DE2702004A1

DE2702004A1 - Vorrichtung zum ermitteln des verschaeumungsgrades in einem stroemungsmittel oder einer emulsion

Info

Publication number: DE2702004A1
Application number: DE19772702004
Authority: DE
Inventors: Christopher Ian Arthur Ellis; Edward Leonard Naylor
Original assignee: MALCOM-ELLIS (LIVERPOOL) Ltd; Malcom Ellis Liverpool Ltd
Current assignee: MALCOM-ELLIS (LIVERPOOL) Ltd; Malcom Ellis Liverpool Ltd
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1977-07-21
Also published as: FR2361664B3; FR2361664A1; JPS5292797A

Description

köln, den 17. u'enuar 1977 V^.

S (LIVERPOOL)

LIMITED, Lune Buildings, Lawrence Road, Liverpool L15 3HB, nerseyside, England

Hein Zeichen: Ii 152/1

Vorrjflitun/; zum Ermitteln des Verschäuraungsfirades in einem Strömungsmittel oder einer Emulsion

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ermitteln eines vorgegebenen Verschäumungsgrades in einem strömungsmittel oder einer Emulsion.

In einer Waschmaschine ist das Vorhandensein von Schaum eine Anzeige über die Reinigungskraft der V.aschflotte. Bei zu wenig Schaum v/erden die Schmutzstoffe nicht in Schv/ebe gehalten. Statt dessen setzen sie sich auf dem zu waschenden Gut ab. Bei zu viel Schaum dagegen wird nicht nur Viaschmaterial verschwendet, sondern auch die Wirksamkeit des Waschvorganges vermindert, da der mechanische Eingriff zwischen den zu waschenden Gutteilen bis auf ein unzureichendes Maß herabgesetzt wird. Die überwachung des Verschäumungsgrades der Waschflotte ist daher erwünscht. Dann läßt sich deren Reinigungskraft während des gesamten 1*aschvorganges auf einer wirkungsvollen Stufe halten.

Gemäß der Erfindung hat sich herausgestellt, daß sich eine genaue Anzeige der Menge des in einem Strömungsmittel oder einer Emulsion enthaltenen Schaumes,im folgenden Verschäumungsgrad genannt, dadurch erreichen läßt, daß das zu überwachende Strömungsmittel bzw. die zu überwachende Emulsion als Dielektrikum eines Kondensators verwendet und dessen Kapazität mit der eines Bezugskondensators verglichen wird.

Nach diesem Prinzip arbeitende Vorrichtungen sind bereits zum Regeln der Tiefe eines Strömungsmittels bekannt. So ist zum Beispiel aus der US-PS 3 397 715 eine Vorrichtung zum Regeln des

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•.ständes von Strömungsmitteln oder ,cornföriai^.en Feststoffen in einem Behälter bekannt. .Jiese Vorrichtung enthält eine zusammen mit der Behälterwand, einen Kondensator bildende Sonde, wobei dessen Dielektrikum aus dem beiiiilterinhalt besteht. Bei einem mit '_fasser gefüllten Behälter schwankt die effektive Gesarnt-Dielektrizitätskonstante im jjehältergebiet zwischen der Sonde und der zugehörigen behälterwand als Funktion des Volumens und damit der Tiefe des in dem Behälter enthaltenen ,assers. Diese bekannte Vorrichtung enthält einen ilF-üszillator. Dieser ist über einen übertrager an eine KaOcizitäts-pteuer schaltung angeschlossen,

- ein durch '

die ein .öetäti^un^ssi^nal für/einen Thyristor gesteuertes Dosiereleraent liefert.

üs sind auch Vorrichtungen bekannt, die nicht auf Kapazitätsänderun^eneines Kondensators als Folge von Schwankungen in der Natur von dessen Dielektrikun ansprechen, sondern die auf Änderungen der Kapazität infolge von Schwankungen im Abstand der Kondensatorplatten reagieren. So v/ird zum Beispiel in der GB-FJ 1 169 197 eine Vorrichtung zum -e Ermitteln der Annäherung εαι einen Gegenstand oder einen i-iaterialkörper beschrieben, die auf Änderungen in der Kapazität zwischen einer festen Elektrode und dem fraglichen Gegenstand o-eder xiörper anspricht. Diese Vorrichtung enthält einen Oszillator, der bei Fehlen des Gegenstandes oder Körpers ein Ji^nal mit maximaler Amplitude und bei Annäherung des Körpers oder Gegenstandes ein moduliertes kleineres liefert.

Aufgabe der vorliegenden iirfindunü ist nun die Ausbildung einer Vorrichtung, bei der die oben erläuterte allgemeine Technik verwendet wird, bei der aber die verwendete Schaltung im Vergleich zu der bekannter Vorrichtungen vereinfacht ist und die sich speziell zum Ermitteln von bestimmten Verschäumungsgraden eignet und auf diese anspricht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung mit einer ersten Induktionsspule in Form einer bifilaren,auf einen Ferritringkern aufgebrachten Wicklung vorgesehen, wobei die beiden Abschnitte der bifilaren Wicklung in Reihe geschaltet sind und die

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Verbindungsteile zwischen diesen oeiden abschnitten die riittelanzapfung der Jpule bildet, ein kondensator unter bildung eines r'arallelresonanziireises über die erste opule gelebt ist und deren beide Lnden an eine vorgegebene kapazität und an eine elektrode angeschaltet sind und darait ein kapazitives Element bilden, dessen Dielektrikum bei in .^etrieb oefindlicher /orrichtun- ein zu prüfendes Strömungsmittel oder eine zu prüfende emulsion enthalten,und die uittelp.nzapfun_o der ersten ^pule cn den .;us_c;sn_L, eines Verstärkers angeschlossen ist, dessen eingang an einer¹ zweiten Detektorspule liegt, die auf dein kern eine eigene .icklung aufweist, die sich im v/eseatlichen in der luitte der beiden Enden der befileren V.icklung befindet und induktiv an die erste Spule angekoppelt ist, so daß die zwischen der ersten opule und der Detektorspule herrschende gegenseitige Induktivität eine Rückkopplungsschleife für den Verstärker bildet ur.d wobei schließlich noch Schaltungseinrichtungen vorgesehen sind, um nach i'ia3gabe des öchwingungszustandes des Verstfcrärkers ein Ausgangssignal zu erzeugen.

Folge der im obigen beschriebenen Konstruktion der Induktionsspule und des Detektors liegt darin, daß bei gleichen strömen in den beiden bifilaren Abschnitten, das heißt in den beiden Hälften der Spule, die im kern induzierten entsprechenden magnetischen Flüsse einander exakt loschen, so daß der sich in dem Kern einstellende Gesamtfluß 1-iull ist. Damit ist auch die bei diesem Betriebszustand in der Detektorspule herrschende opannung Null.

Vorzugsweise sind die beiden Abschnitte der bifilaren ..icklun^; in Reihe geschaltet.

Die im Vorstehenden beschriebene i-.nordnun—g hat den Vorteil, daß sich ein Ausgangssignal vom Verstärker erzielen läßt, dessen Größe für die iuenge des in dem zu überwachenden strömungsmittel enthaltenen Schaumes unmittelbar repräsentativ ist, so daß man durch Vergleich des Verstärkerausgangssignales mit einem vorgewählten Anteil eines festen Bezugssignales den jeweiligen Verschäumungsgrad, das heißt diejenige Menge vorhandenen Schaumes

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vorwählen kann, auf die die Vorrichtung anspricht. Durch Verwendung des Ausgaiigssignales der Vorrichtung zum Betätigen von Ventilen, die die Zugabe von Reinigungsmitteln zu dem zu überwachenden Strömungsmittel steuern, läßt sich die Vorrichtung damit zum genauen Steuern des Verschäumungsgrades und damit der Reinigungskraft des Strörnungsmittels entsprechend vorgegebenen Standardwerten verwenden.

Das ¥ vorzugsweise digitale Ausgangssignal der Vorrichtung ist vorteilhafter\**eise so ausgebildet, daß es bei einer vorbestimmten Ausgangsspannung oder einem Ausgangsstrom des Verstärkers getriggert wird. Die vorbestimmte Schwellspannung oder der vorbestimmte Schwellstrom, an dem das digitale Ausgangssignal getriggert wird, wird so ausgewählt, daß er einer bestimmten, in dem zu überwachenden Strömungsmittel enthaltenen Schaummenge entspricht.

In einer Ausführungsform der Erfindung läßt sich die Elektrode an oder in einer Viand einer Strömungsmittelkanimer, zum Beispiel einer waschmaschine montieren, wobei diese eine Wand aus einem elektrisch isolierenden Material besteht. Eine gegenüberliegende und aus einem leitenden Material bestehende Waiu der Strömungsmittelkammer bildet eine zweite Elektrode des kapazitiven Elementes. Alternativ wird die zuerst genannte Elektrode des kapazitiven Elementes in eine Strömungsmittelkanimer hineingesetzt und eine leitende "wand der Kammer bildet die andere Elektrode des kapazitiven Elementes. In einer v/eiteren Ausführungsform ist das Strömungsmittel oder die Emulsion in einem Gefäß enthalten und die zuerst genannte Elektrode befindet sich in diesem, während eine zweite Platte, die die andere Elektrode des kapazitiven Elementes bildet, sich auch in diesem Gefäß befindet.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

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Au s führungs fο rm,

Fi_to. 2 eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit einer ersten Detektorelektrodenanordnung,

Fi₀-. 3 eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Ausfülirungsforra mit einer zv/eiten Detektorelek"iodenanordnung,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit einer dritten Detektorelektrodenanordnung,

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit einer vierten Detektorelektrodenanordnung,

Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstellung, in vergrößertem Maßstab, einer Mehrfach-Induktionswicklung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform und

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Ausgangsspannung des Verstärkers der in Fig. 1/gezeigten Ausführungsform bei änderungen im Verschäumungsgrad des zu überwachenden Strömungsmittels bzw. der zu überwachenden !Emulsion.

Nach der Darstellung in den Figuren 1 und 6 spricht die Vorrichtung auf die Kapazität zwischen einer Detektorelektrode 10 und einer zv/eiten festen Elektrode an, die entweder Masse (Figuren 2 und 5) oder eine zweite Detektorelektrode (Figuren 3 und 4) sein kann. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung zum Beispiel ist die Detektorelektrode 10 auf einer Außenwand 12 einer in ihren Einzelheiten nicht gezeigten "Waschmaschine gezeigt. Die Wand 12 besteht aus^inem geeigneten θ dielektrischen Material, zum Beispiel einem Kunststoff, b± und bildet zusammen mit einer metallischen Seiten- oder Endwand 14 der Waschmaschine die das Strömungsmittel aufnehmende Kammer 16. Die Wand 14 der Waschma-

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schine liegt auf Kassepotential und bildet zusammen mit der Detektorelektrode 10 einen Kondensator, dessen Kapazität im folgenden Cx genannt wird. Aus der waschmaschine kann das Strömungsmittel über die Offnungen 13 und 20 in die l.aomer 16 eintreten und diese durchlaufen. Ws leuchtet ein, daß die Höhe der Kapazität Cx von der N,?.tür des zwischen der festen Wand 14 der Waschmaschine und der elektrode 10 befindelichen Dielektrikums abhängt. Dieses Dielektrikum wird durch das die ',.and 12 bildende Material und das in der Kaiamer 16 befindliche strömungsmittel dargestellt. Beim Lauf der Waschmaschine besteht dieses Strömungsmittel allein aus Luft, einem Gemisch aus luft und Flüssigkeit (Schaum) oder nur aus ',csser. Die im folgenden noch zu beschreibende Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sie zwischen diesen Zuständen und deren verschiedenen vorgegebenen Zusammenstellungen unterscheiden kann.

Die Anordnung einer besonderen Kammer 16 für Strömungsmittel in der Waschmaschine ist nicht erforderlich. Ss kann unmittelbar in der Waschkammer der Maschine gemessen v/erden. Die Figuren 3 und 5 zeigen solche Ausführungyformen. Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform tritt eine Detektorelektrode 22 durch eine Bohrung 24 in der Wand 14¹ der Waschmaschine in das in dieser enthiLtene Strömungsmittel hinein. Die Elektrode 22, die durch eine Isolierhülse 26 gegenüber der Wand 14' isoliert ist, bildet eine Elektrode des die Kapazität Cx aufweisenden Kondensators, dessen andere Elektrode durch die an liasse liegende metallische "viand 14· gebildet wird. Wie zuvor bildet auch hier das in der Waschmaschine enthaltene Strömungsmittel das Dielektrikum des Kondensators, dessen Kapazität Cx von der Natur des Strömungsmittels abhängt.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Detektorelektroden und 30. Diese treten durch entsprechende Bohrungen in der Wand 14" durch. Die Wand 14" besteht in diesem Fall aus einem isolierenden Werkstoff.

Die beiden Elektroden 28 und 30 stellen den Kondensator mit der Kapazität Cx dar und das in der Waschmaschine zwischen den bei-

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ocix Elektroden befindliche otröuun^nittel bildet das Dielektrikum dieses Kondensators.

In Fi₀. 4 wird eine weitere --.u3führungsform gezeigt, ^ei dieser v/erden zwei flache Detektcrelektroden _2 und 3·4 verwendet, ,..,ic sind auf die Oberfläche (vorzugsweise die Außenseite) der \ond 14'" der "■..-.ischnaschinö aufgedruckt, /jach diese '..End 1':··" besteht aus einem isolierenden er::stoif. ..ie zuvor bilden die Elektroden Ξ-- und ~j'^L'~ den die Kapazität C::. aufweisenden Kondensator, Ld e Natur des in der i-iaschine enthaltenen otrörjuii^smittelü bestimmt dann cien I?it-..ert der Kapazität 0::.

Die ochaltung der bevorzugten .' uniührmv .^:;form wird nun unter ::>ezug auf Fig. 1 in ihren Einzelheiten beschrieben. Dabei wird engenoniuen, daß die Detektorelektrode in diesen Fall die in Fig. oder 5 gezeigte Form hat, bei der eine Elektrode des Kondensators an i-.asse liegt.

Die zwischen der Elektrode 10 und Hasse liegende ^.apCiZität Jr liegt in einem Zweig einer in ..irklichkeit eine Kapazitätübrücko darstellenden schaltung, wobei der andere kr.pazitive Zwei_: dieser Brücke einen einstellbaren Kondensetor C₁ enthält. Jie beiden anderen Zweige der Brücke sind induktiv und werden durch die beiden Hälften einer in ihrer kitte angezapften Induktivität K₁^ gebildet. Ein weiterer Kondensator C₀ liegt über den Landen a und c der Induktivität L^ und bildet nit dieser einen iarrllelresonanzkreis. Eine zweite Induktivität L₀ liegt neben der Induktivität L₁ und ist nit dieser induktiv gekoppelt. Ein Ende d der Induktivität L₂ liegt an der Easis eines ersten rii^;iI-Transistors Tr₁. Das andere Ende e ist über einen Kondensator C-,, en Hasse angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Tr^ ist über einen Widerstand ^₁ an eine positive Epannungsleitung '56 und an die Basis eines zweiten rlPil-Transistors Tr₀ angeschlossen. Dessen Emitter liegt über einen widerstand R₂ an Hasse und über einen Widerstand R-, am Ende e der Induktivität Lo. Der Kollektor des Transistors Tr₂ liegt über einen Transistor R^ ebenfalls an der positiven Spannungsleitung 36 und über einen Kondensator J^ an der toittelanzapfung 6 der Induktivität L^. Ein Entkopplungs-

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AJ

kondensator G^ liegt zv/i sehen den beiden opannungsleitungen.

Die beiden Transistoren Tr₁ und Tr₀ und die zugehörigen schaltungselemente bilden einen in den Figuren 2 bis 5 allgemein mit 33 bezeichneten Verstärker. Dieser v/eist eine durch die gegenseitige Induktivität zv/ischen den spulen L₁ und L₂ geschlossene Rückkopplung^schleife auf, die unter bestimmten Umständen zu einer Mitkopplung führt. Dann v/erden in dem Vastärker Schwingungen mit annähernd der Resonanzfrequenz der Parallelschaltung L₁, Cp erzeugt.

Die beiden Widerstände R„ und *U erzeugen eine sich selbst körnig ο

pensierende Vorspannung für den Verstärker. Der Kondensator G^,

bev;irkt die vechselspannungsmäßige Entkopplung. Ein zusätzlicher, nicht gezeigter Kondensator kann bei Bedarf noch parallel zum Widerstand R^ eingeschaltet λ'/erden und erhöht den Wechselspannungsverstärkungsfaktor des Verstärkers. Damit wird die Schaltung noch empfindlicher gegenüber sehr kleinen Änderungen in der zwischen der Elektrode 10 und iiasse befindlichen Kapazität.

Der Aufbau der beiden Induktivitäten L₁ und Lp ist für den Betrieb der Vorrichtung kritisch. Wach der Darstellung in Fig. 6 ist die Induktivität L₁ eine bifilar auf einen Ferritringkern 40 aufgewickelte Spule. Die beiden Abschnitte dieser Spule sind in einer "Reihan-ünterstützungs-"Schaltung angeordnet. Die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten bildet die Mittelanzapfung b. Die Spule L₁ entsteht damit durch das parallele Aufwickeln der beiden Drähte 42 und 44 auf den Kern 40. Dabei bildet das Ende des Drahtes 42 an einem Ende dieses Wicklungspaares den Anschluß a. Das Ende des Drahtes 42 am anderen Ende des Wicklungspaares wird am ersten Ende des T/icklungspaares unter Bildung der Mittelanpezapfung b mit dem Ende des Drahtes 44 verbunden und das Ende des Drahtes 44 an anderen Ende des Wicklungspaares bildet den Anschluß c.

Im x'iittelgebiet des Abschnittes des Kernes 40 zwischen den Enden des gev/ickelten Paares 42, 44 befindet sich die Detektorspule L₂. Gegenüber der Spule L₁ nimmt sie somit eine neutrale Stellung

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ijLt der bifilaren iiatur der beiden Uicklungen 42 und 44 wird damit sichergestellt, daß die beiden Punkte a und c gegenüber dem Punkt b sjTumetrisch angeordnet sind. Bei in den "."icklungen 42 und 44 fließenden gleichen Strömen ist damit der sich im Kern 40 einstellende magnetische Fluß UuIl. Das gleiche gilt für den in der Spule L₀ induzierten Strom. Damit entfällt eine Rückkopplung zum Eingang des Verstärkers Tr^, Tr₂. Damit entfallen auch Schwingungen des Verstärkers. Dieser Zustand tritt ein, wenn die zwi schen der Detektorelektrode 10 und i-iasse befindliche Kapazität gleich der Kapazität des Kondensators C₁ ist. Die Brücke befindet sich dann im Gleichgewicht.

Aus den Zeichnungen ist zu erkennen, daß die beiden Hälften der Spule L₁ gegenüber der Kittelanzapfung b entgegengesetzt zueinan der gewickelt sind. Dies hat zur Folge, daß bei den gezeigten Verbindungen und bei einer die Kapazität Cx zwischen der Detek— torelektrode 10 und Ilasse übersteigenden Kapazität von C₁, das heißt bei Absinken von Cx, jeder im Kern 40 als Folge der Differenz zwisehen den Strömen in den beiden Hälften von L- induzier— te magnetische Fluß einen entsprechenden Strom in der Spule L₂ bewirkt. Dieser fließt jedoch in Gegenphase zu dem Strom in L. Damit wird der Verstärker gegengekoppelt und € es treten keine Schwingungen auf.

Falls jedoch andererseits die Kapazität Cx zwischen der Detektorelektrode 10 und Masse ansteigt, so daß sie die des Kondensators C₁ übertrifft, liegt der in der Spule Lp induzierte Strom mit der in der Spule L₁ in Phase. Es tritt eine Mitkopplung auf und der Verstärker wird zu Schwingungen erregt. Unter diesem umständen hängt die Größe des Ausgangssignales des Verstärkers von Ungleichgewicht der Brücke und damit von demjenigen Betrag ab, um den die Kapazität des zwischen der Elektrode 10 und Masse liegenden Kondensators die des Kondensators C. übersteigt.

Es leuchtet ein, daß die Schaltung auch in der entgegengesetzten Weise genauso gut arbeitet. Bei Umpolen der Anschlüsse der Spule

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Lp zum Beispiel -vircl der zviochen der ,,iolctrode I^ un:ⁿ. _:.x.sse liegende Kondensator C;: kleiner als der !kondensator J₁. sjie Gegenkopplung v/ird positiv und die .JCrIaItUn₀ üchv.'iiigt. ..ine vergrößerte A'apazitai; ^x an der _lektrode iü erzeugt dann eine Gegenkopplung und die wcni/ingun^on v/erden unterbrochen.

Die schaltung enthält auch noch zusatzliche elemente zum -,rzeu- ^eri eines Ausgan^ssignales unci vorzugsweise euch einer visuellen

ge, wenn der bis hierhin beschriebene vordere Teil der ochaltung Schwingungen oberhalb eines vorgegebenen schwel!wertes erzeugt. Unter Bezu^, auf Fi^. 1 sei an₀enomraen, daß ein der ^usßan^sspannung des Verstärkers 33 proportionales

ignal A über einen ".iiderstand R^. von der Vabindungsstel-Ie zwischen dem Kondensator C, und der üpule L-i abgenommen v/ird. Die Gleichrichtung und Glättun^ erfolgt mit einer Diode D^ und einem Kondensator Cr₁ Nach der Erfindung hat sich dabei herausgestellt, daß zwischen dem Ausgangssignal des Verstärkers 3c3 und der Natur der zwischen den nilektroden des Detektorkondensators befindlichen Materials (Schaujuunenge) eine bestimmte je Ziehung besteht, dind die bchaltungskonstanten zum Beispiel so bemessen, daß die Verstärkerausgangsspannung bei sich in trockener Luft befindender Detektorelektrode 10 liull ist, läßt sich bei einer Änderun_o der Natur des Materials (ochaui,i;aen₀e) eine allmählich ansteigende Ausgangsspannung α beobachten. Das in Fig. 7 gezeigte Jchaubild zeigt diesen Effekt. In diesen .^chaubild stellt die Ordinate Y die ^usgangsspannung A des Verstärkers und die Abszisse j\ die ,ielativbetrage von Luft und Flüssigkeit in dem an der Elektrode 1ü befindlichen Strömungsmittel dar. Der Abschnitt (i) bedeutet reine Luft. Der Abschnitt (Ii? bedeutet Wasserdampf, ülnebel und dergleichen. Der Abschnitt (iii) bedeutet Kmulcionen, v/ie sie zum ßeispiel durch ule und Fette in .,asser gebildet v/erden. Der Abschnitt (iv) bedeuieb zum Beispiel durch Reinigungsmittel und Seifen in Wasser erzeugter schaum und der Abschnitt (v) bedeutet reine Flüssigkeit, v/ie zum Beispiel reines wasser.

Die Schaltung enthält weiter noch einen ochwellwertschalter 46. Dieser nimmt sowohl das Verstärkerausgangssignal α als auch eine von einem geeigneten Generator 43 abzunehmende voreinstellbare

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^ auf. *λί eine Leitu.i-, yj ^ibt dieser ^chc-.Iter bei Gleichheit der „i^nalc.· an seiner, beiden ...iiin^iui^eu eine i.Uo^cai^sapannuii^, εο. Jach der jjaratellun^ in der rechten ^eite von Fi;.;. 7 lüßt sich durch „dil ;ler LrJGe der Le zugspannung des j-enerators -:-cJ, ciis üiix cLe;ii ^.us^cn^ssi^nal ^. de ^ Yerntdr^erc Tr-], Tr₀ vert-lichen v.ircl, die e-uf der ^citun^, ^O herrschende optuinun^ üo aus'.vählcn, dcß cie nur bei Vorliegen eines bestimmten Verschliuiiiun/jSt-.rs.dec üviochen den .ledtroden des ^etelitor.condensators auftritt. Ff=IIc- zuia Jeis'oiel iu Generatoi' k'o eine feote st£.bilo Be2u_c3£7>arLnun^ erzeugt v/ii'd, lassen sich vor^ov/dhlte Jereinhe dieser υozu^sspannun^ mit dem jiUü^on^ssi,jnel i. des '/ertitürkeru im ,.^chc.lter ^J vergleichen, so de.j dieser bei beotimrten i.Uot;an^3opannun_c:en *,. anschaltet und d'ihiit «Jen ^,exvünL^chten /crschdumun_t_: c _o r ad ?.nz e i,_. t.

Jas auf der Leitung 30 Iie_f ende digitale ^UG_bon₀ssi_onal lüßt sich in konventioneller ..eise zura l^rreveii oder ^ntei-re^en von einen oder mehreren kelcis Vl und bei bedarf auch einer visuellen J.nzei^evorrichtunt ö''^L, .,ie zum I-eisriiel einer' Glühbirne oder einer L·:!!) ver\;enden. Das odei¹ die .velais 5?- lassen sich tuch in konventioneller .,eise zur;; ..-etdti_cen _Ljeeir,neter Ventils verv:enclen, ura damit .ieini_oun₀smittel bis zum üi-reichen des vorgewählten v'erschäumun^s^jrades zuzugeben. Zu diesem Zeitpunkt vrerden die Ventile automatisch geschlossen. Bei Abfallen des ''erschäUTnun^ssrades unter den ^ollvert bev;i:rkt die Schaltung die Zugabe v/eiterer ii-eini^un^smittel bis der Verschüuraun^srrad v^rieder am oollv/ert anicorant.

Die im Vorstehenden beschriebene Anordnung läiit sich zur IcTentifizierun,.; bestimiater ün^ebun^en und zum betätigen ^eeirneter Auslöseschaltun^en verv,^renden. i-.it der schaltungsanordnung lassen sich bi^nele für iueß- und oteuerzv/ecke erzeugen, übenso läßt sich die Schaltung zur Anzeige und. auch Betäti^un^ von und bei Zuatandsäriderun^en verwenden, zum Beispiel einem übergang vom Zustand (iii) in den Zustand (iv). oiehe Fig. 71

In Fig. 1 ist nur ein einziger ochv/ellv/ertschalter bzv/. eine Vergleichsstufe 46 enthalten. In bestimmten Ausführungsformen

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lassen sich jedoch mehrere solcher Schalter 46 verwenden. Jeder Schalter spricht dann auf andere vorgesehene Cchv/ellvrerthereiche und damit aui" unterschiedliche vorgesehene Verschäuxnungsgrade an.

Aus Gründen der ; Einfachheit können die .'jchal tunkst eile 45, 43, 50, 52 und 54 der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform an einem von der Elektrode tu abgelegenen Ort montiert v/erden, während die anderen der Brückenschaltung zuzuordnenden Schaltungselemente und der Verstärker in einer Einheit neben oder zusammen mit der Detektor elektrode 10 montiert v.^rerden können.

Ia obigen ist das Ausgangssignal A als proportional zur Spannungsausgabe des Verstärkers Tr.-, Tr₂ beschrieben worden. Ebenso kann dieses oi^nal Λ Jedoch auch dem Ausgangsstrom des Verstärkers proportional sein.

Zum Vermeiden eines Veglaufens im Anschluß an die Erzeugung eines digitalen Aus gangs impuls es auf der Leitung 50 v/erden vorzugsweise zusätzliche, im einzelnen nicht gezeigte Schaltungselemente verwendet. Diese verhindern die Erzeugung eines weiteren digitalen Ausgangsimpulses bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne.

Die in der Zeichnung gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsfor- men sind oben sämtlich im Zusammenhang mit Waschmaschinen beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Feststellung und Anzeige von Schaum in Waschmaschinen beschränkt. Sie läßt sich auch zum Feststellen und zur Anzeige der Mengen verhältnisse von Flüssigkeit und Gas in jedem Schaum oder einer Emulsion verwenden.

Patentansprüche :

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Claims

Köln, den 17. Januar 1977 vA. Anmelder: MALCOk-ELLIS (LIVERPOOL) LIMITED, Lune Buildings, Lawrence Road, Liverpool L15 3HB, Merseyside, England Hein Zeichen: il 152/1 PATENTANSPRÜCHE

1.jVorrichtung zum Ermitteln des Verschäumungsgrades in einem Strömungsmittel oder einer Emulsion, in der das zu überwachende Strömungsmittel mindestens einen Teil des Dielektrikums eines Kondensators bildet, dessen Kapazität mit einem vorgegebenen Bezugskondensator verglichen wird, und mit einer auf einen vorgegebenen Vergleichszustand unter Bildung eines Ausgangssignales ansprechenden Steuerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Induktionsspule (L.,) in Form einer bifileren Wicklung (42, 44) auf einen Ferritringkern (40) aufgewickelt ist, beide Abschnitte der bifilaren Wicklung in Reihe geschaltet sind, die Verbindung (b) der beiden Abschnitte die Mittelanzapfung der Spule bildet, ein Kondensator (C₂) unter Bildung eines parallelresonanzkreises über der ersten Spule (L₁) liegt, die beiden Enden (c, a) der ersten Spule (L₁) an eine vorgegebene Kapazität (C₁) und an eine Elektrode (10) angeschlossen sind unter Bildung eines kapazitiven Elementes, dessen Dielektrikum bei sich in Betrieb befindender Vorrichtung ein zu überwachendes Strömungsmittel bzw. eine Emulsion enthält, die Mittelanzapfung (b) der Spule (L₁) an den Ausgang eines Verstärkers (38) angeschlossen ist, dessen Eingang an einer zweiten Detektorspule (L₂) liegt, die eine getrennte Wicklung auf dem Kern (40) aufweist, der sich im wesentlichen in der Mitte zwischen den Enden der bifilaren Wicklung (42, 44) befindet und induk-| tiv mit der ersten Spule (L₁) gekoppelt ist, so daß die ge- j genseitige Induktivität zwischen der ersten Spule (L₁) und | der Detektorspule (L₂) eine Rückkopplungsschleife für den j

Verstärker (38) vervollständigt und die Steuerschaltung (46, ' M 152/1

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48) nach Maßgabe des Schwingungszustand.es (fes Verstärkers (38) ein Ausgangssignal erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung die Kombination einer Gleichrichter- und Glättungsschaltung (D., R_c, C_) zum Erzeugen eines der Größe

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des Ausgangssignales des Verstärkers (38) proportionalen Gleichspannungssignales enthält, ein einstellbarer Bezugsspannungsgenerator (48) zum Erzeugen eines Bezugssignales einstellbarer Größe vorgesehen ist, eine Schwellwertschaltvorrichtung (46) mit einem ersten und einem zweiten Eingang vorgesehen sind, die das Gleichspannungssignal bzw. das Bezugssignal aufnehmen, die Schwellwertschaltvorrichtung (46) bei Auftreten einer Gleichheit dieser beiden an den Eingän- « gen liegenden Signale ein Ausgangssignal erzeugt, und eine Ventilvorrichtung (52) vorgesehen ist, die nach Maßgabe des Ausgangssignales der Schwellwertschal tvorrichtung (46) in Tätigkeit tritt, um zusätzliche Mengen Reinigungsmittel zum Erhöhen des Verschäumungsgrades des Strömungsmittels zuzugeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Detektorelektrode (10) an einer aufrechten Wand (12) der Waschkammer einer Waschmaschine montiert ist, die Wand (12) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, und eine zweite Detektorelektrode durch die gegenüberliegende Wand (14) der Waschkammer aus elektrisch leitendem Material gebildet und mit Masse (Fig. 2) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Detektorelektrode (10) des kapazitiven Elementes in der Wäschekammer einer Waschmaschine angeordnet ist und eine zweite Detektorelektrode des kapazitiven Elementes durch eine elektrisch leitende Wand (14¹) der Waschkammer (Fig. 5) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei Detektorelektroden (28, 30) aufweist, von denen beide in der Waschkammer einer Waschmaschi-

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ne (Fig. 3) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei Detektorelektroden (32, 34) aufweist, die in Form von elektrisch leitenden Platten auf einer elektrisch isolierenden Wand (14"·) der Waschkammer einer Waschmaschine (Fig. 4) montiert sind.

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