DE102005044116A1 - Measuring apparatus for measuring the level of fluid in a tank to determine how full the tank is - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung für einen Tank.The The invention relates to a liquid level measuring device for one Tank.
Die Erfindung betrifft ferner einen Tank, welcher mit einer Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung versehen ist.The The invention further relates to a tank provided with a liquid level measuring device is.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung des Flüssigkeitsfüllstandes in einem Tank.Farther The invention relates to a method for determining the liquid level in a tank.
Es ist beispielsweise bekannt, den Füllstand in Kraftfahrzeugtanks über Schwimmer zu ermitteln.It For example, it is known the level in motor vehicle tanks on floats to investigate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auf einfache und zuverlässige Weise funktioniert.Of the Invention is based on the object, a liquid level measuring device of the aforementioned To provide kind, in a simple and reliable way works.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Referenzbehälter mit einem Gas-Referenzraum eines bekannten Referenzvolumens vorgesehen ist, welcher mit einem Gasraum des Tanks verbindbar ist, daß eine Schalteinrichtung, durch die zwischen einer Gasaustausch-Verbindung zwischen dem Gasraum und dem Gas-Referenzraum und einer Trennung von Gasraum und Gas-Referenzraum schaltbar ist, vorgesehen ist, und daß mindestens ein Drucksensor zur Messung des Drucks im Gasraum des Tanks und in einem Mischungsraum bei Gasaustausch-verbundenem Gasraum und Gas-Referenzraum vorgesehen ist.These Task is inventively characterized solved, the existence reference container is provided with a gas reference space of a known reference volume, which is connectable to a gas space of the tank that a switching device, by that between a gas exchange connection between the gas space and the gas reference space and a separation of gas space and gas reference space is switchable, is provided, and that at least one pressure sensor for measuring the pressure in the headspace of the tank and in a mixing room provided at gas exchange-connected gas space and gas reference space is.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das Flüssigkeitsvolumen in dem Tank über die Bestimmung des Volumens eines Gasraums über der Flüssigkeit ermittelt. Die Flüssigkeitsvolumen-Ermittlung erfolgt dadurch berührungslos. Dadurch ist es beispielsweise möglich, das Flüssigkeitsvolumen auch von aggressiven Flüssigkeiten in einem Tank zu ermitteln.at the solution according to the invention is the liquid volume in the tank over determines the determination of the volume of a gas space above the liquid. The liquid volume determination takes place thereby contactless. This makes it possible, for example, the liquid volume also from aggressive liquids to determine in a tank.
Das Flüssigkeitsvolumen läßt sich unabhängig von der Lage und der Bewegung der in dem Tank befindlichen Flüssigkeit ermitteln. Das Meßergebnis wird durch den Bewegungszustand des Tanks nicht beeinflußt. Dadurch läßt sich der Tank in einem Fahrzeug einsetzen; eine Bergfahrt oder Talfahrt bzw. ein Steigflug oder Sinkflug, eine Kurvenfahrt bzw. ein Kurvenflug oder eine Abbremsung und eine Beschleunigung beeinflussen die Flüssigkeitsvolumen-Bestimmung nicht. Die Flüssigkeitsvolumen-Ermittlung läßt sich auch unabhängig von der Form des Tanks durchführen.The liquid volume let yourself independently the position and movement of the liquid in the tank determine. The measurement result is not affected by the state of motion of the tank. Thereby let yourself use the tank in a vehicle; a mountain trip or descent or a climb or descent, a turn or a turn or deceleration and acceleration affect the fluid volume determination Not. The liquid volume determination let yourself also independent from the shape of the tank.
Über den Referenzbehälter läßt sich eine "Vorher-Nachher"-Messung durchführen. Aus den Meßdaten und bekannten Daten läßt sich dann das Volumen des Gasraums ermitteln. Bei bekanntem Gesamtvolumen des Tanks läßt sich dadurch wiederum das Flüssigkeitsvolumen im Tank bestimmen. Dazu können beispielsweise vorher Kalibrierungsmessungen durchgeführt worden sein oder es wird ein theoretischer Ansatz zur Berechnung des Flüssigkeitsvolumens gewählt.On the reference container let yourself perform a "before-after" measurement. Out the measured data and known data can be then determine the volume of the gas space. With known total volume the tank can be this in turn the volume of liquid in the tank. Can do this For example, previously calibration measurements have been performed or it becomes a theoretical approach to calculating the volume of liquid selected.
Der Mischungsraum ist im wesentlichen die Kombination des Gasraums und des Gas-Referenzraums. Es ist grundsätzlich möglich, daß ein oder mehrere Referenzbehälter vorgesehen sind.Of the Mixture space is essentially the combination of gas space and of the gas reference space. It is in principle possible for one or more reference containers to be provided are.
Während der Messung läßt sich Flüssigkeit entnehmen. Die dabei auftretende Meßungenauigkeit für die Füllstandsermittlung ist in der Regel (beispielsweise bei einem Kraftstofftank) vernachlässigbar.During the Measurement can be Remove liquid. The measurement inaccuracy occurring for the level measurement is usually negligible (for example, with a fuel tank).
Insbesondere ist eine Auswertungseinrichtung vorgesehen, durch welche mittels des bekannten Referenzvolumens des Gas-Referenzraums, des bekannten Gesamtvolumens des Tanks, eines bekannten Referenzdrucks im Gas-Referenzraum vor der Verbindung mit dem Gasraum, des gemessenen Drucks im Gasraum vor der Verbindung und des gemessenen Drucks im Mischungsraum (nach der Verbindung) das Flüssigkeitsvolumen berechenbar ist. Beispielsweise berechnet die Auswertungseinrichtung unter Zugrundelegung der Allgemeinen Gasgleichung aus den bekannten Parametern und aus den gemessenen Parametern das Flüssigkeitsvolumen.Especially an evaluation device is provided, by means of which the known reference volume of the gas reference space, the known Total volume of the tank, a known reference pressure in the gas reference space before Connection with the gas space, the measured pressure in the gas space before the connection and the measured pressure in the mixing chamber (after the compound) the liquid volume is calculable. For example, the evaluation device calculates based on the general gas equation from the known Parameters and from the measured parameters the liquid volume.
Es kann vorgesehen sein, daß der Tank einen einheitlichen Innenquerschnitt aufweist. Dadurch läßt sich auf einfache Weise eine Füllstandshöhe ermitteln. Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich jedoch für beliebige Tankformen einsetzen.It can be provided that the Tank has a uniform inner cross-section. This can be done easily determine a level height. The solution according to the invention can be however for use any tank shapes.
Insbesondere ist der Tank (mindestens während der Füllstandsermittlung) geschlossen, so daß ein definierter Gasraum über dem Flüssigkeitspegel ausbildbar ist. Der Tank kann einen Entnahmeanschluß bzw. Befüllungsanschluß aufweisen. Ferner kann ihm eine Belüftungseinrichtung zugeordnet sein.Especially is the tank (at least during the level detection) closed so that one defined gas space over the liquid level can be formed is. The tank may have an extraction connection or filling connection. Furthermore, it can be a ventilation device be assigned.
Günstig ist es, wenn der Tank einen Anschluß für den Referenzbehälter aufweist. Dadurch läßt sich eine Gasaustausch-Verbindung mit dem Gas-Referenzraum auf einfache Weise herstellen.Cheap is it, if the tank has a connection for the reference container. This can be done establish a gas exchange connection with the gas reference space in a simple manner.
Insbesondere ist der Anschluß in einem Bereich des Tanks angeordnet, welcher oberhalb des höchsten Flüssigkeitstands liegt. Dadurch wird verhindert, daß Flüssigkeit in den Referenzbehälter eindringen kann. Der Referenzbehälter dient zur Bereitstellung von Referenzparametern für den Gasaustausch.In particular, the connection is arranged in a region of the tank which lies above the highest liquid level. This prevents liquid from entering the reference container. The reference container is ready setting of reference parameters for gas exchange.
Beispielsweise ist an dem Anschluß eine Flüssigkeitssperre angeordnet, welche einen Gasaustausch erlaubt. Bei der Flüssigkeitssperre kann es sich um eine Membran handeln, welche für Flüssigkeit undurchlässig ist, jedoch einen Gasaustausch erlaubt.For example is at the port a liquid barrier arranged, which allows a gas exchange. At the liquid barrier it may be a membrane which is impermeable to liquid, However, a gas exchange allowed.
Günstig ist es, wenn die Schalteinrichtung ein steuerbares Sperrventil umfaßt. Dadurch läßt sich auf einfache Weise zwischen einer Gasaustausch-Verbindung und einer Gasaustausch-Trennung zwischen dem Gasraum und dem Gas-Referenzraum schalten. Insbesondere läßt sich eine solche Gasaustausch-Verbindung bzw. Gasaustausch-Trennung zeitlich vorgegeben schalten.Cheap is it, when the switching device comprises a controllable check valve. Thereby let yourself in a simple way between a gas exchange connection and a Switch gas exchange separation between the gas space and the gas reference space. In particular, can be such a gas exchange compound or switch gas exchange separation timed.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem Tank mindestens ein Drucksensor zur Bestimmung des Drucks im Gasraum angeordnet ist. Durch diesen Drucksensor läßt sich der Druck im Gasraum vor Herstellung der Gasaustausch-Verbindung mit dem Gas-Referenzraum messen. Ferner läßt sich der Druck in einem Mischungsraum nach Herstellung der Gasaustausch-Verbindung messen.All It is particularly advantageous if at least one pressure sensor is connected to the tank is arranged to determine the pressure in the gas space. Through this Pressure sensor can be the pressure in the gas space before production of the gas exchange compound with the gas reference space. Furthermore, the pressure can be in one Measure the mixing space after preparation of the gas exchange compound.
Es kann vorgesehen sein, daß an dem Referenzbehälter mindestens ein Drucksensor zur Bestimmung des Drucks im Gas-Referenzraum angeordnet ist. Dadurch kann überwacht werden, ob ein definierter Druckwert eingestellt worden ist bzw. es kann nach der Beladung des Gas-Referenzraums der dort herrschende Druck ermittelt werden.It can be provided that at the reference container at least one pressure sensor for determining the pressure in the gas reference space is arranged. This can be monitored whether a defined pressure value has been set or it can after the loading of the gas reference space of the prevailing there Pressure to be determined.
Insbesondere ist der Referenzbehälter an eine Druckerzeugungseinrichtung gekoppelt. Über diese läßt sich ein Referenzdruck im Gas-Referenzraum erzeugen, welcher von dem Druck im Gasraum des Tanks verschieden ist. Der Druck im Gas-Referenzraum wird dabei vorzugsweise so eingestellt, daß er bei jedem Füllstand des Tanks von dem Druck im Gasraum des Tanks verschieden ist. Bei der Druckerzeugungseinrichtung kann es sich um eine Überdruckerzeugungseinrichtung oder um eine Unterdruckerzeugungseinrichtung handeln. Es läßt sich dadurch ein positiver oder ein negativer Differenzdruck zu dem Gasraum einstellen. Ein Unterdruck kann beispielsweise von einem Verbrennungsmotor in einem Ansaugtrakt erzeugt werden. Ein Überdruck kann beispielsweise über einen Lader geliefert werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß in dem Tank ein Differenzdruck bzw. erhöhter Differenzdruck erzeugt wird. Beispielsweise wird die Saugwirkung einer Kraftstoffpumpe genutzt, um einen Unterdruck in dem Tank zu erzeugen.Especially is the reference container coupled to a pressure generating device. About these can be a reference pressure in Generate gas reference space, which of the pressure in the gas space of Tanks is different. The pressure in the gas reference space is thereby preferably adjusted so that he at each level the tank is different from the pressure in the gas space of the tank. at the pressure generating device may be an overpressure generating device or to act a vacuum generating device. It can be thereby a positive or a negative differential pressure to the gas space to adjust. A negative pressure can, for example, from an internal combustion engine be generated in an intake. An overpressure can, for example, via a Chargers are delivered. in principle it is also possible that in the tank generates a differential pressure or increased differential pressure becomes. For example, the suction effect of a fuel pump used to create a negative pressure in the tank.
Es kann vorgesehen sein, daß an dem Tank mindestens ein Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur im Gasraum angeordnet ist. Dadurch können auch Temperaturänderungen erfaßt werden, um eine genauere Bestimmung des Flüssigkeitsvolumens zu ermöglichen. Es ist auch möglich, über die bestimmte Temperatur aus der Dampfdruckkurve der Flüssigkeit den Dampfdruck zu ermitteln. Über den ermittelten Dampfdruck läßt sich eine Druckkorrektur durchführen, um die Genauigkeit der Flüssigkeitsvolumen-Ermittlung zu erhöhen.It can be provided that at at least one temperature sensor for determining the temperature of the tank is arranged in the gas space. This can also cause temperature changes detected to allow a more accurate determination of the liquid volume. It is also possible over the particular Temperature from the vapor pressure curve of the liquid to the vapor pressure determine. about the determined vapor pressure can be perform a pressure correction, to the accuracy of fluid volume detection to increase.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn an dem Referenzbehälter mindestens ein Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur im Gas-Referenzraum angeordnet ist.Out for the same reason it is favorable if on the reference container at least one temperature sensor for determining the temperature in the gas reference space is arranged.
Günstig ist es, wenn bei der Berechnung des Flüssigkeitsvolumens durch die Auswertungseinrichtung eine Berücksichtigung der Temperatur im Gas- Referenzraum und/oder der Temperatur im Gasraum des Tanks vor der Verbindung vorgesehen ist. Dadurch läßt sich die Genauigkeit der Flüssigkeitsvolumen-Bestimmung erhöhen, wenn Temperaturunterschiede vorliegen sollten.Cheap is it, if in the calculation of the liquid volume by the Evaluation device a consideration the temperature in the gas reference space and / or the temperature in the headspace of the tank prior to connection is provided. This can be done the accuracy of liquid volume determination increase, if temperature differences should be present.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn bei der Berechnung des Flüssigkeitsvolumens durch die Auswertungseinrichtung eine Berücksichtigung der Temperatur im Mischungsraum vorgesehen ist.Out for the same reason it is favorable when calculating the liquid volume by the evaluation device, a consideration of the temperature is provided in the mixing room.
Eine hohe Genauigkeit der Flüssigkeitsvolumen-Bestimmung läßt sich erreichen, wenn bei der Berechnung des Flüssigkeitsvolumens durch die Auswertungseinrichtung eine Berücksichtigung des Dampfdrucks der Flüssigkeit vorgesehen ist. Aus einer bekannten Dampfdruckkurve der Flüssigkeit, welche beispielsweise in der Auswertungseinrichtung hinterlegt ist, läßt sich bei bekannter Temperatur der Dampfdruck ermitteln. Mit diesem Dampfdruckwert lassen sich die Druckwerte, aus denen das Flüssigkeitsvolumen berechnet wird, entsprechend korrigieren. Es ist beispielsweise auch möglich, daß ein oder mehrere Korrekturfaktoren in einer entsprechenden Gleichung zur Berechnung des Flüssigkeitsvolumens eingeführt werden, die dampfdruckabhängig sind.A high accuracy of liquid volume determination let yourself reach, if in the calculation of the liquid volume by the evaluation device a consideration the vapor pressure of the liquid is provided. From a known vapor pressure curve of the liquid, which For example, stored in the evaluation device, can be determine the vapor pressure at a known temperature. With this vapor pressure value can be the pressure values from which the fluid volume is calculated will correct accordingly. It is also possible, for example, that one or several correction factors in a corresponding equation for Calculation of the liquid volume introduced become the vapor pressure dependent are.
Günstig ist es, wenn der Referenzbehälter einen ersten Anschluß zur Gasaustausch-Verbindung mit dem Tank aufweist. Dadurch läßt sich der Mischungsraum herstellen.Cheap is it if the reference container a first connection to Has gas exchange connection with the tank. This can be done to create the mix room.
Weiterhin ist es günstig, wenn der Referenzbehälter einen zweiten Anschluß zur Verbindung mit einer Druckerzeugungseinrichtung aufweist. Dadurch läßt sich der Referenzbehälter bei einer Trennung der Gasaustausch-Verbindung zwischen dem Gasraum und dem Gas-Referenzraum definiert beladen.Farther is it cheap if the reference container a second connection to Having connection with a pressure generating device. Thereby let yourself the reference container at a separation of the gas exchange connection between the gas space and the gas reference space defined loaded.
Insbesondere ist an dem zweiten Anschluß ein steuerbares Sperrventil angeordnet. Dadurch kann die Beladung des Gas-Referenzraums mit Gas zur Herstellung von definierten Druckverhältnissen zeitlich gesteuert werden. Insbesondere ist eine zeitliche Synchronisierung mit der Schalteinrichtung möglich, um getaktet eine Beladung des Gas-Referenzraums durchführen zu können und getaktet einen Gasaustausch zwischen dem Gas-Referenzraum und dem Gasraum einleiten zu können.In particular, at the second terminal arranged a controllable check valve. As a result, the loading of the gas reference space with gas to produce defined pressure ratios can be controlled in time. In particular, a temporal synchronization with the switching device is possible in order to clocked perform a loading of the gas reference space and clocked to be able to initiate a gas exchange between the gas reference space and the gas space.
Insbesondere umfaßt die Auswertungseinrichtung ein Zeitglied, durch welches die Schalteinrichtung getaktet schaltbar ist. Dadurch lassen sich in zeitlichen Abständen Messungen zur Ermittlung des Füllstands in dem Tank durchführen. Zur Vorbereitung einer Messung wird der Gas-Referenzraum beladen, wobei er im Beladungsvorgang von dem Gasraum bezüglich des Gasaustauschs getrennt ist. Über die Schalteinrichtung wird auf eine Gasaustausch-Verbindung geschaltet.Especially comprises the evaluation device a timer, through which the switching device clocked is switchable. This allows measurements to be taken at intervals for determining the level in the tank. To prepare a measurement, the gas reference space is loaded, wherein it is separated in the loading process of the gas space with respect to the gas exchange is. about the switching device is switched to a gas exchange connection.
Insbesondere ist durch das Zeitglied ein steuerbares Sperrventil zur Beladung des Gas-Referenzraums getaktet schaltbar. Dadurch lassen sich die Schalteinrichtung und das Steuerventil synchronisieren.Especially is by the timer a controllable check valve for loading the gas reference space clocked switchable. This can be the Synchronize switching device and the control valve.
Die Erfindung betrifft ferner einen Flüssigkeitstank, welcher mit der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung versehen ist. Diese ist insbesondere fest an dem Flüssigkeitstank angeordnet.The The invention further relates to a liquid tank, which with the liquid level measuring device according to the invention is provided. This is in particular firmly attached to the liquid tank arranged.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung des Flüssigkeitsfüllstands in einem Tank bereitzustellen, welches auf einfache Weise durchführbar ist.Of the The invention is further based on the object, a method for determining the liquid level to provide in a tank, which is easy to carry out.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Füllstand über Ermittlung eines Volumens eines Gasraums oberhalb des Flüssigkeitspegels bestimmt wird, wobei die Schritte vorgesehen sind:
- – Messung des Drucks in dem Gasraum;
- – Verbindung des Gasraums mit einem Gas-Referenzraum mit bekanntem Druck und mit bekanntem Volumen zum Gasaustausch;
- – Messung eines Drucks in einem Mischungsraum; und
- – Berechnung des Gasvolumens.
- - Measurement of the pressure in the gas space;
- - Connection of the gas space with a gas reference space of known pressure and with known volume for gas exchange;
- - measuring a pressure in a mixing space; and
- - Calculation of gas volume.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung erläuterten Vorteile auf.The inventive method has the already in connection with the liquid level measuring device according to the invention explained advantages on.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung erläutert.Further advantageous embodiments were also already in connection with the liquid level measuring device according to the invention explained.
Insbesondere ist das Gas im Gasraum (ohne Dampfkomponente der Flüssigkeit) und das Gas, mit welchem der Gas-Referenzraum beladen wird, das gleiche Medium.Especially is the gas in the gas space (without vapor component of the liquid) and the gas with which the gas reference space is loaded, the same Medium.
Insbesondere wird die Temperatur im Gasraum gemessen. Über die Temperaturmessung läßt sich aus der Dampfdruckkurve der Dampfdruck der Flüssigkeit ermitteln. Dadurch läßt sich eine Druckkorrektur für den Druck des Gases im Gasraum durchführen, um den Flüssigkeitsstand genauer ermitteln zu können. Weiterhin kann über die Messung der Temperatur der Einfluß von Temperaturänderungen erfaßt werden.Especially the temperature in the gas space is measured. About the temperature measurement can be From the vapor pressure curve, determine the vapor pressure of the liquid. Thereby let yourself a pressure correction for to carry out the pressure of the gas in the gas space to the liquid level be able to determine more accurately. Furthermore, over the measurement of temperature the influence of temperature changes detected become.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die Temperatur im Gas-Referenzraum gemessen wird oder eingestellt wird. Dadurch lassen sich insbesondere Temperaturänderungen erfassen, um so den Flüssigkeitsfüllstand in dem Tank genauer bestimmen zu können.Out for the same reason it is favorable if the temperature in the gas reference space is measured or adjusted. This makes it possible in particular temperature changes capture, so the liquid level in the tank to determine more accurately.
Günstig ist es, wenn der Druck im Gas-Referenzraum gemessen wird oder eingestellt wird. Dadurch wird ein Referenzdruck bereitgestellt, mit dessen Hilfe der Flüssigkeitsfüllstand ermittelt werden kann.Cheap is it when the pressure in the gas reference space is measured or adjusted becomes. This provides a reference pressure with which Help the fluid level can be determined.
Insbesondere wird das Volumen des Gasraums mittels der Allgemeinen Gasgleichung berechnet. Es ist dabei prinzipiell möglich, daß eine Korrektur beispielsweise über einen Korrekturfaktor oder über den in die Gleichung eingehenden Druck im Gasraum für den Dampfdruck der Flüssigkeit im Tank durchgeführt wird.Especially is the volume of the gas space by means of the general gas equation calculated. It is in principle possible that a correction, for example, via a Correction factor or over the incoming in the equation pressure in the gas space for the vapor pressure the liquid carried in the tank becomes.
Günstigerweise wird bei der Berechnung des Gasraumvolumens der Dampfdruck der Flüssigkeit berücksichtigt. Beispielsweise wird über eine gemessene Temperatur aus der Dampfdruckkurve der entsprechende Dampfdruck ermittelt. Dieser Dampfdruckwert wird benutzt, um den Druckwert, welcher bei der Berechnung des Flüssigkeitsfüllstands verwendet wird, zu korrigieren. Es ist beispielsweise auch möglich, daß dampfdruckabhängige Kalibrierungsdaten ermittelt werden und diese dann beispielsweise über einen Faktor bei der Volumenbestimmung berücksichtigt werden.conveniently, In the calculation of the gas volume, the vapor pressure of the liquid is taken into account. For example, over a measured temperature from the vapor pressure curve of the corresponding Vapor pressure determined. This vapor pressure value is used to determine the Pressure value, which is used in the calculation of the liquid level, too correct. For example, it is also possible that vapor pressure dependent calibration data be determined and this then, for example, a factor in the determination of volume considered become.
Günstigerweise wird die Gasaustausch-Verbindung zwischen dem Gasraum und dem Gas-Referenzraum getaktet geöffnet (und geschlossen). Dadurch lassen sich in zeitlichen Intervallen Messungen zur Ermittlung des Füllstandes in dem Tank durchführen. Die Taktzeiten können dabei an die Anwendung angepaßt werden. Wenn beispielsweise geringe Veränderungen im Flüssigkeitspegel in dem Tank auftreten, dann sind größere Abstände zwischen den Messungen ermöglicht.conveniently, is the gas exchange connection between the gas space and the gas reference space clocked open (and closed). This can be done in time intervals Measurements to determine the level in the tank. The cycle times can adapted to the application become. If, for example, slight changes in the liquid level occur in the tank, then there are larger distances between the measurements allows.
Insbesondere erfolgt eine Beladung des Gas-Referenzraums getaktet. Die Beladung des Gas-Referenzraums ist eine Vorbereitungshandlung vor der Herstellung der Gasaustausch-Verbindung. Durch die Beladung werden definierte Referenzverhältnisse (Einstellung eines definierten positiven oder negativen Differenzdruckes) in dem Gas-Referenzraum hergestellt, um notwendige Parameter für die Berechnung des Flüssigkeitsfüllstands im Tank bereitzustellen.Especially a loading of the gas reference space is clocked. The loading of the gas reference space is a preparatory act before production the gas exchange compound. Loading causes defined reference ratios (Setting of a defined positive or negative differential pressure) in the gas reference space made to necessary parameters for the calculation the liquid level to provide in the tank.
Es kann vorgesehen sein, daß die Resultate einer vorhergehenden Messung bei der Flüssigkeitsfüllstands-Bestimmung berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um eine Dampfdruckkompensation auf einfache Weise durchführen zu können. Dadurch läßt sich beispielsweise auch eine Leckagekontrolle durchführen, da sich überprüfen läßt, ob eine zeitliche Flüssigkeitsfüllstandsänderung eine vorgegebene Schwelle überschreitet oder unterschreitet.It can be provided that the Results of a previous measurement in the liquid level determination considered become. This can be useful, for example, to vapor pressure compensation to perform in a simple manner can. This can be done For example, perform a leakage control, since it is possible to check whether a temporal fluid level change exceeds a predetermined threshold or below.
Günstigerweise wird der Druck im Gas-Referenzraum so eingestellt, daß er vom Druck im Gasraum verschieden ist. Insbesondere wird ein solcher Druck eingestellt, daß er bei jedem Flüssigkeitsfüllstand im Tank verschieden von dem Druck im Gasraum des Tanks ist. Wenn eine Druckdifferenz vorliegt, dann kann der Flüssigkeitsfüllstand im Tank auf einfache Weise berechnet werden. Es ist grundsätzlich auch möglich, daß nach Messung des Drucks im Gasraum der Druck vor Herstellung der Gasaustausch-Verbindung im Gasraum modifiziert wird, indem beispielsweise eine Absaugung stattfindet. Dadurch läßt sich ein erhöhter Differenzdruck einstellen.conveniently, the pressure in the gas reference space is adjusted so that it is from the Pressure in the gas space is different. In particular, such a pressure set that he at every fluid level in the tank is different from the pressure in the gas space of the tank. If There is a pressure difference, then the liquid level in the tank to simple Be calculated. It is also possible in principle that after measurement the pressure in the gas space, the pressure before producing the gas exchange compound is modified in the gas space by, for example, a suction takes place. This can be done an elevated one Set differential pressure.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt die einzigeThe The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawing of the closer explanation the invention. It shows the only one
Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung,
welche in
Der
Tank
Der
Tank
Die
Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung
Der
Gas-Referenzraum
In
Der
Anschluß
Es
ist möglich,
daß an
dem Anschluß
Der
Referenzbehälter
Unterdruck kann beispielsweise über den Ansaugtakt eines Verbrennungsmotors entnommen werden.vacuum can, for example, over be taken from the intake stroke of an internal combustion engine.
Zwischen
dem zweiten Anschluß
An
dem Referenzbehälter
Es
kann ein Temperatursensor
An
dem Tank
Ferner
ist ein Temperatursensor
Die
Schalteinrichtung
Die
Auswertungseinrichtung
Der
Drucksensor
Auf
die gleiche Weise liefern die an dem Tank
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Ermittlung des Flüssigkeitsfüllstands
Der Tank
The Tank
Der
Gas-Referenzraum
Anschließend wird
bei geschlossenem Sperrventil
Der
sich einstellende Druck pmisch kann durch den
Drucksensor
Die
Auswertungseinrichtung
Es
wurde dabei angenommen, daß sich
im Gasraum
Man
erkennt an dieser Formel, daß,
sofern der eingestellte Druck pR im Gas-Referenzraum
Wenn keine Temperaturunterschiede vorliegen, dann ergibt sich das Volumen Vt zu If there are no temperature differences, then the volume V t is increased
Es
kann vorgesehen sein, daß über eine
bekannte Dampfdruckkurve der Flüssigkeit
im Tank
Nach
Abschluß eines
Meßzyklus
mit Ermittlung des Volumens Vt und des Flüssigkeitsvolumens VF durch die Auswertungseinrichtung
Danach
ist die Flüssigkeitsfüllstand-Meßvorrichtung
Die
Auswertungseinrichtung
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt eine "Vorher-Nachher"-Messung: Vor der Öffnung des Sperrventils
Weiterhin
sind der Druck pt und gegebenenfalls die
Temperatur Tt im Gasraum
Aus
diesen bekannten Größen und
gemessenen Größen läßt sich
dann beispielsweise über
die Allgemeine Gasgleichung das Volumen Vt ermitteln. Gegebenenfalls
wird eine Korrektur um den Dampfdruck der Flüssigkeit im Tank
Es ist auch möglich, an einem Tank Kalibrierungsmessungen durchzuführen und die entsprechenden Kalibrierungsdaten beispielsweise in der Form Flüssigkeitsfüllstand in Abhängigkeit vom Druck im Gasraum und vom Druck im Mischungsraum zu hinterlegen (gegebenenfalls kann auch die Temperatur berücksichtigt werden). Aus den Kalibrierungsdaten kann dann bei Messung der entsprechenden Parameter der Füllstand bestimmt werden.It is possible, too, perform calibration measurements on a tank and the corresponding Calibration data, for example in the form of liquid level depending on from the pressure in the gas space and from the pressure in the mixture space (if necessary, the temperature can also be taken into account). From the Calibration data can then be obtained by measuring the appropriate parameters the level be determined.
Der
Flüssigkeitsfüllstand
Die
Ermittlung des Flüssigkeitsfüllstands
Die
Bestimmung ist unabhängig
von der Lage des Tanks
Die
Füllstandsmessung
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt nicht kontinuierlich, sondern getaktet. Es ist dabei möglich, daß die Ergebnisse
einer vorhergehenden Messung mitbenutzt werden, beispielsweise als
zusätzliche
Basis für
Korrekturgrößen. Es
ist beispielsweise möglich,
den Druck pR zu variieren, um je nach Anwendung
eine höhere Meßgenauigkeit
zu erhalten. Es ist auch möglich, daß für unterschiedliche
Anwendungen Referenzbehälter
Es
ist grundsätzlich
vor der Verbindung mit dem Gas-Referenzraum
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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DE200510044116 Withdrawn DE102005044116A1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Measuring apparatus for measuring the level of fluid in a tank to determine how full the tank is |
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