专利名称：用于启动或关闭泵的传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于启动和/或关闭泵、特别是潜水泵或排水泵的传感器。
背景技术：
类似污水泵这样的潜水泵通常具有传感器或开关，这些传感器或开关在超过预定 水位时将启动泵，一般当水位低于第二低水位时再关闭泵。为此已知的例如有机械浮动开 关。但是对于这些传感器或开关而言存在的危险是它们在移动中会受到阻碍，而这会导致 在启动和关闭泵时产生错误。此外，公知的是，例如电容式传感器这样的电子传感器根据液位或水位来启动和 关闭泵。在这些已知的电容式传感器中设置与水相连的高频振荡器。因此通过振荡器的耗 电量就可以确定由水形成的电容的变化。这些电子电路需要高频信号发生器和非常灵敏 的、用于检测耗电量的电路。这会使得这种电路成本高、费用大。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种改进的传感器，用以启动和/或关闭泵，这种传 感器根据电容测量原理工作，但构造简单，成本低廉。本发明的目的通过一种用于启动和/或关闭泵的、具有如权利要求1所述特征的 传感器以及一种具有如权利要求9所述特征的泵得以实现。优选的实施方式由从属权利要 求、下面的描述以及附图
给出。根据本发明的传感器设计用于启动和/或关闭泵，尤其是潜水泵或排水泵，例如 将其用于地下排水。传感器根据电容测量原理工作，并为此具有构成电容器的第一电极和 第二电极。电容器被设置为，其电容受到待输送的液体的影响。也就是电容可以根据液位 高度或水位高度改变。在这里，通过下述状态定义两种极端情况一种状态是在两个电极之 间没有水，另一种状态是两个电极完全浸入在液体中，即优选位于水面之下。此外，设置一 种电子电路，该电子电路与电极相连并用于电极之间变化的电容的信号分析，以产生泵的 启动和/或关闭信号。根据本发明的电子电路具有连接第一电极的电压源。电压源用于为相对于外部环 境的第一电极以及第二电极进行充电。为此，将电压源设计为，使得它们能够发出短电压脉 冲，以为第一电极充电。优选将该电子电路设计为，可以发出大量的电极电压脉冲，例如3 到40个脉冲，进一步优选为5到20个脉冲，用以为第一电极充电。通过这些短电压脉冲将 防止电极之间的电解以及电极损耗。优选启动时间非常短，小于总充电时间的1%。根据本发明的电子电路还具有分析电路，用于检测并分析电极之间发生的电容变 化，以产生用于泵的启动和/或关闭信号。因此将该分析电路设计为，在电极充电的电压上 升期间和/或电极放电的电压下降期间检测电极之间的电流，并根据检测到的电流发出启 动和/或关闭信号。当充电和/或放电时，在电极之间流动的电流与电极之间的电容成正 比。由此，根据电流就可以确定电极是否在水里。
由于根据本发明的电子电路不再使用高频信号发生器，因此明显比已知的电容式 传感器更简单、更便宜。在充电和/或放电时对电流的检测非常容易进行，并且为了进行充 电，只有用于产生电压脉冲的脉冲发生器是必需的，而非用于产生特定高频的信号发生器。优选将电子电路设计为，在电极充电和/或电极放电时，电压U的时间信号波形至 少在一个时间段内具有预先给定的坡度。也就是说，在这个给定坡度的范围内，dU/dt是已 知的。如果坡度已知，在检测或测量放电电流Ie时，根据下面的公式可以确定电容C:
权利要求
一种用于启动和/或关闭泵的传感器，具有至少一个第一电极(2)和一个第二电极(4)，该第一电极(2)和第二电极(4)构成受到待输送的液体影响的电容(C)；和与所述电极(2，4)相连接的电子电路(40)，其特征在于，所述电子电路(40)具有与所述第一电极(2)相连接的电压源(24)，其被设计用于发出短电压脉冲，以使所述第一电极(2)充电；和分析电路(20，26，34)，其被设计为，在所述电极(2)充电的电压上升期间和/或放电的电压下降期间检测位于所述电极(2，4)之间的电流(IC)，并根据所检测到的电流(IC)发出启动和/或关闭信号。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述电子电路(40)设计为，在所述电极 (2)充电和/或放电时，电压(U)的时间信号波形至少在一段内具有预先给定的坡度(dU/ dt)。
3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述预先给定的坡度(dU/dt)是陡峭的， 优选选择大于5V/μ s的坡度。
4.如前面任一项权利要求所述的传感器，其特征在于，所述电子电路(40)设计为，对 所述电极(2)进行周期性重复充电和放电，并在充电和/或放电时检测所述电流(Ic)。
5.如前面任一项权利要求所述的传感器，其特征在于，所述电子电路(40)设计为，首 先利用所述电压源(24)的多个电压脉冲为所述电极(2)充电，而后接着放电，其中，在放电 期间通过所述分析电路(20，26，34)检测所述电流(Ic)，并根据检测到的电流(Ic)发出启 动和/或关闭信号。
6.如前面任一项权利要求所述的传感器，其特征在于，所述电子电路(40)设计为，利 用所述分析电路(20，26，34)附加地确定所述两个电极(2，4)之间的电阻(R)，并根据检测 到的电流(Ic)和电阻(R)发出启动和/或关闭信号。
7.如前面任一项权利要求所述的传感器，其特征在于，所述电压源具有电源(18)，该 电源(18)具有后置串联电阻和并联电容器。
8.如前面任一项权利要求所述的传感器，其特征在于，所述电压源具有信号发生器 (24)，用于产生具有特定信号波形的充电和/或放电电压。
9.一种用于输送液体的泵，其具有电驱动电机以及用于启动和关闭该驱动电机(M)的 控制装置(12)，其特征在于，所述控制装置(12)具有至少一个根据前面任一项权利要求所 述的传感器(14，16，36)，用于根据流体高度来启动和/或关闭该泵。
10.如权利要求9所述的泵，其特征在于，该泵的壳体构成一个电极(4)，第二电极(2) 与该壳体相对置地绝缘地设置。
11.如权利要求9或10所述的泵，其特征在于，设置传感器(14，16，36)，以在预定的流 体高度上产生用于驱动电机的启动信号。
12.如权利要求9到11所述的泵，其特征在于，为该泵设置停机装置，该停机装置具有 至少一个检测装置，用于检测所述驱动电机(M)的至少一个电气参数，该停机装置设计为， 能够根据该电气参数检测所述泵的干运转，并在检测到干运转时产生用于所述驱动电机 (M)的关闭信号。
13.如权利要求9到12之一所述的泵，其特征在于，设置保护电极(42)，用于在泵的内 部相对于电气部件屏蔽所述传感器的第一电极(2)。
全文摘要
本发明涉及一种用于启动和/或关闭泵的传感器，具有至少一个第一电极(2)和一个第二电极(4)，该第一电极(2)和第二电极(4)构成可受待输送液体影响的电容(C)；和与该电极(2，4)相连接的电子电路(40)，其中，电子电路(40)具有与所述第一电极(2)相连接的电压源(24)，其被设计用于发出短电压脉冲，以使第一电极(2)充电；以及分析电路(20，26，34)，其被设计为，在所述电极(2)充电的电压上升期间和/或放电的电压下降期间检测所述电极(2，4)之间的电流(IC)，并根据检测到的电流(IC)发出启动和/或关闭信号；本发明还涉及一种具有这种传感器的泵。
文档编号F04D15/02GK101990603SQ200980112828
公开日2011年3月23日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年4月9日
发明者克劳斯·韦斯特高·克拉格隆德 申请人:格伦德福斯管理联合股份公司