DE3236291A1

DE3236291A1 - Device for detecting and evaluating the filling state in vessels

Info

Publication number: DE3236291A1
Application number: DE19823236291
Authority: DE
Inventors: Siegfried 1000 Berlin Klose
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: Stoeckert Instrumente 80939 Muenchen De GmbH
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1984-04-05
Also published as: IT8323008A0; SE8305156D0; IT1171699B; DE3236291C2; SE8305156L

Abstract

To monitor the filling state of vessels containing conductive liquids, especially liquid washing agents for washing machines, there are arranged on the outer wall of the plastic vessel over its surface metal electrodes, of which the capacitance variable by the electrically conductive liquid can be evaluated electronically. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllstandes inDevice for recording and evaluating the level in

Behältern.Containers.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllstandes elektrisch leitender Flìissigkeiten.in Behältern insbesondere für Flüssigwaschmittel-Vorratsbehälter in Wasch- oder Spülmaschinen Für Wasch- bzw Spülvorgänge mit entsprechenden Maschinen insbesondere in Haushalten ist es notwendig oder teilweise zweckmäßig, dem Reinigungs- bzw. Spülwasser entsprechende Wirkmittel zuzusetzen. iese ifirkmittel können in fester Form pulverisiert oder gekörnt oder in flüssiger Form vorliegen. Wirkmittel in f[ttssLger Form für Wasch- oder Spülvorgänge eignen sich besonders zuis autoulatischen Portionieren für die Arbeitsvorgänge aus Vorratsbehältern. Da diese Portionierung der Wirkmittelzugaben automatisch erfolgt muß gewährleistet sein, daß das zur Neige gehen dieser Wirkmittel den Bedienungspersonen zur Kenntnis gebracht wird und zwar möglichst auffällig. In den meisten Fällen ist es weder gewünscht noch vertretbar möglich, den freien Einblick zum Vorratstank für die Wirkmittelflüssigkeit zu gewährleisten. Aus diesem Grunde ist es naheliegend, den Flüssigkeitspegel innerhalb des Vorratstankes technisch zu erfassen, um ihn dann auszuwerten und/oder anzuzeigen.The present invention relates to a device for detecting and evaluation of the level of electrically conductive liquids in containers in particular for liquid detergent storage containers in washing machines or dishwashers It is necessary to carry out washing processes with appropriate machines, especially in households or partially appropriate to the cleaning or rinsing water Add active agent. These active ingredients can be powdered or in solid form granular or in liquid form. Active agents in the form for Washing or rinsing processes are particularly suitable for automatic portioning for the operations from storage containers. Because this portioning of the active agent additions It must be ensured that these agents run out automatically is brought to the attention of the operators and as conspicuously as possible. In most cases it is neither desirable nor justifiable to use the free To ensure insight into the storage tank for the active agent liquid. For this Basically, it is obvious to technically determine the liquid level inside the storage tank to record in order to then evaluate and / or display it.

Insbesondere für aus dem Gesamtgerät herausnehmbare Vorratebehälter ist diese W1aßnahme im Rahmen der bekannten Lösung-svorschläge problematisch und störanfällig. Deshalb sind auch bereits Lösungen bekannt geworden, bei denen auf eine dirEkte Auswertung des Füllstandes innerhalb des Vorratsbehälters verzichtet wird. Anstelle dessen wird die Anzahl der Waschvorgänge registriert und daraus das wahrscheinliche zur Neige gehen des Wirkmittelzusatzes abgeleitet. Es ist naheliegend, daß diese Vorgehensweise nur als Notbehelf angesehen werden kann.In particular for storage containers that can be removed from the overall device this measure is problematic and within the framework of the known proposed solutions prone to failure. Therefore, solutions are already known in which on a direct evaluation of the fill level inside the storage container is dispensed with will. Instead, the number of washing processes is registered and from this the likely to run out of drug additive derived. It is obvious, that this approach can only be seen as a stopgap measure.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der vorliewenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen und Auswerten des Füllzustandes elektrisch leitender Flüssigkeiten darzulegen, welche in Vorratsbehältern hauptsächlich bei Wasch-oder Spülmaschinen eingesetzt sind und aus denen die Flüssigwaschmittel automatisch für die einzelnen Bearbeitungsgänge portioniert abgegeben werden, Derartige Behälter bestehen üblicherweise aus elektrisch nicht leitendem Material, nämlich aus lürnststoff Selbstverständlich sollen die getroffenen Maßnahmen weitestgehend funktionssieller sein und möglichst einfach realisieren lassen.Building on this knowledge, it is the task of the vorliewende Invention, a device for detecting and evaluating the filling level electrically of conductive liquids, which are mainly used in storage containers Washing machines or dishwashers are used and from which the liquid detergent is automatic for the individual processing steps are dispensed in portions, Such containers usually consist of electrically non-conductive material, namely made of plastic. Of course, the measures taken should as far as possible be more functional and be implemented as easily as possible.

binde Vorrichtung zum Urfassen und Auswerten des Füllzustandes elektrisch leitender Flüssigkeiten in Vorratsbehältern, weiche diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwandung eines elektrisch nicht leitenden Flüssigkeitsbehalters in xwei dem veränderlich gefüllten Füllraum gegenüberliegenden Flächenbereichen aus elektrisch leitendem Material gebildete Schichten angeordnet sind, welche als kapazitiv wirkende Glieder in einen Hochfrequenz-Schaltkreis mit Pregelüberwachung geschaltet sind.bind device for recording and evaluating the filling level electrically conductive liquids in storage containers, which meet these requirements is, is characterized according to the invention that on the outer wall of a electrically non-conductive liquid container in xwei the changeable filled Filling space opposite surface areas formed from electrically conductive material Layers are arranged, which act as capacitive elements in a high-frequency circuit are switched with pregel monitoring.

Bei einer Vorrichtung nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen verändert sich der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter und damit auch im Bereich an der Außenwandung angeordneten Schichten aus elektrisch leitendem Material. Mit diesen Schichten bildet die elektrisch leitende Flüssigkeit eine elektrisch kapazitive Anordnung mit zwei in Reihe geschalteten, wie Kondensatoren wirkende Bereiche. Es ist bekann, daß u4a. die Kapazität von galvanisch getrennten, gegenüberliegenden und elektrisch leitenden Elementen abhängig ist von der Größe der sich überdeckend gegenüberstehenden Fläche dieser Elemente. Da sich die Flüssigkeitsmenge innerhalb des Vorratsbehäiters durch die ständig fortlaufende Entnahme reduziert, entstehen auch im Bereich der an der Außenwandung anueordneten leitenden Schichten unterschiedliche Kapazitäten. Diese Kapazitätsänderungen können in bekannter Weise elektronisch ausgewertet werden. Damit ergibt sich eine einfa<li Maßnahme, das zur Neige gehen des Flüssigwasci1mittcis im Vorrats;)eheilte-r zu erkennen und zu signalisieren.Changed in a device according to these inventive features the liquid level in the storage container and thus also in the area on the outer wall arranged layers of electrically conductive material. Forms with these layers the electrically conductive liquid is an electrically capacitive arrangement with two areas connected in series, acting like capacitors. It is known that u4a. the capacitance of galvanically separated, opposite and electrically conductive Elements depends on the size of the overlapping, opposing surface of these elements. Since the amount of liquid inside the reservoir is through the continually ongoing removal is also reduced in the area of the Outer wall Arranging conductive layers have different capacities. These capacity changes can be evaluated electronically in a known manner. This results in a simple measure that runs out of liquid detergent in the supply;) healed to recognize and signal.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung steht diese in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die an der Außenwandung des Flüssigkeitsbehälters angeordneten, kapazitiv wirkenden Scllicllten Bestandteil eines elektrischen Schwinkreises sind, der einer hochfrequenten Schwingung ausgesetzt ist und dessen Schwingverhalten durch elektronisch Pegelmessung ertassbar und weiterverarbeitbar ist. Der artige elektrische Schwingkreise werden bekanntermaßen gebildet durch kapazitiv und induktiv wirkende Elemente. Durch Veränderung im vorliegenden Fall des kapazitiven Elementes wird eine gut auswertbare elektrische Meßgröße erzeugt.According to a preferred embodiment of the device according to the invention this is in connection with a circuit arrangement, which is characterized is that the arranged on the outer wall of the liquid container, capacitive acting parts are part of an electrical oscillating circuit, the one is exposed to high-frequency vibration and its vibration behavior by electronic Level measurement is detectable and can be further processed. That kind of electrical oscillating circuit are known to be formed by capacitive and inductive elements. By The change in the present case of the capacitive element is easily evaluable electrical measured variable generated.

Nach einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß am Flüssigkeitsbehälter eine mit den kapazitiv wirkenden Schichten in Reihe geschaltete Spule angeordnet ist, welche mit einer weiteren außerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordneten Spule einer elektronischen Schwingkreis-Auswerteschaltung einen Übertrager bildet. Damit bilden die auf dem Flüssigkeitsbehälter angeordneten kapazitiv wirkenden Schichten mit der in Reihe geschalteten Spule den Schwingkreis, welcher nicht galvanisch, d.. auch nicht mechanisch mit der elektronischen Schwingkreis -Auswerteschaltung in Verbindung zu stehen braucht Dies bedeutet, d oder Flüssigkeitsvorratsbehälter aus der Wasch- oder Spülmaschine entfernt werden kann, ohne daß elektrische Verbindungen zur Schwingkreis-Auswerteschaltung gelöst werden müssen.According to a further development, the device according to the invention is thereby characterized in that one with the capacitively acting layers on the liquid container series-connected coil is arranged, which with another outside of the Liquid container arranged coil of an electronic resonant circuit evaluation circuit forms a transformer. This forms the arranged on the liquid container capacitive layers with the series-connected coil form the resonant circuit, which is not galvanic, d .. also not mechanically with the electronic oscillating circuit Evaluation circuit needs to be connected This means d or fluid reservoir can be removed from the washing machine or dishwasher without making electrical connections must be solved for the resonance circuit evaluation circuit.

Als kapazitiv wirkende Schichten sind vorteilhafterweise Kupferfolien auf den Flüssigkeitsbehälter-Wandungen an geordnet. Um Beschädigungen oder sonstige Veränderungen der elektronischen Eigenschaften möglichst zu vermeiden ist es zweckmäßig, sowohl die elektrisch leitenden Schichten als auch eine am Flüssigkeitsbehälter angeordnete Spule zu schützen und zwar beispielsweise dadurch, daß diese Elemente in die Wandung des Flüssigkeits-Vorratsbehälters eingebettet sind.Copper foils are advantageously used as the capacitively acting layers arranged on the liquid container walls. To damage or other To avoid changes in the electronic properties as far as possible, it is advisable to both the electrically conductive layers and one on the liquid container arranged coil to protect, for example by the fact that these elements are embedded in the wall of the liquid storage container.

Schaltungstechnisch ist es zweckmäßig, daß der Ausgangs pegel liter einen übertrager aus gekoppelt wird und/oder daß der Ausgangspegel einer Schwellwert-Verstärkerschaltung zugeführt ist, an dessen Ausgang digital verarbeitbare Signale abgreifbar sind. Elektronisch sind derartige Schaltungsanordnungen in einfacher Weise abgleichbar, so daß ein gewünschter Flüssigkeitsstand innerhalb des Flüssigkeitsvorratsbehälters relativ genau erfaßt und als Grenzwert ausgewertet werden kann Unterschreitet die Flüssigkeit, z.B. das Flüssigwaschmittel, das vorgegebene Niveau innerhalb des Flüssigkeitsvorratsbehälters, so wird dieser Zustand elektronisch verarbeitet und beispielsweise beim Einschalten des Gerätes akustisch oder optisch signalisiert.In terms of circuitry, it is advisable that the output level be liter a transmitter is coupled from and / or that the output level of a threshold amplifier circuit is supplied, at the output of which digitally processable signals can be tapped. Such circuit arrangements can be electronically adjusted in a simple manner, so that a desired liquid level within the liquid storage container can be detected relatively precisely and evaluated as a limit value Liquid, e.g. the liquid detergent, the specified level within the liquid storage container, this state is processed electronically and, for example, when it is switched on of the device is signaled acoustically or visually.

Ausführungsbeispiele mit Merkmalen der Erfindung sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Flüssigkeits-Vorratsbehälters mit außen aufgebrachten Leitenden Schichten, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des lüssigkeitsstandes innerhalb dieses Vorratsbehälters und Fig. 3 eine weitere Anordnung zur Flüssigkeits-Füllstandsauswertung.Embodiments with features of the invention are based on the drawing described in more detail below. 1 shows a schematic view of a Liquid storage container with externally applied conductive layers, Fig. 2 a circuit arrangement for evaluating the liquid level within it Storage container and FIG. 3 shows a further arrangement for evaluating the liquid level.

Aus der schematisierten Ansicht nach der Fig. 1 geht hervor, daß e ein Flüssigkeits-Vorratsbehälter 1 bis zum Pegel 2 mit Flüssigkeit 3 gefüllt ist. Die wandung 4 des Flüssigkeits behälters 1 ist aus Kunststoff und damit elektrisch nicht leitend. l)agegen besitzt die Flüssigkeit 3 eine elektrische Leitfähigkeit. Außen auf der Wandung 4 sind in zwei nebeneinander liegenden Bereichen lÇupferfolien 5 und 6, also Schichten is elektrisch leitendem Material aufgebracht. Von diesen Kuplerfolien 5, 6 aus führen elektrische Leitungen 7, 8 zu der nachgeschalteten Auswerteschaltung.From the schematic view of FIG. 1 it can be seen that e a liquid storage container 1 is filled with liquid 3 up to level 2. The wall 4 of the liquid container 1 is made of plastic and thus electrical not conductive. l) on the other hand, the liquid 3 has electrical conductivity. Outside on the wall 4 there are copper foils in two adjacent areas 5 and 6, so layers is applied electrically conductive material. Of these Copper foils 5, 6 lead electrical lines 7, 8 to the downstream Evaluation circuit.

Zusammen mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit 3 bilden die beiden Kupferfolien zwei kapazitive hintereinander geschaltete Elemente Die Kapazität ändert sich merklich, wenn ctie elektrisch leitende Flüssigkeit 3 auf das gestrichelt dargestellte Niveau 9 durch eine automatische Entnahme abgesunken ist.Together with the electrically conductive liquid 3, the two form Copper foils two capacitive elements connected in series The capacitance changes noticeable when ctie electrically conductive liquid 3 on the one shown in dashed lines Level 9 has dropped due to automatic withdrawal.

AUS der Fi . " ist eine Schaltungsanordnung ersichtlich, in der die aus den Kupferfolien 5 und 6 mit der leitenden Flüssigkeit 3 gebildeten Kapazitäten mit einer Spule 10 als induktives element zusammen zu einem elektronischen Schwingkreis geschaltet ist. Dieser Schwingkreis wird durch einen Generator 11 mit Schwüigungen im W£iz-Bereieh angeregt. Das elektronische Veralen des Schwingkreises 5, 9, 6, 10 wird über den Widerstand 12 abgegriffen und von einer Verstärkerstufe 13 zu einem weiter verarbeitbaren Signal ausgewertet In Abhängigkeit eines derartigen Signals ist bei Unterschreitqmg eines vorgegebenen gewünschten Niveaus der Flüssigkeitsmenge im Flüssigkeitsvorratsbehälter ein akustisches oder optisches Signal erzeugbar und zwar entweder dauernd oder lediglich bei 1inschaltung des Gerätes.FROM the Fi. "a circuit arrangement can be seen in which the from the copper foils 5 and 6 with the conductive liquid 3 educated Capacities with a coil 10 as an inductive element together to form an electronic one Resonant circuit is switched. This resonant circuit is generated by a generator 11 Excursions in the W £ iz area. The electronic verals of the oscillating circuit 5, 9, 6, 10 is tapped via the resistor 12 and from an amplifier stage 13 evaluated into a further processable signal as a function of such a signal The signal is when the amount of liquid falls below a predetermined desired level an acoustic or optical signal can be generated in the liquid reservoir and either permanently or only when the device is switched on.

Aus der Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Schaltungsanordnung ersichtlich. In diesem Falle bildet die im Vorratsbehälter 1 aufgenommene elektrisch leitende Waschmittelflüssigkeit 3 mit elektrisch isoliert von dieser Fl.üssigkeit 3 getrennten Kupferfolien 5' und 6' zwei Kapazitäten. Die Kupferfolien 5' und 6' sind in Serie geschaltet mit einer Spule 14, die ebenfalls dem Flüssigkeitsvorratsbehälter 1 zugeordnet ist.From Fig. 3 is a modified embodiment of the invention Device and its circuit arrangement can be seen. In this case, the Electrically conductive detergent liquid 3 received in the storage container 1 with electrically isolated from this liquid 3 separate copper foils 5 'and 6' two capacities. The copper foils 5 'and 6' are connected in series with a Coil 14, which is also assigned to the liquid storage container 1.

Mit einer weiteren Spule 15, welche jedoch im ortsfesten Teil des Gerätes 16 angeordnet ist, bildet die Spule 14 einen übertrager. Damit wird erreicht, daß zwischen dem Behälter 1 und der Auswerteschaltung dem ortsfesten Gehäuse 16 keine galvanische elektrische Verbindung erforderlich ist. Die Kapazität 51, 3 und X, G' bilden zusammen mit den Induktivitoten der Spulen 14, 15 einen elektronischen Schwingkreis und zusammen mit dem Transistor 17 eine HS-Oszillatorschaltung, deren Rückkopplungsrad durch eine Kapazität 18 eingestellt werden kann. Bei volle Flüssigkeits-Vorratsbehälter 1 ist der Kollektorschwinkrcis des Transistors 17 mit einer Kapazität 19 so ausgegliehen, daß der Oszillator schwingt, wobei mit der Kapazität 18 eine definierte Oszillatoramplitude eingestellt ist. Mittels einer Spule 30 eines weiteren Übertragers wird die Oszillatorspannung ausgekuppelt und über eine Diode 21 gleichgeriehtet einer Schwellwertverstärkerschaltung 22 zugeführt. Am Ausgang 23 ist digital der Signalpegel abgreifbar.With another coil 15, which, however, is in the stationary part of the Device 16 is arranged, the coil 14 forms a transformer. This achieves that between the container 1 and the evaluation circuit the stationary housing 16 no galvanic electrical connection is required. The capacity 51, 3 and X, G 'together with the inductance of the coils 14, 15 form an electronic one Resonant circuit and together with the transistor 17 an HS oscillator circuit whose Feedback wheel can be adjusted by a capacitance 18. When the liquid storage tank is full 1 is the collector oscillation circuit of the transistor 17 with a capacitance 19th so smoothed out that the oscillator oscillates, with the capacitance 18 being a defined Oscillator amplitude is set. By means of a coil 30 of a further transformer the oscillator voltage is decoupled and rectified via a diode 21 a threshold amplifier circuit 22 is supplied. The output 23 is digital Signal level can be tapped.

Sinkt der Flüssigkeitspegel auf das Niveau 9 (Fig. 1) und nimmt die Bedenkung der als Elektroden dienenden Kupfer-Folien in' ab,- so ändert sich die Kapazität im Schwingkreis 5'-3, so 1.'i, t so daß dieser Schwingkreis soweit verstimmt wird, daß die Schwingungen des Oszillators abreißen.If the liquid level drops to level 9 (Fig. 1) and takes the Consideration of the copper foils serving as electrodes in 'ab, - so the changes Capacity in the resonant circuit 5'-3, so 1.'i, t so that this resonant circuit is out of tune to such an extent becomes that the oscillations of the oscillator stop.

Damit wird in der Angle 20 keine Spannung mehr induziert und der Pegel am Ausgang an der Schwellwertverstärkerschaltung 22 wird zurückgesetzt. Aus diesem Kriterium wird dann die ontiseilc oder akustische Alarmangabe abgeleitet.This means that no more voltage is induced in Angle 20 and the level at the output at the threshold amplifier circuit 22 is reset. For this The ontiseilc or acoustic alarm indication is then derived from the criterion.

Die Einrichtung ist insofern eigensicher, als bei Störungen der Oszillatorschaltung am Ausgang immer der Alarm gebende Zustand ausgegeben wird.The device is intrinsically safe in that it occurs in the event of faults in the oscillator circuit the alarm-giving state is always output at the output.

Claims

Claims 1. Device for detecting and evaluating the filling level electrically conductive liquids in containers, in particular for liquid detergent storage containers in washing machines or dishwashers, d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that an the outer wall (4) of an electrically non-reversible liquid container (i) in two surface areas opposite the variable filled filling space electrically conductive material formed layers (596) are arranged, Which as capacitive elements in a high-frequency circuit with level monitoring are switched.

2. Circuit arrangement in connection with a Vorrich device according to claim 1, characterized in that the on the outer wall of the liquid container (i) arranged, capacitively acting layers (5, 6) part of an oscillating circuit (5/35 3/6, 10; 5/3, 3/6 ', 14, 15) are exposed to high-frequency oscillation and its vibration behavior can be recorded and further processed by electronic level measurement is.

3. Apparatus according to claim t or in connection with a circuit arrangement according to claim 2, characterized in that on the liquid container (4) one with the capacitive layers (5 ', 6') arranged in series-connected coil (i4) St, which with another, outside the liquid reservoir (I) arranged coils (15) of an electronic resonance circuit evaluation circuit forms a transformer (14 / in).

4. Device according to one of claims i or 3 or in connection with a circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that as capacitive effective layers (5,6; 5 ', 6') copper foils on the walls (4) of the liquid storage container (i) are arranged.

5. Device according to one of claims 1, 3 or 4 or in connection with a circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that the capacitive acting layers (5,6; 51,61) in the wall (4) of the liquid storage container (i) is embedded.

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that that the transformer coil connected in series with the capacitive layers (5 ', 6') (14) is integrated into the wall (4) of the liquid storage container (i).

7. Circuit arrangement in connection with a device according to one of claims i, 3 to 6 or according to claim 2, characterized in that the output level can be decoupled via a transformer (19, 20).

8. Circuit arrangement in connection with a device according to one of claims i, 3 to 6 or according to one of claims 2 or 2, characterized in that that the output level is fed to a threshold amplifier circuit (22), at the output (23) of which digitally processable signals can be tapped.