DE19935743A1 - Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium - Google Patents

Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium

Info

Publication number
DE19935743A1
DE19935743A1 DE19935743A DE19935743A DE19935743A1 DE 19935743 A1 DE19935743 A1 DE 19935743A1 DE 19935743 A DE19935743 A DE 19935743A DE 19935743 A DE19935743 A DE 19935743A DE 19935743 A1 DE19935743 A1 DE 19935743A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
receiver
medium
fill level
arrangement
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.)
Withdrawn
Application number
DE19935743A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Strietzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASG Luftfahrttechnik und Sensorik GmbH
Original Assignee
ASG Luftfahrttechnik und Sensorik GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASG Luftfahrttechnik und Sensorik GmbH filed Critical ASG Luftfahrttechnik und Sensorik GmbH
Priority to DE19935743A priority Critical patent/DE19935743A1/en
Publication of DE19935743A1 publication Critical patent/DE19935743A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • G01F23/28Indicating 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 the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3624Level detectors; Level control
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3379Masses, volumes, levels of fluids in reservoirs, flow rates
    • A61M2205/3389Continuous level detection

Abstract

The method involves producing a microwave field through an antenna (12) connected with an oscillator (22), and directing the microwave field on the medium (18), whose fill level is to be determined. A signal correlating to the fill level is measured in at least one receiver (24). An Independent claim is provided for a corresponding fill level detection arrangement.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung eines Füllstandes, insbesondere zur berührungslosen Bestimmung des Füllstandes eines Mediums innerhalb eines rohrförmi­ gen Systems mit kleinem Durchmesser, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, die zumindest einen Sender und zumindest einen Empfänger umfasst.The invention relates to a method for determining a fill level, in particular for the contactless determination of the fill level of a medium within a tubular small diameter system, as well as an arrangement for performing the Method, which comprises at least one transmitter and at least one receiver.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Anordnungen zur Bestimmung eines Füll­ standes bekannt, die je nach Anwendung nach sehr unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Im Folgenden sollen insbesondere solche Anordnungen betrachtet werden, die das zu über­ wachende Medium nicht berühren, sich also außerhalb des Systems befinden. Methods and arrangements for determining a fill are from the prior art known that work according to very different principles depending on the application. in the In the following, such arrangements are to be considered, in particular, which over the do not touch the waking medium, i.e. they are outside the system.  

Bekannt sind beispielsweise optische Sensoren, die in Form einer Lichtschranke eingesetzt werden. Ein optischer Sensor umfasst dabei einen Lichtsender und einen Lichtempfänger, wobei sich zwischen Sender und Empfänger eine Lichtstrecke ausbildet, die das System, in welchem der Füllstand bestimmt werden soll, durchdringt. Bei optischen Systemen ist die optische Dichte des Mediums, dessen Füllstand bestimmt werden soll, ein entscheidendes Kriterium für die Störanfälligkeit. Auch können bei optischen Systemen aufgrund von Schaumbildung auf der Oberfläche eines Flüssigkeitsspiegels oder aufgrund eines Flüssigkeits­ films an einer Wandung des die Flüssigkeit aufnehmenden Systems die Messwerte stark verändert oder eine exakte Messung unmöglich gemacht werden.Optical sensors are used, for example, which are used in the form of a light barrier become. An optical sensor comprises a light transmitter and a light receiver, whereby a light path forms between the transmitter and receiver, which the system, in which the level is to be determined. For optical systems that is optical density of the medium, the level of which is to be determined, is a decisive factor Criterion for susceptibility to failure. Also in optical systems due to Foaming on the surface of a liquid level or due to a liquid films strongly on a wall of the liquid-absorbing system changed or an exact measurement made impossible.

Des Weiteren sind Ultraschallsysteme bekannt, die einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger aufweisen, der die von dem Ultraschallsender ausgehenden Ultraschall­ signale empfängt. Auch bei dieser Ausführungsform sind Sender und Empfänger sich gegen­ überliegend angeordnet, wobei das Ultraschallsignal in Abhängigkeit des Füllstandes auf seine Amplitude hin ausgewertet wird. Hierbei können aufgrund von Schaumbildung auf der Flüssigkeitsoberfläche oder aufgrund eines Flüssigkeitsfilms an einer Wandung des Systems die Messewerte stark verändert und eine exakte Messung unmöglich gemacht werden. Weiterhin haben Ultraschallsysteme den Nachteil, dass bei variierenden Abständen zwischen Sender und Empfänger diese geometrisch angepasst werden müssen und bei weichen Wan­ dungen unter Umständen auch ein sogenanntes Koppelgel eingesetzt werden muss.Furthermore, ultrasound systems are known which have one ultrasound transmitter and one Have ultrasound receiver, the emanating from the ultrasound transmitter receives signals. In this embodiment, the transmitter and receiver are also against each other arranged above, the ultrasonic signal depending on the level on his Amplitude is evaluated. Here, due to foam formation on the Liquid surface or due to a liquid film on a wall of the system the measured values are changed significantly and an exact measurement is made impossible. Furthermore, ultrasound systems have the disadvantage that with varying distances between Transmitter and receiver these need to be adjusted geometrically and with soft tub a coupling gel may also have to be used.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung eines Füllstandes derart weiterzubilden, dass bei brührungsloser Messung Einflüsse durch Schaumbildung oder durch Flüssigkeitfilme ausge­ schlossen sind.Based on this, the present invention is based on the problem of a method and to further develop an arrangement for determining a fill level such that at non-contact measurement Influenced by foam formation or by liquid films are closed.

Das Problem wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass durch eine mit einem Oszillator ver­ bundene Antenne ein Mikrowellenfeld erzeugt wird, dass das Mikrowellenfeld in Richtung des Mediums gerichtet wird, dessen Füllstand zu bestimmen ist und dass ein in Abhängigkeit des Füllstandes korreliertes Signal an zumindest einem Empfänger gemessen wird. The problem is solved procedurally in that ver with an oscillator tied antenna a microwave field is generated that the microwave field towards of the medium is directed, the level of which is to be determined and that one is dependent of the level correlated signal is measured at at least one receiver.  

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine direkte Kopplung an das das Medium aufnehmende System nicht notwendig ist. Insbesondere hat sich gezeigt, dass bei Messungen mittels Mikrowellen keine messbaren Veränderungen durch Schaumbildung oder Flüssigkeitfilme beobachtbar sind.The method according to the invention is characterized in that a direct coupling occurs the medium receiving system is not necessary. In particular, it has been shown that no measurable changes due to foam formation when using microwaves or liquid films are observable.

Bei einer bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass die von der Antenne abgestrahl­ ten Mikrowellen von dem in dem vorzugsweise rohrförmigen System mit geringem Durch­ messer enthaltenden Medium reflektiert werden und in einer als kohärenter Mischer arbeiten­ den Empfängerdiode in Abhängigkeit des Füllstandes eine korrelierende Gleichspannung erzeugen.In a preferred procedure, it is provided that the radiated from the antenna th microwaves from the in the preferably tubular system with low throughput knife-containing medium can be reflected and work in a coherent mixer a correlating DC voltage depending on the level produce.

Es ist vorgesehen, dass die Antenne Mikrowellen mit einer Frequenz im Bereich von 1 bis 24 GHz, vorzugsweise 2,4 GHz aussendet, wobei die Sendeleistung im Bereich von 0,1 bis 10 mW, vorzugsweise bei 1 mW liegt.It is provided that the antenna has microwaves with a frequency in the range of 1 to 24 GHz, preferably 2.4 GHz, the transmission power in the range from 0.1 to 10 mW, preferably 1 mW.

Für besondere Anwendungsfälle, wie z. B. in der Medizintechnik ist es erforderlich, ein zweikanaliges, d. h. redundantes Verfahren anzuwenden, das zusätzlich auf einfache Weise getestet werden kann.For special applications, such as B. in medical technology, it is necessary two-channel, d. H. apply redundant procedure, which is also simple can be tested.

Dazu ist vorgesehen, dass ein erster mit der Antenne verbundener Empfänger durch Kurz­ schließen modulliert wird, wobei diese Modulation an einem zweiten mit der Antenne verbundenen Empfänger sichtbar ist, wenn der ebenfalls mit der Antenne verbundene Oszillator funktionsfähig ist.For this purpose it is provided that a first receiver connected to the antenna by short close is modulated, this modulation on a second with the antenna connected receiver is visible if the antenna also connected Oscillator is functional.

Das Problem wird durch eine Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anordnung eine Antenne umfasst, wobei die Antenne mit einem Oszillator als Sender und zumindest einem ersten, als Empfangsdiode ausgebildeten Empfänger verbunden ist.The problem is solved by an arrangement according to the invention in that the arrangement comprises an antenna, the antenna with an oscillator as a transmitter and at least a first receiver designed as a receiving diode is connected.

Die vorzugsweise flächig ausgebildete Streifenleiterantenne ist parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Gefäßes in geringem Abstand zu der Wandung des Gefäßes angeordnet, so dass eine direkte Kopplung an das das Medium umschließende System nicht erforderlich ist. Bei der Messung mittels Mikrowellen sind keine messbaren Veränderungen durch Schaumbildung oder durch Flüssigkeitsfilme zu beobachten. Der als Empfängerdiode ausgebildete und als kohärenter Mischer arbeitende Empfänger liefert in Abhängigkeit des Füllstandes eine korrelierende Gleichspannung. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Ausgang des Empfängers mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, die zumindest einen Komparator enthält. Vorzugsweise ist am Ausgang des Empfängers ein analoges Füllstandssignal und/oder ein digitales Signal messbar, welches anzeigt, ob der Füllstand unter- oder überschritten bzw. ob der Füllstand sich in einem definierten Bereich befindet.The stripline antenna, which is preferably flat, is parallel or essentially parallel to a longitudinal axis of the vessel at a short distance from the wall of the vessel arranged so that a direct coupling to the system surrounding the medium is not  is required. When measuring using microwaves, there are no measurable changes observed by foaming or by liquid films. The one as the receiver diode trained and working as a coherent mixer delivers depending on the Level a correlating DC voltage. In a special embodiment of the The invention provides that an output of the receiver with an evaluation circuit is connected, which contains at least one comparator. Preferably at the exit of the Receiver an analog level signal and / or a digital signal measurable, which indicates whether the level is below or exceeded or whether the level is in one defined area.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Anordnung zweikanalig ausgebildet ist, wobei die Antenne mit einem zweiten Empfänger verbunden ist, der ebenfalls mit einer Auswerteschaltung verbunden ist.Another preferred embodiment is characterized in that the arrangement is designed with two channels, the antenna being connected to a second receiver, which is also connected to an evaluation circuit.

Vorzugsweise sind die in dem ersten und zweiten Empfänger enthaltenden Empfangsdioden über ein elektronisches Schaltelement wie beispielsweise einen Transistor mit Massepotential verbindbar, wodurch ein Selbsttest durchführbar ist. Die Transistoren können entweder über eine separate Testeinheit oder einen Mikrocontroller geschaltet werden.The receiving diodes contained in the first and second receivers are preferably via an electronic switching element such as a transistor with ground potential connectable, whereby a self-test can be carried out. The transistors can either be over a separate test unit or a microcontroller can be switched.

Schließlich zeichnet sich eine weitere bevorzugte Anordnung dadurch aus, dass der erste und/oder zweite Empfänger mit einem Mikrocontroller verbunden ist und dass Steuereingänge der elektronischen Schaltelemente mit Ausgängen des Mikrocontrollers verbunden sind.Finally, another preferred arrangement is characterized in that the first and / or second receiver is connected to a microcontroller and that control inputs the electronic switching elements are connected to outputs of the microcontroller.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention result not only from the Claims, the features to be extracted from these - individually and / or in combination -, but also from the following description of the drawing preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Anordnung zur Bestimmung eines Füll­ standes, Fig. 1 shows a first embodiment of an assembly prior to the determination of a filling,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Anordnung zur Bestimmung eines Füll­ standes und Fig. 2 shows a second embodiment of an arrangement for determining a level and

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer Anordnung zur Bestimmung eines Füll­ standes. Fig. 3 shows a third embodiment of an arrangement for determining a filling level.

In Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer Anordnung 10 zur Bestimmung eines Füllstandes dargestellt. Die Anordnung 10 umfasst eine im Wesentlichen flächig ausgebildete Streifenleiterantenne 12, die sich mit Abstand entlang einer Wandung 14 eines Messgefäßes 16 erstreckt, in dem ein Medium 18, vorzugsweise eine Flüssigkeit enthalten ist, deren Füllstand bestimmt werden soll. Dabei erstreckt sich die Antenne 12 in eine Richtung, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse 20 des Messgefäßes 16 erstreckt.In Fig. 1 a first embodiment of an arrangement 10 for determining a fill level schematic. The arrangement 10 comprises a substantially flat stripline antenna 12 , which extends at a distance along a wall 14 of a measuring vessel 16 , in which a medium 18 , preferably a liquid, is contained, the fill level of which is to be determined. The antenna 12 extends in a direction that extends essentially parallel to a longitudinal axis 20 of the measuring vessel 16 .

Die Antenne 12 ist mit einem Oszillator 22 verbunden, der die Antenne 12 zur Abstrahlung von Mikrowellen anregt. Des Weiteren ist die Antenne 12 mit einem Empfänger 24 ver­ bunden, der zumindest eine Empfängerdiode aufweist, die als kohärenter Mischer arbeitet. Derartige Anordnungen sind aus dem Stand der Technik auch bespielsweise als Mikrowellen- Dopplermodule bekannt.The antenna 12 is connected to an oscillator 22 which excites the antenna 12 to emit microwaves. Furthermore, the antenna 12 is connected to a receiver 24 , which has at least one receiver diode that works as a coherent mixer. Such arrangements are also known from the prior art, for example, as microwave Doppler modules.

Die Antenne 12 ist mit geringem Abstand zur Wandung 14 des Messgefäßes 16 angeordnet, so dass eine berührungslose Bestimmung des Füllstandes gewährleistet ist. Angeregt durch den Oszillator 22 sendet die Antenne 12 ein Mikrowellenfeld aus, das in Abhängigkeit des Füllstandes des Mediums 18 reflektiert, von der Antenne 12 empfangen und durch den Empfänger 24 ausgewertet wird. Hierzu ist ein Ausgang des Empfängers 24 mit einer Aus­ werteschaltung 26 verbunden, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Komparator 28, einen Analogausgang 30 sowie einen zweiten Komparator 32 aufweist, der als Fensterkomparator ausgebildet ist. Auf diese Weise können insgesamt drei Signale zur Verfügung gestellt werden, d. h. am Ausgang 30 ein analoges Füllstandssignal, am Ausgang des Komparators 28 ein digitales Signal, das anzeigt, ob der Füllstand unter- oder über­ schritten ist und am Ausgang 32 ein digitales Signal, das anzeigt, ob sich der Füllstand in einem definierten Bereich befindet.The antenna 12 is arranged at a short distance from the wall 14 of the measuring vessel 16 , so that a non-contact determination of the fill level is ensured. Excited by the oscillator 22 , the antenna 12 emits a microwave field which reflects depending on the fill level of the medium 18 , is received by the antenna 12 and is evaluated by the receiver 24 . For this purpose, an output of the receiver 24 is connected to an evaluation circuit 26 which, in the exemplary embodiment shown here, has a first comparator 28 , an analog output 30 and a second comparator 32 which is designed as a window comparator. In this way, a total of three signals can be made available, that is, an analog fill level signal at the output 30 , a digital signal at the output of the comparator 28 , which indicates whether the fill level is below or above and a digital signal at the output 32 indicates whether the level is in a defined range.

Der Oszillator 22 ist etwa mittig zwischen den Abschnitten 34, 36 mit der Antenne 12 über ein Kopplermodul verbunden. Ferner ist der zumindest eine Empfänger 24 über das Kopp­ lenmodul mit der Antenne 12 verbunden. Der Oszillator 22 ist etwa in Höhe des zu bestim­ menden Füllstandes an die Antenne 12 angekoppelt.The oscillator 22 is connected approximately centrally between the sections 34 , 36 to the antenna 12 via a coupler module. Furthermore, the at least one receiver 24 is connected to the antenna 12 via the coupling module. The oscillator 22 is coupled to the antenna 12 at approximately the level to be determined.

In Fig. 2 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer Anordnung 38 zur Bestimmung eines Füllstandes dargestellt. Im Unterschied zu der Anordnung 10 gemäß Fig. 1 ist die Anordnung 38 zweikanalig, d. h. redundant aufgebaut. Zusätzlich zu dem ersten Empfänger 24, ist ein zweiter Empfänger 40 vorgesehen, wobei beide Empfänger über das Koppel­ element mit der Antenne verbunden sind. Ein Ausgang des zweiten Empfängers ist mit einer Auswerteschaltung 42 verbunden, die ebenfalls einen weiteren Komparator 44, einen Analog­ ausgang 46 sowie einen Fensterkomparator 48 umfasst. Die redundante Anordnung 38 zeichnet sich dadurch aus, dass die von den Auswerteschaltungen 26 und 42 abgreifbaren Signale miteinander verglichen werden können, so dass aufgrund der Abweichungen der Signale Fehlermeldungen erzeugt werden können. FIG. 2 schematically shows a second embodiment of an arrangement 38 for determining a fill level. In contrast to the arrangement 10 according to FIG. 1, the arrangement 38 is constructed in two channels, that is to say redundantly. In addition to the first receiver 24 , a second receiver 40 is provided, both receivers being connected to the antenna via the coupling element. An output of the second receiver is connected to an evaluation circuit 42 , which also comprises a further comparator 44 , an analog output 46 and a window comparator 48 . The redundant arrangement 38 is characterized in that the signals which can be tapped by the evaluation circuits 26 and 42 can be compared with one another, so that error messages can be generated on the basis of the deviations of the signals.

Ein weiterer Vorteil der redundant aufgebauten Anordnung 38 besteht darin, dass der erste und zweite Empfänger 24, 40 jeweils über ein elektronisches Schaltelement 50, 52 wie beispielsweise einen Transistor mit Massepotential verbunden ist. Die Steuereingänge 54, 56 der Transistoren 50, 52 sind mit einer Testeinheit 58 verbunden. Die Testbarkeit wird dadurch erreicht, dass die in dem ersten Empfänger 24 enthaltene Empfangsdiode durch Kurzschließen moduliert wird. Diese Modulation wird von dem zweiten Empfänger 40 erkannt und kann durch die Auswerteschaltung 42 ausgewertet werden, vorausgesetzt, dass der Oszillator 22 schwingt, d. h. funktionsfähig ist. Umgekehrt kann durch Kurzschließen des zweiten Empfän­ gers 40 durch Ansteuerung des Transistors 52 der erste Empfänger 24 getestet werden. Da diese Prüfungen nur mit funktionierendem Oszillator 22 möglich sind, wird gleichzeitig die Funktion des Oszillators 23 überprüft. Eine Amplitude des Oszillators kann an den Analog­ ausgängen 46, 30 der Auswerteschaltungen 42, 26 gemessen werden.Another advantage of the redundantly constructed arrangement 38 is that the first and second receivers 24 , 40 are each connected to ground potential via an electronic switching element 50 , 52, such as a transistor. The control inputs 54 , 56 of the transistors 50 , 52 are connected to a test unit 58 . Testability is achieved in that the receiver diode contained in the first receiver 24 is modulated by short-circuiting. This modulation is recognized by the second receiver 40 and can be evaluated by the evaluation circuit 42 , provided that the oscillator 22 oscillates, ie is functional. Conversely, by short-circuiting the second receiver 40 by driving the transistor 52, the first receiver 24 can be tested. Since these tests are only possible with a functioning oscillator 22 , the function of the oscillator 23 is checked at the same time. An amplitude of the oscillator can be measured at the analog outputs 46 , 30 of the evaluation circuits 42 , 26 .

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Anordnung 60 zur Bestimmung eines Füllstandes. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Auswerteschal­ tungen 26, 42 sowie die Testeinheit 58 in einem Mikrocontroller 62 integriert, der mit einem ersten Eingang 64 mit dem ersten Empfänger 24 und mit einem zweiten Eingang 66 mit dem zweiten Empfänger 40 verbunden ist. Ferner sind Steuereingänge der Transistoren 50, 52 mit jeweils einem Ausgang 68, 70 des Mikrocontrollers 62 verbunden. FIG. 3 shows a schematic illustration of a third arrangement 60 for determining a fill level. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the evaluation circuits 26 , 42 and the test unit 58 are integrated in a microcontroller 62 which is connected to the first receiver 24 with a first input 64 and to the second receiver 40 with a second input 66 . Furthermore, control inputs of transistors 50 , 52 are each connected to an output 68 , 70 of microcontroller 62 .

Insgesamt wird eine Anordnung zur Bestimmung eines Füllstandes zur Verfügung gestellt, bei der eine direkte Kopplung eines Sensors an das Messgefäß 18 nicht erforderlich ist. Ins­ besondere werden keine messbaren Veränderungen durch Schaumbildung oder durch Flüssig­ keitsfilme beobachtet, da die erfindungsgemäße Anordnung auf dem Prinzip basiert, das Medium, dessen Füllstand zu bestimmen ist, über die Antenne 12 mit einer Mikrowelle zu beaufschlagen und die reflektierten Mikrowellen mittels des ersten und/oder zweiten Empfän­ gers zu detektieren, wobei das detektierte Signal eine Information über den Füllstand enthält.Overall, an arrangement for determining a fill level is provided in which a direct coupling of a sensor to the measuring vessel 18 is not necessary. In particular no measurable changes due to foaming or by liquid observed keitsfilme, since the arrangement of the invention based on the principle, the medium whose level is to be determined to act upon via the antenna 12 with a microwave and the reflected microwaves by the first and / or second receiver to detect, wherein the detected signal contains information about the level.

Das Verfahren und die Anordnung sind besonders zur Bestimmung des Füllstandes einer Tropfkammer eines Dialysegerätes geeignet, wobei Blut in die Tropfkammer hineintropft oder entlang einer Wandung der Kammer fließt. Die Erfindung löst insbesondere die dabei auftretenden Probleme bezüglich Schaum- und/oder Filmbildung.The method and the arrangement are particularly for determining the level of a Drip chamber of a dialysis machine suitable, with blood dripping into the drip chamber or flows along a wall of the chamber. The invention particularly solves this problems with foam and / or film formation.

Claims (15)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Füllstandes, insbesondere zur berührungslosen Bestimmung des Füllstandes eines Mediums innerhalb eines rohrförmigen Systems (14) mit kleinem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine mit einem Oszillator (22) verbundene Antenne (12) ein Mikrowellen­ feld erzeugt wird, dass das Mikrowellenfeld in Richtung des Mediums gerichtet wird, dessen Füllstand zu bestimmen ist und dass ein in Abhängigkeit des Füllstandes korreliertes Signal an zumindest einem Empfänger (24, 40) gemessen wird.1. A method for determining a fill level, in particular for the contactless determination of the fill level of a medium within a tubular system ( 14 ) with a small diameter, characterized in that a microwave field is generated by an antenna ( 12 ) connected to an oscillator ( 22 ), that the microwave field is directed in the direction of the medium, the level of which is to be determined and that a signal correlated as a function of the level is measured at at least one receiver ( 24 , 40 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Antenne abgestrahlten Mikrowellen von dem in dem vorzugsweise rohrförmigen System (16) mit geringem Durchmesser enthaltenden Medium (18) reflektiert werden und in einer als kohärenter Mischer arbeitenden Empfängerdiode in Abhängigkeit des Füllstandes eine korrelierende Gleichspannung erzeugen. 2. The method according to claim 1, characterized in that the microwaves emitted by the antenna are reflected by the medium ( 18 ) containing in the preferably tubular system ( 16 ) with a small diameter and in a receiver diode operating as a coherent mixer, depending on the fill level generate correlating DC voltage. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (12) Mikrowellen in einer Frequenz im Bereich von 1 bis 24 GHz, vorzugsweise 2,4 GHz aussendet, wobei die Sendeleistung der Antenne (12) im Bereich von 0,1 mW bis 10 mW, vorzugsweise 1 mW liegt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna ( 12 ) emits microwaves in a frequency in the range from 1 to 24 GHz, preferably 2.4 GHz, the transmission power of the antenna ( 12 ) in the range from 0, 1 mW to 10 mW, preferably 1 mW. 4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Empfänger (24) durch Kurzschließen moduliert wird, wobei diese Modulation an einem zweiten mit der Antenne (12) verbundenen Empfänger (40) detektiert wird, wenn der ebenfalls mit der Antenne (12) verbundene Oszillator (12) funktionsfähig ist.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one receiver ( 24 ) is modulated by short-circuiting, this modulation being detected on a second receiver ( 40 ) connected to the antenna ( 12 ), if the also with the antenna ( 12 ) connected oscillator ( 12 ) is functional. 5. Anordnung (10, 38, 60) zur Bestimmung eines Füllstandes, insbesondere zur berüh­ rungslosen Bestimmung des Füllstandes eines Mediums (18) innerhalb eines rohrför­ migen Systems (16) mit kleinem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (10) eine Antenne (12) umfasst, wobei die Antenne (12) mit einem Oszillator (22) als Sender und mit zumindest einem ersten, als Empfangsdiode ausgebildeten Empfänger (24) verbunden ist.5. Arrangement ( 10 , 38 , 60 ) for determining a fill level, in particular for the contactless determination of the fill level of a medium ( 18 ) within a tubular system ( 16 ) with a small diameter, characterized in that the arrangement ( 10 ) is an antenna ( 12 ), the antenna ( 12 ) being connected to an oscillator ( 22 ) as a transmitter and to at least one first receiver ( 24 ) designed as a receiving diode. 6. Anordnung auch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (12) flächig ausgebildet ist und sich parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse (20) des das Medium (18) aufnehmenden Gefäßes (16) erstreckt. 6. Arrangement also claim 5, characterized in that the antenna ( 12 ) is flat and extends parallel or substantially parallel to a longitudinal axis ( 20 ) of the vessel ( 16 ) receiving the medium ( 18 ). 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als Streifenleiterantenne ausgebildete Antenne (12) in geringem Abstand zu der Wandung (14) des Gefäßes (16) angeordnet ist, wobei ein erster Abschnitt (34) der Antenne parallel oder in etwa parallel zu dem Medium (18) verläuft und ein zweiter Abschnitt (36) sich im Wesentlichen oberhalb des Füllstandes erstreckt.7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the antenna designed as a stripline antenna ( 12 ) is arranged at a short distance from the wall ( 14 ) of the vessel ( 16 ), with a first section ( 34 ) of the antenna parallel or in runs approximately parallel to the medium ( 18 ) and a second section ( 36 ) extends essentially above the fill level. 8. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängerdiode als kohärenter Mischer ausgebildet ist.8. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized, that the receiver diode is designed as a coherent mixer. 9. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Empfängers (24) mit einer Auswerteschaltung (26) verbunden ist, die zumindest einen Komparator (28, 32) enthält.9. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that an output of the receiver ( 24 ) is connected to an evaluation circuit ( 26 ) which contains at least one comparator ( 28 , 32 ). 10. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (38) zweikanalig ausgebildet ist, wobei die Antenne (12) mit einem zweiten Empfänger (40) verbunden ist.10. The arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the arrangement ( 38 ) is formed in two channels, the antenna ( 12 ) being connected to a second receiver ( 40 ). 11. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Empfänger (40) mit einer Auswerteschaltung (42) verbunden ist.11. The arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second receiver ( 40 ) is connected to an evaluation circuit ( 42 ). 12. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten und zweiten Empfänger (24, 40) enthaltene Empfangsdioden über ein elektronisches Schaltelement (50, 52) wie beispielsweise einen Transistor mit Massepotential verbindbar sind, wobei Steuereingänge (54, 56) der Transistoren (50, 52) mit einer Testeinheit (58) verbunden sind. 12. The arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the first and second receivers ( 24 , 40 ) receiving diodes can be connected via an electronic switching element ( 50 , 52 ) such as a transistor with ground potential, control inputs ( 54 , 56 ) of the transistors ( 50 , 52 ) are connected to a test unit ( 58 ). 13. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Empfänger (24, 40) mit einem Mikrocontroller (62) verbunden ist und dass die Steuereingänge (50, 52) der elektronischen Schaltelemente mit Ausgängen (68, 70) des Mikrocontrollers verbunden sind.13. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or second receiver ( 24 , 40 ) is connected to a microcontroller ( 62 ) and that the control inputs ( 50 , 52 ) of the electronic switching elements with outputs ( 68 , 70 ) of the microcontroller. 14. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (18) eine Flüssigkeit wie beispielsweise Blut oder Wasser ist.14. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the medium ( 18 ) is a liquid such as blood or water. 15. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (16) vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist, mit einem Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 cm, vorzugsweise D = 3 cm.15. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the vessel ( 16 ) is preferably tubular, with a diameter in the range from 1 to 100 cm, preferably D = 3 cm.
DE19935743A 1999-07-29 1999-07-29 Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium Withdrawn DE19935743A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19935743A DE19935743A1 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19935743A DE19935743A1 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19935743A1 true DE19935743A1 (en) 2001-02-01

Family

ID=7916546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19935743A Withdrawn DE19935743A1 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19935743A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010000034A1 (en) 2010-01-11 2011-07-14 Universität Bayreuth, 95447 Liquid level determination device for racking plant used for racking of liquid in container e.g. blood reservoir, has evaluation unit for deriving level of liquid in bottle based on emitted and detected microwave radiation
WO2012122016A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Baxter International Inc. Non- invasive radio frequency liquid level detection system using phase detection
DE102015100414A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the level of a medium in a container
DE102015100417A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Method for determining the level of a medium in a container
DE102015100415A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the level of a medium
WO2021122897A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-24 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Device for measuring volumes of a liquid in a container by measuring an emitted high-frequency radiation

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010000034A1 (en) 2010-01-11 2011-07-14 Universität Bayreuth, 95447 Liquid level determination device for racking plant used for racking of liquid in container e.g. blood reservoir, has evaluation unit for deriving level of liquid in bottle based on emitted and detected microwave radiation
US9829366B2 (en) 2011-03-08 2017-11-28 Baxter International Inc. Non-invasive radio frequency liquid level and volume detection system and method using phase shift
WO2012122016A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Baxter International Inc. Non- invasive radio frequency liquid level detection system using phase detection
WO2012122018A3 (en) * 2011-03-08 2012-11-15 Baxter International Inc. Non- invasive medical fluid level detection system and method applying radio waves
JP2014511496A (en) * 2011-03-08 2014-05-15 バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド Non-invasive radio frequency liquid level detection system using phase detection
JP2014515818A (en) * 2011-03-08 2014-07-03 バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド Non-invasive medical fluid level detection system and method applying radio waves
US8869612B2 (en) 2011-03-08 2014-10-28 Baxter International Inc. Non-invasive radio frequency liquid level and volume detection system using phase shift
AU2012225740B2 (en) * 2011-03-08 2015-11-05 Baxter Healthcare S.A. Non- invasive radio frequency liquid level detection system using phase detection
US9907908B2 (en) 2011-03-08 2018-03-06 Baxter International Inc. Non-invasive radio frequency medical fluid level and volume detection system and method
DE102015100417A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Method for determining the level of a medium in a container
EP3045881A1 (en) 2015-01-13 2016-07-20 Krohne Messtechnik GmbH Device for determining the filling level of a medium in a container
EP3045878A1 (en) 2015-01-13 2016-07-20 Krohne Messtechnik GmbH Device for measuring the filling level of a medium
EP3045879A1 (en) 2015-01-13 2016-07-20 Krohne Messtechnik GmbH Device for determining the filling level of a medium in a container
DE102015100415A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the level of a medium
US9851236B2 (en) 2015-01-13 2017-12-26 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the fill level of a medium
US9891092B2 (en) 2015-01-13 2018-02-13 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the fill level of a medium in a container
DE102015100414A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the level of a medium in a container
US10012525B2 (en) 2015-01-13 2018-07-03 Krohne Messtechnik Gmbh Device for determining the fill level of a medium in a container
WO2021122897A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-24 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Device for measuring volumes of a liquid in a container by measuring an emitted high-frequency radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2824433B1 (en) Universal detection of measurement data in bodies of water
DE3420004C2 (en)
DE69530863T2 (en) ELECTRONIC MULTIPURPOSE LEVEL SENSOR
DE102006060108A1 (en) laser scanner
EP0961106A1 (en) Device for measuring the filling-level of a container
DE3314042A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING VOLUMETRIC FRACTIONS AND FLOW RATES
DE102005003152A1 (en) Procedure for checking the proper functioning of a level gauge
DE102005044724A1 (en) Runtime measurement method for determining the distance
DE10235562A1 (en) Optical distance measurement device has a measurement diode, which is used for reflected signal detection and frequency conversion to a lower frequency, that has high frequency modulated electrode voltages
DE2649049A1 (en) METHOD OF MEASURING THE DISTANCE BETWEEN RELATIVELY MOVING PARTS, ESPECIALLY IN UNDERGROUND MINING, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
DE19935743A1 (en) Fill level detection in tubular system, producing microwave field through antenna connected with oscillator, and directing microwave field on medium
DE2461264B2 (en) DEVICE FOR MEASURING THE VOLUME FLOW OF FLOWING MEDIA
DE2153432B2 (en) Acoustic flow meter
DE19530116A1 (en) Sound propagation property display method for body part
DE19841154C2 (en) Method and device for measuring the transit time of sound waves
DE102012106149A1 (en) Method and device for the laser-based determination of the filling level of a filling material in a container
DE112017005573T5 (en) ultrasonic inspection
DE202017103676U1 (en) Radar device for detecting an object in a surveillance area
EP3343185B1 (en) Ultrasound flow measuring device and method for measuring the flow
DE19516789B4 (en) Blood reservoir level monitoring device
DE112015006258B4 (en) Proximity sensor and method for measuring the distance to a target
DE19535848C1 (en) Fluid acoustic impedance measuring device
EP1251363B1 (en) Processing method for a frequency signal
WO2001073472A2 (en) Device for measuring layer thicknesses
DE4208863C2 (en) Material inspection device

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination