DE 000003003827 T1

Patentansprüche

1. Sensor zur Bestimmung des Oberflächen- oder Grenzflächenniveaus eines Materials, wobei der Sensor folgendes umfasst:
einen Impulsgenerator (46) zum Erzeugen elektrischer Sendeimpulse;
einen Führungsdraht (14 ), der zumindest teilweise in das Material versenkt ist;
einen Leiter (19, 21), der den Impulsgenerator (46) und den Führungsdraht (14) elektrisch koppelt, wobei der Leiter (19, 21) die Sendeimpulse derart übermittelt, dass die Sendeimpulse zumindest teilweise von der Oberfläche oder Grenzfläche reflektiert und in entsprechende elektrische reflektierte Impulse umgesetzt werden;
eine Abtast-Halte-Schaltung (50), die zum Abtasten der genannten reflektierten Impulse mit dem Leiter (19, 21) verbunden ist; und
eine Einrichtung zum Bestimmen einer zeitlichen Verzögerung zwischen den genannten übermittelten und reflektierten Impulsen zum Erzeugen des Oberflächen- oder Grenzflächenniveaus.

2. Sensor nach Anspruch 1, wobei der Führungsdraht (14) die Sendeimpulse zu dem Material als geführte elektromagnetische Nahfeldwellen (EM-Wellen) leitet.

3. Sensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor ferner folgendes umfasst:
einen Impulsfolgeintervallgenerator (40), der mit dem Impulsgenerator (46) verbunden ist;
einen Differenzkondensator (48), der mit dem Impulsgenerator (46) verbunden ist;
einen Endwiderstand (51), der von dem Differenzkondensator (48) mit der Erde verbunden ist, wobei der Leiter (19, 21) ein erstes Ende aufweist, das mit dem Differenzkondensator (48) und dem Endwiderstand (51) verbunden ist, und mit einem zweiten Ende, das mit dem Führungsdraht (14) verbunden ist;
einen Rampenverzögerungsgenerator (53) mit einem ersten Eingang, der mit dem Impulsfolgeintervallgenerator verbunden ist;
einen Verzögerungsimpulsgenerator (55), der mit dem Rampenverzögerungsgenerator (53) verbunden ist; und
einen Verzögerungsimpuls-Differenzkondensator (57), der mit dem Verzögerungsimpulsgenerator (55) verbunden ist sowie mit dem zweiten Eingang der Abtast-Halte-Schaltung (50).

4. Sensor nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Abtast-Halte-Schaltung (50) um eine Abtast-Halte-Schaltung mit hoher Eingangsimpedanz handelt.

5. Sensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensor ferner eine mit dem genannten Leiter verbundene Trägerplatte (18) umfasst.

6. Sensor nach Anspruch 5 in Abhängigkeit von Anspruch 2, wobei
der genannte Impulsgenerator (46) Teil eines Transceivers (12) ist;
wobei die genannte Trägerplatte (18) als Sendeerdungsplatte fungiert und dabei hilft, die genannten elektrischen Impuls als geführt elektromagnetische Nahfeldwellen (EM-Wellen) abzugeben, wobei sich die genannten EM-Wellen entlang des genannten Führungsdrahtes ausbreiten;
wobei sich die genannten reflektierten EM-Wellen zurück entlang des genannten Führungsdrahtes in Richtung der genannten Trägerplatte (18) ausbreiten, wobei die genannte Trägerplatte (18) als Empfangserdungsplatte fungiert, und wobei von dort die genannten reflektierten EM-Wellen als reflektierte Impulse zu dem genannten Transceiver (12) übermittelt werden; und
wobei der genannte Transceiver (12) als die genannte Einrichtung zum Bestimmen einer zeitlichen Verzögerung zwischen den genannten übermittelten und reflektierten Impulsen zum Erzeugen des Oberflächen- oder Grenzflächenniveaus fungiert.

7. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die genannte Abtast-Halte-Schaltung (50) einen Haltekondensator (59) und eine Diode (52) umfasst.

8. Verfahren zum Bestimmen des Oberflächen- oder Grenzflächenniveaus eines Materials, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
Erzeugen elektrischer Sendeimpulse entlang eines Führungsdrahtes (14), der zumindest teilweise in dem Material versenkt ist, wobei die Sendeimpulse so geleitet werden, dass sie zumindest teilweise von der Oberfläche oder Grenzfläche reflektiert und in entsprechende elektrische reflektierte Impulse umgesetzt werden;
direktes Abtasten der genannten reflektierten Impulse; und Bestimmen einer zweiten Verzögerung zwischen den genannten übermittelten und reflektierten Impulsen zum Erzeugen des Oberflächen- oder Grenzflächenniveaus.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren ferner folgendes umfasst:
Vorsehen einer Sendeerdungsplatte, die dabei hilft, die elektrischen Sendeimpulse als geführte elektromagnetische Nahfeldwellen (EM-Wellen) abzugeben;
Vorsehen einer Empfangserdungsplatte, die dabei hilft, die elektrischen reflektierten Impulse as EM-Wellen zu reflektieren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner folgendes umfasst:
Vorsehen einer Trägerplatte (18), wobei die genannte Trägerplatte (18) sowohl als die genannte Sendeerdungsplatte als auch als die genannte Empfangserdungsplatte fungiert.

11. Sensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor ferner eine Exponentialbereichs-Verzögerungsschaltung (53, 55, 57) zur Regelung der Zeitsteuerung der zu der Abtast-Halte-Schaltung (50) übermittelten Impulse umfasst.

12. Sensor nach Anspruch 11, wobei die genannte Exponentialbereichs-Verzögerungsschaltung eine RC-Verzögerungsschaltung aufweist, die eine Exponentialverzögerungsfunktion vorsieht.

13. Sensor nach Anspruch 11, wobei die genannte Exponentialbereichs-Verzögerungsschaltung ferner eine Äquivalentzeit-Exponentialrampe aufweist, die als Abtasteingang für die genannte RC-Verzögerungsschaltung verwendet wird, um eine linear abgetastete Verzögerungsfunktion vorzusehen.

14. Sensor nach Anspruch 11, wobei die Abtast-Halte-Schaltung einen Haltekondensator und eine Diode aufweist.

15. Sensor nach Anspruch 14, wobei jeder Torimpuls linear durch einen Bereich von Verzögerungen abgetastet wird, um es zu bewirken, dass eine abgetastete Spannung an dem Haltekondensator erscheint, bei dem es sich um eine Äquivalentzeit-Replikation der reflektierten Impulse handelt.