DE3503833C2 - Anordnung zur Feststellung des Vorhandenseins von polaren und nichtpolaren Fluids - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Die Verschmutzung des Grundwassers durch verschiedene Verunreinigungen wird zu einem immer größeren Problem. Eine derartige Verschmutzung des Grundwassers tritt auf, wenn Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Benzin, unkontrolliert aus im Boden vergrabenen Lagertanks austreten. Bei derartigen Tanks bleiben Lecks oft unbemerkt, so daß Tausende Liter Benzin das Grundwasser verschmutzen können. Die genannte Art von Lagertanks wird größtenteils bei Tankstellen verwendet, so daß die Möglichkeit einer unübersehbaren Verschmutzung des Grundwassers besteht.

Bei der genannten Art von Lagertanks für Benzin besteht nicht nur die unkontrollierte Möglichkeit der Verschmutzung des umgebenden Grundwassers. Auch das für einen derartigen Benzinlagertank verantwortliche Unternehmen muß die Reinigungskosten übernehmen. Diese Kosten können ggf. in Millionenhöhe liegen. Eine große Anzahl von Benzinlagertanks der genannten Art wurde in einer zurückliegenden Hochzeit des Baus von Tankstellen installiert. Diese Tanks beginnen nun zu korrodieren und lecken, wodurch die Umweltverschmutzung dramatisch zunimmt.

Ein Problem bei vielen Anordnungen zur Feststellung des Vorhandenseins von Kohlenwasserstoffen besteht darin, daß sie lediglich das Vorhandensein eines nichtpolaren Fluids feststellen. Da Luft im wesentlichen ein nichtpolares (nichtleitendes) Fluid ist, was auch für Kohlenwasserstoffe zutrifft, lösen solche Anordnungen einen Alarm aus, wenn entweder Luft oder ein Kohlenwasserstoff vorhanden ist.

Eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist aus der US 41 16 045 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung wird zur Feststellung des Vorhandenseins von polaren und nichtpolaren Fluids die thermische Leitfähigkeit eines Überwachungselements ausgenutzt, das eine Oberfläche hat, die mit dem zu überwachenden Fluid, z. B. Öl, sonst aber Wasser, in Berührung bringbar ist. Das Überwachungselement hat eine Widerstandscharakteristik, die sich als Funktion der Temperatur ändert, und wenn es erwärmt wird, ändert sich seine Temperatur in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Öl oder Wasser aufgrund der Unterschiede in der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit von Öl und Wasser. Zu diesem Zweck wird einfach der Strom gemessen, der benötigt wird, um einen Glühfaden auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß vergleichsweise ein enormer Strom in Wasser benötigt wird, weniger Strom in Öl und ziemlich wenig Strom in Luft, was eine extrem einfache Detektorschaltung ergibt. Allerdings wird dabei die Temperatur durch Sicherheitsüberlegungen begrenzt, denn sie darf nicht hoch genug sein, um Öl zu zünden. Die bekannte Anordnung ist nämlich vorgesehen, den Austritt von Öl aus Öltanks zu erkennen. Um feststellen zu können, ob ein polares Fluid oder ein nichtpolares Fluid vorhanden ist und ob sich die Sensoreinrichtung in einer flüssigen oder trockenen Umgebung befindet, wird bei der bekannten Anordnung durch Interpretation von ein und demselben Analogausgangssignal versucht, die drei genannten Statusmöglichkeiten festzustellen. Zu diesem Zweck wird eine Brückenschaltung verwendet, deren Widerstand sich unterschiedlich ändert, so daß eine Verschiebung in der Ausgangsspannung an einer Ausgangsleitung relativ zu der Spannung an einer anderen Ausgangsleitung eine Anzeige für das Vorhandensein von Öl auf dem Glühfaden verursacht. Außerdem wird das von der Brückenschaltung gelieferte Analogsignal interpretiert, um auf eine Differenz zwischen flüssiger und trockener Umgebung zu schließen.

Es ist klar, daß diese bekannte Anordnung, die zum Erkennen des Austritts von Öl aus Öltanks vorgesehen ist, nicht ohne weiteres bei Tankstellen einsetzbar ist, um den Austritt von Benzin oder ähnlichen leicht entzündlichen Kohlenwasserstoffen zu erkennen, weil in diesem Fall die Entzündungsgefahr wesentlich größer ist. Daher müßte in diesem Fall die Temperatur, auf die der Glühfaden erhitzt wird, beträchtlich verringert werden. Bei der bekannten Anordnung werden aber keine unzweideutigen Meßwerte erzielt, wenn der Glühfaden nicht heiß genug wird. Aus diesen Gründen kann die bekannte Anordnung dort nicht eingesetzt werden, wo Sicherheitsüberlegungen die Verwendung eines erhitzten Überwachungselements verbieten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß das Vorhandensein von polaren und nichtpolaren Fluids und auch das Vorhandensein oder Fehlen einer Flüssigkeit feststellbar ist, ohne daß der Überwachungsvorgang ein Sicherheitsrisiko mit sich bringt, wenn leicht entzündliche Kohlenwasserstoffe im Spiel sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird nicht von der Temperaturabhängigkeit der Widerstandscharakteristik eines Überwachungselements Gebrauch gemacht, sondern es wird die Wechselstromleitfähigkeit benutzt, um zwischen polaren oder leitfähigen Flüssigkeiten (wie Wasser) und nichtpolaren oder nichtleitfähigen Flüssigkeiten (wie Kohlenwasserstoffen) zu unterscheiden. Dafür wird bei der Anordnung nach der Erfindung mit zwei Signalgebern gearbeitet, um auf einfache Weise nicht nur das Vorhandensein eines polaren Fluids und eines nichtpolaren Fluids auf sichere Weise festzustellen, sondern zusätzlich auch, ob sich die Sensoreinrichtung in eienr flüssigen oder trockenen Umgebung befindet (erfindungsgemäß angezeigt durch das Umgebungslogiksignal).

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

In den weiteren Ausgestaltungen der Erfindung besitzt die erfindungsgemäße Anordnung eine Sondenanordnung, welche in einem Schacht angeordnet ist, der im Bereich eines unterirdischen Benzinlagertanks gebohrt worden ist. Eine Steuerschaltungsanordnung befindet sich an einem von dem Schacht verschiedenen Ort, beispielsweise im Buro einer Tankstelle. Die Steuerschaltungsanordnung enthält visuelle Anzeigeelemente zur Anzeige des Zustands des Schachts sowie einen Alarmgeber für einen Tonalarm, wodurch die Tankstellenbediensteten auf die Feststellung von Kohlenwasserstoffen in dem Schacht aufmerksam werden. Die Sondenanodnung enthält einen Schwimmer sowie eine Sensoreinrichtung zur Feststellung der polaren Eigenschaften des Fluids in dem Schacht. Die Sondenanordnung ist in dem Schacht angeordnet, wobei mehrere derartige Sondenanordnungen an eine Steuerschaltungsanordnung angeschlossen werden könne. Daher können im Bereich eines unterirdischen Benzinlagertanks mehrere Schächte gebohrt und durch eine einzige Steuerschaltungsanordnung überwacht werden. Die Sondenanordnungen in den Schächten enthalten jeweils visuelle Anzeigeelemente zur Anzeige des Zustandes des entsprechenden Schachtes sowie einen Druckknopfschalter zur Betätigung der Anzeigeelemente. Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt daher in dieser Ausgestaltung den Vorteil, daß die Sondenanodnung an einer von einer zentralen Steuereinheit entfernten Stelle angeordnet werden kann und daß als Funktion eines Signals von der Sondenanordnung optische und akustische Alarmanzeigen abgegeben werden können.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß mehrere Sondenanordnungen an eine einzige zentrale Steuereinheit angekoppelt werden können, so daß der Zustand an unterschiedlichen Stellen angezeigt werden kann.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Sensoren vertikal beabstandet voneinander an einem Schwimmer montiert, so daß diese beiden Sensoren ein nichtpolares Fluid feststellen müssen, bevor ein Alarmgeber wirksam wird.

Die Anordnung nach der Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform, die das Grundprinzip zeigt, nach dem die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 3 eine schemmatische Darstellung einer Anlage, in der die erfindungsgemäße Anordnung verwendbar ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besitzt ein Fluiddetektor 10′ eine Steueranordnung 12′ sowie eine Sondenelektronikanordnung 14′. Die Sondenelektronikanordnung 14′ kann an einer anderen Stelle als die Steueranordnung 12′ angeordnet und in im folgenden noch zu beschreibender Weise an diese angekoppelt werden.

Die Steueranordnung 12′ enthält einen Transformator 16 mit einer Primärwicklung 18 und einer Sekundärwicklung 20. Die Primärwicklung 18 ist an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Eine Seite der Sekundärwicklung 20 liegt an Erde, wogegen die andere Seite der Sekundärwicklung 20 an die Anode einer Diode 22 angeschlossen ist. Die Kathode der Diode 22 liegt an einem Anschluß eines Widerstandes 24 sowie am positiven Anschluß eines Elektrolytkondensators 26. Der negative Anschluß des Elektrolytkondensators 26 liegt an Erde. Der andere Anschluß des Widerstandes 24 ist mit der Kathode einer Z- Diode 28, einem Anschluß eines Widerstandes 30, einem Anschluß eines Widerstandes 32 sowie mit dem Emitter eines Transistors 34 verbunden.

Die Anode der Z-Diode 28 liegt an Erde. Der andere Anschluß des Widerstandes 30 ist mit einem Gleichspannungsanschluß 36 gekoppelt. Der andere Anschluß des Widerstandes 32 ist mit der Basis des Transisitors 34 sowie mit einem Anschluß eines Widerstandes 38 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 38 ist mit einem Anschluß 5 (Ausgang) eines Optokopplers 40 verbunden. Anschlüsse 2 und 4 des Optokopplers 40 liegen an Erde. Ein Anschluß 1 (Eingang) des Optokopplers 40 ist mit einem Anschluß eines Widerstandes 42 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 42 ist mit einem Sondenzustandseingang 44 gekoppelt. Der Kollektor des Transistors 34 ist mit der Kathode einer Diode 46 sowie mit einem Anschluß einer Wicklung 48 eines Relais 50 verbunden. Der andere Anschluß der Wicklung 48 liegt ebenso wie die Anode der Diode 46 an Erde. Ein Kontakt 52 des Relais 50 dient zur Ein- und Ausschaltung einer (nicht dargestellten) Ölsumpfpumpe gemäß der Erregung des Relais 50.

Die Sondenelektronikanordnung 14′ besitzt einen an die Anode einer Diode 56 angeschlossenen Gleichspannungseingang 54. Die Kathode der Diode 56 ist an einen Anschluß 14 eines integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60, an einen Anschluß eines Widerstandes 62, an einen Anschluß eines Widerstandes 64, an einen Anschluß eines Widerstandes 66 sowie den Emitter eines Transistors 68 angeschlossen. Der andere Anschluß des Widerstandes 62 ist an einen Anschluß 12 (Ausgang) eines integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58, den Eingang eines Inverters 70 sowie einen Eingang 71 eines NAND-Gatters 72 angeschlossen. Der andere Anschluß des Widerstandes 64 ist an den Anschluß 12 (Ausgang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60, den Eingang eines Inverters 74 sowie den Eingang 73 eines NAND-Gatters 72 angeschlossen. Der andere Anschluß des Widerstandes 66 ist an die Basis eines Transistors 68 sowie an einen Anschluß eines Widerstandes 76 angeschlossen. Der andere Anschluß dieses Widerstandes 76 ist an den Ausgang eiens Inverters 78 angeschlossen.

Der Ausgang des Inverters 70 ist an einen Ausgang 79 eines NAND-Gatters 80 angeschlossen, wogegen der Ausgang des Inverters 74 an einen Eingang 81 eines NAND-Gatters 80 angeschlossen ist. Ein Ausgang 83 des NAND-Gatters 80 ist an den Eingang eines Inverters 82 angeschlossen. Der Ausgang des Inverters 82 ist an einen Ausgang 85 eines NOR-Gatters 84 angeschlossen. Ein Ausgang 75 des NAND-Gatters 72 ist an den Eingang eines Inverters 86 angeschlossen, dessen Ausgang an einen Ausgang 89 eines NOR-Gatters 88 angeschlossen ist. Ein Ausgang 91 des NOR-Gatters 88 ist an den Eingang des Inverters 78 sowie an einen Eingang 87 des NOR-Gatters 84 angeschlossen. Ein Ausgang 93 des NOR-Gatters 84 ist an einen Eingang 95 eines NOR-Gatters 88 angeschlossen. Ersichtlich sind die NOR-Gatter 84 und 88 nach Art eines S-R-Flip-Flops zusammengeschaltet.

Der Kollektor des Transistors 68 ist an die Anode einer Diode 90 angeschlossen, deren Kathode an einen Sondenzustandsausgang 92 angeschlossen ist. Ein Anschluß 9 (Filterkapazitätsanschluß) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 ist an den positiven Anschluß eines Tantalkondensators 94 angeschlossen, dessen negativer Anschluß an einen Ansöchluß 11 (Erde) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 sowie an Erde angeschlossen ist. Ein Anschluß 10 (Eingang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 ist an einen Anschluß eines Kondensators 96 sowie an einen Sondeneingang 98 angeschlossen. Der andere Anschluß des Kondensators 96 ist an einen Anschluß eines Widerstandes 100 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an einen Anschluß 5 (Oszillatorausgang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 angeschlossene ist. Der Anschluß 7 (Oszillatorkondensatoranschluß) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 ist an einen Anschluß eines Kondensators 102 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an einen Anschluß 1 (Oszillatorkondensatoranschluß) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 angeschlossen ist.

Ein Anschluß 9 (Filterkondensatoranschluß) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 ist an den positiven Anschluß eines Tantalkondensators 104 angeschlossen, dessen negativer Anschluß an einen Anschluß 11 (Erde) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 sowie an Erde angeschlossen ist. Ein Anschluß 10 (Eingang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 ist an einen Anschluß eines Kondensators 106 sowie an einen Sondeneingang 108 angeschlossen. Der andere Anschluß des Kondensators 106 ist an einen Anschluß eines Widerstandes 110 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an einen Anschluß 5 (Oszillatorausgang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 angeschlossen ist. Ein Anschluß 7 (Oszillatorkondensatoranschluß) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 ist an einen Anschluß eines Kondensators 112 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an den Anschluß 1 (Oszillatorkondensatoranschluß) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 angeschlossen ist.

Ein gemeinsamer Sondenaschluß 114 liegt an Erde. Ein Anschluß 116 ist an den Erdeingangsanschluß 37 der Sondenelektronikanordnung 14′ angeschlossen. Der vorstehend beschriebene Fluiddetektor 10′ dient zur Steuerung einer Ölsumpfpumpe (nicht dargestellt) in der nachfolgend beschriebenen Weise. Der Transformator 18 transponiert die Wechselspannung auf einen geeigneten Pegel, welcher durch die Diode 22 zu einer Gleichspannung gleichgerichtet wird. Der Kondensator 26 filtert die gleichgerichtete Gleichspannung, während die Z-Diode 28 die gefilterte Gleichspannung regelt, wodurch zwischen dem positiven Gleichspannungsanschluß 36 und dem Erdanschluß 37 über den strombegrenzenden Widerstand 30 eine geregelte Gleichspannung erzeugt wird. Die Anschlüsse 36 und 37 sind an die Sondenelektronikanordnung 14′ angekoppelt. Die Steueranordnung 12′ liefert somit eine geregelte Gleichspannung für die Sondenelektronikanordnung 14′. Diese geregelte Gleichspannung besitzt beispielsweise einen Wert von +15 V.

Die Sondenelektronikanordnung 14′ ist entfernt von der Steueranordnung 12′ in der Kappe eines Schachtes angeordnet, wie dies im folgenden noch genauer erläutert wird. Die Sondenelektronikanordnung 14′ ist über Drahtleitungen mit der Steueranodnung 12′ verbunden. Der Gleichspannungseingang 54 der Sondenelektronikanordnung 14′ ist an den Gleichspannungsausgang 36 der Steueranordnung 12′ angekoppelt. Ein Erdeingangsanschluß 116 der Sondenelektronikanordnung 14′ ist an den Erdanschluß 37 der Steueranordnung 12′ angekoppelt. Der Sondenzustandsausgang 92 der Sondenelektronikanordnung 14′ ist an den Sondenzustandseingang 44 der Steueranordnung 12′ angekoppelt.

An die Sondenelektronikanordnung 14′ sind zwei Sätze von Sonden angekoppelt. Diese Sonden sind in einem Schacht 118 angeordnet. Die Sondenelektronikanordnung 14′ ist in einer (nicht dargestellten) Schachtkappe angeordnet. Jeder Sondensatz besitzt eine (erste) an den Anschluß 10 (Eingang) des entsprechenden integrierten Detektorschaltkreises angekoppelte Sonde sowie eine an den Anschluß 11 (Erde) des entsprechenden integrierten Detektorschaltkreises angekoppelte (zweite) Sonde. Die zweiten Sonden liegen auch an Erde. Die Sondensätze werden im Ausführungsbeispiel durch eine Sondenschwimmeinrichtung 120 in dem Schacht 118 gehalten. Die Sondenschwimmeinrichtung 120 besitzt einen Schwimmer 122 mit einem nach unten gerichteten leitenden Element 124 (zweite Sonde). Das Element 124 besitzt ein oberes isolierendes Teil 126 in seiner Seitenwand zur Halterung einer radial verlaufenden oberen Sonde 128 (erste Sonde eines Sondensatzes) sowie ein unteres isolierendes Teil 130 in seiner Seitenwand zur Halterung einer radial verlaufenden unteren Sonde 132 (erste Sonde des anderen Sondensatzes) in vertikalem Zustand unterhalb der oberen Sonde 128. Die obere Sonde 128 ist über den Sondeneingang 98 an den Anschluß 10 (Eingang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 angeschlossen, wogegen das Gehäuse des leitenden Elementes 124 an den gemeinsamen Sondenanschluß 114 angekoppelt ist. Die obere Sonde 128 sowie das Element 124 bilden damit den Sondensatz für den integrierten Fluiddetektorschaltkreis 58. Die untere Sonde 132 ist an den Sondeneingang 108 des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 angeschlossen. Die untere Sonde 132 sowie das Element 124 bilden daher den Sondensatz für den integrierten Fluiddetektorschaltkreis 60.

Im Normalzustand, in dem die obere und die untere Sonde 128, 132 beide von Wasser umgeben sind, sind leitende Pfade durch das Wasser zwischen der oberen Sonde 128 und dem Element 124 sowie zwischen der unteren Sonde 132 und dem Element 124 vorhanden. Die Ausgangssignale an den Anschlüssen 12 (Ausgang) der integrierten Fluiddetektorschaltkreise 58, 60 liegen daher auf hohem Pegel bzw. dem logischen Pegel "1". Auf dem Wasser schwimmendes Öl oder Benzin verdrängt Wasser um die die Sonden 128 und 132 haltende Schwimmereinrichtung 120. Die obere Sonde 128 ist zuerst von Öl umgeben, wodurch der leitende Pfad zwischen dieser oberen Sonde 128 und dem Element 124 unterbrochen wird. In diesem Zustand nimmt das Ausgangssignal am Anschluß 12 (Ausgang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 einen tiefen Pegel bzw. eine logische "0" an. Wenn sich der Ölfilm auf dem Wasser aufbaut, so wird die untere Sonde 132 von Öl umgeben, so daß der leitende Pfad zwischen dieser unteren Sonde 132 und dem Element 124 unterbrochen wird. Das Ausgangssignal am Anschluß 12 (Ausgang) des integrierten Detektorschaltkreises 60 nimmt dann einen tiefen Pegel bzw. eine logisiche "0" an. Dabei wird dann das durch die NOR-Gatter 84, 88 gebildete Flip-Flop (bzw. Puffer) gesetzt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops (Ausgang 91 des NOR-Gatters 88) steuert nach Invertierung durch den Inverter 78 den Transistor 68 in den leitenden Zustand, wodurch an dessen Kollektor eine positive Gleichspannung erzeugt wird. Diese positive Gleichspannung wird über die Diode 90 und den Sondenzustands-Ausgangsanschluß 92 der Sondenelektronikanordnung 14′ auf den Sondenzustands-Eingangsanschluß 44 gekoppelt. Dieser Sondenzustands-Eingangsanschluß 44 ist seinerseits über den Optokoppler 40 an die Basis des Transistors 34 angeschlossen und schaltet diesen in den leitenden Zustand. Der Transistor 34 erregt dann die Wicklung 48 des Relais 50 durch Einspeisen einer positiven Gleichspannung in diese Wicklung 48. Die Kontakte 52 des Relais 50 schließen und aktivieren damit eine Steuerschaltung, welche eine (nicht dargestellte) Ölsumpfpumpe erregt, um das Abpumpen des Öls aus dem Schacht zu beginnen.

Mit abnehmendem Ölfilm gelangt die untere Sonde 132 erneut mit Wasser in Kontakt, so daß das Ausgangssignal am Anschluß 12 (Ausgang) des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 60 einen hohen Pegel bzw. eine logisiche "1" annimmt. Durch diese Pegeländerung wird jedoch das durch die NOR-Gatter 84, 88 gebildete Flip-Flop (bzw. Puffer) nicht rückgesetzt. Nimmt der Ölfilm weiter ab, so gelangt die obere Sonde 128 wieder mit Wasser in Kontakt. Das Ausgangssignal am Anschluß 12 des integrierten Fluiddetektorschaltkreises 58 nimmt dann einen hohen Pegel bzw. eine logische "1" an. Damit wird das durch die Gatter 84, 88 gebildete Flip-Flop rückgesetzt, wodurch wiederum der Transistor 68 gesperrt wird. Bei gesperrtem Transistor 68 wird auch der Transistor 84 gesperrt, wodurch die Wicklung 48 des Relais 50 enterregt wird. Die Kontakte 52 öffnen, wodurch die (nicht dargestellte) Ölsumpfpumpe abgeschaltet wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung ist so ausgelegt, daß die Steueranordnung 12′ auf einer Leiterplatte mit auf dieser Platte befindlichem Spannungsregler (Z-Diode 28) hergestellt werden kann. Die Verwendung von integrierten Schaltungen mit auf der Leiterplatte befindlichen Spannungsreglern ermöglicht die Verwendung ungeregelter Speisespannungen. Dies bedeutet, daß der Widerstand eines Gerätekabels (bis zu 40 Ohm pro Leitung) die Funktion nicht beeinflußt. Die dargestellte Sondenelektronik 14′ arbeitet mit Gleichspannungen zwischen 8 und 15 V.

Um den Spannungsabfall an Gerätekabeln, welche die Steueranordnung 12′ mit der Sondenelektronikanordnung 14′ koppeln, minimal zu halten, wird der integrierte Optokoppler 40 verwendet, um den Treiberstrom für das Relais 50 an Stelle eines Wertes von 100 mA auf einem Wert von etwa 10 mA zu halten. Die Verwendung von intgrierten Schaltkreisen in Verbindung mit auf der Leiterplatte vorgesehenen Spannungsreglern ermöglicht auch die Verwendung von strombegrenzenden Drahtwickelwiderständen als Schutzkomponenten zur Eigensicherheit. Der strombegrenzende Widerstand 42 für die lichtemittierende Diode im Optokoppler dient auch als strombegrenzende Schutzkomponente für die integrierten Schaltkreise.

Die Z-Diode 28 für 15 V begrenzt die Spannung für die integrierten Schaltkreise auf eine maximale Gleichspannung von 15 V (die Betriebsspannung für integrierte Schaltkreise in CMOS-Technik liegt im Bereich von 3-15 V). Die Drahtwickelwiderstände 30 und 24 wirken ebenfalls als strombegrenzende Schutzelemente für die integrierten Schaltungen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform arbeitet die Sonde nur für Flüssigkeiten richtig. Luft ist im System ein nichtpolares (nichtleitendes) Medium. Befinden sich die Sonden in Luft, so gibt das System eine Alarmwarnung ab, als ob es sich in einer nichtpolaren Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, befände. Der im folgenden anhand von Fig. 2 zu beschreibende Flüssigkeitsdetektor kann auch in Fällen verwendet werden, in denen die Sonden Luft ausgesetzt sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schwimmereinrichtung 120 zwischen der inneren und äußeren Wand eines zweiwandigen Lagertanks verwendet werden kann.

Ein in Fig. 2 dargestellter Fluiddetektor 200 besitzt eine Steueranzeigeeinrichtung 202, eine Steuerschaltungsanordnung 204, eine Sondenanordnung 206 sowie eine Sensoreinrichtung 208. Die Steueranzeigeeinrichtung 202 besitzt einen Erdanschluß 210 sowie lichtemittierende Dioden 212, 214, 216 und 218. Die Kathoden der lichtemittierenden Dioden 212, 216 und 218 sind an den Erdanschluß 210 angeschlossen. Die Kathode der lichtemittierenden Diode 214 ist an einem Alarmanschluß 234 angeschlossen. Die Anode der lichtemittierenden Diode 212 ist an einen Versorgungsspannungszustands-Eingangsanschluß 220, die Anode der lichtemittierenden Diode 214 an einen Ölzustands-Eingangsanschluß 222, die Anode der lichtemittierenden Diode 216 an einen Wasserstands-Eingangsanschluß 224 und die Anode der lichtemittierenden Diode 218 an einen Luftzustands-Eingangsanschluß 226 angekoppelt. Die lichtemittierende Diode 212 ist eine rotleuchtende Diode und leuchtet, wenn der Fluiddetektor 200 Versorgungsspannung erhält. Die lichtemittierende Diode 214 ist eine rotleuchtende Diode und leuchtet, wenn der Fluiddetektor 200 das Vorhandensein einer nichtpolaren Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, feststellt. Die lichtemittierende Diode 216 ist eine gelbleuchtende Diode und leuchtet, wenn der Fluiddetektor 200 das Vorhandensein einer polaren Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, feststellt. Die lichtemittierende Diode 218 ist grünleuchtend und leuchtet, wenn der Fluiddetektor 200 das Fehlen einer Flüssigkeit feststellt.

Die Steueranzeigeeinrichtung 202 enthält weiterhin einen Tonalarmgeber 228. Der positive Anschluß dieses Alarmgebers 228 ist an einen Anschluß 4 eines Tonalarmschalters 230 angeschlossen. Ein Anschluß 3 des Tonalarmschalters 230 ist an einen Alarmeingangsanschluß 232 angeschlossen. Der Tonalarmschalter 230 kann beispielsweise ein Druckknopfschalter sein. Ein negativerr Anschluß des Tonalarmschalters 230 ist mit einem Alarmeingangsanschluß 234 gekoppelt. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Tonalarmgeber 228 durch jede geeignete Alarmgebereinrichtung und der Tonalarmschalter 230 durch jeden geeigneten Ein/Aus-Schalter gebildet werden kann.

Die Steuerschaltungsanordnung 204 enthält einen Transformator 236 mit einer Primärwicklung 238 und einer Sekundärwicklung 240. Eine Seite der Primärwicklung 238 ist über eine Sicherung 242 mit einer Seite einer nicht dargestellten Wechselspannungsquelle verbunden. Die Sicherung 242 kann beispielsweise eine langsame Schmelzsicherung für 1/16 A sein. Die andere Seite der Primärwicklung 238 ist mit der anderen Seite der Wechselspannungsquelle verbunden. Parallel zur Primärwicklung liegt ein Varistor 244, welcher in an sich bekannter Weise zur Spitzenunterdrückung dient.

Eine Seite der Sekundärwicklung 240 ist mit der Kathode einer Diode 246 und der Anode einer Diode 248 verbunden. Die andere Seite der Sekundärwicklung 240 ist mit der Kathode einer Diode 250 und der Anode einer Diode 252 gekoppelt. Die Anoden der Dioden 246 und 250 liegen an Erde, wogegen die Kathoden der Dioden 248 und 252 mit dem positiven Anschluß eines Elektrolytkondensators 254 und einem Anschluß eines Widerstandes 256 gekoppelt sind. Die Dioden 246, 248, 250, 252 bilden in an sich bekannter Weise einen Vollweg-Brückengleichrichter. Der andere Anschluß des Elektrolytkondensators 254 liegt an Erde. Dieser Kondensator 254 wirkt als Filter für das Ausgangssignal des Vollweg-Brückengleichrichters.

Der andere Anschluß des Widerstandes 256 ist mit der Kathode einer Z-Diode 260 verbunden. Die Anode dieser Z- Diode 216 liegt an Erde. Die Z-Diode 260 regelt die ihr über den Widerstand 256 vom Vollweg-Brückengleichrichter zugeführte Gleichspannung, so daß für die Steuerschaltungsanordnung 204, die Steueranzeigeeinrichtung 202 und die Sondenelektronik 206 eine positive Gleichspannung erzeugt wird.

Die Kathode der Z-Diode 260 ist mit einem Anschluß eines Widerstandes 262 verbunden, dessen anderer Anschluß an einen Spannungsausgangsanschluß 264 angeschlossen ist. Dieser Spannungsausgangsanschluß 264 ist in konventioneller Weise, beispielsweise über eine Drahtverbindung, mit dem Spannungszustand-Eingangsanschluß der Steueranzeigeeinrichtung 202 verbunden.

Die Kathode der Z-Diode 260 ist weiter mit dem Emitter eines Transistors 266 verbunden, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel ein PNP-Transistor ist. Der Kollektor des PNP-Transistors 266 ist an einen Anschluß eines Widerstandes 268 angeschlossen. Der andere Anschluß dieses Widerstandes 268 ist an einen Ölzustands- Ausgangsanschluß 270 angeschlossen. Dieser Ölzustands-Ausgangsanschluß 270 ist in konventioneller Weise, beispielsweise über eine Drahtverbindung, mit dem Ölzustands-Eingangsanschluß der Steueranzeigeeinrichtung 202 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 266 ist weiterhin mit einem Alarmausgangsanschluß 272 verbunden, der seinerseits in konventioneller Weise mit dem Alarmeingangsanschluß 232 der Steueranzeigeeinrichtung 202 verbunden ist. Weiterhin ist der Kollektor des Transistors 266 mit einem Anschluß eines Potentiometers 274, einem Schieber 256 dieses Potentiometers 274, mit Anschlüssen 4 und 8 eines integrierten Schaltkreises 278, der Kathode einer Diode 280, einem Anschluß einer Wicklung 282 eines Relais 284 und mit einem "Ein"- Anschluß 281 eines Schiebeschalters 286 verbunden.

Der andere Anschluß der Wicklung 282 ist mit der Anode der Diode 280 und einem Anschluß 3 (Ausgang) eines integrierten Zeitgeber-Schaltkreises 278 verbunden. Die Wicklung 282 ist weiterhin mit einem Alarmausgangsanschluß 288 verbunden. Dieser Alarmausgangsanschluß 288 ist in konventioneller Weise mit dem Alarmeingangsanschluß 234 der Steueranzeigeeinrichtung 202 verbunden.

Ein Anschluß 1 (Erde) des integrierten Schaltkreises 278 ist mit Erde und einem Anschluß eines Kondensators 290 verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators 290 ist mit Anschlüssen 2 (Trigger-Anschluß) und 6 (Schwellwert-Anschluß) des integrierten Schaltkreises 278 sowie mit dem anderen Anschluß des Potentiometers 274 verbunden.

Die Kathode der Z-Diode 260 ist weiter mit einem Anschluß eines Widerstandes 292 verbunden. Der andere Anschluß dieses Widerstandes 292 ist mit der Basis des Transistors 266, einem Anschluß eines Widerstandes 294 und einem Anschluß eines Widerstandes 296 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 294 ist mit einem Anschluß 5 (Ausgang) eines integrierten Optokoppler-Schaltkreises 298 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 296 ist mit "Ein"-Anschlüssen 299 eines Schiebeschalters 300 verbunden. Gemeinsame Anschlüsse 301 des Schiebeschalters 300 sind mit Erde verbunden, wogegen "Aus"- Anschlüsse 303 des Schiebeschalters 300 offengelassen sind. Wird der Schiebeschalter 300 in seine "Ein"-Stellung gebracht, so koppelt er die "Ein"-Anschlüsse 299 mit Erde. Ein Anschluß 1 (Ausgang) des integrierten Optokoppler- Schaltkreises 298 ist mit einem Anschluß eines Widerstandes 302 und einem Anschluß eines Widerstandes 304 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 302 ist mit einem Sondenstatus-Eingangsanschluß 306 gekoppelt.

Ein Anschluß des Widerstandes 304 ist mit gemeinsamen Anschlüssen 285 eines Schiebeschalters 286 verbunden. Die "Aus"-Anschlüsse 283 des Schiebeschalters 286 sind offengelassen. Wird der Schiebeschalter 286 in seine "Aus"- Stellung gebracht, so kann der andere Anschluß des Widerstandes 304 floaten. Wird der Schiebeschalter 286 in seine "Ein"-Stellung gebracht, so ist der andere Anschluß des Widerstandes 304 mit dem Alarmausgangsanschluß 272 verbunden. Anschlüsse 2 und 4 des integrierten Optokoppler- Schaltkreises 298 liegen an Erde.

Die Kathode der Z-Diode 260 ist weiter mit dem Emitter eines Transistors 308 verbunden, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein PNP-Transistor ist. Der Kollektor dieses Transistors 308 ist über einen Widerstand 310 mit einem Wasserstands-Ausgangsanschluß 312 verbunden. Dieser Wasserstands-Ausgangsanschluß 312 ist mit dem Wasserstands- Eingangsanschluß 224 der Steueranzeigeeinrichtung 202 verbunden.

Die Basis des Transistors 308 ist über einen Widerstand 314 mit dessen Emitter und über einen Widerstand 316 mit einem Anschluß 5 (Ausgang) eines integrierten Optokoppler- Schaltkreises 318 verbunden. Anschlüsse 2 und 4 dieses integrierten Optokoppler-Schaltkreises 318 liegen an Erde, wogegen ein Anschluß 1 (Eingang) des integrierten Optokoppler-Schaltkreises 318 über einen Widerstand 320 mit einem Sondenzustands-Eingangsanschluß 322 verbunden ist.

Die Kathode der Z-Diode 260 ist weiterhin mit dem Emitter eines Transistors 324 verbunden, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein PNP-Transistor ist. Weiter ist sie über einen Widerstand 326 mit der Basis des PNP-Transistors 324 verbunden. Der Kollektor des PNP-Transistors 324 ist über einen Widerstand 328 mit einem Luftausgangsanschluß 330 verbunden. Dieser ist in konventioneller Weise mit dem Luftzustands-Eingangsanschluß 226 der Steueranzeigeeinrichtung 202 verbunden.

Die Basis des PNP-Transistors 324 ist weiter über einen Widerstand 334 mit einem Anschluß 5 (Ausgang) eines integrierten Optokoppler-Schaltkreises 332 verbunden. Anschlüsse 2 und 4 dieses integrierten Optokoppler-Schaltkreises 332 liegen an Erde und ein Anschluß 1 (Eingang) des integrierten Optokoppler-Schaltkreises 332 ist über einen Widerstand 338 mit dem Sondenzustand-Eingangsanschluß 336 verbunden.

Die Kathode der Z-Diode 260 ist weiterhin über einen Widerstand 258 mit der Kathode einer Z-Diode 340 verbunden. Die Anode dieser Z-Diode 340 liegt an Erde. Weiter ist die Kathode der Z-Diode 340 mit einem Spannungsausgangsanschluß 324 verbunden. Die Z-Dioden 260, 340 liefern eine geregelte Gleichspannung für einen Spannungsausgangsanschluß 342.

Die Sondenanordnung 206 besitzt einen Spannungseingangsanschluß 344, der an den Spannungsausgangsanschluß 342 der Steuerschaltungsanordnung 204 angeschlossen ist. Die Steuerschaltungsanordnung 204 liefert somit die Spannung für die Sondenanordnung 206. Der Spannungseingangsanschluß 344 ist mit der Anode einer Diode 346 verbunden, deren Kathode an die Kollektoren von Transistoren 348, 350 und 352 angeschlossen ist. Bei diesen Transistoren handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um PNP-Transistoren. Die Kathode der Diode 346 ist mit einem Anschluß 14 (Vcc) einer integrierten Fluid- Detektoreinrichtung 354 sowie mit einem Anschluß 6 eines Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden. Die Anode der Diode 346 ist mit dem Anschluß 14 (Vcc) einer integrierten Logikeinrichtung 358 verbunden. Die Logikeinrichtung 358 hat vier NAND-Gatter 378, 382, 384 und 386 mit jeweils zwei Eingängen. Ein Anschluß 7 (Erde) der Logikeinrichtung 358 liegt an Erde.

Die Fluid-Detektoreinrichtung 354 ist mit ihrem Anschluß 1 (Oszillatorkondensatoranschluß) an einen Anschluß eines Kondensators 360 und mit einem Anschluß 7 (Oszillatorkondensatoranschluß) an den anderen Anschluß des Kondensators 360 angeschlossen. Ein Anschluß 10 (Eingang) der Fluid-Detektoreinrichtung 354 ist mit einem Anschluß eines Kondensators 362 und mit einem Anschluß eines Kondensators 364 verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators 362 ist über einen Widerstand 366 an einen positiven Sondeneingangsanschluß 368 angeschlossen. Der andere Anschluß des Kondensators 364 ist über einen Widerstand 370 mit einem Anschluß 5 (Oszillatorausgang) der Fluid-Detektoreinrichtung 354 verbunden. Ein Anschluß 9 (Filterkondensatoranschluß) der Fluid-Detektoreinrichtung 354 ist mit dem positiven Anschluß eines Tantalkondensators 372 verbunden, dessen negativer Anschluß an Erde liegt. Ein Anschluß 11 (Erde) der Fluid-Detektoreinrichtung 354 liegt ebenso wie ein negativer Sondeneingangsanschluß 374 an Erde. Die Sondenanordnung 206 besitzt einen Erdeingangsanschluß 376, der mit dem Erdanschluß 343 der Steuerschaltungsanordnung 204 verbunden ist, wodurch zwischen der Steuerschaltungsanordnung 204 und der Sondenanordnung 206 eine Erdverbindung vorhanden ist.

Ein Ausgangsanschluß 12 der Fluid- Detektoreinrichtung 354 ist mit einem Eingang 377 des NAND-Gatters 378 (Anschluß 1 der Logikeinrichtung 358), Eingängen 381, 383 des NAND-Gatters 382 (Anschlüsse 12 und 13 der Logikeinrichtung 358) und mit Anschluß 2 des Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden. Ein Eingang 379 des NAND-Gatters 378 (Anschluß 2 der Logikeinrichtung 358) ist mit einem Eingangsanschluß 380 der Sensoreinrichtung 208 verbunden. Ein Ausgang 395 des NAND- Gatters 382 (Anschluß 11 der Logikeinrichtung 358) ist mit einem Eingang 387 des NAND-Gatters 384 (Anschluß 10 der Logikeinrichtung 358) verbunden. Ein Eingang 385 des NAND-Gatters 384 (Anschluß 9 der Logikeinrichtung 358) ist mit dem Eingangsanschluß 380 und mit Anschluß 1 des Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden. Ein Ausgang 397 des NAND-Gatters 384 (Anschluß 8 der Logikeinrichtung 358) ist mit einem Eingang 391 des NAND-Gatters 386 (Anschluß 5 der Logikeinrichtung 358) und mit Anschluß 9 des Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden. Ein Ausgang 393 des NAND-Gatters 378 (Anschluß 3 der Logikeinrichtung 358) ist mit einem Eingang 389 des NAND-Gatters 386 (Anschluß 4 der Logikeinrichtung 358) und mit Anschluß 8 des Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden. Ein Ausgang 399 des NAND-Gatters 386 (Anschluß 6 der Logikeinrichtung 358) ist mit Anschluß 7 des Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden.

Anschluß 5 des Widerstandsnetzwerkes 356 ist mit der Basis des PNP-Transistors 348, Anschluß 4 des Widerstandsnetzwerkes 356 mit der Basis des PNP-Transistors 350 und Anschluß 3 des Widerstandsnetzwerkes 356 mit der Basis des PNP-Transistors 352 verbunden. Der Kollektor des PNP-Transistors 348 ist mit der Anode einer Diode 392 und über einen Widerstand 388 mit der Anode einer lichtemittierenden Diode 390 verbunden. Die Kathode der Diode 392 ist mit einem Sondenzustands-Ausgangsanschluß 394 verbunden. Dieser Sondenzustands-Ausgangsanschluß 394 ist mit dem Sondenzustands-Eingangsanschluß 336 der Steuerschaltungsanordnung 204 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 350 ist mit der Anode einer Diode 400 und über einen Widerstand 396 mit der Anode einer lichtemittierenden Diode 398 verbunden. Die Kathode der Diode 400 ist mit einem Sondenzustands-Ausgangsanschluß 402 verbunden, welcher seinerseits mit dem Sondenzustands-Eingangsanschluß 322 der Steuerschaltungsanordnung 204 verbunden ist.

Die Kathoden der lichtemittierenden Dioden 390, 398 und 406 sind mit einem Anschluß eines normalerweise offenen Druckknopfschalter 412 verbunden. Der andere Anschluß dieses Druckknopfschalters 412 ist mit dem Erdeingangsanschluß 376 verbunden.

Das Widerstandsnetzwerk 356 enthält fünf Potentialanhebungswiderstände, die jeweils mit einem Anschluß an den Netzwerkanschluß 6 angekoppelt sind. Dieser Anschluß 6 liegt an der oben erläuterten positiven Gleichspannung für die Sondenanordnung 206. Der andere Anschluß der vorgenannten Widerstände ist mit dem Anschluß 1, 2, 3, 4 bzw. 5 des Widerstandsnetzwerkes 356 verbunden. Das Widerstandsnetzwerk 356 enthält drei weitere Widerstände, welche zwischen die Anschlüsse 3 und 9, 4 und 8 bzw. 5 und 7 gekoppelt sind.

Die Sondenanordnung 208 enthält einen Schwimmer 414, welcher eine positive Sondenelektrode 416 und eine negative Sondenelektrode 418 isoliert hält. Die positive Sondenelektrode 416 liegt am positiven Sondenanschluß 360 der Sondenanordnung 206, während die negative Sondenelektrode 418 an den negativen Sondeneingangsanschluß 374 der Sondenanordnung 206 angeschlossen ist. Der Schwimmer 414 enthält weiter als Signalgeber einen Schwimmerschalter 420. Der Schwimmerschalter 420 wird durch einen stationären Keramik-Ringmagneten 422 sowie einen magnetischen Reed-Schalter 424 gebildet. Dieser magnetische Reed-Schalter 424 ist mit einem Anschluß an die negative Sondenelektrode 418 und damit an Masse und mit dem anderen Anschluß an den Eingangsanschluß 380 der Sensoreinrichtung 208 angeschlossen. Der Keramik-Ringmagnet 422 ist am Ende eines Schwimmerweges 425 unterhalb des Schwimmers 414 im Boden des Schachts montiert.

Fig. 3 zeigt einen Fluiddetektor 220 nach Art des in Fig. 2 dargestellten Detektors in eingebautem Zustand. Die Sondenanordnung 208 ist in einem Schacht 426 angeordnet, welcher im Bereich eines vergrabenen Benzinspeichertanks 428 in den Boden gebohrt ist. Die Sondenanordnung 206 ist in einer Schachtkappe 430 montiert, wobei die lichtemittierenden Dioden 390, 398 und 406 sowie der Druckknopfschalter 412 derart montiert sind, daß sie sich durch die Schachtkappe 430 nach außen erstrecken. Die Steuerschaltungsanordnung 204 sowie die Steueranzeigeeinrichtung 202 sind an einer von der Sondenanordnung 206 entfernten Stelle, beispielsweise im Büro einer Tankstelle, angeordnet. Die Steuerschaltungsanordnung 204 ist mittels eines Gerätekabels mit der Sondenanordnung 206 verbunden.

Der Fluiddetektor 200 kann zwischen dem Vorhandensein von Luft, Wasser oder Kohlenwasserstoffen in dem Schacht 426 unterscheiden. Weiterhin kann eine Mehrfach- Sondenanordnung 206 mit einer einzigen Steuerschaltungsanordnung 204 gekoppelt werden. Daher können eine einzige Steuerschaltungsanordnung 204 und eine einzige Steueranzeigeeinrichtung 202 zur Anzeige des Zustandes mehrerer Schächte 426 verwendet werden. Die Sensoreinrichtung 208 kann auch zwischen der Innen- und der Außenwand eines doppelwandigen vergrabenen Benzinlagertanks 428 angeordnet werden, wobei die zugehörige Sondenanordnung 206 in der Schachtkappe des Tanks montiert ist.

Die Funktion des Fluiddetektors 200 ist die folgende. Der Schwimmer 414 (Fig. 2) schwimmt auf einer Flüssigkeit in dem Schacht 426 und hält die Sondenelektroden 416 und 418 in Kontakt mit der Flüssigkeit. Der stationäre Keramik-Ringmagnet 422 befindet sich am Ende des Schwimmerweges 425 (Fig. 2 und 3) in der Weise, daß der Schwimmer 414 bei trockenem Schacht 426 auf dem Magneten 422 (Fig. 2) aufliegt, wodurch der magnetische Reed-Schalter 422 betätigt wird. Befindet sich Flüssigkeit in dem Schacht 426, so wird der Schwimmer 414 vom Magneten 422 nach oben wegbewegt, wodurch der magnetische Reed-Schalter 424 geöffnet wird. Der als Signalgeber dienende Schwimmerschalter 420 liefert daher in Flüssigkeiten ein Signal mit hohem Pegel bzw. eine logische "1" und in Luft ein Signal mit tiefem Pegel bzw. eine logische "0". Der Schwimmerschalter 420 kann auch einen Differenzdruckschalter aufweisen, wobei das Vorhandensein einer Flüssigkeit eine Druckänderung zur Betätigung des Schalters bewirkt. Andererseits kann der Schwimmerschalter 420 auch durch einen von einem Schwimmer betätigten Mikroschalter oder durch einen Quecksilberschalter gebildet werden, welcher bei Änderungen des Flüssigkeitspegels ausgelenkt und damit betätigt oder abgeschaltet wird.

Die Fluid-Detektoreinrichtung 354 unterscheidet zwischen polaren Fluids (Wasser) und nichtpolaren Fluids (Kohlenwasserstoffe). Der Ausgangsanschluß 12 der Fluid- Detektoreinrichtung 354 führt ein Signal mit hohem Pegel bzw. eine logische "1" für ein polares Fluid (Wasser) und ein Signal mit tiefem Pegel bzw. eine logische "0" für ein nichtpolares Fluid (Kohlenwasserstoff). Da der Ausgangsanschluß 12 der Fluid-Detektoreinrichtung 354 ein Signal mit tiefem Pegel (Null) führt, wenn die Sondenelektroden 416, 418 sich in Luft befinden, ist es erforderlich, zwischen dem Vorhandensein von Luft und dem Vorhandensein einer Flüssigkeit zu unterscheiden.

Der Ausgang des Schwimmerschalters 420 sowie der Ausgangsanschluß 12 der Fluid-Detektoreinrichtung 354 sind an die durch die NAND-Gatter 378, 382, 384 und 386 gebildete Logikeinrichtung 358 angeschlossen, wie dies oben beschrieben wurde. Wird das Ausgangssignal am Anschluß 12 der Fluid-Detektoreinrichtung 354 mit A und das Ausgangssignal des Schwimmerschalters 420 mit B bezeichnet, so ergibt sich folgende Wahrheitstabelle:

Tabelle

Die Ausgangssignale der NAND-Gatter 378, 382, 384 und 386 werden in der oben beschriebenen Weise verknüpft und an die Basen der Transistoren 348, 350 und 353 angelegt, um Zustandssignale an den Sondenzustands-Ausgangsanschlüssen 394, 402 und 410 zu erzeugen, die ein Maß für den durch die Sondenelektroden 416, 418 und den Schwimmerschalter 420 erfaßten Zustand sind, und um die entsprechenden lichtemittierenden Dioden 390, 398 und 406 leuchten zu lassen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform zeigen die lichtemittierende Diode 390 und das Signal am Sondenzustand- Ausgangsanschluß 394 an, ob die Sondenelektroden 416 und 418 Luft und Flüssigkeit in dem Schacht 426 feststellen. Die lichtemittierende Diode 398 und das Signal am Sondenzustand- Ausgangsanschluß 402 zeigen im "Ein"-Zustand an, daß die Sondenelektroden 416 und 418 das Vorhandensein einer polaren Flüssigkeit (Wasser) festgestellt haben. Die lichtemittierende Diode 406 und das entsprechende Signal am Sondenzustand- Ausgangsanschluß 410 zeigen im "Ein"-Zustand an, daß die Sondenelektroden 416 und 418 das Vorhandensein einer nicht­ polaren Flüssigkeit (Kohlenwasserstoffe) feststellen.

Durch Montage der Fluid-Detektoreinrichtung 354 mit der zugehörigen Elektronik in der Schachtkappe zur Erzeugung der entsprechenden Ausgangssignale an den Ausgangsanschlüssen 394, 402 und 410 der Sondenanordnung 206 werden die Probleme eliminiert, die bisher durch die Kapazität langer Kabel zwischen den Sondenelektroden 416, 418 und der Fluid- Detektoreinrichtung 454 hervorgerufen werden. Die maximale Kabellänge zur Verbindung der Sondenanordnung 206 und der Steuerschaltungsanordnung 204 ist nunmehr lediglich eine Funktion der maximal zulässigen Verluste aufgrund des Kabelwiderstandes. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform liegt die maximale Kabellänge im Bereich von etwa 300 bis 1200 m.

Gemäß Fig. 2 bilden die Dioden 346, 392, 400 und 408 eine Isolation der elektronischen Komponenten in der Sondenanordnung 206 von der Steuerschaltungsanordnung 204, um eine mögliche Zerstörung der Sondenanordnung durch unrichtige Leitungsverbindung mit der Steuerschaltungsanordnung 204 zu vermeiden. Die Dioden 392, 400 und 408 können auch die lichtemittierenden Dioden sein, welche zur Erzeugung der Sondenzustands- Anzeigesignale dienen, wozu in der Ausführungsform nach Fig. 2 die lichtemittierenden Dioden 390, 398 und 406 vorgesehen sind. Um jedoch die Spannung an den Gerätekabeln auf einem Minimum zu halten, ist der Druckknopfschalter 412 vorgesehen, wodurch für jeweils eine Sondenanordnung eine Augenblickszustandsanzeige möglich ist.

Da der Fluiddetektor 200 in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Verwendung an gefährlichen Stellen, beispielsweise in Benzinlagertanks, vorgesehen ist, sind bestimmte Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Der Transformator 236 der Steuerschaltungsanordnung 204 ist ein billiger Leistungstransformator mit geschlitztem Spulenkörper, der den Auflagen für gefährliche Einsatzorte gemäß Klasse I, Unterabteilung 1, Gruppe D, genügt. Strombegrenzende Schutzwiderstände werden in Verbindung mit den Z-Dioden 260, 340 für 15 V verwendet, um an den Anschlüssen 342 und 343 die Anfangsspannung von 15 V zu erzeugen. Sind zusätzliche Sondenanordnungen an die Steuerschaltungsanordnung 204 angeschlossen, so kann die Spannung am Spannungsausgangsanschluß 342 auf 8,5 V fallen, ohne daß die Funktion des Systems beeinträchtigt wird.

Die Steuerschaltungsanordnung 204 bewirkt das Leuchten der entsprechenden lichtemittierenden Diode der Steueranzeigeeinrichtung 202 als Funktion der Sondenzustandssignale aus der Sondenanordnung 206. Daraus ergibt sich eine visuelle Anzeige an einer zentralen Stelle, welche den Zustand in den Schächten angibt. Die Steueranzeigeeinrichtung 202 ist beispielsweise die Vorderseite eines Gehäuses für die Steuerschaltungsanordnung 204. Der Druckknopfschalter 412 der Sondenanordnung 206 in der Schachtkappe liefert eine Anzeige des Zustandes des entsprechenden Schachts am Schachtkopf. Durch Verwendung dieser Druckknopfschalter- Technik müssen die zur Anzeige des Zustandes des Schachts am Schachtkopf verwendeten lichtemittierenden Dioden nicht dauernd mit Energie versorgt werden, wodurch Strom eingespart wird. Die Widerstände 256, 258 sowie 302, 320 und 338 sind Schutzelemente, wodurch eine Strombegrenzung für Sicherheitszwecke gewährleistet ist. Diese Widerstände schützen auch die Elektronik der Steuerschaltungsanordnung 204, wenn die Leitungsverbindungen von der Sondenanordnung 206 zur Steuerschaltungsanordnung 204 falsch angeschlossen werden oder wenn ein Kurzschluß im Gerätekabel auftritt. In beiden Fällen wirken die Widerstände als Strombegrenzer sowie zur Abführung überschüssiger, durch einen externen Fehler erzeugter Leistung.

Die integrierten Schaltkreise 298, 318 und 332 sind Optokoppler, welche zwei Funktionen ausüben. Sie überführen jede an ihren entsprechenden Sondenzustands-Eingangsanschlüssen 336, 322 und 306 auftretende Spannung in ein "Schalterschließsignal", um den entsprechenden Transistorschalter 324, 308, 266 durchzuschalten. Diese Transistoren 324, 308 und 266 lassen dann die entsprechende lichtemittierende Diode 218, 216, 214 der Steueranzeigeeinrichtung 202 aufleuchten. Da in den Optokopplern 332, 318, 266 lichtemittierende Dioden als Sender zur Ansteuerung von Phototransistoren vorgesehen sind, triggern die lichtemittierenden Dioden die Phototransistoren in einem weiten Bereich von Treiberströmen für die lichtemittierenden Dioden. Da die Spannungen an den Sondenzustands-Eingangsanschlüssen 336, 322, 306 über die Widerstände 338, 320, 302 in Treiberströme für die lichtemittierenden Dioden überführt werden, sprechen die Optokoppler 332, 318, 298 auf ein Gleichspannungssignal im Bereich von 8 bis 15 V an, das an den Sondenzustands- Eingangsanschlüssen 336, 322, 306 auftritt. Der Spannungspegel des an den Sondenzustands-Eingangsanschlüssen 336, 322, 306 auftretenden Signals hängt von der Anzahl der an die Steuerschaltungsanordnung 204 angeschlossenen parallelen Sondenanordnungen 206 ab. Die Optokoppler 332, 318, 298 gewährleisten weiterhin eine vollständige Spannungsisolation zwischen den Sekundärkreisen der Steuerschaltungsanordnung 204 und den Sondenzustands-Eingangsanschlüssen 336, 322, 306.

Die Z-Diode 260, bei der es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Z-Diode mit 15 V handelt, klemmt die Steuerschaltungsanordnung 204 sowie die Relaisspannungen auf 15 V oder weniger. Die Z-Diode 340, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Z-Diode mit 15 V sein kann, begrenzt die für die Sondenanordnung 206 erzeugte Spannung auf 15 V oder weniger, so daß die maximale Betriebsspannung von 15 V für CMOS-Schaltkreise nicht überschritten wird. Der Z- Diode 340 kann eine zusätzliche redundante Z-Diode (15 V) parallelgeschaltet werden, um die Sicherheit des Systems zu erhöhen. Gegenwärtig liegt, wenn die Z-Dioden 260 und 340 gleichzeitig öffnen (fehlerhafter Zustand), die Leerlaufzündspannung am Spannungsausgangsanschluß 342 der Steuerschaltungsanordnung 204 im ungünstigsten Fall bei etwa 33 V (Primärwechselspannung = 140 V). Aufgrund der dritten redundanten Z-Diode wird das Ausgangssignal (Leerlaufsignal) am Spannungsausgangsanschluß 342 immer auf 15 V geklemmt, und zwar unabhängig davon, ob bei zwei oder drei Z-Dioden eine Fehlfunktion auftritt.

Der Schalter 230 bietet die Möglichkeit zur Abstellung des Tonalarms. Der Schalter 300 dient zur manuellen Betätigung des Relais 284. Der Schalter 286 dient zur Schaltung des Relais 284, wenn das Eingangssignal am Eingangsanschluß 306 anzeigt, daß eine Kohlenwasserstoff- Feststellung stattfindet. Der integrierte Schaltkreis 278 bewirkt bei Feststellung von Kohlenwasserstoff eine Verzögerung von bis zu 5 s, bevor das Relais 284, die lichtemittierende Diode 214 und der Alarmgeber 228 erregt werden. Damit wird ein falscher Alarm etwa aufgrund von Störsignalen vermieden. Die Kontakte 279 des Relais 284 können zur Erzeugung eines Steuersignals, beispielsweise zur Steuerung einer Ölsumpfpumpe, verwendet werden, wie dies anhand der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben wurde.

Claims (14)

1. Anordnung zur Feststellung des Vorhandenseins von polaren und nichtpolaren Fluids, mit einer Sensoreinrichtung (208) zum Liefern eines das Vorhandensein eines polaren oder nichtpolaren Fluids angebenden Ausgangssignals, mit einer Detektoreinrichtung (354) zum Auswerten des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung (208) und mit einer Logikeinrichtung (358) zum Angeben des Status des vorhandenen Fluids, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Sensoreinrichtung (208)
  • - einen ersten Signalgeber (414, 416, 418) aufweist, der die Wechselstromleitfähigkeit zur Feststellung des Unterschiedes zwischen einem polaren und einem nichtpolaren Fluid benutzt und als Ausgangssignal ein Polarlogiksignal liefert, wenn er ein polares oder ein nichtpolares Fluid feststellt, und
  • - einen zweiten Signalgeber (420), der ein Umgebungslogiksignal liefert, das angibt, ob der erste Signalgeber (414, 416, 418) in einer flüssigen oder einer trockenen Umgebung ist,
• b) daß die Detektoreinrichtung (354) auf den ersten Signalgeber (414, 416, 418) anspricht und angibt, ob ein polares oder ein nichtpolares Fluid vorhanden ist, und
• c) daß die Logikeinrichtung (358) auf das Polarlogiksignal und auf das Umgebungslogiksignal anspricht, um den Fluidstatus (bei 393, 397, 399) anzugeben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von der Logikeinrichtung (358) angesteuerte Sondenanzeigeeinrichtung (390, 398, 406) zum Anzeigen eines nichtflüssigen Zustandes des Fluids, des Vorhandenseins einer polaren Flüssigkeit und des Vorhandenseins einer nichtpolaren Flüssigkeit.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenanzeigeeinrichtung (390, 398, 406) eine visuelle Anzeigeeinrichtung ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die visuelle Anzeigeeinrichtung lichtemittierende Dioden (390, 398, 406) enthält, von denen jeweils eine Diode den nichtflüssigen Zustand, das Vorhandensein einer polaren Flüssigkeit bzw. das Vorhandensein einer nichtpolaren Flüssigkeit anzeigt.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuerschaltungsanordnung (204), eine Sondenanordnung (206) sowie eine Anordnung (306) zur Kopplung der an unterschiedlichen Orten angeordneten Sondenanordnung (206) und Steuerschaltungsanordnung (204) aufweist, daß die Sondenanordnung (206) die Sensoreinrichtung (208), die Detektoreinrichtung (354) und die Logikeinrichtung (358) enthält und daß die Steuerschaltungsanordnung (204) eine Spannungsversorgung (236) für die Sondenanordnung (206) sowie eine von der Logikeinrichtung (358) angesteuerte Steueranzeigeeinrichtung (202) zur Anzeige eines nichtflüssigen Zustandes des Fluids, des Vorhandenseins einer polaren Flüssigkeit und des Vorhandenseins einer nichtpolaren Flüssigkeit enthält.

6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere an die Steuerschaltungsanordnung (204) angekoppelte Sondenanordnungen (206), von denen jede an einem unterschiedlichen Ort angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranzeigeeinrichtung (202) einen von der Logikeinrichtung (358) der Sondenanordnungen (206) angesteuerten Alarmgeber (214) zur Anzeige des Vorhandenseins einer nichtpolaren Flüssigkeit enthält.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sondenanordnung (206) eine Testeinrichtung zur Aktivierung ihrer Sondenanzeigeeinrichtung (390, 398, 406) zwecks Bestimmung enthält, welche Sondenanordnung (206) eine nichtpolare Flüssigkeit festgestellt hat.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (208) einen Schwimmerschalter (420) enthält.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (208) einen Differenzdruckschalter enthält.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sondenanordnung (206) in einer Abdeckkappe eines Schachts (426) angeordnet ist und in dem Schacht (426) einen Schwimmer (414) mit mehreren Elektroden zur Feststellung der polaren Eigenschaften des Fluids enthält.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (208) einen stationären Magneten (422) aufweist und daß der zweite Signalgeber (420), der das Umgebungslogiksignal liefert, ein durch den Magneten (422) betätigter, im Schwimmer (414) vorgesehener Schalter (424) ist.

13. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine von der Logikeinrichtung (358) über die Steuerschaltungsanordnung (204) angesteuerte Pumpe zum Abpumpen von Flüssigkeit.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltungsanordnung (204) die Pumpe einschaltet, wenn der erste Signalgeber (414, 416, 418) eine nichtpolare Flüssigkeit feststellt, die Pumpe abschaltet, wenn der erste Signalgeber (414, 416, 418) eine polare Flüssigkeit feststellt, und die Pumpe abschaltet, wenn der zweite Signalgeber (420) einen nichtflüssigen Zustand des Fluids feststellt.