DE9314988U1

DE9314988U1 - Füllstandsmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE9314988U1
Application number: DE9314988U
Authority: DE
Original assignee: Rowenta Werke GmbH
Current assignee: Rowenta Werke GmbH
Priority date: 1993-10-02
Filing date: 1993-10-02
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2003-10-03

Description

ROWENTA-WERKE GMBH. Waldstraße 232,
63069 Offenbach am Main

Füllstandsmefteinrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur opto-elektronischen Messung und Anzeige des Füllstands einer in einem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit, wobei mittels mehrerer Lichtquellen Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt wird und über einen Lichtdetektor aus dem Lichtleiter ausgekoppelt wird.

Aus der DE-PS 15 48 983 ist eine opto-elektronische Füllstandsanzeigevorrichtung zur Überwachung einer

flüssigkeitsführenden Rohrleitung bekannt. Diese bekannte Vorrichtung besteht aus einem entlang einer flüssigkeitsführenden Rohrleitung separat angeordnetem Lichtleiter aus Kunstharz oder Acrylglas hoher Transparenz, wobei das Licht einer Lichtquelle über den Lichtleiter zu einem fotoelektrischen Wandler geleitet wird. Diese bekannte Vorrichtung ist als Füllstandsanzeige, z. B. für eine Haushaltskaffeemaschine oder einem Wasserkocher, nicht geeignet.

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine äußerst schnell und genau arbeitende Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Füllstands von Flüssigkeitsbehältern zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet vorteilhaft die in dem Füllstandsmeßbehälter vorhandene Flüssigkeitssäule einen Lichtleiter für das von den Lichtquellen ausgesandte Licht zu einem optischen Detektor. Hierbei dienen die in definierten Höhen am Füllstandsmeßbehälter angeordneten Leuchtdioden als Lichtquellen und als Anzeige für den Betriebszustand des Gerätes. Ermittelt wird die

jeweilige Füllstandshöhe im Flüssigkeitsbehälter aus dem Intensitäts-Differenzpegel der sequentiell eingeschalteten Lichtquellen, wobei über eine Ansteuer- und Auswerte-Elektronik die Grenzschicht zwischen der Luftsäule und der Flüssigkeitssäule ermittelt wird, die die jeweilige Füllstandshöhe im Flüssigkeitsbehälter repräsentiert. Die ermittelte Füllstandshöhe wird durch eine eingeschaltete Leuchtdiode sichtbar, wobei diese Leuchtdiode gleichzeitig anzeigt, daß sich das Gerät im Betriebszustand befindet. Der Boden des Füllstandsbehälters ist als Linse ausgebildet und der Detektor im Brennpunkt der Linse angeordnet. Durch den innerhalb des Füllstandsbehälters angeordneten Schwimmer wird das Licht von den Lichtquellen in Richtung Füllstandsbehälterboden reflektiert.

Ein AusführungsbeVspiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Füllstandsmeßbehälter 1 und einem Flüssigkeitsbehälter 2, die miteinander kommunizieren. Innerhalb des Füllstandsmeßbehälters 1 ist ein auf einer Flüssigkeit 8 aufschwimmender Schwimmer 7 angeordnet. Der Boden 5 des Füllstandsmeßbehälters 1 ist als Linse ausgebildet. Seitlich außerhalb des Füllstandsmeßbehälters sind in definierten Höhen H1, H2 ... Hn Leuchtdioden LED1, LED2, ... LEDn angeordnet, die mit einer Ansteuer- und Auswerte-Elektronik 4 elektrisch verbunden sind. Ein optischer Detektor 6 ist im Brennpunkt des als Linse ausgebildeten Bodens 5 vorgesehen. Als Lichtleiter 3 für das von den Leuchtdioden LED1, LED2 ... LEDn ausgesandte Licht zum Detektor 6 dient die im Füllstandsmeßbehälter 1 vorhandene Flüssigkeitssäule, wobei das Licht vom Schwimmer 7 in Richtung Behälterboden 5 reflektiert wird.

Im Betrieb werden die Leuchtdioden LED1, LED2 und LED3 sequentiell von der Ansteuer- und Auswerte-Elektronik 4 eingeschaltet. Über die Ansteuer- und Auswerte-Elektronik 4 wird die Grenzschicht ¹G¹, welche sich zwischen der Luftsäule ¹H¹ und der Flüssigkeitssäule ¹H¹ im Füllstandsmeßbehälter 1 befindet und welche die jeweilige Füllstandshöhe im Füllstandsmeßbehälter 1 sowie im Flüssigkeitsbehälter

2 repräsentiert, dadurch ermittelt, daß jeweils vor und nach dem Einschalten einer Leuchtdiode LED1 bis LEDn die Intensität des am Detektor 6 empfangenen Lichts gemessen, das hieraus gebildete Differenzsignal (WechseUicht-Intensität) gespeichert und einer in einer bestimmten Höhe angeordneten Leuchtdiode LEDl ... LEDn zugeordnet wird.

Nachdem alle LDs zu mindestens einmal eingeschaltet wurden, kann mit Hilfe der Ansteuer- und Auswerte-Elektronik 4 somit durch Vergleich der Amplituden des empfangenen, jeder einzelnen Leuchtdiode direkt zugeordneten Wechsellichts das Reflektionsmaximum und damit aufgrund der LED-Anbringungshöhe direkt der Füllstand errechnet werden. Die Auflösung ist proportional zu der Anzahl der verwendeten Leuchtdioden (LED1 bis LEDn). Gegebenenfalls ist es möglich .aufgrund der R eflektions-Amplituden, die sich aus den Strahlen zweier benachbarter Leuchtdioden ergeben, auch Zwischen-Niveaus der Flüssigkeit zu ermitteln.

Je nach Arbeitsgeschwindigkeit der Ansteuer- und Auswerte-Elektronik 4 sowie der gewünschten Auflösung kann der Vorgang der Füllstandsermittlung in sehr kurzer Zeit (« 1ms) abgeschlossen sein. Er ist für das Auge aufgrund des extrem kurzen Aufleuchtens jeder einzelnen Leuchtdiode kaum wahrnehmbar.

Bis die nächste Füllstandsermittlung gestartet wird, wird nun diejenige Leuchtdiode (dauerhaft oder so gepulst, daß sie für das Auge als kontinuierlich leuchtend erscheint) eingeschaltet, der das Reflektionsmaximum vorher zugeordnet wurde. Die Lichtauskopplung der Leuchtdiodenkette zum Benutzer hin, kann auch derart gestaltet sein, daß der Flüssigkeitsbehälter 2 bzw. flüssigkeitsniveau-gleiche Füllstandsmeßbehälter 1 als solcher nicht einsehbar ist .

Bezuqszeichen :

1 = Füllstandmeßbehälter

2 = Flüssigkeitsbehälter

3 = Lichtleiter

U = Ansteuer- und Auswerte-Elektronik

5 - Füllstandsbehälterboden

6 = Detektor

7 = Schwimmer

8 = Flüssigkeit h = Luftsäule

H = Flüssigkeitssäule

Claims

Ansprüche:

1. Vorrichtung zur opto-elektronischen Messung des Füllstands einer in einem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit, wobei mittels mehrerer Lichtquellen Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt und über einen Lichtdetektor aus dem Lichtleiter ausgekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllstandmeßbehälter (1) und der Flüssigkeitsbehälter (2) als kommunizierende Behälter ausgebildet sind, daß eine im Füllstandmeßbehälter (1) stehende Flüssigkeitssäule (H) als Lichtleiter (3) dient, daß mindestens zwei Lichtquellen (LED1, LEDn) in definierten Höhen (H1, Hn) am Füllstandsmeßbehälter (1) angeordnet sind, wobei aus dem Maximum des jeweiligen Intensitäts-Differenzsignals der sequentiell eingeschalteten Lichtquellen (LED1, LEDn) über eine Ansteuer- und Auswerte-Elektronik (4), die die Füllstandshöhe repräsentierende Grenzschicht (C) zwischen Luftsäule (h) und Flüssigkeitssäule (H) ermittelt wird.

2. Vorrichtung zur opto-elektronischen Messung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (5) des Füllstandsbehälters (1) als Linse ausgebildet ist, in deren Brennpunkt ein Detektor (6) angeordnet ist.

3. Vorrichtung zur opto-elektronischen Messung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Füllstandmeßbehälters 1 ein auf der Flüssigkeit aufschwimmender Schwimmer (7) vorgesehen ist, der das Licht der Lichtquellen (LED1, LEDn) in Richtung des Bodens (5) reflektiert.