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DE102012004932A1 - Device for measuring filling level of liquid in container, particularly for oil-lubricated engine in motor vehicle, has evaluation unit is aligned in such way that corrected filling level is determined, - Google Patents

Device for measuring filling level of liquid in container, particularly for oil-lubricated engine in motor vehicle, has evaluation unit is aligned in such way that corrected filling level is determined, Download PDF

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Publication number
DE102012004932A1
DE102012004932A1 DE201210004932 DE102012004932A DE102012004932A1 DE 102012004932 A1 DE102012004932 A1 DE 102012004932A1 DE 201210004932 DE201210004932 DE 201210004932 DE 102012004932 A DE102012004932 A DE 102012004932A DE 102012004932 A1 DE102012004932 A1 DE 102012004932A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
damping cup
level
reference measuring
measuring
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210004932
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Kück
Sergej Tonewizki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
Priority to DE201210004932 priority Critical patent/DE102012004932A1/en
Publication of DE102012004932A1 publication Critical patent/DE102012004932A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

The device has a damping cup (2) and an ultrasonic sensor (16) arranged in a lower area of the damping cup, where the filling level (4) of a liquid (3) is determined from the run time of an ultrasonic signal in a measuring distance (8) of the damping cup with an evaluation unit. The evaluation unit is aligned in such a way that a corrected filling level is determined, where data is provided from the different run times of ultrasonic signals in the separated reference measuring distances (12,13), which result from the inclination of a surface (5) of the liquid in relation to the damping cup.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei die Vorrichtung einen Dämpfungsbecher und einen im unteren Bereich des Dämpfungsbechers angeordneten Ultraschallsensor aufweist, wobei mit einer Auswerteeinheit aus der Laufzeit eines Ultraschallsignals in der Messstrecke des Dämpfungsbechers der Füllstand der Flüssigkeit ermittelt wird.The invention relates to a device for measuring a level of a liquid in a container, the device comprising a damping cup and an ultrasonic sensor arranged in the lower region of the damping cup, wherein the level of the liquid is determined by an evaluation unit from the transit time of an ultrasonic signal in the measuring section of the damping cup becomes.

Vorrichtungen zur Durchführung derartiger Messungen sind beispielsweise aus der DE 10 2010 011 490 A1 und der DE 10 2009 036 888 A1 bekannt. Diese Vorrichtungen dienen insbesondere als Ölstandsmesseinrichtungen für einen Motor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Das Grundprinzip ist derart, dass im unteren Bereich eines Ölbehälters, insbesondere einer Ölwanne, ein nach oben gerichteter Ultraschallsensor angeordnet ist, der Ultraschallwellen aussendet, die an der darüberstehenden Öloberfläche reflektiert werden und die reflektierte Ultraschallwelle dann von dem Ultraschallsensor wieder empfangen wird. Aus der Laufzeit des Signals wird dann mit einer Auswerteelektronik die Höhe des Ölstands berechnet. Um eine gegenüber Schwankungen und Bewegungen des Kraftfahrzeugs beruhigte und gleichmäßige Höhe des Füllstands zu haben, erfolgt die Messung innerhalb eines sogenannten Dämpfungsbechers. Dabei handelt es sich um einen vergleichsweise schmalen, becherartigen Aufbau, der oben und unten Einlässe aufweist, so dass die Höhe der Füllstands innerhalb des Dämpfungsbechers von dem umgebenden Füllstand vorgegeben wird, sich jedoch bei Schwankungen langsamer ändert.Devices for carrying out such measurements are known, for example, from US Pat DE 10 2010 011 490 A1 and the DE 10 2009 036 888 A1 known. These devices are used in particular as oil level measuring devices for an engine, in particular in a motor vehicle. The basic principle is such that in the lower region of an oil container, in particular an oil pan, an upwardly directed ultrasonic sensor is arranged which emits ultrasonic waves which are reflected at the overlying oil surface and the reflected ultrasonic wave is then received again by the ultrasonic sensor. From the runtime of the signal, the level of the oil level is then calculated with a transmitter. In order to have a calm and steady level of the filling level with respect to fluctuations and movements of the motor vehicle, the measurement takes place within a so-called damping cup. This is a comparatively narrow, cup-like structure, which has inlets at the top and bottom, so that the level of the filling level within the damping cup is dictated by the surrounding level, but changes more slowly with fluctuations.

Ein Problem besteht also immer dann, wenn der Füllstandssensor nicht senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkeit steht. Dies kann entweder an einem nicht senkrechten Einbau des Füllstandssensors liegen oder es kann an einer Schrägstellung des Fahrzeugs, z. B. am Berg liegen oder daran, dass aufgrund von Fliehkräften, z. B. bei Kurvenfahrten, die Flüssigkeitsoberfläche gegenüber der Vorrichtung zur Messung des Füllstands geneigt ist.A problem therefore always exists when the level sensor is not perpendicular to the surface of the liquid. This can either be due to a non-vertical installation of the level sensor or it can be at an inclination of the vehicle, for. B. lying on the mountain or because that due to centrifugal forces, z. B. when cornering, the liquid surface is inclined relative to the device for measuring the level.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Messung des Füllstands der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Neigung der Oberfläche möglich ist.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, with a measurement of the liquid level is possible taking into account the inclination of the surface.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The solution of this object is achieved with a device having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Bei einer Vorrichtung zur Messung des Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei die Vorrichtung einen Dämpfungsbecher und einem im unteren Bereich des Dämpfungsbechers angeordneten Ultraschallsensor aufweist, wobei mit einer Auswerteeinheit aus der Laufzeit eines Ultraschallsignals in der Messstrecke des Dämpfungsbechers der Füllstand der Flüssigkeit ermittelt wird, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass der Dämpfungsbecher mindestens zwei vertikale Referenzmessstrecken aufweist und dass die Auswerteeinheit derart eingerichtet ist, dass diese aus den unterschiedlichen Laufzeiten von Ultraschallsignalen in den Referenzmessstrecken, die aus der Neigung der Oberfläche in Relation zum Dämpfungsbecher resultieren, einen korrigierten Füllstand ermittelt oder Daten bereitgestellt werden, aus denen der korrigierte Füllstand ermittelbar ist. Durch eine derartige Auslegung, Einrichtung oder programmtechnische Vorbereitung der Auswerteeinheit wird ein Korrekturwert ermittelt, der darauf beruht, dass aufgrund der Neigung der Füllstand in den Referenzmessstrecken unterschiedlich ist. Die Referenzmessstrecken sind dabei derart miteinander verbunden, dass sich das Flüssigkeitsniveau in den Referenzmessstrecken gegenseitig beeinflusst. Die Auswertung erfolgt entweder in der Auswerteinheit selbst oder die Auswerteinheit der Vorrichtung stellt nur grundlegende Daten bereit, aus denen in einer getrennten Auswerteinheit, die dann üblicherweise der allgemeinen Motorsteuerung zugeordnet ist, die weitergehende Berechnung erfolgt und der korrigierte Füllstand dort ermittelt wird.In a device for measuring the level of a liquid in a container, wherein the device comprises a damping cup and an ultrasonic sensor arranged in the lower region of the damping cup, wherein the level of the liquid is determined with an evaluation unit from the transit time of an ultrasonic signal in the measuring section of the damping cup, it is essential to the invention that the damping cup has at least two vertical reference measuring sections and that the evaluation unit is set up such that it determines a corrected filling level from the different transit times of ultrasonic signals in the reference measuring sections resulting from the inclination of the surface in relation to the damping cup are provided, from which the corrected level can be determined. By means of such a design, device or program-technical preparation of the evaluation unit, a correction value is determined which is based on the fact that, due to the inclination, the level in the reference measuring sections is different. The reference measuring sections are connected to one another in such a way that the liquid level in the reference measuring sections is mutually influenced. The evaluation takes place either in the evaluation unit itself or the evaluation unit of the device provides only basic data from which in a separate evaluation, which is then usually associated with the general engine control, the further calculation is performed and the corrected level is determined there.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Referenzmessstrecken durch Stege voneinander getrennt. Diese dienen primär der Schallführung. Auch wenn die Referenzmessstrecken in eigenen Kammern ausgebildet sind, so sind diese dann durch Unterbrechungen oder andere geeignete Mittel miteinander verbunden, so dass sich in den verschiedenen Referenzmessstrecken eine gemeinsame geneigte Oberfläche einstellt.In a preferred embodiment of the invention, the reference measuring sections are separated from one another by webs. These serve primarily the sound guidance. Even if the reference measuring sections are formed in their own chambers, they are then connected to one another by interruptions or other suitable means, so that a common inclined surface is established in the various reference measuring sections.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist den Referenzmessstrecken derselbe Ultraschallwandler zugeordnet, der der Messstrecke des Dämpfungsbechers zugeordnet ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Referenzmessstrecken ebenfalls im Bereich der Messstrecke des Dämpfungsbechers angeordnet sind. Wenn ein und derselbe Ultraschallwandler verwendet wird, ist es zur Identifizierung der verschiedenen reflektierten Signale entweder notwendig, den Ultraschallwandler zu segmentieren oder kodierte Signale zu verwenden, so dass sich die Signale den einzelnen Referenzmessstrecken zuordnen lassen.In a further preferred embodiment of the invention, the reference measuring sections are assigned the same ultrasonic transducer, which is assigned to the measuring path of the damping cup. This can be realized in that the reference measuring sections are also arranged in the region of the measuring section of the damping cup. If one and the same ultrasonic transducer is used, it is either necessary to segment the ultrasonic transducer or to use coded signals to identify the different reflected signals, so that the signals can be assigned to the individual reference measuring sections.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind die Referenzmessstrecken vergleichsweise nah und benachbart zu der Messstrecke des Dämpfungsbechers angeordnet, so dass auch diese Referenzmessstrecken durch den Ultraschallwandler der Messstrecke erfasst werden. Auf diese Weise kann der apparative Aufwand sehr klein gehalten werden. In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung mehrere Ultraschallsensoren auf. Die Referenzmessstrecken sind in einer Variante mit Abstand von der Messstrecke des Dämpfungsbechers angeordnet. Bevorzugt ist in dieser Ausgestaltung jeder Referenzmessstrecke ein eigener Ultraschallsensor zugeordnet.In another preferred embodiment, the reference measuring sections are comparatively close and adjacent to the measuring section of the Damping cup arranged so that these reference measuring distances are detected by the ultrasonic transducer of the measuring section. In this way, the expenditure on equipment can be kept very small. In an alternative preferred embodiment of the invention, the device has a plurality of ultrasonic sensors. The reference measuring sections are arranged in a variant at a distance from the measuring section of the damping cup. In this embodiment, each reference measuring section is preferably assigned its own ultrasonic sensor.

Um Neigungen in alle Richtungen zu erfassen, sind mindestens drei Referenzmessstrecken vorgesehen. Mit drei Punkten lässt sich eine Ebene definieren. Dadurch kann durch die Detektion in drei Referenzmessstrecken auch der dreidimensionale Fall erfasst werden und es kann die genaue Neigung des Ölstands gegenüber der Messvorrichtung bestimmt werden. Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit können natürlich zusätzliche Messpunkte, also Referenzmessstrecken vorgesehen sein. Wenn Neigungen nur in einer Hauptrichtung erfasst werden müssen oder sollen, so sind zwei zusätzliche Referenzmessstrecken ausreichend.To detect inclinations in all directions, at least three reference measuring distances are provided. With three points a plane can be defined. As a result, the three-dimensional case can also be detected by the detection in three reference measuring sections, and the exact inclination of the oil level with respect to the measuring device can be determined. To further increase the accuracy of course, additional measuring points, ie reference measuring distances can be provided. If inclinations only have to be recorded in one main direction, then two additional reference measuring distances are sufficient.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Referenzmessstrecke im wesentlichen der eigentlichen Messstrecke des Dämpfungsbechers. Die eigentliche Messstrecke wird dazu günstigerweise in zwei Kammern unterteilt, die jede für sich als Referenzmessstrecke ausgebildet ist. Zur Messung im dreidimensionalen Fall werden bevorzugt mindestens drei Kammern verwendet, die als Referenzmessstrecken ausgebildet sind. In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist die Referenzmessstrecke in einer Vorkammer des Dämpfungsbechers angeordnet. Die Referenzmessstrecke ist dabei nach oben abgeschlossen, so dass sich in dieser eine Luftblase oder allgemeiner eine Trennschicht bildet und dadurch ebenfalls ein Flüssigkeitsniveau gebildet ist, das parallel zum eigentlichen Flüssigkeitsniveau eine entsprechende Neigung einnimmt. Die Referenzmessstrecke bzw. Referenzmessstrecken können dabei in einer bevorzugten Ausgestaltung nahe an der eigentlichen Referenzmessstrecke sein. Dann ist ein Betrieb der gesamten Vorrichtung mit nur einem Ultraschallsensor möglich. Alternativ können die Referenzmessstrecken im Außenbereich der Vorkammer angeordnet sein. Es werden dann zusätzliche Ultraschallsensoren verwendet.In another preferred embodiment of the invention, the reference measuring path essentially corresponds to the actual measuring path of the damping cup. The actual measuring section is conveniently divided into two chambers, each of which is designed as a reference measuring section. For the measurement in the three-dimensional case, preferably at least three chambers are used, which are designed as reference measuring sections. In an alternative preferred embodiment, the reference measuring section is arranged in an antechamber of the damping cup. The reference measuring section is closed at the top, so that in this an air bubble or more generally forms a separation layer and thus also a liquid level is formed, which assumes a corresponding inclination parallel to the actual liquid level. In a preferred embodiment, the reference measuring section or reference measuring sections may be close to the actual reference measuring section. Then an operation of the entire device with only one ultrasonic sensor is possible. Alternatively, the reference measuring sections can be arranged in the outer region of the prechamber. Additional ultrasonic sensors are then used.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung berechnet die Auswerteeinheit den korrigierten Füllstand für den zweidimensionalen Fall nach der Formel

Figure 00050001
mit

LKor.
= korrigierter Füllstand
LIst.
= gemessener Füllstand in der Messtrecke
A
= Abstand vom Mittelpunkt des Behälters zum Mittelpunkt der Messstrecke
AR
= Abstand vom Mittelpunkt der Messstrecke zum Mittelpunkt der Referenzmessstrecke
GR
= Füllstandsdifferenz zwischen den beiden Referenzmessstrecken
In a particularly preferred embodiment of the invention, the evaluation unit calculates the corrected level for the two-dimensional case according to the formula
Figure 00050001
With
L Cor.
= corrected level
L is.
= measured level in the measuring section
A
= Distance from the center of the container to the center of the measuring section
A R
= Distance from the center of the measuring section to the center of the reference measuring section
G R
= Level difference between the two reference measuring sections

In einer Weiterbildung berechnet die Auswerteeinheit den Füllstand für den dreidimensionalen Fall. Ein Beispiel wird später beschrieben.In a further development, the evaluation unit calculates the level for the three-dimensional case. An example will be described later.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die oben beschriebene Vorrichtung eine Vorrichtung zur Messung des Ölstands in einem Ölbehälter und Teil eines ölgeschmierten Motors. Ein solcher ölgeschmierter Motor wird im Rahmen dieser Anmeldung beansprucht. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen ölgeschmierten Motor.In a particularly preferred embodiment of the invention, the device described above is a device for measuring the oil level in an oil reservoir and part of an oil-lubricated engine. Such an oil-lubricated engine is claimed within the scope of this application. Another aspect of the invention is to provide a motor vehicle with such an oil-lubricated engine.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:The invention will be further explained with reference to an embodiment shown in the drawing. In detail, the schematic representations in:

1: einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Behälter mit einer Flüssigkeit; 1 a cross section through the device according to the invention in a container with a liquid;

2: einen Querschnitt durch den unteren Teil des Dämpfungsbechers mit einer Vorkammer; 2 a cross section through the lower part of the damping cup with an antechamber;

3: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht des Behälters mit einem darin angeordneten Dämpfungsbecher zur Darstellung der Berechnung im dreidimensionalen Fall; 3 a first embodiment of the device according to the invention in a sectional side view of the container with a damping cup disposed therein to illustrate the calculation in the three-dimensional case;

3a: einen Querschnitt durch den unteren Teil des Dämpfungsbechers mit einer Vorkammer zur Darstellung der Berechnung im dreidimensionalen Fall; 3a a cross section through the lower part of the damping cup with an antechamber to illustrate the calculation in the three-dimensional case;

3b: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil des Dämpfungsbechers mit Vorkammer zur Darstellung der Berechnung des dreidimensionalen Falls; 3b Fig. 3 is a plan view of the cut lower portion of the pre-chamber damping cup for illustrating the calculation of the three-dimensional case;

4: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht; 4 a first embodiment of the device according to the invention in a sectional side view;

4a: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer in einer ersten Variante; 4a : A plan view of the cut lower part of the damping cup with the pre-chamber in a first variant;

4b: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer in einer zweiten Variante; 4b a plan view of the cut lower part of the damping cup with the antechamber in a second variant;

4c: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer in einer dritten Variante; 4c a plan view of the cut lower part of the damping cup with the antechamber in a third variant;

5: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht des Behälters mit einem darin angeordneten Dämpfungsbecher; 5 a second embodiment of the device according to the invention in a sectional side view of the container with a damping cup disposed therein;

5a: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer; 5a a plan view of the cut lower part of the damping cup with the antechamber;

5b: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil einer alternativen Ausgestaltung des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer; 5b a plan view of the cut lower part of an alternative embodiment of the damping cup with the antechamber;

5c: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil einer weiteren Ausgestaltung des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer; 5c a plan view of the cut lower part of another embodiment of the damping cup with the prechamber;

6: eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht des Behälters mit einem darin angeordneten Dämpfungsbecher; und 6 a third embodiment of the device according to the invention in a sectional side view of the container with a damping cup arranged therein; and

6a: eine Draufsicht auf den geschnittenen unteren Teil des Dämpfungsbechers mit der Vorkammer; 6a a plan view of the cut lower part of the damping cup with the antechamber;

7: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dämpfungsbechers in einer weiteren Ausführungsvariante; und 7 a perspective view of a damping cup according to the invention in a further embodiment variant; and

8: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dämpfungsbechers in einer zusätzlichen Ausführungsvariante. 8th : A perspective view of a damping cup according to the invention in an additional embodiment variant.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Dabei ist in einem Behälter 1 ein Dämpfungsbecher 2 angeordnet. In dem Behälter 1 ist eine Flüssigkeit 3 mit einer Oberfläche 4 aufgenommen. Bei Schrägstand oder Neigung der Oberfläche steht diese nicht parallel zum Behälterboden, sondern ist geneigt, so wie hier mit der Linie 5 eingezeichnet. Die geneigte Oberfläche entspricht in ihrer Höhe im Mittelpunkt des Behälters 1, der mit einer Linie 6 markiert ist, der Höhe des Füllstands im nicht geneigten Zustand, der mit der Linie 4 angezeigt ist. Da der Dämpfungsbecher 2 typischerweise nicht im Mittelpunkt 6 des Behälters 1 positioniert ist, ergibt sich ein von der wahren Höhe abweichender Füllstand im Dämpfungsbecher 2. Dieser hängt ab vom Abstand A zwischen der Mittelsenkrechten des Behälters 1 und der Mittelsenkrechten 7 des Dämpfungsbechers 2. Der Dämpfungsbecher 2 weist insbesondere eine Messstrecke 8 in seinem zentralen Rohr 9 auf. Weiterhin weist der Dämpfungsbecher 2 eine Vorkammer 10 auf, die der Entgasung dient. In der Vorkammer sind Referenzmessstrecken 12, 13 gebildet. In den Referenzmessstrecken 12, 13 ist im oberen Bereich 11 eine Luftblase vorhanden, so dass sich unterhalb dieser Luftblase ebenfalls eine Oberfläche 14 bzw. eine geneigte Oberfläche 15 ausbildet. Die Ausbildung einer Luftblase ist der typischste und einfachste Fall. Grundsätzlich erforderlich ist jedoch nur die Ausbildung einer Trennschicht, an der eine Reflektion der Ultraschallsignale erfolgt. Diese kann auch durch einen Schwimmer oder andere Gase ausgebildet werden. Weiterhin ist dem Dämpfungsbecher 2 im unteren Bereich ein Ultraschallsensor 16 zugeordnet, der die Messstrecke 8 mit Ultraschallwellen beaufschlagt. Der Ultraschallsensor 16 sendet Ultraschallsignale aus, die an der Flüssigkeitsoberfläche 4 oder 5 reflektiert werden, zum Ultraschallsensor zurück laufen und dort registriert werden. Aus der Laufzeit der Ultraschallsignale kann dann bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallsignale in der Flüssigkeit 3 der Abstand vom Ultraschallsensor zur reflektierenden Oberfläche 4 oder 5 berechnet werden. Den Referenzmessstrecken 12 und 13 sind hier weitere Ultraschallsensoren 17 und 18 zugeordnet. Diese sind ebenfalls im unteren Bereich des Dämpfungsbechers 2 angeordnet.In 1 a device according to the invention is shown in a sectional side view. It is in a container 1 a damping cup 2 arranged. In the container 1 is a liquid 3 with a surface 4 added. At slant or inclination of the surface, this is not parallel to the container bottom, but is inclined, as here with the line 5 located. The inclined surface corresponds in height to the center of the container 1 that with a line 6 is marked, the height of the level in the non-inclined state, with the line 4 is displayed. Because the damping cup 2 typically not the focus 6 of the container 1 is positioned, results in a deviating from the true height level in the damping cup 2 , This depends on the distance A between the mid-perpendicular of the container 1 and the perpendicular bisector 7 of the damping cup 2 , The damping cup 2 in particular has a measuring section 8th in his central tube 9 on. Furthermore, the damping cup 2 an antechamber 10 on, which serves the degassing. In the antechamber are reference measuring distances 12 . 13 educated. In the reference measuring sections 12 . 13 is in the upper range 11 a bubble exists, so that below this bubble also has a surface 14 or an inclined surface 15 formed. The formation of a bubble is the most typical and simplest case. Basically, however, only the formation of a separation layer at which a reflection of the ultrasonic signals is required. This can also be formed by a float or other gases. Furthermore, the damping cup 2 in the lower area an ultrasonic sensor 16 assigned to the measuring section 8th subjected to ultrasonic waves. The ultrasonic sensor 16 emits ultrasonic signals at the liquid surface 4 or 5 be reflected back to the ultrasonic sensor and registered there. From the transit time of the ultrasonic signals can then at a known propagation speed of the ultrasonic signals in the liquid 3 the distance from the ultrasonic sensor to the reflective surface 4 or 5 be calculated. The reference measuring sections 12 and 13 Here are more ultrasonic sensors 17 and 18 assigned. These are also in the lower part of the damping cup 2 arranged.

Der Ultraschallsensor ermittelt nun bei einer Neigung der Flüssigkeitsoberfläche 5 ein verfälschtes Signal. Entsprechend der in der Figur aufgeführten Größen ergibt sich LKor. = LIst ± G.The ultrasonic sensor now determines at an inclination of the liquid surface 5 a distorted signal. According to the sizes listed in the figure, L Kor results . = L is ± G.

Dabei bezeichnet G die Differenz zwischen der Flüssigkeitsoberfläche 4 im Ruhezustand und die Abweichung dazu, die durch die geneigte Oberfläche 5 an der Position 7 des Dämpfungsbechers 2 hervorgerufen wird.Where G is the difference between the liquid surface 4 at rest and the deviation to that by the inclined surface 5 at the position 7 of the damping cup 2 is caused.

G ergibt sich dabei als G = tan α·A.G is given as G = tan α · A.

α bezeichnet dabei den Winkel zwischen der geraden Flüssigkeitsoberfläche 4 und der geneigten Flüssigkeitsoberfläche 5. A bezeichnet dabei den Abstand zwischen der Mittelsenkrechten 6 des Behälters 1 und der Mittelsenkrechten 7 des Dämpfungsbechers 2.α denotes the angle between the straight liquid surface 4 and the inclined liquid surface 5 , A denotes the distance between the perpendicular bisector 6 of the container 1 and the perpendicular bisector 7 of the damping cup 2 ,

In 2 wird dargestellt, wie der Wert tan α ermittelt wird. Diese Betrachtung geht von einem zweidimensionalen Fall aus. In den beiden Referenzmessstrecken 12 und 13 werden die Ultraschallwellen, die von den Ultraschallsensoren 17 und 18 ausgestrahlt werden, an der geneigten Oberfläche 15 reflektiert. Dabei ist in der hier mit 12 gekennzeichneten Referenzmessstrecke die geneigte Oberfläche 15 oberhalb einer waagerechten Oberfläche 14 und in der mit 13 gekennzeichneten Referenzmessstrecke ist die geneigte Oberfläche 15 unterhalb der waagerechten Oberfläche 14. Aufgrund der von den Ultraschallsensoren 17 und 18 ausgesandten und wieder empfangenen Ultraschallwellen und deren Laufzeit kann das jeweilige Flüssigkeitsniveau ermittelt und daraus die Differenz der beiden Flüssigkeitsniveaus, GR, ermittelt werden.In 2 shows how the value tan α is determined. This consideration goes from one two-dimensional case. In the two reference measuring sections 12 and 13 are the ultrasonic waves emitted by the ultrasonic sensors 17 and 18 be broadcast on the inclined surface 15 reflected. It is in the here with 12 marked reference measuring section the inclined surface 15 above a horizontal surface 14 and in the with 13 marked reference measuring distance is the inclined surface 15 below the horizontal surface 14 , Because of the ultrasound sensors 17 and 18 emitted and received ultrasonic waves and their duration, the respective liquid level can be determined and from the difference of the two liquid levels, G R , are determined.

Aus der Zeichnung ergibt sich, dass gilt:

Figure 00110001
wobei GR die Differenz der in den Referenzmessstrecken gemessenen Flüssigkeitsniveaus ist und AR der Abstand zwischen der Mittelsenkrechten 7 des Dämpfungsbechers 2 und der Mittelsenkrechten 19 oder 20 der jeweiligen Referenzmessstrecke ist. 2 AR ist daher der Abstand zwischen den Mittelsenkrechten 19 und 20 der jeweiligen Referenzmessstrecken 12 und 13.From the drawing it follows that the following applies:
Figure 00110001
where G R is the difference in the liquid levels measured in the reference measurement sections and A R is the distance between the mid-perpendiculars 7 of the damping cup 2 and the perpendicular bisector 19 or 20 the respective reference measuring section is. 2 A R is therefore the distance between the mid-perpendiculars 19 and 20 the respective reference measuring distances 12 and 13 ,

Setzt man die so gefundene Gleichung für tan α in die obige Gleichung ein, so ergibt sich

Figure 00110002
Substituting the equation thus found for tan α in the above equation, we get
Figure 00110002

Zu berücksichtigen ist, dass diese Betrachtungen genau zutreffend sind für den zweidimensionalen Fall. Das heißt, dass die Referenzmessstrecken und die Richtung der geneigten Oberfläche genau zueinander ausgerichtet sind.It should be noted that these considerations are exactly true for the two-dimensional case. That is, the reference measuring distances and the direction of the inclined surface are exactly aligned with each other.

Für eine vollständige Betrachtung im dreidimensionalen Fall muss also mindestens eine weitere Referenzmessstrecke, insgesamt also mindestens drei Referenzmessstrecken vorgesehen sein, die die Neigung in der Flüssigkeitsoberfläche in eine andere Richtung erfassen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass in dieser anderen Richtung der Abstand A des Dämpfungsbechers von der Mittelsenkrechten 6 des Behälters anders ist. Eine zweidimensionale Betrachtung kann in manchen Fällen näherungsweise ausreichend sein, insbesondere dann, wenn durch bestimmte Randbedingungen die Neigung der Oberfläche nur in eine Richtung auftreten kann oder wenn der Dämpfungsbecher mit seiner Mittellinie 7 in einer Dimension auf der Mittellinie 6 des Behälters liegt.For a complete consideration in the three-dimensional case, therefore, at least one further reference measuring section, in total therefore at least three reference measuring sections, must be provided which detect the inclination in the liquid surface in another direction. It should be noted that in this other direction, the distance A of the damping cup of the perpendicular bisector 6 the container is different. A two-dimensional view may be approximately sufficient in some cases, especially if, due to certain boundary conditions, the inclination of the surface can only occur in one direction or if the damping cup with its center line 7 in one dimension on the midline 6 the container is located.

Bei Kraftfahrzeugen, in denen derartige Dämpfungsbecher typischerweise in einer Ölwanne eingesetzt werden, um den Ölstand zu messen, kann es unter Umständen ausreichend sein, die Neigung der Öloberfläche in einer Richtung quer zum Fahrzeug zu berücksichtigen.In motor vehicles where such damping cups are typically used in an oil pan to measure the level of oil, it may be sufficient to consider the slope of the oil surface in a direction transverse to the vehicle.

In 3, 3a und 3b wird die Berechnung der Neigung für den dreidimensionalen Fall dargestellt. Gleiche Elemente und Details sind mit den gleichen Bezugszahlen wie in den 1 und 2 bezeichnet.In 3 . 3a and 3b the calculation of the slope for the three-dimensional case is shown. Same elements and details are given the same reference numbers as in the 1 and 2 designated.

Dabei wird, so wie in 3b dargestellt, an mindestens drei Punkten gemessen. Wie in 3a zu erkennen ist, erfolgt die Berechnung des Normalenvektors (senkrecht auf der Ebene MSR) aus den drei Messpunkten der Referenzmesstrecken nach der Formel

Figure 00120001
It is, as in 3b shown measured at least three points. As in 3a can be seen, the calculation of the normal vector (perpendicular to the plane M SR ) from the three measuring points of Referenzmesstrecken according to the formula
Figure 00120001

Die weiteren Schritte werden anhand der 3 erläutert, nämlich,

  • 1. Berechnung Ebene im Messpunkt (MSM)
    Figure 00130001
  • 2. Berechnung Schnittpunkt zur Behälter Mittengerade (SB)
    Figure 00130002
  • 3. Berechnung Ebene im Schnittpunkt (SB) mit Normalenvektor = Richtungsvektor der Mittengerade (SB)
    Figure 00130001
  • 4. Berechnung Schnittpunkt Ebene aus 3. zur Sensor Mittengerade (SSensor)
    Figure 00130003
  • 5. Messwertkorrektur (für den dargestellten Fall)
    Figure 00130005
The further steps are based on the 3 explained, namely,
  • 1st calculation plane in the measuring point (M SM )
    Figure 00130001
  • 2. Calculation of the intersection to the tank middle straight (S B )
    Figure 00130002
  • 3. Calculation plane in the intersection (S B ) with normal vector = direction vector of the middle line (S B )
    Figure 00130001
  • 4th calculation intersection plane off 3rd to the sensor middle straight (S sensor )
    Figure 00130003
  • 5. Measured value correction (for the case shown)
    Figure 00130005

In 4 ist eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung dargestellt. Gleiche Einzelheiten und Merkmale sind mit den gleichen Bezugszahlen wie in den 1 und 2 bezeichnet. In dem Behälter 1 mit der Flüssigkeit 3 ist der Dämpfungsbecher 2 angeordnet. Im Rohr 9 des Dämpfungsbechers 2 befindet sich die Messstrecke 8. Diese wird von dem Ultraschallsensor 16 beaufschlagt. In der Vorkammer 10 sind zwei Referenzmessstrecken 12 und 13 angeordnet. Diese sind durch Wände oder Teilwände ausgebildet. Die Referenzmessstrecken 12 und 13 sind hier baulich unmittelbar benachbart zum Rohr 9 angeordnet, so dass der Ultraschallsensor 16 sowohl das Rohr 9 als auch die Referenzmessstrecken 12 und 13 beaufschlagt. Dadurch bleibt der apparative Aufwand klein und die Vorrichtung kommt mit einem einzigen Ultraschallsensor 16 aus.In 4 a first embodiment of the device according to the invention is shown. Same details and features are given the same reference numerals as in FIGS 1 and 2 designated. In the container 1 with the liquid 3 is the damping cap 2 arranged. In the pipe 9 of the damping cup 2 is the measuring section 8th , This is done by the ultrasonic sensor 16 applied. In the antechamber 10 are two reference measuring distances 12 and 13 arranged. These are formed by walls or partial walls. The reference measuring distances 12 and 13 are here structurally immediately adjacent to the pipe 9 arranged so that the ultrasonic sensor 16 both the pipe 9 as well as the reference measuring distances 12 and 13 applied. As a result, the expenditure on equipment remains small and the device comes with a single ultrasonic sensor 16 out.

In 4a ist eine geschnittene Draufsicht auf den Dämpfungsbecher 2 im Bereich der Vorkammern 10 dargestellt. In der Draufsicht ist hier zu erkennen, dass neben den Referenzmessstrecken 12 und 13 noch vier weitere Referenzmessstrecken 21, 22, 23 und 24, also insgesamt sechs Referenzmessstrecken symmetrisch um das Rohr 9 mit der Messstrecke 8 herum angeordnet sind. Dadurch ist eine Auswertung der Neigung auch im dreidimensionalen Fall möglich.In 4a is a sectional plan view of the damping cup 2 in the area of the antechambers 10 shown. In the plan view can be seen here that in addition to the Referenzmessstrecken 12 and 13 four more reference measuring distances 21 . 22 . 23 and 24 , thus a total of six reference measuring sections symmetrical around the pipe 9 with the measuring section 8th are arranged around. As a result, an evaluation of the inclination is possible in the three-dimensional case.

In 4b ist eine geschnittene Draufsicht auf den Dämpfungsbecher 2 im Bereich der Vorkammern 10 bei einer Ausführungsvariante dargestellt. Hier sind drei Referenzmessstrecken 12, 13 und 21 unmittelbar um das Rohr 9 mit der Messstrecke 8 herum angeordnet. Die drei Referenzmessstrecken, denen jeweils ein durch den Kreis angedeuteter Schallsensor zugeordnet ist, spannen eine Ebene auf, aus der sich die Neigung der Flüssigkeitsoberfläche in Relation zum Dämpfungsbecher 2 auch für den dreidimensionalen Fall berechnen lässt. Die Referenzmessstrecken 12, 13 und 21 sind durch Stege 27 voneinander getrennt, die im wesentlichen der Schallführung dienen. Die einzelnen Referenzmessstrecken sind jedoch miteinander verbunden, d. h. dass die Stege 27 nicht durchgängig sind, so dass nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren sich eine gemeinsame Flüssigkeitsoberfläche ausbilden kann.In 4b is a sectional plan view of the damping cup 2 in the area of the antechambers 10 shown in a variant. Here are three reference measuring distances 12 . 13 and 21 immediately around the pipe 9 with the measuring section 8th arranged around. The three Referenzmessstrecken, each associated with a direction indicated by the circle sound sensor, span a plane from which the inclination of the liquid surface in relation to the damping cup 2 can also be calculated for the three-dimensional case. The reference measuring distances 12 . 13 and 21 are by footbridges 27 separated from each other, which serve essentially the sound guide. However, the individual reference measuring sections are connected to each other, ie that the webs 27 are not continuous, so that according to the principle of communicating tubes can form a common liquid surface.

In 4c ist eine leicht abgewandelte Variante zu 4b dargestellt. Hier arbeiten die drei Referenzmessstrecken 12, 13 und 21 mit ihren jeweiligen Ultraschallsensoren ohne dazwischen angeordneten Stege.In 4c is a slightly modified variant too 4b shown. Here are the three reference measuring sections 12 . 13 and 21 with their respective ultrasonic sensors without interposed webs.

In 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die hier dargestellte Ausführungsform entspricht der bereits in der 1 und 2 erläuterten Ausführungsform. Die Referenzmessstrecken 12 und 13 befinden sich dabei im Außenbereich der Vorkammer 10, so dass hier ein großer Abstand gegeben ist. Den Referenzmessstrecken ist jeweils ein Ultraschallsensor 17, 18 zugeordnet.In 5 a second embodiment of the invention is shown. The embodiment shown here corresponds to that already in the 1 and 2 explained embodiment. The reference measuring distances 12 and 13 are located in the outer area of the antechamber 10 so there is a big gap here. The reference measuring sections are each an ultrasonic sensor 17 . 18 assigned.

In 5a ist eine geschnittene Draufsicht auf den Dämpfungsbecher 2 im Bereich der Vorkammer 10 dargestellt. Hier erkennt man, dass die Referenzmessstrecken in einem äußeren Ring der Vorkammer ausgebildet sind. Jede Referenzmessstrecke ist in einer eigenen geschlossenen Kammer dargestellt. Neben den Referenzmessstrecken 12 und 13 sind weitere Referenzmessstrecken 21, 22, 23 und 24 vorgesehen, so dass dadurch auch die Messung im dreidimensionalen Fall möglich ist.In 5a is a sectional plan view of the damping cup 2 in the area of the antechamber 10 shown. Here you can see that the Referenzmessstrecken are formed in an outer ring of the antechamber. Each reference measuring section is shown in its own closed chamber. In addition to the reference measuring distances 12 and 13 are further reference measuring distances 21 . 22 . 23 and 24 provided, so that thereby the measurement in the three-dimensional case is possible.

In 5b ist eine geschnittene Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform eines solchen Dämpfungsbechers 2 im Bereich der Vorkammer 10 dargestellt. Auch hier sind die Referenzmessstrecken im äußeren Ring der Vorkammer ausgebildet. Jede der Referenzmessstrecken ist in einer eigenen geschlossenen Kammer vorgesehen. Hier sind drei Referenzmessstrecken 12, 13 und 23 vorgesehen. Mit diesen kann im einfachsten Fall auch eine dreidimensionale Betrachtung der Neigung der Oberfläche bzw. des Winkels zwischen der Oberfläche und dem Ultraschallsensor betrachtet werden. Die Stege 27 schließen die verschiedenen Kammern ab und dienen der Schallführung. Die einzelnen Kammern sind jedoch nicht vollständig geschlossen. Vielmehr sind die Kammern untereinander nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren verbunden, so dass die Kammern insgesamt den geneigten Pegel der Oberflächen wiederspiegeln.In 5b is a sectional plan view of an alternative embodiment of such a damping cup 2 in the area of the antechamber 10 shown. Again, the Referenzmessstrecken are formed in the outer ring of the prechamber. Each of the reference measuring sections is provided in its own closed chamber. Here are three reference measuring distances 12 . 13 and 23 intended. With these, in the simplest case, a three-dimensional view of the inclination of the surface or of the angle between the surface and the ultrasonic sensor can also be considered. The bridges 27 close off the different chambers and serve the sound conduction. However, the individual chambers are not completely closed. Rather, the chambers are interconnected according to the principle of communicating tubes, so that the chambers reflect the total inclined level of the surfaces.

In 5c ist ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsvariante dargestellt. Diese entspricht der Ausführungsform gemäß 5b, jedoch sind hier die Stege 27, die der Schallführung dienen, nicht vorhanden. Hier ist die Referenzmessstrecke als ein äußerer Ring in der Vorkammer 10 ausgebildet, mit dem an mehreren Stellen gemessen wird.In 5c is a cross section through a further embodiment variant shown. This corresponds to the embodiment according to 5b but here are the footbridges 27 , which serve the sound conduction, not present. Here is the reference measuring section as an outer ring in the antechamber 10 trained, with which is measured in several places.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 6 dargestellt. Auch hier ist nur ein Ultraschallschwinger 16 vorgesehen. Alternativ ist es auch möglich, hier zwei Ultraschallschwinger zu verwenden. Im Rohr 9 des Dämpfungsbechers 2 befindet sich einerseits die Messstrecke 8, andererseits jedoch auch die beiden Referenzmessstrecken 12 und 13. Dazu ist in dem Rohr 9 eine zentrale Wand 25 vorgesehen, die die Referenzmessstrecken baulich trennt. Für die Berechnung nach der eingangs genannten Formel ist auch hier der Abstand von der Mittelsenkrechten 7 des Dämpfungsbechers zur Mittelsenkrechten der Referenzmessstrecke AR. In diesem Fall entspricht 2 AR genau dem Radius oder dem halben Durchmesser des Rohres 9.A third embodiment of the device according to the invention is in 6 shown. Again, there is only one ultrasonic transducer 16 intended. Alternatively, it is also possible to use two ultrasonic vibrators here. In the pipe 9 of the damping cup 2 On the one hand is the measuring section 8th on the other hand, however, also the two reference measuring sections 12 and 13 , This is in the tube 9 a central wall 25 provided, which structurally separates the Referenzmessstrecken. For the calculation according to the formula mentioned above, the distance from the perpendicular bisector is also here 7 of the damping cup to the mid-perpendicular of the reference measuring section A R. In this case, 2 A R corresponds exactly to the radius or half the diameter of the pipe 9 ,

In 6a ist eine geschnittene Draufsicht auf den Dämpfungsbecher 2 im Bereich der Vorkammer 10 dargestellt. Dabei ist insbesondere das Rohr 9 mit dem zentralen Trennsteg 25 dargestellt, der die beiden Referenzmessstrecken 12 und 13 voneinander trennt. Die Ausgestaltung in 6 und 6a ist nur beispielhaft. Das Messrohr 9 kann auch jede andere geometrische Form haben, z. B. oval, eckig oder quadratisch sein. Grundsätzlich könnten die beiden getrennten Bereiche in dem Messrohr 9 auch als einzelne Rohre ausgebildet werden, so dass zwei Rohre nebeneinander vorhanden sind. Bevorzugt sind dies zwei nebeneinander angeordnete runde Rohre. Hier könnten jedoch auch zwei nebeneinander angeordnete quadratische Rohre verwendet werden. Die darin ausgebildeten Referenzmessstrecken sind entweder im unteren Bereich miteinander verbunden oder durch die oben vorhandene gemeinsame Öffnung miteinander verbunden.In 6a is a sectional plan view of the damping cup 2 in the area of the antechamber 10 shown. In this case, in particular, the tube 9 with the central divider 25 represented, the two reference measuring distances 12 and 13 from one another separates. The design in 6 and 6a is only an example. The measuring tube 9 can also have any other geometric shape, z. B. oval, square or square. In principle, the two separate areas in the measuring tube 9 also be formed as individual tubes, so that two tubes are present next to each other. These are preferably two juxtaposed round tubes. Here, however, two juxtaposed square tubes could be used. The reference measuring sections formed therein are either connected to one another in the lower region or connected to one another by the common opening provided above.

Eine weitere Ausführungsform ist in 7 dargestellt. In perspektivischer Ansicht ist ein Dämpfungsbecher 2 mit einer Vorkammer 10 und einem Messrohr 9 dargestellt. In dem Messrohr 9 sind Trennstege 28 vorgesehen, die ausgehend vom Mittelpunkt des Messrohres 9 unter Winkeln von 120° drei gleiche Kreissegmente definieren. In einem dieser Abschnitte ist die Messstrecke 8 vorgesehen und zwei der Abschnitte des Messrohres 9 dienen als Referenzmessstrecken 12 und 13, aus denen die Neigung berechnet wird. Die Messung in der eigentlichen Messstrecke 8 kann ebenfalls zur Neigungsmessung mit verwendet werden. Die drei Abschnitte sind untereinander verbunden oder oben offen, so dass sich in den einzelnen Abschnitten eine durchgängig geneigte Oberfläche ausbilden kann. Die Stege 28 dienen primär der Schallführung. Die drei Referenzmessstrecken können auch geometrisch in anderer Forma ausgebildet sein. Eine Ausführungsvariante sind drei nebeneinander angeordnete Rohre. Der Querschnitt dieser Rohre kann dabei rund, eckig oder dreieckig sein.Another embodiment is in 7 shown. In perspective view is a damping cup 2 with an antechamber 10 and a measuring tube 9 shown. In the measuring tube 9 are dividers 28 provided, starting from the center of the measuring tube 9 define three equal circle segments at angles of 120 °. In one of these sections is the measuring section 8th provided and two of the sections of the measuring tube 9 serve as reference measuring distances 12 and 13 from which the inclination is calculated. The measurement in the actual measuring section 8th can also be used for inclination measurement. The three sections are interconnected or open at the top so that a continuous inclined surface can form in the individual sections. The bridges 28 serve primarily the sound conduction. The three reference measuring sections can also be formed geometrically in a different form. A variant are three juxtaposed tubes. The cross section of these tubes can be round, square or triangular.

In 8 ist eine weitere Variante eines Dämpfungsbechers 2 mit einer Vorkammer 10 und einem Messrohr 9 dargestellt. In dieser Variante ist das Messrohr 9 mit Stegen 28 in vier gleich große Kreissegmente unterteilt. Neben dem eigentlichen Messrohr 8 sind hier drei Referenzmessstrecken 12, 13 und 23 vorgesehen. Auch die Messstrecke 8 kann ergänzend zur Neigungsmessung verwendet werden. Auf diese Weise kann mit der in 8 dargestellten Ausführungsform entweder an drei oder an vier Messpunkten die Neigung der Flüssigkeitsoberfläche in Relation zum Dämpfungsbecher 2 ermittelt werden.In 8th is another variant of a damping cup 2 with an antechamber 10 and a measuring tube 9 shown. In this variant is the measuring tube 9 with bars 28 divided into four equal-sized circle segments. Next to the actual measuring tube 8th Here are three reference measuring distances 12 . 13 and 23 intended. Also the measuring section 8th can be used in addition to inclination measurement. This way, with the in 8th illustrated embodiment, either at three or four measuring points, the inclination of the liquid surface in relation to the damping cup 2 be determined.

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Claims (10)

Vorrichtung zur Messung des Füllstands einer Flüssigkeit (3) in einem Behälter (1), wobei die Vorrichtung einen Dämpfungsbecher (2) und einen im unteren Bereich des Dämpfungsbechers (2) angeordneten Ultraschallsensor (16) aufweist, wobei mit einer Auswerteeinheit aus der Laufzeit eines Ultraschallsignals in der Messstrecke (8) des Dämpfungsbechers (2) der Füllstand (4) der Flüssigkeit (3) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbecher (2) mindestens zwei vertikale Referenzmessstrecken (12, 13) aufweist, und dass die Auswerteeinheit derart eingerichtet ist, dass aus den unterschiedlichen Laufzeiten von Ultraschallsignalen in den getrennten Referenzmessstrecken (12, 13), die aus der Neigung der Oberfläche (5) der Flüssigkeit in Relation zum Dämpfungsbecher (2) resultieren, ein korrigierter Füllstand ermittelt wird oder Daten bereitgestellt werden, aus denen der korrigierte Füllstand ermittelbar ist.Device for measuring the level of a liquid ( 3 ) in a container ( 1 ), the device comprising a damping cup ( 2 ) and one in the lower part of the damping cup ( 2 ) arranged ultrasonic sensor ( 16 ), wherein with an evaluation unit from the transit time of an ultrasonic signal in the measuring section ( 8th ) of the damping cup ( 2 ) the level ( 4 ) of the liquid ( 3 ), characterized in that the damping cup ( 2 ) at least two vertical reference measuring sections ( 12 . 13 ), and in that the evaluation unit is set up such that from the different transit times of ultrasound signals in the separate reference measuring sections ( 12 . 13 ) resulting from the inclination of the surface ( 5 ) of the liquid in relation to the damping cup ( 2 ), a corrected fill level is determined or data is provided from which the corrected fill level can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmessstrecken (12, 13, 21) durch Stege (27, 28) voneinander getrennt sind.Device according to claim 1, characterized in that the reference measuring sections ( 12 . 13 . 21 ) by webs ( 27 . 28 ) are separated from each other. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Referenzmessstrecken (12, 13) derselbe Ultraschallsensor (16) zugeordnet ist, der der Messstrecke (8) des Dämpfungsbechers (2) zugeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reference measuring sections ( 12 . 13 ) the same ultrasonic sensor ( 16 ) associated with the measuring section ( 8th ) of the damping cup ( 2 ) assigned. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Ultraschallsensoren (16, 17, 18) aufweist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device comprises a plurality of ultrasonic sensors ( 16 . 17 . 18 ) having. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmessstrecken (12, 13) im wesentlichen der eigentlichen Messstrecke (8) entsprechen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reference measuring sections ( 12 . 13 ) essentially the actual measuring section ( 8th ) correspond. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmessstrecken (12, 13, 21, 22, 23, 24) in einer Vorkammer (10) des Dämpfungsbechers angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reference measuring sections ( 12 . 13 . 21 . 22 . 23 . 24 ) in an antechamber ( 10 ) of the damping cup are arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit den korrigierten Füllstand nach der Formel
Figure 00190001
berechnet, wobei gilt LIst = gemessener Füllstand GR = gemessene Höhendifferenz zwischen den Referenzmessstrecken AR = Abstand zwischen der Mittelsenkrechten des Dämpfungsbechers zur Mittelsenkrechten der Referenzmessstrecke A = Abstand zwischen der Mittelsenkrechten des Behälters zur Mittelsenkrechten des Dämpfungsbechers
Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit the corrected level according to the formula
Figure 00190001
calculated, where L Ist = measured level G R = measured height difference between the reference measuring distances A R = distance between the mid-perpendicular of the damping cup to the center perpendicular of the reference measuring distance A = distance between the mid-perpendicular of the container to the center perpendicular of the damping cup
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit den korrigierten Füllstand für den dreidimensionalen Fall berechnet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit calculates the corrected level for the three-dimensional case. Ölgeschmierter Motor, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine Vorrichtung zur Messung des Ölstands in einem Ölbehälter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.Oil-lubricated engine, characterized in that the engine has a device for measuring the oil level in an oil tank, characterized in that the engine comprises a device according to one of claims 1 to 8. Kraftfahrzeug mit einem ölgeschmierten Motor nach Anspruch 9.Motor vehicle with an oil-lubricated engine according to claim 9.
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