DE10020081A1

DE10020081A1 - Anordnung zur Detektion eines Flüssigkeitspegels

Info

Publication number: DE10020081A1
Application number: DE2000120081
Authority: DE
Inventors: Azuela Julian De La; David Ortiz Sanchez
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-04-22
Filing date: 2000-04-22
Publication date: 2001-10-25
Also published as: WO2001081876A2; WO2001081876A3

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Detektion eines Flüssigkeitspegels vorgeschlagen, bei der Elektroden (2, 3) eines Sensors (S) im Bereich des zu überwachenden Flüssigkeitspegels angeordnet sind und die Elektroden (2, 3) mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden sind, mittels der die Widerstandsänderung zwischen den Elektroden (2, 3) bei einem Kontakt mit der Flüssigkeit in ein Auswertesignal umwandelbar ist. Über einen Schaltbaustein (Q1; Q2) erfolgt eine Signalisierung der Pegelüberschreitung, wobei der Sensor (S) zusammen mit einem Zeitglied (R2, C1) an den Schaltbaustein (Q1; Q2) geschaltet ist, so dass beim Einschalten der Versorgungsspannung (U) für die Auswerteschaltung in einer mit dem Zeitglied (R2, C1) vorgegebenen Zeitspanne eine Signalisierung auch ohne Kontakt der Elektroden (2, 3) mit der Flüssigkeit erfolgt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Detektion eines Flüssigkeitspegels, insbesondere des Wasserstandes in ei nem Aggregat, nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE 30 00 585 A1 ist eine Anordnung bekannt, mit der der Pegel eines Wasserstandes in einem Wasserabschei der für einen Treibstofffilter in einem Kraftfahrzeug über wacht werden soll. Hierzu sind Elektroden vorhanden, die bei einer Überschreitung des zu überwachenden Pegels vom Wasser umschlossen werden, wodurch eine messbare Wi derstandsänderung zwischen den Elektroden bewirkt wird. Diese Widerstandsänderung kann mit einer elektronischen Schaltung dahingehend ausgewertet werden, dass beim Über schreiten des vorgegebenen Pegels eine Alarmfunktion aus gelöst wird.

Vorteile der Erfindung

Die eingangs erwähnte Anordnung zur Detektion eines Flüs sigkeitspegels weist Elektroden im Bereich des zu überwa chenden Flüssigkeitspegels auf, wobei die Elektroden mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden sind, mittels der die Widerstandsänderung zwischen den Elektro den bei einem Kontakt mit der Flüssigkeit in ein Auswer tesignal unwandelbar ist. Mit dem Auswertesignal erfolgt über einen Schaltbaustein eine Signalisierung der Pegel überschreitung. Gemäß der Erfindung wird in vorteilhafter Weise der Sensor zusammen mit einem Zeitglied an den Schaltbaustein geschaltet, so dass beim Einschalten der Versorgungsspannung für die Auswerteschaltung in einer mit dem Zeitglied vorgegebenen Zeitspanne eine Signali sierung auch ohne Kontakt der Elektroden mit der Flüssig keit erfolgt.

Die Signalisierung beim Einschalten der Anordnung, bei spielsweise beim Starten eines Kraftfahrzeugs, dient der Kontrolle der einwandfreien Funktion der Anordnung. Das Zeitglied ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine einfach und platzsparend aufzubauende R-C-Schaltung, die mit ihrem Mittelanschluss am Steuereingang des Schaltbau steins liegt und wobei der Sensor mit der widerstandsbe hafteten Elektrodenstrecke parallel zum Kondensator der R-C-Schaltung liegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schaltbaustein ein Feldeffekttransistor, vorzugsweise ein MOSFET ist.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungs form ist der Signalausgang des Feldeffekttransistors auf den Eingang einer Darlingtonschaltung geführt, mittels der die Signalisierung, beispielsweise mit einer Lampe, über sehr präzise einstellbare Schaltzeiten vorgenommen werden kann. Bei allen Ausführungsformen ist es besonders vorteilhaft, dass die Zeitspanne der Signalisierung beim Einschalten der Anordnung zwar von der Dimensionierung des Zeitgliedes, insbesondere der R-C-Schaltung, abhängig ist, aber nicht von der Länge der Elektroden des Sensors beeinflusst wird.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Anordnung in ein kompaktes Sensormodul eingebaut ist, das auf einen zu über wachenden Flüssigkeitsbehälter aufsteck- oder auf schraubbar ist. Eine einfache Montage und eine kompakte Gehäuseform ist realisierbar, wenn auf der inneren, der Flüssigkeit zugewandten Seite, die Elektroden angebracht sind und im Inneren eine mit den Elektroden kontaktierte Leiterplatte mit der Auswerteschaltung vorhanden ist. Die Kontaktierung kann beispielsweise durch Verschweißen her gestellt werden und dann zum Schutz der elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte zum Beispiel mit Silikon umspritzt werden.

Desweiteren kann die zuvor beschriebene Einheit auf der äußeren Seite mit den Steckerstiften eines Steckers ver schweißt werden, damit ein entsprechendes Auswertesignal weiterverarbeitet werden kann. Diese vormontierten Bau elemente können dann auf einfache Weise zur Herstellung des gesamten Sensormoduls beispielsweise mit Kunststoff umspritzt werden, so dass die gewünschte Einbauform ent steht.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun gen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre ren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungs form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausfüh rungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Detektion eines Flüssigkeitspegels wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Sen sormodul für eine Überwachung eines Wasserpegels;

Fig. 2 ein Schaltbild einer Auswerteschaltung des Sensormoduls;

Fig. 3 ein Schaltbild einer erweiterten Auswerte schaltung des Sensormoduls mit einer Darlington- Endstufe und

Fig. 4 einen Verlauf einer mit dem Wasserpegel ge messenen Spannung über der Zeit.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein aufgeschnittenes Sensormodul 1 mit zwei Elektroden 2 und 3, die nach dem Einbau in einen hier nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter zu liegen kommen und den Kontakt mit der Flüssigkeit, hier Wasser, detek tieren. Die Elektroden 2 und 3 sind mit Anschlüssen auf einer Leiterplatte 4 kontaktiert, auf der die weiter un ten noch erläuterte Auswerteschaltung angebracht ist. Die weiteren Anschlüsse der Leiterplatte 4 sind mit Stecker stiften 5 kontaktiert, die in einem Steckergehäuse 6 als Teil des Sensormoduls 1 liegen.

Ein Schaltbild einer Auswerteschaltung nach Fig. 2 zeigt einen Feldeffekttransistor Q1, der über eine R-C- Schaltung mit einem Kondensator C1 in der Größe von ca. 1 µF und einem Widerstand R2 in der Größe von ca. 2,2 M mit einem Schaltsignal versorgt wird. Über den Feldeffekt transistor Q1 wird ein Signalmittel L, z. B. eine Lampe, angesteuert. Die Elektroden 2 und 3 sind hier schematisch als Sensor S gezeichnet, der mit dem Widerstand der Stre cke zwischen den Elektroden 2 und 3 parallel zum Konden sator C1 liegt. Die Auswerteschaltung nach der Fig. 2 wird mit einer Versorgungsspannung U beaufschlagt, die hier zusätzlich über einen Widerstand R1 und einer Zener diode D1 stabilisiert wird, z. B. auf ca. 5 V.

Ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist zusätzlich zu der Schaltungsanordnung nach der Fig. 2 noch eine dem Feldeffekttransistor Q1 nachgeschaltete Darlington-End stufe Q2 auf, über die das Signalmittel L angesteuert wird.

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung U wird der Feldeffekttransistor Q1, bzw. auch die Darlington- Endstufe Q2 nach der Fig. 2, aufgesteuert, so dass das Signalmittel L betätigt wird, z. B. indem eine Lampe auf leuchtet. Für eine von der Dimensionierung von C1 und R2 abhängige Zeitspanne, hier zum Beispiel ca. 2 Sekunden, bleibt dieser Zustand erhalten, wie aus einem Diagramm nach Fig. 4, das den Verlauf der Spannung U1 am Signal mittel L zeigt, zu entnehmen ist. Der Verlauf in der Fig. 4 zeigt die Verhältnisse bei der Schaltung nach der Fig. 3; der Verlauf bei der Schaltung nach der Fig. 2 würde eine flachere abfallende Flanke ergeben.

Nach dem Aufladen des Kondensators C1 erlischt das Sig nalmittel L unter der Voraussetzung, dass die Wider standsstrecke zwischen den Elektroden 2 und 3 im Sensor S groß genug ist. Bei einem Kontakt der Elektroden 2 und 3 mit Wasser wird der Widerstand hier jedoch so gering, dass der Feldeffekttransistor Q1 wieder aufgesteuert und das Signalmittel L wieder betätigt wird, bis der Wasser pegel sinkt und die Elektroden 2 und 3 freigibt.

Claims

1. Anordnung zur Detektion eines Flüssigkeitspegels, bei der

- Elektroden (2, 3) eines Sensors (S) im Bereich des zu überwachenden Flüssigkeitspegels angeordnet sind und
- die Elektroden (2, 3) mit einer elektronischen Auswer teschaltung verbunden sind, mittels der die Wider standsänderung zwischen den Elektroden (2, 3) bei einem Kontakt mit der Flüssigkeit in ein Auswertesignal um wandelbar ist, mit dem über einen Schaltbaustein (Q1; Q2) eine Signalisierung der Pegelüberschreitung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Sensor (S) zusammen mit einem Zeitglied (R2, C1) an den Schaltbaustein (Q1; Q2) geschaltet ist, so dass beim Einschalten der Versorgungsspannung (U) für die Auswerteschaltung in einer mit dem Zeitglied (R2, C1) vorgegebenen Zeitspanne eine Signalisierung auch ohne Kontakt der Elektroden (2, 3) mit der Flüssigkeit er folgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Zeitglied (R2, C1) eine R-C-Schaltung ist, die mit ihrem Mittelanschluss am Steuereingang des Schaltbau steins (Q1) liegt und der Sensor mit der widerstands behafteten Elektrodenstrecke parallel zum Kondensator (C1) der R-C-Schaltung liegt.

3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass

- der Schaltbaustein ein Feldeffekttransistor (Q1), vor zugsweise ein MOSFET, ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Signalausgang des Feldeffekttransistors (Q1) auf den Eingang einer Darlingtonschaltung (Q2) geführt ist, mittels der die Signalisierung vorgenommen wird.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Anordnung in ein kompaktes Sensormodul (1) einge baut ist, das auf einen zu überwachenden Flüssigkeits behälter aufsteck- oder aufschraubbar ist und dass
- das Sensormodul (1) auf der inneren, der Flüssigkeit zugewandten Seite die Elektroden (2, 3), im Inneren ei ne mit den Elektroden (2, 3) kontaktierte Leiterplatte (4) mit der Auswerteschaltung und auf der äußeren Sei te einen Stecker (6) zur Kontaktierung der Signal- oder weiteren Auswertemittel aufweist.