DE1138664B

DE1138664B - Anordnung zur Messung und Fernanzeige der Fuellhoehe des Fuellgutes in Behaeltern

Info

Publication number: DE1138664B
Application number: DEG30395A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Peters; Fritz Rittmann
Original assignee: GRIESHABER METALLWARENFAB GEB
Current assignee: GRIESHABER METALLWARENFAB GEB
Priority date: 1960-08-30
Filing date: 1960-08-30
Publication date: 1962-10-25

Description

Anordnung zur Messung und Fernanzeige der Füllhöhe des Füllgutes in Behältern Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung und Fernanzeige der Füllhöhe des Füllgutes in Behältern durch Messung der Kapazitätsänderung der Kapazität, die von der im Behälter angeordneten Sonde und dem ein Dielektrikum besitzenden Füllgut und der Behälterwandung gebildet wird im Verhältnis zu einer Festkapazität.
Es ist bekannt, diese Kapazitätsänderung in einer Brückenschaltung zu messen. Der Nachteil der Brückenschaltung ist es, daß diese z. B. von der Schaltkapazität der Leitungen abhängig ist. Man ist deshalb gezwungen, die Leitungen möglichst kurz zu wählen. Die Spannungsquelle muß demnach in unmittelbarer Nähe des Meßobjektes liegen. Das kann aber dann besonders nachteilig werden, wenn das Meßobjekt sich z. B. in explosionsgefährdeten Räumen befindet und jetzt erst wieder besondere Vorkehrungen erforderlich sind, um zu verhindern, daß durch die Spannungsquelle und eine mögliche Funkenbildung Unfälle geschehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und die Anordnung zum Messen so auszubilden, daß ein beliebig großer Abstand zwischen der Spannungsquelle und dem Meßobjekt möglich ist, ohne daß dadurdji das Meßergebnis beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, daß die beiden Kapazitäten C1/C2 in Reihe am hochohmigen Ausgang 1, 2 eines Impedanzwandlers IW liegen, an dessen niederohmigem Eingang la, lb ein Oszillator liegt.
Durch diese Anordnung wird mit einfachen Mitteln erreicht, daß der Oszillator, d. h. die Spannungsquelle, weit entfernt von der Meßstelle liegen kann, ohne daß die Übertragungsleitungen irgendwelchen Einfluß auf das Meßergebnis haben.
Es ist ferner wichtig, daß der Impedanzwandler IW, die Festkapazität Ct und ein Gleichrichter G für die Umformung der Wechseilspannung an der sich ändernden Kapazität C2 zusammengefaßt im Kopf der in das Füllgut ragenden Sonde angeordnet sind.
Diese Maßnahme gestattet die Anwendung der Meßvorrichtung in explosionsgefährdeten Räumen und Tanks, da in einem leicht abzuschließenden Kopf die genannten Teile vorhanden sind und man gewissermaßen jetzt eine Sonde mit einem Handgriff hat, die in das Füllgut gesteckt wird. Man kann diese Sonde dann stationär anbringen oder aber beweglich verwenden, wenn man dafür sorgt, daß eine der Behälterwandung entsprechende, einen anderen Kondensatorbelag bildende Fläche vorhanden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Ein stabilisierter, mit Elektrodenröhren oder Halbleitern bestückter Oszillator mit niederohmigem Ausgang la, lb speist über einen Impedanzwandler 1W einen kapazitiven Spannungsteiler, der aus einer Hintereinanderschaltung von einem festen oder fest einstellbaren Kondensator C1 und einer dielektrisch veränderlichen Meßgröße C2 gebildet wird. An dem Spannungsteiler C1/C2 liegen die Teilspannungen U1/U2. Jede dielektrische Veränderung an C2 führt zu einer Verhältnisänderung von U1/U2. Die an C2 liegende Teilspannung U2 wird gleichgerichtet und über einen Entkopplungswiderstand R als Gleichspannung U3 einer geeigneten Meßeinrichtung zugeleitet.
Durch niederohmige Heranführung der Speisewechselspannung an die Sonde und den Gleichspannungs-Meßausgang an der Sonde wird erreicht, daß die Leitungslänge zwischen Oszillator und Meßeinrichtung einerseits und der Sonde andererseits beliebig lang sein und die Leitungsverbindung aus gewöhnlichem Kabelmaterial, wie es z. B. bei der Hausinstallation gebräuchlich ist, hergestellt werden kann.
Durch Verwendung eines geeignet dimensionierten Spannungsteilers c1/c2 (Sondenkapazität/Festkapazität) ergibt sich eine der Füllhöhenänderung im Behälter proportionale lineare Meßspannung. Bei geeigneter Auslegung des Spannungsteilers C1/C2 lassen sich auch kleinste Fülihöhenänderungen im Behälter bei Füllgütern mit guten dielektrischen Eigenschaften mit großer Genauigkeit messen, was in der Praxis bei Messungen von z. B. hochwertigen Ölen, Kunststoffgranulaten und sonstigen Materialien, die infolge ihrer dielektrischen Güte nur geringe Veränderungen der Sondenkapazität hervorrufen, von größter Bedeutung ist. Der Kopfteil der Sonde, in dem die oben beschriebenen elektrischen Bauteile enthalten sind, kann räumlich sehr klein und kompakt konstruiert werden, wodurch der Einbau auch in schwer zugänglichen Behältern möglich ist. Die im Kopfteil der Sonde befindlichen Bauteile können für hohe Temperaturen ausgelegt werden, wodurch sich ein erweiterter industrieller- Anwendungsbereich ergibt. Die im Kopfteil-der Sonde und an der Sonde wirksamen Spannungen und Ströme liegen unterhalb der Eigensicherheits-Höchstgrenzwerte. Die Anordnung gewährleistet eine-sehr hohe Stabilität der Meßbereicheinstellung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Messung und Feruanzeige der Füllhöhe des Füllgutes in Behältern durch Messung der Kapazitätsänderung der Kapazität, die von der im Behälter angeordneten Sonde und dem ein Dielektrikum besitzenden Füllgut und der Behälterwandung gebildet wird im Verhältnis zu einer Festkapazität, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kapazitäten (Ci/C2) in Reihe am hochohmigen Ausgang (1, 2) eines Impedanzwandlers (lkw) liegen, an dessen niederohmigem Eingang (1 a, 1 b) ein Oszillator liegt.
2. Vorrichtung für die Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanzwandler (lW), die Festkapazität (Ci) und ein Gleichrichter (6) für die Umformung derWechselspannung an der sich ändernden Kapazität (C2) zusammengefaßt im Kopf der in das Füllgut ragenden Sonde angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 497133, 495 362, 497 123, 956290, 898 565, 891 459.