DE4011639A1

DE4011639A1 - Vorrichtung zur messung eines fluessigkeitspegels

Info

Publication number: DE4011639A1
Application number: DE19904011639
Authority: DE
Inventors: Heinz Schade
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SCHADE, HEINZ, 7410 REUTLINGEN, DE
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1991-10-17

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Messung des Flüs sigkeitspegels in einem Behälter nach der Gattung des Hauptan spruchs. Bekannte Pegelmesser weisen einen an einem Gelenkarm befe stigten Schwimmer auf, dessen Lage in Abhängigkeit von der Änderung des Pegelstandes verändert wird. Dabei ist oftmals problematisch, das Signal für den Pegelstand durch die Wandung des Behälters durch zuführen, um es auszuwerten. Durchführungen für die Wandungen stel len ein Risiko dar, durch das die Flüssigkeiten austreten können.

Weiterhin ist ungünstig, daß der Geber insbesondere bei aggressiven Flüssigkeiten gegen Korrosion geschützt werden muß. Derartige Spe zialausführungen sind besonders teuer. Auch ist ungünstig, daß die Mechanik störanfällig ist, da sie bewegliche Teile aufweist, die ei nem gewissen Verschleiß unterliegen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenuber den Vorteil, daß keine mecha nisch beweglichen Teile erforderlich sind. Besonders vorteilhaft ist, daß der Geber ein elektrisches Signal abgibt, das direkt aus wertbar ist. Dadurch vereinfacht sich die Auswerteschaltung erheb lich. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die Auswertung der gemes senen Temperaturdifferenz eine besondere Eichung nicht erforderlich ist. Insbesondere wirken sich äußere Temperaturänderungen nicht auf die Meßgenauigkeit der Vorrichtung aus.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Durch die Anordnung der Temperatur sensoren des Gebers an der Außenseite des Behälters oder im Inneren der Außenwand ergibt sich eine besonders einfache und zuverlässige Temperaturmessung. Die Sensoren sind leicht austauschbar oder an an derer Stelle des Behälters einbaubar, ohne daß die Flüssigkeit im Behälter abgelassen werden muß. Besonders vorteilhaft ist, daß keine Durchführung durch die Wandung des Behälters erforderlich ist.

Da der Bereich der Wandung, in dem die Temperatursensoren angeordnet sind, heizbar ist, ergibt sich zwischen den zwei Temperatursensoren ein großes Nutzsignal, das gegen Störungen relativ unempfindlich ist.

Besonders günstig ist auch, daß durch die Wahl des geeigneten Ab standes der beiden Temperatursensoren die Empfindlichkeit der Meß einrichtung wählbar ist. Dadurch können die Temperatursensoren leicht an die Auswerteschaltung angepaßt werden.

Besonders vorteilhaft ist weiter, daß die Auswerteschaltung mit ei ner Pegelanzeige verbunden ist, so daß je nach Schaltungsart entwe der ein bestimmter Mindestpegel oder ein Überschreiten bzw. Unter schreiten eines Sollpegels angezeigt wird. Derartige Anzeigen wie Lampen oder Leuchtdioden sind preiswert verfügbar und zuverlässig im Betrieb.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch den einfachen Aufbau der Auswerteschaltung eine preiswert herstellbare Meßeinrichtung ge schaffen wird, da sie nur wenige Bauelemente erfordert.

Weitere Vorteile und Verbesserungen der Erfindung sind der Beschrei bung entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die schematische Anordnung der Vorrichtung an einem Behälter und

Fig. 2 ein Blockschaltbild.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Gemäß Fig. 1 sind an einem Behälter 1 an der Außenseite der Wan dung zwei Temperatursensoren 5, 6 angeordnet, die übereinander mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind und die Funktion des Ge bers 9 darstellen. Die Temperatursensoren 5, 6 sind über Zuleitungen mit einer Auswerteschaltung 7 gemäß der Fig. 2 verbunden. Die Aus werteschaltung 7 ist mit einer Pegelanzeige 8 verbunden. Sowohl die Auswerteschaltung 7 als auch die Pegelanzeige 8 können an beliebiger Stelle angeordnet sein, sie müssen nicht in räumlicher Nähe zu den Temperatursensoren 5, 6 stehen. Neben den Temperatursensoren 5, 6 ist ein Heizelement 2 angeordnet, das über die Zuleitungen 3, 4 elektrisch versorgt wird und die Behälterwand im Bereich der Tempe ratursensoren 5, 6 aufweist.

Die Auswerteschaltung gemäß der Fig. 2 stellt eine an sich bekannte Brückenschaltung dar, in deren einen Brückenzweig die Temperatursen soren 5, 6 und in deren zweiten Brückenzweig Vergleichswiderstän de 11 und 12 angeordnet sind, wobei der eine Widerstand 11 als Trimmwiderstand ausgebildet ist. Die Brücke wird zwischen den Ele menten 5, 11 bzw. 6, 12 elektrisch versorgt. Im Querzweig wird zwi schen den Elementen 5, 6 und 11, 12 eine Brückenspannung abgegriffen, die einem Verstärker 13 zugeführt wird, der in Komperatorschaltung arbeitet. Der Ausgang des Komperators 13 ist mit einer per se be kannten Pegelanzeige 8 verbunden. Die Pegelanzeige 8 weist Lam pen- oder Digitalanzeigen auf.

Im folgenden wird die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung be schrieben.

Das Meßprinzip dieser Vorrichtung beruht auf den Effekt, daß Flüs sigkeiten einen gegenüber Gasen unterschiedlichen Wärmewiderstand aufweisen. Wird beispielsweise eine warme Flüssigkeit in einem Be hälter gelagert, dann erwärmt sich der Behälter in etwa bis zu der Oberfläche, dem Pegelstand der Flüssigkeit. Die über der Flüssigkeit befindliche Gassäule weist einen wesentlich größeren Wärmewiderstand auf, so daß auch die Wandung des Behälters 1 oberhalb des Pegelstan des 10 kälter ist als unterhalb des Pegelstandes 10. Die beiden Tem peratursensoren 5, 6 messen entsprechend unterschiedliche Temperatu ren, da der eine Temperatursensor 5 oberhalb des Pegelstandes 10 und der zweite Temperatursensor 6 unterhalb des Pegelstandes 10 angeord net ist. Die Temperaturdifferenz zwischen den zwei Temperatursenso ren 5, 6 ist umso größer, je größer der Abstand der beiden Tempera tursensoren ist. Andererseits ergibt sich auch dann eine große Tem peraturdifferenz zwischen den beiden Temperatursensoren 5, 6, wenn der Behälter 1 ein Material mit einem hohen Wärmewiderstand auf weist. Da der Wärmewiderstand des Behälters 1 durch die Wahl des verarbeitenden Materials festliegt, läßt sich die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung in besonders vorteilhafter Weise durch die Wahl des geeigneten Abstandes der beiden Temperatursensoren 5, 6 vorgeben.

Hat die Flüssigkeit im Behälter dagegen Raumtemperatur, dann wird die Temperaturdifferenz zwischen den zwei Temperatursensoren 5, 6 sehr klein sein. Um dennoch ein nutzbares Differenzsignal zu erhal ten, wird mit einem Heizelement 2 der Bereich der Wandung um die Temperatursensoren 5, 6 beheizt. Durch die unterschiedliche Wärmeab leitung ergeben sich dann, wie bereits beschrieben, für die einzel nen Temperatursensoren 5, 6 unterschiedlichen Temperaturen, deren Differenz auswertbar ist.

In der Brückenschaltung gemäß der Fig. 2 ist ein veränderbarer Wi derstand 11 vorgesehen, mit dem ein Abgleich der Bruckenschaltung erfolgt. Dieses ist erforderlich, da die Temperatursensoren 5, 6 innerhalb der Fertigung eine gewisse Streuung aufweisen und damit unterschiedliche Temperaturwerte messen können.

Erreicht die Temperaturdifferenz der Temperatursensoren 5, 6 einen bestimmten Mindestwert, dann wird der Komperator 13 durchgeschaltet und die Lampe der Pegelanzeige 8 leuchtet auf. Dadurch ist gekenn zeichnet, daß sich der Pegelstand 10 zwischen den beiden Temperatur sensoren 5, 6 befindet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Anzeige der Pegelanzeige 8 zu invertieren und sie jeweils dann aufleuchten zu lassen, wenn ein vorgegebener Pegelstand 10 entweder unterschrit ten oder überschritten wird. Eine derartige Signalauswertung ist für eine einfache Niveauregelung verwendbar.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung des Pegelstandes einer Flüssigkeit in ei nem Behälter mit einem Geber und einer Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (9) wenigstens zwei Temperatursenso ren (5, 6) aufweist, von denen der erste Temperatursensor (5) ober halb und der zweite Temperatursensor (6) unterhalb des Pegelstan des (10) der Flüssigkeit an der Wandung des Behälters (1) angeordnet ist und daß die Auswerteschaltung (7) aus der Temperaturdifferenz der Temperatursensoren (5, 6) den Pegelstand (10) der Flüssigkeit ermittelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tem peratursensoren (5, 6) an der Außenwand des Behälters (1) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (5, 6) im Inneren der Wandung des Behäl ters (1) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wandung des Behälters (1) im Bereich der Tem peratursensoren (5, 6) heizbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung durch Ände rung des Abstandes der Temperatursensoren (5, 6) wählbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß durch die Auswerteschaltung (7) eine Pegelanzei ge (8) ansteuerbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pe gelanzeige (8) vorzugsweise eine Lampe, Leuchtdiode oder Digitalan zeige aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Pegelstandes ein Warnsignal ausgebbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (7) mit den Temperatursenso ren (5, 6) eine Brückenschaltung (5, 6, 11, 12) bildet, deren Mit tenspannung einem Komparator (13) zugeführt wird und daß dessen Aus gang mit der Pegelanzeige (8) verbunden ist.