DE2531915C2

DE2531915C2 - Probe for level control of electrically conductive liquids

Info

Publication number: DE2531915C2
Application number: DE19752531915
Authority: DE
Inventors: Heino Dipl.-Ing. 2800 Bremen Zimmermann
Original assignee: Gustav F. Gerdts Kg, 2800 Bremen
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1977-01-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde des im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen lyps. Derartige Sonden erlauben einen Einsatz in urne- Überdruck stehenden Behältern. Sie zeichnen sich zugleich durch einen einfachen, fertigungsgünstigen konstruktiven Aufbau aus. Die bekannten Ausführungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß ein sich auf der Elektrode und dem Sondengehäuse niedergesi hlagener Keuchtigkeitsfilm zu einer verfälschten oder falschen Signalgabe führt.The invention relates to a probe of the preamble of the main claim specified lyps. Such probes allow use in urn overpressure Containers. At the same time, they are characterized by a simple, low-production design Construction from. The known designs, however, have the disadvantage that a is on the electrode and moisture film deposited on the probe housing leads to falsified or incorrect signaling.

Bei Sonden anderen konstruktiven Aufbaus (DT-PS 915For probes with a different design (DT-PS 915

22 04 805) ist es bekannt, einer durch besagten Feuchtigkeitsfilm verursachten falschen Signalgabe durch Anordnung einer Kompensationselektrode vorzubeugen. Auf Grund der abweichenden Ausbildung des Isohitionskörpers ist die dortige konstruktive Lösung jedoch nicht bei Sonden des eingangs genannten Typs anwendbar.22 04 805) it is known to cause false signaling caused by the said film of moisture Avoid placing a compensation electrode. Due to the different training of the insulation body However, the structural solution there is not in the case of probes of the type mentioned at the beginning applicable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sonde mit stopfbuchsartigem Isolationskörper zu schaffen, die mit einer Kompensationselektrode zur Vermeidung von Falschsignalen durch Feuchtigkeitsfilme versehen ist. Ferner wird eine Selbstüberwachung der Sonde auf Undichtigkeiten des Isolationskörpers angestrebt.The invention is therefore based on the object of providing a probe with a stuffing box-like insulation body create that with a compensation electrode to avoid false signals caused by moisture films is provided. Furthermore, a self-monitoring of the probe for leaks in the insulation body aimed at.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegeben.The solution to this problem is given in the characterizing part of claim 1.

Die nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 vorhandenen isola'ionshüllen schaffen an der Meß- sowie an der Kompensationselektrode definierte Isolationsstrecken, die im wesentlichen gleich groß bemessen werden.The existing according to the characterizing features of claim 1 isola'ionshüllen create the measurement and on the compensation electrode defined insulation distances, which are essentially the same be sized large.

Feuchtigkeitsfilme auf diesen Isolationsstrecken ergeben unabhängig von Leitfähigkeitsschw anklingen dann entsprechend gleich große Kriechst-ome von den Elektroder, zum Sondengehäuse. Werden die beiden Elektroden nun so an eine Meßbrückenschaltung angeschlossen, daß sie entgegengesetzte Verstimmungen in der Brückendiagonale bewirken, so bleiben die Kriechströme auf das Meßergebnis ohne Einfluß.Moisture films on these insulation stretches result regardless of the conductivity fluctuations then creep-ome of the same size from the electrode to the probe housing. Will the two Electrodes are now connected to a measuring bridge circuit that they have opposite detunings in cause the bridge diagonal, the leakage currents have no influence on the measurement result.

Findet die Anordnung der Sonde in der Weise stau, daß bei F.reichen des vorgesehenen Flüssigkeitsniveaus beide, also die Meß- sowie die Kompensationselektrode in die Flüssigkeit eingetaucht sind, dann werden die Schwankungen der Leitfähigkeil der Flüssigkeit ebenfalls kompensiert.Finds the arrangement of the probe in such a way that the intended liquid level is reached at F. both, i.e. the measuring and the compensation electrode are immersed in the liquid, then the Fluctuations in the conductivity wedge of the liquid are also compensated.

Die llnteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der F.rfindung.The subclaims relate to advantageous developments of the invention.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 können lertigungsgüristige grobe Toleranzen für die aus dem Sondengehäuse herausragenden Längen der Isolationshüllen zugelassen werden. Der Längenunterschied der Isolaiionshüllen wird hierzu so groß bemessen, daß auch bei ungünstiger Toleranzaddition an der Meßelektrode stets eine geringfügig längere Isolationsstrccke als an der Kompensationselektrode entsteht und mithin durch vorhandene Feucht,gkeitsfilme nicht die Gefahr einer Brückenverstimmung im Sinne eines Niveausignals gegeben ist.Due to the features of claim 2 can be production-reliable rough tolerances for the lengths of the insulation sleeves protruding from the probe housing be allowed. The difference in length of the insulation sheaths is dimensioned so large for this purpose that even with an unfavorable tolerance addition at the measuring electrode always a slightly longer insulation distance than on the compensation electrode and therefore through Existing moist, gkeitsfilme does not pose the risk of a Bridge detuning is given in the sense of a level signal.

Die Ansprüche 3 bis 5 haben die Selbstüberwachung der Sonde bezüglich einer eventuellen Undichtigkeit der Stopfbuchse zum Gegenstand. Durch den Anspruch 3 wird verhindert, daß in das Sondengehäuse eingedrungene Flüssigkeit eine leitende Verbindung zwischen der Meßelektrode und dem .Sondengehäuse herstellt und dadurch ein Niveausignal simuliert. Jedoch erfolgt eine Signalgabe durch die Kompensationselektrode. Dieses Signal ist dem Niveausignal entgegengerichtet und daher als Störungssignal erkennbar. Eine möglichst frühzeitige Störungsmeldung bereits bei geringen Mengen eingedrungener Flüssigkeit sichert der Anspruch 4, wobei der Anspruch 5 dies für eine im Bereich der Meßelektrode auftretende Undichtigkeit der Stopfbuchse gewährleistet.Claims 3 to 5 have self-monitoring the probe regarding a possible leak in the stuffing box. Through the claim 3 is prevented that in the probe housing penetrated liquid a conductive connection between the measuring electrode and the probe housing and thereby simulates a level signal. However a signal is given by the compensation electrode. This signal is opposite to the level signal and therefore recognizable as a fault signal. A fault report as early as possible, even in the case of minor Quantities of penetrated liquid are secured by claim 4, while claim 5 is for one in the field The gland leakage caused by the measuring electrode is guaranteed.

Der Anspruch b hat die weitere Ausgestaltung der Erfindung auf die Anordnung mehrerer Meßelektroden in einer Sonde zum Gegenstand.The further embodiment of the invention relates to the arrangement of several measuring electrodes in a probe to the object.

An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are explained with reference to the drawing. It shows

Fi g. 1 eine erfindungsgemäße Sonde mit einer Meßelektrode, Fi g. 1 a probe according to the invention with a measuring electrode,

F i g. 2 eine Meßbrückenschaltung für die Sonde aus "F i g-1.F i g. 2 a measuring bridge circuit for the probe from "F i g-1.

F i g. 3 eine erfindungsgemäße Sonde mit zwei Meßelektroden undF i g. 3 a probe according to the invention with two measuring electrodes and

F i g. 4 die Sonde aus F i g. 3 in Ansicht von unten.F i g. 4 the probe from FIG. 3 in view from below.

In die Wandung 1 eines nur ausschnittsweise in F i g. 1 dargestellten Flüssigkeitsbehälters ist ein Sondengehäuse 2 eingeschraubt. Der Boden 3 des Gehäuscs weist zwei Durchgangslöcher 4, 5 auf. weiche von zwei unterschiedlich langen Stabelektroden durchsetzt werden, von denen die längere als Meßelektrode 6 und die kürzere als Kompensationselektrode 7 dient. Beide Elektroden sind auf einem Teil ihrer Länge von schlauchförmigen Isolationshüllen 8, 9 und einer PTFE-Siopfbuchspackung 10 umgeben. Letztere dient als Dichtungs- und zugleich als Isolationskorper und steht unter der Einwirkung einer Druckplatte 11. welche ebenfalls Durchgangslöcher 12, 13 für die Elektroden 6. 7 aufweist. Über einen Schraubring 14 wird die Stopfbuchspackung 10 im Sondengehäuse 2 mit Spannung gehalten und bewirkt die erforderliche Abdichtung /wischen den Innenräumen 15.16 des Flüssigkeitsbehälters und des Sondengehäuses 2. Zugleich bewirkt die Stopfbuchspackung 10 eine elektrische Isolierung der Elektroden 6, 7 gegen das Sondengehäuse 2. Eine weitere Isolierung erfolgt durch die Isolationshüllen 8.9. welche beide gleich weit über den Isolationskörper 10 und den Gehäuseboden 3 hinaus in den Behälterinnenraum 15 hineinreichen. Im Innenraum 16 des .Sondengehäuses 2 endet die Isolationshülle 9 der Kompensationselektrode 7 in Höhe der dortigen Stirnfläche der Stopfbuchspackung 10, während auf der Meßelektrode 6 die Isolationshülle 8 sich bis zum Anschlußende 17 hinauf erstreckt. Mit 18. 19 sind die Anschlußenden der Kompensationselektrode 7 und des Sondengehäuses 2 bezeichnet, welches gemeinsam mit der Behälterwandung 1 als Gegenpotential für die Elektroden 6 und 7 dient. Schließlich ist noch die Druckplatte il mit einem Querkanal 20 versehen.In the wall 1 of one only partially in F i g. 1, a probe housing 2 is screwed into the liquid container shown. The bottom 3 of the housing has two through holes 4, 5. soft interspersed with two stick electrodes of different lengths of which the longer serves as a measuring electrode 6 and the shorter as a compensation electrode 7. Both Electrodes are on part of their length of tubular insulating sleeves 8, 9 and a PTFE gland packing 10 surrounded. The latter serves as a seal and at the same time as an insulating body and stands under the action of a pressure plate 11, which also has through holes 12, 13 for the electrodes 6. 7 has. The stuffing box packing 10 in the probe housing 2 is energized via a screw ring 14 held and causes the required seal / wipe the interior spaces 15.16 of the liquid container and the probe housing 2. At the same time, the stuffing box packing acts 10 an electrical insulation of the electrodes 6, 7 against the probe housing 2. Another Isolation takes place through the isolation sleeves 8.9. Which both equally far beyond the insulation body 10 and the housing base 3 into the container interior 15 reach in. In the interior 16 of the probe housing 2, the insulation sleeve 9 of the compensation electrode ends 7 at the level of the end face of the gland packing 10 there, while the insulating sleeve on the measuring electrode 6 8 extends up to the connection end 17. At 18. 19 are the connection ends of the compensation electrode 7 and the probe housing 2, which together with the container wall 1 serves as a counter potential for electrodes 6 and 7. Finally, there is also the pressure plate il with a transverse channel 20 provided.

Die Sonde ist in der in F i g. 2 gezeigten Weise an eine Meßbrückenschaltung angeschlossen, welche noch zwei Festwiderstände 21. 22. eine Spannungsquelle 23 sowie einen Signalabnehmer 24 in der Brürkendiagona-Ie umfaßt.The probe is in the form shown in FIG. 2 connected to a measuring bridge circuit, which still two fixed resistors 21. 22. a voltage source 23 and a signal pickup 24 in the Brürkendiagona-Ie includes.

Weisen die in den Behälterinnenraum 15 ragenden Isolationshüllen 8. 9 Flüssigkeitsfilme auf — sei es. weil die flüssigkeit die Isolationshüllen 8, 9 unmittelbar beaufschlagt hat oder weil sich Flüssigkeitsdämpfe bzw. -nebel an den Isolationshüllen 8.9 niedergeschlagen haben —, so bilden diese Filme elektrisch leitende Verbindungen zum Sondengehäuse 2. Diese leitenden Verbindungen sind von gleicher Größe und können durch zwei Widerstände 25, 26 gleicher Größe in der Brükkenschaltung dargestellt werden (F i g. 2). Die Brückenschaliung ist demgemäß dehniert im Gleichgewicht. Die Wirkung von Flüssigkeitsfilmen ist also kompensiert. If the insulating sleeves 8, 9 protruding into the container interior 15 have liquid films - be it. because the liquid has acted directly on the insulation sleeves 8, 9 or because liquid vapors or - have precipitated fog on the insulation covers 8.9 - these films form electrically conductive connections to the probe housing 2. These conductive connections are of the same size and can be connected by two resistors 25, 26 of the same size in the bridge circuit are shown (Fig. 2). The bridge formwork is accordingly stretched in equilibrium. The effect of liquid films is thus compensated.

Läßt einmal die Stopfbuchsparkung 10 in ihrem Dichtungsvermögen nach und dringt Flüssigkeit in den Gehäuseinnenraum 16, dann bildet sich zwischen der Kompensationselektrode 7 und der Druckplatte 11. welche mit dem Sondengehäuse 2 leitend verbunden ist. ein solch niederohmiger Widerstand aus. daß die angeschlossene Brückenschaltung in eine dem Eintauchzustand der Meßelektrode 6 entgegengesetzte Richtung verstimmt wird. Diese Verstimmung kann als Störung interpretiert werden. Sollte die Stopfbuchspakkung 10 an der Meßelektrode 9 undicht werden, dann sorgt der Querkanal 20 für eine schnelle Weiterleitung der eingedrungenen Flüssigkeit an die Kompensationselektrode 7. Once the gland packing 10 decreases in its sealing capacity and liquid penetrates into the Housing interior 16, then forms between the compensation electrode 7 and the pressure plate 11. which is conductively connected to the probe housing 2. such a low resistance. that the connected bridge circuit in one of the immersion state of the measuring electrode 6 opposite Direction is detuned. This detuning can be interpreted as a disturbance. Should the gland packing 10 are leaking at the measuring electrode 9, then the transverse channel 20 ensures rapid forwarding of the penetrated liquid to the compensation electrode 7.

Ist die Anordnung so getroffen, daß bei Erreichen des vorgesehenen Niveaustandes beide Elektroden 6. 7 gleichzeitig in die zu kontrollierende Flüssigkeit eintauchen, so bilden sich zwischen der Meßelektrode 6 und der Behälterwandung 1 sowie zwischen der Kompensationselektrode 7 und der Behälterwandung 1 Widerstände aus. deren Verhältnis nur durch die der Flüssigkeit ausgesetzten Elektrodenflächen bestimmt ist. Die Leitfähigkeit der Flüssigkeit und damit eventuelle Leitfähigkeitsschwankungen sind dadurch aus dem Meßergebnis eliminiert.Has the arrangement been made so that when the intended level is reached, both electrodes 6. 7 at the same time immerse in the liquid to be checked, so form between the measuring electrode 6 and the container wall 1 and between the compensation electrode 7 and the container wall 1 resistors out. whose ratio is only determined by the electrode areas exposed to the liquid. the The conductivity of the liquid and thus any fluctuations in conductivity are therefore out of the measurement result eliminated.

Die Sondenausführung gemäß den F i g. 3 und 4 dient der Kontrolle zweier unterschiedlicher Flüssigkeitsniveaus 27. 28. Sie unterscheidet sich von jener aus F i g. 1 lediglich dadurch, daß jeweils zwei Meßelektroden 29. 30 sowie zwei Kompensationselektroden 31. 32 vorgesehen sind. Letztere ragen beide um das gleiche Maß aus dem Boden 3 des Sondengehäuses 2 heraus. Die Meßelektroden 29. 30 ragen demgegenüber entsprechend den zu kontrollierenden Flüssigkeitsniveaus 27. 28 unterschiedlich weit aus dem Boden 3 heraus. Die im Behälterinnenraum 15 gelegenen Abschnitte der Isolationshüllen 8, 9 aller Elektroden sind dabei sämtlich gleich lang ausgeführt. Die Meßelektroden 29. 30 und die Kompensationselektroden 31, 32 sind im übrigen in wechselnder Reihenfolge auf einem Lochkreis 33 angeordnet. Durch diese symmetrische Anordnung der Elektroden zueinander und zum Sondengehäuse 2 bzw. zur Behälterwandung 1 ist ein verfälschter Einfluß von Flüssigkeitsfilmen auf das Niveausignal auch bei Anordnung von zwei Meßelektroden 29, 30 ausgeschaltet. The probe design according to FIGS. 3 and 4 are used to control two different fluid levels 27. 28. It differs from that of FIG. 1 only in that two measuring electrodes 29. 30 and two compensation electrodes 31. 32 are provided. The latter both tower around the same Measure out of the bottom 3 of the probe housing 2. The measuring electrodes 29, 30 protrude accordingly the liquid levels to be controlled 27, 28 to different distances out of the bottom 3. the Sections of the insulating sleeves 8, 9 of all electrodes located in the container interior 15 are all in this case run the same length. The measuring electrodes 29, 30 and the compensation electrodes 31, 32 are otherwise arranged in alternating order on a bolt circle 33. Because of this symmetrical arrangement the electrodes to each other and to the probe housing 2 or to the container wall 1 is a falsified influence of liquid films on the level signal is switched off even when two measuring electrodes 29, 30 are arranged.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims: 25

1. Probe for level control of electrically conductive liquids with a probe housing, one rod electrode penetrating the bottom of the probe housing and one against the rod electrode insulating gland which surrounds the probe housing in an insulating and sealing manner, characterized in that a further rod electrode, which is provided as a compensation electrode (7, 31, 32) is, the packing (10) of the stuffing box and the housing base (3) penetrated and shorter than the other Siabel electrode, which serves as a measuring electrode (6, 29, 30) protrudes from the housing (2) and that the electrodes (6, 7, 29, 30, 31, 32) additionally each of an Isolalionshille (8.9) are firmly surrounded, soft extends through the stuffing box packing (10) and extends beyond the housing base (3) to the outside, and the insulating sleeve (8) of the Mcßelekirode (6,29.30) axially up to at least the hands of the Insulation cover (9) on the compensation electrode (7, 31, 32) reaches.

2. Probe according to claim 1, characterized in that the insulating sleeve (8) of the measuring electrode (6. 29. 30) extends further out of the stuffing box packing (10) and the housing base (3) than the insulating sleeve (9) of the compensation electrode (7th, 31st 32).

3. Probe according to one or both of claims 1 and 2, characterized in that the Messelcktrode (6. 29. 30) in the interior (16) of the probe housing (2) enclosed by the insulating sleeve (8) is. while the compensation electrode (7, 31, 32) is uninsulated in the interior (16).

4. A probe according to claim 3, characterized in that the insulating sleeve (9) of the compensation electrode (7, 31, 32) on the inside of the housing in the area the end face of the stuffing box packing (10) there ends.

5. Probe according to claim 3 or 4, characterized by a housing inside on the stuffing box packing (10) acting pressure plate (11). the through holes (12. 13) for the electrodes (6. 7, 29. 30. 31. 32) which are connected to one another via a transverse channel (20).

6. Probe according to one or more of the preceding claims, characterized by several the stuffing box packing (10) penetrating measuring electrodes (29, 30) and an equal number of Compensation electrodes (31, 32) with the measuring electrodes (29, 30) alternately on a Pitch circle (33) are arranged.