DE3236291A1

DE3236291A1 - Vorrichtung zum erfassen und auswerten des fuellzustandes in behaeltern

Info

Publication number: DE3236291A1
Application number: DE19823236291
Authority: DE
Inventors: Siegfried 1000 Berlin Klose
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: Stoeckert Instrumente 80939 Muenchen De GmbH
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1984-04-05
Also published as: IT8323008A0; DE3236291C2; SE8305156L; IT1171699B; SE8305156D0

Description

Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllstandes in
Behältern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllstandes elektrisch leitender Flìissigkeiten.in Behältern insbesondere für Flüssigwaschmittel-Vorratsbehälter in Wasch- oder Spülmaschinen Für Wasch- bzw Spülvorgänge mit entsprechenden Maschinen insbesondere in Haushalten ist es notwendig oder teilweise zweckmäßig, dem Reinigungs- bzw. Spülwasser entsprechende Wirkmittel zuzusetzen. iese ifirkmittel können in fester Form pulverisiert oder gekörnt oder in flüssiger Form vorliegen. Wirkmittel in f[ttssLger Form für Wasch- oder Spülvorgänge eignen sich besonders zuis autoulatischen Portionieren für die Arbeitsvorgänge aus Vorratsbehältern. Da diese Portionierung der Wirkmittelzugaben automatisch erfolgt muß gewährleistet sein, daß das zur Neige gehen dieser Wirkmittel den Bedienungspersonen zur Kenntnis gebracht wird und zwar möglichst auffällig. In den meisten Fällen ist es weder gewünscht noch vertretbar möglich, den freien Einblick zum Vorratstank für die Wirkmittelflüssigkeit zu gewährleisten. Aus diesem Grunde ist es naheliegend, den Flüssigkeitspegel innerhalb des Vorratstankes technisch zu erfassen, um ihn dann auszuwerten und/oder anzuzeigen.
Insbesondere für aus dem Gesamtgerät herausnehmbare Vorratebehälter ist diese W1aßnahme im Rahmen der bekannten Lösung-svorschläge problematisch und störanfällig. Deshalb sind auch bereits Lösungen bekannt geworden, bei denen auf eine dirEkte Auswertung des Füllstandes innerhalb des Vorratsbehälters verzichtet wird. Anstelle dessen wird die Anzahl der Waschvorgänge registriert und daraus das wahrscheinliche zur Neige gehen des Wirkmittelzusatzes abgeleitet. Es ist naheliegend, daß diese Vorgehensweise nur als Notbehelf angesehen werden kann.
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der vorliewenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllzustandes elektrisch leitender Flüssigkeiten darzulegen, welche in Vorratsbehältern hauptsächlich bei Wasch-oder Spülmaschinen eingesetzt sind und aus denen die Flüssigwaschmittel automatisch für die einzelnen Bearbeitungsgänge portioniert abgegeben werden, Derartige Behälter bestehen üblicherweise aus elektrisch nicht leitendem Material, nämlich aus lürnststoff Selbstverständlich sollen die getroffenen Maßnahmen weitestgehend funktionssieller sein und möglichst einfach realisieren lassen.
binde Vorrichtung zum Urfassen und Auswerten des Füllzustandes elektrisch leitender Flüssigkeiten in Vorratsbehältern, weiche diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwandung eines elektrisch nicht leitenden Flüssigkeitsbehalters in xwei dem veränderlich gefüllten Füllraum gegenüberliegenden Flächenbereichen aus elektrisch leitendem Material gebildete Schichten angeordnet sind, welche als kapazitiv wirkende Glieder in einen Hochfrequenz-Schaltkreis mit Pregelüberwachung geschaltet sind.
Bei einer Vorrichtung nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen verändert sich der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter und damit auch im Bereich an der Außenwandung angeordneten Schichten aus elektrisch leitendem Material. Mit diesen Schichten bildet die elektrisch leitende Flüssigkeit eine elektrisch kapazitive Anordnung mit zwei in Reihe geschalteten, wie Kondensatoren wirkende Bereiche. Es ist bekann, daß u4a. die Kapazität von galvanisch getrennten, gegenüberliegenden und elektrisch leitenden Elementen abhängig ist von der Größe der sich überdeckend gegenüberstehenden Fläche dieser Elemente. Da sich die Flüssigkeitsmenge innerhalb des Vorratsbehäiters durch die ständig fortlaufende Entnahme reduziert, entstehen auch im Bereich der an der Außenwandung anueordneten leitenden Schichten unterschiedliche Kapazitäten. Diese Kapazitätsänderungen können in bekannter Weise elektronisch ausgewertet werden. Damit ergibt sich eine einfa<li Maßnahme, das zur Neige gehen des Flüssigwasci1mittcis im Vorrats;)eheilte-r zu erkennen und zu signalisieren.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung steht diese in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die an der Außenwandung des Flüssigkeitsbehälters angeordneten, kapazitiv wirkenden Scllicllten Bestandteil eines elektrischen Schwinkreises sind, der einer hochfrequenten Schwingung ausgesetzt ist und dessen Schwingverhalten durch elektronisch Pegelmessung ertassbar und weiterverarbeitbar ist. Der artige elektrische Schwingkreise werden bekanntermaßen gebildet durch kapazitiv und induktiv wirkende Elemente. Durch Veränderung im vorliegenden Fall des kapazitiven Elementes wird eine gut auswertbare elektrische Meßgröße erzeugt.
Nach einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß am Flüssigkeitsbehälter eine mit den kapazitiv wirkenden Schichten in Reihe geschaltete Spule angeordnet ist, welche mit einer weiteren außerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordneten Spule einer elektronischen Schwingkreis-Auswerteschaltung einen Übertrager bildet. Damit bilden die auf dem Flüssigkeitsbehälter angeordneten kapazitiv wirkenden Schichten mit der in Reihe geschalteten Spule den Schwingkreis, welcher nicht galvanisch, d.. auch nicht mechanisch mit der elektronischen Schwingkreis -Auswerteschaltung in Verbindung zu stehen braucht Dies bedeutet, d oder Flüssigkeitsvorratsbehälter aus der Wasch- oder Spülmaschine entfernt werden kann, ohne daß elektrische Verbindungen zur Schwingkreis-Auswerteschaltung gelöst werden müssen.
Als kapazitiv wirkende Schichten sind vorteilhafterweise Kupferfolien auf den Flüssigkeitsbehälter-Wandungen an geordnet. Um Beschädigungen oder sonstige Veränderungen der elektronischen Eigenschaften möglichst zu vermeiden ist es zweckmäßig, sowohl die elektrisch leitenden Schichten als auch eine am Flüssigkeitsbehälter angeordnete Spule zu schützen und zwar beispielsweise dadurch, daß diese Elemente in die Wandung des Flüssigkeits-Vorratsbehälters eingebettet sind.
Schaltungstechnisch ist es zweckmäßig, daß der Ausgangs pegel liter einen übertrager aus gekoppelt wird und/oder daß der Ausgangspegel einer Schwellwert-Verstärkerschaltung zugeführt ist, an dessen Ausgang digital verarbeitbare Signale abgreifbar sind. Elektronisch sind derartige Schaltungsanordnungen in einfacher Weise abgleichbar, so daß ein gewünschter Flüssigkeitsstand innerhalb des Flüssigkeitsvorratsbehälters relativ genau erfaßt und als Grenzwert ausgewertet werden kann Unterschreitet die Flüssigkeit, z.B. das Flüssigwaschmittel, das vorgegebene Niveau innerhalb des Flüssigkeitsvorratsbehälters, so wird dieser Zustand elektronisch verarbeitet und beispielsweise beim Einschalten des Gerätes akustisch oder optisch signalisiert.
Ausführungsbeispiele mit Merkmalen der Erfindung sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Flüssigkeits-Vorratsbehälters mit außen aufgebrachten Leitenden Schichten, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des lüssigkeitsstandes innerhalb dieses Vorratsbehälters und Fig. 3 eine weitere Anordnung zur Flüssigkeits-Füllstandsauswertung.
Aus der schematisierten Ansicht nach der Fig. 1 geht hervor, daß e ein Flüssigkeits-Vorratsbehälter 1 bis zum Pegel 2 mit Flüssigkeit 3 gefüllt ist. Die wandung 4 des Flüssigkeits behälters 1 ist aus Kunststoff und damit elektrisch nicht leitend. l)agegen besitzt die Flüssigkeit 3 eine elektrische Leitfähigkeit. Außen auf der Wandung 4 sind in zwei nebeneinander liegenden Bereichen lÇupferfolien 5 und 6, also Schichten is elektrisch leitendem Material aufgebracht. Von diesen Kuplerfolien 5, 6 aus führen elektrische Leitungen 7, 8 zu der nachgeschalteten Auswerteschaltung.
Zusammen mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit 3 bilden die beiden Kupferfolien zwei kapazitive hintereinander geschaltete Elemente Die Kapazität ändert sich merklich, wenn ctie elektrisch leitende Flüssigkeit 3 auf das gestrichelt dargestellte Niveau 9 durch eine automatische Entnahme abgesunken ist.
AUS der Fi . " ist eine Schaltungsanordnung ersichtlich, in der die aus den Kupferfolien 5 und 6 mit der leitenden Flüssigkeit 3 gebildeten Kapazitäten mit einer Spule 10 als induktives element zusammen zu einem elektronischen Schwingkreis geschaltet ist. Dieser Schwingkreis wird durch einen Generator 11 mit Schwüigungen im W£iz-Bereieh angeregt. Das elektronische Veralen des Schwingkreises 5, 9, 6, 10 wird über den Widerstand 12 abgegriffen und von einer Verstärkerstufe 13 zu einem weiter verarbeitbaren Signal ausgewertet In Abhängigkeit eines derartigen Signals ist bei Unterschreitqmg eines vorgegebenen gewünschten Niveaus der Flüssigkeitsmenge im Flüssigkeitsvorratsbehälter ein akustisches oder optisches Signal erzeugbar und zwar entweder dauernd oder lediglich bei 1inschaltung des Gerätes.
Aus der Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Schaltungsanordnung ersichtlich. In diesem Falle bildet die im Vorratsbehälter 1 aufgenommene elektrisch leitende Waschmittelflüssigkeit 3 mit elektrisch isoliert von dieser Fl.üssigkeit 3 getrennten Kupferfolien 5' und 6' zwei Kapazitäten. Die Kupferfolien 5' und 6' sind in Serie geschaltet mit einer Spule 14, die ebenfalls dem Flüssigkeitsvorratsbehälter 1 zugeordnet ist.
Mit einer weiteren Spule 15, welche jedoch im ortsfesten Teil des Gerätes 16 angeordnet ist, bildet die Spule 14 einen übertrager. Damit wird erreicht, daß zwischen dem Behälter 1 und der Auswerteschaltung dem ortsfesten Gehäuse 16 keine galvanische elektrische Verbindung erforderlich ist. Die Kapazität 51, 3 und X, G' bilden zusammen mit den Induktivitoten der Spulen 14, 15 einen elektronischen Schwingkreis und zusammen mit dem Transistor 17 eine HS-Oszillatorschaltung, deren Rückkopplungsrad durch eine Kapazität 18 eingestellt werden kann. Bei volle Flüssigkeits-Vorratsbehälter 1 ist der Kollektorschwinkrcis des Transistors 17 mit einer Kapazität 19 so ausgegliehen, daß der Oszillator schwingt, wobei mit der Kapazität 18 eine definierte Oszillatoramplitude eingestellt ist. Mittels einer Spule 30 eines weiteren Übertragers wird die Oszillatorspannung ausgekuppelt und über eine Diode 21 gleichgeriehtet einer Schwellwertverstärkerschaltung 22 zugeführt. Am Ausgang 23 ist digital der Signalpegel abgreifbar.
Sinkt der Flüssigkeitspegel auf das Niveau 9 (Fig. 1) und nimmt die Bedenkung der als Elektroden dienenden Kupfer-Folien in' ab,- so ändert sich die Kapazität im Schwingkreis 5'-3, so 1.'i, t so daß dieser Schwingkreis soweit verstimmt wird, daß die Schwingungen des Oszillators abreißen.
Damit wird in der Angle 20 keine Spannung mehr induziert und der Pegel am Ausgang an der Schwellwertverstärkerschaltung 22 wird zurückgesetzt. Aus diesem Kriterium wird dann die ontiseilc oder akustische Alarmangabe abgeleitet.
Die Einrichtung ist insofern eigensicher, als bei Störungen der Oszillatorschaltung am Ausgang immer der Alarm gebende Zustand ausgegeben wird.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllzustandes elektrisch leitender Flüssigkeiten in Behältern, insbesondere für Flüssigwaschmittel-Vorratsbehälter in Wasch- oder Spülmaschinen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Außenwandung (4) eines elektrisch nicht lei wenden Flüssigkeitsbehälters (i) in zwei den v änderlich gefüllten Füllraum gegenüberliegenden Flächenbereichen aus elektrisch leitendem Material gebildete Schichten (596) angeordnet sind, Welche als kapazitiv wirkende Glieder in einen Hochfrequenz-Schaltkreis mit Pegelüberwachung geschaltet sind.
2. Schaltunganordnung in Verbindung mit einer Vorrich tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenwandung des Flssigkeitsbehälters (i) angeordneten, kapazitiv wirkenden Schichten (5, 6) Bestandteil eines Schwingkreises (5/35 3/6, 10; 5/3, 3/6', 14, 15) sind, der einer hochfrequenten Schwingung ausgesetzt ist und dessen Schwingverhalten durch elektronische Pegelmessung erfassbar und weiterverarbeitbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch t oder in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Flüssigkeitsbehälter (4) eine mit den kapazitiv wirkenden Schichten (5', 6') in Reihe geschaltete Spule (i4) angeordnet St, welche mit einer weiteren, außerhalb des Flüssigkeitsvorratsbehälters (i) angeordneten Spulen (15) einer elektronischen Schwing kreis-Auswerteschaltung einen Übertrager (14/in) bildet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i oder 3 oder in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als kapazitiv wirkende Schichten (5,6; 5',6') Kupferfolien auf den Wandungen (4) des Flüssigkeitsvorratsbehälters (i) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4 oder in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiv wirkenden Schichten (5,6; 51,61) in die Wandung (4) des Flüssigkeitsvorratsbehälters (i) eingebettet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den kapaitiv wirkenden Schichten (5',6') in Reihe geschaltete Übertrager-Spule (14) in die Wandung (4) des Flüssigkeitsvorratsbehälters (i) integriert ist.
7. Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche i, 3 bis 6 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangspegel über einen Übertrager (19,20) aus-koppelbar ist.
8. Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche i, 3 bis 6 oder nach einem der Ansprüche 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Atsgangspegel einer Schwellwertverstärker-Schaltung (22) zugeführt ist, an dessen Ausgang (23) digital verarbeitbare Signale abgreifbar sind.