DE3742783C2 - Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands in Behältern, insbesondere des Ölstands in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands in Behältern, insbesondere des Ölstands in Brennkraftmaschinen von KraftfahrzeugenInfo
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- DE3742783C2 DE3742783C2 DE19873742783 DE3742783A DE3742783C2 DE 3742783 C2 DE3742783 C2 DE 3742783C2 DE 19873742783 DE19873742783 DE 19873742783 DE 3742783 A DE3742783 A DE 3742783A DE 3742783 C2 DE3742783 C2 DE 3742783C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des
Flüssigkeitsfüllstands in Behältern, insbesondere des
Ölstands in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 29 39 355 A1
vorbekannt, die ein temperaturabhängiges Widerstandselement
aufweist und zur Kompensation von Änderungen der Temperatur
der Flüssigkeit, deren Füllstand gemessen werden soll, unter
anderem eine Kompensationsschaltung benötigt.
Diese vorbekannte Vorrichtung hat jedoch Nachteile. Die zur
Kompensation von Temperaturänderungen der Flüssigkeit
erforderliche Kompensationsschaltung und weitere
Schaltungsteile machen die Vorrichtung aufwendig, so daß die
Fertigung der vorbekannten Vorrichtung teuer sein kann.
Weil bei der vorbekannten Vorrichtung nur ein
Widerstandselement vorhanden ist, ist bei der Inbetriebnahme
eine Grundjustage der verwendeten Widerstandselemente
erforderlich. Dies erfordert Zeit und kann die Fertigung
zusätzlich verteuern.
In den Abkühlphasen des Widerstandselements, in denen das
Widerstandselement nur mit einem geringen Strom beaufschlagt
wird, soll bei der vorbekannten Vorrichtung die Temperatur
der Flüssigkeit gemessen werden. Dazu ist eine Abkühlung des
Widerstandselements im wesentlichen auf die Temperatur der
Flüssigkeit erforderlich, so daß die notwendigen
Abkühlzeiten sehr lang sein können. Dies macht die
vorbekannte Vorrichtung möglicherweise so träge, daß eine
Verwendung z. B. in Kraftfahrzeugen, bei denen sich der
Ölstand in Brennkraftmaschinen sehr schnell ändern kann,
ausgeschlossen erscheint, weil insbesondere dort ein nicht
erkannter Ölverlust zu schweren Schäden führen kann.
Das bei der vorbekannten Vorrichtung angewandte Verfahren
zur Messung der Flüssigkeitstemperatur kann ungenau sein,
wenn zur Beschleunigung des Verfahrens die Abkühlzeitdauer
kürzer als erforderlich gewählt wird.
Dadurch, daß der Füllstand und die Temperatur der
Flüssigkeit zeitlich nacheinander gemessen werden, kann sich
ein Fehler der Füllstandsmessung ergeben, wenn sich in der
Zwischenzeit die Temperatur der Flüssigkeit geändert hat.
Diese und die vorgenannte Fehlerquelle führen dazu, daß die
vorbekannte Vorrichtung häufig nur zur Messung eines
vorgegebenen Flüssigkeitsniveaus geeignet ist. Es ist also
häufig mit der vorbekannten Vorrichtung nicht möglich, eine
kontinuierliche Füllstandsänderung der Flüssigkeit im
Behälter zu messen.
Aus der DE 23 08 823 B2 ist eine Vorrichtung zur Messung des
Flüssigkeitsfüllstandes in Behältern bekannt, bei der vier
temperaturabhängige Widerstandselemente vorgesehen sind.
Diese temperaturabhängigen Widerstandselemente werden nicht
selbst beheizt, sondern durch separate Heizelemente erwärmt.
Es sind zwar auch Widerstände zur Strombeaufschlagung der
temperaturabhängigen Widerstandselemente vorgesehen. Diese
Strombeaufschlagung dient jedoch allein der Messung des
Widerstandes in den Brückendiagonalen einer Meßbrücke,
jedoch nicht der Beheizung der temperaturabhängigen
Widerstandselemente.
Die DE 35 43 153 C1 zeigt nur eine Ansteuerschaltung für
elektrothermische Füllstandsgeber, wobei der eigentliche
Füllstandsgeber und dessen Konstruktion nicht dargestellt
ist. Die DE 31 34 912 C2 zeigt zwar eine Schaltungsanordnung
zur kontinuierlichen Messung des Füllstandes in einem
Flüssigkeitsbehälter, wobei dort jedoch nur ein
temperaturabhängiges Widerstandselement dargestellt ist.
Aus der DE-PS 12 93 461 ist zwar eine Vorrichtung zur
Messung des Flüssigkeitsfüllstandes in Behältern bekannt,
die zwei Widerstandselemente aufweist. Die
Widerstandselemente sind jedoch ständig mit der gleichen
Spannung beaufschlagt, und es ist mit der Vorrichtung keine
Tamperaturmessung der Flüssigkeit möglich.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine einfache und
kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, die ohne weitere
Justage eine möglichst sichere und schnelle kontinuierliche
Messung des Flüssigkeitsfüllstandes in Behältern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein zweites
temperaturabhängiges Widerstandselement vorgesehen ist, das
derart im Behälter angeordnet ist, daß es den Bereich der
möglichen Füllstandsschwankungen überspannt und das über einen
zweiten Widerstand kontinuierlich mit Strom
beaufschlagbar ist, und daß der Vergleicher den Spannungsabfall
am zweiten Widerstandselement mißt und mit dem
Spannungsabfall am ersten Widerstandselement vergleicht und
daß der Pulsgenerator durch die Auswerteschaltung schaltbar
ist.
Dadurch, daß ein zweites temperaturabhängiges
Widerstandselement vorgesehen ist, das im Inneren des
Behälters derart angeordnet ist, daß es den Bereich der
möglichen Füllstandsschwankungen überspannt, ist es möglich,
den Widerstand des ersten Widerstandselements relativ zum
Widerstand des zweiten Widerstandselements zu messen. Durch
die erfindungsgemäße Maßnahme ist die Messung des
Flüssigkeitsfüllstands durch die Messung der
temperaturabhängigen Widerstände weitgehend unabhängig von
der Temperatur der Flüssigkeit.
Das zweite Widerstandselement wird über einen zweiten
Widerstand kontinuierlich mit Strom beaufschlagt, so daß
sich eine Temperatur des zweiten Widerstandselements bzw.
ein gemessener Widerstand ergibt, der von der Höhe des
Stroms, der Temperatur der Flüssigkeit und der Eintauchtiefe
des zweiten Widerstandselements abhängt. Da die Höhe des
Stroms erfindungsgemäß konstant gewählt wird, ist der
elektrische Widerstand abhängig von der Temperatur der
Flüssigkeit und von der Eintauchtiefe.
Der Widerstand des ersten Widerstandselements ist ebenfalls
abhängig von der Höhe des Stroms, der Temperatur der
Flüssigkeit und der Eintauchtiefe des ersten
Widerstandselements in die Flüssigkeit. Die Eintauchtiefe
des ersten Widerstandselement entspricht der Eintauchtiefe
des zweiten Widerstandselements, und beide
Widerstandselemente tauchen in die gleiche Flüssigkeit ein,
deren Füllstand überwacht werden soll. Damit ist der Einfluß
dieser beiden Größen auf die Widerstandselemente gleich und
führt zu keinem meßbaren Unterschied der elektrischen
Widerstände bzw. der gemessenen Spannungsabfälle.
Als einzige Größe, die einen meßbaren Unterschied der
elektrischen Widerstände der elektrischen
Widerstandselemente hervorruft, verbleibt die
unterschiedliche Beaufschlagung der Widerstandselemente mit
elektrischem Strom, denn das erste Widerstandselement wird
kontinuierlich über einen ersten Widerstand mit einem
geringen elektrischen Strom beaufschlagt, der geringer ist
als der elektrische Strom, mit dem das zweite
Widerstandselement kontinuierlich beaufschlagt wird. Wäre
allein dieser geringe elektrische Strom wirksam, so würde
sich am ersten Widerstandselement eine Temperatur
einstellen, die geringer ist als die Temperatur des zweiten
elektrischen Widerstandselements.
Zusätzlich ist das erste Widerstandselement durch ein
Schaltelement periodisch mit einem hohen Strom
beaufschlagbar, der größer ist als der Strom, mit dem das
zweite Widerstandselement beaufschlagt wird. Die Temperatur
des ersten Widerstandselement schwankt damit zwischen einer
hohen Temperatur, die höher ist als die Temperatur des
zweiten Widerstandselements und die sich einstellt, wenn das
Schaltelement eingeschaltet ist und einer niedrigeren
Temperatur, die kleiner ist als die Temperatur des zweiten
Widerstandselements und die sich einstellt, wenn das
Schaltelement ausgeschaltet ist.
Diese Temperaturänderungen sind als Widerstands- oder
Spannungsänderungen durch den erfindungsgemäß beschalteten
Vergleicher meßbar und entweder die Zeitdauer, in der das
elektrische Schaltelement geöffnet oder geschlossen ist,
oder die elektrische Leistung, die bei geschlossenem
elektrischen Schaltelement dem ersten Widerstandselement
zugeführt wird, sind ein Maß für die Eintauchtiefe der
elektrischen Widerstandselemente. Die Zeitdauern oder die
elektrische Leistung sind durch die Auswerteschaltung
meßbar.
Dabei ist ein Pulsgenerator vorgesehen, der durch die
Auswerteschaltung schaltbar ist und der das Schaltelement
betätigt. Der Pulsgenerator versorgt das erste
Widerstandselement während der Aufheizzeit mit vorgegebener
Frequenz pulsweise mit Strom, so daß die Verlustleitung am
Schaltelement gering ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem
Vorbekannten den Vorteil, daß durch das erfindungsgemäße
zweite Widerstandselement keine weiteren Maßnahmen zur
Kompensation von Temperaturänderungen erforderlich sind, so
daß die Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einfacher und preiswerter sein kann. Eine Justage der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bei Inbetriebnahme, anders
als beim Vorbekannten, nicht erforderlich, weil der Einfluß
der Flüssigkeitstemperatur auf die beiden
Widerstandselemente durch die Subtraktion im Vergleicher
keinen Einfluß auf den gemessenen Füllstand hat.
Durch die Temperaturunabhängigkeit und die Vorgabe eines
Schwellwertes ist die erfindungsgemäße Vorrichtung erheblich
weniger träge als die vorbekannte Vorrichtung, weil eine
Abkühlung des ersten Widerstandselements auf die Temperatur
der Flüssigkeit nicht notwendig ist. Erfahrungsgemäß lassen
sich Meßfrequenzen von 2 bis 3 Hertz mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung realisieren.
Weil eine Temperaturmessung nicht erforderlich ist, treten
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, anders als beim
Vorbekannten, keine Ungenauigkeiten auf, weil Füllstand und
Temperatur zeitlich nacheinander gemessen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also die wesentlichen
Fehlerquellen der vorbekannten Vorrichtung nicht auf, so daß
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine kontinuierliche
Messung des Füllstands möglich ist, wie auch Versuche
gezeigt haben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des
Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Es ist vorteilhaft, wenn die Auswerteschaltung das
Ausgangssignal des Vergleichers in den Pulspausen des
Pulsgenerators auswertet, weil in den Pulspausen die Messung
der Temperatur des ersten Widerstandselements durch Messung
des Spannungsabfalls über dem ersten Widerstand möglich ist.
Dann ist es weiterhin vorteilhaft, die Auswerteschaltung
derart auszugestalten, daß sie den Pulsgenerator
ausschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen vorgegebenen
Grenzwert überschreitet, und daß sie den Pulsgenerator
wieder einschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen
vorgegebenen zweiten Grenzwert unterschreitet, so daß die
Temperatur des ersten Widerstandselements relativ zur
Temperatur des zweiten Widerstandselements in festen
vorgegebenen Grenzen schwankt. Dadurch wird eine Aufheizung
des ersten Widerstandselements auf Temperaturen, die zur
Zerstörung des ersten Widerstandselements oder zur
Beeinflussung der Funktion des ersten Widerstandselements
durch Verzunderung führen, vermieden.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin besonders
vorteilhaft, wenn die Auswerteschaltung die
Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators mißt. Die
Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators ist ein Maß für die
Eintauchtiefe des ersten Widerstandselements, weil die
Wärmeableitung vom ersten Widerstandselement von der
Eintauchtiefe abhängt und weil die Wärmeableitung die
Zeitdauer bestimmt, die das erste Widerstandselement
benötigt, um von der höheren Temperatur auf die niedrigere
Temperatur abzukühlen. Die Zeitdauer der Abkühlung
entspricht der Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators. Die
Messung der Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators hat
gegenüber z. B. der Messung der Einschaltzeitdauer den
Vorteil, daß die Ausschaltzeitdauer häufig länger dauert und
dadurch die Zeitauflösung und die Meßgenauigkeit der
Füllstandsmessung erhöht wird. Die Messung von Zeitdauern
ist wegen der besseren Meßgenauigkeit vorteilhaft gegenüber
der reinen Messung von z. B. Temperaturen.
Um Schwankungen der Anzeige, abhängig von Schwankungen des
Flüssigkeitsspiegels z. B. in Abhängigkeit von der Bewegung
des Behälters, zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die
Ausschaltzeitdauern des Taktgenerators über mehrere
Ausschaltzeitdauern zu ermitteln.
Insbesondere, weil der Temperaturkoeffizient des Materials
der Widerstandselemente bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nicht zu einer Verfälschung des Meßwerts führt,
ist es vorteilhaft, die Widerstandselemente zu einem Fühler
zusammenzufassen und auf einem temperaturbeständigen Träger
anzuordnen, wobei die Widerstandselemente als Leiterbahnen
ausgebildet sind.
Zur Vergrößerung der Temperaturänderung bei einer
vorgegebenen Änderung des Flüssigkeitsspiegels ist es
vorteilhaft, die Leiterbahnen mäanderförmig auf den Trägern
anzuordnen.
Man kann den Abstand der Leiterbahnen im Mäander, abhängig
z. B. von der geometrischen Form des Behälters, veränderlich
wählen, so daß die Anzeige unabhängig von der Behälterform
in den gewünschten Mengeneinheiten eichbar ist.
Um eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch in
Flüssigkeiten sehr hoher Temperatur zu ermöglichen, ist es
vorteilhaft, die Widerstandselemente als auf Stahlemail
angeordnete Nickelleiterbahn auszubilden. Dadurch sind die
Widerstandselemente auch bei Temperaturen z. B. über 200°C
funktionsfähig.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in
den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch ein elektrisches Schaltbild des
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Bild, aus dem die Zeitabhängigkeit des
Spannungsabfalls am ersten Widerstandselement des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 hervorgeht.
In der Fig. 1 ist der negative Pol eine Stromquelle, die
als Kraftfahrzeugbatterie ausgebildet sein kann, parallel
mit einer Temperaturanzeige (TA), einer
Flüssigkeitsstandsanzeige (FA), einer Auswerteschaltung (A),
einem ersten Widerstandselement (W1), einem zweiten
Widerstandselement (W2), und einem Pulsgenerator (P) leitend
verbunden. Der positive Pol der Stromquelle (B) ist über
einen Schalter (S), der als Zündanlaßschalter eines
Kraftfahrzeuges ausgebildet sein kann, parallel mit einer
Temperaturanzeige (TA), der Flüssigkeitsanzeige (FA), der
Auswerteschaltung über einem zweiten Widerstand (R2), mit
dem zweiten Widerstandselement (W2) über einem ersten
Widerstand (R1), mit dem ersten Widerstandselement (W1), mit
dem Kollektor eines MPN-Transistors (T) und dem
Pulsgenerator (P) leitend verbunden. Der Transistor (T) wird
im Ausbildungsbeispiel der Fig. 1 als Schaltelement der
erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet.
Der Verbindungspunkt des ersten Widerstands (R1) mit dem
ersten Widerstandselement (W1) ist mit einem ersten Eingang
eines Vergleichers (V) leitend verbunden, der
Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes (R2) mit dem
zweiten Widerstandselement (W2) ist mit einem zweiten
Eingang des Vergleichers (V) leitend verbunden, dessen
Ausgang einerseits über einen dritten Widerstand (R3) auf
den zweiten Eingang rückgekoppelt ist und andererseits mit
der Auswerteschaltung (A) leitend verbunden ist.
Die Auswerteschaltung (A) steuert den Pulsgenerator (P), der
wiederum die Basis des Transistors (T) ansteuert. Der
Emitter des MPN-Transistors (T) ist mit dem Verbindungspunkt
des ersten Widerstands (R1) mit dem ersten
Widerstandselement (W1) verbunden, so daß bei
durchgeschaltetem Transistor (T) der Widerstand (R1)
überbrückt wird.
Die Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) und die Temperaturanzeige
(TA) sind durch jeweils eine Leitung von der
Auswerteschaltung (A) steuerbar.
Das erste Widerstandselement (W1) und das zweite
Widerstandselement (W2) sind zu einem
Flüssigkeitsstandsfühler (F) zusammengefaßt, der in einem
Flüssigkeitsbehälter (FB) derart angeordnet ist, daß die
Widerstandselemente (W1, W2) den Bereich der möglichen
Flüssigkeitsfühlstandsschwankungen überspannen. In der Fig.
1 sind beispielhaft zwei Flüssigkeitsfüllstände mit ihren
Flüssigkeitsniveaus dargestellt, wobei man ein erstes
Flüssigkeitsniveau (N1) und ein zweites Flüssigkeitsniveau
(N2) unterscheiden kann.
Bei der Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) und der
Temperaturanzeige (TA) soll es sich im Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 um kontinuierliche Anzeigen handeln, die also
zur Anzeige bringen, wo sich z. B. ein Flüssigkeitsstand zu
einem gegebenen Zeitpunkt befindet.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der
Fig. 1 wird nun anhand des Spannungszeitdiagramms nach der
Fig. 2 näher erläutert:
Von einem Anfangszeitpunkt (t0) bis zu einem ersten
Zeitpunkt (t1) befinde sich das Flüssigkeitsniveau der
Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter (FB) beim ersten
Flüssigkeitsniveau (N1). Ab dem ersten Zeitpunkt (t1) sei
das Flüssigkeitsniveau auf das zweite Flüssigkeitsniveau
(N2) abgesunken.
Wenn der Flüssigkeitsfüllstand sich nicht ändert, so daß das
Flüssigkeitsniveau beim ersten Flüssigkeitsniveau (N1) sich
befindet, so weist die Spannung (U) am Verbindungspunkt des
ersten Widerstands (R1) mit dem ersten Widerstandselement
(W1) den in der Fig. 2 vom Zeitpunkt (t0) bis zum ersten
Zeitpunkt (t1) dargestellten Verlauf auf. Es sei angenommen,
daß zum Zeitpunkt (t0) die Spannung am Verbindungspunkt
einen unteren Schwellwert (U(T)) erreicht hat, wobei die
gemessene Spannung (U) von der Temperatur am ersten
Widerstandselement (W1) abhängt. Dieser gemessenen Spannung
(U(T)) entspricht ein Vergleichswert, der vom Vergleicher
(V) registriert wird und an die Auswerteschaltung (A)
weitegegeben wird.
Weil die Spannung (U(T)) erreicht wurde, schaltet die
Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator (P) ein, der über
die Basis des Transistors (T) den ersten Widerstand (R1)
periodisch überbrückt und in den Zeiträumen, in denen der
erste Widerstand (R1) überbrückt wird, das erste
Widerstandselement (W1) im wesentlichen mit der positiven
Versorgungsspannung (+UB) versorgt. In den Zeiträumen, in
denen der erste Widerstand (R1) nicht überbrückt ist, wird
wiederum die Spannung am Verbindungspunkt gemessen, um
festzustellen, ob die Temperatur des ersten
Widerstandselements (W1) bzw. die Spannung am
Verbindungspunkt den oberen Schwellwert erreicht hat.
Solange dies nicht der Fall ist, wird der erste Widerstand
(R1) durch den Pulsgenerator (P) und dem Transistor (T)
periodisch überbrückt.
Wenn die Spannung am Verbindungspunkt den vorgegebenen
zweiten oberen Schwellwert (U(T) + delta T) erreicht hat, so
schaltet die Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator (P) aus
und der erste Widerstand (R1) wird nicht mehr überbrückt.
Als Folge der Abschaltung des Pulsgenerators (P) kühlt sich
das erste Widerstandselement (W1) vorzugsweise gemäß einer
abfallenden E-Funktion ab. Nach Ablauf einer in der Fig. 2
dargestellten ersten Zeitdauer (delta t1) erreicht als Folge
dieser Abkühlung die Spannung am Verbindungspunkt den
unteren Schwellwert (U(T)). Dies wird von der
Auswerteschaltung (A) registriert, die daraufhin den
Pulsgenerator (P) wieder einschaltet, um das erste
Widerstandselement (W1) wieder aufzuheizen.
Die Abschaltzeitdauer (delta t1) des Pulsgenerators (P)
wurde durch die Auswerteschaltung (A) gemessen. Diese
Ausschaltzeitdauer wird durch die Auswerteschaltung (A)
gemäß einer vorgegebenen z. B. durch Versuche ermittelten
und z. B. auch von dem Flüssigkeitsbehälter (FB) abhängigen
Funktion umgerechnet in eine elektrische Größe, die den
Füllstand des Flüssigkeitsbehälters (FB) wiedergibt. Diese
elektrische Größe wird von der Auswerteschaltung (A) an die
Flüssigkeitsanzeige (FA) weitergegeben, die die elektrische
Größe in entsprechende elektrische oder optische Signale in
bekannter Art und Weise umwandeln.
Solange der Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsbehälter (FB)
bei dem ersten Flüssigkeitsniveau (N1) verbleibt, ändern
sich die Zeitdauern (delta t) nicht. Das heißt, die
Abkühlzeiten von einer Temperatur (T + delta t) auf eine
Temperatur (T) bleiben gleich, wie das in der Fig. 2
dargestellt ist. Dort ist nach einem zweiten Aufheizzyklus
eine zweite Abkühlkurve gezeichnet, bei der nach einer
zweiten Zeitdauer (delta t2) die Spannung am
Verbindungspunkt die untere Schwellenspannung (U(T))
erreicht. Weil der Flüssigkeitsspiegel sich noch beim ersten
Flüssigkeitsniveau (N1) befindet, ist die zweite Zeitdauer
(delta t2) gleich der ersten Zeitdauer (delta t1).
Es sei nun angenommen, daß zu einem ersten Zeitpunkt (T1)
die Flüssigkeit auf das zweite Flüssigkeitsniveau (N2)
absinkt. Dann ändert sich das Zeitverhalten der Aufheizung
und Abkühlung des ersten Widerstandselements (W1), weil die
Wärmeableitung vom ersten Widerstandselement (W1) an die
Umgebung sich geändert hat.
Flüssigkeiten, wie z. B. auch Motoröle haben üblicherweise
eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität
als gasförmige Medien, wie z. B. die Luft oder Gasgemische
in Flüssigkeitsbehältern. Dies führt dazu, daß wenn der
Flüssigkeitsspiegel auf das zweite Niveau (N2) absinkt, die
Ableitung von im ersten Widerstandselement (W1) entstehende
Wärme an die Umgebung gegenüber der Wärmeableitung beim
ersten Flüssigkeitsniveau (N1) behindert ist. Dies hat zur
Folge, daß wie im dritten Aufheizzyklus der Fig. 2
dargestellt, die Aufheizung des ersten Widerstandselements
(W1) von der unteren Grenztemperatur (T) auf die obere
Grenztemperatur (T + delta T) schneller erfolgt, weil
während der Aufheizung des ersten Widerstandselements (W1)
weniger Wärme abgeführt wird, als in den beiden ersten
Aufheizzyklen, die in der Fig. 2 dargestellt sind. Nachdem
die Temperatur des ersten Widerstandselements (W1) die obere
Grenztemperatur (T + delta T) erreicht hat bzw. nachdem die
Spannung am Verbindungspunkt den Wert (U(T + delta T))
erreicht hat, schaltet die Auswerteschaltung (A) den
Pulsgenerator wieder aus, so daß sich das erste
Widerstandselement (W1) wieder auf die untere
Grenztemperatur (T) abkühlen kann. Die Zeitdauer, zu der die
Temperatur des ersten Widerstandselements (W1) die untere
Grenztemperatur (T) erreicht hat, ist jedoch aufgrund der
nunmehr geringeren Wärmeableitung vom ersten
Widerstandselement (W1) an die Umgebung gegenüber den
Zeitdauern bei einem ersten Flüssigkeitsniveau (N1)
nennenswert verlängert. Diese dritte Abkühlzeit oder dritte
Zeitdauer (delta t3) ist in der Fig. 2 beim dritten
Abkühlzyklus dargestellt.
Verbleibt der Flüssigkeitsspiegel bei einem zweiten
Flüssigkeitsniveau (N2), so verkürzt sich bei einem vierten
Aufheizzyklus der in der Fig. 2 dargestellt ist, die
Aufheizzeit noch weiter, wogegen die Abkühlzeit, die gleich
der vierten Zeitdauer (delta t4) in der Fig. 2 ist,
gegenüber der dritten Abkühlzeit noch weiter verlängert ist.
Diese weitere Verlängerung der Abkühlzeit ist z. B. auf nur
langsam von dem Flüssigkeitsstandsfühler (F) bzw. von den
Widerstandselementen (W1 und W2) abfließende Flüssigkeit
zurückzuführen, die insbesondere nach einer sprunghaften
Änderung des Flüssigkeitsniveaus in einer Übergangszeit zu
einem gewissen Nachhinken der Flüssigkeitsstandsmessung und
damit zu einer leicht verspäteten Anzeige des
Flüssigkeitsstandes in der Flüssigkeitsstandsanzeige (FA)
führt. Geht man jedoch davon aus, daß bei geeigneter
Dimensionierung der Widerstandselemente (W1 und W2)
Zyklusfrequenzen von 2 bis 3 Hertz realisierbar sind und daß
sich eine derartige Verzögerung der Füllstandsmessung
üblicherweise auf 2 bis 3 Meßzyklen bezieht, so beträgt die
Verzögerung in der wahren Anzeige des Flüssigkeitsfüllstands
nur etwa 1 Sekunde. Dies ist insbesondere gegenüber dem
Vorbekannten vergleichsweise schnell.
Würde nun der Flüssigkeitsspiegel wieder auf das erste
Flüssigkeitsniveau (N1) steigen, so würden sich wieder
Aufheiz- und Abkühlkurven ergeben, wie sie in der Fig. 2
für die ersten zwei Meßzyklen dargestellt sind. Es würden
wieder erste Zeitdauern (delta t1) und zweite Zeitdauern
(delta t2) als Abkühlzeiten gemessen.
Zusätzlich zur Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) ist im
Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 eine Temperaturanzeige
(TA) vorgesehen, die nahezu ständig auch die Temperatur der
Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter (FB) anzeigen kann. Dies
ist deshalb möglich, weil durch die Beheizung des zweiten
Widerstandselements (W2) mit einem Konstantstrom über den
zweiten Widerstand (R2) sich eine bestimmte Temperatur des
zweiten Widerstandselements (W2) oberhalb der
Flüssigkeitstemperatur einstellt. Bei Kenntnis des durch das
erste Widerstandselement (W1) und das zweite
Widerstandselement (W2) fließenden Stroms ist ein
Rückrechnen auf die Flüssigkeitstemperatur durch die
Auswerteschaltung (A) relativ einfach möglich.
Der Ausgang des Vergleichers (V) ist über einen dritten
Widerstand (R3) auf einen seiner Eingänge zurückgekoppelt,
um eine Hysterese des Ausgangssignals des Vergleichers (V)
sicherzustellen und um das Ausgangssignal des Vergleichers
(V) unempfindlich gegen kurzfristige Füllstandsschwankungen
und kurzfristige Schwankungen der Versorgungsspannung zu
machen. Die Auswerteschaltung (A) kann insbesondere
gemeinsam mit dem Pulsgenerator (P) als Teil einer
Mikrorechnerschaltung ausgebildet werden. Derartige
Mikrorechner haben den Vorteil, daß sie häufig
Zeitmeßglieder aufweisen, auf die bei der Messung der
Kühlzeiten zurückgegriffen werden kann.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands in
Behältern, insbesondere des Ölstands in
Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einem
temperaturabhängigen Widerstandselement, das derart in
einem Behälter angeordnet ist, daß es den Bereich der
möglichen Füllstandsschwankungen überspannt, mit einer
Stromquelle zum Beaufschlagen des Widerstandselements
mit Strom, wobei das Widerstandselement über einen
Widerstand kontinuierlich mit einem geringen Strom und
über ein Schaltelement, betätigt durch einen
Pulsgenerator, periodisch mit einem hohen Strom
beaufschlagbar ist, mit einem Vergleicher, der den
Spannungsabfall am Widerstandselement mißt, mit einer
Auswerteschaltung, die das Ausgangssignal des
Vergleichers empfängt und mit einer optischen oder
akustischen Anzeigevorrichtung, die durch die
Auswerteschaltung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweites temperaturabhängiges Widerstandselement
(W2) vorgesehen ist, das derart im Flüssigkeitsbehälter
(FB) angeordnet ist, daß es den Bereich der möglichen
Füllstandsschwankungen überspannt, und das über einen
zweiten Widerstand (R2) kontinuierlich mit Strom
beaufschlagbar ist, daß der Vergleicher (V) den
Spannungsabfall am zweiten Widerstandselement (W2) mißt
und mit dem Spannungsabfall am ersten Widerstandselement
(W1) vergleicht und daß der Pulsgenerator (P) durch die
Auswerteschaltung (A) schaltbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (A) das Ausgangssignal des
Vergleichers (V) in den Pulspausen des Pulsgenerators
(P) auswertet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator (P)
ausschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen
vorgegebenen Grenzwert (U(T + Δ T)) überschreitet und
den Pulsgenerator (P) wieder einschaltet, wenn das
Vergleichsergebnis einen vorgegebenen zweiten Grenzwert
(U(T)) unterschreitet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (A) die Ausschaltzeitdauer des
Pulsgenerators (P) mißt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (A) einen zusätzlichen Ausgang zur
Anzeige (TA) der Temperatur der Flüssigkeit aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltelement ein Transistor (T) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausschaltzeitdauer (Δ t1 bis Δ t4) des
Taktgenerators (T) über mehrere Ausschaltzeitdauern
(Δ t1 bis Δ t4) gemittelt wird.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19704683A1 (de) * | 1997-02-07 | 1998-08-20 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Messung der Neigung eines Behälters relativ zu einem Flüssigkeitspegel in dem Behälter |
DE19747737A1 (de) * | 1997-10-29 | 1999-05-20 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Flüssigkeits-Füllstandes in Behältern, insbesondere des Ölstandes für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
CN102444445A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-05-09 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种机油液位测量装置及方法 |
DE102007053943C5 (de) * | 2007-11-09 | 2017-11-23 | Vacuubrand Gmbh + Co Kg | Wärmeleitungs-Gasdruckmeßanordnung |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5390762A (en) * | 1987-08-14 | 1995-02-21 | Power Plus Corporation | Automatic crankcase oil change and makeup system |
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FR2703775B1 (fr) * | 1993-04-09 | 1995-07-07 | Jaeger | Perfectionnements aux dispositifs de mesure de niveau de liquide a fil resistif. |
DE19633189C2 (de) * | 1996-08-17 | 1998-12-24 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Erkennung von Ölnachfüllmengen |
FR2777348B1 (fr) * | 1998-04-14 | 2000-06-16 | Valeo Electronique | Procede de mesure d'un niveau d'huile, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
DE19940962C2 (de) * | 1999-08-28 | 2003-02-06 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Messung des Flüssigkeitsfüllstandes in einem Behälter |
DE19942085C2 (de) * | 1999-09-03 | 2001-10-18 | Isad Electronic Sys Gmbh & Co | Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie Ölwanne |
DE10005814A1 (de) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Bedia Motorentechnik Gmbh | Verfahren zur Überprüfung eines mittels eines elektronischen Füllstandssensors gemessenen Flüssigkeitspegels |
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Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
DE1293461B (de) * | 1959-05-05 | 1969-04-24 | Siemens Ag | Niveauwaechter, insbesondere fuer Druckraeume |
DE2308823C3 (de) * | 1973-02-22 | 1978-11-30 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Niveaustandsmeßeinrichtung |
US4299126A (en) * | 1978-09-26 | 1981-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for measuring the level of a liquid in a container |
DE2939355A1 (de) * | 1979-09-28 | 1981-04-02 | Gustav F. Gerdts GmbH & Co KG, 2800 Bremen | Verfahren zur niveauerkennung |
DE2946585A1 (de) * | 1979-11-19 | 1981-05-27 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Einrichtung zum elektrischen ueberwachen des niveaus einer in einem behaelter enthaltenen fluessigkeit |
DE3134912C2 (de) * | 1981-09-03 | 1984-05-10 | TRW Messmer GmbH & Co KG, 7760 Radolfzell | Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Messung desFüllstandes in einem mit Flüssigkeit zumindest teilweise gefüllten Behälter |
DE3137916A1 (de) * | 1981-09-23 | 1983-04-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur messung des fuellstandes in einem mit fluessigkeit zumindest teilweise gefuellten behaelter |
DE3520126A1 (de) * | 1985-06-05 | 1986-12-11 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Einrichtung zur elektrischen oelfuellstandsueberwachung insbesondere in kraftfahrzeug-verbrennungsmotoren |
DE3527868A1 (de) * | 1985-08-02 | 1987-02-12 | Schmidt Feintechnik Gmbh | Verfahren und messsonde zum sondieren des fuellstandes des massenstromes, der fluidart, der fluidzusammensetzung oder dgl. in einem eine oder mehrere fluids enthaltenden behaelter, leitungen oder dgl. |
DE3543153C1 (de) * | 1985-12-06 | 1987-04-09 | Daimler Benz Ag | Schaltungsanordnung zur elektrothermischen Messung des Fuellstandes im Tank eines Kraftfahrzeuges |
DE3603539A1 (de) * | 1986-02-05 | 1987-08-06 | Merckens J G Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur erfassung eines fluessigkeits-pegelstandes |
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-
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19704683A1 (de) * | 1997-02-07 | 1998-08-20 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Messung der Neigung eines Behälters relativ zu einem Flüssigkeitspegel in dem Behälter |
DE19704683C2 (de) * | 1997-02-07 | 1998-12-03 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Messung der Neigung eines Behälters relativ zu einem Flüssigkeitspegel in dem Behälter |
DE19747737A1 (de) * | 1997-10-29 | 1999-05-20 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Flüssigkeits-Füllstandes in Behältern, insbesondere des Ölstandes für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
DE19747737C2 (de) * | 1997-10-29 | 1999-11-25 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstandes in Behältern, insbesondere des Ölstandes für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
DE102007053943C5 (de) * | 2007-11-09 | 2017-11-23 | Vacuubrand Gmbh + Co Kg | Wärmeleitungs-Gasdruckmeßanordnung |
CN102444445A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-05-09 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种机油液位测量装置及方法 |
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