. liquid level measuring device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the vibrating means a. Have vibrators ( 7 ) which is arranged in the float ( 5 ).

4. Liquid level measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the funnel ( 53 ) is arranged on the upper side of the float ( 5 ) in the installed position.

5. Liquid level measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the length measuring probe ( 6 ) works digitally.

6. Liquid level measuring device according to claim 1, characterized in that the length measuring probe ( 6 ) is arranged in a bell ( 10 ) at whose lower end in Einbaula ge a grid ( 15 ) for receiving the float mers ( 5 ) is provided.