DE3237396A1

DE3237396A1 - Vorrichtung zur digitalen fluessigkeitsstandsfeststellung mittels eines hitzdrahtes

Info

Publication number: DE3237396A1
Application number: DE19823237396
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques 92250 La Garenne Bezard; Charles Henri 95740 Frepillon Jourdain; Bruno 92400 Courbevoie Lalanne
Original assignee: Jaeger SA
Current assignee: Jaeger SA
Priority date: 1981-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1983-04-28
Also published as: US4513616A; IT8209516A0; MX151786A; ES8307051A1; JPH0615980B2; DE3237396C2; ES516788A0; GB2107883A; IT8209516A1; IT1192512B; FR2514497B1; FR2514497A1; GB2107883B; JPS5875030A

Description

JAEGER .. .. _: _ .. .. PH/HP 1515-DE

-5-BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur-Feststellung eines Flüssigkeitsfülls.tandes.

Es wurde seitens der Anmelderin bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche die Kontrolle des Füllstands einer in einem Tank enthaltenen Flüssigkeit gestattet (FR 2 367 276).' Diese Vorrichtung umfaßt eine in im wesentlichen nicht horizontaler Richtung in die Flüssigkeit eintauchende Widerstandsfadensonde, eine Versorgungseinrichtung, mit der elektrische Energie auf diese Sonde gegeben werden kann, eine wenigstens auf eine der Größen elektrische Spannung an und elektrischer Strom' in der Sonde ansprechende Einrichtung und eine Einrichtung zur überwachung der Entwicklung dieser Größe ausgehend von ihrem Anfangswert bei Beginn der Aufgabe der elektrischen Energie aus, um daraus eine Information über den Flüssigkeitsstand abzuleiten. Die gewonnene Flüssigkeitsstandsanzeige war bei dieser bekannten ' Vorrichtung jedoch so schwach, daß damit beispielsweise ein Warnhinweis bei Erreichen einer bestimmten Flüssigkeitsstandsschwelle nicht möglich war. ·

Es hat sich jedoch als wünschenswert erwiesen, trotz der im Spiel befindlichen Komplexität thermischer Probleme genauere Anzeigen des Flüssigkeitsstandes zu erreichen, und hierauf zielt die vorliegende Erfindung ab.

Hierzu umfaßt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung eine Einrichtung zur Aufzeichnung wenigstens einer Entsprechungstabelle zwischen möglichen Zahlenwerten einer die Enwicklung dieser Größe wiedergebenden Differenzgröße und Zahlenwerten zugehöriger Flüssigkeitsstände, wobei die Überwachungseinrichtung die Differenzgröße digital mißt, um den entsprechenden Flüssigkeitsstand gemäß dieser Tabelle anzuzeigen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Einrichtung zur Speicherung eines Satzes von

Hilfs-Entsprechungstabellen, die zahlenmäßige Korrekturen der Differenzgröße als Funktion von deren Grobwert bestimmen, eine Einrichtung zur Auswahl einer dieser Hilfstabeilen als Funktion des Anfangswertes der elektrischen Größe und zur Anwendung der zugehörigen Korrektur aus der so ausgewählten Tabelle auf die grobe Differenzgröße.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Vorrichtung noch eine Einrichtung zur Speicherung einer dritten Entsprechungstabelle zwischen dem Anfangswert der elektrischen Größe und entsprechenden Zahlenwerten für die Temperatur sowie eine Einrichtung welche in der Lage ist, die dem angetroffenen Anfangswert entsprechende Temperatur anzuzciaen.

Gemäß einer ersten Aüsführungsform ist die Versorgungseinrichtung eine Einrichtung des Typs Konstantstrom und die festgestellte elektrische Größe die Spannung an den Klemmen der Sonde.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Versorgungseinrichtung eine Einrichtung des Typs Spannungsquelle, liegt die Sonde in Reihe mit einem Widerstand und werden die Spannungen an den Klemmen der Sonde und des Widerstandes festgestellt.

Gemäß einer Variante für den Fall, daß die Versorgungsspannung stark schwankt (wie bei Automobilbatterien), umfaßt die Versorgungseinrichtung eine Schaltung zur Speisung der Sonde mit konstanter Spannung unter Feststellung einer auf den durch die Sonde gehenden Strom bezogenen Größe.

Gemäß einer weiteren Variante ist eine Einrichtung vorgesehen, welche die Entwicklung der Spannung an und des Stromes in der Sonde überwacht, um auf diese eine vorgegebene Gesamtenergie aufzugeben.

Bei einer ersten Art der Anwendung der Erfindung ist die Differcnx.größe die Differenz (U₁ - U ) zwischen den Spannungswerten am Anfang im Zeitpunkt null der Versorgung und am Ende einer vorgegebenen Zeit (T.).

JAEGER .. .. . .._ .. .. PH/HP 1515-DE

— "7 —.

Bei einer zweiten Art der Anwendung der Erfindung wird der Widerstand (A) der Sonde ausgehend von den Spannungen U und/oder V an den Klemmen der Sonde und eines Reihenwiderstandes R berechnet, wobei die Werte U und V im Anfangszeitpunkt der Versorgung und am Ende einer vorgegebenen Zeit T₁ gemessen werden, während diese Differenzgröße die Form

A₁ (A₁ - A_o)
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hat, wo die Indizes null und eins einen Wert im Zeitpunkt null bzw. im Zeitpunkt T₁ darstellen.

Gemäß einer dritten Art der Anwendung der Erfindung hat die Differenzgröße die Form

.

j U₁/V₁ - U /V
² J\°°

FN = R

/R

wo R ein Reihenwiderstand zur Sonde ist, U und V die Spannungen an den Klemmen der Sonde und des Widerstandes R sind, der Index null den Zeitpunkt am Anfang der Versorgung und der Index eins einen später, am Ende der Versorgung liegenden vorgegebenen Zeitpunkt bezeichnet.

Gemäß einer vierten Art der Anwendung der Erfindung ist die Differenzgröße die Zeit, welche die überwachte Größe benötigt, um einen Bezugswert zu erreichen.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigen die

Figuren 1 bis 5 vier Ausführunasformen der eine Fadensonde enthaltenden Schaltung gemäß der Erfindung und die Figuren 1A, 2A, 3A, 4A, 4B und 5A verschiedene Flußdiagramme, welche die Abläufe wiedergeben, die in den Vorrichtungen der vorangehenden Figuren gleicher Nummer vor sich gehen.

in Figur 1 bezeichnet SCC eine steuerbare Konstant-

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stromquelle, welche direkt mit einem Konstantstrom I eine Sonde S speist, welche die Widerstandsfadensonde bildet, die in einer im wesentlichen nicht horizontalen Richtung in den Flüssigkeitsbehälter eintaucht. Die Spannung U an den Klemmen der Sonde wird über einen Analog-Digitalumsetzer CAN abgelesen, dessen Ausgang mit einem Mikroprozessor MP verbunden ist. Der Mikroprozessor ist so eingerichtet, daß er die Konstantstromquelle SCC so steuert, daß sie in einem Zeitpunkt, der als Zeitpunkt T=O definiert wird, in Betrieb gesetzt und am Ende einer bestimmten Zeit/ die als T- bezeichnet wird,abgeschaltet wird. Der Mikroprozessor MP ist außerdem mit einer Anzeigeeinrichtung VS verbunden.

Die Vorrichtung der Figur 1 ist in den Mikroprozessoren mit Steuerfunktionen, die im Flußdiagramm der Figur 1A dargestellt sind,und gleichzeitig mit entsprechenden Speicherfunktionen versehen.

Wie in Figur 1A zu sehen besteht der Schritt 101 in der Aufgabe eines Konstantstroms unter Erregung der Quelle SCC und einem gleichzeitigen Setzen der Zeit auf den Anfangswert (T = 0).

Praktisch zur gleichen Zeit wird im Schritt 102 die Spannung U gemessen und als Wert U gespeichert. Danach bilden die Schritte 103 und 104 eine Zeitschleife, die in an sich bekannter Weise die Zeit inkrementiert. Mit Ablauf einer Zeit T. nach dem Anfangszeitpunkt wird nach Schritt 105 weitergegangen, der in einer erneuten Messung des Wertes U besteht, wobei dieser Wert nun als Wert U₁ gespeichert wird. Der Schritt 106 berechnet die Differenzgröße DU = U₁ - U .

Nachfolgend wird im Schritt 107 in einer vorher erstellten Entsprechungstabelle der Flüssigkeitsstands zahlenwert aufgesucht, der dem Zahlenwert der Differenzgröße DU ent- · spricht. Nachfolgend wird im Schritt 108 dieser Flüssigkeitsstands zahlenwert mit der Anzeigeeinrichtung VS angezeigt, wonach der Schritt 109 das Arbeiten des Geräts unterbricht, indem er die Quelle SCC in den Ruhezustand zurückkehren läßt.

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Das gute Funktionieren dieser ersten Ausführungsform beruht auf folgenden Beobachtungen: Das Entsprechungsgesetz, das zwischen der Differenzgröße DU und dem tatsächlichen Flüssigkeitsstand existiert, erweist sich als ziemlich komplex, zeigt jedoch eine Reproduzierbarkeit, die dafür ausreicht, daß es unter Einhaltung einer guten Genauigkeit durch eine Tabelle dargestellt werden kann.

Trotz allem erweist es sich in erheblichem Maße als günstig, eine Korrektur der Differenzgröße DU als Funktion des Anfangsmeßwerts U durchzuführen.

Zu diesem Zweck werden zwischen die Schritte 106 und 107 die Schritte 111 bis 113 eingefügt. Der Schritt 111 besteht in einem'Vergleich der Größe U mit verschiedenen hier als A, B/ C und D bezeichneten Werten. Entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs wird im Schritt 112 eine zugehörige Tabelle aufgesucht.. Beispielsweise wird, wenn U kleiner als A ist, eine erste Tabelle, wenn U zwischen A und B liegt, eine zweite Tabelle, usw. aufgesucht. Danach wird im Schritt 113 der vorliegende Wert von DU als Funktion der in die Tabelle für diesen Wert, oder genauer, einen diesen Wert enthaltenden Wertebereich eingeschriebenen Korrektur korrigiert.

• Nach einer bevorzugten Variante ist außerdem noch eine dritte Tabelle vorgesehen> die den Anfangswerten U Temperaturwerte entsprechen läßt, und zwar auch hier wiederum bereichs- bzw. intervallweise. In einem solchen Fall ist dem Flußdiagraram der Figur 1A ein Schritt 114 hinzugefügt, die in einem Aufsuchen der dem Wert U entsprechenden Temperatur in dieser dritten Tabelle besteht, wobei im Schritt 115"die Temperatur angezeigt werden kann. Dieses Anzeigen der Temperatur kann entweder im gemeinsamen Flußdiagramm stattfinden oder getrennt auf einen speziellen Befehl des Mikroprozessors, wie dies bei Automobilen üblich ist.

Auf diese Weise kann man beispielsweise sowohl den Öl-SS stand in einem Motor wie auch die öltemperatur messen. Eben-

so kann man ins Auge fassen, mit der gleichen Einrichtung den Kraftstoffstand zu messen.

Gemäß Figur 2 kann über einen Schalter C eine Gleichspannungsversorgung in einem Zeitpunkt T = 0 an eine Reihenschaltung aus einem Widerstand bekannten Werts R und der Sonde S gemäß der Erfindung angelegt werden. Die Spannung U an den Klemmen der Sonde S und die Spannung V an den Klemmen des Widerstands R werden durch einen Analog-Digitalumsetzer CAN analysiert und digitalisiert, wobei dieser mit einem Mikroprozessor MP verbunden ist, der einerseits das Schließen des Schalters C steuern als auch andererseits die Anzeigeeinrichtung VS in Betrieb, setzen kann.

In Figur 2A sieht man, daß der erste Arbeitsschritt des Mikroprozessors in einem Anlegen einer Spannung U + V unter gleichzeitiger Initialisierung der Zeit besteht (Schritt 201). Dann werden in den Schritten 202 und 203 aufeinanderfolgend die Werte U und V gemessen und als U und V gespeichert.

Nachfolgend kann im Schritt 204 der Anfangswiderstand der Sonde, der durch den Wert A = R.U /V gegeben ist, berechnet werden. Danach findet sich die Zeitschleife, die durch den Prüfschritt 205 und den Inkrementationsschritt 206 gegeben ist, wieder.

Am Ende der durch den- Prüfschritt 205 bestimmten Zeit T₁ werden jetzt die Werte U₁ und V₁ gemessen und gespeichert und dann im Schritt 208 der neue Widerstandswert der Sonde A₁ = R.U^V- berechnet. Danach besteht der Schritt 209 in einer Berechnung der mit K bezeichneten Differenzgröße, die durch folgende Formel gegeben ist: .

U₁ ² A

κ = 1 2

A₁ (A₁ - A_o)

Wenn die geforderte Genauigkeit nicht zu groß ist, kann man dann im Schritt 210 direkt in der Haupttabelle den Flüssigkeitsstand, der dem Zahlenwert von K entspricht, aufsuchen, ihn dann im Schritt 211 anzeigen und schließlich

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die iJpannungsversorguna im Schritt .212 unterbrechen.

" Für eine bessere Genauigkeit vergleicht man gemäß der Erfindung den Anfangswert des Sondenwiderstandes A mit verschiedenen, hier als E, F, G und H usw. bezeichneten Schwellenwerten. Nach diesem Schritt 221 besteht der Schritt 222 in einem Aufsuchen einer dem Ergebnis dieses Vergleichs entsprechenden Tabelle, wie dies auch im Falle der Figur 1A der Fall war, wonach der Schritt 223 eine Korrektur der Differenzgröße K entsprechend der ausgewählten Tabelle gestattet, und wonach dann mit den bereits erwähnten Schritten 210 bis 212 fortgesetzt wird.

Genau wie nach Figur 2A läßt sich auch die Temperatur bestimmen, indem in einem dritten Schritt 224 die Temperatur aufgesucht wird, die dem Änfangswert A des Sondenwider-Standes entspricht, wonach diese Temperatur im Schritt 225 angezeigt wird.

In bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere bei Automobilen, schwanken die Versorgungsgleichspannungen erheblich. Man kann dann die Ausführungsform der Figur 3 einsetzen, bei der sich hinter dem Steuerschalter C eine Schaltung zur Erzeugung einer konstanten Spannung an den Klemmen der Sonde befindet. Diese Schaltung umfaßt zwischen der posi.tiven und der negativen Klemme eine Polarisation, die durch einen Widerstand R30, gefolgt von einer in Sperrichtung gepolten Zener-Diode D31 und einer in Durchlaßrichtung gepolten normalen Diode D32 gebildet ist. Auf diese Weise, steuert der gemeinsame Punkt von Zener-Diode und Widerstand praktisch tempera turunabhängig die Basis eines Transistors Q, dessen Emitter mit der Sonde S verbunden ist, die andererseits zur negativen Klemme geht, während sein Kollektor mit einem Widerstand R verbunden ist, der über den Schalter C zur positiven Klemme geht. Man sieht unmittelbar, daß die Spannung an den Klemmender Sonde S konstant ist und somit im Mikroprozessor MP in endgültiger Weise gespeichert werden kann. Umgekehrt wird die Spannung V an den Klemmen des Wi-

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JAEGER ,-. *. .· ΓΆ/nr ι d ι d-l

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derstands R durch einen Analog-Digitalumsetzer CAN analysiert und gemessen, wobei dieser sie dann auf den Mikroprozessor überträgt. Dieser kann daraus leicht den Strom in der Sonde herleiten, weil dieser Strom I gleich V/R ist. Nach dem Initialisierungsschritt 301 der Figur 3A, der darin besteht, daß die Versoroungsspannung im Zeitpunkt T = O angelegt wird, wird dann der Strom I in der Sonde gemessen, der als Anfangsstrom I genannt wird. Nach diesem Schritt 302 wird wie vorhin der Anfangswiderstand der Sonde über die Beziehung A = U/I berechnet, wobei U konstant und bekannt ist.. Nach den Zeitprüfungsschritten 304 und 305 kann der Strom im Schritt 306 erneut gemessen.und als Wert I₁ gespeichert werden, wobei dies nach einer Zeit T.. geschieht, und dann im Schritt 307 der neue Sondenwiderstand A- berechnet werden.

Der Schritt 308 ist ähnlich dem Schritt 209 der Figur 2A, außer daß anstelle eines Meßwerts U₁ .ein vorgegebener Wert U verwendet wird. Der Rest der Figur 3A entspricht exakt dem, was in Bezug auf Figur 2A beschrieben worden ist. Die Figur 4 zeigt ein Schaltschema, das eine Variante zu demjenigen der Figur 2 bildet, das aber auch auf die anderen Figuren anwendbar ist. Der Hauptunterschied besteht darin, daß man mittels einer Vorauswahlvorrichtung PS einen mit WF bezeichneten vorgegebenen Wert einführt, der eine konstante Energie darstellt, die man auf die Sonde geben möchte. Man sieht allerdings unter Bezugnahme auf Figur 4A, daß die Arbeits-. weise in diesem Fall ziemlich anders ist.

Der Anfangsschritt 401 besteht im Empfang und der Speicherung des von außen eingeführten Wertes WF, wobei gleichzeitig ein mit SW bezeichneter Akkumulator auf null aesetzt wird. Der Schritt 402 besteht im Anlegen der Spannung durch Schließen des Schalters G, wobei gleichzeitig die Zeit initialisiert wird. Nachfolgend wird im Schritt 403 U gemessen, und' als Anfangswert U~ gespeichert. Der Schritt 404 stellt aber nicht den Ablauf des- vorgegebenen Zeitinter-

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valls fest, sondern vielmehr das Vergehen eines Zeitelements. Wie oben wird mittels des Vorgangs 405 eine Zeitmessung aufrechterhalten. Man sieht, natürlich, daß die Zeitmessung deutlich genauer sein muß, dergestalt, daß man ein Zeitelement dT überwachen kann, das deutlich unter dem vorher angetroffenen Wert T. liegt. Jedesmal, wenn ein Zeitelement dT vergangen ist, werden im Schritt 406 die gerade vorliegenden Werte von U und V gemessen, worauf dann ein Wert W = =— . dt berechnet wird, wie dies im Schritt 407 angegeben ist. Dann wird im Schritt 408 dieser Wert W im genannten Akkumulator SW hinzugefügt und dort gespeichert. Wenn der anfanas eingegebene Wert WF noch nicht erreicht ist, läßt der Prüfschritt 409 vor den Zeitschritt zurückkehren, um die Vorgänge fortzusetzen. Wenn umgekehrt die gewünschte Energie erreicht ist, wird im Schritt 410 die Versorgungsspannung unterbrochen. Man mißt dann im Schritt 411 die Spannung U, die den Wert U- ergibt. Nachfolgend gestattet der Schritt 412 die Berechnung der Differenzgröße U- - U .

Danach kann im Schritt 413 in einer Haupttabelle der dem Wert dieser Differenzgröße U- - U entsprechende Flüssigkeitsstand aufgesucht und dieser dann im Schritt 414 angezeigt werden. ■ '

Eine verhältnismäßig einfache Variante besteht darin, im Schritt 415 die Differenzgröße mit einem Bezugswert zu vergleichen und dann je nach dem Vernleichsernebnis einen Warnhinweis auszulösen, wobei diese Variante die überwachung beispielsweise einer Schwelle eines wichtinen Flüssiokeitsstandes, wie es beispielsweise der Ölstand bei einem Fahrzeug sein kann, gestattet.

Obwohl diese nicht dargestellt wurden, ist die Figur 4A für die gleichen Varianten geeignet wie oben, nämlich eine Berichtigung der Differenzgröße als Funktion eines Vergleichs des Anfangswertes U mit verschiedenen Zahlenintervallen und durch Auswnh] einer entsprechenden KorrekturLabelle Ebenso kann man natürlich auch eine Anzeige der Temperatur

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ins Auge fassen, vorausgesetzt, man kennt ausreichend genau die Versorgungsspannung beim Start.

Die gerade beschriebene Variante hat den Vorteil, daß die Versorciungsspannung, die ja in bestimmten Grenzen schwanken kann, nicht konstant zu sein braucht.

Die Ausführungsform der Figur 4 ohne das Element PS oder auch die Ausführungsform der Figur 2 kann noch auf eine andere Weise arbeiten, die durch das Flußdiagramm der Figur 4B gegeben ist.

In diesem Fall besteht der Anfangsschritt 451 im Anlegen der Versorgungsspannung unter gleichzeitiger Initialisierung der Zeit. Danach werden im Schritt 452 die Werte U und V gemessen und als Anfangswerte U und V gespeichert.

Danach kann gleich auf die Schritte 460 und 461 gesprungen werden, die in dem Aufsuchen einer entsprechenden Temperatur und deren Anzeige bestehen.

Die Hauptlinie des Flußdiagramms nimmt an, daß man dagegen mit den Zeitmeßschritten 453 und 454 fortfährt, die die Bestimmung des Ablaufs eines Zeitintervalle T. ausgehend vom Anfangszeitpunkt gestatten.

Anders als was weiter oben geschah, wird nach dem Zeitpunkt T im Schritt 455 die Versorgungsspannung unterbrochen.

Sofort bzw. ein wenia danach besteht der Schritt

456 in einer neuen Messung der elektrischen Größen U und V, die als U. und V₁ gespeichert werden.

Nachfolgend besteht der Schritt 457 in einer Berechnung der hier mit FN bezeichneten Differenzgröße, die durch die folgende Beziehung bestimmt wird:

₂ (U₁ZV - U /V

FN = R ' ^ - °—

V₁ / R

Danach besteht der Schritt 458 in einem Aufsuchen des dem Wert FN entsprechenden Flüssigkeitsstands in der Haupttabel- · Ie, wobei dieser Flüssigkeitsstand im Schritt 459 angezeigt

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wird.

Als Variante oder Ergänzung besteht der Schritt 481 in einem Vergleich dieses Flüssigkeitsstandes mit einem Bezugswert, während Schritt 482 das Auslösen eines Warnhinweises als Funktion des Ergebnisses dieses Vergleichs gestattet. (Die Warneinrichtung ist auf den Komponentenfiguren nicht dargestellt.)

Auch hier ist diese Ausführungsform natürlich für die gleichen Varianten der Korrektur der Differenzgröße als Funktion der bestimmten Anfangswerte geeignet.

Die Figur 5 zeigt noch ein weiteres Schaltschema als eine Ausführungsform der Erfindung. Auch hier kann eine hier mit + E bezeichnete Spannung über einen Schalter C an eine durch einen Widerstand R bekannten Werts und die Sonde S gebildete Reihenanordnung gelegt werden. Man mißt die Spannung U an den Klemmen der Sonde S mittels des mit dem Mikroprozessor MP verbundenen Analog-Digitalumsetzers CAN, wobei der Mikroprozessor einen Schwellenwert einer Vorauswahlvorrichtuna PS emofancen kann., und oleichzeitia wird die Anzeineeinrichtung VS sowie eine Warneinrichtung AL in Tätigkeit gesetzt.

Parallel zum Widerstand R und der Sonde S sind zwei einen Spannungsteiler bildende Widerstände R50 und R51 vorgesehen, wobei einer von ihnen einstellbar ist. Der gemeinsame Punkt der beiden Widerstände gibt damit eine Bezugsspannung U ab, deren Wert direkt an die ggf. vorliegende Schwankung der Versorgungsspannung + E gekoppe'lt ist.

Die Figur 5A zeigt ein Beispiel eines zugehörigen Flußdiagramms. Im Schritt 501 wird durch Schließen des Kontaktes C unter der Steuerung des Mikroprozessors MP die Spannung E angelegt. Sofort'gestattet der Schritt 502 eine Messung und Speicherung der Spannung U , während der Schritt 503 das gleiche mit der Spannung U gestattet, die gleich der Anfangsspannung an den Klemmen der Sonde ist. Im Schritt 504 wird dann in einer sehr kurzen Zeit die Zeit auf null

* r

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rückgesetzt und eine Zeitzählung gestartet. Der Schritt 505 besteht in einer überprüfung, aus der erfahren werden soll, ob die Spannung U gleich der Bezugsspannung U_r wird oder nicht. Solange die Gleichheit nicht eingehalten ist, wird durch Kopplung auf den Prüfschritt 50 5 in Wartestelluno verblieben.

Wenn umgekehrt Gleichheit erreicht ist, wird im Schritt 506 die Zeitzählung angehalten und gleichzeitig der Schalter C geöffnet sowie die gerade vorliegende Zeit t gespeichert.

Im Schritt 507 wird in einer Haupttabelle der dem Zahlenwert der Zeit t entsprechende Flüssigkeitsstandszahlenwert aufgesucht. Der Schritt 508 besteht danach in einer Anzeige des Flüssigkeitsstands und schließlich überwacht der Prüfschritt 509, ob 10 Sekunden der Anzeige verstrichen sind, was ein Aufrechterhalten der Anzeige über 10 Sekunden und, falls nötig, ein nachfolgendes Zurückkehren auf den Schritt 501 für eine Aufnahme einer neuen Messung ge-• stattet, wobei diese hier ziemlich wenig vom Wert der Versorgungsspannung abhängig ist.

Als Ergänzung kann ein Prüfschritt 510 vorgesehen sein, der feststellt, ob die Zeit t, die verstreicht, bis U=U geworden ist, größer als der durch die Vorrichtung PS eingeführte Schwellenwert ist. Wenn nicht, wird eine Dauer-Warnanzeige 512 in Tätigkeit gesetzt, die beispielsweise andauert, bis sie durch den Benutzer auf null zurückgesetzt wird. Im umgekehrten Fall wird im Schritt 511 entschieden, die Warnanzeige nicht zu bewirken und das Flußdiagramm im Schritt 501 wieder aufzunehmen.

In der vorstehenden Beschreibung wurden zahlreiche . Ausführungsformen der Erfindung mit ihren verschiedenen Varianten, die in allgemeiner Weise zur Gesamtheit der verschiedenen Ausführungsformen passen, angegeben.

Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen. Insbesondere

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braucht die Sonde nicht notwendigerweise durch einen geradlinigen Faden gebildet zu sein, der Faden kann zickzackförmig oder aufgerollt zu einer vertikalen Wendel angebracht oder auch noch zwischen zwei Punkten auf gleicher Höhe aufgehängt sein'(Parabol- bzw. Kettenlinienform). Eine solche Anordnung gestattet insbesondere ein Einrichten des Ansprechens der Sonde als Funktion des Flüssigkeitsstands, um so beispielsweise die Form des Behälters zu berücksichtigen.

KI/eh

Leerseite

Claims

Vorrichtung zur digitalen Flüssigkeitsstandsfeststellung mittels eines Hitzdrahtes

PATENTANSPRUCIU·:

1 //Vorrichtung zur Feststellung eines Flüssigkeitsstandes mit einer wenigstens teilweise in die Flüssigkeit eintauchenden Widerstandsdraht-Sonde, einer Versorgungseinrichtung zur Aufgabe von elektrischer Energie auf die. Sonde, einer auf wenigstens eine der Größen elektrische
Spannung oder elektrischer Strom an der bzw. durch.die
Sonde ansprechenden Einrichtung, und einer Einrichtung
zur überwachung der Entwicklung dieser Größe ausgehend von ihren Anfanguwert zu Beginn der Aufgabe der elektrischen

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Energie, um daraus eine Information hinsichtlich des Flüssigkeitsstandes abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (MP ) zum Aufzeichnen wenigstens einer Entsprechungstabelle zwischen möglichen Zahlenwerten einer die Entwicklung dieser Größe wiedergebenden Differenzgröße und zugehörigen Flüssigkeitsstandszahlenwerten aufweist, und daß die Überwachungseinrichtung die Differenzgröße digital (CAN) mißt, um den entsprechenden Flüssigkeitsstand aufgrund der Tabelle (107, 210, 309, 413, 458, 507) anzuzeigen (VS).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einrichtung (MP) zur Speicherung eines Satzes von Hilfs-Entsprechungstabellen, die zahlenmäßige Korrekturen der Differenzgröße als Funktion des Grobwertos derselben bestimmen, eine Einrichtung (112, 222, 322) zur Auswahl einer dieser Hilfstabeilen als Funktion des Anfangswertes der elektrischen Größe und zur Aufgabe (113, 223, 323) der zagehörigen Korrektur aus der so ausgewählten Tabelle auf die grobe Differenzgröße aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einrichtung (MP) zur Speicherung einer dritten Entsprechungstabelle zwischen dem Anfangswert: der elektrischen Größe und entsprechenden Tempcratur-Zalilenwerten ;;owio eine Einrichtung, welche die dem angetroffenen Anfangswert entsprechende Temperatur anzeigen kann (114, 115; 224, 225; 324, 325; 460, 461), aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Versorgungseinrichtung oino Konstant;tromquelle (SCC, Fig. 1) ist, und daß die festgestellte elektrische Größe die Spannung (U) an

J^r> den KieiiiMvn dor Sonde' (S) ist.

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JAEGER .··..'·. -.: .**. .··..·'. PH/HP 1515-DE
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Versorgungseinrichtung eine Gleichspannungsquelle (Fig. 2) ist, daß die Sonde (S) in Reihe mit einem Widerstand (R) liegt, und daß die Spannungen (U und V) an den Klemmen der Sonde (S) und des Widerstandes (R) festgestellt werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennze i c h η ο t , daß die Versorgungseinrichtung eine Schaltung (Q, R30, D31, D32) zur Versorgung der Sonde mit einer konstanten Spannung unter Feststellung (V) einer Größe, die auf den durch die Sonde gehenden Strom bezogen ist, ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zur überwachung der Entwicklung der Spannung pnd des Stromes in der Sonde vorgesehen ist, um auf diese eine bestimmte Gesamtenergie zu geben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Differenzgröße gleich der Differenz (U₁ -U) zwischen den Werten der Spannung am Anfang im Nullzeitpunkt der Versorgung und am Ende einer vorgegebenen Zeit (T₁) ist. '
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung im wesentlichen konstant ist, wobei der Widerstand (A) der Sonde durch A = R.U/V gegeben ist und wobei die Werte von U und V im Anfangszeitpunkt der Versorgung und am Ende einer vorgegebenen Zeit T₁ gemessen werden, während die Differenzgrösse die Form

- A_o)

BADORIGfNAL-

— 4 —

hat, wobei die Indizes null und eins einen Wert im Zeitpunkt Null bzw. im Zeitounkt T. bezeichnen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Differenzgröße die Form

, U₁/V₁ - U /V ² 112o

_FN = R

/ R

hat, wobei R ein mit der Sonde in Reihe liegender Widerstand ist, Ü und V die Spannungen an den Klemmen der Sonde und des Widerstandes R darstellen, der Index null den Anfangszeitpunkt der Versorgung und der Index eins
einen vorgegebenen späteren Zeitpunkt am Ende der Versorgung bezeichnet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche -1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Differenz-• größe die Zeit ist, die die überwachte Größe benötigt, um einen Bezugswert zu erreichen.

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