DE202006016784U1

DE202006016784U1 - Flüssigkeitssensor mit Kegelprisma

Info

Publication number: DE202006016784U1
Application number: DE200620016784
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2016-11-04

Abstract

Füllstandssensor mit Lichtquelle, Photosensor und kegelförmigem, 90°-Prisma, das mit der Kegelspitze (8) nach unten von oben in eine Flüssigkeit hinein weist und bei dem das Licht der Lichtquelle (4) auf die Grundfläche des Prismas (2) fällt und dort, abhängig von dem Stand einer das Prisma umgebenden Flüssigkeit, zum Photosensor (5) reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des Prismas (2) als Zapfen (3) herausgezogen ist, an dem sich Flüssigkeitsreste vom Prisma sammeln.

Description

Die Erfindung betrifft einen Füllstandssensor mit Lichtquelle, Photosensor und kegelförmigem, 90°-Prisma, das mit der Kegelspitze nach unten von oben in eine Flüssigkeit hinein weist und bei dem das Licht der Lichtquelle auf die Grundfläche des Prismas fällt und dort, abhängig von dem Stand einer das Prisma umgebenden Flüssigkeit, zum Sensor reflektiert wird.
Optiken mit Prismen in Kegelform sind bekannt. Sie werden als Sicherheitssensor in Füllstandssensoren von Tankwagen eingesetzt, um eine Überfüllung des Tankwagens zu vermeiden.
Das Licht der Lichtquelle, typischerweise eine LED, fällt auf die Grundfläche des Kegels und wird an den Mantelflächen auf Grund des Brechungsindexes mit der Luft zurück reflektiert. Es gelangt zu einem Photosensor, typischerweise einer Photodiode, und wird dort ausgewertet. Wenn nun eine Flüssigkeit das Kegelprisma umgibt, wird das Licht auf Grund des geänderten Brechungsindexes nicht mehr reflektiert. Am optischen Sensor wird eine Schaltschwelle an Hand des reflektierten Lichtes definiert. Diese Schaltschwelle entspricht einem Flüssigkeitstand am Prisma und damit einem Füllstand der Flüssigkeit. Senkt sich der Flüssigkeitsspiegel, muss die Flüssigkeit möglichst schnell und vollständig aus dem Bereich der Reflexion ablaufen.
Bei normalen 90°-Prismen sammeln sich Tropfen der Flüssigkeit an der Spitze und der Bereich der Reflekion auf der Mantelfläche ist oft noch benetzt. Die Schaltschwelle wird nicht klar erkannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das kegelförmige Prisma so zu verbessern, dass bei sinkendem Flüssigkeitspegel die Flüssigkeitsreste nicht auf der Mantelfläche verbleiben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Spitze des Prismas als Zapfen herausgezogen ist, an dem sich Flüssigkeitsreste vom Prisma sammeln.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Unteransprüchen beschrieben.
Beim Befüllen eines Tanks mit Flüssigkeit, etwa Benzin, Heizöl oder dergleichen, steigt der Flüssigkeitspegel von unten und erreicht den Flüssigkeitssensor von unten, von der Kegelspitze her.
In dem Kegelprisma wird das Licht von der Lichtquelle um zweimal 90° abgelenkt und wieder von dem Photosensor empfangen. Diese Ablenkung erfolgt nicht, wenn die Mantelfläche des Prismas von Flüssigkeit umgeben ist. Wenn nun Flüssigkeitsreste auf der Mantelfläche verbleiben, kann sich eine ungenaue Schaltschwelle ergeben. Durch einen Zapfen an der Spitze des Kegels sammeln sich dort die Flüssigkeitsreste und die für die Lichtreflexion zuständige Zone der Mantelfläche des Kegels wird frei. Die Schaltschwelle wird genau erkannt.
Die Schaltschwelle des Sensors liegt vorteilhafterweise bei einem Flüssigkeitsstand, der etwa 1/2 der Kegelhöhe von der Kegelspitze entfernt liegt.
Die genaue Einstellung der Schaltschwelle erfolgt an dem Photosensor.
Weiter zur Kegelspitze beginnt der Zapfen, an dem sich die Flüssigkeitsreste sammeln und in die Flüssigkeit abtropfen. Der Zapfen besitzt an seinem Ansatz einen Durchmesser von etwa 1/3 des Kegeldurchmessers, verjüngt sich weiter nach unten und läuft in einer abgerundeten Spitze aus.
In der Figur ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft beschrieben.
Der Flüssigkeitssensor 1 ist in einem Rohr 9 untergebracht, dass nach unten zur Flüssigkeit hin mit dem Sensorkopf 10 abgeschlossen ist. In der Mitte des Sensorkopfes 10 befindet sich das Kegelprisma 2 mit seinem Zapfen 3.
Über dem Kegelprisma 2 sind die Lichtquelle 4 und der Photosensor 5 in der Halterung 11 angeordnet. Das Licht fällt von der Lichtquelle 4 auf die Grundfläche des Kegelprismas 2, wird dort zweimal abgelenkt und von dem Photosensor 5 empfangen. Diese Ablenkung erfolgt, wenn das Kegelprisma 2 nicht von Flüssigkeit umgeben ist. Die Flüssigkeit gelangt von unten und durch die Öffnungen 6 des Sensorkopfes 10 zu dem Kegelprisma 2.
Der Zapfen 3 beginnt etwas unterhalb der Schaltschwelle 7 zur Kegelspitze 8 hin, die hier gestrichelt angedeutet ist. Der Zapfen 3 verjüngt sich nach unten und läuft in einer Rundung aus.

1: Flüssigkeitssensor
2: Kegelprisma
3: Zapfen
4: Lichtquelle
5: Photosensor
6: Öffnung
7: Schaltschwelle
8: Kegelspitze
9: Rohr
10: Sensorkopf
11: Halter

Claims

Füllstandssensor mit Lichtquelle, Photosensor und kegelförmigem, 90°-Prisma, das mit der Kegelspitze (8) nach unten von oben in eine Flüssigkeit hinein weist und bei dem das Licht der Lichtquelle (4) auf die Grundfläche des Prismas (2) fällt und dort, abhängig von dem Stand einer das Prisma umgebenden Flüssigkeit, zum Photosensor (5) reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des Prismas (2) als Zapfen (3) herausgezogen ist, an dem sich Flüssigkeitsreste vom Prisma sammeln.
Füllstandssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschwelle (7) der Reflexion bei einem Flüssigkeitsstand von etwa 1/2 der Kegelhöhe von der Kegelspitze (8) entfernt liegt.
Füllstandssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (3) etwas unterhalb der Schaltschwelle (7) an der Kegelspitze beginnt.
Füllstandssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (3) etwa 1/3 des Durchmessers des Kegeldurchmessers besitzt und sich verjüngt.