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WO2015193025A1 - Füllstandsgeber - Google Patents

Füllstandsgeber Download PDF

Info

Publication number
WO2015193025A1
WO2015193025A1 PCT/EP2015/059889 EP2015059889W WO2015193025A1 WO 2015193025 A1 WO2015193025 A1 WO 2015193025A1 EP 2015059889 W EP2015059889 W EP 2015059889W WO 2015193025 A1 WO2015193025 A1 WO 2015193025A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light guide
light
optical lens
level sensor
optical
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/059889
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Franz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2015193025A1 publication Critical patent/WO2015193025A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet

Definitions

  • the invention relates to a level sensor for measuring a level of a liquid in a container according to the preamble of the main claim.
  • level sensor known from DE3206046 AI, with a light source which couples light into a first light guide having a second light guide spaced from the first light guide, the light emitted from the first light guide light and passes it to a light receiver, wherein between the first light guide and the second light guide is arranged at least one optical lens.
  • the disadvantage is that the level sensor a variety of optical measuring arrangements each consisting of light source, first optical fiber, optical lens, second
  • Fiber optics and light receiver are required to measure the level at various positions in a range between minimum and maximum levels.
  • a single measuring arrangement can only detect the level at a predetermined discrete position in the range between minimum and maximum level. Due to the large number of optical measuring arrangements, the production costs for the level sensor are comparatively high. In addition, the many
  • Side emitting fibers are formed. With the side emitting fibers, light can be emitted or received across the entire range between the minimum and maximum fill levels, transversely to the longitudinal extent of the side emitting fibers become.
  • the inventive design a simpler structure is achieved with fewer components, since only a single light source, a single first light guide, a single second light guide and a single light receiver are needed.
  • a linear measurement of the level in the range between minimum and maximum level is possible.
  • only an analog measuring channel is required, which delivers a correlated with the level measurement signal.
  • the level sensor is designed such that on the first optical fiber side facing the optical lens, a gas, in particular air, and on the second optical fiber side facing the optical lens, the liquid is provided according to the level in the container.
  • the light is constantly refracted at the interface of the optical lens facing the first optical waveguide and refracted to a different extent at the interface of the optical lens facing the second optical waveguide, depending on the fill level.
  • the liquid corresponding to the level in the container is also provided on the side of the optical lens facing the first optical fiber, the refractive effect of the optical lens is reduced, so that in comparison a more curved lens having a greater refractive power must be used.
  • a separate space filled with gas, in particular air, is provided between the first light guide and the optical lens, said space being sealed off from a measuring space formed between the optical lens and the second light guide.
  • gas in particular air
  • the incoming light at the interface of the optical lens is not broken or less strongly in this way, if liquid is present in the beam path than if no liquid is present in the beam path.
  • the bundling of the light beams is local changed.
  • a dependence of the measurement signal of the light receiver is achieved by the level at the optical lens and thus in the container.
  • the relationship between the level and the measurement signal measured by the light receiver is proportional when a single optical lens is provided between the first light guide and the second light guide.
  • the at least one optical lens is rotationally symmetrical, in particular cylindrical, semi-cylindrical, conical or semicircular. It is very advantageous if the first optical waveguide, which has at least one optical lens and the second optical waveguide, are arranged next to one another since the light beams emanating from the first optical waveguide can be guided in this way via the optical lens into the second optical waveguide. According to an embodiment, the first optical fiber, the at least one optical lens and the second optical fiber extend parallel to each other at a predetermined distance.
  • optical fibers extend substantially parallel to an outer contour of the optical lens, since the light of the first optical fiber is then conducted at all positions along the optical fibers in the same way via the optical lens to the second optical fiber.
  • the optical beam path is thus the same at every position along the light guides.
  • the first optical waveguide, the at least one optical lens and the second optical waveguide are arranged and configured such that a dependence of the measurement signal of the light receiver on the fill level in the container results. According to an advantageous first exemplary embodiment, this is achieved by arranging and configuring the first optical waveguide, the optical lens and the second optical waveguide so that light rays emitted by the first optical waveguide in the direction of the second optical waveguide are near or at least one optical lens in the second optical waveguide be bundled second optical fiber when liquid is present in the beam path.
  • the filling level sensor is alternatively configured such that light beams emitted by the first optical fiber in the direction of the second optical fiber are bundled by the at least one optical lens in the second optical fiber or near the second optical fiber, if no liquid, ie gas, exists between the two optical fibers is.
  • the first optical waveguide is arranged in a first recess of a first holding element, wherein the first recess has a first opening towards a side facing the second optical waveguide, in which the optical lens is arranged. In this way it is achieved that the optical lens seals the first recess tight.
  • the second light guide is arranged on a second holding element, wherein between the first holding element and the second
  • Holding element of the measuring space is formed, in which the liquid can flow through at least one inlet opening.
  • the first holding element and the second holding element are connected to one another, for example, to form a sensor housing.
  • the level sensor can be used as a separate part in a simple manner in the container and fixed there.
  • a further advantage of the invention results if the at least one inlet opening is designed in each case as a means for retaining dirt particles, or if at the at least one inlet opening in each case a means for retaining
  • Dirt particles in particular a sieve or a filter element, is provided. This prevents impurities from depositing on the optical surfaces.
  • the second holding element has a second recess, in which the second light guide is arranged and which is open to the first opening of the first holding element. In this way the flow of light from one to the other light guide is made possible.
  • the light source and the light receiver remote from the end of the light guide is optically absorbent or optically reflective.
  • the light that would otherwise leave the light guide is directed back towards the light source.
  • the illuminance of the light guide at the same
  • the detected signal at the light receiver is smaller than in the variant with the mirrored fiber end, since the light intensity in the
  • the light emitting fiber is smaller. Furthermore, in each case the outer region of the optical waveguide facing away from the optical lens can be optically absorbing for signal attenuation or optically reflective for signal amplification.
  • the light guides are partially embedded in the material of a wall of the container. If, during a deformation of the wall of the container, at least one of the light guides breaks, the measuring signal of the
  • a controller may conclude an accident from the change in the measurement signal and perform appropriate safety measures, such as switching off an ignition of an internal combustion engine or an electrical power supply of a vehicle. It is also advantageous if the optical fibers and the optical lens of the
  • the optical fibers and the at least one optical lens of the level sensor extend in the container in a direction which is directed from a bottom of the container to a top wall of the container.
  • Fig.l shows two possible embodiments of a first embodiment of a level sensor according to the invention
  • FIG. 3 shows a beam path of the level sensor according to the invention according to the first embodiment in the event that liquid is present in the beam path
  • 4 shows a beam path of the filling level sensor according to the invention according to the first embodiment in the event that there is no liquid in the beam path
  • 5 shows a second embodiment of the level sensor according to the invention
  • FIG. 6 shows a beam path of the level sensor according to the invention according to a third embodiment in the event that no liquid in the
  • Fig.l shows two possible embodiments of a first embodiment of a level sensor according to the invention for measuring a level H one
  • the liquid in a container 1.
  • the liquid may be, for example, a fuel for an internal combustion engine.
  • the level sensor 2 has at least one light source 3, which couples light into a first light guide 4. Furthermore, the filling level transmitter 2 comprises a second optical waveguide 5 which is at a distance from the first optical waveguide 4 and transmits light emitted by the first optical waveguide 4 to at least one light receiver 6, at least one optical lens 7 being arranged between the first optical waveguide 4 and the second optical waveguide 5.
  • the light source 3 may be a coherent or incoherent light source, such as a laser diode or a light emitting diode.
  • the light receiver 6 is designed as a light detector and may for example be a photodiode.
  • the diameter of the two light guides 4, 5 is for example less than 1 mm.
  • the diameter of the optical lens 7 is for example in the range between 0.1 mm and 100 mm, in particular 0.1 to 10 mm.
  • a further, not shown, light source may be provided in order to achieve a redundancy.
  • the optical lens 7 is rotationally symmetrical, in particular cylindrical, semi-cylindrical, conical or semicircular.
  • the light guides 4, 5 extend essentially parallel to an outer contour of the optical lens 7.
  • the light guides 4, 5 and the optical lens 7 are of cylindrical design and run parallel to one another.
  • the optical waveguides 4, 5 and the optical lens 7 of the level sensor extend in the container 1 in a direction which extends from a bottom 8 of the container 1 to a top wall 9 of the container 1.
  • Both the area between the First optical fiber 4 and the optical lens 7 and the area between the optical lens 7 and the second optical fiber 5 are filled in the first embodiment with the liquid corresponding to the level in the container.
  • the light source 3 and the light receiver 6 facing away from the end of the optical waveguide 4.5 may be designed to absorb the signal optically absorbing or optically mirroring for signal amplification. Furthermore, each of the optical lens 7 facing away from the cladding region of the optical waveguide 4.5 for signal attenuation optically absorbing or optical mirroring performed for signal amplification.
  • the first light guide 4, the second light guide 5 and the optical lens 7 can, as shown in the left part of the container 1, be substantially vertical to a horizontal or, as shown in the right part of the container 1, at least in sections at an angle from the vertical be arranged differently. According to the embodiment on the right side of the container 1, the light guides 4, 5 and the optical lens 7 follow the contour of the wall of the container 1.
  • the first light guide 4 and the second light guide 5 are formed as side-emitting fibers.
  • a side-emitting fiber is understood to mean a fiber which, as shown in FIG. 2, has a photoconductive core 10 and a photoconductive jacket 12 enclosing the photoconductive core 10 along a fiber axis 11, a scattering region being provided between the core 10 and the jacket 12 is in which optical scattering elements 13 are executed.
  • the optical scattering elements 13 are statistically distributed in the scattering area,
  • the photoconductive jacket 12 has a smaller refractive index than the photoconductive core 10.
  • the side emitting fibers are made of mineral or organic glass. Due to the design as a side-emitting fiber, the light in the first light guide 4 over at least a portion of its length, for example between the range between minimum and maximum level, across the
  • the light in the second optical fiber 5 is over at least a part of its length, for example, between the range between minimum and maximum Level, received transversely to the longitudinal extent of the fiber and then forwarded to the light receiver 6.
  • the first optical waveguide 4, the at least one optical lens 7 and the second optical waveguide 5 are arranged and configured such that a dependence of the measuring signal of the light receiver 6 on the fill level in the container 1 sets. This is achieved by a different, depending on the medium at the interfaces of the at least one optical lens 7 refraction of the emitted light. Thus, the light is refracted to different degrees depending on whether there is liquid or a gas at the relevant location of the interfaces of the optical lens.
  • there is a lower portion of the optical fibers 4, 5 located between the lower end of the optical fibers 4, 5 and the surface of the liquid and surrounded by liquid, and an upper region surrounded by a gas is.
  • the light emitted by the first optical waveguide 4 in the lower region is conducted to a greater or lesser extent in the second optical waveguide 5 than in the upper region. Summed over the entire length of the second optical waveguide 5, a predetermined light intensity is thus received by the second optical waveguide 5 as a function of the fill level in the container 1, resulting in the measurement signal dependent on the fill level.
  • the refractive index of the optical lens 7 may substantially correspond to the refractive index of the liquid. In this case takes place at the
  • Interfaces of the optical lens when there is liquid substantially no refraction. If instead there is no liquid at the interfaces, there is a greater refraction than with liquid at the interface.
  • the first light guide 4, the at least one optical lens 7 and the second light guide 5 are arranged side by side, for example parallel to one another. Between the first light guide 4 and the second light guide 5, two optical lenses 7 can be arranged one behind the other (FIG. 5).
  • the first optical waveguide 4, the at least one optical lens 7 and the second optical waveguide 5 are arranged and configured such that a dependence of the measuring signal of the light receiver 6 on the fill level in the container 1 sets. As shown in FIG. 3, this is achieved, for example, by bundling light beams emitted by the first optical waveguide 4 in the direction of the second optical waveguide 5 from the at least one optical lens 7 in the second optical waveguide 5 or near the second optical waveguide 5 if liquid is present in the respective optical path is available.
  • the beam path in the optical lens 7 is not considered in FIGS. 3, 4 and 6, respectively.
  • FIG. 4 shows the beam path of the level sensor according to the invention according to the first embodiment in the event that in the relevant beam path between the optical lens 7 and the second optical fiber 5 is no liquid.
  • the bundling of the light beams is remote from the second light guide 5, if in the relevant beam path between the optical lens 7 and the second light guide 5 no liquid, ie a gas, is present.
  • a container 1 which is partially filled with liquid, beam paths corresponding to FIG. 3 and above are produced below the liquid surface, that is to say in the region of the light conductor 4, 5 surrounded by liquid
  • Liquid surface ie in the region of the light guide 4, 5 surrounded by gas or air, in each case beam paths corresponding to FIG.
  • the light received in total by the second light guide results from the sum of the light beams received over the entire length of the second light guide 5.
  • these beam paths according to FIG. 3 and FIG. 4 can be achieved according to the embodiment according to FIG. 1, in which in the region between the optical lens 7 and the first light guide 4 and in the region between the optical lens 7 and the second light guide 5 , The liquid is provided according to the level in the container 1.
  • the distance between the light guides 4, 5 and the at least one optical lens 7 is at least so great that capillary effects have no significant effect on the fill level in the gap between the light guides 4, 5 and the at least one optical lens 7.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the level sensor according to the invention in a plan view.
  • a gas in particular air, is provided in the region between the optical lens 7 and the first light guide 4.
  • a gas in particular air
  • the first optical waveguide 4 can be arranged in a first recess 16 of a first holding element 17, wherein the first recess 16 has a first opening 18 towards a side facing the second optical waveguide 5, in which the optical lens 7 is arranged sealingly.
  • the optical lens 7 may, for example, be glued or clamped in the first opening 18. It can be provided between the optical lens 7 and a wall of the first holding element 17, not shown, a sealing element.
  • the first recess 16 is
  • Recess 16 and its first opening 18 have for detecting the level in the container 1 a predetermined longitudinal extent, which extends in a direction which is directed from the bottom 8 of the container 1 to the top wall 9.
  • Recess 16 is, for example, groove or slot-shaped and the first opening 18, for example, slot-shaped or rectangular.
  • the first holding element 17 is arranged in the container 1 such that its first recess 16 extends over the entire fill level region to be detected.
  • the second optical waveguide 5 is arranged on a second holding element 19, wherein the measuring space 21 is formed between the first holding element 17 and the second holding element 19, into which the liquid of the container 1 can flow via at least one inlet opening 22 and in the the level changes according to the level in the container 1. It can, for example, many small
  • the second holding element 19 may have a second recess 20, in which the second light guide 5 is arranged and the first opening 18 of the first
  • Holding element 17 is open towards. Since on the side of the optical lens 7 facing the first light guide 4, gas, in particular air, and on the side of the optical lens 7 facing the second light guide 5, the liquid of the container 1 is partially provided depending on the filling level the interface of the optical lens 7 facing the first optical waveguide 4 is broken in a consistent manner and diffracted to a different extent at the interface of the optical lens 7 facing the second optical waveguide 5 depending on the filling level. According to this embodiment, a particularly high dependence of the measurement signal on the fill level in the container 1 is achieved.
  • the first holding element 17 and the second holding element 19 are connected to one another, for example, to form a sensor housing, for example in one piece.
  • FIG. 6 shows a beam path of the filling level sensor according to the invention according to a third embodiment in the event that there is no liquid in the beam path.
  • the third embodiment differs from the two other embodiments only in that between the first optical fiber 4 and the second optical fiber 5, two optical lenses 7 are provided.
  • the first optical fiber 4, the two optical lenses 7, and the second optical fiber 5 are arranged and formed such that light beams emitted from the first optical fiber 4 toward the second optical fiber 5 are converged by the optical lenses 7 in the second optical fiber 5 or near the second optical fiber 5 be, if in the beam path no
  • Liquid is present. In this way, an antiproportional relationship between the level in the container 1 and the measurement signal measured by the light receiver 6 is achieved.
  • the bundling of the light beams takes place remotely from the second light guide 5.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Es sind schon Füllstandsgeber bekannt, mit einer Lichtquelle, die Licht in einen ersten Lichtleiter einkoppelt, mit einem vom ersten Lichtleiter beabstandeten zweiten Lichtleiter, der vom ersten Lichtleiter ausgestrahltes Licht empfängt und an einen Lichtempfänger weiterleitet, wobei zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter zumindest eine optische Linse angeordnet ist. Nachteilig ist, dass der Füllstandsgeber eine Vielzahl von optischen Messanordnungen jeweils bestehend aus Lichtquelle, erstem Lichtleiter, optischer Linse, zweitem Lichtleiter und Lichtempfänger benötigt, um den Füllstand an verschiedenen Positionen eines Bereichs zwischen minimalem und maximalem Füllstand messen zu können. Eine einzelne Messanordnung kann jeweils nur den Füllstand an einer vorbestimmten diskreten Position im Bereich zwischen minimalem und maximalem Füllstand erfassen. Durch die Vielzahl der optischen Messanordnungen sind die Herstellungskosten für den Füllstandsgeber vergleichsweise hoch. Bei dem erfindungsgemäßen Füllstandsgeber werden die Herstellungskosten deutlich verringert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste Lichtleiter (4) und der zweite Lichtleiter (5) als seitenemittierende Fasern ausgebildet sind.

Description

Beschreibung Titel
Füllstandsgeber
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Füllstandsgeber zum Messen eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Füllstandsgeber aus der DE3206046 AI bekannt, mit einer Lichtquelle, die Licht in einen ersten Lichtleiter einkoppelt, mit einem vom ersten Lichtleiter beabstandeten zweiten Lichtleiter, der vom ersten Lichtleiter ausgestrahltes Licht empfängt und an einen Lichtempfänger weiterleitet, wobei zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter zumindest eine optische Linse angeordnet ist. Nachteilig ist, dass der Füllstandsgeber eine Vielzahl von optischen Messanordnungen jeweils bestehend aus Lichtquelle, erstem Lichtleiter, optischer Linse, zweitem
Lichtleiter und Lichtempfänger benötigt, um den Füllstand an verschiedenen Positionen eines Bereichs zwischen minimalem und maximalem Füllstand messen zu können. Eine einzelne Messanordnung kann jeweils nur den Füllstand an einer vorbestimmten diskreten Position im Bereich zwischen minimalem und maximalem Füllstand erfassen. Durch die Vielzahl der optischen Messanordnungen sind die Herstellungskosten für den Füllstandsgeber vergleichsweise hoch. Außerdem stellen die vielen
Messanordnungen viele parallele Messkanäle dar, deren Messdaten in einer
Steuerung zusammengeführt und aufwendig bewertet werden müssen, um ein mit dem Füllstand korrelierendes Messsignal zu erzeugen.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Füllstandsgeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellungskosten deutlich verringert werden, indem der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter als
seitenemittierende Fasern ausgebildet sind. Mit den seitenemittierenden Fasern kann über den gesamten Bereich zwischen minimalem und maximalem Füllstand Licht quer zur Längserstreckung der seitenemittierenden Fasern ausgestrahlt oder empfangen werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ein einfacherer Aufbau mit weniger Komponenten erreicht, da nur eine einzige Lichtquelle, ein einziger erster Lichtleiter, ein einziger zweiter Lichtleiter und ein einziger Lichtempfänger benötigt werden. Außerdem ist eine lineare Messung des Füllstandes im Bereich zwischen minimalem und maximalem Füllstand möglich. Darüber hinaus ist im Gegensatz zum Stand der Technik nur ein analoger Messkanal erforderlich, der ein mit dem Füllstand korrelierendes Messsignal liefert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen
Füllstandsgebers möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Füllstandsgeber derart ausgebildet ist, dass auf der dem ersten Lichtleiter zugewandten Seite der optischen Linse ein Gas, insbesondere Luft, und auf der dem zweiten Lichtleiter zugewandten Seite der optischen Linse die Flüssigkeit entsprechend dem Füllstand im Behälter vorgesehen ist. Dadurch wird das Licht an der dem ersten Lichtleiter zugewandten Grenzfläche der optischen Linse konstant gebrochen und an der dem zweiten Lichtleiter zugewandten Grenzfläche der optischen Linse abhängig vom Füllstand unterschiedlich stark gebrochen. Wenn alternativ auf der dem ersten Lichtleiter zugewandten Seite der optischen Linse ebenfalls die Flüssigkeit entsprechend dem Füllstand im Behälter vorgesehen ist, ist die lichtbrechende Wirkung der optischen Linse reduziert, so dass im Vergleich eine stärker gekrümmte Linse verwendet werden muss, die eine größere Brechkraft besitzt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten Lichtleiter und der optischen Linse ein separater, mit Gas, insbesondere Luft, gefüllter Raum vorgesehen, der gegenüber einem zwischen der optischen Linse und dem zweiten Lichtleiter gebildeten Messraum abgedichtet ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass auf der dem ersten Lichtleiter zugewandten Seite der optischen Linse ausschließlich Gas, insbesondere Luft vorliegt. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Brechungsindex der optischen Linse im
wesentlichen dem Brechungsindex der Flüssigkeit entspricht. Das an der Grenzfläche der optischen Linse ankommende Licht wird auf diese Weise gar nicht oder weniger stark gebrochen, wenn Flüssigkeit im Strahlengang vorliegt als wenn keine Flüssigkeit im Strahlengang vorhanden ist. Es wird also abhängig davon, ob Flüssigkeit oder keine Flüssigkeit im Strahlengang vorhanden ist, die Bündelung der Lichtstrahlen lokal verändert. Somit wird eine Abhängigkeit des Messsignals des Lichtempfängers vom Füllstand an der optischen Linse und damit im Behälter erreicht. Der Zusammenhang zwischen dem Füllstand und dem vom Lichtempfänger gemessenen Messsignal ist proportional, wenn eine einzige optische Linse zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter vorgesehen ist.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter zwei optische Linsen vorgesehen sind. Auf diese Weise wird ein
antiproportionaler Zusammenhang zwischen dem Füllstand und dem vom
Lichtempfänger gemessenen Messsignal erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine optische Linse rotationssymmetrisch, insbesondere zylinderförmig, halbzylinderförmig, kegelförmig oder halbkegelförmig ausgebildet. Sehr vorteilhaft ist es, wenn der erste Lichtleiter, die zumindest eine optische Linse und der zweite Lichtleiter nebeneinander angeordnet sind, da die vom ersten Lichtleiter ausgehenden Lichtstrahlen auf diese Weise über die optische Linse in den zweiten Lichtleiter geleitet werden können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel verlaufen der erste Lichtleiter, die zumindest eine optische Linse und der zweite Lichtleiter mit einem vorbestimmten Abstand parallel zueinander.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Lichtleiter im wesentlichen parallel zu einer Außenkontur der optischen Linse verlaufen, da das Licht des ersten Lichtleiters dann an allen Positionen entlang der Lichtleiter in gleicher Weise über die optische Linse zum zweiten Lichtleiter geleitet wird. Der optische Strahlengang ist also an jeder Position entlang der Lichtleiter gleich.
Der erste Lichtleiter, die zumindest eine optische Linse und der zweite Lichtleiter sind derart angeordnet und ausgebildet, dass sich eine Abhängigkeit des Messsignals des Lichtempfängers vom Füllstand im Behälter ergibt. Nach einem vorteilhaften ersten Ausführungsbeispiel wird dies erreicht, indem der erste Lichtleiter, die optische Linse und der zweite Lichtleiter derart angeordnet und ausgebildet sind, dass vom ersten Lichtleiter in Richtung des zweiten Lichtleiters ausgestrahlte Lichtstrahlen von der zumindest einen optischen Linse im zweiten Lichtleiter oder nahe dem zweiten Lichtleiter gebündelt werden, wenn im Strahlengang Flüssigkeit vorhanden ist. Nach einem vorteilhaften dritten Ausführungsbeispiel ist der Füllstandsgeber alternativ derart ausgebildet, dass vom ersten Lichtleiter in Richtung des zweiten Lichtleiters ausgestrahlte Lichtstrahlen von der zumindest einen optischen Linse im zweiten Lichtleiter oder nahe dem zweiten Lichtleiter gebündelt werden, wenn zwischen den beiden Lichtleitern keine Flüssigkeit, also Gas vorhanden ist.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der erste Lichtleiter in einer ersten Aussparung eines ersten Halteelementes angeordnet ist, wobei die erste Aussparung zu einer dem zweiten Lichtleiter zugewandten Seite hin eine erste Öffnung aufweist, in der die optische Linse angeordnet ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die optische Linse die erste Ausnehmung dicht verschließt.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn der zweite Lichtleiter an einem zweiten Halteelement angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Halteelement und dem zweiten
Halteelement der Messraum gebildet ist, in den die Flüssigkeit über zumindest eine Einlassöffnung einströmen kann. Das erste Halteelement und das zweite Halteelement sind beispielsweise zur Bildung eines Sensorgehäuses miteinander verbunden.
Dadurch kann der Füllstandsgeber als separates Teil auf einfache Art und Weise in den Behälter eingesetzt und dort befestigt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich, wenn die zumindest eine Einlassöffnung jeweils als Mittel zum Zurückhalten von Schmutzpartikeln ausgebildet ist, oder wenn an der zumindest einen Einlassöffnung jeweils ein Mittel zum Zurückhalten von
Schmutzpartikeln, insbesondere ein Sieb oder ein Filterelement, vorgesehen ist. Auf diese wird verhindert, dass sich Verunreinigungen auf den optischen Flächen ablagern können.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Halteelement eine zweite Aussparung auf, in der der zweite Lichtleiter angeordnet ist und die zur ersten Öffnung des ersten Halteelementes hin geöffnet ist. Auf diese Weise wird der Lichtfluss von dem einem zum anderen Lichtleiter ermöglicht.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn das der Lichtquelle und dem Lichtempfänger abgewandte Ende der Lichtleiter optisch absorbierend oder optisch spiegelnd ausgeführt ist. Durch eine optische Verspiegelung des Faserendes wird das Licht, das ansonsten den Lichtleiter verlassen würde, wieder zurück in Richtung der Lichtquelle geleitet. Dadurch wird die Beleuchtungsstärke des Lichtleiters bei gleicher
Strahlungsleistung der Lichtquelle erhöht. Bei der optisch absorbierenden Ausführung des Faserendes ist das detektierte Signal am Lichtempfänger kleiner als in der Variante mit dem verspiegelten Faserende, da die Lichtintensität in der
lichtemittierenden Faser kleiner ist. Desweiteren kann jeweils der der optischen Linse abgewandte Mantelbereich der Lichtleiter zur Signalschwächung optisch absorbierend oder zur Signalverstärkung optisch spiegelnd ausgeführt sein.
Vorteilhaft ist, wenn die Lichtleiter teilweise in das Material einer Wandung des Behälters eingebettet sind. Wenn bei einer Verformung der Wandung des Behälters zumindest einer der Lichtleiter bricht, verändert sich das Messsignal des
Füllstandsgebers. Ein Steuergerät kann aus der Änderung des Messsignals auf einen Unfall schließen und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen durchführen, wie beispielsweise ein Abschalten einer Zündung einer Brennkraftmaschine oder einer elektrischen Stromversorgung eines Fahrzeugs. Außerdem vorteilhaft ist, wenn die Lichtleiter und die optische Linse des
Füllstandsgebers in einer Einbaulage im Behälter in Richtung der Schwerkraft verlaufen. Mit anderen Worten ausgedrückt verlaufen die Lichtleiter und die zumindest eine optische Linse des Füllstandsgebers in dem Behälter in eine Richtung, die von einem Boden des Behälters zu einer Deckenwandung des Behälters gerichtet ist.
Zeichnung
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht darg und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.l zeigt zwei mögliche Ausführungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Füllstandsgebers,
Fig.2 einen erfindungsgemäßen ersten oder zweiten Lichtleiter,
Fig.3 einen Strahlengang des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für den Fall, dass Flüssigkeit im Strahlengang vorliegt,
Fig.4 einen Strahlengang des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für den Fall, dass keine Flüssigkeit im Strahlen- gang vorliegt, Fig.5 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers und
Fig.6 einen Strahlengang des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für den Fall, dass keine Flüssigkeit im
Strahlengang vorliegt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig.l zeigt zwei mögliche Ausführungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Füllstandsgebers zum Messen eines Füllstandes H einer
Flüssigkeit in einem Behälter 1. Die Flüssigkeit kann beispielsweise ein Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine sein.
Der Füllstandsgeber 2 weist mindestens eine Lichtquelle 3 auf, die Licht in einen ersten Lichtleiter 4 einkoppelt. Weiterhin umfasst der Füllstandsgeber 2 einen vom ersten Lichtleiter 4 beabstandeten zweiten Lichtleiter 5, der vom ersten Lichtleiter 4 ausgestrahltes Licht empfängt und an mindestens einen Lichtempfänger 6 weiterleitet, wobei zwischen dem ersten Lichtleiter 4 und dem zweiten Lichtleiter 5 zumindest eine optische Linse 7 angeordnet ist. Die Lichtquelle 3 kann eine kohärente oder inkohärente Lichtquelle sein, beispielsweise eine Laserdiode oder eine Leuchtdiode. Der Lichtempfänger 6 ist als Lichtdetektor ausgebildet und kann beispielsweise eine Fotodiode sein. Der Durchmesser der beiden Lichtleiter 4,5 ist beispielsweise kleiner als 1mm. Der Durchmesser der optischen Linse 7 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 mm und 100 mm, insbesondere 0,1 bis 10mm. An dem der Lichtquelle 3 abgewandten Faserende kann eine weitere, nicht dargestellte Lichtquelle vorgesehen sein, um eine Redundanz zu erreichen.
Die optische Linse 7 ist rotationssymmetrisch, insbesondere zylinderförmig, halbzylinderförmig, kegelförmig oder halbkegelförmig ausgeführt. Die Lichtleiter 4,5 verlaufen im wesentlichen parallel zu einer Außenkontur der optischen Linse 7.
Beispielsweise sind die Lichtleiter 4,5 und die optische Linse 7 zylinderförmig ausgeführt und verlaufen parallel zueinander. Die Lichtleiter 4,5 und die optische Linse 7 des Füllstandsgebers verlaufen in dem Behälter 1 in eine Richtung, die von einem Boden 8 des Behälters 1 zu einer Deckenwandung 9 des Behälters 1 verläuft. Anders ausgedrückt, verlaufen die Lichtleiter 4,5 und die optische Linse 7 des
Füllstandsgebers in Richtung der Schwerkraft. Sowohl der Bereich zwischen dem ersten Lichtleiter 4 und der optischen Linse 7 als auch der Bereich zwischen der optischen Linse 7 und dem zweiten Lichtleiter 5 sind beim ersten Ausführungsbeispiel mit der Flüssigkeit entsprechend dem Füllstand im Behälter befüllt.
Das der Lichtquelle 3 und dem Lichtempfänger 6 abgewandte Ende der Lichtleiter 4,5 kann zur Signalschwächung optisch absorbierend oder zur Signalverstärkung optisch spiegelnd ausgeführt sein. Desweiteren kann jeweils der der optischen Linse 7 abgewandte Mantelbereich der Lichtleiter 4,5 zur Signalschwächung optisch absorbierend oder zur Signalverstärkung optisch spiegelnd ausgeführt sein. Der erste Lichtleiter 4, der zweite Lichtleiter 5 und die optische Linse 7 können -wie im linken Teil des Behälters 1 dargestellt- im wesentlichen vertikal zur einer Horizontalen oder - wie im rechten Teil des Behälters 1 dargestellt- zumindest abschnittsweise unter einem Winkel von der Vertikalen abweichend angeordnet sein. Gemäß der Ausführung auf der rechten Seite des Behälters 1 folgen die Lichtleiter 4,5 und die optische Linse 7 der Kontur der Wandung des Behälters 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste Lichtleiter 4 und der zweite Lichtleiter 5 als seitenemittierende Fasern ausgebildet sind. Unter einer seitenemittierenden Faser wird eine Faser verstanden, die -wie in Fig.2 gezeigt- einen lichtleitenden Kern 10 und einen den lichtleitenden Kern 10 entlang einer Faserachse 11 umschließenden lichtleitenden Mantel 12 aufweist, wobei zwischen dem Kern 10 und dem Mantel 12 ein Streubereich vorgesehen ist, in dem optische Streuelemente 13 ausgeführt sind. Die optischen Streuelemente 13 sind in dem Streubereich statistisch verteilt,
beispielsweise in Richtung der Längserstreckung der Faser linienförmig angeordnet. Der lichtleitende Mantel 12 weist eine kleinere Brechzahl auf als der lichtleitende Kern 10.
Die seitenemittierenden Fasern sind aus Mineralglas oder organischem Glas hergestellt. Durch die Ausbildung als seitenemittierende Faser wird das Licht bei dem ersten Lichtleiter 4 über zumindest einen Teil seiner Länge, beispielsweise zwischen dem Bereich zwischen minimalem und maximalem Füllstand, quer zur
Längserstreckung der Faser ausgestrahlt. Durch die Ausbildung als seitenemittierende Faser wird das Licht bei dem zweiten Lichtleiter 5 über zumindest einen Teil seiner Länge, beispielsweise zwischen dem Bereich zwischen minimalem und maximalem Füllstand, quer zur Längserstreckung der Faser empfangen und anschließend zum Lichtempfänger 6 weitergeleitet.
Der erste Lichtleiter 4, die zumindest eine optische Linse 7 und der zweite Lichtleiter 5 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass sich eine Abhängigkeit des Messsignals des Lichtempfängers 6 vom Füllstand im Behälter 1 einstellt. Dies wird durch eine unterschiedliche, vom Medium an den Grenzflächen der zumindest einen optischen Linse 7 abhängige Brechung des ausgesendeten Lichtes erreicht. Das Licht wird also abhängig davon, ob an der betreffenden Stelle der Grenzflächen der optischen Linse Flüssigkeit oder ein Gas vorliegt, unterschiedlich stark gebrochen. Bei einem bestimmten Füllstand im Behälter 1 gibt es einen unteren Bereich der Lichtleiter 4,5, der zwischen dem unteren Ende der Lichtleiter 4,5 und der Oberfläche der Flüssigkeit liegt und von Flüssigkeit umgeben ist, und einen oberen Bereich, der von einem Gas umgeben ist. Dabei wird das vom ersten Lichtleiter 4 ausgestrahlte Licht im unteren Bereich im stärkeren oder geringeren Maße in den zweiten Lichtleiter 5 geleitet als im oberen Bereich. Aufsummiert über die gesamte Länge des zweiten Lichtleiters 5 wird somit vom zweiten Lichtleiter 5 -abhängig vom Füllstand im Behälter 1- eine vorbestimmte Lichtintensität empfangen, so dass sich das vom Füllstand abhängige Messsignal ergibt. Beispielsweise kann der Brechungsindex der optischen Linse 7 im wesentlichen dem Brechungsindex der Flüssigkeit entsprechen. In diesem Fall erfolgt an den
Grenzflächen der optischen Linse, wenn dort Flüssigkeit vorliegt, im wesentlichen keine Brechung. Wenn stattdessen keine Flüssigkeit an den Grenzflächen vorliegt, erfolgt eine stärkere Brechung als mit Flüssigkeit an der Grenzfläche.
Der erste Lichtleiter 4, die zumindest eine optische Linse 7 und der zweite Lichtleiter 5 sind nebeneinander, beispielsweise parallel zueinander angeordnet. Zwischen dem ersten Lichtleiter 4 und dem zweiten Lichtleiter 5 können zwei optische Linsen 7 hintereinander angeordnet sein (Fig.5).
Fig.3 zeigt einen Strahlengang des Füllstandsgebers gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel mit einer einzigen optischen Linse 7 für den Fall, dass Flüssigkeit im Strahlengang vorliegt. Der erste Lichtleiter 4, die zumindest eine optische Linse 7 und der zweite Lichtleiter 5 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass sich eine Abhängigkeit des Messsignals des Lichtempfängers 6 vom Füllstand im Behälter 1 einstellt. Wie in Fig.3 gezeigt, wird dies beispielsweise erreicht, indem vom ersten Lichtleiter 4 in Richtung des zweiten Lichtleiters 5 ausgestrahlte Lichtstrahlen von der zumindest einen optischen Linse 7 im zweiten Lichtleiter 5 oder nahe dem zweiten Lichtleiter 5 gebündelt werden, wenn im jeweiligen Strahlengang Flüssigkeit vorhanden ist. Der Strahlenverlauf in der optischen Linse 7 wird in den Fig.3, Fig.4 und Fig.6 jeweils nicht betrachtet.
Fig.4 zeigt den Strahlengang des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für den Fall, dass im betreffenden Strahlengang zwischen der optischen Linse 7 und dem zweiten Lichtleiter 5 keine Flüssigkeit vorliegt. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, liegt die Bündelung der Lichtstrahlen entfernt vom zweiten Lichtleiter 5, wenn im betreffenden Strahlengang zwischen der optischen Linse 7 und dem zweiten Lichtleiter 5 keine Flüssigkeit, also ein Gas, vorhanden ist. Bei einem teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behälter 1 ergeben sich unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche, also im Bereich der mit Flüssigkeit umgebenen Lichtleiter 4,5, jeweils Strahlengänge entsprechend der Fig. 3 und oberhalb der
Flüssigkeitsoberfläche, also im Bereich der mit Gas bzw. Luft umgebenen Lichtleiter 4,5, jeweils Strahlengänge entsprechend der Fig.4. Das insgesamt vom zweiten Lichtleiter empfangene Licht ergibt sich dabei aus der Summe der über die gesamte Länge des zweiten Lichtleiters 5 empfangenen Lichtstrahlen.
Erfindungsgemäß können diese Strahlengänge gemäß Fig.3 und Fig.4 entsprechend der Ausführung nach Fig.l erreicht werden, bei der in dem Bereich zwischen der optischen Linse 7 und dem ersten Lichtleiter 4 und im Bereich zwischen der optischen Linse 7 und dem zweiten Lichtleiter 5, die Flüssigkeit entsprechend dem Füllstand im Behälter 1 vorgesehen ist.
Der Abstand zwischen den Lichtleitern 4,5 und der zumindest einen optischen Linse 7 ist mindestens so groß, dass Kapillareffekte keinen wesentlichen Einfluss auf den Füllstand im Spalt zwischen den Lichtleitern 4,5 und der zumindest einen optischen Linse 7 haben.
Fig.5 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers in einer Draufsicht. Bei der Ausführungsform nach Fig.5 ist in dem Bereich zwischen der optischen Linse 7 und dem ersten Lichtleiter 4 ausschließlich ein Gas, insbesondere Luft, vorgesehen. Dagegen ist in dem Bereich zwischen der optischen Linse 7 und dem zweiten
Lichtleiter 5 -wie in dem ersten Ausführungsbeispiel- die Flüssigkeit entsprechend dem Füllstand im Behälter 1 vorgesehen. Dies wird konstruktiv erreicht, indem zwischen dem ersten Lichtleiter 4 und der optischen Linse 7 ein separater, mit Gas,
insbesondere Luft, gefüllter Raum 15 vorgesehen ist, der gegenüber einem zwischen der optischen Linse 7 und dem zweiten Lichtleiter 5 gebildeten Messraum 21 abgedichtet ist. Dazu kann der erste Lichtleiter 4 in einer ersten Aussparung 16 eines ersten Halteelementes 17 angeordnet sein, wobei die erste Aussparung 16 zu einer dem zweiten Lichtleiter 5 zugewandten Seite hin eine erste Öffnung 18 aufweist, in der die optische Linse 7 dichtend angeordnet ist. Die optische Linse 7 kann beispielsweise in die erste Öffnung 18 eingeklebt oder eingeklemmt sein. Dabei kann zwischen der optischen Linse 7 und einer Wandung des ersten Halteelementes 17 ein nicht dargestelltes Dichtelement vorgesehen sein. Die erste Aussparung 16 ist
beispielsweise im Querschnitt V-förmig oder U-förmig ausgebildet. Die erste
Aussparung 16 und deren erste Öffnung 18 haben zum Erfassen des Füllstandes im Behälter 1 eine vorbestimmte Längserstreckung, die in eine Richtung verläuft, die von dem Boden 8 des Behälters 1 zu der Deckenwandung 9 gerichtet ist. Die erste
Aussparung 16 ist dazu beispielsweise nut- oder schlitzförmig und die erste Öffnung 18 beispielsweise langloch- oder rechteckförmig ausgebildet. Das erste Halteelement 17 ist derart im Behälter 1 angeordnet, dass dessen erste Aussparung 16 über den gesamten zu erfassenden Füllstandsbereich verläuft.
Der zweite Lichtleiter 5 ist gemäß Fig.5 an einem zweiten Halteelement 19 angeordnet, wobei zwischen dem ersten Halteelement 17 und dem zweiten Halteelement 19 der Messraum 21 gebildet ist, in den die Flüssigkeit des Behälters 1 über zumindest eine Einlassöffnung 22 einströmen kann und in dem sich der Füllstand entsprechend dem Füllstand im Behälter 1 verändert. Es können beispielsweise viele kleine
Einlassöffnungen 22 als Mittel 23 zum Zurückhalten von Schmutzpartikeln oder an zumindest einer größeren Einlassöffnung 22 jeweils ein Mittel 23, beispielsweise ein Sieb oder Filterelement, vorgesehen sein.
Das zweite Halteelement 19 kann eine zweite Aussparung 20 aufweisen, in der der zweite Lichtleiter 5 angeordnet ist und die zur ersten Öffnung 18 des ersten
Halteelementes 17 hin geöffnet ist. Da auf der dem ersten Lichtleiter 4 zugewandten Seite der optischen Linse 7 Gas, insbesondere Luft, und auf der dem zweiten Lichtleiter 5 zugewandten Seite der optischen Linse 7 -vom Füllstand abhängig- abschnittsweise die Flüssigkeit des Behälters 1 vorgesehen ist, wird das Licht an der dem ersten Lichtleiter 4 zugewandten Grenzfläche der optischen Linse 7 auf gleichbleibende Weise gebrochen und an der dem zweiten Lichtleiter 5 zugewandten Grenzfläche der optischen Linse 7 abhängig vom Füllstand unterschiedlich stark gebrochen. Nach dieser Ausführung wird eine besonders große Abhängigkeit des Messsignals vom Füllstand im Behälter 1 erreicht.
Das erste Halteelement 17 und das zweite Halteelement 19 sind beispielsweise zur Bildung eines Sensorgehäuses miteinander verbunden, beispielsweise einstückig.
Fig.6 zeigt einen Strahlengang des erfindungsgemäßen Füllstandsgebers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für den Fall, dass keine Flüssigkeit im Strahlengang vorliegt.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber den beiden anderen Ausführungsbeispielen lediglich darin, dass zwischen dem ersten Lichtleiter 4 und dem zweiten Lichtleiter 5 zwei optische Linsen 7 vorgesehen sind. Der erste Lichtleiter 4, die zwei optischen Linsen 7 und der zweite Lichtleiter 5 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass vom ersten Lichtleiter 4 in Richtung des zweiten Lichtleiters 5 ausgestrahlte Lichtstrahlen von den optischen Linsen 7 im zweiten Lichtleiter 5 oder nahe dem zweiten Lichtleiter 5 gebündelt werden, wenn im Strahlengang keine
Flüssigkeit vorhanden ist. Auf diese Weise wird ein antiproportionaler Zusammenhang zwischen dem Füllstand im Behälter 1 und dem vom Lichtempfänger 6 gemessenen Messsignal erreicht.
Wenn im entsprechenden Strahlengang lokal Flüssigkeit vorhanden ist, findet die Bündelung der Lichtstrahlen entfernt vom zweiten Lichtleiter 5 statt.

Claims

Ansprüche
Füllstandsgeber zum Messen eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter (1), mit einer Lichtquelle (3), die Licht in einen ersten Lichtleiter (4) einkoppelt, mit einem vom ersten Lichtleiter (4) beabstandeten zweiten Lichtleiter (5), der vom ersten Lichtleiter (4) ausgestrahltes Licht empfängt und an einen Lichtempfänger (6) weiterleitet, wobei zwischen dem ersten Lichtleiter (4) und dem zweiten Lichtleiter (5) zumindest eine optische Linse (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (4) und der zweite Lichtleiter (5) als seitenemittierende Fasern ausgebildet sind.
Füllstandsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Brechungsindex der zumindest einen optischen Linse (7) im wesentlichen dem Brechungsindex der Flüssigkeit entspricht.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Lichtleiter (4) und dem zweiten Lichtleiter (5) zwei optische Linsen (7) vorgesehen sind.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine optische Linse (7)
rotationssymmetrisch, insbesondere zylinderförmig, halbzylinderförmig, kegelförmig oder halbkegelförmig ausgebildet ist.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (4), die zumindest eine optische Linse (7) und der zweite Lichtleiter (5) nebeneinander angeordnet sind.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter (4,5) im wesentlichen parallel zu einer Außenkontur der optischen Linse (7) verlaufen.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (4), die zumindest eine optische Linse (7) und der zweite Lichtleiter (5) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich eine Abhängigkeit des Messsignals des Lichtempfängers (6) vom Füllstand im Behälter (1) ergibt.
8. Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (4), die zumindest eine optische Linse (7) und der zweite Lichtleiter (5) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass vom ersten Lichtleiter (4) in Richtung des zweiten Lichtleiters (5) ausgestrahlte Lichtstrahlen von der zumindest einen optischen Linse (7) im zweiten Lichtleiter (5) oder nahe dem zweiten Lichtleiter (5) gebündelt werden, wenn im Strahlengang Flüssigkeit vorhanden ist.
9. Füllstandsgeber nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (4), die zumindest eine optische Linse (7) und der zweite Lichtleiter (5) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass vom ersten
Lichtleiter (4) in Richtung des zweiten Lichtleiters (5) ausgestrahlte Lichtstrahlen von der zumindest einen optischen Linse (7) im zweiten Lichtleiter (5) oder nahe dem zweiten Lichtleiter (5) gebündelt werden, wenn im Strahlengang keine Flüssigkeit vorhanden ist.
10. Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Füllstandsgeber derart ausgebildet ist, dass auf der dem ersten Lichtleiter (4) zugewandten Seite der optischen Linse (7) ein Gas, insbesondere Luft, und auf der dem zweiten Lichtleiter (5) zugewandten Seite der optischen Linse (7) die Flüssigkeit entsprechend dem Füllstand im Behälter (1) vorgesehen ist.
11. Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Lichtleiter (4) und der optischen Linse (7) ein separater, mit Gas, insbesondere Luft, gefüllter Raum (15) vorgesehen ist, der gegenüber einem zwischen der optischen Linse (7) und dem zweiten Lichtleiter (5) gebildeten Messraum (21) abgedichtet ist.
12. Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (4) in einer ersten Aussparung (16) eines ersten Halteelementes (17) angeordnet ist, wobei die erste Aussparung (16) zu einer dem zweiten Lichtleiter (5) zugewandten Seite hin eine erste Öffnung (18) aufweist, in der die optische Linse (7) angeordnet ist.
13. Füllstandsgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lichtleiter (5) an einem zweiten Halteelement (19) angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Halteelement (17) und dem zweiten Halteelement (19) der Messraum (21) gebildet ist, in den die Flüssigkeit über zumindest eine
Einlassöffnung (22) einströmen kann.
14. Füllstandsgeber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
zumindest eine Einlassöffnung (22) jeweils als Mittel (23) zum Zurückhalten von Schmutzpartikeln ausgebildet ist, oder dass an der zumindest einen
Einlassöffnung (22) jeweils ein Mittel (23) zum Zurückhalten von
Schmutzpartikeln, insbesondere ein Sieb (23), vorgesehen ist.
15. Füllstandsgeber nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Halteelement (19) eine zweite Aussparung (20) aufweist, in der der zweite Lichtleiter (5) angeordnet ist und die zur ersten Öffnung (18) des ersten Halteelementes (17) hin geöffnet ist.
16. Füllstandsgeber nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halteelement (17) und das zweite Halteelement (19) zur Bildung eines Sensorgehäuses miteinander verbunden sind.
17. Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das der Lichtquelle (3) und dem Lichtempfänger (6) abgewandte Ende der Lichtleiter (4,5) oder ein der optischen Linse 7
abgewandter Mantelbereich der Lichtleiter (4,5) optisch absorbierend oder optisch spiegelnd ausgeführt ist.
18. Behälter mit einem Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter (4,5) und die optische Linse (7) des Füllstandsgebers in einer Einbaulage im Behälter (1) in Richtung der Schwerkraft verlaufen.
19. Behälter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter (4,5) teilweise in das Material einer Wandung des Behälters (1) eingebettet sind.
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