DE102018111058A1

DE102018111058A1 - Impedanzgrenzstandsensor

Info

Publication number: DE102018111058A1
Application number: DE102018111058.8A
Authority: DE
Inventors: Christian WEINZIERLE; Jürgen Haas
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-11-14
Also published as: US11828642B2; WO2019215118A1; CN112041644A; US20210239506A1

Abstract

Impedanzgrenzstandsensor (100) mit
- einer Messsonde (102), die durch ein die Messsonde (102) umgebendes Medium in einer Messkapazität (110) beeinflussbar ist, wobei die Messsonde (102) eine Messelektrode (106) und eine von der Messelektrode (106) isolierte Bezugselektrode (108) aufweist, zwischen denen sich die Messkapazität (110) ausbildet,
- einem Messschwingkreis, in dem die Messsonde (102) als kapazitätsbestimmendes Element angeordnet ist,
- einer Elektronikeinheit (101) mit einem Signalgenerator (103) zur Anregung des Messschwingkreises und einem Signaldetektor (104) zur Ermittlung eins Antwortsignals des Messschwingkreises,
- einer Signalverarbeitungseinheit (105) zur Erzeugung eines Messsignals, die mit der Elektronikeinheit (101) verbunden ist, wobei die Messelektrode (106) und die Bezugselektrode (108) derart ausgebildete und angeordnet sind, dass ein steigender Füllstand des Mediums die Bezugselektrode (108) früher als die Messelektrode (106) oder gleichzeitig erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impedanzgrenzstandsensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Impedanzgrenzstandsensoren sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik, bspw. zur Messung von Grenz- oder Füllständen bekannt. Typische Anwendungen für die Erfassung einer vordefinierten Füllhöhe sind Prozessbehältnisse, wie beispielsweise Prozesstanks, Lagertanks, Silos oder Rohrleitungen in der Prozessindustrie. Impedanzgrenzstandsensoren, werden dabei häufig als sog. Grenzschalter, d.h. zur Bestimmung, ob ein Füllmedium eine bestimmte Füllhöhe, den sog. Grenzstand, über- oder unterschreitet, in unterschiedlichen Flüssigkeiten, sowie granulierten und pulverförmigen Schüttgütern eingesetzt.
Es sind auch andere Arten von Grenzschaltern bzw. Grenzstandsensoren bekannt, die je nach Einsatzgebiet, Prozessbedingungen und Eigenschaften des Füllmediums ausgewählt werden. Neben Impedanzgrenzstandsensoren kommen Sensoren, die nach dem TDR (Time Domain Reflectometry) Prinzip arbeiten, oder Vibrationsgrenzstandsensoren oder kapazitiv arbeitende Sensoren zum Einsatz. Ein Schaltbefehl des Grenzschalters kann beispielsweise Befülleinrichtungen oder Entleereinrichtungen starten oder stoppen um entsprechend ein Überlaufen oder Leerlaufen des jeweiligen Prozessbehältnisses zu vermeiden.
In der vorliegenden Anmeldung werden an Stelle des Begriffs Impedanzgrenzstandsensor der Einfachheit halber auch die Begriffe Impedanzsensor, Grenzschalter und Grenzstandmelder gleichwertig benutzt.
Ein bekannter Impedanzsensor 100 ist in 1 gezeigt.
1 zeigt ein vereinfachtes Schnittbild mit Schaltungsblöcken eines Impedanzsensor 100 gemäß dem Stand der Technik. Im Wesentlichen besteht der Impedanzsensor 100, gemäß dem Stand der Technik aus einer Elektronikeinheit 101 und einer Messsonde 102. Die Messsonde 102, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Serienschwingkreis ausgebildet. Zwischen einer Messelektrode 106 und einer Bezugselektrode 108 bildet sich eine Messkapazität 110 aus, welche mit einer diskreten Induktivität 109 zu dem als Serienschwingkreis ausgebildeten Messschwingkreis verschaltet ist.
Die Messelektrode 106 ist rotationssymmetrisch zu einer Längsachse L des Impedanzsensors 100 ausgebildet und über einer Isolierung 107 von einem Prozessraum 90 getrennt. Die Bezugselektrode 108 ist bei dem vorliegenden Impedanzsensor 100 ebenfalls rotationssymmetrisch zu der Längsachse L ausgebildet. Die Bezugselektrode 108 ist dafür im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rohr ausgebildet, das gleichzeitig einen Teil eines Sensorgehäuse bildet. Die Messelektrode 106 ist in Richtung der Längsachse L gesehen vor dem Rohr angeordnet und von der an dem Rohr angeordneten Isolierung 107 umgeben. Die Isolierung 107 bildet gleichzeitig einen vorderseitigen Abschluss des Gehäuses.
Vorteilhafterweise wird die diskrete Induktivität 109 so gewählt, dass sich eine Resonanzfrequenz fres des Schwingkreises für unterschiedlichste Medien bzw. Bedeckungszustände (leer, voll und verschmutzt) zwischen 100 MHz und 200 MHz einstellt.
Ein Betrag einer sich über die Frequenz ändernden komplexwertigen Impedanz |Z| dieses Messschwingkreises wird vorteilhafterweise zwischen 100 MHz und 200 MHz analysiert, d.h. der Messschwingkreis wird mittels eines Frequenzgenerators 103 mit einem Frequenzsweep mit Frequenzen zwischen 100 MHz und 200 MHz angeregt und ein Antwortsignal (Frequenzantwort) des Messschwingkreises mit einem Frequenzdetektor 104 detektiert. Befindet sich ein Medium im Bereich der Messsonde 102, ändert sich das Impedanzverhalten des Messschwingkreises, d.h. insbesondere verschiebt sich dessen Resonanzfrequenz fres, an der sich ein Minimum der Impedanz ausbildet.
Unter einem Frequenzsweep wird die sequenzielle Anregung mit einer Mehrzahl von aufeinander folgenden Frequenzen innerhalb eines Frequenzbereichs verstanden, wobei der Frequenzbereich idealerweise sämtliche möglichen Resonanzfrequenzen des Messschwingkreises enthalten sollte.
Die Änderung der Impedanz des Messschwingkreises wird für eine Auswertung in einer Auswerte- und Steuereinheit 105 herangezogen. Konkret wird die Frequenzantwort hinsichtlich einer Frequenzänderung Δf und einer Änderung der Amplitude eines Minimums der Impedanz Z, auch als Amplitudenänderung bezeichnet, ausgewertet und daraus ein Schaltbefehl generiert. Alternativ könnte die Auswertung aber auch bei einem Maximum der Impedanz Z erfolgen.
In 2 sind beispielhaft für das Medium Ketchup die Frequenzantworten des Impedanzsensors 100 nach dem Stand der Technik aufgeführt.
Eine erste Kurve 200 zeigt das Resonanzverhalten einer sauberen Messsonde 102. Dargestellt ist der Betrag der Impedanz Z über der Frequenz f.
Das Verhalten einer mit Anhaftungen von Ketchup verschmutzten Messsonde 102 ist in einer zweiten Kurve 201 und das einer komplett mit Ketchup bedeckten Messsonde 102 in einer Kurve 202 gezeigt.
Schaltbefehle (leer, voll) werden von der Auswerte- und Steuereinheit 105 realisiert, wobei gemäß dem Stand der Technik ausschließlich die Minima der Resonanzkurven für die Auswertung herangezogen werden. Diese werden bezüglich einer Frequenzänderung Δf und Amplitudenänderung ΔZ ausgewertet. Befindet sich das Minimum der Resonanzkurve in einem ersten Bereich I, so gibt die Auswerte- und Steuereinheit 105 den Schaltbefehl „leer“ aus. Befindet sich das Minimum jedoch in einem zweiten Bereich II so wird der Schaltbefehl „voll“ ausgegeben. Die beiden definierten Schaltbereiche I, II können ab Werk fest in den Impedanzsensor 100 einprogrammiert oder durch einen Kundenabgleich eingestellt und verändert werden. Idealerweise sollten die Bereiche so definiert werden, dass für möglichst viele unterschiedliche Medien die Standardeinstellungen ausreichend sind, da ein kundenseitiger Abgleich zeitaufwendig und daher unerwünscht ist.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Impedanzsensoren 100 wurde der in 3 dargestellte Effekt beobachtet, dass die Position und der Wert der Resonanzstelle stark von der Einbausituation abhängig sind. Besonders stark tritt dieser Effekt bei nicht metallischen Messbehältern auf, wobei sich in dieser Situation die Resonanzstelle im Übergang von der Messspitze (erste Berührung mit dem Medium, Kurve 300) zum Gehäuse (Kontakt des Mediums mit der Bezugselektrode, Kurve 302) nicht sauber ausbildet. Es sind in diesem für die Messung sehr ausschlaggebenden Bereich mehrere Minima und Maxima (Kurve 301) zu beobachten, die Fehlschaltungen verursachen können.
Dieses Verhalten ist insbesondere in nichtmetallischen Messbehältern zu beobachten und wenn der Impedanzsensor von oben her in den Messbehälter eingebaut ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Impedanzgrenzstandsensor anzugeben, der in allen Einbaulagen und in allen Messbehältern zuverlässig Messwerte liefert.
Diese Aufgabe wird durch einen Impedanzgrenzstandsensor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weitebildungen sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Ein erfindungsgemäßer Impedanzgrenzstandsensor mit einer Messsonde, die durch ein die Messsonde umgebendes Medium in einer Messkapazität beeinflussbar ist, wobei die Messsonde eine Messelektrode und eine von der Messelektrode isolierte Bezugselektrode aufweist, zwischen denen sich die Messkapazität ausbildet, weist einen Messschwingkreis, in dem die Messsonde als kapazitätsbestimmendes Element angeordnet ist und eine Elektronikeinheit mit einem Signalgenerator zur Anregung des Messschwingkreises und einem Signaldetektor zur Ermittlung eins Antwortsignals des Messschwingkreises auf, wobei eine Signalverarbeitungseinheit zur Erzeugung eines Messsignals, die mit der Elektronikeinheit verbunden ist, und zeichnet sich dadurch aus, die Messelektrode und die Bezugselektrode derart ausgebildete und angeordnet sind, dass ein steigender Füllstand des Mediums die Bezugselektrode früher als die Messelektrode oder gleichzeitig erreicht.
Die obige Ausgestaltung von Messelektrode und Bezugselektrode bedeutet insbesondere, dass ein steigender Füllstand die Bezugselektrode in jeder Einbaulage vor der Messelektrode oder zumindest gleichzeitig mit dieser erreicht.
Erreichen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Füllstand eine Höhe, in der die jeweilige Elektrode angeordnet ist, erreicht. Es bedeutet dabei insbesondere nicht, dass die jeweilige Elektrode zwangsläufig mit dem Füllmedium in Kontakt kommen muss.
Dadurch, dass das Füllmedium gleichzeitig oder bevor ein Füllstand das Niveau der Messelektrode erreicht mit der Bezugselektrode in Kontakt ist, wird eine definierte Beeinflussung der Messkapazität erreicht, sodass sich die Minima und Maxima definiert und unabhängig von der Einbaulage und dem umgebenden Messbehälter ausbilden.
In einer Ausgestaltungsform kann die Bezugselektrode eine Verlängerung in Richtung der Messelektrode aufweisen. Eine solche Verlängerung hat den Vorteil, dass die Bezugselektrode und die Messelektrode so ausgebildet sein können, dass diese bspw. bei einem Einbau in den Messbehälter von oben her auf einer identischen Höhe angeordnet sind, oder die Bezugselektrode sogar weiter in den Behälter ragt, als die Messelektrode, d.h. dass die Messelektrode und die Bezugselektrode von einem steigenden Füllstand gleichzeitig erreicht werden, oder die Bezugselektrode vor der Messelektrode erreicht wird.
Die Verlängerung kann wenigstens abschnittsweise stiftförmig ausgebildet sein, wobei die Verlängerung die Messelektrode in Axialrichtung vorderseitig überragt. Eine stiftförmig ausgebildete Verlängerung hat den Vorteil, dass sie einfach herstellbar ist, und auch keinerlei Rücksprünge oder Kanten verursacht, die bspw. bei einem Einsatz des Sensors in der Lebensmittelindustrie negativ zu bewerten wären.
In Axialrichtung gibt in der vorliegenden Anmeldung die Richtung einer Längsachse des Impedanzsensors an. Die Axialrichtung fällt dabei insbesondere mit einer Symmetrieachse der Messelektrode, die rotationssymmetrisch ausgebildet ist, zusammen. Die Messelektrode kann auf diese Weise bswp. als Drehteil ausgebildet sein, was eine einfach und kostengünstige Fertigung ermöglicht.
Die Stiftförmige Verlängerung kann mit der Bezugselektrode bspw. verschraubt, verschweißt oder einstückig ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltungsvariante ist die Verlängerung abgewinkelt ausgebildet, wobei ein erster Abschnitt an der Bezugselektrode angeordnet oder befestigt ist und sich ein zweiter Abschnitt in Axialrichtung erstreckt. Auf diese Weise kann die Verlängerung an der Bezugselektrode in Radialrichtung ansetzten und ist damit nur an einem Punkt und nicht linienförmig mit der Bezugselektrode verbunden. Die Verlängerung kann dazu beispielsweise um 90° abgewinkelt als gebogenes Drahtteil ausgebildet sein.
Alternativ kann die Verlängerung als ein die Messelektrode in Axialrichtung übergreifendes Rohr ausgebildet sein. Ein solches Rohr hat den Vorteil, dass es umlaufend mit der Bezugselektrode in Verbindung ist und die Messelektrode ebenfalls umlaufen umgibt, sodass der rotationssymmetrische Aufbau erhalten bleibt.
Das Rohr kann mit der Bezugselektrode mechanisch lösbar und elektrisch leitend verbunden sein, bspw. über eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung oder der dergleichen. Somit kann die Verlängerung nur dann angebracht werden, wenn die Einbausituation und/oder der Messbehälter und/oder andere Randbedingungen dies zur Erzielung zuverlässiger Messergebnisse erfordern.
Um einen guten Zulauf und Ablauf des Füllmediums zu gewährleisten kann das Rohr wenigstens an einem bezugselektrodenseitigen Ende eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich bei einem senkrechten Einbau von Oben her ein Luftpolster in dem Rohr bildet und ein weiteres Zuströmen des Mediums von unten her verhindert, oder dass sich bei einem senkrechten Einbau von unten her das Medium in dem Rohr ansammelt und nicht mehr abläuft.
In einer besonders unauffälligen und kompakten Variante ist die Verlängerung als eine sich in Axialrichtung erstreckende Metallisierung ausgebildet. Typischerweise ist die Messelektrode von einem Isolator umgeben und dadurch von der Bezugselektrode und dem Prozessraum isoliert. Auf diesem Isolator kann eine Metallisierung aufgebracht und rückseitig mit der Bezugselektrode verbunden sein. Auf diese Weise kann eine Verlängerung der Bezugselektrode ohne zusätzliche Anbauteile realisiert werden.
Die Metallisierung darf nicht vollflächig ausgebildet werden sondern sollte nur einen Teil der Isolierung bedecken. Ansonsten würde sie die Ausbildung der Messkapazität verhindern.
Die Metallisierung kann bspw. streifenförmig ausgebildet sein. Auf diese Weise kann mit einem oder zwei Streifen, die an der Bezugselektrode ansetzen, über eine Ebene der Messelektrode hinausreichen und wieder zur Bezugselektrode zurückreichen eine Metallisierung erreicht werden.
Die Metallisierung kann dabei so dünn aufgebracht oder derart in einer Vertiefung angeordnet sein, dass mit einem die Metallisierung umgebenden Material eine diskontinuitätenfreie Oberfläche entsteht. Unter einer diskontinuitätenfreien Oberfläche soll vorliegend eine Oberfläche ohne Spalte und Kanten verstanden werden, sodass ein Einsatz auch in Anwendungen der Lebensmittelindustrie weiterhin möglich ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:

1 ein vereinfachtes Schnittbild eines Impedanzsensor gemäß dem Stand der Technik (schon behandelt),
2 das gewünschte Impedanzverhalten des Impedanzsensors gemäß 1 (schon behandelt),
3 das Impedanzverhalten des Impedanzsensors gemäß 1 in einem Kunststofftank (schon behandelt),
4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Impedanzsensors gemäß der vorliegenden Anmeldung,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Impedanzsensors gemäß der vorliegenden Anmeldung und
6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Impedanzsensors gemäß der vorliegenden Anmeldung.

In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten mit gleicher Funktion.
Zur Vereinfachung der Darstellung sind in den 4 bis 6 eine Elektronikeinheit 101 und eine Signalverarbeitungseinheit 105 nicht dargestellt. Diese sind aber - wie auch im Stand der Technik - in sämtlichen Ausführungsbeispielen enthalten.
4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Impedanzgrenzstandsensors 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Der Impedanzgrenzstandsensor 100 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einer vereinfachten Schnittdarstellung, wie diese auch in Bezug auf den Stand der Technik verwendet wurde, dargestellt.
Der Impedanzsensor 100 gemäß 4 weist eine Messsonde 102 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer in Axialrichtung A ausgerichteten und rotationssymmetrisch ausgebildeten Messelektrode 106 sowie einer ebenfalls in Axialrichtung A ausgerichteten und rotationssymmetrisch ausgebildeten Bezugselektrode 108 zwischen denen sich eine Messkapazität 110 ausbildet sowie einer diskreten Induktivität 109 gebildet ist. Die Bezugselektrode 108 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als rohrförmig ausgebildetes Gehäuse des Impedanzgrenzstandsensors 100 ausgebildet, wobei dieses Gehäuse eine rohrförmige Verlängerung 112 aufweist. Die Verlängerung 112 ist im Ausführungsbeispiel der 4 als Rohr 118 ausgebildet, dass einstückig mit der Bezugselektrode 108 ausgebildet ist. Die Messelektrode 106 ist von der Bezugselektrode 108 sowie von einem Prozessraum 90 durch eine Isolierung 107 abgetrennt und elektrisch isoliert.
An einem der Bezugselektrode 108 zugewandten Ende der Verlängerung 112 weist das Rohr 118 mindest eine Öffnung 120 oder eine Mehrzahl von in Radialrichtung verlaufenden Öffnungen 120 auf, die bei einer Montage des Impedanzgrenzstandsensors 100 in einem Behälter senkrecht von oben verhindern, dass in dem zwischen der Verlängerung 112 und der Isolierung 107 gebildeten Hohlraum Luft eingeschlossen wird, die dann verhindert, dass das Prozessmedium in diesem Hohlraum eindringt. Bei einer Montage des Impedanzgrenzstandsensors 100 in einem Behälter senkrecht von unten her kann in dem Hohlraum angesammeltes Medium durch die Öffnungen 120 abfließen, sodass auch hier Messfehler vermieden werden.
Eine Messkapazität 110, die zur Impedanzmessung in einem Serienschwingkreis aus der Induktivität 109 und der Messkapazität 110 angeordnet ist bildet sich in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zwischen dem Rohr 118, das elektrisch leitend mit der Bezugselektrode 108 verbunden ist und der Messelektrode 106 aus. Ein in den Zwischenraum zwischen Bezugselektrode 108 und Messelektrode 106 eindringendes Medium wirkt als Dielektrikum und verändert einen Wert der Messkapazität 110.
Ausschlaggebend für die positiven Effekte bei der Messung mit dem vorliegend dargestellten Impedanzgrenzstandsensor 100 ist, dass die Verlängerung 112 respektive das Rohr 118 so ausgestaltet und angeordnet ist, dass ein Füllstand eines zu messenden Mediums in dem Prozessraum 90 die Bezugselektrode 108 bzw. die Verlängerung 118 in jeder Einbaulage vor der Messelektrode 106 erreicht.
In 5 ist eine alternative Ausgestaltungsform eines Impedanzgrenzstandsensors 100 mit einer Verlängerung 112 dargestellt. Der Impedanzgrenzstandsensor 100 gemäß 5 unterscheidet sich von dem Impedanzgrenzstandsensor 100 der 4 lediglich in der Ausgestaltung in der Verlängerung 112, sodass auf den sonstigen Einbau an dieser Stelle nicht näher eingegangen wird.
Die Verlängerung 112 ist im Ausführungsbeispiel der 4 als eine stiftförmig ausgebildete Verlängerung 112 der Bezugselektrode 108 ausgestaltet. Ein erster Abschnitt 114 der Verlängerung 112 setzt an der Bezugselektrode 108 in Radialrichtung an und ist mit dieser beispielsweise verschweißt. Ein zweiter Abschnitt 116 der Verlängerung 112 ist einstückig mit dem ersten Abschnitt 114 ausgebildet und erstreckt sich in Axialrichtung A. Der zweite Abschnitt 116 ist dabei so lang ausgebildet, dass die Verlängerung 112 die Messelektrode 106 in Axialrichtung vorderseitig überragt, sodass damit sichergestellt ist, dass ein in der vorliegend dargestellten Einbauposition steigender Füllstand zunächst mit der Verlängerung 112 der Bezugselektrode 108 in Berührung kommt und der Füllstand die Messelektrode 106 erst zu einem späteren Zeitpunkt erreicht.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel bildet sich ein maßgeblicher Teil der Messkapazität 110 zwischen der Verlängerung 112, vorliegend maßgeblich dem zweiten Abschnitt 116 der Verlängerung 112, und der Messelektrode 106 aus. Ein zweiter Anteil der Messkapazität 110 wird sich aber auch zwischen der Messelektrode 106 und der Bezugselektrode 108 ausbilden.
Ein Vorteil des in 5 dargestellten Aufbaus liegt in einer geringeren Anzahl an hinteren Schnitten und Kanten, sodass für diesen Aufbau ein Einsatz in der Lebensmittelindustrie möglich ist.
In 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Impedanzgrenzstandsensors 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung gezeigt. Der Impedanzgrenzstandsensor 100 ist in perspektivischer Darstellung gezeigt, wobei der Impedanzgrenzstandsensor 100 in der vorliegenden Darstellung von schräg vorne gezeigt ist. Aus der vorliegenden Darstellung geht besonders gut der rotationssymmetrische Aufbau des Impedanzgrenzstandsensors 100 hervor.
In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verlängerung 112 der Bezugselektrode 108 als ein auf die Isolierung 107 aufgebrachte Streifen L-förmige Metallisierung 130 ausgeführt. Die Metallisierung 130 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein schmaler Streifen einer Breite von etwa 0,5 bis 10 mm ausgeführt. Die gezeigte Ausführungsform kommt damit ohne zusätzliche Anbauteile aus, sodass eine besonders kompakte und durch die Metallisierung auch sehr kostengünstige Realisierung einer Verlängerung 112 der Bezugselektrode 108 realisiert werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Metallisierung 130 eine Dicke von 5-1000 µm auf.
Auch durch den 6 gezeigte Ausgestaltung wird sichergestellt, dass unabhängig von einer Einbaulage des Impedanzgrenzstandsensors 101 steigender Füllstand immer zuerst die Bezugselektrode 108 oder die mit dieser elektrisch verbundene Verlängerung 112 erreicht.
Die Metallisierung 130 kann beispielsweise auch in einer Nut der Isolierung 107 angeordnet sein, sodass zwischen der Isolierung 107 und der Metallisierung 130 keine Stufe entsteht.

100: Impedanzgrenzstandsensor
101: Elektronikeinheit
102: Messsonde
103: Signalgenerator
104: Signaldetektor
105: Signalverarbeitungseinheit
106: Messelektrode
107: Isolator
108: Bezugselektrode
109: Induktivität
110: Messkapazität
112: Verlängerung
114: erster Abschnitt
116: zweiter Abschnitt
118: Rohr
120: Öffnung
130: Metallisierung
A: Axialrichtung

Claims

Impedanzgrenzstandsensor (100) mit - einer Messsonde (102), die durch ein die Messsonde (102) umgebendes Medium in einer Messkapazität (110) beeinflussbar ist, wobei die Messsonde (102) eine Messelektrode (106) und eine von der Messelektrode (106) isolierte Bezugselektrode (108) aufweist, zwischen denen sich die Messkapazität (110) ausbildet, - einem Messschwingkreis, in dem die Messsonde (102) als kapazitätsbestimmendes Element angeordnet ist, - einer Elektronikeinheit (101) mit einem Signalgenerator (103) zur Anregung des Messschwingkreises und einem Signaldetektor (104) zur Ermittlung eins Antwortsignals des Messschwingkreises, - einer Signalverarbeitungseinheit (105) zur Erzeugung eines Messsignals, die mit der Elektronikeinheit (101) verbunden ist und dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (106) und die Bezugselektrode (108) derart ausgebildete und angeordnet sind, dass ein steigender Füllstand des Mediums die Bezugselektrode (108) früher als die Messelektrode (106) oder gleichzeitig erreicht.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugselektrode (108) ein Verlängerung (112) in Richtung der Messelektrode aufweist.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (112) wenigstens abschnittsweise stiftförmig ausgebildet ist, wobei die Verlängerung (112) die Messelektrode (106) in Axialrichtung (A) gesehen vorderseitig überragt.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (112) abgewinkelt ausgebildet ist, wobei ein erster Abschnitt (114) an der Bezugselektrode (108) angeordnet oder befestigt ist und sich ein zweiter Abschnitt (116) in Axialrichtung (A) erstreckt.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (112) als die Messelektrode in Axialrichtung (A) übergreifendes Rohr (118) ausgebildet ist.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr mit der Bezugselektrode (108) lösbar verbunden ist.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (118) wenigstens an einem bezugselektrodenseitigen Ende eine oder eine Mehrzahl von Öffnungen (120) aufweist.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (112) als eine sich in Axialrichtung (A) erstreckende Metallisierung (130) ausgebildet ist.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung (130) streifenförmig ausgebildet ist.
Impedanzgrenzstandsensor (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung (130) derart in einer Vertiefung angeordnet ist, dass mit einem die Metallisierung (130) umgebenden Material eine diskontinuitätenfreie Oberfläche entsteht.