DE3126105C2

DE3126105C2 -

Info

Publication number: DE3126105C2
Application number: DE19813126105
Authority: DE
Inventors: Lothar Bollweber; Walter 7552 Durmersheim De Jansche
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3126105A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung nach der Gattung des Hauptanspruches.

Zur Erfassung des Füllstandes von Flüssigkeiten in Behältern ist es bekannt, mechanisch-elektrische Wandler zu verwenden, bei denen die Flüssigkeit einen Schwimmer trägt, der un mittelbar auf ein elektrisches Element, beispielsweise einen Widerstand einwirkt oder einen Magneten trägt, der in Abhängigkeit vom Füllstand an einem magnetfeldempfind lichen Element vorbeigeführt wird. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß jeweils ein mechanisches Ge stänge erforderlich ist, das überdies einen erheblichen Platzbedarf hat. Darüber hinaus ist es bekannt, den Füll stand von leitenden Flüssigkeiten dadurch zu erfassen, daß eine Elektrode in den Behälter hineinragt und ein Strom über die Elektrode in die Flüssigkeit eingeleitet wird, wobei üblicherweise der Behälter auf Bezugspotential liegt. Dann fließt ein Strom, solange die Elektrode in die Flüssigkeit eintaucht und der Strom wird unterbrochen, wenn der Füllstand einen vorbestimmten Betrag unter schreitet und die Elektrode aus der Flüssigkeit auftaucht. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in Funktechnik, 1970, Seite 459 beschrieben. Diese mit Gleichstrom ar beitenden Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß eine elektrolytische Zersetzung der Flüssigkeit aufgrund des eingeleiteten Gleichstromes stattfindet und demzufolge die Elektrode schnell korrodiert. Dieser Nachteil wird bei einer Anordnung vermieden, wie sie beispielsweise in der DE-OS 29 27 125 beschrieben ist. Bei ber bekannten Anordnung wird ein Wechselstrom in die Flüssigkeit ein geleitet, und zwar derart, daß parallel zu einem Schwing kreis die Strecke zwischen Elektrode und Referenzelektrode liegt. Werden Elektrode und Referenzelektrode von der Flüssigkeit benetzt, fließt ein Wechselstrom zwischen diesen Elektroden und der Schwingkreis wird stark be dämpft. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei starker Bedämpfung des Schwingkreises die Schwin gung im Schwingkreis völlig abreißen kann, so daß letzt lich doch wieder ein Gleichstrom durch die Flüssigkeit fließt und damit wiederum eine Zerzetzung der Flüssig keit und eine Korrosion der Elektrode auftritt.

Aus der US-PS 41 10 740 ist eine weitere Sensoranordnung zur Erfassung des Füllstandes einer leitfähigen Flüssigkeit bekannt, wobei die Sen soranordnung 2 Elektroden aufweist, die ab einem vorgegebenen Füll stand von der Flüssigkeit benetzt werden. Dabei liegt eine der Elek troden auf Bezugspotential, während die andere Elektrode als Teil der Sekundärspule eines Oszillators ausgebildet ist. Wenn die beiden Elek troden der Sensoranordnung durch die leitfähige Flüssigkeit miteinan der verbunden sind, ist die Sekundärspule des Oszillators kurzge schlossen und der Oszillator liefert keine Ausgangsspannung. Wenn da gegen die leitfähige Flüssigkeit die beiden Elektroden nicht mehr be netzt, ist die Sekundärspule des Oszillators nicht mehr kurzgeschlos sen, die Oszillatorbedingung ist erfüllt und der Oszillator liefert eine Ausgangsspannung. Die beiden unterschiedlichen Zustände werden mittels einer LED angezeigt, dazu ist jedoch eine aufwendige Auswerte schaltung nötig.

Aus der DE-OS 21 06 760 ist schließlich ein Niveaufühler bekannt, der den Füllstand in einem Behälter mit einer leitenden Flüssigkeit an zeigt. Dieser Niveaufühler besteht aus zwei Elektroden, von denen eine mit Masse verbunden ist, während die andere über eine Gasröhre mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist. Wenn die beiden Elektroden von der leitenden Flüssigkeit benetzt werden, liegen sie im wesent lichen auf demselben Potential und die Gasröhre zündet. Sind die bei den Elektroden nicht mehr durch die leitende Flüssigkeit verbunden, steigt das Potential an der Kathode der Gasröhre an, die Potential differenz zwischen Anode und Kathode wird daher so gering, daß die Gasröhre gelöscht wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei einer gezündeten Gasröhre die Wechselspannung einen Wechselstrom zwischen den Elektroden des Flüssigkeitsbehälters verursacht.

Aufgabe der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung hat die Aufgabe, eine zuverläs sige Erfassung des Füllstandes einer leitfähigen Flüssigkeit in einem Behälter zu ermöglichen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung mit den kennzeich nenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß bei benetzten Elektroden ständig ein Wechsel stromsignal in die Flüssigkeit eingeleitet wird und das Ausgangssignal davon beeinträchtigt wird, ob die Elektrode in die Flüssigkeit eintaucht oder nicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Sensoranordnung möglich. So wird in bevor zugter Ausgestaltung der Erfindung das Oszillatoraus gangssignal über eine Strecke hohen Wechselstromwider standes in die Flüssigkeit geleitet, so daß an der Elek trode, je nach dem ob diese in die Flüssigkeit eintaucht oder nicht, ein sehr unterschiedliches Signal anliegt, das in einfacher Weise durch Vergleich mit der Oszilla torausgangsspannung zum Erkennen des vorliegenden Füll standes ausgewertet werden kann.

Um Fehlanzeigen zu vermeiden, die dann auftreten können, wenn die Flüssigkeit im Behälter stark bewegt ist, ist ein Tiefpaßfilter im Signalzweig vorgesehen, das derar tige kurzzeitige Störungen ausmittelt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Flüssigkeitsbehälter aus leitendem Material und wird als Referenzelektrode verwendet. Es ist jedoch in weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, einen Behälter aus nicht leitendem Material zu verwenden und lediglich eine Referenzelektrode in die Behälterwand zu integrieren. Schließlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, daß sowohl Elektrode wie auch Referenzelektrode von außen in den Behälter hineinragen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die

einzige Figur zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Figur ist mit 10 ein Behälter angedeutet, in dem sich eine Flüssigkeit 11 befindet. In die Flüssigkeit 11 taucht eine Elektrode 12, der das Signal eines Oszillators 13 zugeleitet wird. Der Oszillator 13 besteht in an sich bekannter Weise aus zwei Invertern 14, 15, die mit zwei Widerständen 16, 17 und einem Kondensator 18 verschaltet sind. Der Ausgang des Oszillators 13 ist einmal über eine Serienschaltung eines Widerstandes 19 und eines Konden sators 20 mit der Elektrode 12 und zum anderen mit einem Eingang eines UND-Gatters 21 verbunden. Von der Elektrode 12 führt ein Pfad über einen Hochpaß, bestehend aus einem Kondensator 22 und einem Widerstand 23 zum anderen Eingang des UND-Gatters 21. Das UND-Gatter 21 hat einen inver tierenden Ausgang, der auf einen RC-Tiefpaß 24, 25 führt, der ausgangsseitig einmal über einen Widerstand 26 an Masse und zum anderen an einen Inverter 27 geführt ist, dessen Ausgang auf einen Spannungsteiler 28, 29 führt. Der Abgriff des Spannungsteilers 28, 29 ist schließlich mit der Basis eines Schalttransistors 30 verbunden, in dessen Kollektorzweig ein Anzeigemittel 31, beispielswei se eine Lampe, eine akustische Anzeige oder dgl. ange ordnet ist. Den aktiven Elementen der Schaltung wird über eine Klemme 32 eine Betriebsspannung zugeleitet, während sie über eine Klemme 33 an Bezugspotential an geschlossen sind. Bei dem in der Figur dargestellten Aus führungsbeispiel ist der Behälter 10 aus leitendem Mate rial und direkt an Bezugspotential (Masse) angeschlossen. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, den Behälter 10 aus nichtleitendem Material auszubilden und lediglich in der Behälterwandung eine Referenzelektrode vorzusehen. Schließlich ist es auch möglich, eine Referenzelektrode in der Art der Elektrode 12 auszubilden und von außen in den Behälter 10 hineinragen zu lassen.

Die Wirkungsweise der in der Figur dargestellten Anord nung ist wie folgt: Vom Oszillator 13 wird ein Ausgangs signal geliefert, das über den für dieses Signal hoch ohmigen Zweig 19, 20 der Elektrode 12 zugeleitet wird. Taucht die Eletrode 12 in die Flüssigkeit 11 ein, wird die Signalamplitude an der Elektrode 12 klein, so daß dem anderen Eingang des UND-Gatters 21 über den Konden sator 22 und dem Widerstand 23 kein Signal zugeleitet wird. Das vom Oszillator 13 an den einen Gang des UND- Gatters 21 angelegte Signal wird damit gesperrt. Taucht die Elektrode 12 hingegen aus der Flüssigkeit 11 auf, liegt ein wesentlich größeres Signal an der Elektrode 12, so daß nun das UND-Gatter 21 durchgeschaltet wird. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 21 wird nun im Tief paß 24, 25 geglättet und über den Inverter 27 und den Spannungsteiler 28, 29 dem Schalttransistor 30 zugelei tet. Die Invertierung am Ausgang des UND-Gatters 21 sowie durch den Inverter 27 ist deshalb vorgesehen, um den Transistor 30 im Ruhezustand gesperrt zu halten. Taucht die Elektrode 12 aus der Flüssigkeit 11 auf, wird der Schalttransistor 30, wie oben beschrieben, angesteuert und damit durchgeschaltet, so daß die Anzeigemittel 31 eingeschaltet werden.

Claims

1. Sensoranordnung zur Erfassung des Füllstandes einer leit fähigen Flüssigkeit (11) in einem Behälter (10) mit einer in den Behälter (10) ragenden Elektrode (12) und einer auf Bezugspotential liegenden Referenzelektrode, wobei ab einem vorgegebenen Füllstand beide Elektroden (12, 10) von der Flüssigkeit (11) benetzt sind, mit einem Oszillator (13), dessen Ausgangssignal über die Elektrode (12) in die Flüssigkeit (11) einleitbar ist und mit Schaltmitteln (22 bis 30), die bei Unterschreiten des vorgegebenen Füll standes Anzeigemittel (31) auslösen, dadurch gekennzeichnet, daß das Oszillatorsignal ständig an der Elektrode (12) anliegt und die Anzeigemittel (31) durch Vergleich der Ausgangsspannung des Oszillators (13) und der an der Elek trode (12) abfallenden Spannung gesteuert werden.

2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oszillatorsignal einmal auf einen Eingang eines UND-Gatters (21) und zum anderen über eine Strecke hohen Wechselstromwiderstandes auf die Elektrode (12) gelegt ist, daß die Elektrode (12) mit dem anderen Eingang des UND-Gatters (21) in Wirkverbindung steht und daß das UND-Gatter (21) die Anzeigemittel (31) steuert.

3. Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (13) über eine RC-Reihenschaltung (19, 20) mit der Elektrode (12) und diese über ein RC-Hochpaß (22, 23) mit dem anderen Eingang des UND-Gatters (21) verbunden ist.

4. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (21) über einen Tiefpaß (24, 25) mit den Anzeigemitteln (31) in Wirkverbindung steht.

5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (21) einen invertierenden Ausgang hat und dem Tiefpaß (24, 25) ein Inverter (27) nachgeschaltet ist.

6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) aus leitendem Mate rial besteht und als Referenzelektrode dient.

7. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) aus nicht leitendem Material besteht und eine Referenzelektrode in der Behälterwand angeordnet ist.

8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Referenzelektrode in den Behälter (10) hineinragt.