NO321266B1

NO321266B1 - Anordning ved nivamaling

Info

Publication number: NO321266B1
Application number: NO20015626A
Authority: NO
Inventors: Terje Karlsen
Original assignee: Autosensor As
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2006-04-10
Also published as: AU2002343268A1; NO20015626D0; NO20015626L; WO2003044470A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for nivåmåling av fluid i en beholder, omfattende en magnetisk flottør ordnet om et langstrakt hovedlegeme, hvortil det påføres elektrisk strøm, og hvor hovedlegemet omfatter en membran med et antall langsgående strømbaner som er adskilt av mellomliggende avstandsstykker, og at de elektriske strømbaner er innrettet til innbyrdes kontaktforbindelse for å frembringe en lukket resistanskrets. Oppfinnelsen vedrører også en anordning for nivåmåling av fluid i en beholder, omfattende et langstrakt hovedlegeme, hvortil det påføres elektrisk strøm, hvor hovedlegemet omfatter en membran med et antall langsgående strømbaner som er adskilt av mellomliggende avstandstykker, og at de elektriske strømbaner er innrettet til innbyrdes kontaktforbindelse for å frembringe en lukket resistanskrets.

Foreliggende oppfinnelse frembringer en eksplosjonssikker væskemåler, ettersom anordningens strømførende del ikke er i kontakt med væske i tanken. Problemer med dagens løsninger, for eksempel for måling av drivstoffnivå i et kjøretøys tank, er at en sensors strømførende del er i direkte kontakt med drivstoff eller gass. Dette medfører at det kan oppstå eksplosjonsfare dersom det utvikles elektriske utladninger, slik at for eksempel gassen antennes.

Fra dagens løsninger, når det gjelder bruk av elektrisk utstyr, er det kjent at det benyttes en anordning med en plate med varierende viklet resistans som er koblet til en mekanisk arm med flottør for nivåmåling. Det er også kjent å benytte en anordning med en sender av ultrasoniske pulser som reflekteres av en magnet for nivåmåling.

For måling av væskenivå i en tank er det kjent å benytte magnetisk kraft. DE 3428132 omhandler en løsning hvor et vertikalt rør er ordnet i en tank. Røret fører en magnetisk flottør som beveges med væskenivået. Den magnetiske flottøren er innrettet til å bevege en annen magnet ordnet inne i røret, slik at sistnevnte magnet er i samme nivå som flottøren. Posisjonen til magneten, og dermed væskenivået, måles ved hjelp av en ultrasonisk sensor som sender ut signaler til magneten.

US 4,052,901 omhandler nivådetektering hvor det benyttes to langstrakte, adskilte strømbaner med sikksakk form på en folie som brettes. Ved spenningsmåling kan væskenivå bestemmes ut fra spenningsfall på grunn av bestemt resistanskarakteristikk i en lukket krets. Det kan videre benyttes en flottør med magnet.

US 4,890,492 omhandler lideledes nivådetektering, hvor det benyttes to langstrakte strømbaner som er festet til hver sin plastikkfilm, et av båndene er laget av kobber og det andre båndet er laget av karbon. Når båndene føres mot hverandre kan dermed væskenivå bestemmes ved hjelp av spenningsmåling.

Slik foreliggende oppfinnelse er utformet er det oppfinneriske konseptet ikke kjent fra teknikken. Å kombinere de kjente løsninger, dvs. utførelser hvor målinger utføres elektrisk eller magnetisk, vil heller ikke være naturlig for en fagmann.

Ulemper med løsningen hvor det benyttes en anordning med en plate med varierende viklet resistans som er koblet til en mekanisk arm med flottør for nivåmåling, er at den ikke er eksplosjonssikker samt at den er unøyaktig. Når det gjelder anordningen med en sender av ultrasoniske pulser som reflekteres av en magnet for nivåmåling er ulemper blant annet at det må benyttes en egen sender av pulser og at den er kostbar.

Fordeler med foreliggende løsningen er at det frembringes et måleverktøy som erfkelt kan plasseres i tanken hvor væskenivået skal måles. Oppfinnelsen er enkel å fremstille, og vil dermed også være kostnadsbesparende, for eksempel for en bilprodusent og/eller produsenter av beholdere/tanker. Den gir økt sikkerhet mot eksplosjonsfare i en tank med brennbart.fluidum og kan således være aktuell å benytte i en drivstofftank i et kjøretøy, beholdere for olje, petroleumsfat, gassbeholdere, etc.

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe en anordning som er innrettet til å måle ulike væskers nivåer i beholdere og oppbevaringstanker, på en driftssikker, nøyaktig og eksplosjonssikker måte, og hvor strømførende deler ikke kommer i kontakt med væske eller gass i beholderen.

Dette formålet oppnås ved foreliggende oppfinnelse ved at en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at et magnetbånd er ordnet i tilknytning til en av de elektriske strømbaner, innrettet til bli påvirket av den magnetiske flottøren, at strømbanene er pålagt en blanding av sølv og karbon, hvor blandingsforholdet mellom sølv og karbon kan variere i strømbanenes lengderetning, og at de elektriske strømbaner er innrettet til å frembringe en sluttet krets med en bestemt resistans-karakteristikk avhengig av hvor i membranens lengderetning kontakten blir dannet mellom nevnte strømbaner og blandingsforholdet mellom sølv og karbon.

I alternative foretrukne utførelser kan strømbanene være utformet som en folie. Videre kan membranen med de elektriske strømbaner og magnetbåndet være anordnet i et forseglbart hus, hvor den magnetiske flottøren er anordnet om huset og er innrettet til å beveges i husets lengderetning ved hjelp av oppdrift.

Foretrukket er hovedlegemet sammensatt av metallbåndet, en første elektrisk ledende folie, et antall avstandsstykker, en andre elektrisk ledende folie og et festemiddel, så som tape, ordnet til hovedlegemets ene side. Fortrinnsvis er hovedlegemets strømbaner koblet til avlesningsutstyr for avlesning av fluidnivået i beholderen.

En av de elektrisk ledende folier og magnetbåndet kan være integrert med hverandre.

Avhengig av resistans-karakteristikk som er frembrakt når det er oppnådd kontakt mellom strømbanene, kan fluidnivået i beholderen avleses ved hjelp av avlesningsutstyret.

I en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse frembringes en anordning ved nivåmåling av fluid i en beholder, og er kjennetegnet ved at strømbanene er pålagt en blanding av sølv og karbon, hvor blandingsforholdet mellom sølv og karbon kan variere i strømbanenes lengderetning, og at strømbanene er innrettet til å påvirkes av det omliggende væsketrykket i beholderen slik at det dannes innbyrdes kontakt, hvorved de elektriske strømbaner, avhengig av væsketrykket, er innrettet til å frembringe en sluttet krets med en bestemt resistans-karakteristikk avhengig av hvor i membranens lengderetning kontakten blir dannet mellom nevnte strømbaner og blandingsforholdet mellom sølv og karbon.

Hovedlegemets strømbaner kan som tidligere omtalte være koblet til avlesningsutstyr for avlesning av fluidnivået i beholderen.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved at anordningen plasseres i drivstofftanken til et kjøretøy og innrettet til være koblet til kjøretøyets drivstoffmåler, for avlesning av drivstoffnivået i tanken. Anordningen kan også anvendes i andre beholdere for avlesning av fluidnivå.

Oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av de vedlagte tegninger, hvori;

Figur 1 viser en utførelse av en anordning ved nivåmåling ifølge oppfinnelsen. Figur 2 viser en membran som er ordnet i anordningen ifølge figur 1. Figur 3 viser et snitt av membranen og et magnetbånd langs linjen A-A i figur 2.

Som figur 1 viser omfatter anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse et langstrakt hovedlegeme 10. Om hovedlegemet 10 kan det være anordnet et langstrakt hus 12 for blant annet beskyttelse av hovedlegemet. Huset kan også benyttes for sentrering av en omliggende magnetisk flottør 14, som har oppdrift i væsken som skal måles. Huset kan videre bestå av for eksempel et plastmateriale og er dessuten forseglbart. I det viste eksemplet i figur 1 er huset 12 rektangulært, men kan anta andre ytre former.

Om hovedlegemet 10 og huset 12 er som nevnte en magnetisk flottør 14 anordnet, hvor flottøren innholder en magnet som er innrettet til å påvirke elektriske strømbaner 16a,16b.

Hovedlegemet 10 omfatter en membran 11 og et magnetbånd 22. Membranen 11 omfatter videre en øvre elektrisk strømbane 16a og en nedre elektrisk strømbane 16b. Mellom strømbanene er det anordnet avstandsstykker 18a og 18b. Avstandsstykkene er selvfølgelig ikke elektrisk eller magnetisk ledende. Videre kan det til en av strømbanene være ordnet et festemiddel, så som en limforbindelse, tape eller lignende, for feste av membranen 11 til huset 14 eller et annet festeunderlag. Tilstøtende en av strømbanene er det også anordnet et magnetbånd 22, som for eksempel kan bestå av et metallbånd. Uttrykkene "øvre" og "nedre" henspiller kun på hvordan membranen er vist i figur 3 og er ikke ment å være absolutte betegnelser.

Videre omfatter membranen, eller de elektriske strømbaner, tilkoblingsmidler (ikke vist) til avlesningsutstyr for fremvisning av nivåmålingen.

Prinsippet for oppfinnelsen, som vist i figurene 1-3, er anvendelse av magnetisk feltstyrke. Når flottøren 14 beveges av oppdriften langs hovedlegemet 10, og huset 12, påvirkes magnetbåndet 22 av magneten i flottøren. Magnetbåndet påvirker dermed membranen 11 ved at magnetbåndet forflyttes/presses mot den øvre strømbanen 16a, dvs. den øvre folien med pålagt strømbane, slik at den øvre strømbanen presses/føres mot den nedre strømbanen 16b. Dermed oppnås det elektrisk kontakt mellom strømbanene.

Strømbanene 16a, 16b kan som nevnt for eksempel omfatte en folie som er sammensatt som en membran 11, pålagt en blanding av sølv og karbon for å frembringe ulike resistans-karakteristrikker. Avhengig av hvor i membranens lengderetning kontakten oppstår mellom strømbanene, vil signalet som sendes ut, dvs. målt resistans i kretsen, indikere et bestemt væskenivå i tanken.

Resistans-karakteristikken som er basert på ulike blandinger av sølv og karbon, kan lages for ulike resistansområder og kan. være lineære, ulineære eller logaritmiske funksjoner. Resistans-karakteristikken holder seg rimelig nøyaktig innenfor temperaturområder fra f.eks.

-40 til +80 grader celsius. Med resistans-karakteristikk menes resistansverdi målt, på for eksempel utgangen av sensoren, som funksjon av kontaktinnslag i sensorens lengderetning. Ulike resistans-karakteristikker som lineære, ulineære og logaritmiske karakteristikker kan

dermed frembringes ved ulik dosering/blandingsforhold av sølv og karbon i sensorens lengderetning, dvs. at blandingsforholdet mellom sølv og karbon kan variere i strømbanenes lengderetning.

I en alternativ utførelse kan kun membranen med strømbanene anvendes, dvs. det benyttes verken et hus om hovedlegemet eller en magnetisk flottør. Anordningen ved nivåmåling av fluid i en beholder vil da foretrukket omfatte et langstrakt hovedlegeme (10), hvortil det påføres elektrisk strøm, hvor hovedlegemet (10) omfatter de langsgående, adskilte strømbaner (16a,16b). Strømbanene vil være innrettet til å påvirkes av det omliggende væsketrykket i beholderen, og avhengig av væsketrykket blir det dannet kontakt mellom de elektriske strømbaner (16a,16b) slik det frembringes en sluttet krets med en bestemt resistans-karakteristikk.

Tilsvarende som for den tidligere omtalte løsning, vil hovedlegemet omfatte en membran (11) som rommer de elektriske strømbaner (16a,16b), og strømbanene vil være ordnet i membranens (11) lengderetning og adskilt ved avstandsstykker (18a,18b) ordnet derimellom.

Strømbanene (16a,16b) kan tilsvarende være pålagt en blanding av sølv og karbon, hvorved de elektriske strømbaner er innrettet til å frembringe ulik resistans-karakteristikk, avhengig av hvor i membranens lengderetning kontakten dannes mellom strømbanene.

Det kan dermed slås fast at foreliggende oppfinnelse frembringer et måleverktøy som, avhengig av hvor i hovedlegemets lengderetning flottøren til enhver tid befinner seg, frembringer en sikker og nøyaktig måling av fluidnivået i en beholder.

Claims

1. Anordning for nivåmåling av fluid i en beholder, omfattende en magnetisk flottør (14) ordnet om et langstrakt hovedlegeme (10), hvortil det påføres elektrisk strøm, hvor hovedlegemet (10) omfatter en membran (11) med et antall langsgående strømbaner (16a,16b) som er adskilt av mellomliggende avstandsstykker (18a,18b), og at de elektriske strømbaner (16a,16b) er innrettet til innbyrdes kontaktforbindelse for å frembringe en lukket resistanskrets, karakterisert ved at et magnetbånd (22) er ordnet i tilknytning til en av de elektriske strømbaner, innrettet til bli påvirket av den magnetiske flottøren (14), at strømbanene (16a,16b) er pålagt en blanding av sølv og karbon, hvor blandingsforholdet mellom sølv og karbon kan variere i strømbanenes lengderetning, og at de elektriske strømbaner (16a,16b) er innrettet til å frembringe en sluttet krets med en bestemt resistans-karakteristikk avhengig av hvor i membranens (11) lengderetningen kontakten blir dannet mellom nevnte strømbaner (16a,16b) og blandingsforholdet mellom sølv og karbon.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at magnetbåndet (22) er ordnet langsgående i hovedlegemet (10), og at magnetbåndet er innrettet til å føre den øvre strømbanen (16a) mot den nedre strømbanen (16b), under påvirkning av den magnetiske flottøren.

3. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at strømbanene (16a,16b) er utformet som en folie.

4. Anordning i samsvar med krav 2-3, karakterisert ved at membranen (11) med de elektriske strømbaner (16a,16b) og magnetbåndet (22) er anordnet i et forseglbart hus (12), og at den magnetiske flottøren er anordnet om huset (12) og innrettet til å beveges i husets lengderetning ved hjelp av oppdrift.

5. Anordning i samsvar med et av de foregående kravene, karakterisert ved at hovedlegemet (10) er sammensatt av metallbåndet (22), en første elektrisk ledende folie (16a), et antall avstandsstykker (18a,18b), en andre elektrisk ledende folie (16b) og et festemiddel (20), så som tape, ordnet til hovedlegemets ene side.

6. Anordning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at hovedlegemets strømbaner er koblet til avlesningsutstyr for avlesning av fluidnivået i beholderen.

7. Anordning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at en av de elektrisk ledende folier og magnetbåndet er integrert med hverandre.

8. Anordning i samsvar med et av de foregående kravene, karakterisert ved at avhengig av resistans-karakteristikk som er frembrakt når det er oppnådd kontakt mellom strømbanene, kan fluidnivået i beholderen avleses ved hjelp av avlesningsutstyret.

9. Anordning for nivåmåling av fluid i en beholder, omfattende et langstrakt hovedlegeme (10), hvortil det påføres elektrisk strøm, hvor hovedlegemet (10) omfatter en membran (11) med et antall langsgående strømbaner (16a,16b) som er adskilt av mellomliggende avstandstykker (18a,18b), og at de elektriske strømbaner (16a,16b) er innrettet til innbyrdes kontaktforbindelse for å frembringe en lukket resistanskrets, karakterisert ved at strømbanene (16a,16b) er pålagt en blanding av sølv og karbon, hvor blandingsforholdet mellom sølv og karbon kan variere i strømbanenes lengderetning, og at strømbanene er innrettet til å påvirkes av det omliggende væsketrykket i beholderen slik at det dannes innbyrdes kontakt, hvorved de elektriske strømbaner (16a,16b), avhengig av væsketrykket, er innrettet til å frembringe en sluttet krets med en bestemt resistans-karakteristikk avhengig av hvor i membranens (11) lengderetningen kontakten blir dannet mellom nevnte strømbaner (16a,16b) og blandingsforholdet mellom sølv og karbon.

10. Anordning i samsvar med krav 10, karakterisert ved at hovedlegemets strømbaner er koblet til avlesningsutstyr for avlesning av fluidnivået i beholderen.

11. Anvendelse av en anordning ifølge kravene 1-8, hvorved anordningen er anordnet i drivstofftanken til et kjøretøy og innrettet til være koblet til kjøretøyets drivstoffmåler, for avlesning av drivstoffnivå i tanken.

12. Anvendelse av en anordning ifølge kravene 9-10, hvorved anordningen er anordnet i drivstofftanken til et kjøretøy og innrettet til være koblet til kjøretøyets drivstoffmåler, for avlesning av drivstoffnivå i tanken.