DE2355244A1

DE2355244A1 - Fluessigkeitsspiegel-anzeigesystem

Info

Publication number: DE2355244A1
Application number: DE19732355244
Authority: DE
Inventors: Juan Simon Bacardit
Original assignee: Bendiberica SA
Current assignee: AlliedSignal Automotive Espana SA
Priority date: 1972-11-07
Filing date: 1973-11-05
Publication date: 1974-05-16
Also published as: IT996842B; ES408556A1; FR2205663B1; GB1391867A; FR2205663A1; AU6222273A

Description

Bei der elektronischen Ermittlung eines Flüssigkeitsspiegels werden im allgemeinen Funktionen angewandt, die sich auf folgende Prinzipien gründeng 1„) auf die elektrische Leitfähigkeit zwischen zwei, von Flüssigkeit umgebenen Elektroden und 2») auf die Kapazitätsänderung zwischen diesen beiden Elektroden, welche durch den Ersatz von Luftdielektrikum durch Flüssigkeitsdielektrikum hervorgerufen wird»

In "beiden Fällen ergeben sich mannigfaltig© Bedingungen, die eine Fehleinsteilung des Systems verursachen oder dessen An-

MQndllche Abradon nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich

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passung an eine bestimmte Flüssigkeit erschweren, wenn nicht gar völlig unmöglich machen. Wenn man bedenkt, daß der spezifische Widerstand der meisten anderen Flüssigkeiten als Wasser (Benzin,

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öle, U3W.) in der Größenordnung von 10 und 10 Ohm/cm liegt, so wird klar, daß dadurch die Gewinnung eines annehmbaren Steuersignale sehr erschwert wird, es sei denn, man wendet einige Verstärkungsstufen an. Diese aber erfordern die Anwendung besonderer Maßnahmen zur Kontrolle bzw. Unterdrückung der mitverstärkten Störungssignale oder Hintergrundgeräusche. Die auf Basis der Kapazitätsmessung arbeitenden Systeme benötigen einen Schwingungskreis und komplizierte Schaltungen. Außerdem ist der Kapazitätsmeßwert gegenüber kleinsten Zusammensetzungsunterschieden ein und derselben Flüssigkeit stark anfällig.

Die vorliegende Erfindung zielt ab auf ein neues Flüssigkeitsspiegel- Anzeige system, bei dem die obengenannten Nachteile im wesentlichen beseitigt sind, das System einfach 1st, sicher und präzise arbeitet und bei nur geringfügigen Abwandlungen zur Kontrolle aller llüssigkeitaarten mit einem hohen spezifischen Widerstand leicht anpaSbar 1st.

Das erfindungsgemäße System zählt zu jenen, die zwei parallelliegende Elektroden aufweisen, welche in die Flüssigkeit, deren Spiegel kontrolliert werden soll, eintauchen und wobei die Elektroden den Teil eines Schaltkreises bilden, von dem ein Signal ausgeht, welches nach seiner Verstärkung dazu dient, eine Anzeigevorrichtung zu betätigen. Das erfindungsgemäße System kennzeichnet

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sich im wesentlichen dadurch, daß der Schaltkreis mit den beiden Elektroden den Eingangskreis einer Halbleitereinrichtung bildet, deren Eingangsimpedanz 10 Ohm oder mehr beträgt, und deren Ausgangskreis unter Spannung mit der Basis eines Schalttransistors verbunden ist. In den LadeStromkreis (Versorgungskreis bzw. Batteriestromkreis) dieser Einrichtung ist ein Anzeiger oder eine Steuereinrichtung für diesen eingebaut.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die Elektroden als variabler Widerstand des einen Zweiges eines Spannungsteilerwiderstandes angeschlossen, dessen anderer Zweig durch den Eingangswiderstand eines Transistors vom Typ MOS-FET gebildet wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Schalttransistor durch den Emitter so polarisiert, daß die Spannung zwischen Basis und Emitter positiv bleibt, wenn der MOS-FET-Transistor sich in leitendem Zustand befindet.

Nachstehend sei der Erfindungsgegenstand unter Bezugnahme auf die

anliegenden Zeichnungen an Hand beispielhafter Ausführungsformen,

welche über den Rahmen der Erfindung nichts aussagen sollen, näher erläutert.

Figur 1 ist ein Schaltschema, welches das Arbeitsprinzip des . Gesamtsystems darstellt;

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Figur 2 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel.

In Figur 1 ist 1 der Behälter, 2 der Flüssigkeitsinhalt, dessen Spiegel kontrolliert werden soll und E₁ und Ep sind die beiden Elektroden, die mit der Flüssigkeit nur dann in Berührung kommen, wenn diese den festgelegten Spiegel erreicht hat.

Die Elektrode E₁ ist an die positive Seite (hier Masse) des Schaltkreises geschaltet, und die Elektrode Ep ist direkt mit dem Stromtor des Transistors TR₁ verbunden, welches auf das elektrische Feld und das System MOS (MOS-FET) wirkt.

Die Abgangs- bzw. Zugangselektroden des Transistors TR₁ sind an den positiven bzw. negativen Pol des Stromkreises angeschaltet und zwar über den zweiten Pok.risationswiderstand R-. .

Zugangsseitig ist der Transistor TR₁ mit der Basis eines pnp-Schalttransistors TRp verbunden, in dessen Lade- bzw. Versorgungs-Stromkreis zwischen positivem und negativem Pol eine Vorrichtung RL zur Ladungsaufnahme (Anzeigeinstrument)oder Relais) auf der Kollektorseite, und ein Widerstand R, auf der Emitterseite eingeschaltet ist. Der Widerstand R₀ bildet mit dem Widerstand R, einen Spannungsteiler, mit dem sich im Ruhezustand die Basis leicht positiv (z.B. 0,5 Volt) polarisieren läßt.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Systems ist wie folgt: Sobald Spannung anliegt, verhält sich die zwischen den Elektroden

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E₁ und E₂ befindliche Flüssigkeit wie ein Widerstand RK (gestriohelt gezeichnet). Dieser bildet mit dem Eingangswiderstand RG des Transistors TR₁ einen Spannungsteiler.

Wenn die Flüssigkeit 2 die Elektroden E₁ und E₂ bedeckt, wird der

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Spannungsteiler durch die Widerstände RK von 10 und 10 Ohm/cm sowie RG von 10 Ohm gebildet, so daß die Spannung VG zum Wert der Zugangs- bzw. Speisespannung hinneigt.

Wenn die Elektroden E₁ und E₂ mit der Flüssigkeit nicht in Berührung stehen,_b;SO wird der Widerstand RK durch den Widerstand 'der Umgebung ersetzt, der als, unendlich bezeichnet werden kann, während der Widerstand RG gleich bleibt. Folglich neigt die Spannung VG dem Wert Hull zu.

Diese beiden Zustände der Spannung VG bewirken, daß die Spannung zwischen Abgang und Zugang des Transistors TR₁ vom Zustand der Leitfähigkeit in den Zustand der Nichtleitfähigkeit übergeht.

Wenn sich der Transistor im Zustand der Lichtleitung befindet, neigt die Spannung Basis-Emitter des zweiten Transistors der Sättigungsspannung; zu, wodurch dieser in einen Sättigungszustand gelangt und die-Erregung des Instrumentes bzw. Relais Rl hervorruft. Wenn umgekehrt die Spannung VD-VS auf Null zugeht, strebt die Steuerspannung von TRp auf Null zu und hebt somit die Spannung zwischen den Anschlußklemmen von RL auf.

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In Figur 2 ist eine praktische Ausführungsform dargestellt, die genau dem beschriebenen Arbeitsvorgang entspricht mit dem einen Unterschied, daß der negative Pol dea Stromkreises an Masse angeschlossen ist. Der Kondensator C dient dazu, die Störfrequenzen, die eventuell die Elektrode Ep während des Arbeitsvorganges er.-mittelt, gegen Masse kurzzuschließen.

Außer den oben erwähnten Vorteilen besitzt das beschriebene
System den Vorzug äußerster Gedrungenheit, so daß es sogar in den Stöpselverschluß des zu kontrollierenden Behälters, beispielsweise eines Behälters für die Bremsflüasigkeit eines Autos, mit eingebaut werden kann. Das System kann unter Verwendung unauffälliger Bestandteile oder mittels eines an diesen Zweck angepaßten
integrierten Schaltkreises montiert werden.

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Claims

■Patentansprüche

1J Flüssigkeitsspiegel-Anzeigesystem, welches zwei Elektroden aufweist, die von der Flüssigkeit, deren Spiegel kontrolliert werden soll, umgeben sind und die den Teil eines signalgebenden Schaltkreises bilden, wobei das gegebene Signal nach seiner Verstärkung zur Betätigung einer Anzeigevorrichtung dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis, in dem sich die beiden -. Elektroden befinden, den Eingangskreis einer Halbleitereinrichtung bildet, welche eine Eingangsimpedanz der Größenordnung von 10 Ohm oder mehr aufweist,, und deren Ausgangskreis unter Spannung mit der Basis eines Schalttransistors verbunden ist, wobei in den Lädestromkreis dieser Einrichtung ein Anzeiger oder eine Steuereinrichtung für diesen eingebaut ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Flüssigkeit umgebenen Elektroden als variable Widerstände angeschlossen sind, welche den einen Zweig eines Spannungsteilers bilden, dessen entgegengesetzter Zweig durch den Eingangswiderständ eines Transistors des Typs MOS-FET gebildet wird.
3. System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor durch den Emitter so polarisiert ist, daß die Spannung Basis-Emitter während der Leitfähigkeit des MOS-FET-Tränal stora positiv bleibt.

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