DE202013101456U1

DE202013101456U1 - Device for measuring the level of liquids

Info

Publication number: DE202013101456U1
Application number: DE201320101456
Authority: DE
Original assignee: Gaslock GmbH
Current assignee: Gaslock GmbH
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2023-04-06

Abstract

Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten in Behältern (1), umfassend einen Messfühler (2), der mit einer Anzeige (3) korrespondiert, die mit einer Energieversorgung (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (3) nach dem Prinzip des elektronischen Papiers arbeitet und die Energieversorgung (4) von einem Solarmodul gebildet ist, die die Anzeige (3) mit Energie versorgt.Device for measuring the level of liquids in containers (1), comprising a measuring sensor (2) corresponding to a display (3) provided with a power supply (4), characterized in that the display (3) after Principle of electronic paper works and the power supply (4) is formed by a solar module, which supplies the display (3) with energy.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten in Behältern, umfassend einen Messfühler, der mit einer Anzeige korrespondiert, die mit einer Energieversorgung versehen ist. The invention relates to a device for measuring the level of liquids in containers, comprising a sensor corresponding to a display provided with a power supply.

Vorrichtungen zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten sind in vielfältiger Weise bekannt. Es existieren verschiedene Methoden der Füllstandsmessung. So sind mechanische Füllstandsmessungen verbreitet, die beispielsweise mit Hilfe von Schwimmern den Füllstand ermitteln. Darüber hinaus sind Messungen mit Hilfe der Ermittlung der elektrischen Leitfähigkeit, kapazitive Messungen, optische Messungen oder auch Messungen mit Hilfe von Ultraschall verbreitet. Devices for measuring the level of liquids are known in many ways. There are different methods of level measurement. So mechanical level measurements are widespread, which determine the level, for example with the help of floats. In addition, measurements by means of the determination of the electrical conductivity, capacitive measurements, optical measurements or also measurements by means of ultrasound are widespread.

Allen Vorrichtungen zur Messung des Füllstands ist gemeinsam, dass sie über eine Anzeige verfügen, auf der das Messergebnis ablesbar ist. Hierbei kann es sich um einfache Anzeigen handeln, die lediglich eine Signalisierung auslösen, wenn ein bestimmtes Niveau unterschritten ist. Weiter verbreitet sind jedoch Anzeigen, die den jeweiligen Füllstand mehr oder weniger genau anzeigen. All devices for measuring the level have in common that they have a display on which the measurement result is readable. These can be simple displays that only trigger a signal when it falls below a certain level. However, more widespread are ads that indicate the respective level more or less accurate.

Soweit die Anzeigen nicht rein mechanisch arbeiten, ist eine Energieversorgung erforderlich, um die Funktion der jeweiligen Anzeige, beispielsweise mit Hilfe von Leuchtdioden oder Displays, zu ermöglichen. Dies geschieht in der Regel durch Akkumulatoren, welche gegebenenfalls wieder aufladbar sind. Bei nicht mobilen Behältern kann es sich auch um eine Energieversorgung über das Stromnetz des jeweiligen Gebäudes handeln. As far as the displays do not work purely mechanically, a power supply is required to enable the function of the respective display, for example by means of light-emitting diodes or displays. This is usually done by accumulators, which are optionally rechargeable. Non-mobile containers may also be a power supply via the power network of the respective building.

Die Auslegung der Energieversorgung erfolgt in Abhängigkeit vom Energiebedarf der jeweiligen Anzeige. In Folge dessen hat die Auswahl der Art der Anzeige unmittelbare Auswirkungen auf die Dimensionierung der Energieversorgung, in der Regel auf die Größe bzw. Anzahl der zu verwendenden Akkumulatoren. Dies beeinflusst zum einen die Kosten für die jeweilige Vorrichtung, zum anderen hat es auch Einfluss auf die Baugröße der Vorrichtung. In Folge dessen sind die Hersteller bemüht, den Energieverbrauch der Anzeigen weiter zu reduzieren. Es finden daher mittlerweile überwiegend LCD-Displays Anwendung, weil diese über eine gute Qualität der Anzeige bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch verfügen. Allerdings benötigen die bekannten Vorrichtungen nach wie vor Akkumulatoren. Folglich ist die Baugröße der Vorrichtung noch immer von dem jeweiligen Energiespeicher abhängig. Hinzu kommt, dass die Akkumulatoren nach Gebrauch nur mit sehr hohem Aufwand umweltgerecht entsorgt werden können. The design of the power supply is dependent on the energy requirements of the respective display. As a result, the choice of the type of display has an immediate effect on the sizing of the power supply, typically the size or number of accumulators to be used. On the one hand this influences the costs for the respective device, on the other hand it also has an influence on the size of the device. As a result, the manufacturers are trying to further reduce the energy consumption of the ads. Therefore, LCD displays are now predominantly used because they have a good quality of the display with low power consumption. However, the known devices still require accumulators. Consequently, the size of the device is still dependent on the respective energy storage. In addition, the batteries can be disposed of environmentally friendly after use only with great effort.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten bereit zu stellen, die einerseits über eine Anzeige mit sehr geringen Energieverbrauch verfügt, andererseits auf den Einsatz von Akkumulatoren sowie Anbindung an ein dauerhaftes Stromnetz verzichten kann. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Anzeige nach dem Prinzip des elektronischen Papiers arbeitet und die Energieversorgung von einem Solarmodul gebildet ist, die die Anzeige mit Energie versorgt. The invention aims to remedy this situation. The invention is based on the object to provide a device for measuring the level of liquids, on the one hand has a display with very low energy consumption, on the other hand can dispense with the use of batteries and connection to a permanent power supply. According to the invention, this object is achieved in that the display operates on the principle of electronic paper and the power supply is formed by a solar module, which supplies the display with energy.

Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten in Behältern geschaffen, die eine Anzeige mit äußerst geringem Energieverbrauch beinhaltet. Dies ist durch den Einsatz einer Anzeige gewährleistet, die nach dem Prinzip des elektronischen Papiers arbeitet. Dabei werden Mikrokapseln mit einem mittleren Durchmesser von ca. 40 Mikrometern in einem elektrischen Feld bewegt. Die Mikrokapseln haben eine unterschiedliche Polarität, wobei die weißen Kapseln positiv, die schwarzen Kapseln negativ geladen sind. Die Mikrokapseln bewegen sich in einem klaren Fluid. Im Ausgangszustand befinden sich auf der Ansichtsseite die negativ geladenen weißen Kapseln. Durch Änderung der Polarität tauschen die negativ geladenen weißen Kapseln ihre Position mit den positiv geladenen schwarzen Kapseln, so dass auf der Ansichtsseite Wörter, Zahlen, Abbildungen und dergleichen darstellbar sind. Bei erneuter Änderung der Polarität kehren die schwarzen und weißen Kapseln in ihre jeweilige Ausgangsposition zurück, so dass die Ansichtsseite wieder weiß erscheint. Neben der Flexibilität bei der Erstellung von Buchstaben, Zahlen, Symbolen und dergleichen zeichnet sich diese Anzeige durch einen außerordentlich geringen Stromverbrauch aus. Dadurch besteht die Möglichkeit, zur Energieversorgung ein Solarmodul einzusetzen. Dies führt zu einer Unabhängigkeit der Vorrichtung von Akkumulatoren. Somit ist einerseits der Bauraum für die Vorrichtung reduziert, andererseits entfällt die Problematik der Entsorgung der Akkumulatoren. The invention provides a device for measuring the level of liquids in containers, which includes a display with extremely low energy consumption. This is ensured by the use of a display that works on the principle of electronic paper. This microcapsules are moved with an average diameter of about 40 microns in an electric field. The microcapsules have a different polarity, the white capsules being positive, the black capsules being negatively charged. The microcapsules move in a clear fluid. In the initial state, the negatively charged white capsules are on the view side. By changing the polarity of the negatively charged white capsules exchange their position with the positively charged black capsules, so that on the view page words, numbers, figures and the like can be displayed. When the polarity is changed again, the black and white capsules return to their original position, so that the view side appears white again. In addition to the flexibility in the creation of letters, numbers, symbols and the like, this display is characterized by an extremely low power consumption. This makes it possible to use a solar module for energy supply. This leads to an independence of the device of accumulators. Thus, on the one hand the space for the device is reduced, on the other hand eliminates the problem of disposal of the batteries.

In Weiterbildung der Erfindung versorgt das Solarmodul den Messfühler mit Energie. Diese Ausgestaltung ermöglicht den Verzicht von Akkumulatoren auch auf Seiten des Messfühlers, so dass sich die Vorteile bei der Verwendung des Solarmoduls für die Anzeige auch auf seitens des Messfühlers einstellen. Insbesondere ist der Bauraum für den Messfühler reduziert. In a further development of the invention, the solar module supplies the sensor with energy. This refinement also makes it possible to dispense with accumulators on the side of the measuring sensor, so that the advantages of using the solar module for the display are also established on the part of the measuring sensor. In particular, the space for the sensor is reduced.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Energieversorgung des Messfühlers mittels eines zweiten Solarmoduls. Dies ermöglicht die Verwendung von Solarmodulen kleinerer Baugröße, da in diesem Fall das erste Solarmodul lediglich die Anzeige mit Energie versorgt und das zweite Solarmodul den Messfühler mit Energie versorgt. Zudem bietet diese Ausgestaltung den Vorteil, dass keine Verbindung zwischen Anzeige und Messfühler erforderlich ist. In another embodiment of the invention, the power supply of the probe by means of a second solar module. This allows the use of solar panels of smaller size, since in this case the first solar module only supplies the display with energy and the second Solar module energizes the sensor. In addition, this embodiment has the advantage that no connection between the display and probe is required.

Vorteilhaft ist der Messfühler von einem Ultraschall-Messgerät gebildet. Bei dieser Art der Messung wird ein Ultraschallsignal auf die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit gesandt. Aus der Reflektion des Signals wird dann der Füllstand ermittelt. Es handelt sich hierbei um eine zuverlässige Art der Füllstandsmessung, bei der zudem der Energieverbrauch gering ist. Advantageously, the sensor is formed by an ultrasonic measuring device. In this type of measurement, an ultrasonic signal is sent to the liquid in the container. From the reflection of the signal, the level is then determined. This is a reliable type of level measurement, in addition, the energy consumption is low.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt die schematische Darstellung eines Behälters mit einer Vorrichtung zur Messung des Füllstands. Other developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in detail below. The sole figure of the drawing shows the schematic representation of a container with a device for measuring the level.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten in einem Behälter 1 umfasst einen Messfühler 2, der mit einer Anzeige 3 korrespondiert. Die Anzeige 3 ist mit einer Energieversorgung 4 versehen. The selected as an embodiment device for measuring the level of liquids in a container 1 includes a sensor 2 that with an ad 3 corresponds. The ad 3 is with a power supply 4 Mistake.

Bei dem Behälter 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Gasflasche, die einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Der Behälter 1 hat eine Kammer 11, in der sich in gefüllten Zustand das Fluid befindet. An seiner dem Boden zugewandten (Unter-)Seite ist die Kammer durch einen Boden 12 begrenzt. An dem Boden 12 ist ein umlaufender Rand 13 vorgesehen, der eine Aufstellmöglichkeit für den Behälter 1 bildet. Auf der dem Boden 12 abgewandten Seite des Behälters 1 ist ein Verschluss 14 vorgesehen, der zum Befüllen bzw. Entleeren des Behälters 1 dient. Der Messfühler 2 ist auf der Außenseite des Bodens 12 des Behälters 1 angebracht. Erkennbar ist der Messfühler 2 so dimensioniert, dass er nicht über den Rand 13 hinaus ragt. At the container 1 In the exemplary embodiment, this is a gas cylinder which has a circular cross section. The container 1 has a chamber 11 in which the fluid is in the filled state. On its (sub) side facing the floor, the chamber is through a floor 12 limited. At the bottom 12 is a circumferential border 13 provided, a Aufstellmöglichkeit for the container 1 forms. On the floor 12 opposite side of the container 1 is a lock 14 provided for filling or emptying the container 1 serves. The sensor 2 is on the outside of the floor 12 of the container 1 appropriate. Visible is the sensor 2 so dimensioned that he does not have the edge 13 sticks out.

Der Messfühler 2 ist von einem Ultraschall-Messgerät gebildet. Er ist auf seiner dem Boden 12 zugewandten Seite mit einer Schicht aus elastischem Material versehen, die an dem Behälterboden anliegt, um Lufteinschlüsse zu vermeiden. Es ist dadurch die bei Ultraschall-Messgeräten erforderliche Trockenankopplung gewährleistet. Zudem ist eine piezo-elektrische Scheibe vorgesehen, die auf einer Metallplatte angeordnet ist. Die Scheibe steht in Verbindung mit einer Platine, auf der eine Auswerteeinheit vorgesehen ist. Zudem ist ein Sender vorgesehen, der die ermittelten Ergebnisse an die Anzeige 3 weiterleitet. The sensor 2 is formed by an ultrasonic measuring device. He is on his ground 12 facing side provided with a layer of elastic material which rests against the container bottom to avoid trapped air. This ensures the dry coupling required for ultrasonic measuring devices. In addition, a piezoelectric disk is provided, which is arranged on a metal plate. The disc is in communication with a board on which an evaluation unit is provided. In addition, a transmitter is provided, the results obtained to the display 3 forwards.

Die Anzeige 3 ist außen an dem Behälter 1 angeordnet. Sie arbeitet erfindungsgemäß nach dem Prinzip des elektronischen Papiers. Sie verfügt zudem übet einen Empfänger, der die vom Messfühler 2 ausgesandten Messdaten entgegen nimmt und zu den in der Anzeige 3 sichtbaren Symbolen verarbeitet. In der Zeichnung ist die Anzeige mit einem Füllstand von fünf Litern (5L) dargestellt. The ad 3 is outside of the container 1 arranged. It works according to the invention according to the principle of electronic paper. It also has a receiver, that of the sensor 2 receives transmitted measurement data and to those in the display 3 processed visible symbols. In the drawing, the display is shown with a level of five liters (5L).

Benachbart zu der Anzeige 3 ist die Energieversorgung 4 angeordnet. Die Energieversorgung 4 ist erfindungsgemäß von einem Solarmodul, auch Photovoltaikmodul genannt, gebildet. Dieses Modul wandelt das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie um. Das Modul besteht aus Solarzellen, die in einem Rahmen gehalten sind. Das Solarmodul versorgt die Anzeige 3 mit Energie. Im Ausführungsbeispiel versorgt das Solarmodul auch den Messfühler 2 mit Energie. Hierzu ist zwischen der Energieversorgung 4 und dem Messfühler 2 eine Leitung 5 vorgesehen. Adjacent to the ad 3 is the energy supply 4 arranged. The energy supply 4 is inventively formed by a solar module, also called photovoltaic module. This module converts the sun's light directly into electrical energy. The module consists of solar cells, which are held in a frame. The solar module supplies the display 3 with energy. In the exemplary embodiment, the solar module also supplies the sensor 2 with energy. This is between the power supply 4 and the probe 2 a line 5 intended.

In Abwandlung des Ausführungsbeispiels besteht auch die Möglichkeit, die Energieversorgung des Messfühlers 2 mittels eines zweiten Solarmoduls bereit zu stellen. In diesem Fall kann auf die Verwendung der Leitung 5 verzichtet werden. Da bei Verwendung eines zweiten Solarmoduls der Messfühler 2 völlig unabhängig von der Anzeige 3 ist, bietet sich in diesem Fall eine drahtlose Übertragung der von dem Messfühler 2 ermittelten Füllstände an die Anzeige 3 an. Der Messfühler 2 ist von einem Ultraschall-Messgerät gebildet. In a modification of the embodiment, it is also possible, the power supply of the probe 2 to provide by means of a second solar module. In this case may be due to the use of the line 5 be waived. Because when using a second solar module, the sensor 2 completely independent of the ad 3 In this case, a wireless transmission is provided by the sensor 2 determined levels to the display 3 at. The sensor 2 is formed by an ultrasonic measuring device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten in Behältern 1 bietet eine völlige Unabhängigkeit von externen Stromversorgungseinrichtungen. Anders als bei der Verwendung von wieder aufladbaren Akkumulatoren ist es nicht notwendig, die Vorrichtung bzw. die Akkumulatoren – jedenfalls zeitweise – an ein Energieversorgungsnetz anzuschließen. Vielmehr stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine vollständig autarke Energieversorgung bereit. Durch die Verwendung einer Anzeige nach dem Prinzip des elektronischen Papiers hat die Vorrichtung lediglich einen außerordentlich geringen Strombedarf, so dass auch auf einer geringen Fläche für das Solarmodul eine ausreichende Energieversorgung bereit gestellt ist. Gleichzeitig besteht auf Grund des geringen Energieverbrauchs der Anzeige die Möglichkeit, auch den Messfühler über das eine Solarmodul zu versorgen. Der geringe Energieverbrauch der Anzeige ermöglicht zudem eine permanente Füllstandsmessung, bei der die Anzeige permanent aktualisiert wird. Insgesamt stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine zuverlässige, autarke Füllstandsmessung bereit, die daher auch bei mobilen Behältern einsetzbar ist. The inventive device for measuring the level of liquids in containers 1 Provides complete independence from external power supplies. Unlike the use of rechargeable batteries, it is not necessary to connect the device or the accumulators - at least temporarily - to a power grid. Rather, the device according to the invention provides a completely self-sufficient energy supply. By using a display according to the principle of electronic paper, the device only has an extremely low power consumption, so that even on a small area for the solar module, a sufficient energy supply is provided. At the same time, due to the low energy consumption of the display, it is also possible to supply the sensor via the one solar module. The low energy consumption of the display also allows a permanent level measurement, in which the display is constantly updated. Overall, the device of the invention provides a reliable, self-sufficient level measurement, which is therefore also used in mobile containers.

Claims

Device for measuring the level of liquids in containers ( 1 ), comprising a sensor ( 2 ), with an ad ( 3 ) corresponding to a power supply ( 4 ), characterized in that the display ( 3 ) works on the principle of electronic paper and the energy supply ( 4 ) is formed by a solar module, the display ( 3 ) supplied with energy.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the solar module, the sensor ( 2 ) supplied with energy.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the power supply of the sensor ( 2 ) takes place by means of a second solar module.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the measuring sensor ( 2 ) is formed by an ultrasonic measuring device.