DE4220483C1 - Meßanordnung zum Messen der Veränderung einer Flüssigkeitsmenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zum Messen der Veränderung einer Flüssigkeitsmenge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine solche Meßanordnung ist aus der DE 35 37 192 bekannt. Dort wird die Temperatur in der Flüssigkeitsausgleichslei­ tung und in der Meßkammer mittels eines Temperaturreglers und einer dadurch geregelten Heizvorrichtung konstant gehalten. Die Heizvorrichtung umgibt dabei den freiliegen­ den Abschnitt der Flüssigkeitsausgleichsleitung eingepackt in einer Wärmeisolierung.

Es ist auch eine Meßanordnung bekannt, bei der auf diese Heizvorrichtung und die Wärmeisolierung der Flüssigkeits­ ausgleichsleitung verzichtet ist und statt dessen eine Referenzmeßkammer gleicher Abmessungen wie die Meßkammer vorgesehen ist, welche über die Flüssigkeitsausgleichslei­ tung auf gleiches Niveau wie die Meßkammer befüllt und zur Messung von der Referenzmeßkammer abgekoppelt wird. Der Niveauunterschied zwischen den Flüssigkeits-Niveaus in der Meßkammer und der Referenzkammer ist dann ein Maß für den Flüssigkeitsverbrauch (DE 39 26 207 C2).

Aufgrund unterschiedlicher Temperaturen der Verbindungs­ elemente zwischen dem Speicherraum und der Meßkammer kann es zu einem Meßfehler aufgrund eines durch örtliche Erwär­ mung der Flüssigkeit erzeugten Auftriebes kommen. Ein solcher Auftrieb kann dadurch entstehen, daß in einem aufsteigenden oder absteigenden Abschnitt einer Verbin­ dungsleitung der nach dem U-Rohr-Prinzip verbundenen Räume (Speicherraum und Meßkammer) ein Flüssigkeitsab­ schnitt wärmer und damit leichter wird und somit einen Auftrieb erfährt, so daß er nach oben wandert und das Niveau in dem anderen Schenkel des U-Rohres absenkt.

Meßfehler entstehen auch dann, wenn in den Verbindungs­ teilen Luftblasen vorhanden sind, die wegen fehlender Niveauunterschiede nicht oder zu langsam entlüftet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßan­ ordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, bei der durch einen solchen Auftriebs­ effekt sowie durch fehlende oder unzureichende Entlüftung erzeugte Meßfehler vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient Anspruch 1.

Bei der Erfindung ist durch Anordnung der Anschlüsse der Flüssigkeitsausgleichsleitung an dem Speicherraum einer­ seits und an der auf der Meßseite vorgesehenen Entlüf­ tungskammer andererseits auf gleichem geodätischen Niveau und durch Beibehalten gleicher Temperaturen an allen Stellen der Flüssigkeitsausgleichsleitung einschließlich deren Anschlüssen am Speicherraum, der Entlüftungskammer sowie der Meßkammer erreicht, daß sich kein Auftrieb aufgrund lokaler Erwärmung von Teilen der Flüssigkeit bilden kann.

Ferner ist eine Zwangsentlüftung entweder in den Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Speicherraum oder in den Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Entlüf­ tungskammer sichergestellt. Durch diese Maßnahme sind Meßfehler der beschriebenen Art wirkungsvoll unterbunden.

Die Temperatur kann vorteilhaft durch Vorsehen einer Wärmeisolierung des freiliegenden Abschnittes der Flüssig­ keitsausgleichsleitung sowie durch eine Wärmeisolierung eines die Entlüftungskammer, die Meßkammer und gegebenen­ falls die Referenzmeßkammer aufnehmenden Meßgehäuses konstant gehalten werden, wobei hierzu auch die Einbettung der genannten Kammern in einem gut wärmeleitenden Material innerhalb des Gehäuses zur Konstanthaltung der Temperatur beitragen kann.

Für das sichere Entlüften ist günstig, wenn die Anschlüsse des freiliegenden Abschnitts der Flüssigkeitsausgleichs­ leitung beide auf höherem Niveau als der tiefste Punkt dieses Abschnittes liegen, um ein Aufsteigen von Luftblasen und damit ein sicheres Entlüften zu gewährleisten. Mit anderen Worten hat der freiliegende Abschnitt der Flüssig­ keitsausgleichsleitung einen Durchhang.

Die Erfindung ist im folgenden mit einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert.

Die Zeichnung stellt einen schematisierten Schnitt durch eine Anordnung aus einer Brennkraftmaschine mit Ölwanne und daran angeschlossener Meßanordnung zum Messen einer Flüssigkeitsmenge oder deren Veränderung dar.

In der Figur ist mit der Bezugszahl 10 eine Brennkraft­ maschine bezeichnet, die eine Ölwanne 12 mit einer Ölfül­ lung 14 aufweist. In einem Meßgehäuse 16, das durch eine Wärmeisolierung 30 nach außen wärmeisoliert ist, sind parallel zueinander eine Entlüftungskammer 18, eine Meß­ kammer 20 und eine Referenzmeßkammer 22 untergebracht, die nach dem U-Rohr-Prinzip miteinander und mit der Ölfüllung 14 der Ölwanne 12 über eine Flüssigkeitsausgleichslei­ tung 24 verbunden sind. Die Kammern 18, 20 und 22 sind ebenso wie die Leitungsabschnitte 26 der Flüssigkeitsaus­ gleichsleitung 24 innerhalb des Meßgehäuses 16 in einem gut wärmeleitenden Material 28, z. B. eine Aluminium­ legierung, eingebettet. Das Meßgehäuse selbst ist nach außen durch eine Wärmeisolierung 30 isoliert. Der frei­ liegende Abschnitt 32 der Flüssigkeitsausgleichsleitung 24 zwischen der Ölwanne 12 und dem Meßgehäuse 16 weist einen Durchhang mit tiefstem Punkt bei 34 auf, der tiefer als die Anschlußstellen 36 zur Ölwanne 12 und 38 zum Meßgehäuse 16 liegt. Zwischen diesen Anschlußstellen 36 und 38 ist der freiliegende Abschnitt 34 mit einer guten Wärmeisolierung 40 versehen.

Der tiefste Punkt 34 liegt höher als der tiefste Punkt 42 des Leitungsabschnittes 26 innerhalb des Meßgehäuses 16.

Die Meßkammer 20 und die Referenzmeßkammer 22 sind über ein absperrbares Ventil 44 miteinander verbunden, welches eine Füllung der Referenzmeßkammer 22 auf gleiches Niveau wie die Meßkammer 20 im Offenzustand des Ventiles 44 und eine Verbrauchsmessung im geschlossenen Zustand ermög­ licht. Um dies zu ermöglichen, müssen die Drücke auf die Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen Kammern 18, 20, 22 gleich sein. Dies wird dadurch erreicht, daß die Räume oberhalb der Flüssigkeitsspiegel in der Ölwanne 12, der Entlüftungskammer 18, der Meßkammer 20 und der Referenz­ meßkammer 22 über eine Druckausgleichsleitung 52 verbunden sind. Im einzelnen ist dies in der DE 39 26 207 C2 be­ schrieben. Der Ölverbrauch wird dabei mittels einer elek­ tronischen Auswertvorrichtung ausgehend von der Niveau­ differenz ΔA ermittelt, welche sich bei einem Ölver­ brauch in abgesperrtem Zustand des Ventiles 44 einstellt.

Die Niveaumessungen in der Meßkammer 20 und der Referenz­ meßkammer 22 können wie in der DE 39 26 207 C2 beschrieben mittels Abstandsmeßvorrichtungen 46 und 48 basierend auf der Messung der Reflektion elektromagnetischen Wellen oder Schallwellen gemessen werden. Es sind jedoch auch andere Niveaumeßmethoden anwendbar, z. B. eine kapazitive Meßmethode, bei der Elektroden in die Flüssigkeit ein­ tauchen, deren mit dem Füllstand veränderliche Kapazität zur Niveauerfassung genutzt wird.

Bei der beschriebenen Meßanordnung sind die für die Mes­ sung wichtigen Verbindungsbauteile der verschiedenen Kammern 18, 20, 22 einschließlich des freiliegenden Ab­ schnitts 32 der Flüssigkeitsausgleichsleitung 24 auf gleicher Temperatur gehalten. Dies verhindert die Entwick­ lung von Auftrieb in ab- oder aufsteigenden Teilen der Leitungsabschnitte. Die beschriebene Konstruktion führt außerdem zu einer schnellen Zwangsentlüftung von bei­ spielsweise in dem Verbindungsabschnitt 32 vorhandenen Luftblasen, die entweder in den Raum oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels in der Entlüftungskammer 18 oder aber in den Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Ölwanne 12 aufsteigen.

Die in der Zeichnung mit 50 bezeichnete Auswertvorrichtung ist hier lediglich als Kasten dargestellt. Ihr Aufbau und ihre Funktion sind im einzelnen in der DE 39 26 207 C2 beschrieben, auf die verwiesen wird.

Claims (5)

1. Meßanordnung zum Messen der Veränderung einer Flüssig­ keitsmenge, insbesondere der Ölmenge in einer Brenn­ kraftmaschine (10), in einem die Flüssigkeit aufnehmen­ den Speicherraum (12), insbesondere einer Ölwanne, mit einer Meßkammer (20), die mit dem Speicherraum (12) über eine Flüssigkeitsausgleichsleitung (24) in Verbin­ dung steht, und einer Niveaumeßvorrichtung (46) zum Messen des Flüssigkeitsstandes in der Meßkammer (20), wobei die Räume oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Speicherraum (12) und in der Meßkammer (20) mittels einer Druckausgleichsleitung (52) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Flüssigkeitsausgleichsleitung (24) und die Meßkammer (20) eine auf gleichem Niveau wie diese liegende Entlüftungskammer (18) eingeschaltet ist, daß der Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Ent­ lüftungskammer (18) mit den Räumen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Speicherraum (12) und in der Meßkammer (20) mittels der Druck­ ausgleichsleitung (52) verbunden ist, daß die Anschlüsse (36, 38) eines freiliegenden Abschnitts (32) der Flüssigkeitsausgleichsleitung am Speicherraum (12) und an der Entlüftungskammer (18) auf gleichem Niveau liegen, daß die Flüssigkeitsausgleichleitung (24) und ihre Anschlüsse (36, 38) an die Meßkammer (20) und die Entlüftungskammer (18) auf gleicher Temperatur gehalten sind, und daß der tiefste Punkt (42) des Leitungsab­ schnitts (26) der Flüssigkeitsausgleichsleitung (24) zwischen Entlüftungskammer (18) und Meßkammer (20) auf einem Niveau unterhalb des tiefsten Punktes (34) des freiliegenden Abschnitts (32) liegt.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der freiliegende Abschnitt (32) zwischen dem Speicherraum (12) und der Entlüftungs­ kammer (18) eine gute Wärmeisolierung (40) aufweist.

3. Meßanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf gleichem Niveau und parallel zur Entlüftungskammer (18) und zur Meßkammer (20) eine Referenzmeßkammer (22) angeordnet ist, welche gleiche Abmessungen wie die Meßkammer hat und über eine ab­ sperrbare Verbindung (44) mit der Meßkammer in Flüssig­ keitsverbindung steht.

4. Meßanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlüftungskammer (18), die Meßkammer (20) und die Referenzmeßkammer (22) in einem nach außen mit einer Wärmeisolierung (30) versehenen in gemeinsamen Meßgehäuse (16) in einem gut wärmeleitenden Material (28) eingebettet sind.

5. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freiliegende Abschnitt (32) der Flüssigkeitsausgleichsleitung (24) einen Durchhang mit einem auf niedrigerem Niveau als die Anschlüsse (36, 38) liegenden tiefsten Punkt (34) aufweist.