DE102007016539A1

DE102007016539A1 - Ultrasound device for measuring filling level of e.g. fuel, has transmitter and receiver devices and reflector arranged adjacent to base, where reference surface is arranged to reflect pulse in direction opposite to incidence direction

Info

Publication number: DE102007016539A1
Application number: DE200710016539
Authority: DE
Inventors: Thomas Hartmann; Wilfried Zachmann; Steffen Kling
Original assignee: Robert Seuffer GmbH and Co KG
Current assignee: Seuffer GmbH and Co KG
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-10-16

Abstract

The device has transmitter and receiver devices (1, 2) and a reflector (3) arranged adjacent to a container base (4), where the direction of an ultrasound transmitted pulse and the direction of echo signals reflected by the reflector run parallel to the base. A reference surface is arranged in a preset condition of the transmitter and receiver devices to reflect the transmitted pulse in a direction opposite to an incidence direction. Pipes (9, 10) are made of plastic and fixedly connected with each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a device for measuring the level a liquid in a container according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus US 2005/0284217 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist in einem Behälter, in welchem die Flüssigkeit anzuordnen ist, eine Sende-/Empfangseinrichtung auf, welche Ultraschall-Sendeimpulse aussendet und an der Flüssigkeitsoberfläche reflektierte Echoimpulse, welche von den Ultraschall-Sendeimpulsen verursacht werden, empfängt. In einer Auswerteeinrichtung werden die Laufzeiten der Ultraschall-Sendeimpulse und Echosignale in der Flüssigkeit zur Bestimmung des Füllstandes ausgewertet. Bei der bekannten Vorrichtung sind in einem Gehäuse, welches aus zwei zueinander im rechten Winkel abgewinkelten rohrförmigen Gehäuseteilen besteht, an einem Ende des etwa parallel zum Behälterboden verlaufenden – Gehäuseteils die Sende-/Empfangseinrichtung und im abgewinkelten Bereich ein Reflektor angeordnet. Der Reflektor lenkt die von der Sende-/Empfangseinrichtung ausgesendeten Ultraschall-Sendeimpulse in einen Winkel um 90° um in Richtung zur Flüssigkeitsoberfläche hin. Die dort reflektierten Echosignale werden vom Reflektor zur Sende-/Empfangseinrichtung zurückreflektiert. Bei der bekannten Vorrichtung wird der Reflektor mit Hilfe einer zusätzlichen Halteeinrichtung im abgewinkelten Gehäusebereich in Position gehalten.Such a device is off US 2005/0284217 A1 known. The known device has in a container in which the liquid is to be arranged, a transmitting / receiving device which emits ultrasonic transmission pulses and reflected at the liquid surface echo pulses, which are caused by the ultrasonic transmission pulses, receives. In an evaluation device, the transit times of the ultrasound transmission pulses and echo signals in the liquid for determining the fill level are evaluated. In the known device in a housing which consists of two mutually at right angles angled tubular housing parts, arranged at one end of the approximately parallel to the container bottom - housing part, the transmitting / receiving device and a reflector in the angled region. The reflector deflects the transmitted by the transmitting / receiving device ultrasonic transmission pulses at an angle of 90 ° in the direction of the liquid surface. The reflected there echo signals are reflected back from the reflector to the transmitting / receiving device. In the known device, the reflector is held by means of an additional holding device in the angled housing portion in position.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen einfachen Einbau von Reflektor und Sende-/Empfangseinrichtung im Gehäuseinneren ermöglicht.task The invention is a device of the type mentioned to provide which a simple installation of reflector and transmitting / receiving device inside the housing allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.These The object is achieved by the features of claim 1.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In The dependent claims are advantageous developments of Invention specified.

Bei der Erfindung besteht das Gehäuse aus zwei Halbschalen, die an längs verlaufenden Verbindungsflächen fest miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann durch Schweißen, insbesondere Impuls-Schweißen oder durch entlang der Verbindungsflächen verlaufenden ineinander greifenden Rastelementen beispielsweise in Form von Dichtlippen erfolgen. Die Halbschalen sind in Anpassung an das im Wesentlichen aus zwei abgewinkelten Rohstücken bestehende Gehäuse ebenfalls als abgewinkelte Halbschalen ausgebildet. Der Winkel zwischen den rohrförmigen Gehäuseteilen beträgt beispielsweise, wie bei der bekannten Vorrichtung 90°. Es können auch andere geeignete Winkel vorgesehen sein. Bei der Erfindung wird jedoch mit Hilfe der beiden Halbschalen ein durchgehendes selbsttragendes Winkelgehäuse geschaffen. Zusätzliche außen vorgesehene Halteelemente für den Reflektor sind nicht erforderlich. Hierzu sind an den Innenflächen der Halbschalen entsprechende Ausnehmungen gebildet, in die im abgewinkelten Bereich des Gehäuses vor dem Zusammenfügen der beiden Halbschalen der Reflektor beispielsweise durch Einstecken oder Einfügen vormontiert werden kann. Auch für die Sende-/Empfangseinrichtung, welche als wie zur elektrischen Wandlung ausgebildet ist, sind am entsprechenden Ende des etwa parallel zum Gehäuseboden angeordneten Rohrteils an den Innenflächen der beiden Halbschalen entsprechende Ausnehmungen zur Halterung, insbesondere formschlüssigen Halterung der Sende-/Empfangseinrichtung, angeordnet.at invention, the housing consists of two half-shells, fixed to longitudinal connecting surfaces connected to each other. The connection can be made by welding, in particular pulse welding or through along the connecting surfaces extending interlocking locking elements, for example done in the form of sealing lips. The half-shells are in adaptation to essentially two angled rough pieces existing housing also as angled shells educated. The angle between the tubular housing parts is for example, as in the known device 90 °. Other suitable angles may be provided. In the invention, however, with the help of the two half-shells continuous self-supporting angle housing created. Additional externally provided retaining elements for the reflector is not required. These are on the inner surfaces of the Half-shells corresponding recesses formed in the angled Area of the housing before joining the two shells of the reflector, for example, by plugging or pasting can be preassembled. Also for the transmitting / receiving device, which as as to the electric Conversion is formed at the corresponding end of approximately parallel to the housing bottom arranged pipe part on the inner surfaces the two half-shells corresponding recesses for mounting, in particular positive retention of the transmitting / receiving device, arranged.

Die Bestandteile der Messeinrichtung lassen sich somit einfach ineinander fügen, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung und der Reflektor positionsgerecht im Inneren des Gehäuses zunächst vormontiert und beim Zusammenbau und Verbinden der beiden Halbschalen miteinander fest in den gewünschten Positionen vorzugsweise mit Formschluss in den zugeordneten Ausnehmungen im Gehäuseinneren gehalten werden.The Components of the measuring device can thus be easily integrated Insert, wherein the transmitting / receiving device and the reflector positionally correct inside the case first pre-assembled and when assembling and connecting the two half-shells firmly together in the desired positions with positive engagement in the associated recesses in the housing interior being held.

In bevorzugter Weise können im Gehäuse zwei parallel zueinander verlaufende Hohlräume gebildet werden. Die beiden Hohlräume sind gegeneinander abgedichtet, wobei mittlere Verbindungsflächen, mit denen die beiden Gehäuseschalen miteinander verbunden sind, eine dichte Trennung der beiden Hohlräume gewährleisten. Der eine Hohlraum dient vorzugsweise zur Schallführung der Ultra-Schallwellen und der andere Hohlraum zur Führung elektrischer Leitungen, die zu einem Kabel miteinander verbunden sein können und die Sende-/Empfangseinrichtung mit einer Stromversorgung und Auswerteeinrichtung verbinden. In diesem anderen Hohlraum können auch elektrische oder elektronische Bauelemente beispielsweise in der Auswerteeinrichtung angeordnet sein.In Preferably, two parallel in the housing mutually extending cavities are formed. The two Cavities are sealed against each other, with middle Connecting surfaces with which the two housing shells interconnected, a tight separation of the two cavities guarantee. The one cavity is preferably used for Sound conduction of the ultra-sound waves and the other cavity to guide electrical wires leading to a cable can be connected to each other and the transmitting / receiving device connect to a power supply and evaluation. In This other cavity can also be electrical or electronic Components arranged for example in the evaluation be.

In bevorzugter Weise ist der Reflektor so ausgebildet, dass er eine reflektierende Fläche aufweist, mit welcher die ausgesendeten Ultra-Schallwellen und die von der Flüssigkeitsoberfläche reflektierten Schallwellen jeweils im Winkel von etwa 90° umgelenkt werden. Ferner kann der Reflektor in bevorzugter Weise eine Referenzfläche aufweisen, welche die ausgesendeten Ultraschallwellen zur Sende-/Empfangseinrichtung in Gegenrichtung zurückreflektiert. Die Ultraschallwellen werden im Wesentlichen parallel zum Behälterboden, insbesondere horizontal ausgesendet. Durch den Reflektor werden die Ultraschallwellen zur Flüssigkeitsoberfläche so umgelenkt, dass sie im wesentlichen im rechten Winkel auf die Flüssigkeitsoberfläche auftreffen. Horizontal ausgesendete Ultraschallwellen werden somit in vertikaler Richtung umgelenkt. Auch niedrige Füllstände können noch einwandfrei erfasst werden, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung und der Reflektor nahe zum Behälterboden angeordnet sind. Der Reflektor ist als ebene, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehende Fläche, ausgebildet, an welcher die Ultraschall-Sendeimpulse reflektiert werden. Vorzugsweise besitzt diese Fläche bzw. der Reflektor gegenüber dem Behälterboden einen Winkel von beispielsweise 45°. Die umlenkende reflektierende Fläche und die Referenzfläche sind im Winkel von 225° zueinander am Reflektor angeordnet.Preferably, the reflector is formed so that it has a reflective surface, with which the emitted ultra-sound waves and reflected from the liquid surface sound waves are each deflected at an angle of about 90 °. Furthermore, the reflector may preferably have a reference surface which reflects back the emitted ultrasonic waves to the transmitting / receiving device in the opposite direction. The ultrasonic waves are emitted substantially parallel to the container bottom, in particular horizontally. Through the reflector, the ultrasonic waves are deflected to the liquid surface so that they impinge on the liquid surface substantially at right angles. Horizontal emitted ultrasonic waves are thus deflected in the vertical direction. Even low levels can still be detected properly, the transmitting / receiving device and the reflector are arranged close to the container bottom. The reflector is formed as a flat, for example made of metal or plastic surface, on which the ultrasonic transmission pulses are reflected. Preferably, this surface or the reflector with respect to the container bottom at an angle of for example 45 °. The deflecting reflective surface and the reference surface are arranged at an angle of 225 ° to each other on the reflector.

Die Sende-/Empfangseinrichtung ist am einen Ende des rohrförmigen, etwa parallel zum Behälterboden angeordneten Geländeteils angeordnet und der Reflektor am anderen Gehäuseteilende angeordnet. Die beiden rohrförmigen Gehäuseteile sind vorzugsweise im rechten Winkel miteinander verbunden.The Transceiver is at one end of the tubular, approximately parallel to the container floor arranged terrain part arranged and the reflector on the other housing end part arranged. The two tubular housing parts are preferably interconnected at right angles.

Durch Auswertung der Laufzeiten ausgesendeter Ultraschallwellen, insbesondere in Impulsform von der Sende-/Empfangseinrichtung bis zur Referenzfläche und der entsprechenden zurückreflektierten Echosignale können physikalische Eigenschaften der Flüssigkeit, insbesondere Dichteunterschiede, Temperaturschwankungen, Konzentrationen von Inhaltsstoffen und dergleichen, welche die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen in der Flüssigkeit beeinflussen, erfasst werden. Bei der Auswertung der am Reflektor umgelenkten Ultraschallwellen bzw. Sendeimpulse und der dazugehörigen Echosignale werden die aus den Änderungen der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit resultierenden Verschiebungen bzw. Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen berücksichtigt.By Evaluation of the transit times of emitted ultrasonic waves, in particular in pulse form from the transmitting / receiving device to the reference surface and the corresponding back-reflected echo signals can physical properties of the liquid, in particular density differences, temperature fluctuations, concentrations of ingredients and the like, which determines the rate of propagation affect the ultrasonic waves in the liquid, be recorded. In the evaluation of deflected at the reflector Ultrasonic waves or transmission pulses and the associated Echo signals are those resulting from the changes in the physical Properties of the liquid resulting shifts or changes in the propagation speed of the ultrasonic waves considered.

Vorzugsweise ist die Referenzfläche in unmittelbarer Nähe zum Reflektor angeordnet und kann aus einem Stück mit dem Reflektor gebildet sein.Preferably is the reference area in close proximity to Reflector arranged and can be made in one piece with the reflector be formed.

Anhand der Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert.Based of the figures, the invention will be explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 in perspektivischer Darstellung zwei Gehäuseschalen und Einbauteile für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 in a perspective view of two housing shells and components for an embodiment of the invention;

2 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2 a section through the embodiment of the invention;

3 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses des Ausführungsbeispiels; und 3 a perspective view of the housing of the embodiment; and

4 eine vergrößerte Schnitt-Darstellung des unteren Gehäuseteils des Ausführungsbeispiels mit Reflektor und Sende-/Empfangseinrichtung. 4 an enlarged sectional view of the lower housing part of the embodiment with reflector and transmitting / receiving device.

Die 2 zeigt eine in einem Behälter angeordnete Flüssigkeit 6. Vom Behälter ist schematisch ein Behälterboden 4 dargestellt. In unmittelbarer Nähe des Behälterbodens 4 ist eine Sendeeinrichtung 1 vorgesehen, welche Ultraschallwellen im wesentlichen parallel zum Behälterboden 4 aussendet. Ferner ist eine Empfangseinrichtung 2 in unmittelbarer Nähe des Behälterbodens 4 angeordnet, welche von den Ultraschall-Sendeimpulsen der Sendeeinrichtung verursachte Echosignale empfängt. Die Sendeeinrichtung 1 und die Empfangseinrichtung 2 können als Baueinheit, welche einen elektroakustischen Wandler aufweist, ausgebildet sein. In bekannter Weise kann dieser Wandler als piezoelektrische Wandlereinrichtung ausgebildet sein. Mittels einem Dämpfungs-/Federelement 8 ist die Wandlereinrichtung gegen eine Gehäusewand abgeschätzt (4).The 2 shows a liquid arranged in a container 6 , From the container is schematically a container bottom 4 shown. In the immediate vicinity of the container bottom 4 is a transmitting device 1 provided, which ultrasonic waves substantially parallel to the container bottom 4 sending out. Furthermore, a receiving device 2 in the immediate vicinity of the container bottom 4 arranged, which receives echo signals caused by the ultrasonic transmission pulses of the transmitting device. The transmitting device 1 and the receiving device 2 can be designed as a structural unit, which has an electroacoustic transducer. In known manner, this transducer may be formed as a piezoelectric transducer means. By means of a damping / spring element 8th the converter device is estimated against a housing wall ( 4 ).

An die Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 ist eine nicht näher dargestellte Auswerteeinrichtung angeschlossen. In dieser Auswerteeinrichtung, welche als elektronische Rechnereinrichtung ausgebildet sein kann, werden die Laufzeiten der Ultraschall-Sendeimpulse und der daraus resultierenden Echosignale zur Bestimmung des Füllstandes der Flüssigkeit 6 im Behälter in bekannter Weise ausgewertet.To the transceiver 1 . 2 an evaluation device not shown is connected. In this evaluation device, which may be designed as an electronic computer device, the transit times of the ultrasonic transmission pulses and the resulting echo signals for determining the level of the liquid 6 evaluated in the container in a known manner.

Ferner ist in der Nähe des Behälterbodens 4 ein Reflektor 3 angeordnet. Der Reflektor 3 kann von einer Metall- oder Kunststofffläche gebildet werden. Die Metallfläche kann von einem Metallstück oder einer auf eine Unterlage aufgebrachten Metallisierung gebildet werden. Der Reflektor 3 ist so ausgebildet, dass er die von der Sende-/Empfangseinrichtung 1 ausgesendeten Ultraschall-Sendeimpulse in Richtung zur Flüssigkeitsoberfläche 7 umlenkt. Hierzu weist eine reflektierende Fläche 20 des Reflektor 3 gegenüber dem Behälterboden 4 bzw. der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Sendeimpulse einen Winkel von etwa 45° auf. Bei horizontaler Anordnung werden die im wesentlichen horizontal ausgesendeten Ultraschall-Sendeimpulse in vertikaler Richtung zur Flüssigkeitsoberfläche 7 umgelenkt. Der Umlenkwinkel beträgt etwa 90°. Der Umlenkwinkel kann hiervon auch abweichen. Die von der Flüssigkeitsoberfläche 7 reflektierten Echosignale, welche von den Ultraschall-Sendeimpulsen verursacht werden, gelangen zur reflektierenden Fläche des Reflektors 3 zurück und werden von dort auf die Empfangseinrichtung 2 gerichtet und dort empfangen. Die Echosignale werden hierbei ebenfalls um etwa 90° umgelenkt. Wie schon erläutert, wird aus den Laufzeiten der Ultraschall-Sendeimpulse und der dazugehörigen Echosignale der Füllstand der Flüssigkeit 6 im Behälter mit Hilfe der an der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 angeschlossenen Auswerteeinrichtung bestimmt. Der Reflektor 3 besitzt hierzu gegenüber der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 einen bestimmten Abstand.Further, near the tank bottom 4 a reflector 3 arranged. The reflector 3 can be made of a metal or plastic surface. The metal surface may be formed by a piece of metal or a metallization applied to a substrate. The reflector 3 is designed to be that of the transceiver 1 emitted ultrasonic transmission pulses in the direction of the liquid surface 7 deflects. For this purpose, has a reflective surface 20 of the reflector 3 opposite the tank bottom 4 or the propagation direction of the ultrasonic transmission pulses at an angle of about 45 °. In a horizontal arrangement, the substantially horizontally emitted ultrasonic transmission pulses in the vertical direction to the liquid surface 7 diverted. The deflection angle is about 90 °. The deflection angle may also deviate from this. The of the liquid surface 7 reflected echo signals, which are caused by the ultrasonic transmission pulses, reach the reflecting surface of the reflector 3 back and from there to the receiving facility 2 directed and received there. The echo signals are also deflected by about 90 °. As already explained, the transit times of the ultrasound transmission pulses and the associated echo signals become the level of the fluid 6 in the container by means of the at the transmitting / receiving device 1 . 2 connected evaluation be Right. The reflector 3 has for this purpose compared to the transmitting / receiving device 1 . 2 a certain distance.

Ferner besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel der Reflektor 3 eine Referenzfläche 5, welche ebenfalls, wie der Reflektor, aus Metall oder metallisiertem Kunststoff bestehen kann und vorzugsweise einstückig mit dem Reflektor 3 ausgebildet ist. Die Referenzfläche 5 besitzt gegenüber der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 ebenfalls einen vorbestimmten Abstand. An der Referenzfläche 5 werden die von der Sendeeinrichtung 1 im wesentlichen parallel zum Behälterboden 4 ausgesendeten Ultraschall-Sendeimpulse in entgegengesetzter Richtung zur Empfangseinrichtung 2 zurückreflektiert. Aufgrund des vorbestimmten Abstands zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 und der Referenzfläche 5 können Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen in der Flüssigkeit 6, welche aus physikalischen Änderungen der Flüssigkeit resultieren, erfasst werden und bei der Bestimmung des Füllstandes der Flüssigkeit 6 im Behälter im Rahmen der Auswertung in der Auswerteeinrichtung berücksichtigt werden. Auf diese Weise erhält man bei der Füllstandsbestimmung eine Kompensation von Dichteunterschieden und Temperaturschwankungen und anderen physikalischen Eigenschaften, welche sich auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen in der Flüssigkeit 6 auswirken. Die Referenzfläche 5 ist vorzugsweise als ebene Fläche ausgebildet und erstreckt sich senkrecht zum Behälterboden 4 bzw. zur Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Sendeimpulse.Furthermore, in the illustrated embodiment, the reflector has 3 a reference surface 5 which, like the reflector, may also be made of metal or metallised plastic and preferably integral with the reflector 3 is trained. The reference surface 5 has opposite the transmitting / receiving device 1 . 2 also a predetermined distance. At the reference surface 5 are those of the transmitting device 1 essentially parallel to the container bottom 4 emitted ultrasonic transmission pulses in the opposite direction to the receiving device 2 reflected back. Due to the predetermined distance between the transmitting / receiving device 1 . 2 and the reference surface 5 can change the propagation velocity of the ultrasonic waves in the liquid 6 , which result from physical changes of the liquid, are detected and in the determination of the level of the liquid 6 be taken into account in the container in the evaluation in the evaluation. In this way, one obtains in the level determination, a compensation of density differences and temperature fluctuations and other physical properties, which refers to the propagation velocity of the ultrasonic waves in the liquid 6 impact. The reference surface 5 is preferably formed as a flat surface and extends perpendicular to the container bottom 4 or to the propagation direction of the ultrasonic transmission pulses.

Wie aus den Figuren zu ersehen ist, sind die Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2, der Reflektor 3 und die Referenzfläche 5 in einem im Wesentlichen parallel zum Behälterboden 4 verlaufenden Gehäuseteil 9 angeordnet. Die Sende- /Empfangseinrichtung 1, 2 befindet sich an einem Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 9 und wird, wie noch erläutert wird, in Ausnehmungen 13 in der Rohrinnenwand gehalten. Auf diese Weise wird eine lagesichere Positionierung im Gehäuseteil 9 erreicht. Der rohrförmige Gehäuseteil 9 kann in seiner Rohrwandung Öffnungen 14 aufweisen, damit Flüssigkeit in das Rohrinnere gelangt. Am anderen Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 9 sind der Reflektor 3 und die Referenzfläche 5, welche aus einem Stück bestehen können, angeordnet. Über der Referenzfläche 5 ist das rohrförmige Gehäuseteil 9 in Richtung zur Flüssigkeitsoberfläche 7 hin geöffnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist um die Öffnung im rohrförmigen Gehäuseteil 9 ein weiteres rohrförmiges Gehäuseteil 10 angeordnet. Vorzugsweise ist das rohrförmige Gehäuseteil 10 mit dem rohrförmigen Gehäuseteil 9 einstückig zu einem abgewinkelten Rohrgehäuse verbunden. Der Flüssigkeitspegel im rohrförmigen Gehäuseteil 10 entspricht dem Flüssigkeitspegel im Behälter. Beim Ausführungsbeispiel wird für eine verbesserte Füllstandsmessung eine Beruhigung der Flüssigkeit, welche sich in den Gehäuseteilen 9 und 10 befindet, erreicht. Der Reflektor 3 und die Referenzfläche 5 sind in dem abgewinkelten Bereich der beiden rohrförmigen Gehäuseteile 9 und 10 angeordnet. Die Befestigung des Gehäuses 9 kann mit Hilfe von Befestigungsmitteln, welche an bestimmten Stellen eine Verbindung zwischen dem Behälterboden 4 und oder einer Behälterseitenwand und dem Gehäuse 9 herstellen, erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, eine Befestigungsschicht zwischen dem Gehäuseteil 9 und dem Behälter 4 zu verwenden. Der Abstand zwischen dem Gehäuseteil 9 und dem Behälterboden 4 wird möglichst gering bemessen, um auch niedrige Füllstände im Behälter erfassen zu können. Die Länge des Gehäuseteils 10 wird in Abhängigkeit von den im Behälter zu erfassenden Flüssigkeitspegeln bemessen und kann wesentlich größer sein als die Länge des Gehäuseteils 9, wie die Figuren zeigen.As can be seen from the figures, the transmitting / receiving device 1 . 2 , the reflector 3 and the reference area 5 in a substantially parallel to the container bottom 4 extending housing part 9 arranged. The transmitting / receiving device 1 . 2 located at one end of the tubular housing part 9 and is, as will be explained, in recesses 13 held in the pipe inner wall. In this way, a positionally secure positioning in the housing part 9 reached. The tubular housing part 9 can have openings in its pipe wall 14 have, so that liquid enters the tube interior. At the other end of the tubular housing part 9 are the reflector 3 and the reference area 5 , which can consist of one piece arranged. Above the reference surface 5 is the tubular housing part 9 towards the liquid surface 7 opened. In the illustrated embodiment, the opening in the tubular housing part 9 another tubular housing part 10 arranged. Preferably, the tubular housing part 10 with the tubular housing part 9 integrally connected to an angled pipe housing. The liquid level in the tubular housing part 10 corresponds to the liquid level in the container. In the embodiment, for an improved level measurement, a calming of the liquid, which is in the housing parts 9 and 10 is reached. The reflector 3 and the reference area 5 are in the angled region of the two tubular housing parts 9 and 10 arranged. The attachment of the housing 9 can with the help of fasteners, which at certain points connect between the tank bottom 4 and or a container side wall and the housing 9 manufacture. However, it is also possible, a fastening layer between the housing part 9 and the container 4 to use. The distance between the housing part 9 and the container bottom 4 is dimensioned as low as possible in order to detect even low levels in the container. The length of the housing part 10 is dimensioned as a function of the liquid levels to be detected in the container and can be substantially greater than the length of the housing part 9 as the figures show.

Wie aus 1 zu ersehen ist, besteht das abgewinkelte, rohrförmige Gehäuse aus zwei Halbschalen 21 und 22. In diese Halbschalen 21 und 22 sind die jeweiligen Rohrhälften eingeformt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden im rohrförmigen Gehäuse 2 abgewinkelte Hohlräume 18 und 19 gebildet. Es ist jedoch auch möglich, das rohrförmige Gehäuse so auszugestalten, dass nur der abgewinkelte Hohlraum 18 gebildet ist, wie oben erläutert, die Sende- /Empfangseinrichtung 1, 2 und der Reflektor 3 angeordnet sind. Im abgewinkelten Hohlraum 18 erfolgt im Wesentlichen die Führung der für die Messung zu verwendenden Ultraschallwellen, wie oben erläutert wurde.How out 1 can be seen, there is the angled, tubular housing of two half-shells 21 and 22 , In these half-shells 21 and 22 the respective pipe halves are molded. In the illustrated embodiment are in the tubular housing 2 angled cavities 18 and 19 educated. However, it is also possible to design the tubular housing so that only the angled cavity 18 is formed, as explained above, the transmitting / receiving device 1 . 2 and the reflector 3 are arranged. In the angled cavity 18 essentially, the guidance of the ultrasonic waves to be used for the measurement takes place, as explained above.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird in den beiden abgewinkelten Gehäuseteilen ein zusätzlicher entsprechend abgewinkelter Hohlraum 19 gebildet, welcher als Kabelkanal für elektrische Leitungen, welche die elektrische Verbindung zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 und der nicht näher dargestellten Auswerteeinrichtung, welche außerhalb des Behälters liegen kann, herstellen.In the illustrated embodiment, an additional corresponding angled cavity in the two angled housing parts 19 formed, which as a cable duct for electrical lines, which the electrical connection between the transmitting / receiving device 1 . 2 and the evaluation device, not shown, which may be outside the container produce.

Die beiden Halbschalen 21 und 22 werden an Verbindungsflächen 15, 16 und 17 dicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, miteinander verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen. Die Verbindungsflächen 15, 16 und 17 haben ebenfalls einen abgewinkelten der abgewinkelten Rohrform des Gehäuses angepassten Verlauf. Durch die zwischen den jeweils beiden Verbindungsflächen 15, 16 liegenden Verbindungsflächen 17 an den Halbschalen 21 und 22 wird nach deren Zusammenfügen die flüssigkeitsdichte Trennung zwischen den beiden abgewinkelten Hohlräumen 18 und 19 erreicht.The two half shells 21 and 22 be on connecting surfaces 15 . 16 and 17 tight, in particular liquid-tight, interconnected. The connection preferably takes place by welding, in particular laser welding. The connecting surfaces 15 . 16 and 17 also have an angled the angled pipe shape of the housing adapted course. By between the two connecting surfaces 15 . 16 lying connection surfaces 17 on the half-shells 21 and 22 after its joining, the liquid-tight separation between the two angled cavities 18 and 19 reached.

Im Hohlraum 18 sind im abgewinkelten Bereich an den Innenflächen, welche den Hohlraum 18 umschließen, Ausnehmungen 12 an den Halbschalen 21, 22 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 12 gewährleisten eine Vormontage des Reflektors 3 vor dem Zusammenfügen der beiden Halbschalen 21 und 22. Ferner sind am anderen Ende des Gehäuseteils 9 Ausnehmungen 13 in den beiden Halbschalen 21, 22 vorgesehen, welche eine Vormontage der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 ermöglichen. Die Ausnehmungen 13 sind so gestaltet, dass ein Dämpfungs-/Federelement 8 der piezoelektrische Wandler der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 und eine diese Anordnung gegenüber dem Hohlraum 18 flüssigkeitsdicht abdichtende, umlaufende Dichtung 11 angeordnet werden können. Nach dem Zusammenbau der beiden Halbschalen 21 und 22 wird diese Anordnung lagesicher gegenüber dem Reflektor 3 positioniert. Durch die im Gehäuseinneren vorgesehenen Ausnehmungen ist nicht nur eine Vormontage der angesproche nen Bauteile an den Halbschalen 21 und 22 möglich, sondern nach deren Zusammenbau wird gewährleistet, dass der Reflektor 3 und die daran vorgesehen Flächen, insbesondere die reflektierende, umlenkende Fläche 20 und die Referenzfläche 5, die vorgeschriebene Position gegenüber dem piezoelektrischen Wandler in der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 einnehmen.In the cavity 18 are in the angled area on the inner surfaces, which is the cavity 18 enclose, recesses 12 on the half-shells 21 . 22 intended. These recesses 12 ensure a pre-assembly of the reflector 3 before joining the two half-shells 21 and 22 , Further, at the other end of the housing part 9 recesses 13 in the two half-shells 21 . 22 provided, which a pre-assembly of the transmitting / receiving device 1 . 2 enable. The recesses 13 are designed so that a damping / spring element 8th the piezoelectric transducer of the transceiver 1 . 2 and one this arrangement against the cavity 18 Liquid-tight, sealing, circumferential seal 11 can be arranged. After assembling the two half shells 21 and 22 this arrangement is positionally safe relative to the reflector 3 positioned. By provided in the housing interior recesses is not only a pre-assembly of the angesproche nen components on the half shells 21 and 22 possible, but after their assembly will ensure that the reflector 3 and the surfaces provided thereon, in particular the reflective, deflecting surface 20 and the reference area 5 , the prescribed position relative to the piezoelectric transducer in the transceiver 1 . 2 taking.

Der Reflektor 3 mit der umlenkenden, reflektierenden Fläche 20 und der Referenzfläche 5 wird aus einem Stück, insbesondere einem flachen, abgewinkelten Stück gebildet. Dieses kann als Blech ausgebildet sein und formschlüssig in entsprechenden Schlitzen an der Innenwand des Hohlraumes 18 des abgewinkelten Gehäuses positionsgerecht gehalten werden. Die umlenkende, reflektierende Fläche 20 und die Referenzfläche befinden sich auf abgewinkelten Teilen des als flaches abgewinkeltes Stück ausgebildeten Reflektors und verlaufen in einem Winkel von 225° gegeneinander.The reflector 3 with the deflecting, reflective surface 20 and the reference surface 5 is formed from one piece, in particular a flat, angled piece. This can be formed as a sheet and positively in corresponding slots on the inner wall of the cavity 18 the angled housing are held in position. The deflecting, reflective surface 20 and the reference surface are located on angled portions of the reflector formed as a flat piece and run at an angle of 225 ° to each other.

In zusätzlichen Ausnehmungen 23 an den Innenseiten der beiden Halbschalen 21 und 22 wird Raum geschaffen für eine elektrische Anschlusseinrichtung, mit welcher die elektrischen Leitungen, welche im Hohlraum 19 geführt werden, an die Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 angeschlossen werden können. Es handelt sich hier um Stromversorgungsleitungen und Messsignal führende Leitungen. Durch die ringförmige Dichtung 11 ist der Hohlraum 18 flüssigkeitsdicht gegenüber der Ausnehmung 23 und dem Hohlraum 19 zusätzlich abgedichtet.In additional recesses 23 on the insides of the two half-shells 21 and 22 Space is created for an electrical connection device, with which the electrical lines, which are in the cavity 19 be guided, to the transmitting / receiving device 1 . 2 can be connected. These are power supply lines and measuring signal leading lines. Through the annular seal 11 is the cavity 18 liquid-tight against the recess 23 and the cavity 19 additionally sealed.

Die elektrischen Leitungen können vor dem Zusammenbau der beiden Halbschalen 21 und 22 im Hohlraum 19 verlegt und in der jeweiligen Ausnehmung 23 der Halbschale an die elektrische Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2, insbesondere den piezoelektrischen Wandler vor dem Zusammenbau angeschlossen werden. Wie oben erläutert, ergibt sich hieraus eine erleichterte Montage der gesamten Messeinrichtung.The electrical wiring can be before the assembly of the two half shells 21 and 22 in the cavity 19 laid and in the respective recess 23 the half-shell to the electrical transmitting / receiving device 1 . 2 , in particular the piezoelectric transducer are connected prior to assembly. As explained above, this results in a simplified installation of the entire measuring device.

Öffnungen 14 im Hohlraum 18, welche in beiden Gehäuseteilen 9 und 10 vorgesehen sein können, sorgen dafür, dass im Hohlraum 18 Flüssigkeit 6 vorhanden ist. Wie insbesondere aus der 4 zu ersehen ist, wird der die zur elektrische Wandler der Sende-/Empfangseinrichtung 1, 2 mittels des Dämpfungs-/Feder elements 8 gegenüber der abschließenden Gehäusewand des Gehäuseteils 9 abgestützt. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Erzeugung der erforderlichen Schallwellen-Sendeimpulse und auch ein einwandfreier Empfang der Echosignale bzw. der Referenzsignale, welche von der Referenzfläche 9 kommen, erreicht.openings 14 in the cavity 18 , which in both housing parts 9 and 10 can be provided, ensure that in the cavity 18 liquid 6 is available. As in particular from the 4 can be seen, which is the electrical converter of the transceiver 1 . 2 by means of the damping / spring elements 8th opposite the final housing wall of the housing part 9 supported. In this way, a proper generation of the required sound wave transmission pulses and also a perfect reception of the echo signals or the reference signals, which of the reference surface 9 come, reached.

Beim Behälter kann es sich um einen mobilen, beispielsweise in einem Fahrzeug angeordneten Tank handeln, in welchem Kraftstoff für eine Verbrennungskraftmaschine oder eine andere Flüssigkeit, beispielsweise Harnstoff untergebracht ist. Beim Behälter kann es sich auch um einen stationären Flüssigkeitsbehälter oder Tank handeln.At the Container can be a mobile, for example act in a vehicle arranged tank, in which fuel for an internal combustion engine or other fluid, for example Urea is housed. The container may be also around a stationary liquid container or tank act.

11: Sendeeinrichtungtransmitting device
22: Empfangseinrichtungreceiver
33: Reflektorreflector
44: Behälterbodencontainer bottom
55: Referenzflächereference surface
66: Flüssigkeitliquid
77: Flüssigkeitsoberflächeliquid surface
88th: Dämpfungs-/FederelementLoss / spring element
99: Gehäuseteilhousing part
1010: Gehäuseteilhousing part
1111: Dichtungpoetry
1212: Ausnehmungen für Reflektorrecesses for reflector
1313: Ausnehmungen für Sende-/Empfangseinrichtungrecesses for transmitting / receiving device
1414: Öffnungenopenings
1515: Verbindungsflächeinterface
1616: Verbindungsflächeinterface
1717: Verbindungsflächeinterface
1818: Hohlraumcavity
1919: Hohlraum (Kabelkanal)cavity (Cabel Canal)
2020: umlenkende, reflektierende Flächedeflecting, reflective surface
2121: Halbschalehalf shell
2222: Halbschalehalf shell
2323: Ausnehmung für Kabelanschlussrecess for cable connection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2005/0284217 A1 [0002]

Claims

Device for measuring the level of a liquid in a container with a transmitting / receiving device which emits ultrasonic transmission pulses and receives the echo signals reflected at the liquid surface, an evaluation device which evaluates the transit times of the ultrasonic transmission pulses and echo signals, one at a certain distance arranged to the transmitting / receiving device reflector, which reflects the ultrasonic transmission pulses in the direction of the liquid surface and further reflected from the liquid surface echo signals toward the transmitting / receiving device and with a tubular housing, in which the reflector and the transmitting / receiving device are arranged. characterized in that the tubular housing ( 9 . 10 ) of two half-shells ( 21 . 22 ) with respective longitudinal extent of the housing ( 9 . 10 ), the two half shells ( 21 . 22 ) on longitudinal connecting surfaces ( 15 . 16 . 17 ) are firmly connected.

Device according to claim 1, characterized in that in the housing ( 9 . 10 ) two parallel cavities extending in the housing longitudinal extent ( 18 . 19 ) are formed.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the one cavity ( 18 ) substantially to the sound guide and the other cavity ( 19 ) serve to guide electrical lines.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the housing ( 9 . 10 ) is formed as an angled housing and the reflector ( 3 ) is arranged in the angled housing part.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing ( 9 . 10 ) is angled at 90 °.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the one tubular housing part ( 9 ) approximately parallel to the container bottom ( 4 ) is to be arranged and the other housing part ( 10 ) runs approximately perpendicular thereto.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the reflector ( 3 ) a the respective propagation direction of the ultrasonic transmission pulses and echo signals at an angle of 90 ° deflecting reflective surface ( 20 ) having.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reflector ( 3 ) another as a reference surface ( 5 ) formed reflecting surface, which the ultrasonic transmission pulses in a direction opposite to the direction of arrival to the transmitting / receiving device ( 1 . 2 ) reflected back.

Apparatus according to claim 8, characterized in that on the reference surface ( 5 ) and reflected back from there ultrasonic waves to the container bottom ( 4 ) have approximately parallel propagation direction.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reflector ( 3 ) and the reference surface ( 5 ) are formed in one piece.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the reflector ( 3 ) has a metal surface.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the reference surface ( 5 ) is formed by a metal surface.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the transmitting / receiving device ( 1 . 2 ) in the region of one end and the reflector ( 3 ) at the other end of the substantially parallel to the container bottom ( 4 ) extending housing part ( 9 ) are arranged.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the angle between the two housing parts ( 9 . 10 ) is about a right angle.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the housing ( 9 . 10 ) consists of plastic.

Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the reflector ( 3 ) in the region of the angling of the two housing parts ( 9 . 10 ) is arranged.

Device according to one of claims 4 to 14, characterized in that the echo signals of the reference surface ( 5 ) are evaluated to determine the nature of the liquid.

Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the housing ( 9 . 10 ) is formed ultrasonically conductive.

Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the two half-shells ( 21 . 22 ) are connected to one another at the connecting surfaces by welding, in particular laser welding.

Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the two half-shells ( 21 . 22 ) by means of sealingly interlocking at the connecting surfaces ( 15 . 16 . 17 ) longitudinally extending latching means are interconnected.