DE2028833A1

DE2028833A1 - Flussigkeitsstandanzeiger

Info

Publication number: DE2028833A1
Application number: DE19702028833
Authority: DE
Inventors: Frederick Norman Gaerwen Anglesey Hill (Grossbritannien)
Original assignee: Thomas Electronics Ltd
Current assignee: Thomas Electronics Ltd
Priority date: 1969-06-11
Filing date: 1970-06-11
Publication date: 1971-02-04
Also published as: FR2045992B1; GB1287148A; FR2045992A1; ES380614A1; DE2028833B2; DE2028833C3

Description

!Thomas Electronic^ Limited

69 Strines Road

Marple SK 6 7DT, Cheshire/England A 31 764

11, Juni 1970

Plüs^i^keits.stand.anze.iger

Die Erfindung betrifft Flüssigkeitsstandanzeiger zur Anzeige der Abweichung des Spiegels eines flüssigen Kühlmittels in einem Vorratsbehälter oder einem Maschinenkühlsystem von einem vorgegebenen Stand.

Erfindungsgemäß ist ein Flüssigkeitsstandanzeiger vorgesehen, um die Abweichung des Spiegels eines flüssigen Kühlmittels in einem Vorratsbehälter eines Maschinenkühlsystems von einem vorgegebenen Pegel anzuzeigen. Dieser Anzeiger ist gekennzeichnet durch ein erstes Anzeigeelement in Form einer Sonde, welche vermöge entsprechender Anordnung in den Vorratsbehälter verläuft, ein zweites Anzeigeelement, das entweder mit dem Vorratsbehälter zu verbinden ist oder die Form einer zweiten Sonde aufweist, welche vermöge entsprechender Anordnung in den Vorratsbehälter verläuft, einen Oszillator, welcher mit dem ersten und zweiten Anzeigeelement zu verbinden ist, um eine Ausgangsgröße mit einem Wert zu erzeugen, der von der elektrischen Impedanz zwischen den Anzeigeelementen abhängt, und Betätigungselemente, weiche auf den Wert der Oszillator-Ausgangsgröße ansprechen, um den Betrieb einer Meldeeinrichtung zu steuern, wobei der Oszillator vermöge entsprechender Anordnung zur Erzeugung einer Ausgangsgröße von unzureichendem Wert ausgebildet iBt, um das Betätigungselement im Sinne des Betriebes der Meldeeinriohtung einzustellen, wenn die Oberfläche des flüssigen Kühlmittels bei oder oberhalb des vorgegebenen Pegels liegt.

Vorzugsweise sind die Anzeigeelemente parallel zu dem Oszillatorausgang geschaltet. Die Frequenz des Oszillatorausganges ist

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·"·· C, ^mm

von genügender Größe, um das Auftreten einer Polarisation innerhalb des Vorratsbehälters zu verhindern.

Die Betätigungselemente können einen Relaxationsoszillator einschließlich eines Einverbindungstransistors bzw* Thyristors umfassen, um einen intermittierenden Betrieb der Meldeeinrichtung zu gewährleisten, wenn das flüssige Kühlmittel unter den bestimmten Pegel fällt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand d®^ Zeichnungen näh^r erläutert. Es zeigen?

Fig. 1 ein Ausführungsbaispiel eines erfin&ungsgemäSen Flüaeig-p keitsanzeigers in Schaltbilddarstellung,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßon. Flüssigkeitsstandanzeigera in Blockschaltbilddarstellung„

Fig„ 3 den Flüssigkeitsstanäanzidger nach Fig₀ 2 in Schaltbilddarstellung,

Fig, 4 einen ale Beatandteil eines erfindungagemäSen Flüssigkeitsstandanaeigers ausgebildeten Oszillator in Schaltbilddarstellung,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstandanzeigers mit gewissen Abwandlungen gegenüber demjenigen nach Fig. 1,

Fig. 6 einen in einem Anzeiger nach Fig_e 1 wahlweise zu verwendenden Oszillator in Schaltbilddarstellung,

Fig. 7 einen Oszillator ähnlich Fig. 6 mit ©inem Betätigungselement ähnlich Fig. 3 in Sehaltbilddaretellung.

Der Flüssigkeit es tandem eigei? naeß Fig„ 1 umfaßt ©inen Oszillator mit einem Transistor H₉ Widasstänöea HI₉ B2₉

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01, 02 sowie Luftkernspulen L1, L2. Die Spulen L1, L2 sind in fester Kopplung zueinander angeordnet. Die Spule 12 ist mit der . Basis deB Transistors TT über einen Kondensator C1 gekoppelt, um Schwingungen aufrechtzuerhalten. Der Oszillator erzeugt eine Wechselspannungs-Ausgangsgröße an einem Spannungsteiler mit Widerständen R3, R4. Das Potential an der Verbindung der Widerstände R3, R4 ist der Basis eines Transistors T2 eines.Betätigungselementes in Form einer Verstärkerstufe mit Transistoren T2, T3 sowie einem Widerstand R5 zugeführt. Eine Meldeeinrichtung mit einer Lampe 1 sowie einem Summer 2 liegt in der Kollektorleitung des Transistors T3,

Die Oszillator-Ausgangsgröße an den Widerständen R3, R4 wird auch auf eine Elektrode 3 innerhalb eines Radiators 4 eines Kühlsystems übertragen. Eine Ankopplung an den Radiator 4 erfolgt durch Kondensatoren 03, 04.

Die Elektrode 3 endigt an einer Stelle in dem Radiator entsprechend einem gewünschten minimalen Wasserpegelstand innerhalb des Radiators. Wenn der Wasserpegel bei oder über dem gewünschten Minimalwasserpegel liegt," so befindet sich das Wasser in Berührung mit der Elektrode 3 und schließt einen ersten Stromkreis über den Oszillatorausgang. Die Stromkreiselemente mit den Kondensatoren 03, 04 sowie dem Wasser haben eine elektrische Impedanz, welche niedriger als die Impedanz von weiteren Stromkreiselementen mit den Widerständen R3, R4 sowie dem Betätigungselement ist, das ebenfalls an dem Oszillatorausgang liegt. Mit dieser Anordnung liegt eine lediglich geringe Spannung an dem Widerstand R4 vor. Dies ergibt einen Stromfluß in der Kollektorleitung des Transistors T3, welcher nicht ausreicht, um die Melde-. einrichtung zu betätigen.

, Wenn der Wasserpegel unter den vorgegebenen Stand fällt, ist der erste Stromkreis offen, wobei die Belastung oder Phasenverschiebung des Oszillators abnimmt und die Spannung an dem Widerstand R4 auf einen verhältnismäßig großen Wert ansteigt, wodurch ein' Strom in der Kollektor!eitung des Transistors T3 von genügender

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Größe fließt, um die Meldeeinrichtung·zu betätigen.

Der Oszillator erzeugt eine Ausgangsgröße mit einer Frequenz von genügender Höhe, um das Auftreten einer Polarisierung in dem
Eadiator zu verhindern. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Oszillator bei allen Zuständen in Betrieb gehalten. Folglich können Bestandteile mit schlechten Toleranzen^ beispielsweise von + 20 $, verwendet werden.

Zusätzlich hängt das der Basis des Transistors T2 zugeführte
Potential lediglich von den Widerständen des ersten Schaltkreiselementes ab. Daher besteht ein geringes Bestreben zur Erzeugung von Störsignalen, beispielsweise von benachbarten Energieversorgungsleitungen, um die Betätigung der Meldeeinrichtung zu bewirken.

Die Spulen L1, L2 können geeignet gewählt werden, um einen zuverlässigen Betrieb des Anzeigers trotz verhältnismäßig großer
Schwankungen der "Versorgungsspannung zu gewährleisten.

Bei dem vorangehend beschriebenen Anseiger können folgende Transistoren verwendet werden:

Ti D29A5 (SESOO)

T2,T3 2N3415-(SESCO)

Typische Werte der anderen Bestandteile ergeben sich folgendermaßen:

R1 ... 22 Megohm R2 ... 1.8 Kiloohm
R3 ... 15 Kiloohm R4 ... 6.8 Kiloohm
R5 ... 1 Kiloohm

01 ... 0.01 y& 02 ... 250 pP

03 ... 0,1 }iF 04 ... 0.1 ^i¹

Anzeigelampe ... 24 V, 2.8 W

Summer... 350 0hm _ ς

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Mit diesen Bestandteilen liegt die Oszillatorfrequenz in der Größenordnung von 965 KHz.

Das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel ermöglicht den Aufbau eines zuverlässigen und billigen Kühlmittel-Standanzeigers für ein Kühlystem eines Kraftfahrzeuges.. .

Der Anzeiger nach Fig. 2,3 umfaßt eine Oszillatorschaltung identisch mit derjenigen nach Fig. 1, welche an ein Betätigungselement angeschlossen ist. Dieses umfaßt eine Anzeigeschaltung mit Dioden D1, D2 sowie Kondensatoren 04, 05, eine Klemmschaltung mit Widerständen R5, R6 sowie einem Transistor VT2, einen Relaxationsoszillator mit Widerständen R7, R8, R9, R1O, R11, einem Kondensator 06 sowie einem Einverbindungstransistor PUT1 bzw. Thyristor und einen Leistungsverstärker mit Transistoren VT3, VT4 sowie Widerstände R12, R13. Das Betätigungselement dient zur Steuerung des Betriebes einer Lampe sowie eines Summers.

Wenn die von der Sonde überdeckte Schwingung auf einem sehr niedrigen Tegel liegt, befindet sich die Spannung an dem Kondensator 05 auf einem sehr niedrigen Wert, wobei durch den Widerstand R6 fließender Strom den Transistor VT2 anhält und die Spannung an dem Kollektor des Transistors VT2 nahe der negativen Versorgungsspannung liegt, so daß der Relaxationsoszillator gesperrt und die Transistoren VT3, VT4· abgeschaltetwerden; ferner arbeitet hierbei die Meldeeinrichtung nicht.

Wenn die Sonde nicht überdeckt ist,Hegt die Schwingung auf einem hohen Pegel, wobei die Ausgangsgröße des Oszillators Gleichstrom ist, welcher durch den Kondensator 04 sowie die Diode D1 wiederhergestellt und durch die Diode D2 sowie den Kondensator D5 spitzengleichgerichtet wird. Dies erzeugt eine Spannung an der Verbindung des Kondeneators 05 sowie des Widerstandes R5, welche gegenüber dem negativen Pol der Versorgungsspannung negativ ist. Dies bewirkt, daß der Transistor VT2 abschaltet und die Klemme an dem positiven Belgg des Kondensators 06 entfernt, welcher sich auf die positive Vereorgungsspannung über die Widerstände R11, R12, RI3 sowie die Diode D3 lädt. Wenn die Spannung

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an der Anode des programmierbaren Einverbindungstransistors PTJT1 die durch die Widerstände R9, R1O definierte Scheitelspannung erreicht, zündet der Einverbindungstransistor PUT1, wodurch der positive Belag des Kondensators 06 zu einer Spannung nahe der negativen Versorgungsspannung gelangt. Dieser negative Abfall wird auf den negativen Belag des Kondensators 06 übertragen, und die Diode D3 Wird in Rückwärtsrichtung vorgespannt. Strom fließt alsdann durch die Bauelemente R7, 06, die Anode sowie die Kathode des Einverbindungstransistors PUT1 sowie die Basis des Transistors VT3. Dieser letztgenannte Transistor wird somit eingeschaltet, und das Potential an dem Kollektor des Transistors VT3 verändert sich bis nahe zu dem negativen Potential der Versorgungsspannung. Der Transistor VT4 schaltet sich ein, und die Lampe sowie der Summer werden betätigt. Gleichzeitig wird der Strom durch den Widerstand R11 reduziert, und der Transistor PUT1 wird lediglich durch den Strom gehalten, welcher durch die Bauelemente R7, 06 fließt. Wenn die Spannung an dem neßati.ven.

negativen

Belag des Kondensators 06 annähernd 0,6 V gegenüber äe^ Versorgungsspannung erreicht, leitet die Diode D3, und der Strom* der durch den Kondensator 06 floß, wird durch die Diode D3 geführt. Somit schalten der Einverbindungstransistor PÜT1 sowie die Transistoren VT3, VT4 ab. Die Lampe sowi® der Summer werden abgeschattet, worauf der Kondensator 06 sich über die Widerstände R11, R12, R13 aufzuladen beginnt und der Zündzyklus wiederholt wird«,

Mit dieser Anordnung arbeiten der Relaxationsoszillatör sowie die Klemmschaltung im Sinne der Verhinderung eines Fehlbetriebes infolge von Schwankungen in benachbarten elektrischen Systemen.

Der Anzeiger nach Fig. 4 umfaßt eine Oszillatorschaltung mit ge~ koppelten Ferritkernspulen TI, Widerständen R1₉ R2₉ R3₉ R4„ Kondensatoren 02, 03 sowie einem Transistor VTi · Eine der Spulen ist mit der Sonde sowie einem Vorratsbehälter über einen Kondensator 01 verbunden. Betätigungeelemente umfassen eine Anzeigeschaltung mit der Diode D1, einem Kondensator 04 aowie einem Widerstand R5. Eine Schalteranordnung umfaßt Widerstände RS₉ RY

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sowie Transistoren VT2. Ein Relaxationsoszillator umfaßt Widerstände R8, R9, RIO, eine Diode D2, einen Kondensator 05, einen . Einverbindungstransistor ITJT1 sowie einen veränderlichen Widerstand VRI. Ein Leistungsverstärker umfaßt Transistoren VT3, VI4.

Wenn die Sonde bedeckt ist, erfolgt eine Schwingung bei einem sehr niedrigen Pegel. Eine sehr geringe Spannung entsteht an den Bauelementen 04, R5» und der Transistor VT2 wird abgeschaltet.

liegt Diese Spannung an dem Kollektor des Transistors VT2/bei oder nahe an der negativen Versorgungsspannung, so daß kein Strom durch die Widerstände R8, R9 fließt und die Transistoren VJT1, VT3, VT4 abgeschaltet werden.

Wenn die Sonde nicht bedeckt ist, erfolgt eine Schwingung bei einem hohen Pegel, wobei die an dem Kondensator 04 sowie dem Widerstand R5 entwickelte Spannung den Transistor VT2 einschaltet. Die Spannung an dem Kollektor des Transistors VT2 liegt nahe an der positiven Versorgungsspannung, und Strom fließt über die Bauelemente R9» 05, D2, um den Kondensator 05 aufzuladen. Wenn die Spannung an dem positiven Belag des Kondensators 05 den Scheitelstrompunkt des Einverbindungstransistors UJT1 erreicht, zündet dieser. Die Spannung an der Basis des Transistors VT3 wird negativ, und die Transistoren VT3, VT4 schalten ein, wobei die Lampe L1 sowie der Summer B1 eingeschaltet werden. Gleichzeitig wird der Emitter des Einverbindungstransistors LJT1 negativ, wobei diese negative Spannung über den Kondensator 05 zu der ümkehrvorspannungsdiode D2 zurückgeführt wird. Der Kondensator 05 beginnt mit der Aufladung über den Widerstand R8 sowie die Emitter/ Basis-Verbindung. Auf diese Weise, ist der Geeamtstrom in der Emitter/Basis-Verbindung gleich der Summe des durch die Widerstände R8, R9 fließenden Stromes. Wenn die Spannung an dem negativen Belag des Kondensators 05 annähernd +0,6 V gegenüber dem , negativen Anschluß der Versorgungsspannung erreicht, leitet die Diode D2 und der in dem Widerstand R8 fließende Strom wird durch die Diode D2 geführt. Der Einverbindungstra.nsistor schaltet die

sowie Transistoren VT3, VT4 ab, wobei die Lampe/der Summa? abgeschaltet werden. Der Kondensator 05 lädt sich über den Widerstand R9 auf, wonach der Zyklus wiederholt wird. _Q ■

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Das Ausfuhrungsbeispiel nach Pig. 5 ist ähnlich demjenigen nach Fig. 1t umfaßt jedoch eine weitere Verstärkerstufe T4.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 zeigt einen Oszillator mit Luftkernspulen ähnlich dem Oszillator nach Fig. 1 mit einem Betätigungselement einschließlich eines Einverbindungstransistors ähnlich demjenigen nach Fig. 4..

Das Auführungsbeispiel nach Fig. 7 zeigt einen Oszillator mit Ferritkernspule ähnlich demjenigen nach Fig. 4 sowie einem Betätigungselement ähnlich demjenigen nach Fig. 3.

Die Erfindung schafft somit einen Flüssigkeitsstandanzeiger für ein Maschinenkühlsystem mit einem Oszillator zur Anlegung einer stetigen Ausgangsgröße an einen Vorratsbehälter sowie einer in dem Vorratsbehälter angeordneten Sonde, um den Betrieb eines Warnsystems zu bewirken, wenn die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter unter die Sonde fällt.

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Claims

Ansprüche:

My Flüssigkeitsstandizeiger zur Anzeige der Abweichung des Spiegels eines flüssigen Kühlmittels in einem'Vorratsbehälter eines Maschinenkühlsystems von einem vorgegebenen Stand, gekennzeichnet durch ein erstes Anzeigeelement in Form einer Sorife (Elektrode 3), welche in den Vorratsbehälter (4) Wrläuft, ein zweites Anzeigeelement, das entweder mit dem Vorratsbehälter zu verbinden ist oder die Form einer zweiten Sonde aufweist, welche in den Vorratsbehälter ragt, einen Oszillator (T1, El, L2, R1, R2, 01, 02), welcher mit den ersten und zweiten Anzeigeelementen zu verbinden ist und zur Erzeugung einer Ausgangsgröße ausgebildet ist, die einen Wert aufweist, welcher von der elektrischen Impedanz zwischen den Anzeigeelementen abhängt, und ein Betätigungselement (T2, T3, R5), welches auf die Größe der Oszillatorausgangsgröße anspricht, um den Betrieb einer Meldeeinrichtung (Lampe 1, Summer 2) zu steuern, wobei der Oszillator eine Ausgangsgröße von unzureichendem Wert erzeugt, um das Betätigungselement ziar Inbetriebsetzung der MeI de einrichtung zu veranlassen, wenn der Spiegel des flüssigen Kühlmittels bei oder oberhalb des bestimmten Pegels vorliegt.

2, Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente (Elektrode 3, Vorratsbehälter 4) mit dem Ausgang des Oszillator^ (Tl, LI, L2, R1, R2, 01, 02) parallelgeschaltet sind,

3« Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (T2, T3, R5) eine drei . Anschlüsse aufweisende Einrichtung umfaßt, von der ein Anschluß ein Steueranschluß zur Steuerung des Stromes zwischen den beiden anderen Anschlüssen ist, und daß der Oszillatorausgang zur Erzeugung eines Potentials bei dem Steueranschluß eingerichtet ist.
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4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3,' dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator zwei gekoppelte Luftkernspulen (11, 12) umfaßt.

5.. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator zwei gekoppelte Ferritkernspulen umfaßt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator zur Erzeugung einer elektrischen Wechselspannungsausgangsgröße eingerichtet ist, welche mit dem Betätigungselement durch einen Spannungsteiler (R3, R4) verbunden ist. '

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement einen Relaxationsoszillator (R7 - R11, 06, PUT1) umfaßt, welcher zur Steuerung eines intermittierenden Betriebes der Meldeeinrichtung eingerichtet ist, wenn die Oberfläche des Flüssigkeitskühlmittels unter dem vorgegebenen Pegel liegt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaxationsoszillator einen Einverbindungstransistor (PUTi) umfaßt.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 7, 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement zusätzlich eine Klemmschaltung (R5, R6, VT2) umfaßt, welche zur Verhinderung des Betriebes des Relaxationsoszillators (R7 - R11, C6, PUTI) eingerichtet ist, wenn die Oberfläche des flüssigen Kühlmittels sich bei dem vorgegebenen Pegel oder oberhalb desselben befindet.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement zusätzlich eine Schalteranordnung (R6, R7, VT2) umfaßt, welche zum Betrieb des Relaxationsoszillators (R7 - R11, C6, PUT1) lediglich dann

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eingerichtet ist, wenn das flüssige Kühlmittel unter den vorgebenen Pegel fällt.

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