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DE4118952C2 - Level sensor - Google Patents

Level sensor

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Publication number
DE4118952C2
DE4118952C2 DE4118952A DE4118952A DE4118952C2 DE 4118952 C2 DE4118952 C2 DE 4118952C2 DE 4118952 A DE4118952 A DE 4118952A DE 4118952 A DE4118952 A DE 4118952A DE 4118952 C2 DE4118952 C2 DE 4118952C2
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DE
Germany
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tube
measuring
level sensor
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Eckart Hiss
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Ege-Elektronik 24214 Gettorf De GmbH
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Individual
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllstandssensor zur Erfassung von Füllstandshöhen von Medien, insbesondere Flüssigkeitsfüllhöhen in Behältern und/oder zur Erfassung des Vorhandenseins eines vorzugsweise ruhenden Mediums, der gefertigt ist aus einem in eine Wandung einschraubba­ ren Meßgehäuse, welches einen in das Medium hineinragenden Meßstab aufweist, der stirnseitig geschlossen und zum Innen­ raum des Meßgehäuses weisend innen geöffnet ist und in sei­ nem inneren Teil elektrische Funktionselemente enthält, die mit einer innerhalb oder außerhalb des Meßgehäuses befind­ lichen elektrischen Signal-Auswertungseinheit verbunden sind.The invention relates to a level sensor for Detection of fill levels of media, in particular Liquid fill levels in containers and / or for detection the presence of a preferably stationary medium, which is made of a screwable into a wall ren measuring housing, which protrudes into the medium Has dipstick, which is closed on the front and towards the inside space of the measuring housing is open inside and in nem inner part contains electrical functional elements that with one inside or outside the measuring housing Lichen electrical signal evaluation unit connected are.

Die eingangs beschriebenen Füllstandssensoren werden dazu benutzt, den Füllstandspegel innerhalb von Behältern in ein elektrisches Signal zu wandeln und so die Höhe des Füll­ stands innerhalb des Behälters mit Hilfe eines elektrischen Signals darstellbar zu machen. In vielen Anwendungen genügt es auch anzuzeigen, ob ein bestimmter Füllstand innerhalb eines Behälters über- oder unterschritten ist.The level sensors described at the beginning are used for this used to fill the level inside of containers convert electrical signal and so the level of filling stands inside the container using an electrical To make signals representable. Sufficient in many applications it also indicate whether a certain level is within of a container is exceeded or undershot.

Eine häufig verwendete Anordnung besteht darin, daß inner­ halb eines Metallrohres entlang seiner Innenlängsachse magnetisch empfindliche Reedkontakte mit Widerstandsbe­ schaltungen angeordnet sind. Diese Reedkontakte werden äußerlich von einem Schwimmkörper umfaßt, der seinerseits Permanentmagnete enthält. Je nach Schwimmhöhe betätigt daher der Magnet einen entsprechenden Magnetkontakt. Mit Hilfe einer elektrischen Aufwertungsschaltung ist es daher möglich, eine der Schwimmhöhe analoge elektrische Spannung von dem Sensor abzuleiten. Dieses Verfahren ist zum Beispiel in der Schrift US 3200645 dargelegt.A commonly used arrangement is that inner half of a metal tube along its inner longitudinal axis magnetically sensitive reed contacts with resistance circuits are arranged. These reed contacts will be externally surrounded by a floating body, which in turn Contains permanent magnets. Therefore, depending on the swimming height  the magnet has a corresponding magnetic contact. With help an electrical upgrade circuit, it is therefore possible an electrical voltage analogous to the floating height of the Derive sensor. This method is for example in the Document US 3200645 set out.

Andere Verfahren beruhen darauf, daß die Induktivitäts­ änderung einer als Längsinduktivität innerhalb des Meß­ stabes angeordneten Spulenanordnung durch einen außerhalb des Meßstabes befindlichen Schwimmkörper beeinflußt wird, der im wesentlichen einen Kurzschlußring für eine von dem inneren induktiven Element indizierte elektrische Spannung innerhalb des Kurzschlußringes darstellt. Bei solchen An­ wendungen wird Kunststoff für den Meßstab verwendet, weil er sonst nicht von dem elektromagnetischen Feld durchdrungen werden kann und seinerseits schon als Kurzschlußring wirkt. Diese Anordnung ist in der Schrift DE 36 27 499 A1 ausführlich be­ schrieben.Other methods rely on inductance Change one as a longitudinal inductance within the measurement Stabes arranged coil arrangement by an outside the float located on the dipstick is influenced, which is essentially a shorting ring for one of those inner inductive element indicated electrical voltage represents within the short-circuit ring. With such an Plastic is used for the dipstick because otherwise he would not be penetrated by the electromagnetic field can be and in turn already acts as a short-circuit ring. This arrangement is described in detail in DE 36 27 499 A1 wrote.

Für elektrisch nicht leitende Medien, wie z. B. Öl, ergeben sich Schwierigkeiten, wenn die Füllhöhe in einem Tank mit Hilfe eines vollgeschlossenen Meßstabes ohne Verwendung eines diesen Meßstab umgebenden Schwimmkörpers in ein elek­ trisches Signal gewandelt werden muß. Es sind Anordnungen bekannt, bei denen ein elektrisch aufgeheizter Temperatur­ sensor innerhalb von Metallstäben in Flüssigkeiten einge­ bracht ist. Sie werden insbesondere dazu benutzt, beim Erreichen der Höchstfüllmarke eines Öltankes die Ölzufuhr abzuschalten. Dieses Verfahren beruht im wesentlichen darauf, daß ein innerhalb eines Meßrohres befindlicher Temperatur­ sensor, der elektrisch aufgeheizt ist, in Abhängigkeit von der Temperatur seinen Widerstandswert ändert. Erreicht z. B. der Ölstand den Sensor, tritt eine Kühlung durch das Medium auf, wodurch sich der Meßwiderstandswert ändert und ein entsprechendes elektrisches Signal auslöst (US 3905243). Solche Anordnungen sind durchaus brauchbar, wenn sich die Temperatur des den Meßstab umgebenden Mediums nur in ge­ wissen Grenzen ändert. Die Änderung der Umgebungstemperatur geht bei solchen Fühlern voll in die elektrische Meß­ spannung ein, es muß daher gewährleistet sein, daß die Temperatur des Meßelementes wesentlich höher aufgeheizt ist, als es der Mediumstemperatur entspricht. Diese Füll­ standssensoren sind nur in der Lage, in einem beschränkten Temperaturbereich das Erreichen eines definierten Füll­ standes zu signalisieren. Durch ihren konstruktiven Aufbau sind sie in ihrer Reaktionsgeschwindigkeit träge, lassen insbesondere größere Temperaturschwankungen des zu erfassen­ den Mediums nicht zu. Durch den erhöhten Strombedarf für die Eigenheizung verbietet sich eine Anwendung in explosiven Bereichen, insbesondere der Zone Null.For electrically non-conductive media, such as B. oil yourself having trouble when filling the level in a tank Using a fully closed dipstick without use a floating body surrounding this dipstick in an elec trical signal must be converted. They are orders known in which an electrically heated temperature sensor inside of metal rods in liquids is brought. They are used in particular for When the maximum fill level of an oil tank is reached, the oil supply switch off. This process is essentially based on that a temperature inside a measuring tube sensor that is electrically heated, depending on the temperature changes its resistance value. Reaches e.g. B. the oil level the sensor, cooling occurs through the medium on, which changes the measuring resistance value and a  corresponding electrical signal triggers (US 3905243). Such arrangements are quite useful if the Temperature of the medium surrounding the dipstick only in ge know boundaries changes. The change in ambient temperature goes with such sensors fully in the electrical measurement tension, it must therefore be ensured that the Temperature of the measuring element heated up much higher than the medium temperature. This filling level sensors are only able to in a limited Temperature range when a defined fill is reached ready to signal. Due to their constructive structure if they are sluggish in their speed of reaction, in particular to record larger temperature fluctuations not the medium. Due to the increased power requirements for the Self-heating is prohibited in explosive applications Areas, especially zone zero.

Es sind auch Anordnungen bekannt, die durch eine zusätz­ liche Messung der Mediumstemperatur und die Auswertung einer Differenzspannung geringere Heuenergie benötigen. In der DE 32 09 780 C2 ist eine Anordnung aufgezeigt, die auf der Höhe des zu erfassenden Füllstands einen ersten Tempe­ ratursensor aufweist, der auf die Umgebungstemperatur des Mediums anspricht. In der DE 32 09 780 A1 hält eine Temperaturregel­ anordnung die Temperatur des elektrisch geheizten oder gekühlten zweiten Temperatursensors auf einem Wert, der von der durch den ersten Temperatur­ sensor festgestellten Umgebungstemperatur um einen kon­ stanten Betrag abweicht. Diese Konstruktion setzt voraus, daß kein Wärmeübergang, d. h. keine Wärmekopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatursensor besteht. Arrangements are also known which are characterized by an additional Measurement of the medium temperature and evaluation a lower hay energy need a differential voltage. DE 32 09 780 C2 shows an arrangement a first temperature at the level to be recorded rature sensor that on the ambient temperature of the medium appeals. DE 32 09 780 A1 maintains a temperature control arrangement the temperature of the electrically heated or cooled second temperature sensor on one Value by the by the first temperature sensor determined ambient temperature by a con constant amount differs. This construction requires that no heat transfer, d. H. no heat coupling between the first and the second temperature sensor.  

Aus diesem Grunde muß der so beschriebene thermische Grenz­ taster eine Wärmeisolierung der Temperatursensoren gegen­ einander aufweisen, insbesondere wenn diese auf einem ge­ meinsamen Träger aufgebracht sind. Wird eine solche Anord­ nung in ein metallisches Rohr hineingeschoben, was aus dieser Schrift auch nicht hervorgeht, wird die elektrische Regel­ anordnung durch die metallische Rohrwandung des Meßgehäuses empfindlich gestört. Insbesondere bei schnellen Temperatur­ schwankungen des Mediums, oder beim plötzlichen Eintauchen in ein heißes Medium, entstehen Fehlreaktionen, die einen nicht vorhandenen Füllstand vortäuschen. Ein solches System kann insbesondere bei dem als technische Lösung angegebenen Aufbau, innen an der Wandung eines zylindrischen Meßstabes angebracht, zu erheblichen Zeitverzögerungen führen. Diese Zeitverzögerun­ gen werden auch dadurch hervorgerufen, daß beim Übergang von Luft in ein flüssiges Medium ein großer Heizenergiebe­ darf besteht, um die Temperaturdifferenz aufrecht zu erhalten.For this reason, the thermal limit described button against thermal insulation of the temperature sensors have each other, especially if they are on a ge common carrier are applied. Such an arrangement pushed into a metallic tube, what from this Scripture also does not emerge, the electrical rule arrangement through the metallic tube wall of the measuring housing sensitively disturbed. Especially at fast temperatures fluctuations in the medium, or when suddenly submerged in a hot medium, wrong reactions arise that one Pretend that the level is not there. Such a system can in particular in the specified as a technical solution Structure, attached to the inside of a cylindrical dipstick, lead to considerable time delays. This time lag gene are also caused by the fact that at the transition a great heating energy from air to a liquid medium may exist to maintain the temperature difference receive.

Aufgabe der Erfindung war es, einen Füllstandssensor zu entwerfen, dessen Funktion auf einer Wärmeübergangsmessung beruht, der unabhängig von der Umgebungstemperatur schnell reagiert und keine Fehlreaktionen beim Übergang zwischen zwei Mediumsphasen aufweist, dessen Heizstrombedarf beim Phasenübergang annähernd konstant ist und der die Ableitung einer elektrischen Spannung in Abhängigkeit von dem Bedeckungs­ grad des Meßstabes zuläßt.The object of the invention was to provide a level sensor design its function on a heat transfer measurement based, which is fast regardless of the ambient temperature responds and no bad reactions in the transition between has two medium phases, the heating current requirement at Phase transition is approximately constant and the derivative an electrical voltage depending on the coverage degree of the dipstick.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Durch eine wärmeleitende Ver­ kopplung aller Funktionselemente über ein wärmeleitendes Trägerrohr werden die möglichen Temperaturdifferenzen zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturmeßelement reduziert. Dadurch ist es möglich, ein Temperaturmeßele­ ment mit einer konstanten Heizenergie zusätzlich aufzuheizen. This object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 10 solved. Through a heat conductive Ver coupling of all functional elements via a thermally conductive Carrier tube are the possible temperature differences between the first and the second temperature measuring element reduced. This makes it possible to use a temperature gauge heating with a constant heating energy.  

Die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturmeßelement wird durch die wärmeleitende aber elektrisch isolierende Verbindung des Trägerrohres zur Innen­ wandung des Meßstabes erzeugt. Insbesondere bei der konti­ nuierlichen Füllstandshöhenmessung können Inhomogenitäten dieser Wärmekopplung vernachlässigt werden, weil wegen der guten Ankopplung der Funktionselemente an das Trägerrohr keine örtlichen Überhitzungen der zusätzlich geheizten Temperatursensoren auftreten. Weil die gute wärmeleitende Verbindung der Funktionselemente zu dem wärmeleitenden Trägerrohr vor dem Einbau in den Meßstab oder in das Meßgehäuse genau geprüft werden können, ist auf einfache Weise ein guter Gleichlauf beim Anschluß der Temperatur­ sensoren an eine Meßbrücke herstellbar. Denkbare Fehlreak­ tionen eines Systems, das auf einer nicht symmetrischen Meßbrückenanordnung beruhen kann, können daher durch den Auf­ bau einer geeigneten Prüfanordnung von vornherein ausge­ schlossen werden.The temperature difference between the first and the second Temperature measuring element is due to the thermally conductive electrically insulating connection of the carrier tube to the inside wall of the dipstick. Especially with the cont Nuclear level measurement can inhomogeneities this heat coupling can be neglected because of the good coupling of the functional elements to the carrier tube no local overheating of the additionally heated Temperature sensors occur. Because the good thermally conductive Connection of the functional elements to the thermally conductive Carrier tube before installation in the dipstick or in the Measuring housing can be checked precisely is simple Way a good synchronization when connecting the temperature sensors can be manufactured on a measuring bridge. Conceivable mistake tion of a system based on a non-symmetrical Measuring bridge arrangement can be based on the construction of a suitable test arrangement from the outset be closed.

Dieser oben gekennzeichnete Grundgedanke der Erfindung kann auch für Systeme verwendet werden, in denen der Füll­ stand nicht wie in dem bisher beschriebenen System durch einen in ein Medium eintauchenden Meßstab erfaßt ist, sondern wo der Füllstand durch ein Hilfsrohr nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren innerhalb eines Meßrohres erfaßt werden muß. Bei dieser Anwendung kehrt sich lediglich die Geometrie für die Aufbringung der Funktionselemente um, d. h. der bisherige Innenraum des Meßstabes befindet sich bei dieser Anwendung außerhalb des Meßrohres. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, daß das Trägerrohr sehr präzise als mechanisches Teil gefertigt werden kann, ohne einen weiteren Produktions­ prozeß durchlaufen zu müssen, der die direkte Aufbringung von Funktionselementen auf das Meßrohr selbst beinhaltet, unterworfen zu sein. Das Trägerrohr selbst ist in derselben Weise wie für den Meßstab gefertigt. Dadurch, ist nur ein Herstellungsverfahren für das Trägerrohr bei zwei ver­ schiedenen Anwendungen möglich.This basic idea of the invention characterized above can also be used for systems where the filling did not survive as in the system described so far a dipstick immersed in a medium is detected, but where the level through an auxiliary pipe after the Principle of communicating tubes within one Measuring tube must be detected. In this application returns only the geometry for the application of the Functional elements around, d. H. the previous interior of the Dipstick is outside in this application of the measuring tube. The advantage of this approach is  in that the carrier tube is very precise as a mechanical Part can be made without any further production having to go through the process of direct application of functional elements on the measuring tube itself, to be subject. The carrier tube itself is in the same Made as for the dipstick. Thereby, is only one Manufacturing process for the carrier tube at two ver different applications possible.

Bei der linearen Anordnung der Meßelemente als Folien­ widerstände ist es keinesfalls erforderlich, daß das erste Temperaturelement und das zweite Temperaturelement sich bezüglich der Zylinderachse des Trägerrohres gegenüber­ liegend befinden, sondern bei dieser Formgebung der Funktionselemente ist es lediglich erforderlich, daß die Wärmekopplung zum Medium hin des ersten Temperaturelementes und des Heizelementes größer ist als die Temperaturkopplung des zweiten Temperaturelementes und des Heizelementes. Dies wird in einfacher Weise dadurch gewährleistet, daß das erste Temperaturelement und das Heizelement geometrisch eng be­ nachbart, elektrisch voneinander isoliert, aber über die Wärmekopplung des Trägerrohres miteinander wärmegekoppelt sind und daß das zweite Temperaturelement geometrisch von dieser Struktur weiter entfernt ist.With the linear arrangement of the measuring elements as foils resistance, it is by no means necessary that the first Temperature element and the second temperature element itself with respect to the cylinder axis of the support tube lying, but with this shape of the Functional elements, it is only necessary that the Heat coupling to the medium of the first temperature element and the heating element is greater than the temperature coupling of the second temperature element and the heating element. This is ensured in a simple manner that the first Temperature element and the heating element geometrically tight neighboring, electrically isolated from each other, but over the Heat coupling of the carrier tube is thermally coupled to one another and that the second temperature element is geometrically of this structure is further away.

Mögliche Ausge­ staltungen sind in den nachfolgenden Anwendungsbeispielen beschrieben. Possible Ausge events are in the following application examples described.  

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Ausführung eines Füllstandssensors auf­ gezeigt. Das zu dem Meßstab 2 auslaufende Meßgehäuse 1 weist in dem inneren Teil des Meßstabes 2 ein Trägerrohr 3 auf. Dieses Trägerrohr ist durch ein wärmeleitendes Medium 4, z. B. Wärmeleitpaste, in den inneren Teil des Meßstabes 2 wärmeleitend eingeschoben. Es handelt sich dabei um ein dünnwandiges Edelstahlrohr mit einer Wandungsdicke von 0,2 mm. Auf dieses Edelstahl­ rohr sind im Bereich des Meßstabes äußerlich die Funktions­ elemente 5, 6 aufgebracht. Die elektrischen Anschlüsse 7 der Funktionselemente sind durch einen Ausschnitt in dem Edelstahlrohr 8 in dem inneren Teil des Rohres zur Leiterplatte hin heraus­ geführt. Einen Schnitt durch dieses nach Fig. 1 be­ schriebene System zeigen die Fig. 2 und 3. In Fig. 2 ist dargestellt, in welcher Weise die Funktionselemente 5, 6, 9 auf das Trägerrohr 3 aufgebracht und mit Hilfe eines wärmeleitenden Mediums 4 mit der Innenwandung des Meß­ stabes 2 in wärmeleitenden Kontakt gebracht sind. In Fig. 3 sind die Funktionselemente 5, 6, 9 im inneren Teil des Träger­ rohres 3 aufgebracht.In Fig. 1, the inventive embodiment of a level sensor is shown in. The outgoing to the dip stick 2 measuring housing 1 comprises a support tube 3 in the inner portion of the metering rod. 2 This carrier tube is through a heat-conducting medium 4 , for. B. thermal paste, inserted into the inner part of the dipstick 2 in a thermally conductive manner. It is a thin-walled stainless steel tube with a wall thickness of 0.2 mm. On this stainless steel tube, the functional elements 5 , 6 are applied externally in the area of the dipstick. The electrical connections 7 of the functional elements are led out to the printed circuit board through a cutout in the stainless steel tube 8 in the inner part of the tube. A section through this system according to FIG. 1 be shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows the manner in which the functional elements 5 , 6 , 9 are applied to the carrier tube 3 and with the aid of a heat-conducting medium 4 Inner wall of the measuring rod 2 are brought into heat-conducting contact. In Fig. 3, the functional elements 5 , 6 , 9 in the inner part of the support tube 3 are applied.

In Fig. 4 ist ein Füllstandssensor dargestellt, der insbesondere als Grenzwertgeber für Füllstände einsetzbar ist. Das Meßge­ häuse 1 ist aus Edelstahl gefertigt, weist ein Gewinde auf und verjüngt sich an seinem in das Medium hineintauchenden Ende zu einem Meßstab 2 Meßgehäuse und Meßstab sind ein­ teilig aus einem homogenen Material gefertigt. Im Inneren des Meßstabes ist ein Rohrabschnitt, das Trägerrohr 3 eingeschoben. Auf dieses Trägerrohr ist nach Fig. 5 eine Folie gewickelt, auf die die Funktionselemente, 5, 9 und 6 aufgebracht sind. In FIG. 4, a level sensor is shown, which is used in particular as a high level sensor for fluid levels. The Meßge housing 1 is made of stainless steel, has a thread and tapers at its end immersed in the medium to a measuring rod 2 measuring housing and measuring rod are made in one piece from a homogeneous material. Inside the measuring rod is a tube section, the carrier tube 3 is inserted. On this carrier tube is a film according to Fig. 5 wound on which the functional elements are 5, 9 and 6 applied.

Den Fall eines von einem Medium gefüllten Hilfsrohres, das in Form kommunizierender Röhren mit dem Hauptbehälter verbunden ist, zeigt die Fig. 6. Die Funktionselemente 5, 9, 6 sind auf ein Trägerrohr 3 aufgebracht. Dieses Trägerrohr ist vermittels einer Wärmeleitsubstanz in wärmeleitenden Kontakt mit dem Meßrohr 24 gebracht. Diese Anordnung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Druckfestigkeit des inneren Meßrohres 24 durch das aufgeschobene Rohr des Trägerrohrs wesentlich erhöht ist. Insbesondere bei der Verwendung von Präzisionsrohren, die sehr genau in­ einander passen, ist die Anwendung eines Wärmeleitmediums überflüssig und es kann ein geeigneter dünnflüssiger Kleber, z. B. ein Cyano-Kleber, verwendet werden. Der schlechte Wärmewiderstand solcher Kleber ist in diesem Fall völlig belanglos, weil der Wärmeübergangswiderstand von dünnen Schichten vernachlässigt werden kann. FIG. 6 shows the case of an auxiliary tube filled with a medium, which is connected to the main container in the form of communicating tubes . The functional elements 5 , 9 , 6 are applied to a carrier tube 3 . This carrier tube is brought into thermally conductive contact with the measuring tube 24 by means of a heat conducting substance. This arrangement has the essential advantage that the compressive strength of the inner measuring tube 24 is significantly increased by the tube of the carrier tube which is pushed on. Especially when using precision tubes that fit very closely into each other, the use of a heat-conducting medium is superfluous and a suitable low-viscosity adhesive, e.g. B. a cyano adhesive can be used. The poor thermal resistance of such adhesives is completely irrelevant in this case because the thermal resistance of thin layers can be neglected.

Claims (12)

1. Füllstandssensor zur Erfassung der Füllstandshöhe eines Mediums in einem Behälter und/oder zur Erfassung des Vorhandenseins eines vorzugsweise ruhenden Mediums, mit der Kombination folgender Merkmale:
  • a) In eine Wandung des Behälters ist ein Meßgehäuse einschraubbar, welches einen in das Medium hineinragenden, zylindrischen Meßstab aufweist, der aus einem homogenen, vorzugsweise metallischen Werkstoff gefertigt ist, stirnseitig geschlossen und nur zum Innenraum des Meßgehäuses weisend geöffnet ist;
  • b) innerhalb des Meßstabes befinden sich elektrische Funktionselemente, die elektrisch isoliert, aber wärmeleitend mit der Innenwandung des Meßstabes verbunden sind, und aus mindestens zwei Temperaturmeßelementen und mindestens einem Heizelement, oder einem ersten Temperaturmeßelement und einem zweiten Temperaturmeßelement, welches durch einen erhöhten Eigenstrom direkt geheizt ist, bestehen;
  • c) die Funktionselemente sind elektrisch isoliert, aber wärmeleitend auf eine wärmeleitendes Trägerrohr aufgebracht;
  • d) das Trägerrohr ist in den Innenraum des Meßstabes einschiebbar;
  • e) das Trägerrohr vermittelt eine Wärmekopplung der Funktionselemente untereinander;
  • f) die Außenwandung des Trägerrohrs und die Innenwandung des Meßstabes sind elektrisch isolierend, aber wärmeleitend miteinander verbunden.
1. Fill level sensor for detecting the fill level of a medium in a container and / or for detecting the presence of a preferably stationary medium, with the combination of the following features:
  • a) A measuring housing can be screwed into a wall of the container, which has a cylindrical measuring rod protruding into the medium, which is made of a homogeneous, preferably metallic material, is closed at the front and is only open to the interior of the measuring housing;
  • b) inside the measuring rod there are electrical functional elements which are electrically insulated, but are connected in a heat-conducting manner to the inner wall of the measuring rod, and from at least two temperature measuring elements and at least one heating element, or a first temperature measuring element and a second temperature measuring element, which is heated directly by an increased internal current is, exist;
  • c) the functional elements are electrically insulated, but applied in a heat-conducting manner to a heat-conducting carrier tube;
  • d) the support tube can be inserted into the interior of the dipstick;
  • e) the carrier tube mediates thermal coupling of the functional elements to one another;
  • f) the outer wall of the support tube and the inner wall of the dipstick are electrically insulating, but thermally conductive.
2. Füllstandssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr aus Metall oder Keramik gefertigt ist. 2. Level sensor according to claim 1, characterized in that the carrier tube is made of metal or ceramic.   3. Füllstandssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwandung des Trägerrohres und der Innenwandung des Meßstabes ein Wärmeleitmedium eingebracht ist.3. Level sensor according to claim 1 or 2, characterized in that between the outer wall of the support tube and the inner wall of the Dipstick a heat transfer medium is introduced. 4. Füllstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente als Folienwiderstände ausgebildet sind und mit linear oder mäanderförmig ausgebildeten, parallel verlaufenden Leitungen mit dem Trägerrohr wärmeleitend in Kontakt gebracht sind.4. Level sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the functional elements are designed as film resistors and with linear or meandering, parallel lines with the Carrier tube are brought into contact with heat. 5. Füllstandssensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienwiderstände wendelartig oder parallel zur Längsachse des Meßstabes vom stirnseitigen Ende des Meßstabes bis zu seiner Öffnung hin verlaufend auf das Trägerrohr aufgebracht sind.5. Level sensor according to claim 4, characterized in that the Film resistances spiral or parallel to the longitudinal axis of the dipstick from the front end of the dipstick to its opening the carrier tube are applied. 6. Füllstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei Temperaturmeßelemente auf dem Trägerrohr in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse auf der Zylinderwandung gegenüberliegend befinden.6. Level sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that there are two temperature measuring elements on the support tube in one plane perpendicular to the pipe axis on the cylinder wall. 7. Füllstandsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Trägerrohr in seiner Längsrichtung geschlitzt ist und zusammengedrückt den Meßstab eingeführt nach Entspannen die Funktionselemente an die Innenwandung des Meßstabes preßt.7. level sensor according to claim 1, characterized in that the metallic Carrier tube is slotted in its longitudinal direction and compressed the Dipstick inserted after relaxing the functional elements to the Presses inner wall of the dipstick. 8. Füllstandssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente auf der Außenwandung oder auf der Innenwandung des Trägerrohres aufgebracht sind.8. Level sensor according to claim 1, characterized in that the Functional elements on the outer wall or on the inner wall of the Carrier tube are applied. 9. Füllstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente auf dem Trägerrohr nach Aufbringen einer elektrischen Isolationsschicht aufgedampft oder als Schicht aufgetragen sind. 9. Level sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the functional elements on the support tube after application of a electrical insulation layer are deposited or applied as a layer.   10. Füllstandssensor zur Erfassung der Füllstandshöhe eines Mediums in einem Behälter und/oder zur Erfassung des Vorhandenseins eines vorzugsweise ruhenden Mediums, mit der Kombination folgender Merkmale:
  • a) ein von dem Medium durchsetztes Meßgehäuse ist in ein Rohrleitungssystem einfügbar und weist ein von dem Medium durchsetztes Meßrohr auf;
  • b) außerhalb des Meßrohres befinden sich elektrische Funktionselemente, die von dem Meßrohr elektrisch isoliert sind, aber mit dem Meßrohr in wärmeleitenden Kontakt gebracht sind und aus mindestens zwei Temperaturmeßelementen und mindestens einem Heizelement oder einem ersten Temperaturmeßelement und einem zweiten Temperaturmeßelement, welches durch einen erhöhten Eigenstrom direkt geheizt ist, bestehen;
  • c) die Funktionselemente sind elektrisch isoliert, aber wärmeleitend auf ein wärmeleitendes Trägerrohr aufgebracht;
  • d) das Trägerrohr ist auf das Meßrohr aufgeschoben;
  • e) das Trägerrohr vermittelt eine Wärmekopplung der Funktionselemente untereinander;
  • f) das Meßrohr und das Trägerrohr sind wärmeleitend miteinander verbunden.
10. Fill level sensor for detecting the fill level of a medium in a container and / or for detecting the presence of a preferably stationary medium, with the combination of the following features:
  • a) a measuring housing penetrated by the medium can be inserted into a piping system and has a measuring tube penetrated by the medium;
  • b) outside the measuring tube are electrical functional elements which are electrically insulated from the measuring tube, but are brought into heat-conducting contact with the measuring tube and consist of at least two temperature measuring elements and at least one heating element or a first temperature measuring element and a second temperature measuring element, which is caused by an increased internal current is directly heated, exist;
  • c) the functional elements are electrically insulated, but applied in a heat-conducting manner to a heat-conducting carrier tube;
  • d) the carrier tube is pushed onto the measuring tube;
  • e) the carrier tube mediates thermal coupling of the functional elements to one another;
  • f) the measuring tube and the carrier tube are connected to one another in a heat-conducting manner.
11. Füllstandssensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr in mechanische Verschraubungsteile beidseitig eingesteckt und vermittels von zwei beidseitig eingefügten O-Ringen abgedichtet ist.11. Level sensor according to claim 10, characterized in that the measuring tube inserted into mechanical screwed parts on both sides and by means of two O-rings inserted on both sides is sealed. 12. Füllstandsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig aufgesteckten Verschraubungsteile durch eine mit mindestens einem Gewinde versehene Hülse zu einem Teil verschraubt sind.12. Level sensor according to claim 11, characterized in that the bilateral attached screw parts by one with at least one thread provided sleeve are screwed to one part.
DE4118952A 1990-06-10 1991-06-08 Level sensor Expired - Fee Related DE4118952C2 (en)

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