DE4220714A1 - Ultraschallfluessigkeitsniveauindikator - Google Patents
UltraschallfluessigkeitsniveauindikatorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallflüssig
keitsniveauindikator zum Messen eines Flüssigkeitspegels.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Ultra
schallflüssigkeitsniveauindikator zum Messen eines Pegels
einer Flüssigkeitsprobe oder eines Flüssigkeitsmusters in
einem Container eines automatischen Analysators.
In einem Hospital oder in einer Blutbank existieren als
Tests, welche auf Blut angewendet werden, das von Patienten
oder Spendern entnommen worden ist, biochemische Tests wie
beispielsweise GOT, GPT, eine Blutgruppenbestimmung wie bei
spielsweise der ABO-Typ, der Ph-Typ, eine Antikörperklassi
fizierung zum Fixieren eines ungewöhnlichen Antikörpers, ein
Infektionstest wie beispielsweise HBs, HBs, ATL, HIV, Syphi
lis, sowie eine Analyse einer extrem kleinen Menge von Be
standteilen eines lebenden Körpers wie beispielsweise α-Fe
toprotein und ein embryonisches Krebsantigen.
In einem automatischen biochemischen Analysator oder einem
automatischen immunologischen Analysator saugt, um derartige
Tests automatisch durchzuführen, eine Probendüse eine vor
herbestimmte Menge der Blutprobe aus der Blutprobe, die in
einem Container enthalten ist. Beim Aussaugen der Blutprobe
wird ein Flüssigkeitspegel der Blutprobe mittels eines Flüs
sigkeitsniveauindikators gemessen. Basierend auf der Messung
des Niveauindikators wird bestimmt, wie sehr die Probendüse
in die in dem Container enthaltene Blutprobe eingeführt wer
den muß.
Es ist wünschenswert, daß der Flüssigkeitspegel berührungs
los von der Flüssigkeit gemessen wird, um eine Kontamination
der zu messenden Flüssigkeitsprobe oder Flüssigkeit zu ver
hindern und um die Präzision des Testes zu verbessern.
Beispielsweise offenbaren die veröffentlichte ungeprüfte ja
panische Gebrauchsmustermodellanmeldung (PUJUMA) Nr. 57-
16 872, sowie die veröffentlichte ungeprüfte japanische Pa
tentanmeldung (PUJPA) Nr. 57-1 49 922, und die PUJPA Nr. 56-
61 619 einen Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator zur Mes
sung eines Flüssigkeitspegels in einem berührungslosen Zu
stand mittels Verwendung einer Ultraschallwelle. Jedes die
ser offenbarten Meßinstrumente enthält erste und zweite Ul
traschallwandler und einen Ultraschallentfernungsmesser. Der
erste Ultraschallwandler übermittelt eine Ultraschallwelle
zu einer Flüssigkeitsoberfläche und der zweite Ultraschall
wandler empfängt die auf die Flüssigkeitsoberfläche reflek
tierte Ultraschallwelle. Anschließend errechnet ein
Ultraschallabstandsmeßgerät eine Zeitlänge zwischen der
Ultraschallwellenübertragungszeit und der Empfangszeit. Da
durch kann ein Flüssigkeitspegel als eine Entfernung der er
sten und zweiten Ultraschallwandler zum Flüssigkeitspegel
erhalten werden.
In dem Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator ist, im Gegen
satz zu einem Laserstrahl, die von dem ersten Wandler trans
mittierte Ultraschallwelle nicht in eine Richtung konver
tiert. Das heißt, daß die Ultraschallwelle in einem gewissen
Umfang eine Breite und eine Ausdehnung aufweist.
Der Container, in dem die Probe oder das Flüssigkeitsmuster
enthalten ist, ist ein röhrenähnlicher Container, welcher
einen kleineren inneren Durchmesser von ungefähr 8 - 15 mm
aufweist, nämlich typischerweise ein Reagenzröhrchen.
Infolge dieses Umstandes wird die Ultraschallwelle, die von
dem ersten Wandler übertragen wird, aufgrund ihrer nicht fo
kussierten Eigenschaft auf eine obere Kante des Containers
reflektiert, bevor sie den Flüssigkeitspegel erreicht, und
wird oft von dem zweiten Wandler empfangen. Als ein Ergebnis
hiervon mißt der Ultraschallabstandsmesser fehlerhafterweise
den Pegel der oberen Kante des Containers anstatt des Flüs
sigkeitspegels.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator bereitzustellen, wel
cher einen Flüssigkeitspegel innerhalb eines Containers mes
sen kann, der einen kleinen Durchmesser aufweist, so wie
beispielsweise ein Reagenzröhrchen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ultraschall
flüssigkeitsniveauindikator gemäß dem Anspruch 1 bzw. 6 ge
löst.
Im einzelnen geschieht dies erfindungsgemäß dadurch, daß ein
Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator zum Messen eines in
einem Container enthaltenen Flüssigkeitspegels bereitge
stellt wird, welcher eine Öffnung aufweist, die durch eine
periphere Kante definiert wird. Dieses Meßinstrument umfaßt
einen ersten Ultraschallwandler, welcher an einer erhöhten
Position oberhalb der Öffnung des Containers befestigt ist,
sowie Vorrichtungen zum Anregen des ersten Ultraschallwand
lers, um eine Ultraschallwelle zu dem Container zu übertra
gen, Vorrichtungen zum Steuern eines Zeitverhaltens der
Ultraschallwelle, welche von dem ersten Ultraschallwandler
übertragen wird, Vorrichtungen zum Senden der von dem ersten
Ultraschallwandler übertragenen Welle auf eine Oberfläche
der Flüssigkeit, wobei zwischen den Ultraschallwellen, die
zu der Öffnung des Containers übertragen werden, nur die
Ultraschallwelle, welche nicht von der peripheren Kante des
Containers reflektiert wird, zu einer Oberfläche der
Flüssigkeit durch die Öffnung des Containers gesendet wird,
sowie weiterhin einen zweiten Ultraschallwandler, welcher an
der erhöhten Position oberhalb der Öffnung des Containers
befestigt ist, um die Ultraschallwelle zu empfangen, die von
der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert worden ist, und Vor
richtungen zum Errechnen einer Zeitlänge zwischen der Zeit,
bei der der erste Ultraschallwandler die Ultraschallwelle
überträgt und der Zeit, bei der der zweite Ultraschallwand
ler die reflektierte Ultraschallwelle empfängt, wodurch der
Flüssigkeitspegel erhalten wird.
Gemäß dem obigen Meßgerät wird nur die Ultraschallwelle,
welche nicht auf die periphere Kante des Containers reflek
tiert wird, zu der Flüssigkeitsoberfläche gesendet. Daher
ist es möglich, den Pegel der Flüssigkeit korrekt zu messen,
der in einem Container enthalten ist, welcher einen ver
gleichsweise kleinen Durchmesser aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
ein Ultraschallflüssigkeitspegelindikator zum Messen eines
Flüssigkeitspegels einer Flüssigkeit bereitgestellt, die in
einem Container enthalten ist, welche eine Öffnung aufweist,
die durch eine periphere Wand definiert ist. Dieses Meßin
strument umfaßt einen ersten Ultraschallwandler, welcher bei
einer erhöhten Position oberhalb der Öffnung des Containers
befestigt ist, Vorrichtungen zum Anregen des ersten Ultra
schallwandlers, um eine Ultraschallwelle zu dem Container zu
übertragen, Vorrichtungen zum Steuern eines Zeitverhaltens
der Ultraschallwelle, welche von dem ersten Ultraschallwand
ler übertragen werden soll, sowie Vorrichtungen, welche zwi
schen dem ersten Ultraschallwandler und dem Container be
reitgestellt sind, um die übertragene Ultraschallwelle auf
eine Oberfläche der Flüssigkeit zu senden, wobei zwischen
den zu der Öffnung des Containers übertragenen Ultraschall
wellen nur die Ultraschallwelle, welche nicht von der peri
pheren Wand des Containers reflektiert wird, durch die Öff
nung des Containers auf den Flüssigkeitspegel gesendet wird,
sowie einen zweiten Ultraschallwandler, welcher bei der er
höhten Position oberhalb des Containers befestigt ist, um
die auf die Flüssigkeitsoberfläche reflektierte Ultraschall
welle zu empfangen, und Vorrichtungen, welche zwischen dem
zweiten Ultraschallwandler und dem Container angeordnet
sind, um eine erste Ultraschallwelle, welche auf den
Flüssigkeitspegel reflektiert wird, den zweiten Ultraschall
wandler schneller erreichen zu lassen als eine zweite
Ultraschallwelle, welche auf die Flüssigkeitsoberfläche re
flektiert wird, wobei die erste Ultraschallwelle nicht auf
die periphere Wand des Containers reflektiert wird und die
zweite Ultraschallwelle auf die periphere Wand des Contai
ners reflektiert wird, und Vorrichtungen zum Errechnen einer
Zeitlänge zwischen der Zeit, bei der der erste
Ultraschallwandler die Ultraschallwelle überträgt und der
Zeit, bei der der zweite Ultraschallwandler zuerst die re
flektierte Ultraschallwelle empfängt, wodurch der Flüssig
keitspegel erhalten wird.
Gemäß dem obigen Indikator wird, zwischen den Ultra
schallwellen, die von dem ersten Wandler übertragen werden,
nur die Ultraschallwelle, welche nicht auf die periphere
Wand des Containers reflektiert wird, auf den Flüssig
keitspegel gesendet. Des weiteren trägt von den Ultra
schallwellen, welche auf die Flüssigkeitsoberfläche reflek
tiert werden und die von dem zweiten Wandler empfangen wer
den, nur die Ultraschallwelle für die Errechnung der Zeit
länge zum Erhalt des Flüssigkeitspegels bei, welche nicht
auf die periphere Wand des Containers reflektiert wird. Da
her ist es möglich, den Flüssigkeitspegel genau zu messen,
welcher in einem Container mit einem relativ kleinen Durch
messer enthalten ist.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bzw. werden
teilweise von ihr nahegelegt oder können bei der Durchfüh
rung der Erfindung erhalten werden.
Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mittels den
Vorrichtungen und Instrumenten sowie Kombinationen davon re
alisiert und erhalten werden, die im einzelnen in den beige
fügten Ansprüchen ausgeführt sind.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung zum Inhalt.
Die begleitende Zeichnung, welche einen Teil der Beschrei
bung bildet, illustriert gegenwärtig bevorzugte Ausführungs
formen der Erfindung, welche zusammen mit der oben gegebenen
allgemeinen Beschreibung und der folgenden detaillierten Be
schreibung der bevorzugten Ausführungsformen dazu dient, die
Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Ultraschallflüssigkeitsniveau
indikator gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 mißt ein Ultraschallflüssig
keitsniveauindikator, welcher eine erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung betrifft, eine Flüssigkeitsoberfläche
2a einer Flüssigkeitsprobe oder eines Flüssigkeitsmusters
wie beispielsweise Blut 2, welches in einem Container 4 ge
halten wird.
Der Container 4 ist typischerweise ein Reagenzröhrchen, des
sen am oberen Ende ausgebildete Öffnung einen inneren Durch
messer von ungefähr 8 mm bis 15 mm hat.
Eine Ultraschallsonde 6 ist bei einer erhöhten Position
oberhalb des Reagenzröhrchens 4 befestigt und ein Reflektor
8 ist zwischen der Sonde 6 und dem Reagenzröhrchen 4 ange
ordnet.
Die Sonde 6 weist erste und zweite Ultraschallwandler 10 und
12 auf. Die ersten und zweiten Ultraschallwandler 10 und 12
sind derartig angeordnet, daß eine zentrale Achse 14 zwi
schen ihnen verläuft und sich durch das Zentrum des Rea
genzröhrchens 4 und dem der Sonde 6 erstreckt.
Der erste Wandler 10 ist mit einem Treiber 16 verbunden, um
den Wandler 10 anzuregen, die Ultraschallwelle zu übertra
gen. Ein Ultraschallentfernungsmeßgerät 18 wird betrieben,
um einen Steuerbefehl zum Treiber 16 zu senden, um so die
Übertragungszeit des ersten Wandlers zu steuern.
Der zweite Wandler 12 empfängt die von der Flüssigkeitsober
fläche 2a des Blutes in dem Reagenzröhrchens 4 reflektierte
Ultraschallwelle und konvertiert die Welle in ein elek
trisches Signal und sendet das elektrische Signal an einen
Verstärker 20. Der Verstärker 20 verstärkt das Ausgangssi
gnal von dem Wandler 12 und gibt das Signal in den Ultra
schallabstandsmesser 18 ein.
Der Ultraschallabstands- bzw. -entfernungsmesser 18 mißt den
Flüssigkeitspegel, welcher von der Sonde 6 bis zur Flüssig
keitsoberfläche 2a läuft, basierend auf einer Zeitlänge zwi
schen der Ultraschallwellenübertragungszeit des ersten Wand
lers 10 und der Ultraschallwellenempfangszeit des zweiten
Wandlers 12.
Der Reflektor 8 weist eine Blende 22 auf, die auf der zen
tralen Achse 14 angeordnet ist. Der innere Durchmesser der
Blende 22 ist kleiner als der des oberen Endteils des Rea
genzröhrchens 4. Die obere Oberfläche des Reflektors 8, mit
Ausnahme des Bereiches, der der Blende 22 entspricht, bildet
eine reflektierende Oberfläche. Der Betrieb des Ul
traschallflüssigkeitsniveauindikators gemäß der ersten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden
beschrieben:
Der erste Wandler 10 wird über den Treiber 16 durch den Ul traschallentfernungsmesser 18 angeregt, was den Wandler 10 dazu veranlaßt, eine Ultraschallwelle zu übertragen. Ein Wellenfluß der übertragenen Welle weist einen größeren Durchmesser auf, als der innere Durchmesser einer Öffnung 4a des Reagenzröhrchens 4.
Der erste Wandler 10 wird über den Treiber 16 durch den Ul traschallentfernungsmesser 18 angeregt, was den Wandler 10 dazu veranlaßt, eine Ultraschallwelle zu übertragen. Ein Wellenfluß der übertragenen Welle weist einen größeren Durchmesser auf, als der innere Durchmesser einer Öffnung 4a des Reagenzröhrchens 4.
Da der innere Durchmesser der Blende 22 kleiner ist als der
des oberen Endes des Reagenzröhrchens 4, wird eine Ultra
schallwellenkomponente 26, welche durch die Blende 22 des
Reflektors 8 geführt wird, zu dem Reagenzröhrchen 4 gesendet
und von der Flüssigkeitsoberfläche 2a reflektiert, ohne von
der oberen Kante 4b reflektiert worden zu sein, die die Öff
nung 4a definiert. Die reflektierte Welle tritt durch die
Blende 22 hindurch und wird von dem zweiten Wandler 12 emp
fangen.
Demgegenüber wird eine Ultraschallwelle, welche nicht durch
die Blende 22 hindurchtritt, d. h. eine Ultraschallwellen
komponente 28, welche auf eine reflektierende Oberfläche 24
des Reflektors 8 auftrifft, von der Reflexionsoberfläche 24
reflektiert und sie wird daran gehindert, auf die obere
Kante 4b des Reagenzröhrchens 4 gesendet zu werden. In die
sem Fall muß die Ultraschallwellenkomponente 28 in eine
Richtung reflektiert werden, so daß die Welle nicht von dem
zweiten Wandler 12 empfangen werden kann. Um dieses Erfor
derniss zu erfüllen, wird der Reflektor 8 angeordnet, so daß
er einen ausreichenden Winkel zwischen der reflektierenden
Oberfläche 24 und der Zentralachse 14 bildet, beispielsweise
ungefähr 45°.
Gemäß dem obigen Pfad der Ultraschallwelle wird, da die Ul
traschallwelle, die von dem Wandler 10 übertragen worden
ist, nicht auf die obere Kante 4b des Reagenzröhrchens re
flektiert worden ist, nur die reflektierte Ultraschallwelle,
welche von der Flüssigkeitsoberfläche 2a gesendet worden
ist, von dem Wandler 12 empfangen. Aufgrund dieses Umstandes
wird die Empfangszeit, welche zu dem Ultraschallentfernungs
messer 18 über den Verstärker 20 von dem Wandler 12 geleitet
wird, nicht durch die Reflexion der oberen Kante 4b des Rea
genzröhrchens 4 beeinflußt. Als ein Ergebnis hiervon kann
der Ultraschallentfernungsmesser 18 den Flüssigkeitspegel
genau messen.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten
Ausführungsform liegt darin, daß ein hohler konischer Re
flektor 30 anstelle des Reflektors 8 der ersten Ausführungs
form verwendet wird. Die Sonde 6 und der Reflektor 30 sind
in dieser Ausführungsform miteinander in Kontakt. Indessen
können beide auch voneinander separiert werden.
Der Reflektor 30 weist eine Blende 32 auf, welche auf der
zentralen Achse 14 angeordnet ist. Ähnlich der Blende 22 des
Reflektors 8 ist der innere Durchmesser einer Öffnung 34 des
unteren Endes der Blende 32 kleiner als der Durchmesser der
Öffnung 4a des Reagenzröhrchens 4. Die sich verjüngende in
nere Oberfläche des Reflektors 30, die die Blende 32 defi
niert, ist eine reflektierende Oberfläche 36. Die Anordnung
des Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator der zweiten Aus
führungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungs
form, mit Ausnahme des Reflektors 30.
Der Betrieb des Ultraschallflüssigkeitsniveauindikators ge
mäß der zweiten Ausführungsform wird im folgenden beschrie
ben:
Zwischen den Ultraschallwellen, welche durch den ersten Wandler übertragen werden, wird eine Ultraschallwellenkompo nente 38, welche auf die sich verjüngende reflektierende Oberfläche 36 der konischen Blende 32 auftrifft, auf die reflektierende Oberfläche 36 reflektiert. Aufgrund dieses Umstandes wird die Ultraschallkomponente 38 nicht zu dem Reagenzröhrchen 4 gesendet. Im Gegensatz dazu betritt eine Ultraschallwellenkomponente 40 das Reagenzröhrchen 4 und wird von der Flüssigkeitsoberfläche 2a reflektiert und tritt erneut durch die Öffnung 34 hindurch und wird schließlich von dem zweiten Wandler 12 empfangen. Dann wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, der Flüssigkeitspegel durch den Ultraschallentfernungsmesser 18 korrekt gemessen.
Zwischen den Ultraschallwellen, welche durch den ersten Wandler übertragen werden, wird eine Ultraschallwellenkompo nente 38, welche auf die sich verjüngende reflektierende Oberfläche 36 der konischen Blende 32 auftrifft, auf die reflektierende Oberfläche 36 reflektiert. Aufgrund dieses Umstandes wird die Ultraschallkomponente 38 nicht zu dem Reagenzröhrchen 4 gesendet. Im Gegensatz dazu betritt eine Ultraschallwellenkomponente 40 das Reagenzröhrchen 4 und wird von der Flüssigkeitsoberfläche 2a reflektiert und tritt erneut durch die Öffnung 34 hindurch und wird schließlich von dem zweiten Wandler 12 empfangen. Dann wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, der Flüssigkeitspegel durch den Ultraschallentfernungsmesser 18 korrekt gemessen.
In diesem Fall wird von den Ultraschallwellen, die auf die
reflektierende Oberfläche 36 reflektiert worden sind, eine
Ultraschallwellenkomponente 42, deren Reflexionswinkel
stumpfwinklig ist, das Reagenzröhrchen 4 betreten und sie
wird auf eine innere Wand 4c reflektiert, die die Öffnung 4a
des Reagenzröhrchens definiert oder auf die Flüssig
keitsoberfläche 2a, und sie wird von dem zweiten Wandler 12
empfangen werden. Indessen ist die Ultraschallwellenübertra
gungsentfernung der Ultraschallwellenkomponente 42 länger als
die der Ultraschallwellenkomponente 44, welche nicht auf die
reflektierende Oberfläche 46 der inneren Wand 4c des Rea
genzröhrchens 4 reflektiert worden ist. Infolgedessen wird
die Zeit, bei der die Ultraschallwellenkomponente 42 von dem
zweiten Wandler 12 empfangen wird, länger sein als die in
dem Fall der Ultraschallwellenkomponente 44. Infolgedessen
wird die Ultraschallwellenkomponente 44 nutzlos und weist
keinen Einfluß auf die Messung des Flüssigkeitspegels auf.
Es wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Modifikationen
im Hinblick auf die vorliegende Erfindung durchgeführt wer
den können.
Beispielsweise kann von einem Fachmann leicht nachvollzogen
werden, daß eine Probendüse zum Ansaugen von Blut 2 und ihr
Antriebsmechanismus sowie eine Steuerung zum Steuern, wie
tief die Probendüse in das Blut 2 eingeführt werden muß,
leicht mit dem Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator der
vorliegenden Erfindung kombiniert werden können. Darüber
hinaus kann ein Container 4 mit einer Form nach Bedarf be
nutzt werden, die von der des Reagenzröhrchens verschieden
ist. In diesem Fall wird der innere Durchmesser der Blende
22 oder der innere Durchmesser des unteren Endes der Blende
32 kleiner gemacht als der Durchmesser der Öffnung des obe
ren Endes des Containers 4. Darüber hinaus kann die äußere
Form des Reflektors 30, welcher eine konische Blende 32 auf
weist, zylindrisch sein. Wie andere Modifikationen können
die Sonde 6 und der Reflektor 30 integral ausgebildet sein.
Demgemäß können verschiedene Modifikationen durchgeführt
werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen, wie
er in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten de
finiert ist.
Zusammenfassend kann also festgehalten werden: ein Ultra
schallflüssigkeitsniveauindikator zum Messen des Pegels ei
ner zu messenden Flüssigkeit, welche in einem Rea
genzröhrchen enthalten ist, wird bereitgestellt. Das Meßge
rät umfaßt eine Sonde, welche erste und zweite Ultraschall
wellenwandler aufweist, die in einer erhöhten Position ober
halb eines Containers angeordnet sind, so wie einen
Reflektor, der zwischen dem Container und der Sonde
angeordnet ist. Der Reflektor weist eine Blende auf, wobei
der innere Durchmesser der Blende kleiner ist als der einer
Öffnung des Containers. Die obere Oberfläche des Reflektors
Blende ist eine reflektierende Oberfläche. Zwischen den Ul
traschallwellen, die von dem ersten Wandler übertragen wer
den, wird eine, welche durch die Blende des Reflektors hin
durchgeführt wird, zu dem Container gesendet und auf eine
Oberfläche der zu messenden Flüssigkeit reflektiert. Die re
flektierte Ultraschallwelle wird durch die Blende hindurch
geführt und wird von dem zweiten Wandler empfangen. Demge
genüber wird die übermittelte Ultlraschallwelle, welche
nicht durch die Blende des Reflektors hindurchgeführt wurde,
auf die reflektierende Oberfläche des Reflektors reflektiert
und sie wird nicht von dem zweiten Wandler empfangen. Ein
Ultraschallwellenentfernungsmesser mißt den Pegel der zu
messenden Flüssigkeit basierend auf einer Zeitlänge zwischen
der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem ersten Wand
ler übertragen wurde und der Zeit, bei der die Ultraschall
welle von dem zweiten Wandler empfangen wurde.
Claims (11)
1. Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator zum Messen eines
Pegels einer Flüssigkeit (2), welche in einem Container
(4) enthalten ist, der eine Öffnung (4a) aufweist, die
durch eine periphere Kante (4b) definiert ist, mit:
einem ersten Ultraschallwandler (10), welcher bei einer erhöhten Position oberhalb der Öffnung (4a) des Contai ners (4) befestigt ist;
Vorrichtungen (16) zum Anregen des ersten Ultraschall wandlers (10), um eine Ultraschallwelle zu dem Container (4) zu übertragen;
Vorrichtungen (18) zum Steuern eines Zeitverhaltens der Ultraschallwelle, die von dem ersten Ultraschallwandler (18) zu übertragen ist;
einem zweiten Ultraschallwandler (12), welcher bei der erhöhten Position oberhalb der Öffnung (4a) des Contai ners (4) befestigt ist, um eine Ultraschallwelle zu emp fangen, die von einer Oberfläche (2a) der Flüssigkeit (2) reflektiert worden ist;
Vorrichtungen (18) zum Errechnen einer Zeitlänge zwi schen der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem er sten Ultraschallwandler (10) übertragen wird und der Zeit, bei der die reflektierte Ultraschallwelle von dem zweiten Ultraschallwandler (12) empfangen wird, wodurch ein Flüssigkeitspegel erhalten wird, dadurch gekennzei chnet, daß er desweiteren aufweist:
Sendervorrichtungen (8), um die übertragene Ultraschall welle zu der Flüssigkeitsoberfläche (2a) zu senden, wo bei von den Ultraschallwellen, die zu der Öffnung (4a) des Containers (4) übertragen worden sind, nur die Ultraschallwelle zu der Flüssigkeitsoberfläche (2a) durch die Öffnung (4a) des Containers (4) gesendet wird, die nicht auf die periphere Wand (4b) des Containers (4) reflektiert wird.
einem ersten Ultraschallwandler (10), welcher bei einer erhöhten Position oberhalb der Öffnung (4a) des Contai ners (4) befestigt ist;
Vorrichtungen (16) zum Anregen des ersten Ultraschall wandlers (10), um eine Ultraschallwelle zu dem Container (4) zu übertragen;
Vorrichtungen (18) zum Steuern eines Zeitverhaltens der Ultraschallwelle, die von dem ersten Ultraschallwandler (18) zu übertragen ist;
einem zweiten Ultraschallwandler (12), welcher bei der erhöhten Position oberhalb der Öffnung (4a) des Contai ners (4) befestigt ist, um eine Ultraschallwelle zu emp fangen, die von einer Oberfläche (2a) der Flüssigkeit (2) reflektiert worden ist;
Vorrichtungen (18) zum Errechnen einer Zeitlänge zwi schen der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem er sten Ultraschallwandler (10) übertragen wird und der Zeit, bei der die reflektierte Ultraschallwelle von dem zweiten Ultraschallwandler (12) empfangen wird, wodurch ein Flüssigkeitspegel erhalten wird, dadurch gekennzei chnet, daß er desweiteren aufweist:
Sendervorrichtungen (8), um die übertragene Ultraschall welle zu der Flüssigkeitsoberfläche (2a) zu senden, wo bei von den Ultraschallwellen, die zu der Öffnung (4a) des Containers (4) übertragen worden sind, nur die Ultraschallwelle zu der Flüssigkeitsoberfläche (2a) durch die Öffnung (4a) des Containers (4) gesendet wird, die nicht auf die periphere Wand (4b) des Containers (4) reflektiert wird.
2. Der Indikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sendervorrichtungen (8) ein plattenähnliches
Teil sind, welches eine Öffnung (22) mit einem inneren
Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der der Öff
nung (4a) des Containers (4).
3. Der Indikator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung (22) des plattenähnlichen Teiles (8) mit
der Öffnung (4a) des Containers (4) ausgerichtet ist.
4. Der Indikator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das plattenähnliche Teil (8) eine reflektierende
Oberfläche (24) aufweist, welche dem ersten Ultraschall
wandler (10) gegenüberliegt.
5. Der Indikator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das plattenähnliche Teil (8) im Hinblick auf den
Flüssigkeitspegel (2a) verkippt ist.
6. Ultraschallflüssigkeitsniveauindikator zum Messen eines
Pegels einer in einem Container (4) enthaltenen Flüssig
keit, der eine Öffnung (4a) aufweist, die durch eine pe
riphere Wand (4c) definiert ist, mit:
einem ersten Ultraschallwandler (10), welcher bei einer erhöhten Position oberhalb der Öffnung des Containers (4) befestigt ist;
Vorrichtungen (16) zum Anregen des ersten Ultraschall wandlers (10), um eine Ultraschallwelle zum Container (4) zu übertragen;
Vorrichtungen (18) zum Steuern eines Zeitverhaltens der von dem ersten Ultraschallwandler (10) zu übermittelnden Ultraschallwelle;
einem zweiten Ultraschallwandler (12), welcher bei der erhöhten Position oberhalb der Öffnung (4a) des Contai ners (4) befestigt ist, um die Ultraschallwelle zu emp fangen, die auf die Flüssigkeitsoberfläche (2a) reflek tiert worden ist;
Vorrichtungen (18) zum Errechnen einer Zeitlänge zwi schen der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem er sten Ultraschallwandler (10) übertragen worden ist und der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem zweiten Ultraschallwandler (12) empfangen worden ist, wodurch der Flüssigkeitspegel erhalten wird; dadurch gekenn zeichnet, daß er desweiteren aufweist:
Vorrichtungen (30), welche zwischen dem ersten Ultra schallwandler (10) und dem Container (4) bereitgestellt worden sind, um die übertragene Ultraschallwelle auf eine Oberfläche (2a) der Flüssigkeit (2) zu senden, wo bei nur die Ultraschallwelle, welche nicht auf die peri phere Wand (4c) des Containers (4) reflektiert wird zu der Flüssigkeitsoberfläche (2a) durch die Öffnung (4a) des Containers (4) gesendet wird; und
Erreichungsvorrichtungen (30), welche zwischen dem zwei ten Ultraschallwandler (12) und dem Container (4) be reitgestellt worden sind, um eine erste Ultraschall welle, welche auf die Flüssigkeitsoberfläche reflektiert worden ist, den zweiten Ultraschallwandler (12) schnel ler erreichen zu lassen als eine zweite Ultraschall welle, die auf die Flüssigkeitsoberfläche (2a) reflek tiert worden ist, wobei die erste Ultraschallwelle nicht auf die periphere Wand (4c) des Containers (4) reflek tiert worden ist und die zweite Ultraschallwelle auf die periphere Wand (4c) des Containers (4) reflektiert wor den ist.
einem ersten Ultraschallwandler (10), welcher bei einer erhöhten Position oberhalb der Öffnung des Containers (4) befestigt ist;
Vorrichtungen (16) zum Anregen des ersten Ultraschall wandlers (10), um eine Ultraschallwelle zum Container (4) zu übertragen;
Vorrichtungen (18) zum Steuern eines Zeitverhaltens der von dem ersten Ultraschallwandler (10) zu übermittelnden Ultraschallwelle;
einem zweiten Ultraschallwandler (12), welcher bei der erhöhten Position oberhalb der Öffnung (4a) des Contai ners (4) befestigt ist, um die Ultraschallwelle zu emp fangen, die auf die Flüssigkeitsoberfläche (2a) reflek tiert worden ist;
Vorrichtungen (18) zum Errechnen einer Zeitlänge zwi schen der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem er sten Ultraschallwandler (10) übertragen worden ist und der Zeit, bei der die Ultraschallwelle von dem zweiten Ultraschallwandler (12) empfangen worden ist, wodurch der Flüssigkeitspegel erhalten wird; dadurch gekenn zeichnet, daß er desweiteren aufweist:
Vorrichtungen (30), welche zwischen dem ersten Ultra schallwandler (10) und dem Container (4) bereitgestellt worden sind, um die übertragene Ultraschallwelle auf eine Oberfläche (2a) der Flüssigkeit (2) zu senden, wo bei nur die Ultraschallwelle, welche nicht auf die peri phere Wand (4c) des Containers (4) reflektiert wird zu der Flüssigkeitsoberfläche (2a) durch die Öffnung (4a) des Containers (4) gesendet wird; und
Erreichungsvorrichtungen (30), welche zwischen dem zwei ten Ultraschallwandler (12) und dem Container (4) be reitgestellt worden sind, um eine erste Ultraschall welle, welche auf die Flüssigkeitsoberfläche reflektiert worden ist, den zweiten Ultraschallwandler (12) schnel ler erreichen zu lassen als eine zweite Ultraschall welle, die auf die Flüssigkeitsoberfläche (2a) reflek tiert worden ist, wobei die erste Ultraschallwelle nicht auf die periphere Wand (4c) des Containers (4) reflek tiert worden ist und die zweite Ultraschallwelle auf die periphere Wand (4c) des Containers (4) reflektiert wor den ist.
7. Der Indikator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sendervorrichtungen (30) und die Erreichungsvor
richtungen (30) zusammen als ein integrales Teil
ausgebildet sind.
8. Der Indikator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das integrale Teil (30) ein hohles Teil ist, welches
eine Blende (32) aufweist, deren äußere Begrenzungen
durch eine reflektierende Oberfläche (36) definiert
sind.
9. Der Indikator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (32) des hohlen Teils mit der Öffnung
(4a) des Containers (4) ausgerichtet ist.
10. Der Indikator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (32) des hohlen Teils von verjüngendem
Querschnitt ist.
11. Der Indikator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (32) des hohlen Teils sich von einem Ende
erstreckt, das einen inneren Durchmesser aufweist, der
kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung (4a) des
Containers (4), und das der Öffnung des Containers (4)
gegenüberliegt, bis hin zu dem anderen Ende, welches
einen inneren Durchmesser aufweist, der größer ist als
das andere Ende, und das den ersten und zweiten Ultra
schallwandlern (10, 12) gegenüberliegt.
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