DE2747326C2

DE2747326C2 - Device for continuous measurement of the liquid level in a container

Info

Publication number: DE2747326C2
Application number: DE19772747326
Authority: DE
Inventors: Horst 6231 Schwalbach Schlick; Willi 6369 Schöneck Vogler
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1985-12-12
Also published as: DE2747326A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter, insbesondere einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs, mit einem kapazitiven Meßumformer mit isoliert zueinander befestigten Elektroden, der als ein schwingungsbestimmendes Element eines Oszillators verwendet ist, dessen Ausgang mit einer Steuer- und/oder Anzeigestufe in Verbindung steht, wobei der Meßumformer aus einer Mehrzahl länglicher Elektroden besteht, die nahezu vollständig in einem Isolierstoffkörper angeordnet sind und der Oszillator in integrierter Bauweise ausgebildet ist, dessen Ausgang über einen monostabilen Multivibrator an ein Quotientenmeßwerk angeschlossen ist, nach Patent 26 45 716.The invention relates to a device for continuously measuring the liquid level in one Container, in particular a fuel tank of a motor vehicle, with a capacitive measuring transducer with electrodes that are insulated from one another and are used as a vibration-determining element of an oscillator is used, the output of which is connected to a control and / or display stage, the Transmitter consists of a plurality of elongated electrodes, which are almost completely enclosed in an insulating body are arranged and the oscillator is designed in an integrated manner, the output of which has a monostable multivibrator is connected to a quotient measuring mechanism, according to patent 26 45 716.

Wie im Hauptpatent ausgeführt ist, eignet sich eine derartige Einrichtung insbesondere zur Niveaumessung bei Flüssigkeiten mit einer kleinen relativen Dieelektrizitätskonstanten, also beispielsweise bei Kraftstoff, da eine für eine einwandfreie Auswertung genügend große Kapazitätsänderung zwischen vollem und leerem Behälter auftritt. Ein weiterer Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß der Aufbau des Fühlers die Erzeugung nahezu jeder Eichkennlinie erlaubt, wodurch die Einrichtung auch bei Behältern komplizierterer Form einsetzbar ist, und zudem eine Restmengenanzeige mit großer Genauigkeit gestattetAs stated in the main patent, such a device is particularly suitable for level measurement in the case of liquids with a small relative dielectric constant, for example in the case of fuel, there a change in capacity between full and empty container that is sufficiently large for a correct evaluation occurs. Another advantage of this device is that the structure of the sensor enables the generation Almost every calibration curve is allowed, which means that the device can also be used for containers of a more complicated shape can be used, and also allows a remaining quantity display with great accuracy

Ein gewisser Nachteil der Einrichtung besteht darin, daß der bandförmige und in gewissem Umfang flexible Meßumformer die ihm gegebene Form über einen längeren Betriebszeitraum ändert, was unerwünscht ist Es sind daher bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent zusätzliche Maßnahmen zur Fixierung der Form des Meßumformers erforderlich. Als zweckmäßig haben sich hierzu Metall- oder Kunststoffgitter oder andere Halterungen aus Metall oder Kunststoff erwiesen. Diese Halterungen erhöhen jedoch den Fertigungs- und Montageaufwand der Einrichtung nicht unbeträchtlich, was sich ungünstig auf die Produktkosten auswirkt.A certain disadvantage of the device is that the tape-shaped and to some extent flexible Transmitter changes the shape given to it over a longer period of operation, which is undesirable Es are therefore additional measures to fix the shape of the device according to the main patent Transmitter required. Metal or plastic grids or others have proven to be useful for this purpose Brackets made of metal or plastic have been proven. However, these brackets increase the manufacturing and assembly costs the facility is not inconsiderable, which has a negative effect on the product costs.

Dieser Nachteil soll durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Einrichtung hinsichtlich ihres Fertigungs- und Montageaufwandes sowie hinsichtlich ihres Bauteilaufwandes zu verbessern. This disadvantage is intended to be overcome by the invention. It is therefore the object of the invention, the device to improve in terms of their manufacturing and assembly costs as well as their component costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß bei einem Behälter aus Kunststoff die Elektroden des Meßumformers in die Behälterwand eingebettet sind.According to the invention, this object is achieved in that, in the case of a container made of plastic, the electrodes of the transmitter are embedded in the container wall.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß, da die Elektroden unmittelbar in der Behälterwand angeordnet sind, keine zusätzlichen Halterungen für den Meßumformer benötigt werden. Da die Einbettung der Elektroden im gleichen Arbeitsgang, in dem auch der Behälter erzeugt wird, durchgeführt werden kann, läßt sich der für den Meßumformer erforderliche Fertigungsund Montageaufwand auf ein Minimum reduzieren.This measure ensures that the electrodes are arranged directly in the container wall no additional brackets for the transmitter are needed. Because the electrodes are embedded in the same operation as the container is generated, can be carried out, the manufacturing and Reduce assembly work to a minimum.

Die Einstellung der gewünschten Eichkennlinie kann zweckmäßigerweise durch Veränderung der Quer-Schnittsabmessung der Elektroden entlang ihrer Längsachse erfolgen.The setting of the desired calibration characteristic can expediently by changing the cross-sectional dimension of the electrodes take place along their longitudinal axis.

Der bzw. die Oszillatorstromkreise werden in CMOS-Technik ausgeführt Als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Produktkosten hat es sich erwiesen, den Oszillator aus drei in Reihe geschalteten Invcrtern aufzubauen, von denen der Ausgang des zweiten über den Meßumformer und einen ersten Widerstand mit dem Eingang des ersten und einen zweiten Widerstand mit dem Ausgang des dritten verbunden istThe oscillator circuit or circuits are implemented using CMOS technology, which is particularly advantageous with regard to this In terms of product costs, it has been shown to build the oscillator from three series-connected inverters, of which the output of the second via the transmitter and a first resistor with the Input of the first and a second resistor is connected to the output of the third

Die Auswertung des Oszillatorausgangssignals erfolgt durch einen dem Oszillator nachgeschalteten monostabilen Multivibrator, an dessen Ausgang ein Quotientenmeßwerk zur Meßwertanzeige angeschlossen ist. Der monostabile Multivibrator hat hierbei die Aufgabe, die vom Oszillator kommende Impulsfolge mit entsprechend dem Füllstandsniveau variierender Frequenz in eine Folge von Impulsen gleichen Energieinhalts umzuformen, die die gleiche Frequenz besitzt, wie die vom Oszillator abgegebene Impulsfolge. Die Impulse gleichen Energieinhalts werden dann durch das Quotientenmeßwerk integriert Hierbei kann in vorteilhafter Weise ein handelsüblicher IC-Baustein, der normalerweise in Drehzahlmessern benutzt wird, verwendet werden. Ein solcher Baustein enthält neben einem monostabilen Multivibrator zur Umwandlung einer Impulsfolge variierender Frequenz in eine Folge von Impulsen gleichen Energieinhalts und gleicher Frequenz wie die zugeführte Impulsfolge unter anderem auch eine Spannungsstabilisierung, die gleichzeitig zur Versorgung des Oszillators herangezogen werden kann. Dadurch werden die Kosten einer normalerweise erforderlichen Betriebsspannungsverblockung eingespart.The oscillator output signal is evaluated by a monostable connected downstream of the oscillator Multivibrator, at the output of which a quotient measuring unit is connected to display measured values. The task of the monostable multivibrator is to appropriately match the pulse train coming from the oscillator to convert the filling level of varying frequency into a sequence of pulses with the same energy content, which has the same frequency as the pulse train emitted by the oscillator. The impulses are the same The energy content is then integrated by the quotient measuring mechanism. This can be done in an advantageous manner a commercially available IC component normally used in tachometers can be used. A such a module contains a monostable multivibrator for converting a pulse train of varying Frequency in a sequence of pulses with the same energy content and the same frequency as the one supplied Pulse train among other things also a voltage stabilization, which at the same time for the supply of the oscillator can be used. This reduces the costs of a normally required operating voltage interlock saved.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein AusführungsbeispielThe invention is based on the drawing, which shows an exemplary embodiment in a partially schematic representation

so enthält, näher erläutert.so contains, explained in more detail.

Der Meßumformer 11' der Einrichtung umfaßt vier Elektroden 12', 13', 14' und 15', deren Breite zur Erzielung einer bestimmten Eichkennliniencharakteristik unter Berücksichtigung der Form des Behälters 20' sich entlang ihrer Längsachse ändert. Die Elektrode 20' ist mit der Elektrode 14' und die Elektrode 13' mit der Elektrode 15' jeweils elektrisch verbunden und über zwei Anschlußleitungen 7 und 8 an einen Oszillator 16 angeschlossen.The transducer 11 'of the device comprises four electrodes 12', 13 ', 14' and 15 ', the width of which to achieve a certain calibration characteristic, taking into account the shape of the container 20 ' changes along its longitudinal axis. The electrode 20 'is with the electrode 14' and the electrode 13 'with the Electrode 15 'is electrically connected and connected to an oscillator 16 via two connecting lines 7 and 8 connected.

Die Elektroden 12', 13', 14' und 15' befinden sich in der Wand 25 des Behälters 20, der aus Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Polyurethan besteht.
Der Oszillator 16 ist aus drei in Reihe geschalteten Invertern 17, 18 und 19 aufgebaut. Der Ausgang des zweiten Inverters 18 steht über den Meßumformer W und einen ersten Widerstand 21 mit dem Eingang des Inverters 17 und über einen zweiten Widerstand 22 mitThe electrodes 12 ', 13', 14 'and 15' are located in the wall 25 of the container 20, which is made of plastic, for example polyethylene, polyvinyl chloride or polyurethane.
The oscillator 16 is made up of three inverters 17, 18 and 19 connected in series. The output of the second inverter 18 is connected via the transducer W and a first resistor 21 to the input of the inverter 17 and via a second resistor 22

dem Ausgang des Inverters 19 in Verbindung. An den Ausgang des Inverters 19 ist Ober einen monostabilen Multivibrator 23 ein Quotientenmeßwerk 24 zur Meßwertanzeige angeschlossen.the output of the inverter 19 in connection. At the output of the inverter 19 is a monostable Multivibrator 23 is connected to a quotient measuring mechanism 24 for displaying measured values.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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2020th

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Claims

Claim:

Device for continuously measuring the liquid level in a container, in particular a fuel tank of a motor vehicle, with a capacitive transducer isolated from one another attached electrodes used as a vibration-determining element of an oscillator is, the output of which is connected to a control and / or display stage, the Transmitter consists of a plurality of elongated electrodes, which are almost completely enclosed in an insulating body are arranged and the oscillator is designed in an integrated manner, the output is connected to a quotient measuring mechanism via a monostable multivibrator, according to the patent 2645716, characterized in that, in the case of a container (20) made of plastic, the electrodes (12 ', 13', 14 ', 15') of the transducer (H ') are embedded in the container wall.