DE3128973A1

DE3128973A1 - Arrangement for the capacitive measurement of the filling level

Info

Publication number: DE3128973A1
Application number: DE19813128973
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-.Phys. 6368 Bad Vilbel Porth
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1983-02-10

Abstract

The invention relates to an arrangement for the capacitive measurement of the filling level of the contents in a container (1) by means of a measuring capacitor arranged in the container (1). In order to achieve an indication which is independent of the dielectric constant of the contents, a compensating capacitor (3) is, in addition, completely immersed in the contents in the container (1). In order to provide for correct measurement of the actual filling level in the container (1), the compensating capacitor (3) extends, automatically adjustably to the filling level height in each case, from the bottom of the container (1) to the surface of the contents. <IMAGE>

Description

Anordnung zur kapazitiven Arrangement for capacitive

Messung des Füllstandes Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur kapazitiven Messung des Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter, mit einem im Behälter angeordneten Meßkondensator mit füllstandsabhängiger Kapazität, von dem ein Ausgangssignal einer Meßschaltung zuleitbar ist, sowie mit einem im Behälter vollständig in das Füllgut eingetauchten Kompensationskondensator, von dem zur Erzielung einer von der Dielektrizitätskonstanten des Füllgutes unabhängigen Anzeige ebenfalls ein Ausgangssignal der Meßschaltung zuleitbar ist. Measurement of the filling level The invention relates to an arrangement for capacitive measurement of the fill level of a product in a container, with a in the container arranged measuring capacitor with level-dependent capacitance, of to which an output signal of a measuring circuit can be fed, as well as with one in the container Compensation capacitor completely immersed in the product, from which to achieve also has a display that is independent of the dielectric constant of the product an output signal of the measuring circuit can be fed.

Bei einer derartigen bekannten Anordnung erstreckt sich der Kompensationskondensator am Boden des Behälters. Damit kann die Dielek-trizitätskonstante des im Bereich des Kompensationskondensators befindlichen Füllgutes erfaßt werden. Befindet sich im Behälter aber kein gleiches Füllgut, sondern sind vrschiedene Füllgüter schichtweise übereinander vorhanden, so wird vom Kompensationsk-ondensator nicht die Dielektrizitätskonstante des gesamten Füllgutes, sondern nur des den Kompensationskondensator umgebenden Füllgutes ermittelt. Somit kann die Anordnung nicht den tatsächlichen Füllstand anzeigen.In such a known arrangement, the compensation capacitor extends at the bottom of the container. This allows the dielectric constant of the in the range of the compensation capacitor located filling material can be detected. Is located In the container, however, there are no identical filling goods, but different filling goods in layers present on top of each other, the compensation capacitor does not determine the dielectric constant of the entire product, but only of the compensation capacitor surrounding Product determined. Thus, the arrangement cannot reflect the actual fill level Show.

Eine solche Falschanzeige kann z.B. ganz erheblich sein, wenn der Behälter der Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges ist und der Kraftstoff aus mehreren Komponenten wie Benzin, Methanol und Äthanol besteht. Diese Komponenten haben mit 2,05 (Benzin), 36 (Methanol) und 23 (Äthanol) stark voneinander abweichende Dielektrizitätskonstanten,so daß die Anordnung mit einem in einer Ebene des Behälters befindlichen Kompensstionskondensators auch nicht annähernd den korrekten Füllstand anzeigen kann Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Anordnung nach dem Oberbegriff zu schaffen, die eine korrekte Messung des tatsächlichen Füllstandes im Behälter ermöglicht.Such a false report can be very significant, for example, if the The tank is the fuel tank of a motor vehicle and the fuel consists of several Components such as gasoline, methanol and ethanol is made up of it. These components have with 2.05 (gasoline), 36 (methanol) and 23 (ethanol) dielectric constants that differ greatly from one another, see above that the arrangement with a compensation capacitor located in one plane of the container cannot even remotely indicate the correct level It is therefore a task of the invention to provide an arrangement according to the preamble that has a correct Measurement of the actual level in the container enables.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kompensationskondensator sich der jeweiligen Füllstandshöhe selbsttätig anpaßbar vom Boden des Behälters zur Oberfläche des Füllgutes erstreckt. Durch diese Ausbildung wird vom Kompensationskondensator eine Gesamtdielektrizitätskonstente ermittelt, bei der sowohl die Dielektrizitätskonstanten als auch die Füllhöhen der einzelnen Fuligutschichten berücksichtigt sind. Der Kompensationskondensator durchsetzt zwar immer das vorhandene Fü11-gutvolumen ohne aber das darüberliegende Luftvolumen zu berühren.This object is achieved according to the invention in that the compensation capacitor automatically adaptable to the respective filling level from the bottom of the container extends to the surface of the product. This training is used by the compensation capacitor a total dielectric constant is determined at which both the dielectric constant as well as the filling heights of the individual Fuligutschichten are taken into account. The compensation capacitor Although it always penetrates the existing Fü11 good volume, but without the overlying one Touching air volume.

Der Kompensationskondensator kann mit seinem einen Ende am Boden des Behälters befestigt und an seinem anderen Ende mit einem Schwimmer versehen sein. Damit wird auf einfache Weise die Erstreckung des Kompensationskondensators dem jeweiligen Füllstand angepaßt.One end of the compensation capacitor can be at the bottom of the Fixed container and be provided at its other end with a float. In this way, the extension of the compensation capacitor becomes dem adapted to the respective fill level.

Ist der Kompensationskondensator starr und stabförmig ausge- bildet und über ein Gelenk mit seinem einen Ende am Boden des Behälters angelenkt, so durchragt er immer linear den Querschnitt des gesamten Füllgutes und schwenkt entsprechend den Füllstandsänderungen um die Achse des Gelenks. Dabei weist der Kompensationskondensator vorteilhafterweise eine Länge auf1 die gleich oder größer als der maximale Füllstand ist. Dadurch wird auch bei maximaler Fülihöhe der Füllstand sicher und exakt erfaßt.If the compensation capacitor is rigid and rod-shaped forms and articulated via a hinge with its one end on the bottom of the container, so protrudes it always linearly covers the cross-section of the entire product and swivels accordingly the level changes around the axis of the joint. The compensation capacitor advantageously a length equal to or greater than the maximum fill level is. As a result, the fill level is recorded reliably and precisely even at the maximum fill level.

Eine andereAusbildungsmöglichkeit des Kompensationskondensators besteht darin, daß der Kompensationskondensator schraubenfederartig geformt und in seiner axialen Erstreckung veränderbar ist. Damit zieht der Schwimmer den Kompensationskona densator entsprechend des Füllstandes mehr oder weniger auseinander.There is another possibility of designing the compensation capacitor in that the compensation capacitor is shaped like a helical spring and in its axial extension is changeable. With this, the swimmer pulls the compensation cone more or less apart depending on the fill level.

Ein Ausbildungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. The only figure in the drawing shows one Arrangement according to the invention in section.

Die dargestellteAnordnung weist einen Behälter 1 auf,in dem ein Meßkondensator 2 senkrecht angeordnet ist. Abhängig vom Füllstand im Behälter 1 gibt der Meßkondensator 2 ein Ausgangssignal an eine nicht dargestellte Meßschaltung ab.The arrangement shown has a container 1 in which a measuring capacitor 2 is arranged vertically. Depending on the level in container 1, the measuring capacitor gives 2 from an output signal to a measuring circuit (not shown).

Am Boden des Behälters ist ein Kompensationskondensator 3 über ein Gelenk 4 befestigt. Der KompensationskUndensator 3 ist als starrer Stab ausgebildet, dessen eines Ende am Gelenk 4 befestigt ist und dessen anderes Ende einen Schwimmer 5 trägt.At the bottom of the container is a compensation capacitor 3 over a Joint 4 attached. The compensation capacitor 3 is designed as a rigid rod, one end of which is attached to the joint 4 and the other end of which is a float 5 carries.

Der Kompensationskondensator 3 besitzt eine Länge, die gröSer ist als die maximale Füllhöhe des Behälters 1.The compensation capacitor 3 has a length which is greater than the maximum filling level of the container 1.

Durch die gelenkige Befestigung und den Schwimmer 5 ist der Kompensationskondensator 3 immer vollständig in die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit eingetaucht und zwar derart, daß er über die gesamte jeweils vorhandene Füllhöhe die Flüssigkeit durchsetzt.Due to the articulated attachment and the float 5 is the compensation capacitor 3 is always completely immersed in the liquid in the container 1 and although in such a way that he over the entire existing filling level the liquid interspersed.

Auf diese Weise ist der Kompensationskondensator 3 in jede Flüssigkeitsschicht 6, 7, 8 und 9 mit einer Länge eingetaucht, die die gleiche Proportion zu den tatsächlichen Höhen der einzelnen Flüssigkeitsschichten 6-9 besitzt. Somit entspricht die vom Kompensationskondensator 3 ermittelte Gesamtdielektri zitätskonstante dem tatsächlich vorhandenen Spektrum der einzelnen Flüssigkeitsschichten 6-9. Diese Gesamtdielektrizitäts konstante wird der nicht dargestellten Meßschaltung ebenfalls zugeleitet, wo durch ihre Verarbeitung mit dem vom Meßkondensator 2 ermittelten Kapazitätswert die exakte Füllstandshöhe im Behälter 1 ermittelt wird.In this way the compensation capacitor 3 is in each liquid layer 6, 7, 8 and 9 immersed with a length that is the same proportion to the actual ones Has heights of the individual liquid layers 6-9. Thus, the from Compensation capacitor 3 determined total dielectric constant that actually existing spectrum of the individual liquid layers 6-9. This total dielectric constant is also fed to the measuring circuit, not shown, where through their processing with the capacitance value determined by the measuring capacitor 2 is the exact one Level in container 1 is determined.

Bei der nicht dargestellten Ausbildung des Kompensationskonden sators in schraubenförmiger oder zieharmonikaförmiger Ausbildung ist es auf einfache Weise möglich, auch bei geringem vorhandenen Einbauraum eine dem tatsächlichen Spektrum der Flüssigkeiten entsprechende Gesamtdielektrizitätskonstante zu ermitteln.In the not shown training of the Kompensationskonden capacitor in helical or accordion-shaped training it is easy possible, even if the installation space available is limited to the actual spectrum to determine the corresponding total dielectric constant of the liquids.

Claims

Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a filling material in a container, with a measuring capacitor arranged in the container with level-dependent capacity, from the # output signal of a measuring circuit is fed, as well as with a completely immersed in the container in the product Compensation capacitor, from which to achieve one of the dielectric constant of the filling material independent display also an output signal of the measuring circuit is fed, characterized in that the compensation capacitor (3) automatically adaptable to the respective filling level from the bottom of the container (1) to Surface of the product extends.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the compensation capacitor (3) with its one end on the bottom of the container (1) is yeast-proof and on its the other end is provided with a float (5).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the compensation capacitor (3) is rigid and rod-shaped and has a joint (4) at one end is hinged to the bottom of the container (1).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the compensation capacitor daR (3) has a length equal to or greater than the maximum fill level.

5. Arrangement according to claim 2, characterized in that the compensation capacitor (3) is shaped like a helical spring and its axial extent is variable.

6. Arrangement according to claim 3, characterized in that the compensation capacitor consists of two equal lengths, connected by a hinge, the free one End of one part is hinged to the bottom of the container and the free end of the the other part carries the swimmer.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the free Ends of the parts of the compensation capacitor connected to one another by a hinge Guide rods are hinged that are the same length as the parts of the compensation capacitor and form a parallelogram with them.

B. Arrangement according to claim 7, characterized in that the compensation capacitor is in several parts and with the same number of guide rods accordion-shaped several Forms parallelograms.