用于填充介质的填充水平的电容性测量的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于在能够填充有填充介质的填充体积(3)中的填充介质(2)的填充水平的电容性测量的设备(1)，包括：第一测量元件(5)；第二测量元件(6)，所述第二测量元件(6)设计为使得在第二测量元件(6)的第一部分(6a)和第二测量元件(6)的第二部分(6b)之间形成电势梯度；电压产生装置(7)，所述电压产生装置(7)与第二测量元件(6)相关联并且设计为产生第一电压(U

Equipment and method for measuring the capacitance of the filling level of the filling medium

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于填充介质的填充水平的电容性测量的设备和方法
本专利技术涉及一种用于可填充有填充介质的填充体积中的填充介质的填充水平的电容性测量的设备和方法。
技术介绍
原则上已知用于可填充有填充介质的填充体积中的填充介质的填充水平的电容性测量的设置和方法。相应的设备和方法基于以下原理：评估布置在填充有填充介质的填充体积中的测量设备的测量元件的电容，该电容取决于填充介质的填充水平而变化。迄今为止，在相应的设备或方法中，通常情况是，要测量的填充水平是(直接)从取决于填充水平而变化的电容中得出的。在这种情况下，填充介质通常形成电容器的电介质，并且电容器的电极通常由测量设备的测量元件形成。在这种情况下，必须知道填充介质的相对复介电常数(complexrelativepermittivity)(以下简称为介电常数)，其实部反映填充介质的介电常数，而虚部则反映填充介质的(比)导电率((specific)electricalconductivity)，以便可以测量填充水平。为了在未知填充介质的介电常数时也能够进行填充水平的测量，有时设置两个电容，它们以不同的方式取决于填充介质的填充水平和介电常数。从数学上考虑，设置了两个线性独立的系统。另一方法在于设置参考测量元件，该参考测量元件专门用于确定填充介质的介电常数。因此，在该方法中，将设置另一个测量元件，该元件构成用于测量填充水平的实际测量元件。所描述的方法尤其需要改进，因为为此所需的测量设备必须包括更多的电容器，尤其由于所需的电容器的“去耦”，这通常导致测量设备的设计相对复杂。另外，包括参考测量元件的测量设备通常仅允许在最小填充水平和最大填充水平之间的有限测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种相对改进的设备，用于可填充有填充介质的填充体积中的填充介质的填充水平的电容性测量。该目的通过根据权利要求1的设备来实现。其从属权利要求涉及该设备的可能实施例。本文所述的设备(以下简称为“设备”)通常用于可填充有或已填充有填充介质的填充体积中的填充介质的填充水平的电容性测量，并且据此设计用于可填充有或已填充有填充介质的填充体积中的填充介质的填充水平的电容性测量。使用该设备测量填充水平的填充介质可以是导电的或不导电的。填充介质通常是但不一定是流体；因此，术语“填充介质”原则上也包括气体和固体。流体形式的填充介质尤其可以是机器(例如是马达，例如引擎)的工作流体(即例如燃料)或者包括这类型的工作流体。在这种情况下，该设备可以用作马达(尤其是引擎)的填充水平传感器，并因此表示或认为是该填充水平传感器。可填充或已填充的填充体积(其填充水平将使用该设备进行测量)通常由该填充体积的包容器或容器的几何/结构尺寸来定义。因此，要使用该设备测量填充水平的填充介质位于包容器或容器中。相应的包容器或容器可以例如是罐。该设备包括以下将要描述且相互作用以确定填充水平的部件或组件：设备的第一组件是第一测量元件。第一测量元件也可以称为或认为是第一测量电极。如以下清楚所示，第一测量元件可以形成或用作由设备的第一测量元件和第二测量元件形成的电容器装配件的第一电极。第一测量元件通常表现出导电特性。相应地，第一测量元件通常由导电材料(例如金属)形成或包括导电材料。该设备的另一组件是第二测量元件。第二测量元件也可以称为或认为是第二测量电极。如下面清楚所示，第二测量元件可以形成或用作由第一测量元件和第二测量元件形成的电容器装配件的第二电极。与第一测量元件相比或比较，第二测量元件通常具有减小的或显著减小的导电性能。因此，与第一测量元件相比或比较，第二测量元件通常由特别是显著较少的导电材料或特别是显著较少的导电材料结构形成，或包括特别是显著较少的导电材料或特别是显著较少导电材料结构。在设备运行期间，两个测量元件通常至少部分地布置在填充体积中，或者取决于填充水平至少部分地浸入填充介质中。通常将两个测量元件布置或形成为彼此相邻。通常选择两个测量元件的相邻布置或形成，使得第一和第二测量元件形成电容器装配件或电容器。在这种情况下，第一测量元件形成电容器装配件或电容器的第一电极，并且在这种情况下，第二测量元件形成电容器装配件或电容器的第二电极。在两个测量元件之间形成空隙或间隙，该空隙或间隙根据填充水平，即以取决于填充水平的方式，可以填充有填充介质或已填充有填充介质。第一和/或第二测量元件可以以分段的方式形成，即，可以包括形成第一和/或第二测量元件的多个测量元件段。在第一测量元件由形成第一测量元件的多个测量元件段形成或包括形成第一测量元件的多个测量元件段，和/或第二测量元件由形成第二测量元件的多个第二测量元件段形成或包括形成第一测量元件的多个第一测量元件段的情况下，通常将相关的第一测量元件段和第二测量元件段布置成使得其布置又可以形成电容器装配件或电容器。只要第一测量元件和第二测量元件形成电容器装配件或电容器，原则上可以根据期望选择第一测量元件或第二测量元件的几何/结构设计。通常，两个测量元件分别以细长的方式形成，使得所述元件各自包括不同的纵轴。因此，只要第一测量元件和第二测量元件形成电容器装配件或电容器，可以设想第一和第二测量元件的任何期望的几何/结构布置。第一测量元件可以例如设计为板状或平面的、或管状或管形的。第二测量元件可以例如设计为板状或平面的、或杆状或杆形的。例如设计成板状或平面的、或管状或管形的第一测量元件可以形成接收第一和/或第二测量元件的设备的壳体结构的可选的整体部分。例如被设计为板状或平面的、或杆状或杆形的第二测量元件可以容纳在接收第一测量元件和第二测量元件的设备的壳体结构中。在这种情况下，在第一和第二测量元件的板状或平面的实施例中，例如可以想到其平行布置。在第一测量元件的管状或管形的实施例和第二测量元件的杆状或杆形的实施例的情况下，例如可以想到其同轴布置。相应的测量元件也可以由指定的或多或少的导电结构特别是在诸如电路板的基底元件上形成。具有较高导电率的导电结构(第一导电结构)可以形成第一测量元件，而具有相对(显著)较低导电率的导电结构(第二导电结构)可以形成第二测量元件。就此而言，可以想到所谓的叉指式布置或结构。因此，可以将各个第一和第二导电结构设计成以相互错开、平行的方式布置，从而以指状的方式彼此接合。在这种情况下，可以选择各自的第一和第二导电结构的布置，使得分别将第一导电结构布置或设计为至少部分地接合在两个(直接)相邻的第二导电结构之间形成的间隙中。创建第二测量元件，使得(在设备的运行期间)在第二测量元件的第一部分(即特别是第二测量的第一自由端)和第二测量元件的第二部分(即特别是第二测量元件的第二自由端，其与第二测量元件的第一自由端相对)之间形成电势梯度(即电势的梯度)。结果，第二测量元件的第一部分可以形成在第二测量元件的第一自由端的区域中或由第二测量元件的第一自由端形成，和/或第二测量元件的第二部分可以形成在第二测量元件的第二自由端的区域中或由第二测量元件的第二自由端形成。在第二测量元件的所述部分之间形成的电势梯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在能够填充有填充介质的填充体积(3)中的填充介质(2)的填充水平的电容性测量的设备(1)，包括：/n-第一测量元件(5)，/n-布置的第二测量元件(6)，其中，第二测量元件(6)创建为使得在第二测量元件(6)的第一部分(6a)和第二测量元件(6)的第二部分(6b)之间形成电势梯度；/n-电压产生装置(7)，所述电压产生装置(7)与第二测量元件(6)相关联并且设计为产生第一电压(U

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 DE 102017127145.71.一种用于在能够填充有填充介质的填充体积(3)中的填充介质(2)的填充水平的电容性测量的设备(1)，包括：
-第一测量元件(5)，
-布置的第二测量元件(6)，其中，第二测量元件(6)创建为使得在第二测量元件(6)的第一部分(6a)和第二测量元件(6)的第二部分(6b)之间形成电势梯度；
-电压产生装置(7)，所述电压产生装置(7)与第二测量元件(6)相关联并且设计为产生第一电压(U1)和第二电压(U2)，并将它们施加到第二测量元件(6)，其中所述第二电压(U2)可选地不同于所述第一电压(U1)；
-控制装置(8)，所述控制装置(8)与电压产生装置(7)相关联并且设计为控制电压产生装置(7)的运作，使得将第一和第二电压(U1、U2)以交替的方式施加到第二测量元件(6)的第一和第二部分(6a、6b)。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，测量设备(9)设计用于在将第一和第二电压(U1、U2)交替施加到第二测量元件(6)的第一和第二部分(6a、6b)期间测量第一和第二测量元件(5、6)之间的电荷。


3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，评估设备(10)与测量设备(9)相关联，并且设计用于基于填充容积(3)中的填充介质(2)的填充水平，在将第一和第二电压(U1、U2)交替施加到第二测量元件(6)的第一和第二部分(6a、6b)期间评估所测量的电荷。


4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，第一测量元件(5)和第二测量元件(6)并排布置，其中，第一测量元件(5)和第二测量元件(6)形成电容器装配件。


5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，第一测量元件(5)设计为板状或平面的、或者管形或管状的，并且第二测量元件(6)设计为板状或平面的、或杆状或杆形的。


6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，第二测量元件(6)设计为测量电阻器或包括至少一个这样的电阻器。


7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，测量电阻器设计为电阻元件，所述电阻元件布置或形成为沿着第二测量元件(6)的纵轴连续地延伸，特别是在第二测量元件(6)的基底元件(18)上延伸。


8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，测量电阻器由沿着第二测量元件(6)的纵轴布置或形成的多个分立的电阻元件形成在所述第二测量元件的基底元件(18)上。


9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，第二测量元件(6)至少部分地、特别是全部地包括由绝缘材料制成的绝缘涂层(17)，所述绝缘涂层(17)形成第二测量元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·舒尔特海斯，G·考德尔，
申请(专利权)人：贝迪亚发动机技术集团公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE