[发明专利]用于填充介质的填充水平的电容性测量的设备和方法

说明书

本发明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(U₁)和第二电压(U₂)并将它们施加到第二测量元件(6)，所述第二电压(U₂)可选地不同于第一电压(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)。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(complex relative permittivity)(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。

发明内容

本发明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。

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：