DE19515776A1

DE19515776A1 - Verbesserter Aufbau einer volumetrischen Meßvorrichtung

Info

Publication number: DE19515776A1
Application number: DE19515776A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Okamoto; Yasuhiro Horiuchi; Kouichi Yamada; Kazuhiko Yamaguchi; Hidekuni Sugi
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1995-11-02
Also published as: US5531111A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine volumetrische Meßvorrichtung, und insbesondere auf ei nen verbesserten Aufbau einer volumetrischen Meßvorrich tung, die das Volumen eines flüssigen, in einem Behälter gelagerten Materials mißt, indem das Gasvolumen, das einen leeren Bereich des Behälters ausfüllt, von dem Volumen des Behälters abgezogen wird.

Die erste Veröffentlichung Nr. 59-164916 eines japani schen Patents beschreibt ein volumetrisches Meßsystem, das ein Paar von volumenändernden Einrichtungen und eine Druck sensor-Einrichtung aufweist. Die volumenändernden Einrich tungen sind innerhalb eines flüssigkeitslagernden Behälters und einer Referenz-Einfassung, die mit dem Behälter in Ver bindung steht, angeordnet. Die Drucksensor-Einrichtung weist unabhängig voneinander Drücke in dem Behälter und der Referenz-Einfassung nach. Das Flüssigkeitsvolumen in dem Behälter wird auf der Basis eines Verhältnisses der Drücke in dem Behälter und der Referenz-Einfassung bestimmt.

Um die Drücke in dem Behälter und der Referenz-Einfas sung nachzuweisen, beschreibt das volumetrische Meßsystem des oben genannten Standes der Technik die Verwendung von zwei Drucksensoren, die jeweils in dem Behälter und der Re ferenz-Einfassung montiert sind. Als Alternative hierzu werden ein einziger Drucksensor und ein Wegeventil vorge schlagen. Mit dieser Anordnung steht der Drucksensor mit dem Behälter und der Referenz-Einfassung über separate Druckleitungen in Verbindung. Das Wegeventil schaltet zwi schen den Druckleitungen um, um die Drücke in dem Behälter und der Referenz-Einfassung separat nachzuweisen. Die An ordnungen gemäß dem Stand der Technik führen zu einem kom plexen Aufbau des volumetrischen Meßsystems, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden.

Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Er findung, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten einfachen Aufbau einer volumetrischen Meßvorrichtung zu schaffen, die eine einzige Drucksensor- Einrichtung enthält, die so gestaltet ist, um den Druck so wohl in dem Behälter als auch in der Referenz-Einfassung nachzuweisen.

Gemäß dem einen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfin dung wird eine volumetrische Meßvorrichtung zum Messen des Volumens eines vorgegebenen Materials, das innerhalb eines Behälters gelagert wird, geschaffen, mit einer Referenz- Einfassung, die innerhalb des Behälters angeordnet ist und darin eine Referenz-Kavität mit einem voraus gewählten Volu men festlegt, (b) einer Druckausgleichseinrichtung, um die statischen Drücke in dem Behälter und der Referenz-Einfas sung miteinander auszugleichen, (c) einer einen Druckunter schied erzeugenden Einrichtung, um eine Druckdifferenz zwi schen den Drücken im Behälter und in der Einfassung zu er zeugen, (d) einem Drucksensor mit einem druckempfindlichen Element, das innerhalb sowohl des Behälters als auch der Referenz-Einfassung frei zugänglich ist, wobei das druck empfindliche Element auf einen darauf wirkenden Druck rea giert, um ein darauf indikatives Signal zur Verfügung zu stellen, (e) einer Sensor-Modus-Umschalt-Einrichtung, um eine Betriebsfunktion bzw. eine Arbeitsweise des Drucksen sors zwischen einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus umzuschalten, wobei der erste Betriebsmodus derart ist, daß das druckempfindliche Element des Drucksen sors auf die Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der Referenz-Einfassung empfindlich ist, und der zweite Be triebsmodus derart ist, daß das druckempfindliche Element des Drucksensors lediglich auf einen Druck entweder im Be hälter oder in der Referenz-Einfassung empfindlich ist, (f) einer Steuereinheit, um die Betriebsfunktionen der einen Druckunterschied erzeugenden Einrichtung und der Sensor-Mo dus-Umschalt-Einrichtung im ersten und zweiten Betriebsmo dus zu steuern, wobei der erste Steuermodus derart ist, daß die einen Druckunterschied erzeugende Einrichtung den Druckunterschied zwischen dem Behälter der Referenz-Einfas sung erzeugt und die Sensor-Modus-Umschalt-Einrichtung den Drucksensor in dem ersten Betriebsmodus aktiviert, um ein erstes für den Druckunterschied indikatives Sensorsignal zur Verfügung zu stellen, und der zweite Steuermodus so ist, daß die einen Druckunterschied erzeugende Einrichtung den Druckunterschied erzeugt und die Sensor-Modus-Umschalt- Einrichtung den Drucksensor in dem zweiten Betriebsmodus aktiviert, um ein zweites für den Druck entweder im Behäl ter oder der Referenz-Einfassung indikatives Sensorsignal zur Verfügung zu stellen, und (g) einer ein Volumen bestim mende Einrichtung, um das Volumen eines vorgegebenen inner halb des Behälters gelagerten Materials auf der Basis des ersten Sensorsignals und des zweiten Sensorsignals zu be stimmen, das von dem Drucksensor zur Verfügung gestellt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung be stimmt die das Volumen bestimmende Einrichtung das Volumen des vorgegebenen Materials auf der Basis eines Verhältnis ses der Ausgabe- bzw. Ausgangswerte des ersten und zweiten Sensorsignals.

Die Sensor-Modus-Umschalt-Einrichtung enthält ein Ab deckteil, das so geformt ist, um darin ein vorausgewähltes Volumen festzulegen, und eine Öffnungs- und Schließeinrich tung. Das Abdeckteil hat in sich das druckempfindliche Ele ment des Drucksensors eingebaut. Die Öffnungs- und Schließ einrichtung öffnet und schließt das Abdeckteil selektiv, um den ersten und zweiten Betriebsmodus des Drucksensors fest zulegen.

Das voraus gewählte Volumen in dem Abdeckteil wird so festgelegt, um so einen Fehler bei der Bestimmung des Volu mens des vorgegebenen Materials innerhalb des Behälters aufzuheben, der durch die Variation des statischen Innen drucks des Behälters hervorgerufen wird.

Das Abdeckteil weist eine Verbindungsstelle auf, die eine Verbindung zwischen dem druckempfindlichen Element des Drucksensors und einem Innenraum entweder des Behälters oder der Referenz-Einfassung herstellt. Die Öffnungs- und Schließeinrichtung reagiert auf ein Steuersignal von der Steuereinheit, um selektiv die Verbindung aufzubauen bzw. zu unterbrechen, so daß der Drucksensor sich im ersten bzw. zweiten Betriebsmodus befindet.

Die einen Druckunterschied erzeugende Einrichtung ist innerhalb der Referenz-Einfassung angeordnet und erzeugt eine Schwingung innerhalb des Behälters, um ein Volumen in dem Behälter zu ändern. Der Drucksensor erfaßt eine Druck änderung in dem Behälter in dem zweiten Betriebsmodus.

Die einen Druckunterschied erzeugende Einrichtung ist mit einem akustischen Lautsprecher versehen, der ein Dia phragma bzw. eine Membran aufweist, das bzw. die in Rich tung des Behälterbodens gerichtet ist und eine vorausge wählte Schwingungsfrequenz innerhalb des Behälters über ein Ausbreitungsloch überträgt, das im Behälterboden ausgebil det ist, um eine Druckänderung im Behälter zu erzeugen.

Die Referenz-Einfassung kann eine erste Kammer und eine zweite Kammer enthalten. Die zweite Kammer ist an der äuße ren Bodenwand der ersten Kammer angeordnet und steht mit der ersten Kammer und einem Innenraum des Behälters über eine erste Öffnung bzw. eine zweite Öffnung in Verbindung.

Ferner ist ein Schwimmteil vorgesehen, daß ein spezifisches Gewicht aufweist, welches kleiner als das von dem vorgege benen Material ist, um die zweite Öffnung zu blockieren, wenn das vorgegebene Material ein vorgegebenes Niveau bzw. eine vorgegebene Höhe in dem Behälter erreicht.

Das vorgegebene in dem Behälter gelagerte Material ist flüssig. Ferner ist eine Kapilareinheit vorgesehen, um ei nen Teil der auf dem Boden der Referenz-Einfassung angesam melten Flüssigkeit zur Verdampfung zu einem Heizelement des Lautsprechers anzuziehen und zuzuführen.

Die Referenz-Einfassung weist ein Innengehäuse, das in nerhalb des Behälters angeordnet ist, und ein Außengehäuse auf, das außerhalb des Behälters angeordnet ist und mit dem Innengehäuse in Verbindung steht. Die einen Druckunter schied erzeugende Einrichtung, der Drucksensor und die Sen sor-Modus-Umschalt-Einrichtung können innerhalb des Innen gehäuses angeordnet sein. Das Innengehäuse der Referenz- Einfassung steht mit dem Außengehäuse über eine im dem Be hälter ausgebildete Öffnung in Verbindung. Das Außengehäuse weist ein Durchgangs- bzw. Durchlaßloch auf, durch das hin durch ein Bolzen eingeführt wird, um das Außengehäuse an einer oberen Oberfläche des Behälters zu befestigen.

Die Referenz-Einfassung kann eine in deren Bodenwand ausgebildete Öffnung aufweisen, um einen Teil des vorgege benen am Boden angesammelten Materials in den Behälter zu rückzuführen.

Das druckempfindliche Element des Drucksensors weist eine Oberfläche auf, die vertikal zu der Referenz-Einfas sung ausgerichtet ist.

Die Referenz-Einfassung ist aus einem zylindrischen Teil hergestellt, das eine auf einer Seitenwand ausgebil dete flache Oberfläche aufweist, um einen volumetrischen Meßbausatz bzw. -aufbau anzubringen, der aus dem Drucksen sor und der Sensor-Modus-Umschalt-Einrichtung zusammenge stellt ist.

Die Referenz-Einfassung kann eine Hohlerstreckung bzw. einen hohlen Fortsatz aufweisen, der sich nach außen von deren Boden erstreckt, und mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung steht. Die Hohlerstreckung bildet einen abge schlossenen Bereich, der durch eine Oberfläche des vorgege benen Materials festgelegt wird, wenn die Verbindung mit dem Innenraum des Behälters und der einen Druckunterschied erzeugenden, innerhalb der Referenz-Einfassung angeordneten Einrichtung unterbrochen ist, um einen Innendruck der Refe renz-Einfassung, der durch den Drucksensor nachgewiesen wird, unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes zu er niedrigen. Die volumetrische Bestimmungseinrichtung be stimmt, daß der Behälter mit einem vorgegebenen Material gefüllt wird, wenn der Innendruck, der durch den Drucksen sor nachgewiesen wird, kleiner als der vorgegebene Schwel lenwert ist.

Die Steuereinheit enthält eine Schalttafel bzw. Leiter platte. Der Drucksensor und die Sensor-Modus-Umschalt-Ein richtung können in den volumetrischen Meßbausatz eingear beitet bzw. eingebaut werden, der innerhalb der Referenz- Einfassung angeordnet ist. Die Leiterplatte kann oberhalb des volumetrischen Meßbausatzes befestigt werden.

Die Referenz-Einfassung kann eine Öffnung aufweisen, die durch ein Flanschteil verschlossen wird, welches an ei ne obere Außenoberfläche des Behälters befestigt wird. Die Leiterplatte wird an dem Flanschteil befestigt.

Die Öffnungs- und Schließeinrichtung enthält ein Gehäu se, das eine Wand und ein bewegbares Teil aufweist, welches zum Ineinandergreifen mit der Wand des Gehäuses bewegbar ist, um die Verbindung zwischen dem druckempfindlichen Ele ment und dem Innenraum entweder des Behälters oder der Re ferenz-Einfassung herzustellen. Das bewegbare Teil kann ei nen sich verjüngenden Endabschnitt aufweisen. Die Wand des Gehäuses kann ein sich verjüngendes bzw. abgeschrägtes Buckelteil bzw. Balgteil enthalten, um den sich verjüngen den Endabschnitt des bewegbaren Teils aufzunehmen, wenn die Verbindung zwischen dem druckempfindlichen Element und dem Innenraum entweder des Behälters oder der Referenz-Einfas sung hergestellt ist.

Die Steuereinheit enthält einen Phasendetektor, der ei ne Ausgangssignalkomponente extrahiert, welche von dem Drucksensor mit einer Frequenz ausgegeben wird, die zum Be trieb der einen Druckunterschied erzeugenden Einrichtung erzeugt wird, und die die extrahierte Signalkomponente die ein Volumen bestimmende Einrichtung ausgegeben wird.

Der Phasendetektor kann das Sensorsignal von dem Druck sensor mit einem Signal kombinieren, das mit der Frequenz der Schwingung synchronisiert wird, die von der einen Druckunterschied erzeugenden Einrichtung erzeugt wird, um ein DC-Signal an die ein Volumen bestimmende Einrichtung zur Verfügung zu stellen.

Die weiteren Unteransprüche beziehen sich auf vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevor zugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen; es ver steht sich jedoch, daß die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Ausführungsformen nur der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen in nerhalb des Gültigkeitsbereichs der Erfindung für Fachleute aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine erfindungsge mäße volumetrische Meßvorrichtung zeigt;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die eine Modifikation der in Fig. 1 gezeigten volumetrischen Meßvorrichtung zeigt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht, die einen volumetri schen Meßbausatz zeigt;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die den in Fig. 3 ge zeigten volumetrischen Meßbausatz zeigt;

Fig. 5 ein Schaltbild einer Steuereinheit einer volume trischen Meßvorrichtung;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die einen teilweise durch eine Veränderung des Innendrucks verformten Behälter zeigt;

Fig. 7 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem gemessenen Volumen eines in einem Kraftstofftank gelagerten Kraftstoffes und der Menge des Kraftstoffes innerhalb des Kraftstofftankes zeigt;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht, die einen volumetri schen Meßbausatz zeigt;

Fig. 9 ein Schaubild, das die Beziehungen zwischen den Volumen einer Hinterkammer einer Öffnungs- und Schließein richtung und eine Veränderung im Sensorausgang zeigt, der durch eine Änderung im atmosphärischen Druck hervorgerufen wird;

Fig. 10 ein Schaubild, das einen Meßfehler im Volumen zeigt, welches durch eine Änderung im atmosphärischen Druck hervorgerufen wird;

Fig. 11 eine volumetrische Meßvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht, die eine volumetri sche Meßvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine Querschnittsansicht, die eine Öffnungs- und Schließeinrichtung eines volumetrischen Meßbausatzes gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 14 und 15 Querschnittsansichten, die eine Refe renz-Einfassung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigen;

Fig. 16 ein Schaubild, das eine Druckänderung zeigt, die durch einen Drucksensor überwacht wird, die durch eine Oberflächenveränderung eines flüssigen in dem Kraftstoff tank gelagerten Materials hervorgerufen wird;

Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht, die eine Modifi kation einer volumetrischen Meßvorrichtung zeigt;

Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht, die eine volume trische Meßvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 19 eine seitliche Schnittansicht, die entlang der Linie I-I in Fig. 18 verläuft;

Fig. 20 eine Querschnittsansicht, die eine Öffnung- und Schließeinrichtung eines volumetrischen Meßbausatzes gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 21 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen ei ner Anziehung, die auf einen Anker des Magnetventiles einer Öffnungs- und Schließeinrichtung einwirkt, und einem Ab stand zwischen dem Anker und einer Gehäusewand zeigt;

Fig. 22 ein Schaltbild, das eine Steuereinheit gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 23 ein Schaltbild, das einen Phasendetektor der in Fig. 22 gezeigten Steuereinheit zeigt; und

Fig. 24(a) bis 24(d) Zeitdiagramme, die die Wellen formen der Signale zeigen, die in und aus den in Fig. 23 gezeigten Phasendetektor gegeben werden.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen, insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, worin gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in den unterschiedlichen Ansichten beziehen. In Fig. 1 ist eine volumetrische Meßvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Die volumetrische Meßvorrichtung 1 enthält eine Refe renz-Einfassung 3 innerhalb eines Kraftstofftankes 2, die darin eine Referenz-Kavität festlegt, in der ein akusti scher Lautsprecher 4 und ein volumetrischer Meßbausatz bzw. -aufbau 8 angeordnet sind.

Die volumetrische Meßvorrichtung 1 enthält ferner eine Steuereinheit 14, die - wie in Fig. 5 gezeigt - außerhalb des Kraftstofftankes 2 montiert ist. Die Steuereinheit 14 ist aus einem Lautsprecherantrieb 11 zum Antreiben des Laut sprechers 4, einem Öffnungs- und Schließeinheitsregler 12 zum Regeln einer Betriebsfunktion der Öffnungs- und Schließeinheit 7, und einem volumetrischen Meßschaltkreis 13 aufgebaut, der auf ein Signal aus dem Drucksensor 5 rea giert, um das Volumen des Gases und des Kraftstoffes inner halb des Kraftstofftankes 2 zu bestimmen. Der Lautsprecher 4, der Lautsprecherantrieb 11, die Öffnungs- und Schließ einheit 7, und der Öffnungs- und Schließeinheitsregler 12, der Drucksensor 5, und der volumetrische Meßschaltkreis 13 sind - wie in Fig. 1 zu sehen ist - über die Leiterdrähte 15, beispielsweise aus Blei, und einem Anschlußteil 16 verbun den.

Die Referenz-Einfassung 3 ist aus einem sich vertikal erstreckenden zylindrischen Teil gebildet, das ein festste hendes Volumen aufweist, welches ein innerhalb des Kraft stofftankes 2 angeordnetes Innengehäuse 21 und ein Außenge häuse 22 enthält, welches mit dem Innengehäuse 21 in Ver bindung steht und auf der oberen Oberfläche des Kraftstoff tankes 2 angeordnet ist. Der Kraftstofftank 2 weist eine kreisförmige Öffnung 23 auf, durch die hindurch das Innen gehäuse 21 der Referenz-Einfassung 3 eingeführt wird. Um die kreisförmige Öffnung 23 ist ein Tankflansch 24 angeord net, der die Referenz-Einfassung 3 befestigt und die kreis förmige Öffnung 23 abdichtet. Der Tankflansch 24 weist rundherum eine Vielzahl von beispielsweise durch Anschwei ßen fixierte Muttern auf.

Das Außengehäuse 22 ist im Durchmesser größer als die Tanköffnung 23 und weist eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Bolzenlöchern 27 auf, durch die hindurch Bol zen 26 eingeführt werden, um mit den Muttern 25 in Eingriff zu stehen, um die Referenz-Einfassung 3 auf dem Kraftstoff tank 2 zu montieren.

Es sollte an dieser Stelle angemerkt werden, daß das Volumen der Referenz-Einfassung 3 einfach verändert werden kann, indem ein sich vertikal erstreckendes Außengehäuse 22 - wie in Fig. 2 gezeigt - anstelle desjenigen in Fig. 1 ge zeigten verwendet wird.

Der Lautsprecher 4 ist nach unten ausgerichtet und an einer flachen Bodenoberfläche des Innengehäuses 21 unter Verwendung von Schrauben befestigt. Die Bodenoberfläche des Innengehäuses 21 wurde mit einer Vielzahl von Ausbreitungs öffnungen 28 ausgebildet, wobei jede einen Durchmesser von mehr als 5 mm aufweist, um Druckänderungen, die durch Schwingungen eines Diaphragmas bzw. einer Membran des Laut sprechers 4 erzeugt werden, in den Kraftstofftank 2 zu übertragen.

In einem Bodenabschnitt des Innengehäuse 21 ist um den Lautsprecher 4 herum zumindest ein Leckageloch 29 ausgebil det, das die Verbindung zwischen der Referenz-Einfassung 3 und dem Kraftstofftank 2 herstellt. Das Leckageloch 29 dient dazu, um flüssigen Kraftstoff, der sich am Boden des Innengehäuse 21 angesammelt hat, zurück in den Kraftstoff tank 2 zu führen und einen statischen Druck innerhalb des Kraftstofftankes 2 mit dem innerhalb der Referenz-Einfas sung 3 auszugleichen. Der Durchmesser des Leckagelochs 29 ist so ausgelegt, daß das Durchlassen eines Ausgangssignals von dem Lautsprecher 4 unterbindet, der beispielsweise eine nicht hörbare Frequenz von 10 bis 40 Hz erzeugt.

Der volumetrische Meßbausatz 8, enthält - wie in Fig. 3 und 4 gezeigt - einen Drucksensor 5, ein Hinterkammerge häuse 6 und eine Öffnungs- und Schließeinheit 7. Das Hin terkammergehäuse 6 legt darin eine hintere Kammer bzw. eine Hinterkammer 70 fest, und hat in sich eine Verbindungs stelle 31 ausgebildet, um mit dem Inneren der Referenz-Ein fassung 3 in Verbindung zu stehen. Die Öffnungs- und Schließeinheit 7 ist betriebsbereit, um selektiv die Ver bindungsstelle 31 zu öffnen und zu schließen. Der Drucksen sor 5 weist eine Vibrationsplatte oder ein Diaphragma 32 auf, die bzw. das sich vertikal erstreckt und die Hinter kammer von dem Kraftstofftank 2 isoliert bzw. abtrennt. Der Drucksensor 5 erfaßt Schwingungen des Diaphragmas 32 und wandelt diese in elektrische Signale um.

Die Hinterkammer 70 weist ein vorausgewähltes Volumen auf, das wie später detaillierter diskutiert wird, so von deren Innenwand und dem Diaphragma 32 festgelegt ist, um so im wesentlichen einen Meßfehler aufzuheben bzw. zu elimi nieren, der durch eine Änderung des Innendrucks des Kraft stofftankes 2 und einer Änderung im atmosphärischen Druck, der den Kraftstofftank 2 umgibt, hervorgerufen wird.

Der Drucksensor 5 enthält ebenfalls ein piezoelektri sches Element 33, das fast vollständig an die gesamte Ober fläche des Diaphragmas 32 befestigt ist. Das Diaphragma 32 reagiert auf den Druck, der zur Deformation darauf ein wirkt. Das piezoelektrische Element 33 wandelt die mechani sche Deformation des Diaphragmas 32 in eine elektrische Energie um, um eine Spannung an dem volumetrischen Meß schaltkreis 13 der Steuereinheit 14 zu erzeugen.

Es ist anzumerken, daß der Drucksensor 5 alternativ mit jedem anderen Sensor versehen werden kann, beispielsweise eines Mikrophons oder eines Lautsprechers, das die Fähig keit besitzt, eine Druckänderung in ein elektrisches Signal zu übersetzen.

Die Öffnungs- und Schließeinheit 7 ist - wie in Fig. 4 gezeigt - mit einem Magnetventil versehen. Wenn ein Magnet ventil 32 als Reaktion auf ein Steuersignal von dem Öff nungs- und Schließeinheitsregler 12 der Steuereinheit 14 aktiviert wird, wird eine elektromagnetische Kraft erzeugt, wodurch der Anker 35 gegen die Federkraft der Feder 36 an gezogen wird, so daß die Verbindungsstelle 31 geöffnet wird, wohingegen wenn der Magnet 34 deaktiviert wird, wird der Magnet 35 durch die Federkraft der Feder 36 so ange trieben, daß die Verbindungsstelle 31 geschlossen wird. An dem Endabschnitt des Ankers 35 ist eine Gummidichtung oder Abdichtung 37 installiert, um die Verbindungsstelle 31 vollständig bzw. hermetisch abzudichten, wenn sie durch den Anker 35 geschlossen ist. Zur Verbindung zwischen der Ver bindungsstelle 31 und der Referenz-Einfassung 3 sind in ei nem Ventilgehäuse Öffnungen 38 ausgebildet.

Die Öffnungen 38 können durch ein einziges Loch ersetzt werden. Zusätzlich kann das Magnetventil durch einen Elek tromotor oder einen Bimetall-Streifen ersetzt werden.

Der volumetrische Meßbausatz 8 wird über Schrauben an einem Befestigungsabschnitt 39 zurückgehalten, der an einer Innenseitenwand des Innengehäuses 21 ausgebildet ist, wo durch so das Diaphragma 32 des Drucksensors 5 vertikal aus gerichtet wird. Der Befestigungsabschnitt 39 weist eine flache Oberfläche auf, um die Installation des volumetri schen Meßbausatzes 8 zu vereinfachen.

Die Steuereinheit 14 enthält - wie bereits diskutiert - den Lautsprecherantrieb 11, den Öffnungs- und Schließein heitsregler 12 und den volumetrischen Meßschaltkreis 13. Der Lautsprecherantrieb 12 enthält - wie in Fig. 5 gezeigt - einen Oszillator 41, der ein Wellensignal mit einer vorge gebenen Frequenz (beispielsweise 10 bis 40 Hz) erzeugt, und einen Leistungsverstärker 42 enthält, um die durch den Os zillator 41 erzeugten Wellensignale zu verstärken, um es an den Lautsprecher 4 zu übertragen.

Der volumetrische Meßschaltkreis 13 enthält einen Vor verstärker 43, einen Bandpaßfilter 44, einen Phasendetek tor 45, eine CPU 46 und eine Anzeige 47. Der Vorverstärker 43 verstärkt einen Ausgang von dem Drucksensor 5, um ihm dem Bandpaßfilter 44 zur Verfügung zu stellen. Der Band paßfilter 44 schwächt ab bzw. unterdrückt Frequenzen, die anders als die von dem Oszillator 41 erzeugte Frequenz sind, um unerwünschtes Rauschen von dem Ausgang des Vorver stärkers 43 zu beseitigen. Der Phasendetektor 45 extrahiert eine Ausgangssignalkomponente mit der durch den Oszillator 48 produzierten Frequenz. Die CPU 46 bestimmt das Volumen des in den Kraftstofftank 2 eingelagerten flüssigen Kraft stoffs und das Gasvolumen, das einen leeren Abschnitt des Kraftstofftankes 2 füllt, auf der Basis des Ausgangs von dem Phasendetektor 45. Die Anzeige 47 kann innerhalb einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit Eigenantrieb installiert werden, um den Fahrer des Fahrzeugs über das Volumen des in dem Kraftstofftank 2 verbleibenden flüssigen Kraftstoffs zu informieren, das von der CPU 46 bestimmt wird.

Der Öffnungs- und Schließeinheitsregler 12 weist einen Schalter 48 auf, der als Reaktion auf einen Befehl von der CPU 46 an- und ausgeschaltet wird, um die Aktivierung des Magnets 34 der Öffnungs- und Schließeinheit 7 zu steuern.

Eine Basisfunktion der CPU 46, das Volumen des Kraft stoffes in dem Kraftstofftank 2 zu bestimmen, wird im fol genden beschrieben.

Wenn die Verbindungsstelle 31 des Drucksensors 5 durch die Öffnungs- und Schließeinheit 7 geöffnet wird, weist der Drucksensor 5 eine Druckdifferenz oder -änderung ΔP zwi schen - falls erzeugt - einer Druckänderung Pc in der Refe renz-Einfassung 3 und einer Druckänderung Pt in dem Kraft stofftank 2 (ΔP = Pc-Pt) nach. Wenn im umgekehrten Fall die Verbindungsstelle 31 geschlossen ist, weist der Druck sensor 5 lediglich die Druckänderung Pt in dem Kraftstoff tank 2 nach.

Die CPU 46 bestimmt ein Gasvolumen Vt innerhalb des Kraftstofftanks 2 gemäß der folgenden Gleichung:

Vt = Vc · | ΔP + Pt|/|Pt| (1)

wobei Vc das Volumen der Referenz-Einfassung 3 ist.

Falls das Volumen des Kraftstofftanks 2 als Va festge legt wird, kann das Volumen des Kraftstoffes Vf durch die folgende Beziehung ausgedrückt werden:

Vf = Va - Vt (2)

Die CPU 46 bestimmt das Volumen des Kraftstoffes Vf in nerhalb des Kraftstofftanks 2 auf der Grundlage der folgen den Gleichung, die durch beide der oben erwähnten Gleichun gen (1) und (2) erreicht wird.

Vf = Va - Vc · |ΔP + Pt|/|Pt| (3)

Als nächstes wird eine Betriebsfunktion der CPU 46 un ter Verwendung des Lautsprechers 4 zur Verbesserung der Ge nauigkeit der volumetrischen Messung im folgenden beschrie ben.

Wenn der Lautsprecher 4 betätigt wird, wird dessen ko nischen Plättchen, d. h. dessen Diaphragma, veranlaßt zu schwingen bzw. zu vibrieren, was zu einer Volumensverände rung ΔV führt, wodurch sich eine Druckänderung Pt in dem Kraftstofftank 2 ergibt.

Die Druckänderung Pc in der Referenz-Einfassung 3 kann unter diesen Umständen durch folgende Gleichung beschrieben werden:

Pc = γ · Po · ΔV/Vc (4)

wobei γ ein Verhältnis der spezifischen Wärmekapazität und Po ein statischer Druck ist.

Wenn der Lautsprecher betätigt wird, um die Druckände rung Pt in dem Kraftstofftank 2 hervorzurufen, deformiert sich der Kraftstofftank 2 mechanisch, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Der Betrag der mechanischen Deformation ΔVa kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

ΔVa = Pt · kt · Va (5)

wobei kt ein Deformationsfaktor ist, der von der Stei figkeit des Kraftstofftanks 2 abhängt.

Wenn der Lautsprecher 4 betätigt wird, um die Volumen veränderung ΔV zu erzeugen, kann die Druckänderung Pt in dem Kraftstofftank 2 dann durch folgende Beziehung be schrieben werden:

Pt = γ · Po · (ΔV - Pt · kt · Va)/Vt (6)

Das Volumen des Kraftstoffs Vf innerhalb des Kraft stofftanks 2 kann dementsprechend aus folgender Beziehung hergeleitet werden:

Vf = Va - Vc · Pc/Pt + γ · Po · kt · Va (7)

Der Ausdruck (γ _* Po _* Kt _* Va) in obenerwähnter Glei chung ist ein Offset- bzw. Ausgleichsterm. Der statische Druck Po ist von der Veränderung des statischen Druckunter schiedes zwischen dem Innendruck des Kraftstofftankes 2 und dem Atmosphärendruck abhängig, der durch eine Veränderung in der Menge des Kraftstoffdampfes (beispielsweise Benzin dampf) und einer Variation des atmosphärischen Drucks her vorgerufen wird. Der Innendruck des Kraftstofftankes 2 va riiert gewöhnlicherweise über einen Bereich von -5 kPa, wo durch ein Verschlußdeckelsicherheitsventil aktiviert wird, bis zu 20 kPa, wodurch ein Büchsenrückschlagventil akti viert wird. Der atmosphärische Druck variiert ebenso in ei nem Bereich von 100 kPa bei einer Höhenlage von Null (0) bis beispielsweise 60 kPa am Gipfel von Bergspitzen mit ei ner Höhenlage von 4300 m in Colorado, Vereinigte Staaten. Es ist anzumerken, daß 55 kPa<Po<120 kPa ist.

Wie durch das oben Genannte hervorgehoben wurde, wird bei Variation des statischen Drucks Po ein Unterschied - wie in Fig. 7 gezeigt ist - zwischen einem tatsächlichen Kraftstoffvolumen (durch die unterbrochenen Linien gekenn zeichnet) und dem Kraftstoffvolumen Vf (durch eine durchge zogene Linie gekennzeichnet), das durch die Gleichung (1) hergeleitet wird, vorliegen.

Wenn die Verbindungsstelle 31 geöffnet wird, kann eine Ausgangsspannung ec des Drucksensors 5 durch folgende Glei chung wiedergegeben werden:

ec = (Pc - Pt) · b (8)

wobei b eine Sensorempfindlichkeit (V/Pa) ist.

Wenn die Verbindungsstelle 31 geschlossen wird, kann eine Ausgangsspannung et des Drucksensors 5 durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

et = Pt · b/(1 + γ · Po · C · A/Vb) (9)

wobei C - wie in Fig. 8 gezeigt - ein Verstell-Druck- Verhältnis des Diaphragmas 32 (m/Pa) ist, A eine Fläche des Diaphragmas 32 (m²) ist, und Vb ein Volumen des Hinterkam mergehäuses 6 (cc) ist.

Wie mit Gleichung 9 gezeigt ist, wird die Ausgangsspan nung et des Drucksensors 5 - wenn die Verbindungsstelle 31 geschlossen ist - dem Einfluß einer Volumenveränderung Vb des Hinterkammergehäuses 6 unterworfen. Die Fig. 9 zeigt Ausgangscharakteristika des Drucksensors 5, wenn das Volu men Vb und der statische Druck Po sich ändert.

Das Volumen des Kraftstoffes Vf innerhalb des Kraft stofftankes 2, das auf dem Ausgang des Drucksensors 5 be ruht, kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

wobei Po′ ein anfänglich gesetzter Wert des statischen Drucks ist.

Ein Meßfehler Ef, der durch die Variation im statischen Druck Po hervorgerufen wird, kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Wenn der statische Druck Po experimentell über einen Bereich von 55 bis 120 kPa geändert wurde, gibt der Meßfeh ler Ef -2 bis +4,5 Liter (L) gemäß einer Änderung in dem Volumen des Kraftstoffs Vf innerhalb des Kraftstofftankes 2 an, ohne daß - wie in Fig. 10 gezeigt - das Volumen des Hinterkammergehäuses 6 auf einen geeigneten Wert korrigiert wird.

Wie aus Gleichung (11) zu ersehen ist, ist der Meßfeh ler Ef ebenso von dem Volumen des Hinterkammergehäuses 6 abhängig.

Falls der von der Veränderung des statischen Druckes Po abhängige Meßfehler Ef der Gleichung (11) auf Null (0) ge setzt wird, ist das Volumen VD des Hinterkammergehäuses 6 gleich:

Das Volumen Vb des Hinterkammergehäuses 6 ist in dieser Ausführungsform auf ungefähr 1 cc gesetzt, das unter Ver wendung der Gleichung (12) unter der Voraussetzung bestimmt wird, daß Vf = 0 und Po = Po′ = 100 kPa ist.

Es soll hervorgehoben werden, daß es möglich ist, den Meßfehler Ef auf nahezu null zu erniedrigen, indem der Ein fluß des oben erwähnten Offset-Terms (γ · Po · kt · Va) in der Gleichung (7) ignoriert wird, der durch die Veränderung in dem statischen Druck Po hervorgerufen wird. Die CPU 46 kann dementsprechend das Volumen des Kraftstoffes Vf in dem Kraftstofftank 2 entsprechend der folgenden Gleichung be stimmen:

Vf = Va - Vc · |Pc|/|Pt| (13)

Die volumetrische Meßvorrichtung 1 wird im Betrieb durch Starten des Motors aktiviert. Der Lautsprecher 4 wird dann betätigt, um Volumenveränderungen zu erzeugen, die ein Bereich von -ΔV bis +ΔV durchlaufen. Der volumetrische Meß bausatz 8 öffnet und schließt selektiv die Verbindungs stelle 31 der Öffnungs- und Schließeinheit 7 mit vorgegebe nem Zeitablauf. Der Drucksensor 5 weist dann einen Druckun terschied nach, wenn die Verbindungsstelle 31 geöffnet ist und wenn sie geschlossen ist. Die CPU 46 des volumetrischen Meßschaltkreises 13 reagiert auf die Ausgaben des Drucksen sors 5, um das Volumen des Kraftstoffes Vf in dem Kraft stofftank 2 entsprechend der oben erwähnten Gleichung (3) oder (13) zu bestimmen. Die Anzeige 47 gibt dann die Menge des Kraftstoffes an, die in dem Kraftstofftank 2 verblieben ist.

Die volumetrische Meßvorrichtung 1 verändert - wie durch die oben dargestellte Erläuterung herausgestellt wurde - die Drücke in der Referenz-Einfassung 3 und dem Kraftstofftank 2 lediglich unter Verwendung des einzigen Lautsprechers 4, ohne zusätzliche andere Elemente, bei spielsweise wie Druckübertragungsleitungen oder eines Wahl ventils, die in herkömmlichen Systemen verwendet werden, zu verwenden, und bestimmt das Volumen des in dem Kraftstoff tank 2 gelagerten Kraftstoffes auf der Basis der Ausgänge des einzigen Drucksensors 5. Es ist deshalb möglich, eine Anordnung der Vorrichtung zu vereinfachen, wodurch ein kom pakter und leichtgewichtiger Aufbau davon bei wirtschaftli chen Kosten erzielt und die Möglichkeit von Fehlfunktionen reduziert wird. Zusätzlich verwendet die volumetrische Meß vorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung - wie durch die oben genannte Diskussion gezeigt ist - Boyle-Charles′ Ge setz, um das Gasvolumen zu bestimmen, das den Kraftstoff tank 2 ausfüllt. Die Bestimmung des Gasvolumens kann da durch erreicht werden, indem das Leckage-Loch 29 vorgesehen ist, welches die Referenz-Einfassung 3 mit dem Kraftstoff tank 2 verbindet, ohne ein Verhältnis der spezifischen Wärme des Gases und eines statischen Druckes in dem Kraft stofftank 2 heranzuziehen. Dies erlaubt das Gasvolumen in dem Kraftstofftank 2 mit hoher Genauigkeit bestimmt zu wer den.

Eine zweite Ausführungsform der volumetrischen Meßvor richtung 1 wird im folgenden beschrieben:

Während die oben genannte erste Ausführungsform die Verbindungsstelle 31 aufweist, welche eine Verbindung zwi schen dem Hinterkammergehäuse 6 und der Referenz-Einfassung 3 herstellt, weist die zweite Ausführungsform die Verbindungsstelle 31 auf, die so gestaltet ist, um zwischen dem Hinterkammergehäuse 6 und dem Kraftstofftank 2 in Verbin dung zu stehen, der selektiv durch die Öffnungs- und Schließeinheit 7 geöffnet und geschlossen wird. Die CPU 46 des volumetrischen Meßschaltkreises 13 verwendet zusätzlich folgende Gleichung anstelle der oben genannten Gleichung (1), um das Gasvolumen Vt zu bestimmen

Vt = Vc · |Pc|/|ΔP - Pc| (14)

Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der volume trischen Meßvorrichtung 1.

Während in der oben genannten ersten Ausführungsform der Fall betrachtet wird, daß, obwohl der Kraftstofftank 2 mit einem Flüssigkraftstoff gefüllt ist, die Oberfläche des flüssigen Kraftstoffes unterhalb der Referenz-Einfassung 3 liegt, verwendet die dritte Ausführungsform Techniken zum Messen des Volumens eines flüssigen Kraftstoffes, dessen Oberfläche die Referenz-Einfassung 3 erreicht.

Die Referenz-Einfassung 3 weist ein kleines Kammerge häuses 51 auf, das an dessen äußeren Bodenwand befestigt wird. Das Kammergehäuse 51 steht mit der Referenz-Einfas sung 3 über ein Leckage-Loch 29 in Verbindung und steht ebenfalls mit dem Kraftstofftank 2 über eine Öffnung 40 in Verbindung, die größenmäßig so ausgestaltet ist, um so ei nem flüssigen Kraftstoff zu ermöglichen, in das Kammerge häuse 51 einzutreten. Ein Schwimmer 52 ist in dem Kammerge häuse 51 angeordnet, der ein spezifisches Gewicht aufweist, das kleiner ist als das von dem flüssigen Kraftstoff und der eine Gummidichtung oder Abdichtung 53 aufweist, die an einer oberen Oberfläche angebracht ist, um eine flüssig keitsfeste Abdichtung des Leckage-Lochs 29 herzustellen. Wenn insbesondere die Oberfläche des flüssigen Kraftstoffes die Referenz-Einfassung 3 erreicht, wird der Schwimmer 52 angehoben, so daß die Abdichtung 53 das Leckage-Loch 29 schließt, wodurch der flüssige Kraftstoff davon abgehalten wird, in die Referenz-Einfassung einzutreten.

Die Referenz-Einfassung 3 enthält ebenfalls eine Öff nung 54, um die statischen Drücke der Referenz-Einfassung 3 und dem Kraftstofftank 2 auf einem konstanten Wert zu hal ten.

Fig. 12 zeigt eine vierte Ausführungsform der volume trischen Meßvorrichtung 1.

Während die oben aufgeführte erste und dritte Ausfüh rungsform das Leckageloch 22 haben, das dazu dient, einen flüssigen Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank 2 zu füh ren, der sich an dem Boden der Referenz-Einfassung 3 ange sammelt hat, wenn ein Teil eines flüssigen Kraftstoffes, der in dem Kraftstofftank 2 eingelagert ist, in die Refe renz-Einfassung 3 eintritt, und dann kondensiert wird, weist die vierte Ausführungsform eine Kapilareinrichtung 56 auf, die beispielsweise aus einem Faserteil, beispielsweise Feder oder Stoff, hergestellt ist, und das einen flüssigen Kraftstoff, der sich auf dem Boden der Referenz-Einfassung 3 ansammelt, in die Nähe einer Spule 55 (d. h., einem Heiz element) des Lautsprechers 4 anzieht und nach oben beför dert. Der nach oben beförderte flüssige Kraftstoff wird durch die Hitze der Spule 55 verdampft und kehrt in den Kraftstofftank 2 über die Öffnung 54 zurück. Dadurch wird der an dem Boden der Referenz-Einfassung 3 angesammelte Kraftstoff während des Betriebes der volumetrischen Meßvor richtung 1 (d. h. des Lautsprechers 4) konstant in den Kraftstofftank 2 ausgestoßen.

Fig. 13 zeigt eine fünfte Ausführungsform der volume trischen Meßvorrichtung 1.

Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, wird das Hin terkammergehäuse 6 direkt durch seitliche Bewegungen des Ankers 35 des Magnetventils verschoben, um selektiv die Verbindung zwischen dem Drucksensor 5 und dem Inneren der Referenz-Einfassung 3 herzustellen, so daß das piezoelek trische Element 33 dem Druck in der Referenz-Einfassung 3 unterworfen werden kann. Eine Gummidichtung oder Abdichtung 61 ist an einem Ende des Hinterkammergehäuses 6 angebracht, um eine flüssigkeitsfeste Abdichtung zwischen einer Innen wand der Referenz-Einfassung 3 und der Hinterkammer 70 her zustellen, wenn das Hinterkammergehäuse 6 gegen die Innen wand der Referenz-Einfassung 3 gedrückt wird.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen eine sechste Ausführungs form der volumetrischen Meßvorrichtung 1, die einen zylin drischen Durchgang oder Durchlaß 62 enthält, um eine Druck veränderung, die durch den Lautsprecher 4 erzeugt wird, in den Kraftstofftank 2 zu übertragen. Der Durchlaß 62 weist eine vorgegebene Länge L auf, die sich nach unten von dem Boden der Referenz-Einfassung 3 weg erstreckt, und stellt eine Verbindung zwischen der Referenz-Einfassung 3 und dem Kraftstofftank 2 über das Ausbreitungsloch 28 her. Das Leckageloch 29 ist in dem Diaphragma des Lautsprechers 4 gebildet.

Die Referenz-Einfassung 3 wird dann hermetisch abge dichtet, außer einem Teil, der mit dem Kraftstofftank 2 über den Durchlaß 62 in Verbindung steht. Dies hält - wie in Fig. 14 zu sehen ist - die Oberfläche des flüssigen Kraft stoffs, der in dem Kraftstofftank 2 gelagert ist, davon ab, in die Referenz-Einfassung 3 einzutreten, selbst wenn es den Boden des Durchlasses 61 oberhalb erreicht.

Die Länge L des Durchlasses 62 kann in folgender Weise bestimmt werden:

Eine Höhe x des Kraftstoffes, der den Durchlaß 62 durchtritt, wird anfänglich unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt.

Aus dem Ausgleich des statischen Druckes ist

S · x/Vc = p · g · h

Daraus folgt

x = p · g · h · Vc/S (15)

wobei g eine Beschleunigung ist, die auf den Kraftstoff einwirkt, S eine Querschnittsfläche des zylindrischen Durchgangs 62, h eine Höhe zwischen einer vorgegebenen Ma ximalhöhe des Kraftstoffes und dem unteren Ende des zylin drischen Durchgangs 62 ist, und p ein spezifisches Gewicht des Kraftstoffes ist, der in dem Kraftstofftank 2 gelagert wird.

Als nächstes wird die Länge des zylindrischen Durch gangs 62 so bestimmt, um so der Beziehung L x + a + b zu genügen, wobei a eine Änderung in der Höhe des Kraftstoffes ist, die durch dessen Maximalneigung verursacht wird und b ist eine Niveauänderung des Kraftstoffes, die durch Schwin gungen der Oberfläche des Kraftstoffes und/oder des Kraft stofftankes 2 hervorgerufen wird.

Wenn die Oberfläche des Kraftstoffes in dem Kraftstoff tank - wie in Fig. 14 gezeigt - oberhalb des unteren Ende des zylindrischen Durchganges 62 liegt, wird ein unterhalb des Diaphragmas des Lautsprechers 4 ausgebildeter Raum durch die Oberfläche des Kraftstoffes eingeschlossen, um eine kleine Kavität zu bilden, welche das Diaphragma hinsichtlich des Schwingens einschränkt, so daß die Druckänderung Pc inner halb der Referenz-Einfassung 2, die durch den Drucksensor nachgewiesen wird, erniedrigt wird. Wenn zusätzlich die Oberfläche des Kraftstoffes, der - wie in Fig. 15 gezeigt - oberhalb dem unteren Ende des zylindrischen Durchlasses 62 liegt, nach und nach zunimmt, erfährt die Druckänderung Pc in der Referenz-Einfassung 3 eine Veränderung entsprechend - wie in Fig. 16 gezeigt - einem Intervall D zwischen der Oberfläche des Kraftstoffes und dem unteren Ende des zylin drischen Durchlasses 62.

Wenn dementsprechend die Druckänderung Pc in der Referenz-Einfassung 3, die durch den Drucksensor 5 nachgewiesen wird, kleiner - wie in Fig. 16 gezeigt - als ein Schwellen wert P1 wird, schließt der volumetrische Meßschaltkreis 13 dieser Ausführungsform daraus, daß die Oberfläche des Kraftstoffes im Kraftstofftank 2 oberhalb des unteren Endes des zylindrischen Durchlasses 62 liegt, und teilt dem Kraftfahrzeugfahrer über die Anzeige 57 mit, daß der Kraft fahrzeugtank 2 gefüllt ist.

Wie unten detaillierter beschrieben wird, kann entspre chend der Gestaltung des zylindrischen Durchlasses eine durch die durchgezogene Linie in Fig. 16 angedeutete Verän derung in der Druckänderung Pc eine durch eine unterbro chene Linie angedeutete Veränderung erfahren, so daß die Druckänderung Pc nicht kleiner als der Schwellenwert P1 wird, falls der Kraftstofftank 2 aufgefüllt ist. Es ist dann schwierig mit großer Genauigkeit zu bestimmen, ob der Kraftstofftank gefüllt ist oder nicht. Dies wird durch das Resonanzphänomen eines Schwingungssystems verursacht, das eine Schwingung einer Frequenz erzeugt, die durch eine Masse (m) des Kraftstoffes, der in den zylindrischen Durch gang 62 bis zu der Höhe x eingetreten ist, einer Federkon stante von Luft (ksr) des Ausbreitungslochs 28 (d. h., ein eingeschlossener Raum, der durch die Oberfläche des Kraft stoffes innerhalb des zylindrischen Durchlasses 62 und des Diaphragmas des Lautsprechers 4 festgelegt ist) und einer mechanischen Federkonstante (ksp) des Diaphragmas des Laut sprechers 4 bestimmt, die nahe an der Betriebsfrequenz des Lautsprechers 4 gesetzt ist. Es ist von daher ratsam, daß Schwingungssystem so zu gestalten, daß es nicht mit der Be triebsfrequenz des Lautsprechers 4 in Resonanz tritt. Die Resonanzfrequenz ω des Schwingungssystems kann durch fol gende Beziehung entsprechend einer Bewegungsgleichung be schrieben werden:

Von daher ist anzumerken, daß die Resonanzfrequenz ω des Schwingungssystems als Funktion der Masse (m) des Kraftstoffes, der in den zylindrischen Durchlaß 62 bis zu einer Höhe x eintritt, der Federkonstante von Luft (ksr) des Ausbreitungslochs 28, und der mechanischen Federkon stante (ksp) des Diaphragmas des Lautsprechers 4 ausge drückt wird. Der Nachweis des Volumens des Kraftstoffes, mit dem der Kraftstofftank 2 gefüllt wird, wird deshalb einhergehen mit dem Eliminieren des Resonanzphänomens des Schwingungssystems, in dem jeweils diese Parameter auf ge eignete Werte gesetzt werden.

Fig. 18 und 19 zeigen eine siebte Ausführungsform einer volumetrischen Meßvorrichtung 1. Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau der volumetrischen Meßvorrichtung 1 darstellt. Fig. 19 ist eine seitliche Schnittansicht, die entlang der Linie I-I in Fig. 18 vorge nommen wurde.

Die volumetrische Meßvorrichtung 1 dieser Ausführungs form unterscheidet sich von derjenigen in den oben be schriebenen Ausführungsformen darin, daß der Lautsprecher und der volumetrische Meßbausatz 8 beide am Boden der Refe renz-Einfassung 3 angeordnet sind, und die Steuereinheit 14 und die Referenz-Einfassung 3 als eine Einheit ausgestaltet sind.

Ein Hauptflansch 94 und ein metallischer Flansch sind - wie in Fig. 18 gezeigt - über eine Dichtung 92 aneinander befestigt, in dem Bolzen 26 in Schrauben oder Halter 90 be festigt werden, die an einer oberen Oberfläche des Kraft stofftank 2 befestigt sind. Eine Schaltungsabdeckung 56 der Steuereinheit 14 ist auf dem metallischen Flansch 95 befe stigt oder geschweißt, um eine Steuereinheitskammer 100 festzulegen. Der Hauptflansch 94 isoliert die Steuerein heitskammer 100 von einem Innenraum der Referenz-Einfassung 3. Der metallische Flansch 95 dient als eine Wärmesenke des Leitungselements 104, was später beschrieben wird.

Auf dem Boden der Referenz-Einfassung 3 sind der Laut sprecher 4 und der volumetrische Meßbausatz 8 in Reihe an geordnet. Eine Leiterplatte 102 und die Leistungs- bzw. Spannungselemente 104 sind innerhalb der Steuereinheitskam mer 100 angeordnet. Die Leistungselemente 104 bilden den Lautsprecherantrieb 11, um den Lautsprecher 4 zu betreiben. Die Leiterplatte 102 hat unterschiedliche elektrische Teile 108 und eine integrierte Schaltung 110 darauf befestigt, welche den Öffnungs- oder Schließeinheitsregler 12 und den volumetrischen Meßschaltkreis 13 bildet.

Anschlußpunkte 106 sind auf dem Hauptflansch 94 befe stigt, welche die Referenz-Einfassung 3 mit der Steuerein heit 14 elektrisch verbinden. Über die Anschlußpunkte 106 und Bleidrähte 15 werden der Lautsprecher 4 und der volume trische Meßvorsatz 8 jeweils mit den Leistungselementen 104 und der Leiterplatte 102 verbunden.

Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, verkleinert ein Aufbau des Lautsprechers 4 und des volumetrischen Meß bausatzes 8 am Boden der Referenz-Einfassung 3 eine verti kale Länge der Referenz-Einfassung 3, die in dem Kraft stofftank 2 angeordnet ist, um einen breiten Bereich des Volumennachweises innerhalb des Kraftstofftankes 2 zu er zielen. Diese Anordnung ermöglicht zusätzlich ein leichte res Zusammenfügen des volumetrischen Meßbausatzes 8 als es in den oben genannten Ausführungsformen der Fall ist, bei denen es an einer Seitenwand der Referenz-Einfassung 3 be festigt ist.

Eine geschlossene Anordnung der Leiterplatte 102 mit dem Hauptflansch 92, der eine obere Wand der Referenz-Einfassung 3 ausbildet, eliminiert ferner den Einfluß der Rauschkomponenten, die bei den Signalübertragungsleitungen auftreten, welche sich von dem volumetrischen Meßbausatz 8 zum genauen Nachweis des Volumens des innerhalb des Kraft stofftankes 2 gelagerten Kraftstoffes erstreckt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 20 ist dort eine abgeänderte Form der Öffnungs- und Schließeinheit 7 des volumetrischen Meßbausatzes 8 entsprechend einer achten Ausführungsform gezeigt.

Die Öffnungs- und Schließeinheit 7 dieser Ausführungs form unterscheidet sich von der ersten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform darin, daß ein Endabschnitt des Ankers 35 mit einer Erstreckung mit kleinem Durchmesser gebildet ist, dessen Ende abgeschrägt ist, um einen Konus 116 zu bilden, wobei eine Seitenwand 114 des Gehäuses einen konischen Ab schnitt 118 aufweist, der sich nach außen wölbt, um so der Kontur des Konus 116 zu folgen.

Wenn der Magnet 34 bei der ersten oben genannten Aus führungsform von dem Öffnungs- und Schließeinheitsregler 12 aktiviert wird, wird er den Anker 35, der durch eine her vorgerufene magnetische Kraft angetrieben ist, veranlassen gegen die Federkraft der Feder 36 zu wirken, wodurch das Ende 112 des Ankers 35 zum Öffnen der Verbindungsstelle 35 mit der Seitenwand 114 in Eingriff gebracht wird, so daß ein unangenehmes mechanisches Geräusch erzeugt wird.

Wenn der Magnet 34 bei dieser Ausführungsform aktiviert wird, um die Verbindungsstelle 35 zu öffnen, stößt die ab geschrägte Oberfläche des Konuses 116 des Ankers 35 an die innere abgeschrägte Wand des konischen Abschnittes 118 an, so daß der Zusammenstoß vermindert wird. Eine Anziehung, die auf den Anker 35 einwirkt und welche durch den Magnet 34 erzeugt wird, wird - wie in Fig. 21 gezeigt - in der Regel vermindert, sobald sich der Anker der Seitenwand 114 nä hert. Eine Anziehung, die mit dieser Ausführungsform er zeugt wird, wird kleiner als diejenige der ersten Ausfüh rungsform, und zwar unmittelbar bevor der Anker 35 mit der Seitenwand 114 zusammenstößt, so daß das mechanische Ge räusch erniedrigt wird.

Die Abnahme des mechanischen Geräusches wird zusätzlich ebenfalls mit der Gestaltung der Schaltung erreicht. Insbe sondere wird durch Anordnen eines Kondensators zwischen dem Schalter, der entsprechend einem Befehl von der CPU 46 be triebsfähig ist, und der Öffnungs- und Schließeinheit 7 der Anstieg der Spannung nach Betätigen des Schalters 48 gemä ßigt, wodurch das mechanische Geräusch vermindert wird, nachdem der Anker 35 der Seitenwand 114 zusammengestoßen ist.

Fig. 22 zeigt eine abgeänderte Form der Steuereinheit 14 entsprechend einer neunten Ausführungsform, die so ge staltet ist, den Lautsprecher 4 zu betätigen, indem ein Ausgangssignal aus der CPU 46 ohne Verwendung des Oszilla tors 46 - wie in der ersten Ausführungsform eingesetzt -, verwendet wird, um eine Schwingfrequenz mit hoher Genauig keit zu erzeugen, und um eine Funktion des Phasendetektors 45 mit der CPU 46 herzustellen, um eine Schaltungsanordnung mit geringen Kosten zu realisieren.

Die CPU 46 dieser Ausführungsform stellt ein vorgegebe nes Wellensignal dem Bandpassfilter 122 zur Verfügung. Der Bandpassfilter 122 beseitigt davon Hochfrequenzkomponenten und stellt es dem Leistungsverstärker 42 zur Verfügung. Der Leistungsverstärker 42 verstärkt das von den Hochfrequenzen befreite Signal und stellt es dem Lautsprecher 4 zur Verfü gung. Zusätzlich wird ein Signal, das von dem Drucksensor 5 ausgegeben wird, durch den Vorverstärker 43 verstärkt und dann zu dem Bandpassfilter 44 gesendet, um eine Rauschfre quenz zu beseitigen, die anders ist als die Frequenzen, die von der CPU 46 erzeugt werden. Das von dem Rauschen befrei te Signal wird dann in die CPU 46 über einen Verstärkungs- Umschalt-Verstärker 120 eingegeben, um die Volumen des Ga ses und des Kraftstoffes innerhalb des Kraftstofftankes 2 zu bestimmen. Es soll hervorgehoben werden, daß die Öff nungs- und Schließeinheit 2 die gleiche ist wie in der er sten Ausführungsform.

Es ist allgemein möglich, daß ein Wellensignal, das zum Betreiben eines Lautsprechers vorgesehen ist, in ein Im pulssignal übersetzt wird, das einen vorgegebenen Tastgrad ("duty-cycle") aufweist, indem eine Sinuswelle beispiels weise δ-Σ moduliert wird bzw. indem eine δ-Σ-Modulation ei ner Sinuswelle ausgeführt wird. Die CPU 46 dieser Ausfüh rungsform erzeugt so ein Pulssignal, daß direkt auf einem darin erzeugten Takt basiert.

Ferner stellt die CPU 46 eine Funktion des Phasendetek tors 45 dar, der in der ersten Ausführungsform eingesetzt wurde, welche im folgenden beschrieben wird.

Fig. 23 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung eines Phasendetektors 45, der in die CPU 46 eingearbeitet ist. Die Fig. 24(a) bis (d) stellen eine Betriebsfunktion des Phasendetektors 45 dar.

Der Phasendetektor 45 enthält einen Frequenzumwandler 124 und einen Tiefpassfilter 126. Zu dem Frequenzumwandler 124 werden ein Signal A, das von dem Drucksensor 45 über den Verstärkungsumschaltverstärker 120 ausgegeben wird, und ein Referenzsignal B, das mit einer Betriebsfrequenz des Lautsprechers 4 synchronisiert ist, eingegeben. Ein Aus gangssignal 10 des Frequenzumwandlers 124 wird auf den Tiefpassfilter 126 eingegeben.

Der Frequenzumwandler 124 multipliziert während des Be triebs des Phasendetektors 45 vorerst das Signal A - wie in Fig. 24(a) gezeigt - mit dem Referenzsignal B - wie in Fig. 24(b) gezeigt -, um ein frequenzumgewandeltes Gleichstrom- Signal bzw. DC-Signal C zu erhalten - wie in Fig. 24(c) ge zeigt -. Dieses DC-Signal wird dann durch den Tiefpassfilter 126 hindurchgeführt, um ein Signal D zu erzeugen - wie in Fig. 24(d) gezeigt -, welches zur Bestimmung des Volumes des Kraftstoffes innerhalb des Kraftstofftankes 2 verwendet wird.

Ein Betriebswellensignal für die Lautsprecher 4 kann dem Bandpassfilter 222 über beispielsweise einen A/D-Um wandler, der in der CPU 46 zusätzlich zu einem Pulssignal - wie oben beschrieben - zur Verfügung gestellt werden, das auf einem Takt basierend in der CPU 46 erzeugt wird.

Ein Maximalverhältnis des Ausgangs des Drucksensors 45 wird in der Größe von 1000 : 1 erreicht, wenn die Verbin dungsstelle 21 durch die Öffnungs- und Schließeinheit 7 ge öffnet wird, zu dem Fall, wenn die Verbindungsstelle 31 ge schlossen wird. Das Verstärken beider Ausgangssignale des Drucksensors 5 mit der gleichen Verstärkung erfordert dann, daß ein beträchtlicher breiter dynamischer Bereich der CPU 46 zur Verfügung gestellt wird, um die verstärkten Aus gangssignale zu empfangen. Jedoch erlaubt bei dieser Aus führungsform die Verwendung des Verstärkungs-Umschalt-Ver stärkers 120 der CPU 46 einen verkleinerten dynamischen Be reich zu haben. Dementsprechend ist es möglich, hochgenaue volumetrische Messungen über eine A/D-Umwandler zu erzie len, der eine kleine Anzahl von Bits hat.

Die Verwendung einer einheitlichen Struktur, die aus dem Vorverstärker 43, dem Bandpassfilter 44 und der Ver stärkungs-Umschalt-Verstärkung 120 zusammengesetzt ist, eliminiert den Einfluß der Verschlechterung des Hochver stärkers 43 und des Anpassfilters 44 als Ergebnis von Alte rung, Temperaturänderungen oder Gestaltungsfehler, die in der CPU 46 auf die Berechnung eines Verhältnisses der Aus gänge des Drucksensors 5 einwirken, die berechnet werden, wenn die Verbindungsstelle 35 geöffnet wird und wenn sie geschlossen wird, um das Volumen des Kraftstoffes der in nerhalb des Kraftstofftankes 2 gelagert wird, zu bestimmen.

Wenn die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevor zugten Ausführungsformen offenbart wurde, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte hervorgehoben wer den, daß die Erfindung in unterschiedlichen Formen ausge führt werden kann, ohne die Prinzipien der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung sollte deshalb dahingehend ver standen werden, alle möglichen Ausführungsformen und Modi fikationen zu den gezeigten Ausführungsformen zu beinhal ten, die ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der Erfindung entsprechend den unten angegebenen abhängigen An sprüchen zu verlassen. Zusätzlich zu der Messung des Gasvo lumens in dem Kraftstofftank 2, um das Volumen des darin gelagerten Kraftstoffes zu bestimmen, ist es zusätzlich nö tig, das Gasvolumen, das beispielsweise einen konventionel len Tank oder eine Raum ausfüllt, zu messen, solange er im wesentlichen hermetisch abgedichtet ist.

Zusätzlich kann - wie in Fig. 17 gezeigt - der Lautspre cher, der als volumenändernde Einrichtung fungiert, alter nativ außerhalb der Referenz-Einfassung 2 installiert wer den, um eine Druckveränderung innerhalb der Referenz-Erfas sung 3 zu erzeugen.

Während bei den oben aufgeführten Ausführungsformen die Referenz-Einfassung 3 an dem inneren oberen Ende des Kraft stofftankes 2 installiert ist, ist es ferner möglich, es anderweitig zu plazieren beispielsweise an der Seitenwand des Kraftstofftankes 2, wobei das Gasvolumen in dem Kraft stofftank 2 gemessen werden kann.

Vielmehr kann der Lautsprecher 4 alternativ so durch eine andere geeignete volumenändernde Einrichtung ersetzt werden, die beispielsweise einen Zylinder enthält, der mit der Referenz-Einfassung 3 und dem Kraftstofftank 2 in Verbin dung steht, wobei ein Kolben so angeordnet ist, um sich in nerhalb des Zylinders hin- und herzubewegen.

Claims

1. Volumetrische Meßvorrichtung zum Messen des Volumens eines vorgegebenen Materials, das innerhalb eines Be hälters gelagert ist, mit
einer Referenz-Einfassung, die innerhalb des Behälters angeordnet ist und darin eine Referenz-Kavität mit ei nem vorausgewählten Volumen festlegt;
einer Druckausgleichs-Einrichtung, um die statischen Drücke in dem Behälter und der Referenz-Einfassung mit einander auszugleichen;
einer einen Druckunterschied erzeugenden Einrichtung, um eine Druckdifferenz zwischen den Drücken im Behälter und in der Einfassung zu erzeugen;
einem Drucksensor mit einem druckempfindlichen Element, das innerhalb sowohl des Behälters als auch der Refe renz-Einfassung frei zu gänglich ist, wobei das druck empfindliche Element auf einen darauf angelegten Druck empfindlich ist, um ein hierfür indikatives Signal zur Verfügung zu stellen;
einer Sensor-Modus-Umschalt-Einrichtung, um eine Be triebsfunktion des Drucksensors zwischen einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus umzu schalten, wobei der erste Betriebsmodus derart ist, daß das druckempfindliche Element des Drucksensors auf die Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der Referenz- Einfassung empfindlich ist, und der zweite Betriebsmo dus derart ist, daß das druckempfindliche Element des Drucksensors lediglich auf einen Druck entweder im Be hälter oder in der Referenz-Einfassung empfindlich ist;
einer Steuereinheit, um die Betriebsfunktionen der ei nen Druckunterschied erzeugenden Einrichtung und der Sensor-Modus-Umschalt-Einrichtung im ersten und zweiten Betriebsmodus zu steuern, wobei der erste Steuermodus derart ist, daß die einen Druckunterschied erzeugende Einrichtung den Druckunterschied zwischen dem Behälter und dem Referenz-Hohlraum erzeugt und die Sensor-Modus- Umschalt-Einrichtung den Drucksensor in dem ersten Be triebsmodus aktiviert, um ein erstes für den Druckun terschied indikatives Sensorsignal zur Verfügung zu stellen, und der zweite Steuermodus derart ist, daß die einen Druckunterschied erzeugende Einrichtung den Druckunterschied erzeugt und die Sensor-Modus-Umschalt- Einrichtung den Drucksensor in dem zweiten Betriebsmo dus aktiviert, um ein zweites für den Druck in einem des Behälters und der Referenz-Einfassung indikatives Sensorsignal zur Verfügung zu stellen; und
einer das Volumen bestimmenden Einrichtung, um das Vo lumen eines vorgegebenen innerhalb des Behälters gela gerten Materials auf der Basis des ersten Sensorsignals und des zweiten Sensorsignals zu bestimmen, das von dem Drucksensor zur Verfügung gestellt ist.

2. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Volumen bestimmende Ein richtung das Volumen des vorgegebenen Materials auf der Basis eines Verhältnisses der Ausgangswerte des ersten und zweiten Sensorsignals bestimmt.

3. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-Modus-Umschalt-Einrich tung ein Abdeckteil, das so geformt ist, um darin ein vorausgewähltes Volumen festzulegen, und eine Öffnungs- und Schließeinrichtung enthält, wobei das Abdeckteil ein darin angeordnetes druckempfindliches Element des Drucksensors aufweist, und die Öffnungs- und Schließ einrichtung das Abdeckteil selektiv öffnet und schließt, um die ersten und zweiten Betriebsmoden des Drucksensors festzulegen.

4. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vorausgewählte Volumen in dem Abdeckteil festgelegt ist, um so einen Fehler bei der Bestimmung des Volumens des vorgegebenen Materials in nerhalb des Behälters aufzuheben, der durch die Varia tion des statischen Innendrucks des Behälters hervorge rufen wird.

5. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Volumen bestimmende Ein richtung das Volumen Vf des vorgegebenen innerhalb des Behälters gelagerten Materials gemäß der folgenden Gleichung bestimmt wird: Vf=Va - Vc·|Pc|/|Pt|wobei Va ein Volumen in dem Behälter ist, Vc ein Volu men in der Referenz-Einfassung ist, Pc eine Druckände rung in der Referenz-Einfassung ist, und Pt eine Druck änderung in dem Behälter ist.

6. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil eine Verbindungs stelle aufweist, die eine Verbindung zwischen dem druckempfindlichen Element des Drucksensors und einem Innenraum entweder des Behälters oder der Referenz-Ein fassung festgelegt, wobei die Öffnungs- und Schließein richtung auf ein Steuersignal von der Steuereinheit reagieren, um selektiv die Verbindung aufzubauen und zu blocken, mit der Vorraussetzung, daß der Drucksensor den ersten und zweiten Betriebsmodus einnimmt.

7. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Druckunterschied erzeu gende Einrichtung innerhalb der Referenz-Einfassung an geordnet ist und eine Schwingung innerhalb des Behäl ters erzeugt, um ein Volumen in dem Behälter zu verän dern, und bei dem der Drucksensor eine Druckänderung in dem Behälter in dem zweiten Betriebsmodus nachweist.

8. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Druckunterschied erzeu gende Einrichtung mit einem akustischen Lautsprecher versehen ist, der ein Diaphragma aufweist, das in Rich tung des Behälterbodens gerichtet ist und eine voraus gewählte Schwingungsfrequenz innerhalb des Behälters über ein Ausbreitungsloch überträgt, das im Behälterbo den ausgebildet ist, um eine Druckänderung im Behälter zu erzeugen.

9. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Einfassung eine erste Kammer und eine zweite Kammer enthält, wobei die zweite Kammer an der äußeren Bodenwand der ersten Kammer ange ordnet ist und mit der ersten Kammer und einem Innen raum des Behälters jeweils über eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung in Verbindung steht, und ferner ein Schwimmteil mit einem spezifischen Gewicht aufweist, das kleiner als das des vorgebenen Materials ist, um die zweite Öffnung zu blockieren, wenn das vorgegebene Material ein vorgegebenes Niveau in dem Behälter er reicht hat.

10. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene in dem Behälter ge lagerte Material flüssig ist, und ferner eine Kapillar einheit aufweist, um einen Teil der auf dem Boden der Referenz-Einfassung angesammelten Flüssigkeit zur Ver dampfung zu einem Heizelement des Lautsprechers anzu ziehen und zuzuführen.

11. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Einfassung ein Innen gehäuse, das innerhalb des Behälters angeordnet ist, und ein Außengehäuse aufweist, das außerhalb des Behäl ters angeordnet ist und mit dem Innengehäuse in Verbin dung steht.

12. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Druckunterschied erzeu gende Einrichtung, der Drucksensor und die Sensor-Mo dus-Umschalt-Einrichtung innerhalb des Innengehäuses angeordnet ist.

13. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse der Referenz-Ein fassung mit dem Außengehäuse über eine in dem Behälter ausgebildete Öffnung in Verbindung steht, wobei das Au ßengehäuse ein Durchgangsloch aufweist, durch das hin durch ein Bolzen eingeführt wird, um das Außengehäuse an einer oberen Oberfläche des Behälters zu befestigen.

14. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Einfassung eine in der Bodenwand darin ausgebildete Öffnung aufweist, um ein Teil des vorgegebenen am Boden angesammelten Materials in den Behälter zurückzuführen.

15. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element des Drucksensors eine Oberfläche aufweist, die vertikal zu der Referenz-Einfassung ausgerichtet wird.

16. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Einfassung aus einem zylindrischen Teil hergestellt ist, das eine auf einer Seitenwand ausgebildete flache Oberfläche aufweist, um einen volumetrischen Meßbausatz anzubringen, der aus dem Drucksensor und der Sensor-Modus-Umschalt-Einrich tung zusammengestellt ist.

17. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Einfassung eine Hoh lerstreckung bzw. ein hohler Fortsatz, der sich nach außen eines Bodens davon erstreckt und mit dem Innen raum des Behälters in Verbindung steht, wobei die Hoh lerstreckung einen eingeschlossenen Bereich ausbildet, der durch eine Oberfläche des vorgegebenen Materials festgelegt ist, wenn die Verbindung mit dem Innenraum des Behälters und die einen Druckunterschied erzeugen den Einrichtung geblockt wird, welche innerhalb der Re ferenz-Einfassung angeordnet ist, um einen Innendruck des Referenz-Hohlraums, der durch den Drucksensor nach gewiesen wird, unterhalb eines vorgegebenen Schwellen werts zu erniedrigen, wobei die volumetrische Bestim mungseinrichtung bestimmt, daß der Behälter mit einem vorgegebenen Material gefüllt ist, wenn der Innendruck, der durch den Drucksensor nachgewiesen wird, kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist.

18. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlerstreckung eine Länge auf weist, die so bestimmt wird, um folgender Beziehung zu genügen: Lx+a+bwobei a eine Nivauveränderung des vorgebenen Materials innerhalb des Behälters ist, die durch dessen Maximal neigung innerhalb des Behälters hervorgerufen wird, b ist eine Nivauveränderung des vorgegebenen Materials, die durch die Schwingungen der Oberfläche des vorgege benen Materials hervorgerufen wird, und x durch die Be ziehung x=p·g·h·Vc/S gegeben ist, wobei g eine auf das vorgegebene Material einwirkende Beschleunigung ist, h ist eine Höhe zwischen einer voraus gewählten Maximalhö he des vorgegebenen Materials innerhalb des Behälters und ein unteres Ende der Hohlerstreckung, p ist ein spezifisches Gewicht des vorgegebenen Materials, und Vc ist das vorgebenen Volumen des Referenz-Hohlraums.

19. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlerstreckung so gestaltet ist, um eine Resonanzfrequenz ω zu haben, die unter schiedlich zu einer Vibrationsfrequenz der einen Druck unterschied erzeugende Einrichtung ist, und durch fol gende Beziehung bestimmt wird: wobei m eine Masse des vorgegebenen Materials ist, ksr eine Federkonstante von Luft eines eingeschlossenen Ab schnitts der Hohlerstreckung ist, und ksp ist eine me chanische Federkonstante einer Vibrationen erzeugende Einrichtung der einen Druckunterschied erzeugenden Ein richtung.

20. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit enthält eine Lei terplatte, wobei der Drucksensor und die Sensor-Modus- Umschalt-Einrichtung innerhalb eines volumetrischen Meßbausatzes eingearbeitet ist, der innerhalb der Refe renz-Einfassung angeordnet ist, wobei die Schaltplatte oberhalb des volumetrischen Meßbausatzes befestigt wird.

21. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Einfassung eine Öff nung aufweist, die durch das Flanschteil verschlossen wird, welches an eine obere Außenoberfläche des Behäl ters befestigt wird, wobei die Leiterplatte an dem Flanschteil befestigt wird.

22. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs- und Schließeinrich tung ein Gehäuse enthält, das eine Wand und ein beweg bares Teil aufweist, welches zum Ineinandergreifen mit der Wand des Gehäuses bewegbar ist, um die Verbindung zwischen dem druckempfindlichen Element und dem Innen raum entweder des Behälters oder der Referenz-Einfas sung herzustellen, wobei das bewegbare Teil einen sich verjüngenden Endabschnitt aufweist und die Wand des Ge häuses ein sich verjüngendes Buckelteil aufweist, um den sich verjüngenden Endabschnitt des bewegbaren Teils aufzunehmen, wenn die Verbindung hergestellt ist.

23. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Phasende tektor enthält, der eine Ausgangssignalkomponente ex trahiert, welche von dem Drucksensor mit einer Frequenz ausgegeben wird, die zum Betrieb der einen Druckunter schied erzeugende Einrichtung erzeugt wird, und der die extrahierte Signalkomponente an die ein Volumen bestim mende Einrichtung ausgibt.

24. Volumetrische Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Phasende tektor enthält, der das Sensorsignal von dem Drucksen sor mit einem Signal kombiniert, das mit der Frequenz der Schwingung synchronisiert wird, die von der einen Druckunterschied erzeugenden Einrichtung erzeugt wird, um ein Gleichstrom-Signal an die ein Volumen bestim mende Einrichtung zur Verfügung zu stellen.