DE3147370C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Füll­ standes einer Flüssigkeit in einem Behälter, wie z. B. von Benzin in einem Speichertank, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die bekannte Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht (US-PS 32 08 280), ist zur Messung und Anzeige des Füllstandes von Flüssigkeit in zwei Behäl­ tern bestimmt, nämlich einem genau zu überwachenden Haupttank und einem weniger genau zu überwachenden Hilfstank, insbesonder einem Abwurftank. Diese Vorrichtung ist insbesondere für Flugzeuge bestimmt. Jeder der Be­ hälter - Haupttank und Hilfstank - weist einen eigenen Füllstandsdetektor auf, der mit einem eigenen Steuerblock verbunden ist. Der Haupttank weist neben dem Füllstandsdetektor noch eine gesonderte Dielektrizitätsmeßein­ heit sowie einen temperaturstabilen Referenzkondensator auf, so daß mit­ tels des zugehörigen Steuerblocks eine ziemlich genaue Messung und Anzei­ ge des Füllstandes der Flüssigkeit im Haupttank gewährleistet ist. Demge­ genüber ist eine Dielektrizitätsmeßeinheit beim Hilfstank nicht vorgesehen, dort ist lediglich ein konstanter Referenzkondensator in die Schaltungsan­ ordnung des zugehörigen Steuerblocks integriert.

Mit der zuvor genannten bekannten Vorrichtung treten Schwierigkeiten auf, wenn ein zentraler Steuerblock in großer Entfernung von dem Füllstands­ detektor und der Dielektrizitätsmeßeinheit angeordnet ist, wie das insbe­ sondere dann der Fall ist, wenn dieser Steuerblock gleichzeitig für meh­ rere Behälter verwendet werden soll. Die Leitungskapazitäten wären in ei­ nem solchen Fall keineswegs zu vernachlässigen, insbesondere wegen der erheblichen Temperaturabhängigkeit.

Außerdem ist bei der bekannten, zuvor erläuterten Vorrichtung keine voll­ ständig umfassende Information über den Zustand der Flüssigkeit in einem Behälter gegeben, das beispielsweise Wasser, das sich am Boden eines Behäl­ ters mit Flüssigkeit gesammelt hat, meßtechnisch nicht erfaßt werden kann. Insoweit ist die bekannte Vorrichtung eng auf die Anwendung bei Flugzeugen beschränkt. Eine Erfassung von Wasser ist jedoch von großer Bedeutung, ins­ besondere bei Treibstoff in unterirdisch angeordneten Behältern, beispiels­ weise in Untergrundtanks von Tankstellen. Auch gehen die bekannten Systeme davon aus, daß der Füllstand des Treibstoffes in dem Behälter unmittelbar ein Maß für die Füllmenge des Treibstoffes ist, ohne daß dabei Wasser be­ rücksichtigt wurde.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Lehre der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Füllstandes von Flüssigkeit in mindestens einem Behälter so auszugestalten und weiterzubilden, daß umfassend informative, optimal ge­ naue Meßdaten auch und insbesondere bei Vorhandensein von mehreren Behäl­ tern ermittelbar und auswertbar sind.

Bei der beanspruchten Vorrichtung ist die zuvor aufgezeigte Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß steht also die Einheit aus Füllstandsdetektor, Dielektri­ zitätsmeßeinheit, kapazitivem Referenzkreis und Oszillator lediglich über den Ausgang des Oszillators mit dem zentralen Steuerblock in Verbindung. Die von dem Oszillator abgegebenen, für die verschiedenen kapazitiven Meß­ daten repräsentativen Frequenzsignale des Oszillators können ohne weiteres störungsfrei und verfälschungssicher über lange Strecken an einen zentra­ len Steuerblock übermittelt werden. Diese optimal genau zu ermittelnden Meßdaten können im Behälter selbst auch optimal genau ermittelt werden, da über die Dielektrizitätsmeßeinheit die Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit berücksichtigt werden kann, da ferner über den kapazitiven Referenzkreis Änderungen der Umgebungstemperatur und Änderungen von Kapa­ zitätswerten aufgrund von Alterung kompensiert werden können und da hier vor Ort die Leitungslängen als Fehlerquelle keine Rolle spielen. Schließ­ lich bietet die beanspruchte Vorrichtung auch die Möglichkeit, in die je­ dem Behälter zuzuordnende Einheit weitere Meßelemente zu integrieren, bei­ spielsweise einen Wasserdetektor, um so umfassend informative Meßdaten bereitzustellen. Die Ergänzung der Einheit durch weitere Meßelemente ist vom Konstruktionskonzept der Vorrichtung her sehr leicht möglich, da nur weitere Schaltmittel zur Umschaltung des Oszillators auf die weiteren Meß­ elemente vorgesehen werden müssen. Die Meßdaten aller Meßelemente können nämlich in gleicher Weise durch Frequenzsignale des Oszillators dem Steuer­ block gegenüber dargestellt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsdetektor, die Dielek­ trizitätsmeßeinheit und der Referenzkreis etwa übereinstimmende Kapazitä­ ten aufweisen, so daß die Ansprechcharakteristika etwa gleich sind.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist ein Wasserdetektor nahe dem Boden des Behälters vorgesehen. Insbesondere dabei ist die Vorrichtung vor­ teilhafterweise so ausgestaltet, daß die Dielektrizitätsmeßeinheit eine Mehrzahl von hohlen, zylindrischen, konzentrisch zueinander angeordneten Metallröhrchen aufweist. Durch die Metallröhrchen werden die negativen und positiven Elektroden gebildet, wodurch die notwendige Oberfläche für jede Elektrode recht groß sein kann, ohne die Höhe unnötig stark zu ver­ größern.

Vorteilhafterweise weist der Referenzkreis einen Kondensator auf. Weiter ist es zweckmäßig, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszugestalten, daß die Schaltmittel, der Referenzkreis und der Oszillator zu einem Füllstands­ geber zusammengefaßt sind und daß der Füllstandsgeber nahe dem Füllstands­ detektor angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Einfluß von Temperatur­ änderungen in der Umgebung auf die kapazitiven Informationen des Füllstands­ detektors, der Dielektrizitätsmeßeinheit und des Referenzkreises besonders gering. Weiter ist eine hinsichtlich des Auseinandernehmens und des Aus­ wechselns besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsdetektor, die Dielektri­ zitätsmeßeinheit und ein Aufnahmegehäuse für den Referenzkreis zylin­ drisch mit ungefähr übereinstimmenden Durchmessern ausgestaltet und über leitende Träger abnehmbar miteinander verbunden sind. Schließlich ist eine leichte Austauschbarkeit dann gegeben, wenn die erfindungsgemäße Vorrich­ tung so ausgestaltet ist, daß die den Füllstandsgeber bildenden Elemente auf einer gemeinsamen Tragplatte angeordnet sind, daß die gemeinsame Trag­ platte innerhalb eines zylindrischen Rohres angeordnet und in einem Iso­ lierkörper aus isolierendem Material eingebettet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbei­ spiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 schematisch, teilweise im Schnitt, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Detektor,

Fig. 2 ausschnittsweise, teilweise im Schnitt, den Detektor aus Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Füllstandsgebers für einen Detektor gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist zu einem Teil ein unterirdischer Behälter RS für eine Flüs­ sigkeit F wie Treibstoff gezeigt. Mehrere solcher Behälter, beispielsweise fünf, können vorgesehen sein. Ein Detektor DT gehört zu jedem derartigen Behälter RS. Obwohl eine Erläuterung des Detektors DT später in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 genauer gegeben wird, sei schon jetzt erläutert, daß der Detektor DT eine Dielektrizitätsmeßeinheit CP aufweist, die vertikal aufragend am Boden des Behälters RS angeordnet und immer und vollständig in Treibstoff eingetaucht ist. Weiter weist der Detektor DT einen Füll­ standsdetektor MP auf, der auf der Dielektrizitätsmeßeinheit CP befestigt ist und dazu dient, eine in Abhängigkeit vom Füllstand der Flüssigkeit F sich ändernde Kapazität zu messen. Schließlich weist der Detektor DT noch einen Füllstandsgeber LF auf, der seinerseits mit einem Referenzkreis ver­ sehen ist. Von dem Füllstandsgeber LF werden die von der Dielektrizitäts­ meßeinheit CP, dem Füllstandsdetektor MP und dem Referenzkreis RC gemesse­ nen Kapazitäten in Ausgangssignale unterschiedlicher Frequenz umgesetzt. Der Ausgang des Füllstandsgebers LF, der jeweils zu einem einzelnen Be­ hälter RS gehört, wird über eine der Anschlußleitungen A einem Steuer­ block CB zugeführt, der in einer nicht dargestellten Steuerkanzel angeord­ net sein kann. Der Steuerblock CB weist eine numerische Anzeige 1 auf, die einer Mehrzahl von Behältern gemeinsam ist und dazu dient Ziffern anzuzei­ gen, die den entsprechenden Behälter RS identifizieren, die Füllmenge in dem Behälter angeben od. dgl. Weiterhin ist eine Mehrzahl von ersten Leuch­ ten 2 vorgesehen, von denen jeweils eine aufleuchtet, wenn die Füllmenge in dem entsprechenden Behälter RS einen oberen Grenzwert erreicht. Eine Mehrzahl von zweiten Leuchten 3 ist vorgesehen, von denen jeweils eine aufleuchtet, wenn die Füllmenge in dem entsprechenden Behälter RS einen unteren Grenzwert erreicht. Schließlich ist eine Mehrzahl von dritten Leuch­ ten 4 vorgesehen, von denen jeweils eine aufleuchtet, wenn eine vorgegebene Wassermenge sich in dem entsprechenden Behälter RS gesammelt hat. Neben den Leuchten 2, 3, 4 sind Drucktasten 5 zur Auswahl eines speziellen Behälters RS vorgesehen, ein Drucker 6 ist angedeutet sowie eine weitere Drucktaste 7 zur Betätigung des Druckers 6. Wenn eine der Leuchten 2, 3, 4 aufleuchtet, wird auch ein Summer 8 betätigt, so daß die sichtbare Information auch in einer hörbaren Information Niederschlag findet. Auf der Innenseite der un­ teren Abdeckung des Steuerblockes CB ist eine Zehnertastatur 9 angeordnet, die zur Eingabe von verschiedenen Daten dient. Eine Alarmeinheit 10 ist über eine Leitung 11 an den Steuerblock CB angeschlossen. Diesbezüglich weist der Steuerblock CB eine weitere Drucktaste 7′ auf, die zur elektrischen Verbindung der Alarmeinheit 10 mit dem Steuerblock CB gedrückt werden muß.

Der Aufbau des Detektors DT wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert.

An seinem unteren Ende weist der Detektor (DT) einen Mantel 12 aus elektrisch isolierendem Material auf, der am Boden des Behälters RS befestigt ist und zumindest eine Öffnung 121 aufweist, um den Zutritt von Flüssigkeit F zu ermöglichen und ggf. auch von Wasser, das sich am Boden des Behälters RS gesammelt oder von Treibstoff getrennt hat. Auf dem Mantel 12 ist eine Mehr­ zahl von Metallröhrchen 13, 13′, 13′′, 14, 14′, 14′′ als negative bzw. posi­ tive Elektroden konzentrisch angeordnet. Jedes der Metallröhrchen 14, 14′ und 14′′ bildet eine positive Elektrode, getragen von einem isolierenden Trä­ ger 15 und unmittelbar verbunden mit einem leitenden Anschlußkörper 16, wäh­ rend jedes der Metallröhrchen 13, 13′ und 13′′ eine negative Elektrode bil­ det und von einem leitenden Anschlußkörper 17 getragen wird. Der Raum zwischen den konzentrisch angeordneten Metallröhrchen steht mit einem In­ nenraum des Mantels 12 über eine nicht dargestellte Öffnung in dem Anschluß­ körper 17 in Verbindung und ist stets mit Flüssigkeit F gefüllt. Vorzugswei­ se weist die Dielektrizitätsmeßeinheit CP einen Wasserdetektor 19 auf, der gemeinsam mit dem leitenden Anschlußkörper 17 zum Nachweis von Wasser am Boden des Behälters RS dient. An sich kann die Dielektrizitätsmeßeinheit CP als solche das Vorhandensein von Wasser dadurch feststellen, daß sich das ka­ pazitive Ausgangssignal aufgrund der starken Unterschiede der Kapazitäten von Treibstoff und Wasser schnell ändert. Wenn aber kein separater Wasserdetek­ tor 19 vorgesehen ist, so müßte jeweils die Dielektrizitätsmeßeinheit CP zerlegt werden, um Wassertropfen auf der Oberfläche der mehrere Metallröhr­ chen aufweisenden Struktur zu beseitigen, da derartige Wassertropfen allei­ ne durch ein Absaugen von Wasser nicht entfernbar sind.

Oberhalb der Dielektrizitätsmeßeinheit CP ist der Füllstandsdetektor MP an­ geordnet. Dieser Füllstandsdetektor MP weist ein metallisches äußeres Rohr 20 als negative Elektrode und ein metallisches inneres Rohr 21 als positive Elektrode auf. Durch nicht gezeigte Öffnungen in dem isolierenden Träger 15 und dem elektrisch leitenden Anschlußkörper 16 vermag Treibstoff, Flüssig­ keit F, zwischen die Elektroden zu fließen. Das die negative Elektrode bil­ dende äußere Rohr 20 ist über einen weiteren leitenden Anschlußkörper 22 mit dem die negative Elektrode bildenden Metallröhrchen 13 der Dielektrizi­ tätsmeßeinheit CP verbunden. Am oberen Ende ist das äußere Rohr 20 in einen leitenden Anschlußkörper 23 gehalten. In ähnlicher Weise ist das die posi­ tive Elektrode bildende innere Rohr 21 von dem isolierenden Träger 15 am unteren Ende gehalten und am oberen Ende in einem weiteren isolierenden Trä­ ger 24 befestigt. Das innere Rohr 21 weist in seinem Inneren eine Anschluß­ leitung 25 auf, die mit der positiven Elektrode der Dielektrizitätsmeßein­ heit CP verbunden ist. Dadurch kann die Information über die von der Dielek­ trizitätsmeßeinheit CP gemessene Kapazität einschließlich des Wasserdetek­ tors 19 eingegeben werden. Das äußere Rohr 20 weist eine Öffnung 201 am oberen Ende auf, durch die sehr einfach Treibstoff zwischen das innere Rohr 21 und das äußere Rohr 20 einfließen kann.

An den Füllstandsdetektor MP schließen sich nach oben hin weiter ein Füll­ standsgeber LF in einem metallischen Rohr 26, ein mittels eines leitenden Trägerteiles 27 auf dem metallischen Rohr 26 befestigtes Verbindungsrohr 29 und ein Kopfteil 30 an. Das Kopfteil 30 dient dazu, das Verbindungsrohr 29 in senkrechter Stellung zu halten und die Wartung aller Teile des Detek­ tors DT einschließlich des Wasserdetektors 19, der Dielektrizitätsmeßein­ heit CP, des Füllstandsdetektors MP und des Füllstandsgebers LF zu ermög­ lichen. Schrauben od. dgl. sind vorgesehen, um den Mantel 12 mit dem äußersten Metallröhrchen bzw. der äußersten Elektrode 13 der Dielektrizi­ tätsmeßeinheit CP, das äußerste Metallröhrchen 13 mit dem äußeren Rohr 20 des Füllstandsdetektors MP, das äußere Rohr 20 mit dem metallischen Rohr 26 des Füllstandsgebers LF und das metallische Rohr 26 mit dem Verbindungsrohr 29 über die verschiedenen Anschlußkörper 15, 17, 23, 27 zu verbinden, so daß der Detektor DT insgesamt leicht durch Lösen der Schrauben oder anderen Be­ festigungsmittel zerlegt werden kann, falls eines der Elemente ausgewechselt werden muß. Vorzugsweise ist am oberen Ende des Mantels 12 eine Abschir­ mung 31 vorgesehen, um den Zutritt irgendwelcher Fremdstoffe, die in der Flüssigkeit im Behälter RS enthalten sein können, zu der Dielektrizitäts­ meßeinheit CP und/oder dem Füllstandsdetektor MP zu verhindern.

Die Dielektrizitätsmeßeinheit CP ist aus mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Metallröhrchen 13, 13′, 13′′, 14, 14′, 14′′ aufgebaut, da diese Konstruktion eine große Oberfläche der Elektroden ermöglicht, ohne daß die Höhe oder Länge der Elektroden sehr groß werden müßte, um die Gesamtkapa­ zität dieser Elektroden insgesamt der vom Füllstandsdetektor MP gemessenen Kapazität vergleichbar werden zu lassen. Vergleichbare Kapazitäten aber führen dazu, daß eine besonders genaue Messung von Kapazitätsänderungen aufgrund von Temperaturänderungen od. dgl. erfolgen kann.

Der Füllstandsgeber LF ist mit dem metallischen Rohr 26 über eine Leitung 32 leitend verbunden und wandelt kapazitive Informationen von der Dielektrizi­ tätsmeßeinheit CP einschließlich des Wasserdetektors 19 und des Füllstands­ detektors MP über entsprechende Anschlußleitungen 25 und 33 in entsprechen­ de Frequenzsignale um. Der Füllstandsgeber LF umfaßt auch einen Referenz­ kreis RC und wandelt eine kapazitive Information gemäß Messung des Referenz­ kreises RC ebenso in ein entsprechendes Frequenzsignal um. Diese Frequenz­ signale werden als Ausgangssignale über eine Leitung 34 dem Steuerblock CB zugeführt.

Wie später in bezug auf Fig. 3 erläutert werden wird, weist der Füllstands­ geber LF verschiedene, von einer in isolierenden Lagerelementen 35, 36 ge­ lagerten Tragstange 37 getragene Elemente auf, die in dem metallischen Rohr 26 angeordnet und in einem Isolierkörper 38 aus isolierendem Material, beispielsweise aus einem Epoxidharz, eingebettet sind. Das Verbindungsrohr 29 dient dazu, das Kopfteil 30, das an der Erdoberfläche anzuordnen ist, mit dem metallischen Rohr 26 des Füllstandsgebers LF zu verbinden, der ja nahe dem Füllstandsdetektor MP angeordnet sein soll. Der Füllstandsdetektor MP wiederum muß natürlich innerhalb des Behälters RS unterirdisch angeordnet sein. Die Tiefe, in der der Füllstandsdetektor MP angeordnet ist, kann je nach den Umständen des Einzelfalles variieren. Dementsprechend wird die Länge des Verbindungsrohres 29 zunächst so gewählt, daß sie relativ groß ist, so daß das Verbindungsrohr 29 nötigenfalls auf die spezielle Einbau­ höhe des Behälters RS abgeschnitten werden kann, sobald der Detektor DT in dem entsprechenden Behälter RS installiert wird.

Aus dem in Fig. 3 wiedergegebenen Blockschaltbild ergibt sich, daß der Füllstandsgeber LF zwei Relais RE 1 und RE 2, einen Oszillator OSC und als Referenzkreis RC eine Referenzkapazität aufweist, Der den Referenz­ kreis RC bildende Referenzkondensator ist ein hochqualitativer Konden­ sator, der nahezu keine Kapazitätsänderungen aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur und Alterung zeigt. Dieser Kondensator wird so aus­ gesucht, daß er eine Kapazität aufweist, die den von der Dielektrizitäts­ meßeinheit CP und dem Füllstandsdetektor MP gemessenen Kapazitäten ver­ gleichbar ist. Der Oszillator OSC weist eine Mehrzahl von Spulen und Kondensatoren auf und dient dazu, entsprechend den Kapazitätsinformatio­ nen von dem Füllstandsdetektor MP, der Dielektrizitätsmeßeinheit CP und dem Referenzkreis RC in Schwingungen zu gelangen, so daß die Kapazitäts­ informationen in entsprechende Frequenzsignale umgewandelt werden. Als Ausgangsleitungen des Füllstandsgebers LF sind Relaisleitungen a und b, eine Speiseleitung f für die Frequenzsignale und eine Erdanschlußlei­ tung g eingezeichnet.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltdiagramm dargestellt, das im wesentlichen die Funk­ tion des Steuerblockes CB aus Fig. 1 erläutern soll. In Verbindung mit dem Steuerblock CB sind im hier dargestellten Ausführungsbeispiel fünf Behälter vorgesehen. Zunächst ist in Fig. 4 ein Behälterauswahlkreis TDSC vorgesehen, an den die Signalleitungen A ₁ bis A ₅ angeschlossen sind. Jede der Leitun­ gen A ₁ bis A ₅ ist an eine Speiseleitung f gemäß Fig. 3 des entsprechenden Füllstandsgebers LF eines der Behälter RS angeschlossen. Der Behälteraus­ wahlkreis TDSC kann beispielsweise von einem Signal des zentralen Steuer­ kreises CPU von Behälter zu Behälter fortgeschaltet werden. Ein Ausgangs­ signal des Behälterauswahlkreises TDSC wird einem Speicher MEC über eine Empfangseinheit REC zugeführt. In dem Speicher MEC sind Rechenoperationen gespeichert, die die Berechnung eines Füllstandes auf Basis von Frequenz­ signalen eines entsprechenden Füllstandsgebers LF und zur Berechnung einer Füllmenge einer Flüssigkeit in einem Behälter auf Basis des berechneten Füllstandes, obere und untere Grenzwerte für jeden Behälter sowie weitere Informationen gespeichert. Außerdem ist in dem Speicher MEC ein Speicher­ bereich vorgesehen, um die Flüssigkeitsmenge in jedem Behälter zu speichern. Ein Rechenkreis OPC dient dann zur tatsächlichen Berechnung der Füllmenge auf Basis eines Signales von der Empfangseinheit REC und mit den Rechenope­ rationen, die im Speicher MEC gespeichert sind. Außerdem wird im Rechen­ kreis OPC festgestellt, ob der berechnete Füllstand den oberen oder unteren Grenzwert des speziellen Behälters erreicht. Ein Ausgangssignal des Rechen­ kreises OPC wird dem Anzeige-/Druckerkreis IDC/PTC zugeführt. Der Anzei­ ge-/Druckerkreis ist elektrisch mit dem Summer 8, den Leuchten 2, 3, 4, der numerischen Anzeige 1 und dem Drucker 6 (Fig. 1) verbunden. Die Druck­ taste 5 zur Auswahl des jeweiligen Behälters RS, die Drucktaste 7 zur Be­ tätigung des Druckers 6, der Zeitgeber TM, die Zehnertastatur 9, die Alarm- Drucktaste 7′, der Alarmkreis AR sowie alle zuvor erläuerten Schaltkreise sind elektrisch an den zentralen Steuerkreis CPU angeschlossen. Der Alarm­ kreis AR ist mit der Alarmeinheit 10 verbunden, die an einem von dem Steu­ erblock CB entfernt gelegenen Ort angeordnet sein kann (Fig. 1).

Im folgenden soll nun die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden:

Sobald der Behälterauswahlkreis TDSC elektrisch mit der Signalleitung A ₁ von dem Füllstandsgeber LF des ersten Behälters RS vermittels eines Signa­ les des Steuerkreises CPU verbunden wird, wird ein Signal von dem Steuer­ kreis CPU den Relais RE ₁ und RE ₂ zugeführt, so daß diese aus dem in Fig. 3 dargestellten Schaltzustand wegschalten und einen Kreis schließen, über den der Referenzkreis RC mit einem Oszillator OSC verbunden ist, so daß das Frequenzsignal entsprechend der vom Referenzkreis RC gemessenen Kapazität dem Speicher MEC über die Empfangseinheit REC zugeführt werden kann. Als­ dann wird das Signal vom Relais RE ₂ weggeschaltet, um einen Kreis zu schließen, in dem die Anschlußleitung 25 der Dielektrizitätsmeßeinheit CP mit dem Oszillator OSC verbunden ist, so daß ein Frequenzsignal ent­ sprechend zu der von der Dielektrizitätsmeßeinheit CP gemessenen Kapa­ zität dem Speicher MEC über die Empfangseinheit REC zugeführt werden kann. Schließlich wird das Relais RE ₁ noch umgeschaltet, um einen Kreis zu schließen, über den die Anschlußleitung 33 des Füllstandsdetektors MP mit dem Oszillator OSC verbunden ist, so daß das entsprechend erzeugte Fre­ quenzsignal dem Speicher MEC zugeführt werden kann. Diese von dem Spei­ cher MEC gespeicherten Frequenzsignale als Informationen werden von dem Rechenkreis OPC in Informationssignale betreffend die Füllmenge umge­ setzt, und zwar aufgrund der Rechenoperationen, die im Speicher MEC ge­ speichert sind. Die resultierende Information über die Füllmenge der Flüssigkeit wird mit den Informationen zu den oberen und unteren Grenz­ werten verglichen, die gleichfalls im Speicher MEC abgespeichert sind. Ist die berechnete Füllmenge bzw. ist der berechnete Füllstand höher als der obere Grenzwert, so leuchtet die Leuchte 2 auf und ein hörbarer Ton wird vom Summer 8 abgegeben. Entsprechend wird bei Unterschreiten des un­ teren Grenzwertes die Leuchte 3 aufleuchten und es wird wiederum ein hör­ barer Ton vom Summer 8 abgegeben.

Jede der Messungen bedarf einer Zeit von ca. einer Sekunde je Behälter.

Nach Beendigung einer Messung wird automatisch ein Signal von dem zentralen Steuerkreis CPU an den Behälterauswahlkreis TDSC abgegeben, um diesen auf die nächste Signalleitung nunmehr A ₂, zu schalten, so daß hier die Messung in gleicher Weise durchgeführt werden kann. Die Messungen wiederholen sich dann bis zum letzten Behälter, dem Behälter Nummer 5, und beginnen erneut beim ersten Behälter. Mit anderen Worten wird die Messung zyklisch wieder­ holt.

Die dargestellte Konstruktion ist so gewählt, daß dann, wenn einer der Drucktasten 5 für die Behälterauswahl gedrückt wird, die Füllmenge in dem ausgewählten Behälter auf der Anzeige 1 angezeigt wird. Gleichzeitig wird die Nummer des Behälters angezeigt. Wird die Drucktaste 5 wieder zurückge­ schaltet, so wird auf der Anzeige 1 die Zeit auf Basis von Zeitsignalen des Zeitgebers TM angezeigt. In anderen Worten gesagt, dient die Anzeige 1 als Digitaluhr, sofern sie nicht gerade zur Anzeige der Füllmenge in einem der Behälter benötigt wird.

Wenn die Drucktaste 7 für den Drucker 6 betätigt wird, während eine der Drucktasten 5 für die Behälterauswahl niedergedrückt ist, wird die Füll­ menge in dem ausgewählten Behälter und die entsprechende Zeit auf dem Drucker 6 ausgedruckt.

Weiterhin kann eine Alarmtaste 7′ nach Beendigung regulärer Flüssigkeitsab­ gaben betätigt werden, beispielsweise bei Betriebsschluß einer Tankstelle. Dadurch werden dann die Füllmengen in allen Behältern zu dieser Zeit im Speicher MEC gespeichert. Verändert sich nun die Füllmenge in einem der Be­ hälter über ein vorgegebenes Maß hinaus, beispielsweise weil Wasser ein­ fließt oder durch Diebstahl, so wird vom Alarmkreis AR ein Alarmsignal zur Betätigung der Alarmeinheit 10 abgegeben. Diese Alarmeinheit 10 kann an pas­ sender Stelle angeordnet sein, beispielsweise bei einer Wachgruppe, die dann entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen kann. Das Alarmsignal kann gleichzei­ tig dazu dienen, den Drucker 6 über den zentralen Steuerkreis CPU und den Druckerkreis PTC zu betätigen, um so das Ausmaß der Änderung der Füllmenge der Flüssigkeit sowie die Zeit aufzuzeichnen.

Erreicht das im Behälter RS sich sammelnde Wasser das Niveau des Wasserdetektors 19, so zeigt das Frequenzsignal einen ungewöhnlichen Wert, sobald die Dielektrizitätsmeßeinheit CP mit dem Oszillator OSC ver­ bunden wird. Dies liegt daran, daß die Dielektrizitätskonstante von Wasser relativ hoch ist, nämlich bei 81,6 liegt, während die Dielektrizitätskon­ stante von Öl bei 2,1 und die von Luft bei 1,0 liegt. Dadurch wird dann also ein sehr schneller Kapazitätsanstieg verursacht. Der Nachweis einer solch ungewöhnlichen Information erfolgt visuell und akustisch durch Aufleuchten der Leuchte 4 und Summen des Summers 8. Die Entfernung von Wasser aus dem Behälter RS kann in üblicher Weise erfolgen, jedoch er­ laubt es die erfindungsgemäße Vorrichtung, das Wasserniveau in dem Be­ hälter RS vermittels des Wasserdetektors 19 ziemlich genau zu bestimmen. Dadurch wird das Entfernen von Wasser erheblich erleichtert.

Wie sich aus den voranstehenden Erläuterungen ergibt, erlaubt die er­ findungsgemäße Vorrichtung eine genaue Messung durch Kompensation von Schwankungen der Dielektrizitätskonstante der zu messenden Flüssigkeit mit Hilfe der Dielektrizitätsmeßeinheit CP und durch Kompensation von Schwankungen des Oszillators OSC durch den Referenkreis RC. Außerdem ist es möglich, den der Anzeige dienenden Teil der Vorrichtung entfernt von dem der Messung dienenden Teil anzuordnen, so daß die Daten einer Vielzahl von Behältern zentral überwacht und festgestellt werden können. Dies liegt daran, daß die gemessenen Kapazitäten, ihres Zeichens also analoge Informationen, nahe bei dem Ort der Messung in Frequenzinforma­ tionen umgesetzt werden, ihres Zeichens gewissermaßen digitale Infor­ mationen. Bei der Übertragung der Informationen werden also Änderungen aufgrund äußerer Störungen systematisch ausgeschlossen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Füllstandes von Flüssigkeit (F) in mindestens einem Behälter (RS), mit
einem Füllstandsdetektor (MP) mit negativen und positiven, von der Flüssigkeit (F) umspülbaren Elektro­ den (20, 21) zur Bildung eines kapazitiven Meßwertes,
einer stets in die Flüssigkeit (F) eintauchenden Dielektrizitätsmeßeinheit (CP) zur Messung der Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit (F),
einem kapazitiven Re­ ferenzkreis (RC) mit einer bezüglich Änderungen der Umgebungstemperatur und bezüglich Alterung hochstabilen, von der Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit (F) unabhängigen Kapazität und
einem von dem Füllstandsdetek­ tor (MP) getrennten Steuerblock (CB) mit einer Anzeige (1, 2, 3, 4) zur Ermittlung und Anzeige des Füllstands der Flüssigkeit (F) im Behälter (RS),
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Oszillator (OSC) vor­ gesehen und über Schaltmittel (RE 1, RE 2) alternativ mit dem Füllstands­ detektor (MP), der Dielektrizitätsmeßeinheit (CP) oder dem Referenz­ kreis (RC) verbindbar ist,
daß der Füllstandsdetektor (MP), die Dielektri­ zitätsmeßeinheit (CP), der kapazitive Referenzkreis (RC), die Schaltmit­ tel (RE 1, RE 2) und der Oszillator (OSC) für jeden Behälter (RS) zu einer Einheit zusammengefaßt sind,
daß vom Oszillator (OSC) die Kapazitäten des Füllstandsdetektors (MP), der Dielektrizitätsmeßeinheit (CP) bzw. des Re­ ferenzkreises (RC) in Ausgangssignale mit entsprechenden Frequenzen um­ setzbar und diese Ausgangssignale an den Steuerblock (CB) übermittelbar sind und
daß die Ermittlung des Füllstandes der Flüssigkeit (F) im Behäl­ ter (RS) gemäß der vom Oszillator (OSC) an den Steuerblock (CB) übermit­ telten Ausgangssignale erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstands­ detektor (MP), die Dielektrizitätsmeßeinheit (CP) und der Referenzkreis (RC) etwa übereinstimmende Kapazitäten aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Was­ serdetektor (19) nahe dem Boden des Behälters (RS) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrizitätsmeßeinheit (CP) eine Mehrzahl von hohlen, zylin­ drischen, konzentrisch zueinander angeordneten Metallröhrchen (13, 13′, 13′′; 14, 14′, 14′′) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzkreis (RC) einen Kondensator aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (RE 1, RE 2), der Referenzkreis (RC) und der Oszil­ lator (OSC) zu einem Füllstandsgeber (LF) zusammengefaßt sind und daß der Füllstandsgeber (LF) nahe dem Füllstandsdetektor (MP) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsdetektor (MP), die Dielektrizitätsmeßeinheit (CP) und ein Aufnahmegehäuse für den Referenzkreis (RC) zylindrisch mit ungefähr übereinstimmenden Durchmessern ausgestaltet und über leitende Träger ab­ nehmbar miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (CB) einen Zählkreis zum Zählen der vom Oszilla­ tor (OSC) zugeführten Frequenz, einen an den Zählerkreis angeschlossenen Steuerkreis (CPU) zur Berechnung des Füllstandes der Flüssigkeit (F) in dem Behälter (RS) und der entsprechenden Flüssigkeitsmenge auf Basis der vom Zählerkreis gezählten Frequenz und einen Anzeige-/Druckerkreis (IDC/ PTC) zur Anzeige und zum Ausdrucken eines von dem Steuerkreis (CPU) er­ mittelten Ergebnisses aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wasserdetektor (19) Teil der Dielektrizitäts­ meßeinheit (CP) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die den Füllstandsgeber (LF) bildenden Elemente auf einer gemeinsamen Tragplatte (37) angeordnet sind, daß die gemeinsame Tragplatte (37) innerhalb eines zylindrischen Rohres (26) angeordnet und in einem Isolierkörper (38) aus isolierendem Material eingebettet ist.