DE102005053539B4 - Apparatus and method for determining a level and a temperature of a fluid - Google Patents

Apparatus and method for determining a level and a temperature of a fluid Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes und einer Temperatur eines Fluids,
bei der Mittel vorgesehen sind, um in Abhängigkeit von einem jeweiligen Füllstand elektrische Messwerte an einem über einen unterschiedlich großen Bereich von dem Fluid gekühlten Heizdraht (21) aufzunehmen,
dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (21) eine PTC- bzw. Kaltleiter-Charakteristik aufweist und mit einer Auswerteschaltung durch Mittel zur Spannungsmessung zu Abtastzeitpunkten (t) bei konstanter Strombeaufschlagung und einem Rechenwerk zur zeitlichen Extrapolation entlang einer durch die Abtastzeitpunkte (t) gelegten Ausgleichskurve (f) zurück zu einem Zeitpunkt (t0) als Fluidtemperatur-Sensor und
durch Verbindung mit einem Rechenwerk mit Integrator zugleich über Bestimmung einer an das Fluid abgegebenen Heizenergie als Füllstandssensor ausgebildet ist.
Device for determining a filling level and a temperature of a fluid,
in which means are provided in order to receive electrical measured values on a heating wire (21) which is cooled by the fluid over a differently large range as a function of a respective filling level,
characterized in that the heating wire (21) has a PTC or PTC characteristic and with an evaluation circuit by means for voltage measurement at sampling times (t) at constant current and an arithmetic unit for temporal extrapolation along a through the sampling times (t) set compensation curve (f) back to a time (t 0 ) as a fluid temperature sensor and
is formed by connection to an arithmetic unit with integrator at the same time by determining a given to the fluid heating energy as a level sensor.

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Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung eines Füllstandes und einer Temperatur eines Fluids.The The present invention relates to an apparatus and a method for determining a filling level and a temperature of a fluid.

Insbesondere aus dem Kraftfahrzeugbereich ist die Notwendigkeit bekannt, den Füllstand und die Temperatur eines Motoröls zu überwachen. Dieser Anwendungsbereich ist zahlenmäßig und damit auch wirtschaftlich von großer Bedeutung. Motoröle werden andererseits aufgrund ihrer Aufgabe als Schmiermittel und gleichzeitig Abtransportmedium für Abwärme auch über einen sehr großen Temperaturbereich betrieben und können über Dauer verschiedene Werkstoffe angreifen. In dem Kraftfahrzeugbereich werden zudem hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit und Langlebigkeit einer derartigen Vorrichtung auch in Kontakt mit einem relativ aggressiven Fluid gestellt. Da ein Einsatz im Kraftfahrzeugbereich ein sehr hartes Anforderungsprofil stellt, wird die vorliegende Erfindung nachfolgend ohne Beschränkung in ihrem Einsatzbereich nur vor dem Hintergrund des speziellen Einsatzes zur Überwachung von Füllstand und Temperatur eines Motoröls in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt.Especially from the motor vehicle sector, the need is known, the level and the temperature of an engine oil to monitor. This area of application is numerical and thus economical of great Importance. engine oils On the other hand, because of their role as lubricants and at the same time transport medium for waste heat also over a very big one Operating temperature range and can over time different materials attack. In the automotive sector are also high demands in reliability and longevity of such a device also in contact with placed a relatively aggressive fluid. As an application in the automotive sector A very hard requirement profile, the present becomes Invention hereinafter without limitation in its field of application only against the background of the special use for monitoring level and temperature of an engine oil shown in an internal combustion engine of a motor vehicle.

Nach dem Stand der Technik wird ein Hitzdraht mit einem zeitlich begrenzten Strompuls mit konstanter Stromstärke aufgeheizt. Die zu Beginn des Strompulses und am Ende des Strompulses am Hitzdraht abfallenden Spannungen werden gemessen und zur Füllstandsbestimmung verwendet. Bei niedrigem Füllstand erwärmt sich der Draht stark, weil das Fluid den Heizdraht in nur geringem Maße abkühlen kann. Diese große Erwärmung hat eine große Spannungsdifferenz zwischen den beiden gemessenen Spannungen zur Folge. Bei hohem Füllstand ist die Spannungsdifferenz jedoch aufgrund der besseren Kühlung ge ring. Die Spannungsdifferenz ist also umgekehrt proportional zur Füllstandshöhe.To The prior art is a hot wire with a time-limited Current pulse with constant current heated. The at the beginning of the current pulse and at the end of the current pulse Strains falling on the hot wire are measured and used to determine the filling level used. At low level heated The wire is strong because the fluid in the heating wire in only a small Can cool dimensions. This size warming Has a size Voltage difference between the two measured voltages Episode. At high level However, the voltage difference is ge ring due to the better cooling. The voltage difference is thus inversely proportional to the level height.

Aus der EP 1 180 667 A2 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes bekannt, bei der in Abhängigkeit von einem jeweiligen Füllstand eines Fluids Messwerte eines über einen unterschiedlich großen Bereich von dem Fluid gekühlten Heizdrahts aufgenommen werden. Betrieben wird dieses Bauteil in der Form, dass zu Beginn und zum Ende einer definierten Bestromung des Heizdrahts ein jeweiliger Spannungsabfall gemessen wird. Zur Temperaturmessung ist ein entsprechendes Sensorelement in Form eines NTC-Widerstandes vorgesehen. In sehr kompakter Bauweise sind die Vorrichtungen für beide Messungen in einem gemeinsamen länglichen Gehäuse angeordnet, das in einer Ölwanne eines Kraftfahrzeugmotors in Form nur eines Bauteils angeordnet ist. Eine Vorrichtung gemäß der Offenbarung der EP 1 180 667 A2 hat sich im praktischen Einsatz grundsätzlich bewährt.From the EP 1 180 667 A2 a device for determining a filling level is known in which, as a function of a respective fill level of a fluid, measured values of a heating wire cooled over a different sized area by the fluid are recorded. This component is operated in the form that a respective voltage drop is measured at the beginning and at the end of a defined energization of the heating wire. For temperature measurement, a corresponding sensor element in the form of an NTC resistor is provided. In a very compact design, the devices for both measurements are arranged in a common elongate housing, which is arranged in an oil pan of a motor vehicle engine in the form of only one component. A device according to the disclosure of EP 1 180 667 A2 has basically proven itself in practical use.

Die US 5,134,248 A offenbart eine Vorrichtung zur kombinierten Flüssigkeits-Füllstands- und Temperaturmessung, bei der ein Einsatz eines Widerstands-Temperatur-Bauteils RTD mit im Wesentlichen linearer Abhängigkeit des Widerstandes über einen zu messenden Temperaturbereich offenbart ist. Hierbei wird dieses Bauteil in vertikaler Ausrichtung in einen Flüssigkeitsbehälter in mindestens teilweisem Kontakt mit dieser Flüssigkeit angeordnet. Das Bauteil wird vor einem Messeinsatz dadurch geeicht, dass es bei einem ganz entleerten und einem ganz gefüllten Behälter jeweils entsprechenden Widerstandsmessungen unterzogen wird. Die Messung einer mittleren Flüssigkeitstemperatur wird dann durch Anlegen eines Messstromes unter Bestimmung einer entsprechenden Spannung ermittelt.The US 5,134,248 A discloses a combined liquid level and temperature measurement apparatus which discloses use of a resistive temperature device RTD having substantially linear dependence of resistance over a range of temperatures to be measured. In this case, this component is arranged in vertical alignment in a liquid container in at least partial contact with this liquid. The component is calibrated before a measuring insert by subjecting it to corresponding resistance measurements in the case of a completely emptied and a completely filled container. The measurement of an average liquid temperature is then determined by applying a measuring current while determining a corresponding voltage.

Die EP 0 674 157 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Erkennen von Temperatur und Füllstand einer Flüssigkeit, wobei diese Vorrichtung für beide Messaufgaben nur ein Widerstandselement aufweist. Es sind Mittel zur Zuführung einer definierten elektrischen Leistung und Mittel zum Umschalten zwischen einer Heizleistung und einer davon verschiedenen Heizleistung vorgesehen. Unter Auswertung eines zeitlichen Verhaltens der Widerstandsänderung nach einer Umschaltung wird auf die Messgrößentemperatur und den Füllstand der Flüssigkeit zurückgeschlossen.The EP 0 674 157 A1 discloses a device for detecting the temperature and level of a liquid, said device having only one resistance element for both measurement tasks. There are provided means for supplying a defined electrical power and means for switching between a heating power and a different heating power. By evaluating a temporal behavior of the change in resistance after a changeover, the measured variable temperature and the liquid level are deduced.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine noch kompaktere Vorrichtung und ein effizienteres Messverfahren bereitzustellen.task It is the object of the present invention to provide an even more compact device and to provide a more efficient measuring method.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche dadurch gelöst, dass der Heizdraht eine PTC- bzw. Kaltleiter-Charakteristik aufweist und mit einer Auswerteschaltung durch Mittel zur Spannungsmessung bei Strombeaufschlagung als Fluidtemperatur-Sensor und durch Verbindung mit einem Rechenwerk mit Integrator zugleich über Bestimmung einer an das Fluid abgegebenen Heizenergie als Füllstandssensor ausgebildet ist. Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren werden Sensorstrom und Sensorspannung während einer durch einen Strompuls bewirkten Erwärmung des Heizdrahts zur Berechnung eines elektrischen Widerstands gemessen, wobei in einem Messintervall unter Verwendung einer Mehrzahl von Messungen eine entsprechende Zahl von Messpunkten bestimmt wird, aus denen über die Zeitachse gesehen für einen Anfangsbereich durch Approximation und Extrapolation ein Sensordrahtwiderstand im unbestromten Zustand und somit eine anfängliche, stationäre Fluidtemperatur bestimmt wird. Aus den gleichen Messwerten des Heizdrahtes wird über eine Energiedifferenz aus der Erwärmung des Heizdrahtes und der über die Zeit zugeführten elektrischen Heizenergie die an das Fluid abgegebene Energie bestimmt, die jeweils mit einem Füllstand korrespondiert.This object is achieved by the features of the independent claims, characterized in that the heating wire has a PTC or PTC characteristic and with an evaluation circuit by means for voltage measurement in current application as a fluid temperature sensor and by connection to an arithmetic unit with integrator at the same time by determining a formed on the fluid heating energy is designed as a level sensor. In accordance with a method according to the invention, the sensor current and the sensor voltage are measured during a heating of the heating wire caused by a current pulse for calculating an electrical resistance, wherein a corresponding number of measuring points is determined in a measuring interval using a plurality of measurements, from which, viewed over the time axis, a Initial range by approximation and extrapolation a sensor wire resistance in the de-energized state and thus an initial, stationary fluid temperature is determined. From the same measured values of the heating wire is about an energy difference from the heating of the heating wire and the supplied over time electrical heating energy determines the output to the fluid energy, each corresponding to a level.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren arbeitet auch bei hohen Füllständen zuverlässig, da sich bedingt durch die unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten zwischen Luft und Fluid bei unterschiedlichen Fluid-Füllstandshöhen verschiedene Erwärmungskurven des Heizdrahts ergeben. Diese Erwärmungskurven schließen über der Zeitachse gesehen in Messintervallen definierter Länge folglich auch unterschiedlich große Flächen ein, die einen leicht zu bestimmenden thermischen Energiegehalt des Heizdrahts angeben. Damit werden Ungenauigkeiten gerade bei hohen Fluid-Füllständen weitgehend vermieden, wie sie bei bekannten Vorrichtungen und Verfahren auftreten.One inventive method works reliably even at high levels, because due to the different thermal conductivities between Air and fluid at different fluid level heights different heating curves of the heating wire. These warming curves close above the Time axis seen in measurement intervals of defined length therefore also different sizes surfaces one that has an easily determinable thermal energy content indicate the heating wire. This will inaccuracies at high fluid levels largely avoided, as they occur in known devices and methods.

Erfindungsgemäß wird nun also neben der Füllstandsmessung für die Messung der Temperatur des Fluids kein zusätzlicher Temperatursensor z. B. in Form eines separaten NTC-Widerstands verwendet. In einem erfindungsgemäßen Kombinationssensor ist für beide Messungen damit vorteilhafterweise nur noch ein Sensorelement in Form eines Heizdrahts vorhanden, der im Kontakt mit dem zu überwachenden Fluid steht. Da ein grundsätzlicher Verlauf einer Erwärmungskurve des Heizdrahtes sich in seinem Anfangsbereich bis zu einer Erwärmungsdauer von ca. 100 ms durch eine Funktion zweiter Ordnung mathematisch gut beschreiben lässt, kann eine jeweils individuell vorliegende Erwärmungskurve bereits anhand weniger Messwerte nachgebildet werden.According to the invention will now So next to the level measurement for the Measurement of the temperature of the fluid no additional temperature sensor z. B. used in the form of a separate NTC resistor. In a combination sensor according to the invention is for Both measurements thus advantageously only one sensor element in the form of a heating wire in contact with the to be monitored Fluid is. As a fundamental Course of a warming curve of the heating wire in its initial range up to a heating time of about 100 ms by a second order function mathematically good to describe, can each individually present warming curve already based less measured values are simulated.

Durch die Verarbeitung mehrerer zeitlich vorgegebener Messpunkte aus diesem Messintervall und eine nachfolgende Extrapolation wird die Temperaturmessung insgesamt auch gegenüber Störeinflüssen unanfälliger, weil diese im Zuge der Extrapo lation weitgehend ausgeglichen werden. Vorzugsweise wird hierbei eine rechnerische Anpassung der Messpunkte des Anfangsbereichs der Erwärmung des Heizdrahtes bis ca. 100 ms nach dem Start des Stromflusses vorgenommen, wobei an eine Funktion zweiter Ordnung oder einen quadratischen Kurvenverlauf approximiert wird. Vorteilhafterweise ist eine Implementierung dieser Rechenaufgabe als Approximation von Messpunkten an ein Polynom zweiter Ordnung mit anschließender Extrapolation in eine Software eines Mikrocontrollers möglich. Damit kann der Aufwand einer separaten Auswertelogik zugunsten einer Aufwertung in einer übergeordneten Einheit entfallen.By the processing of several temporally predetermined measuring points from this Measuring interval and a subsequent extrapolation will be the temperature measurement overall also opposite Interference less vulnerable, because these are largely compensated in the course of extrapolation. Preferably, this is a mathematical adaptation of the measuring points the beginning of the heating of the Heating wire up to approx. 100 ms after the start of the current flow, being a second-order function or a quadratic one Curve is approximated. Advantageously, an implementation this arithmetic problem as an approximation of measurement points to a polynomial second order with subsequent Extrapolation into a software of a microcontroller possible. In order to can the effort of a separate evaluation logic in favor of an appreciation in a parent Unit omitted.

Damit kann mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zusätzlich zur Bestimmung einer Füllstandshöhe auch eine jeweilige Fluidtemperatur mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden. Zur Bestimmung von Fluidtemperatur und Füllstandshöhe des Fluids ist vorteilhafterweise auch nur noch ein Messintervall erforderlich, das mindestens in einem Anfangsbereich von zwei unterschiedlichen Auswertungsverfahren quasi gemeinsam genutzt wird.In order to can with a device according to the invention additionally for determining a filling level also a particular fluid temperature determined with sufficient accuracy become. For determining the fluid temperature and filling level of the fluid is advantageously even only one measurement interval is required, at least in an initial range of two different evaluation methods quasi shared.

Durch den Fortfall eines separaten NTC-Widerstands zur Temperaturmessung eines Fluids wird bereits direkt eine Kostenersparnis erzielt, wobei zudem auch keine zusätzliche Auswerteschaltung für die Auswertung der stark nichtlinearen Kennlinie eines NTC-Sensorausgangssignals mehr erforderlich ist. Der Fortfall dieser separat anzuordnenden Auswertelogik für das NTC-Sensorausgangssignal führt zu einer Reduzierung in der Größe des Sensors bzw. Sensorgehäuses und auch zu einer Größenreduzierung im Hinblick auf eine Auswerteschaltung. Die Auswerteschaltung kann nun auf einer vergleichsweise kleineren Schaltungsplatine bzw. PCB untergebracht werden.By the elimination of a separate NTC resistor for temperature measurement a fluid is already directly achieved a cost savings, wherein also no additional Evaluation circuit for the Evaluation of the strongly non-linear characteristic of an NTC sensor output signal more is needed. The omission of these separately to be arranged Evaluation logic for the NTC sensor output signal leads to a reduction in the size of the sensor or sensor housing and also to a size reduction with regard to an evaluation circuit. The evaluation circuit can now on a comparatively smaller circuit board or PCB be housed.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel anhand von Abbildungen der Zeichnung zur Darstellung weiterer Merkmale und Vorteile näher erläutert.following the invention with reference to an embodiment with reference to figures the drawing to illustrate other features and advantages explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen in jeweils skizzierten Schnittdarstellungen:In the drawing show in each sketched sectional views:

1: eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 an embodiment of a device according to the invention;

2: eine Darstellung der Ausführungsformen von 1 senkrecht geschnitten in einer Ebene, die zu der Ebene der Schnittdarstellung von 1 senkrecht steht; 2 : A representation of the embodiments of 1 Vertically cut in a plane leading to the plane of the sectional view of 1 is vertical;

3: eine Darstellung einer bekannten Vorrichtung in der Schnittebene von 1; 3 : An illustration of a known device in the section plane of 1 ;

4: eine Darstellung der bekannten Vorrichtung in einer Schnittebene gemäß 2; 4 : A representation of the known device in a sectional plane according to 2 ;

5a und 5b: je ein Diagramm zur Darstellung prinzipieller Temperaturverläufe über der Zeit mit einer Anzahl von Messpunkten zur Ermittlung eines Anfangstemperaturwerts durch Extrapolation unter Verwendung eines quadratischen Kurvenverlaufes bei unterschiedlichen Füllständen eines Fluids und eine Darstellung eines Strom-Pulses; 5a and 5b in each case a diagram for illustrating basic temperature profiles over time with a number of measurement points for determining an initial temperature value by extrapolation using a quadratic curve at different fill levels of a fluid and a representation of a current pulse;

6a und 6b: schematische Darstellungen zur Auswertung bei zwei unterschiedlichen Füllstandsniveaus eines Fluids über die Wärmeenergie des Heizdrahtes als Fläche unter der gemessenen Kurve. 6a and 6b : Schematic representations for the evaluation at two different fill level levels of a fluid on the heat energy of the heating wire as area under the measured curve.

Über die verschiedenen Abbildungen hinweg werden nachfolgend für gleiche Elemente stets die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung auf diesen speziellen Einsatzfall wird nachfolgend nur ein Einsatz der Vorrichtun gen zur Bestimmung von Füllstandsniveau und Temperatur von Motoröl in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt und beschrieben.Throughout the various illustrations, the same reference numerals are used below for identical elements. Without limiting the invention to this particular application Below only one use of Vorrichtun conditions for determining level and temperature of engine oil in an internal combustion engine of a motor vehicle is shown and described.

3 zeigt eine Sensorvorrichtung 0 zur Bestimmung von Füllstand und Fluidtemperatur mit einem Gehäuse 1 aus Kunststoff, welches aus zwei Halbschalen 2, 3 aufgebaut ist. Die beiden Halbschalen 2, 3 haben jeweils in einem oberen Bereich einen im Durchmesser vergrößerten Verbindungsbereich 4, 5, der nahe seines oberen Endes mit einem nach innen gerichteten Bund 6 in eine umlaufende Nut 7 eines Kontaktsockels 8 eingreift. Das Gehäuse 1 ist zusammen mit dem Kontaktsockel 8 in ein Anschlussstück 9 eingesetzt, das außenseitig mit einem Einschraubgewinde 10 versehen ist und bekannte Dichtmittel aufweist. 3 shows a sensor device 0 for determining the level and fluid temperature with a housing 1 made of plastic, which consists of two half shells 2 . 3 is constructed. The two half shells 2 . 3 each have an enlarged diameter in a connecting region in an upper area 4 . 5 which is near its upper end with an inward-facing waistband 6 in a circumferential groove 7 a contact socket 8th intervenes. The housing 1 is along with the contact socket 8th in a connector 9 used, the outside with a screw thread 10 is provided and has known sealing means.

Jeder Verbindungsbereich 4, 5 weist eine radiale Durchbrechung 11, 12 auf. Bis in den Bereich dieser Durchbrechungen 11, 12 ragen vom Kontaktsockel 8 her Paare von elektrischen Leitern 13, 14 und vom Gehäuse 1 her Paare elektrischer Leiter 15, 16 hinein und sind dort durch Schweißungen 17 miteinander verbunden.Each connection area 4 . 5 has a radial opening 11 . 12 on. Up to the area of these openings 11 . 12 protrude from the contact socket 8th here are pairs of electrical conductors 13 . 14 and from the case 1 Her pairs of electrical conductors 15 . 16 into it and are there by welds 17 connected with each other.

Die Halbschale 3 ist für die Niveaumessung konzipiert. Dafür befindet sich nahe ihrem unteren Ende ein Spannkörper 18, welcher in Längsrichtung der Halbschale 3 in ihr verschieblich gehalten und von einer Feder 19 vom Verbindungsbereich 4 weg vorgespannt ist. Dieser Spannkörper 18 hat einen Zapfen 20, durch den ein Heizdraht 21 um 180° umgelenkt wird, der in der Halbschale 3 über einen wesentlichen Bereich ihrer Länge verläuft und mit den beiden Leitern 15 verbunden ist. Dieser Heizdraht 21 ist bei der Niveaumessung stromdurchflossen. Er wird durch das zu messende Medium in Abhängigkeit vom Füllstand mehr oder weniger gekühlt, so dass sich sein elektrischer Gesamtwiderstand entsprechend ändert und dadurch über eine Messung der elektrischen Größen der Füllstand ermittelt werden kann.The half shell 3 is designed for level measurement. There is a tensioning body near its lower end 18 , which in the longitudinal direction of the half-shell 3 held in it and held by a spring 19 from the connection area 4 is biased away. This clamping body 18 has a pin 20 through which a heating wire 21 is deflected by 180 °, in the half shell 3 extends over a substantial portion of its length and with the two ladders 15 connected is. This heating wire 21 is current flowing through the level measurement. It is more or less cooled by the medium to be measured depending on the level, so that its total electrical resistance changes accordingly and can be determined by measuring the electrical variables of the level.

Die Halbschale 2 hat in ihrer unteren Stirnfläche eine Ausnehmung 22 mit einem auf Temperatur ansprechenden Sensorelement 23, hier ein NTC-Element. Dieses NTC-Sensorelement 23 ist nach außen über die Leiter 16 verbunden, durch die entsprechende Temperatursignale übertragen werden.The half shell 2 has a recess in its lower end face 22 with a temperature responsive sensor element 23 , here an NTC element. This NTC sensor element 23 is outward over the ladder 16 connected, are transmitted by the corresponding temperature signals.

Die 4 zeigt die Halbschale 3 nun alleine und gegenüber der Schnittdarstellung von 3 um 90° gedreht. Zu erkennen ist wiederum der Spannkörper 18 mit dem Zapfen 20, welcher den Heizdraht 21 spannt und umlenkt. Der Heizdraht 21 verläuft so U-förmig, wobei seine beiden jeweils einen Schenkel der U-Form bildenden Bereiche in 2 mit 21' und 21'' bezeichnet werden.The 4 shows the half shell 3 now alone and opposite to the sectional view of 3 turned by 90 degrees. To recognize is in turn the clamping body 18 with the pin 20 which the heating wire 21 spans and diverts. The heating wire 21 runs so U-shaped, with its two each one leg of the U-forming areas in 2 With 21 ' and 21 '' be designated.

Zur Montage der dargestellten Sensorvorrichtung 0 werden zunächst alle Einbauteile in die beiden Halbschalen 2, 3 und den Kontaktsockel 8 eingebaut. Dann schweißt man eine Halbschale 2, 3 an den Kontaktsockel 8 und verbindet anschließend die andere Halbschale 2, 3 mit der ersten Halbschale 2, 3, beispielsweise durch Klipsen, Schweißen, Verstemmen oder Klammern. Danach verschweißt man die so bereits verbundenen Halbschalen 2, 3, mit dem Kontaktsockel 8. In der Endmontage wird die Einheit in das Anschlussstück 9 mit Außensechskant-Kontur eingesetzt, das integrierte Dichtmittel aufweist. Anschließend wird die Anordnung mit den getrennt angeordneten Sensoren 21, 23 für Temperatur- und Niveaumessung durch Zurollen fertig gestellt. In einer Einbaulage erfolgt ein Anschluss über elektrische Leitungen am Kontaktsockel 8 in der in den 3 und 4 angedeuteten Art und Weise.For mounting the illustrated sensor device 0 First, all built-in parts in the two half shells 2 . 3 and the contact socket 8th built-in. Then you weld a half shell 2 . 3 to the contact socket 8th and then connects the other half shell 2 . 3 with the first half shell 2 . 3 For example, by clipping, welding, caulking or staples. Then you welded the already connected half shells 2 . 3 , with the contact socket 8th , In the final assembly, the unit is in the connector 9 used with external hexagon contour, which has integrated sealant. Subsequently, the arrangement with the sensors arranged separately 21 . 23 finished for temperature and level measurement by rolling. In a mounting position, a connection is made via electrical lines on the contact socket 8th in the in the 3 and 4 indicated way.

Erfindungemäß ist nun für die Temperatur- und Niveaumessung nur noch ein Sensor 21 vorgesehen, dessen Signale nun durch zwei Verfahren unabhängig voneinander ausgewertet werden. Auf die Bestimmung einer Fluid-Temperatur und eine Fluid-Füllstandsmessung wird nachfolgend getrennt unter Bezug auf die Abbildungen der 5a, b und 6a, b eingegangen.Erfindemäß is now only one sensor for the temperature and level measurement 21 whose signals are now evaluated independently by two methods. The determination of a fluid temperature and a fluid level measurement will be described below with reference to the figures 5a , Federation 6a , b received.

Durch einen erfindungsgemäßen Ansatz vereinfacht sich der von 3 her bekannte Aufbau in einem Ausführungsbeispiel in der in 1 dargestellten Weise: Die gegenüber dem Heizdraht 21 so weit als möglich thermisch entkoppelte Ausnehmung 22 mit dem darin geschützt angeordneten Sensorelement 23 entfällt ersatzlos. Damit kann die Halbschale 2 gekürzt werden. Die Halbschale 2 kann aber auch ganz entfallen, da auch ein Leiter 16 nicht mehr benötigt wird. Hierdurch würde der Heizdraht 21 ohne das Erfordernis von Flutlöchern unmittelbar in guten Kontakt mit dem Fluid gebracht werden, wobei durch eine konkrete Formgebung der Halbschale 3 in dem Fachmann geläufiger Art und Weise ein erforderlicher Schutz und eine mechanische Stabilität der Anordnung gewährleistet wird.By an approach according to the invention simplifies the of 3 Her known construction in an embodiment in the in 1 shown way: The opposite the heating wire 21 as far as possible thermally decoupled recess 22 with the sensor element arranged therein protected 23 deleted without substitution. This can be the half shell 2 be shortened. The half shell 2 But it can also be completely eliminated, as is also a leader 16 is no longer needed. This would make the heating wire 21 be brought into good contact with the fluid directly without the need of flood holes, whereby by a concrete shaping of the half shell 3 in the skilled artisan manner a required protection and mechanical stability of the arrangement is ensured.

Durch den Wegfall eines zweiten Sensors vereinfacht sich ferner auch die Verdrahtung im Bereich der radialen Durchbrechungen 11, 12 erheblich. Schließlich wird im Kontaktsockel 8 nur noch ein Leiterpaar 13 nach außen geführt. Damit ist im Kontaktsockel 8 auch ausreichend Raum vorhanden, um hier eine nicht weiter dargestellte Auswerteschaltung unterzubringen. Die Auswerteschaltung ist in einer Ausführungsform der Erfindung auch gleich als Anschlussglied für einen LIN- oder CAN-Bus oder ein anderes Datennetz entsprechend ausgebildet.By eliminating a second sensor further also simplifies the wiring in the region of the radial openings 11 . 12 considerably. Finally, in the contact socket 8th only one pair of wires 13 led to the outside. This is in the contact socket 8th also sufficient space available to accommodate here a not shown evaluation circuit. The evaluation circuit is formed in an embodiment of the invention also equal as a connection member for a LIN or CAN bus or other data network.

2 zeigt analog der Darstellung von 4 ein Ausführungsbeispiel, in dem die vorstehend genannten Vereinfachungen und Einsparungen von separaten Bauteilen konkreter umgesetzt worden sind, ohne dass dabei ein äußeres Erscheinungsbild oder Abmessungen der Sensorvorrichtung 0 verändert worden wären: Der Kontaktsockel 8 ist nun mit dem Anschlussstück 9 einstückig ausgeführt. Die Verbindungsbereiche 4, 5 entfallen. Die elektrischen Leiter 13, 15 sind einstückig ausgebildet und werden eingegossen. 2 shows analogously to the representation of 4 an embodiment in which the above-mentioned simplifications and savings have been implemented by separate components more concrete, without causing an external appearance or dimensions of the sensor device 0 would have been changed: the contact socket 8th is now with the connector 9 made in one piece. The connection areas 4 . 5 omitted. The electrical conductors 13 . 15 are integrally formed and are poured.

Prinzipiell könnte nun auch die Halbschale 3 mit dem Kontaktsockel 8 und dem Anschlussstück 9 einstückig gefertigt werden, so dass in einer Montage nur noch der Heizdraht 21 an einem freien Ende des Leiters 15 angeschlossen werden müsste. Statt durch einen Aufbau aus Spannkörper 18 mit separatem federelastischen Element 19 wird in einer nicht weiter konkret dargestellten Ausführungsform der Erfindung die Elastizität des Werkstoffs zum Spannen des Heizdrahtes 21 genutzt werden. Dabei ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Spannkörper 18 mit einem Federelement 19 einstückig ausgebildet und insbesondere auch einstückig mit dem Gehäuse 1 der Vorrichtung 0 verbunden oder an diese angeformt. Hierzu ist ein in den 1 und 2 gestrichelt eingezeichneter Bereich A um den Zapfen 20 C- oder S-förmig ausgebildet, beispielsweise durch Anordnung von Einkerbungen oder Ausnehmungen 24 mit entsprechenden Übergangsradien. Der Bereich A kann so in einem erforderlichen Bereich selber in vorbestimmter Weise federelastisch ausgelenkt oder gestaucht werden.In principle, now also the half shell 3 with the contact socket 8th and the fitting 9 be made in one piece, so that in an assembly only the heating wire 21 at a free end of the ladder 15 would have to be connected. Instead of a construction of clamping body 18 with separate elastic element 19 In a not further concretely illustrated embodiment of the invention, the elasticity of the material for tensioning the heating wire 21 be used. Here, in one embodiment of the invention, a clamping body 18 with a spring element 19 formed in one piece and in particular integrally with the housing 1 the device 0 connected or molded to this. This is one in the 1 and 2 Dashed area A around the pin 20 C-shaped or S-shaped, for example by arrangement of notches or recesses 24 with corresponding transition radii. The area A can thus be deflected or compressed elastically in a required area itself in a predetermined manner.

Ein erfindungsgemäßes Messverfahren wird nun unter Bezugnahme auf die skizzierten Abbildungen der 5a, b und 6a, b beschrieben: In einem stationären Fall entspricht die Temperatur des mit dem Fluid in Kontakt stehenden Heizdrahtes 21 der des Fluids. Nun wird über die Dauer eines Messintervalls ein Rechteckpuls mit konstanter Stromstärke an den Heizdraht 21 angelegt. Bei einer Messung der Fluidtemperatur wird der Heizdraht 21 nun während eines Messintervalls für eine Zeitdauer Δt von etwa 400 ms von einem konstanten Strom I durchflossen. Durch den Stromfluss erwärmt sich der Heizdraht 21 und sein ohmscher Widerstand Rsens steigt an. In Abhängigkeit einer jeweiligen Ausgangs- bzw. stationären Starttemperatur und eines hohen oder niedrigen Fluidfüllstandes FS ergibt sich bei kontinuierlicher Messung jeweils ein in seinem Anfangsbereich bis zu einer Erwärmungs- bzw. Stromflussdauer von T = 100 ms in einem Bereich B im Wesentlichen quadratischer Kurvenverlauf des Widerstandes Rsens bzw. der Temperatur des Heizdrahtes 21 über der Zeit t.An inventive measuring method will now be described with reference to the drawings of the 5a , Federation 6a In a stationary case, the temperature of the heating wire in contact with the fluid corresponds 21 that of the fluid. Now, over the duration of a measuring interval, a square-wave pulse with a constant current is applied to the heating wire 21 created. When measuring the fluid temperature, the heating wire 21 now flowed through by a constant current I during a measurement interval for a period .DELTA.t of about 400 ms. Due to the current flow, the heating wire heats up 21 and its ohmic resistance R sens rises. Depending on a respective initial or stationary starting temperature and a high or low fluid level FS, the continuous measurement results in a substantially square curve of the resistance in a range B up to a heating or current flow time of T = 100 ms R sens or the temperature of the heating wire 21 over time t.

In 5a ist ein Verlauf entsprechender Spannungs- bzw. Widerstandswerte eines Heizdrahtes 21 bei einer hohen und ei ner niedrigen Fluidtemperatur über der Zeit t eingezeichnet. In einem Bereich B gilt mit ausreichend guter Näherung ein quadratischer Zusammenhang einer zu jeweiligen Zeitpunkten t an dem Heizdraht 21 abgegriffenen Spannung Usens und der Zeit t. Gemäß 5b wird ab einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 ein Strom Isens in Form eines Rechteckpulses an den Heizdraht 21 der Vorrichtung 0 angelegt.In 5a is a curve corresponding voltage or resistance values of a heating wire 21 drawn at a high and egg ner low fluid temperature over time t. In a region B, with a sufficiently good approximation, there is a quadratic relationship between a respective time t at the heating wire 21 tapped voltage U sens and time t. According to 5b is from a time t 0 to a time t 1, a current I sens in the form of a rectangular pulse to the heating wire 21 the device 0 created.

Gemäß der in 5a ab einem Zeitpunkt t' dargestellten Punkte wird nun keine kontinuierliche Messung, sondern eine Messung der über dem Heizdraht 21 abfallenden Spannung Usens zu mehreren Zeitpunkten vorgenommen. Diese Messpunkte weisen zueinander einen äquidistanten Abstand von ca. 1 bis etwa 4 ms auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der zeitliche Abstand zwischen Messpunkten zu 2 ms gewählt. Durch die Messwerte zu den jeweiligen Abtastzeitpunkten t werden Werte Usens(t') ermittelt, die sich durch Rsens(t) = Usens(t)/Isens umrechnen lassen. Nun wird unter Anwendung bekannter Approximationsverfahren eine Ausgleichskurve f als Funktion zweiter Ordnung durch diese ermittelten Werte Rsens(t) hindurchgelegt. Hier findet ein Verfahren mit Minimierung des Quadrates der Abweichungen der jeweiligen Messpunkte zu der Kurve f Anwendung. Da ein Abstand vom Start der definierten Bestromung des Heizdrahtes 21 bei t0 bis zu einem ersten Messpunkt bei einem Zeitpunkt t' genau bekannt ist, kann nun anhand dieser Ausgleichskurve f bzw. des Widerstandverlaufes Rsens(t) rückwärts ein Widerstandwert Rsens(t0) ermittelt werden. Der anhand des Widerstandverlaufes Rsens(t) errechnete Widerstandwert Rsens(t0) gibt dann über einen Festspeicher bzw. Look-up table eine stationäre Anfangstemperatur des Heizdrahtes 21 an, die mit der Fluidtemperatur übereingestimmt hat.According to the in 5a From a point in time t 'points now no continuous measurement, but a measurement of the above the heating wire 21 decreasing voltage U sens at several times. These measuring points have an equidistant spacing of approximately 1 to approximately 4 ms from each other. In the present embodiment, the time interval between measuring points is selected to be 2 ms. Values U sens (t '), which can be converted by R sens (t) = U sens (t) / I sens, are determined by the measured values at the respective sampling instants t. Now, using known approximation methods, a compensation curve f as a function of second order is passed through these determined values R sens (t). Here is a method with minimization of the square of the deviations of the respective measuring points to the curve f application. As a distance from the start of the defined energization of the heating wire 21 is accurately known at t 0 up to a first measuring point at a time t ', a resistance value R sens (t 0 ) can now be determined backwards on the basis of this compensating curve f or of the resistance profile R sens (t). The basis of the resistance characteristic R sens (t) calculated resistance value R sens (t 0) is then a read only memory or look-up table, a stationary initial temperature of the heating wire 21 which has coincided with the fluid temperature.

In einem Verfahren zur Ermittlung eines Fluid-Füllstandes werden nun die vorstehend zur Bestimmung einer stationären Anfangstemperatur des Heizdrahtes 21 bzw. einer Fluidtemperatur Messwerte bis zu einem Zeitpunkt t1 über eine Gesamtszeit Δt der Bestromung von hier etwa 400 ms betrachtet. Gemäß der Darstellung von 5a ergeben sich bei größeren Füllstandsunterschieden zu dem Zeitpunkt t1 deutliche Unterschiede bei der gemessenen Spannungsdifferenz ΔU1 bei niedrigem und ΔU2 bei hohem Füllstand FS. Diese Verhalten wurde in bekannten Verfahren genutzt: Der Hitzdraht wird demnach mit einem zeitlich begrenzten Strompuls mit konstanter Stromstärke aufgeheizt. Die zu Beginn des Strompulses und am Ende des Strompulses am Hitzdraht abfallenden Spannungen werden gemessen und zur Füllstandsbestimmung verwendet. Bei niedrigem Füllstand erwärmt sich der Draht stark, was eine große Spannungsdifferenz ΔU zwischen den beiden gemessenen Spannungen zur Folge hat. Bei hohem Füllstand ist die Spannungsdifferenz vergleichsweise gering. Die Spannungsdifferenz ist also umgekehrt proportional zur Füllstandshöhe. Bei geringeren Füllstandsunterschieden fällt ein Unterschied in der Spannungsdifferenz zum Zeitpunkt t1 jedoch wesentlich weniger deutlich aus. Damit ist eine Auflösung bekannter Verfahren also in dem kritischen Bereich zu hoher Fluid-Füllstände nicht ausreichend sicher.In a method for determining a fluid level, the above for determining a stationary initial temperature of the heating wire 21 or a fluid temperature measured values up to a time t 1 over a total time .DELTA.t of the energization viewed from here about 400 ms. As shown by 5a With larger level differences at time t 1, significant differences in the measured voltage difference ΔU1 at low and ΔU2 at high level FS occur. This behavior was used in known methods: The hot wire is thus heated with a temporary current pulse with constant current. The voltages dropping on the hot wire at the beginning of the current pulse and at the end of the current pulse are measured and used to determine the filling level. At low levels, the wire heats up, resulting in a large voltage difference ΔU between the two measured voltages. At high level, the voltage difference is comparatively low. The voltage difference is thus inversely proportional to the level height. At lower level differences, a difference in the Voltage difference at time t 1, however, much less clear. Thus, a resolution of known methods is therefore not sufficiently secure in the critical range of high fluid levels.

Auch würde eine Betrachtung einer Steigung der Ausgleichskurve f zu einem extrapolierten Startzeitpunkt t0 oder einem anderen fest vorgegebenen Zeitpunkt als Maß für einen Füllstand FS schon aufgrund der eingesetzten Approximation nur relativ ungenaue Werte.Even considering a slope of the compensation curve f at an extrapolated start time t 0 or at another fixed given time as a measure of a fill level FS would only be relatively inaccurate due to the approximation used.

Auch in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird ein nach dem Hitzdrahtprinzip funktionierender Füllstandsensor verwendet, bei dem ein vorgegebener Stromfluss durch den Sensordraht einen Temperaturanstieg im Draht bewirkt. Da der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Draht eine Kaltleiter- bzw. PTC-Charakteristik besitzt, erfolgt bei einer Temperaturerhöhung im Draht auch eine Erhöhung des elektrischen Widerstands. Während dieses Aufheizprozesses wird die elektrische Heizenergie teilweise an die umgebenden Medien abgegeben. Die Energiedifferenz aus der zugeführten elektrischen Energie und der abgegebenen Heizenergie erwärmt den Hitzdraht. Bedingt durch die unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten von Luft und Fluid bewirken unterschiedliche Füllstandshöhen verschiedene Erwärmungskurven des Hitzdrahts, wie bereits vorstehend beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung werden der Sensorstrom Isens und die Sensorspannung Usens an mehreren Messpunkten während der Aufheizphase einer Länge Δt gemessen. Damit ermittelt man zu jedem Messpunkt den zugehörigen Sensorwiderstand Rsens. Es ergeben sich die in 5a, 5b, 6a und 6b dargestellten füllstandsabhängigen Erwärmungskurven, die nun über die gesamte Zeit des Stromflusses betrachtet werden. Zur Füllstandsbestimmung wird nun die Fläche unter dieser Kurve Rsens(t) berechnet. Dieses Flächenintegral ist umgekehrt proportional zu der Füllstandshöhe FS. Wiederum wird hierbei ein Look-up table mit normierten Werten zur Füllstandsbestimmung verwendet.In the present embodiment of the invention, a fill-level sensor operating according to the hot-wire principle is used, in which a predetermined current flow through the sensor wire causes a temperature increase in the wire. Since the wire used in the present embodiment has a PTC characteristic, an increase in the electrical resistance also occurs when the temperature of the wire increases. During this heating process, the electrical heating energy is partially released to the surrounding media. The energy difference from the supplied electrical energy and the heat energy emitted heats the hot wire. Due to the different coefficients of thermal conductivity of air and fluid, different fill level heights cause different heating curves of the hot wire, as already described above. In the present embodiment of the invention, the sensor current I sens and the sensor voltage U sens are measured at a plurality of measuring points during the heating phase of a length Δt. This is used to determine the corresponding sensor resistance R sens for each measuring point. It results in the 5a . 5b . 6a and 6b illustrated level-dependent heating curves, which are now considered over the entire time of the current flow. For level determination, the area under this curve R sens (t) is now calculated. This area integral is inversely proportional to the fill level FS. Again, a look-up table with standardized values for level determination is used.

Auch bei geringerem Unterschied zweier Füllstände und entsprechend geringem Unterschied zwischen Spannungsdifferenzen ΔU zum Ende einer Bestromung ergeben sich größere und damit deutlichere Unterschiede zwischen den Flächen unter den jeweiligen Kurven Rsens(t). Vorteilhafterweise ergibt sich somit eine deutlich erhöhte Genauigkeit bei der Bestimmung eines Füllstands FS. Das Verfahren weist schon aufgrund einer Verwendung einer Vielzahl von einzelnen Messpunkten eine geringere Empfindlichkeit der Füllstandsbestimmung gegenüber Störungen auf. Zudem ergibt sich eine automatische Korrektur einer auf Basis der Kurve Rsens(t) errechneten Füllstandshöhe auch bei Abweichungen des als zeitlich konstant angenommenen Messstroms Isens von einem idealen Rechteckpuls. Es wird also fortlaufend eine Berechnung Rsens(t) = Usens(t)/Isens(t) mit automatischem Fehlerausgleich bei Stromschwankungen durchgeführt, die in einen Bordnetz von Kraftfahrzeugen insbesondere durch Einschalten von großen Verbrauchern häufig auftreten. Ein jeweiliges Software-Rechenkonzept ist in einem Mikrocontroller bei Anwendung verschiedener Integrationsverfahren integrierbar, z. B. eines Newton-Ansatzes.Even with a smaller difference between two levels and correspondingly small difference between voltage differences .DELTA.U to the end of a current flow resulting in larger and thus clearer differences between the areas under the respective curves R sens (t). Advantageously, thus results in a significantly increased accuracy in the determination of a level FS. Due to the use of a large number of individual measuring points, the method already has a lower sensitivity of the level determination to disturbances. In addition, an automatic correction of a fill level height calculated on the basis of the curve R sens (t) results even in the case of deviations of the measuring current I sens, which is assumed to be constant over time, from an ideal rectangular pulse. Thus, a calculation R sens (t) = U sens (t) / I sens (t) is carried out continuously with automatic error compensation in the event of power fluctuations which frequently occur in a vehicle electrical system, in particular by switching on large consumers. A respective software computing concept can be integrated in a microcontroller using various integration methods, eg. B. a Newton approach.

Damit wird erfindungsgemäß neben einer leichten Montage in einer Ölwanne auch ein vereinfachter Aufbau mit deutlichen Einsparpotentialen bei einem Herstellungs- und einem Betriebsverfahren offenbart. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist in existierende Systeme zudem gut integrierbar.In order to is in accordance with the invention a light installation in an oil sump also a simplified structure with significant savings potential disclosed in a manufacturing and an operating method. A inventive device is also well integrated into existing systems.

00
Sensorvorrichtung insgesamtsensor device all in all
11
Gehäuse aus KunststoffHousing off plastic
22
Halbschalehalf shell
33
Halbschalehalf shell
44
Verbindungsbereichconnecting area
55
Verbindungsbereichconnecting area
66
BundFederation
77
Nutgroove
88th
KontaktsockelContact socket
99
Anschlussstück/Verbindungsstück mit AußensechskantConnecting piece / connector with external hexagon
1010
Einschraubgewinde an 9 Screw thread on 9
1111
radiale Durchbrechungradial perforation
1212
radiale Durchbrechungradial perforation
1313
elektrische Durchführungsleitungelectrical Through line
1414
elektrische Durchführungsleitungelectrical Through line
1515
elektrisches Leiterpaarelectrical conductor pair
1616
elektrisches Leiterpaarelectrical conductor pair
1717
Verschweißungwelding
1818
Spannkörpertensioning body
1919
Federelementspring element
2020
Zapfen/Umlenkungshaken für HeizdrahtPin / deflection hooks for heating wire
2121
Heizdrahtheating wire
2222
Ausnehmungrecess
2323
Sensorelementsensor element
2424
Ausnehmungrecess
FSFS
Füllstandlevel
AA
elastischer Bereich von 3 elastic range of 3
BB
Anfangsbereichinitial region
Rsens R sens
Heizdraht-WiderstandHeat wire resistance
t0 t 0
AnfangszeitpunktStart time
t1 t 1
Endzeitpunktend time
t't '
Zeitpunkt eines ersten Messpunktestime a first measuring point
TT
Endbereich einer Approximationend an approximation
Δt.delta.t
Gesamtzeit der definierten Bestromungtotal time the defined current supply
f(t)f (t)
Ausgleichskurveregression curve

Claims (10)

Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes und einer Temperatur eines Fluids, bei der Mittel vorgesehen sind, um in Abhängigkeit von einem jeweiligen Füllstand elektrische Messwerte an einem über einen unterschiedlich großen Bereich von dem Fluid gekühlten Heizdraht (21) aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (21) eine PTC- bzw. Kaltleiter-Charakteristik aufweist und mit einer Auswerteschaltung durch Mittel zur Spannungsmessung zu Abtastzeitpunkten (t) bei konstanter Strombeaufschlagung und einem Rechenwerk zur zeitlichen Extrapolation entlang einer durch die Abtastzeitpunkte (t) gelegten Ausgleichskurve (f) zurück zu einem Zeitpunkt (t0) als Fluidtemperatur-Sensor und durch Verbindung mit einem Rechenwerk mit Integrator zugleich über Bestimmung einer an das Fluid abgegebenen Heizenergie als Füllstandssensor ausgebildet ist.Device for determining a filling level and a temperature of a fluid, in which means are provided, in dependence on a respective fill level, electrical measured values at a heating wire cooled over a different sized range by the fluid (US Pat. 21 ), characterized in that the heating wire ( 21 ) has a PTC or PTC characteristic and with an evaluation circuit by means for voltage measurement at sampling times (t) at constant current application and an arithmetic unit for temporal extrapolation along a through the sampling times (t) set compensation curve (f) back at a time ( t 0 ) as a fluid temperature sensor and by connection to an arithmetic unit with integrator at the same time by determining a given to the fluid heating energy is designed as a level sensor. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (21) U-förmig in oder an einem länglichen Gehäuse (1) unter Zugspannung mit einer Umlenkung in einen Bereich (A) angeordnet ist und über zwei Anschlusselemente mit der Auswerteschaltung verbunden ist, wobei ein Spannkörper (18) und ein C- oder S-förmig ausgebildetes Federelement (19) einstückig ausgebildet sind und insbesondere auch einstückig mit dem Gehäuse (1) der Vorrichtung (0) verbunden oder an diese angeformt sind.Device according to claim 1, characterized in that the heating wire ( 21 ) U-shaped in or on an elongated housing ( 1 ) is arranged under tension with a deflection in a region (A) and is connected via two connection elements with the evaluation circuit, wherein a clamping body ( 18 ) and a C- or S-shaped spring element ( 19 ) are integrally formed and in particular also integrally with the housing ( 1 ) of the device ( 0 ) are connected or formed on this. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung zur Untersuchung eines zeitlichen Verlaufs eines Aufheizverhaltens des Heizdrahts (21) bei Beaufschlagung mit konstantem Messstrom über Messintervalle von jeweils etwa 200 ms bis ca. 800 ms, vorzugsweise aber ca. 400 ms zeit licher Länge, bei Ermittlung von Wertpaaren aus Zeitpunkt und zugehörigem Widerstandswert ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit for investigating a time course of a heating behavior of the heating wire ( 21 ) When exposed to constant measuring current over measuring intervals of about 200 ms to about 800 ms, but preferably about 400 ms time Licher length, is formed in determining value pairs of time and associated resistance. Verfahren zur Bestimmung eines Füllstandes und einer Temperatur eines Fluids, bei der in Abhängigkeit von einem jeweiligen Füllstand elektrische Messwerte an einem über einen unterschiedlich großen Bereich von dem Fluid gekühlten Heizdraht aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorspannungen (Usens) während einer durch eine Bestromung mit einem zeitlich begrenzten Strompuls mit konstanter Stromstärke bewirkten Erwärmung des Heizdrahts (21) zur Berechnung eines elektrischen Widerstands (Rsens) zu Abtastzeitpunkten (t) gemessen werden, wobei in einem zeitlichen Anfangsbereich (T-t') der Bestromung unter Verwendung einer Mehrzahl von Messungen der Sensorspannung (Usens) eine entsprechende Zahl von Messpunkten bestimmt wird, aus denen über die Zeitachse gesehen durch eine Extrapolation ein stationärer Sensordrahtwiderstand Rsens(t0) in einem unbestromten stationären Zustand zur Ermittlung einer Fluidtemperatur bestimmt wird und über die gesamte Zeit der Bestromung durch Integration eine Fläche unter einer Kurve (f) des Sensordrahtwiderstands Rsens(t) als Maß für einen aktuellen Fluid-Füllstand bestimmt wird.Method for determining a fill level and a temperature of a fluid, in which, as a function of a respective filling level, electrical measured values are recorded on a heating wire cooled by the fluid over a different sized range, characterized in that sensor voltages (U sens ) during energization with a time-limited current pulse with constant current caused heating of the heating wire ( 21 ) are measured for calculating an electrical resistance (R sens ) at sampling times (t), wherein a corresponding number of measuring points is determined in a temporal starting region (T-t ') of the current supply using a plurality of measurements of the sensor voltage (U sens ) , from which over the time axis by extrapolation a stationary sensor wire resistance R sens (t 0 ) in a de-energized stationary state for determining a fluid temperature is determined and over the entire time of energization by integration an area under a curve (f) of the sensor wire resistance R Sens (t) is determined as a measure of a current fluid level. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Energiedifferenz aus der Erwärmung des Heizdrahtes (21) und einer über eine Gesamtzeit (Δt) des Strompulses zugeführten elektrischen Heizleistung eine an das Fluid abgegebene Energie bestimmt wird, die jeweils mit einem Füllstand korrespondiert und vorzugsweise über einen Festspeicher bzw. Look-up table ausgelesen wird.Method according to the preceding claim, characterized in that an energy difference from the heating of the heating wire ( 21 ) and an over a total time (.DELTA.t) of the current pulse supplied electric heating power to the fluid output energy is determined, each corresponding to a level and is preferably read out via a read-only memory or look-up table. Verfahren nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrapolation durch eine rechnerische Anpassung einer Approximationskurve (f) an die Messpunkte unter Verwendung einer Funktion zweiter Ordnung bzw. eines quadratischen Kurvenverlaufs in einem Anfangsbereich (T-t') vorgenommen wird, wobei sich der Anfangsbereich (T-t') bis zu einer Zeit T ≤ 100 ms seit Beginn der Bestromung erstreckt.Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that the extrapolation by a mathematical adaptation an approximation curve (f) to the measurement points using a function of second order or a quadratic curve in an initial area (T-t ') is made, with the initial range (T-t ') up to a time T ≤ 100 ms extends since the beginning of the energization. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messintervall mit Strombeaufschlagung des Heizdrahtes (21) eine zeitliche Länge (Δt) von etwa 200 ms bis ca. 800 ms, vorzugsweise aber ca. 400 ms aufweist.Method according to the preceding claim, characterized in that a measuring interval with current application of the heating wire ( 21 ) has a time length (Δt) of about 200 ms to about 800 ms, but preferably about 400 ms. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Messpunkte mit Sensor-Spannungsmessung in einem zeitlichen Abstand von ca. 1 bis etwa 4 ms genommen werden, vorzugsweise 2 ms.Method according to the preceding claim, characterized characterized in that the individual measuring points with sensor voltage measurement be taken at a time interval of about 1 to about 4 ms, preferably 2 ms. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Abstand zwischen einzelnen Messpunkten äquidistant ist.Method according to one of the preceding claims 4 to 8, characterized in that a time interval between individual measuring points equidistant is. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem durch die Extrapolation errechneten stationären Sensordrahtwiderstand (Rsens(t0)) im unbestromten Zustand eine stationäre Fluidtemperatur bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims 4 to 9, characterized in that from the calculated by the extrapolation stationary sensor wire resistance (R sens (t 0 )) in the de-energized state, a stationary fluid temperature is determined.
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