确定或监测容器中介质的料位的设备的制造方法_3

文档序号:9925165阅读:来源:国知局
式中,DKt为分离层9中的介质的介电常数,并且DK3为第三参考传感器8测量的介电常数。
[0066]h*DKM+( 1-h-t)*DKATM+t*DKT = DKmeas (5)
[0067]以及
[0068]h*DKM+(L-h-t)*DKATM+t*DKT = DK3 (6)
[0069]然后,能够根据下列公式计算料位(H):
[0070 ] H = [ [ L+L/G-2 (I +DK咖S+DK3)]/[ L/G-DKmeas-DK3-1 ] -DK3 ] / [ DKm-1 ] * 100 % (7)[0071 ]其中 eh=eo*DKM。
[0072]对于分离层9的厚度t或T,它满足:
[0073]T = [ L+L/G-2 (I +DKmeas+DK3) ] / [ L/G-DKmeas-DK3-1 ] * 100 % (8)
[0074]eT=eo*(l+DKmeas+DK3-L/G)
[0075]在上述情况下,分离层9位于第一参考传感器6之上,并且位于第三参考传感器8的上端区域24之下。如果传感器I和第三参考传感器8的下端区域25、26不处于同一高度,则也必须考虑气相14的介电常数DKatm。为此,如上文所述,能够应用第二参考传感器7。从2012年5月9日的DE 10 2012 104 075A1已知一种如此敏感以致其能够被应用于确定分离层9的介电常数(这里是对泡沫厚度和密度的间接测量)的传感器。DE 10 2012 104 075A1的相应内容(未预公开)将被添加至本发明的公开。
[0076]当然,关于本发明原则上可能不是用于测量介质和气相的所有介电常数,以及在给定情况下测量分离层,而是将它们以已知值的形式输入评价电子装置中。然而,由于介质3尤其是水和其它已知介质的介电常数DKm是温度相关的,所以能够通过提供至少一个温度传感器(未示出)而提高测量的精确度。以这种方式,能够通过计算补偿温度影响。
[0077]在图5a和5b中示出的是图4中所示的测量装置的两个不同实施例,这种测量装置具有频率检测器11、传感器电子装置12和评价电子装置或评价单元28。在图5a中,传感器电子装置12与每个传感器或每个参考传感器1、6、8相关联。因而,在图5a中提供三个可振荡系统。这些可振荡系统由第一可振荡系统1、12、第二可振荡系统6、12以及第三可振荡系统7、12组成。这种方案是非常可能,因为所需电子装置的组件成本相对小。为了节省能量,各传感器I或参考传感器6、7、9被评价电子装置28交替地运行。
[0078]在图5b中所示的实施例的情况下,若干传感器1、6、8通过开关10仅连接一个传感器电子装置12以及频率检测器U。开关10的切换由评价电子装置/评价单元28控制。在该实施例的情况下,仅提供一个可振荡系统。根据开关10的位置,可振荡系统由下列三种构造之一组成:传感器1、开关10和传感器电子装置12,或者第一参考传感器6、开关10和传感器电子装置12,或者第三参考传感器8、开关10和传感器电子装置12。
[0079]图6a_6d示出粘合剂布置16或粘合剂标签形式的本发明的优选使用的测量装置的不同实施例。每个粘合剂标签16都设有至少两个传感器1、6和至少一个插头连接器15。该测量装置能够被实施化为非常紧凑。如果选择相应的高运行频率,则也能够以MEMS技术执行所示传感器。
[0080]然而,所示的粘合剂布置16也能够不存在问题地集成到例如一次性塑料袋(医用技术)或者微型生化实验室容器中。这里,测量也能够通过非感应和非磁性壁发生。
[0081]图7a_7c中示出本发明的测量装置的其它变体。图7a中所示的每个传感器都具有限定纵向延伸G ο对于其中容器2中的介质3的最大料位H达到电极4或传感器I的纵向延伸G的多倍的情况下,若干传感器I被布置在容器2上或容器2中在整个最大料位H上成串分布。
[0082]关于本发明的解决方案尤其有利的是当以胶带19的形式设置传感器时,并且可能通过适当地缩短传感器1、8以匹配容器2的期望或所需最大料位H。然而,为此必须对传感器
1、8校准。为了执行正确的测量,评价单元28、29必须已知传感器1、6、7、8的特定长度,和/或为了调节,必须至少已知测量时间点的当前料位。为了确保更高精度的测量,应在两个测量点,例如“最小料位”测量点和“最大料位”测量点校准传感器1、8。此外,能够提供其中确定传感器的外带界限的学习阶段。然后,一致地或者根据容器形式,料位是处于测量范围内的0%至100%的值。在这种学习阶段期间,必需检查将被测量的最小和最大料位至少一次。在这一点上参考申请人的上述未预公开的德国专利申请。
[0083]两点校准另外意味着能够省略用于测量介质3的介电常数DKm的第一参考传感器6(比较图1)。如上所述,可替选地可能是操作者向评价单元28提供介质3的介电常数DKm。然而,这需要在期望精度测量的背景下,介质3的介电常数DKm在测量期间是恒定的。
[0084]实际上,预先确定的传感器I的长度几乎从不符合容器2或装置的纵向延伸,在这种情况下应确定或者监测料位。在更大容器2的情况下,仅在特定限制范围内测量料位h就够了。在图9中示出相应的应用示例。在所示布置的情况下所关注的是用于设置栗20的上切断点21和下接通点2 2的门电路。
[0085]在图Sb中示出特别有用的方法。胶带19包括例如通过印刷线标记的重复的预先确定的切断点18。操作者选择适合安装的薄弱点18以缩短期望传感器1、8长度,并且将其报告给评价电子装置29。评价电子装置29包括频率检测器11、传感器电子装置12和评价单元。这种方案比图8a中所示的通过切割工具缩短为所需长度并且将关于相应长度的信息报告给评价单元28更方便。此外,通过缩短为预先确定的子段,能够防止缩短太多和传感器I因不能实现所需最小长度而故障。缩短为所需最小长度以下不可逆地损坏传感器。原因如下:评价单元29内的频率检测器11具有下检测阈值,根据该下检测阈值检测连接的传感器19的过度变化。为了确保对高于这种检测阈值的安全测量,提供最小长度的传感器19,该传感器19确保了确保微波和毗邻介质或多毗邻介质的电或磁特性之间的足够的相互作用。这种检测阈值依赖于传感器电子装置12和频率检测器11的电路复杂性。
[0086]也可以形成测量装置使得设置不同纵向延伸的两个传感器I,传感器I延伸或者临时从上部浸入容器2中。为此,能够计算介质3中的浸没深度,并且能够推导容器内的介质3的料位h。介质3的介电常数能够由另外的传感器预确定或者记录。
[0087]附图标记列表
[0088]I传感器
[0089]2 容器
[0090]3 介质
[0091]4 电极
[0092]5绝缘材料
[0093]6第一参考传感器/用于确定DKm的传感器
[0094]7第二参考传感器/用于确定DKatm的传感器
[0095]8第三参考传感器/用于确定DK3的传感器
[0096]9分离层
[0097]10 开关
[0098]11频率检测器
[0099]12传感器电子装置
[0100]13 界面
[0101]14 气相
[0102]15插头连接器
[0103]16粘合剂布置
[0104]17紧凑参考传感器
[0105]18期望切断位置
[0106]19 胶带
[0107]20 栗
[0108]21上切断点
[0109]22下接通点
[0110]23测量元件
[0111]24上端区域
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