DE9314988U1 - Level measuring device - Google Patents

Level measuring device

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DE9314988U1 DE9314988U DE9314988U DE9314988U1 DE 9314988 U1 DE9314988 U1 DE 9314988U1 DE 9314988 U DE9314988 U DE 9314988U DE 9314988 U DE9314988 U DE 9314988U DE 9314988 U1 DE9314988 U1 DE 9314988U1
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Description

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

FüllstandsmefteinrichtunqLevel measuring device

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.The invention relates to a device for opto-electronic measurement and display of the fill level of a liquid contained in a liquid container, wherein light is coupled into a light guide by means of several light sources and is coupled out of the light guide via a light detector.

Aus der DE-PS 15 48 983 ist eine opto-elektronische Füllstandsanzeigevorrichtung zur Überwachung einerDE-PS 15 48 983 describes an opto-electronic level indicator device for monitoring a

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.liquid-carrying pipeline. This known device consists of a light guide made of synthetic resin or acrylic glass of high transparency arranged separately along a liquid-carrying pipeline, whereby the light from a light source is guided via the light guide to a photoelectric converter. This known device is not suitable as a level indicator, e.g. for a household coffee machine or a kettle.

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.Based on the known state of the art, the object of the invention is to create an extremely fast and precise device for measuring and displaying the fill level of liquid containers.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1.

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 dieIn the device according to the invention, the liquid column present in the level measuring container advantageously forms a light guide for the light emitted by the light sources to an optical detector. The light-emitting diodes arranged at defined heights on the level measuring container serve as light sources and as an indicator for the operating status of the device. The

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.The respective fill level in the liquid container is determined from the intensity difference level of the sequentially switched on light sources, whereby the boundary layer between the air column and the liquid column is determined via control and evaluation electronics, which represents the respective fill level in the liquid container. The determined fill level is visible through a switched on LED, whereby this LED simultaneously indicates that the device is in operating mode. The bottom of the fill level container is designed as a lens and the detector is arranged at the focal point of the lens. The light from the light sources is reflected towards the bottom of the fill level container by the float arranged inside the fill level container.

Ein AusführungsbeVspiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

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.The device shown in the drawing consists of a level measuring container 1 and a liquid container 2, which communicate with each other. A float 7 floating on a liquid 8 is arranged inside the level measuring container 1. The bottom 5 of the level measuring container 1 is designed as a lens. Light-emitting diodes LED1, LED2, ... LEDn are arranged at defined heights H1, H2 ... Hn on the side outside the level measuring container, which are electrically connected to a control and evaluation electronics 4. An optical detector 6 is provided at the focal point of the bottom 5 designed as a lens. The liquid column present in the level measuring container 1 serves as a light guide 3 for the light emitted by the light-emitting diodes LED1, LED2 ... LEDn to the detector 6, with the light being reflected by the float 7 in the direction of the container bottom 5.

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 FlüssigkeitsbehälterDuring operation, the light-emitting diodes LED1, LED2 and LED3 are switched on sequentially by the control and evaluation electronics 4. The control and evaluation electronics 4 are used to measure the boundary layer 1 G 1 , which is located between the air column 1 H 1 and the liquid column 1 H 1 in the level measuring container 1 and which determines the respective filling level in the level measuring container 1 and in the liquid container

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.2, is determined by measuring the intensity of the light received at the detector 6 before and after switching on a light-emitting diode LED1 to LEDn, storing the difference signal (alternating light intensity) formed therefrom and assigning it to a light-emitting diode LED1 ... LEDn arranged at a certain height.

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.After all LDs have been switched on at least once, the control and evaluation electronics 4 can be used to compare the amplitudes of the alternating light received and directly assigned to each individual LED to calculate the maximum reflection and thus the fill level directly based on the height of the LED. The resolution is proportional to the number of LEDs used (LED1 to LEDn). If necessary, it is also possible to determine intermediate levels of the liquid based on the reflection amplitudes resulting from the beams of two adjacent LEDs.

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.Depending on the operating speed of the control and evaluation electronics 4 and the desired resolution, the process of determining the fill level can be completed in a very short time (« 1ms). It is barely perceptible to the eye due to the extremely brief lighting of each individual LED.

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 .Until the next level determination is started, the LED that was previously assigned the maximum reflection is switched on (permanently or pulsed so that it appears to the eye as continuously lit). The light output of the LED chain towards the user can also be designed in such a way that the liquid container 2 or the liquid level measuring container 1 cannot be seen as such.

BezuqszeichenReference symbol ::

1 = Füllstandmeßbehälter1 = Level measuring container

2 = Flüssigkeitsbehälter2 = Liquid container

3 = Lichtleiter3 = Light guide

U = Ansteuer- und Auswerte-ElektronikU = Control and evaluation electronics

5 - Füllstandsbehälterboden5 - Level tank bottom

6 = Detektor6 = Detector

7 = Schwimmer7 = Swimmer

8 = Flüssigkeit h = Luftsäule8 = liquid h = air column

H = FlüssigkeitssäuleH = liquid column

Claims (3)

Ansprüche:Expectations: 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. 1. Device for opto-electronic measurement of the fill level of a liquid contained in a liquid container, wherein light is coupled into a light guide by means of several light sources and coupled out of the light guide via a light detector, characterized in that a level measuring container (1) and the liquid container (2) are designed as communicating containers, that a liquid column (H) standing in the level measuring container (1) serves as a light guide (3), that at least two light sources (LED1, LEDn) are arranged at defined heights (H1, Hn) on the level measuring container (1), wherein the boundary layer (C) representing the fill level between the air column (h) and the liquid column (H) is determined from the maximum of the respective intensity difference signal of the sequentially switched on light sources (LED1, LEDn) via control and evaluation electronics (4). 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.2. Device for opto-electronic measurement according to claim 1, characterized in that the bottom (5) of the filling level container (1) is designed as a lens, in the focal point of which a detector (6) is arranged. 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.3. Device for opto-electronic measurement according to claims 1 and 2, characterized in that a float (7) floating on the liquid is provided within the level measuring container 1, which reflects the light of the light sources (LED1, LEDn) in the direction of the bottom (5).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1010971A1 (en) * 1998-12-15 2000-06-21 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Device for measuring the liquid level in a container

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1010971A1 (en) * 1998-12-15 2000-06-21 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Device for measuring the liquid level in a container

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