CH428247A - Verfahren zur Anzeige eines Flüssigkeitspegels und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

      Verfahren        zur        Anzeige    eines     Flüssigkeitspegels    und     Vorrichtung        zur        Durchführung     des     Verfahrens       Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren zur     Anzeige     eines     Flüssigkeitspegels,

      worunter hier der     vertikale    Ab  stand eines     Flüssigkeitsspiegels    von     einem    festen     Be-          zugsniveau        zu        verstehen    ist.

   Dabei soll das     Verfahren     ohne körperlichen Kontakt zwischen     Fühler    und Flüs  sigkeit vor sich gehen, welche     Forderung    beispielsweise  bei :der     Steuerung    des     Zuflusses        flüssiger    Giessmasse  beim     automatisierten        Vergiessen    elektronischer .Bauteile  mit     Giessharz    .erhoben wird, weil Abmessungen und Ge  staltdes     Fühlers    durch das zähflüssige, rasch erhärtende  Harz     verändert    und die     Anzeige        verfälscht    würden.

   Die  genannte Aufgabe soll nach der     Erfindung    auf pneuma  tischem Wege gelöst werden, indem man Gas auf die       Flüssigkeitsoberfläche    bläst und die Höhe :des Spaltes,  durch welchen :das     Gas    zwischen Düsenende und Flüs  sigkeitsoberfläche in radialer     Richtung    entweicht, und       damit    die     Abhängigkeit    des     Ausströmwiderstandes    vom  Abstand     :zwischen    Flüssigkeitsspiegel und Fühler zur       Anzeige    des Pegels heranzieht.

   Dieses Prinzip wurde       bereits    für die Anzeige des Abstandes eines festen Kör  pers von einer Düse vorgeschlagen; seine Anwendung  auf die     Anzeige        eines    Flüssigkeitspegels ist jedoch da  durch wesentlich erschwert,     ,dass    man mit niedrigem  Gasüberdruck arbeiten muss, weil die Flüssigkeitsober  fläche     nicht    zu     unregelmässigen        Kräuselungen        aufge-          rührt    werden     darf,    denn     dadurch    würde die Genauigkeit  der Anzeige     hinfällig;

      wenn die     zulässige    Vertiefung der       Giessharzoberfläche    unter     dam    Staudruck beispielsweise  unter 0,1 mm bleiben soll, wird auch der zulässige     Gas-          überdruck    in der     Grössenordnung    von nur 0,1     mm        Flüs-          sigkeitssäule        liegen        dürfen.     



  Das     erfindungsgemässe        Verfahren    ist nun dadurch       gekennzeichnet,        dass    ein     Gasstrom    aus     einer    Düse unter  so     kleinem    Druck auf den     Flüssigkeitsspiegel        geblasen     wird,     dass    auf     diesem        keine        welligen        Oberflächenstörun-          gen    erregt werden,

       .und    dass man einen durch ein     Mess-          rohr    geleiteten Gasstrom in     Abhängigkeit    vom mit dem  Flüssigkeitspegel     veränderlichen        Ausströmwiderstand     ,der Düse sich einstellen lässt, um ihn :

  in einer     Mess-          brücke        zur    Anzeige des     Flüssigkeitspegels    heranzuzie-    heu, indem man den elektrischen Widerstand     .eines    vom  Gasstrom .im     Messrohr        umspülten    Heizdrahtes mit dem  elektrischen Widerstand eines     Heizdrahtes    mit zumin  dest     annähernd-        gleicher        Temperatur-Widerstand-Cha-          rakteristik    vergleicht,

   welcher in einem Bezugsrohr  einem vom     Gasstrom        im    Messrohr     .unbeeinflussten    Gas  ausgesetzt ist.  



  Die     Erfindung    betrifft ferner eine Vorrichtung zur  Ausführung dieses Verfahrens, gekennzeichnet durch  eine Düse, durch welche aus einer     Druckgasquelle    ein  Gasstrom auf den Flüssigkeitsspiegel :geblasen werden  kann, zwei Heizdrähte mit     zumindest        annähernd    gleicher       Temperatur-Widerstand-Charakteristik,    deren einer sich  in einem     Messrohr    und :deren .anderer sich in einem Be  zugsrohr befindet, wobei der durch     die        Düse    geleitete  Gasstrom den     :

  durch    das Messrohr geleiteten     Gasstrom     in Abhängigkeit vom     Ausströmwiderstand        ,der    Düse     be-          einflusst,        und    -durch mit den Heizdrähten und     einem          Spannungsanzei,ger    zu einer Messbrücke zum Vergleich  :der beiden     Heizdrahtwiderstände        zusammengeschaltete          Widerstände.    .  



  In der     einzigen    Figur ist weitgehend schematisiert  ein Ausführungsbeispiel der     erfindungsgemässen    Vor  richtung dargestellt, und anderen Arbeitsweise soll nun  auch das     erfindungsgemässe    Verfahren     erläutert    werden.  



  Die Vorrichtung     dient        dazu,    die     Zufuhr    der einer  Giessform 1     zufliessenden    Giessmasse zu -unterbrechen,  sobald deren Spiegel     einen    vorgeschriebenen Pegel er  reicht. Zu diesem Zwecke wird eine senkrecht nach un  ten gerichtete Düse 2 in ,der durch     Versuche    als richtig  ermittelten Höhe fixiert und aus einer nicht gezeigten       Druckluftquelle    gespeist.

   Als     Druckluftquelle    kommt  etwa ein auf wenige     Zehntel        Millimeter    Luftüberdruck  eingestellter     Luftkessel    in Betracht, in welchen eine han  delsübliche     kleine    Pumpe fördert, wie .man sie z.

   B. zur  Belüftung     :eines    Aquariums     verwindet.    Die Düse 2 ist       mit    einer Drossel 3 und an der     Düsenspitze    mit einer  Blende 4 versehen; dazwischen     liegt    ein     Entnahmestut-          zen    5, aus welchem .ein Teil der durch die Drossel 3 ein  strömenden .Luft ,durch eine     Leitung    6 nach einem Mess-      gerät 7     abgezweigt        wird.     



  Das     Massgerät    7 weist einen     Metallblock    8 auf,  worin zwei     parallele    Bohrungen,     nämlich    ein Messrohr 9  und     ein        Bezugsrohr    10,     vertikal    und mit übereinstim  menden     Abmessungen    angebracht -sind, und zwar in  kleinem Abstand, um     durch    gute     Wärmeleitung    die       Wandtemperaturender    oben offenen     Rohre    9, 10 einan  der möglichst anzugleichen.

   In den beiden Rohren 9, 10,  sind Heizdrähte 11, 12 .aufgespannt,     beispielsweise          Glühlampenwendeln    aus     Wolfram,    die so ausgewählt  wurden,     dass        ihre        Temperatur-Widerstand-Charakteri-          stiken        möglichst    ;

  genau     übereinstimmen,        .allenfalls    noch  durch nicht     dargestellte    Parallelwiderstände     korrigiert.     Die Heizdrähte 11     .und    12     sind        zum    Vergleich ihrer  elektrischen Widerstände .mit     in    Reihe dazu     geschalteten     Widerständen 13 und 14 zu     einer        Messbrücke        zusam-          mengeschaltet,

      welche von     einer    durch eine     Batterie    15  angedeuteten     und    auch die Energie zur     Heizung    der       Heizdrähte    11, 12 (auf etwa 200  bis 300  C bei Betrieb  der     Wolframwendeln    in     Luft)        liefernden    Stromquelle       gespeist        wird;    zur Anzeige der     Brückenspannung    dient  ein     Galvanometer    16.  



  Die     Leitung    6 mündet     in    das Messrohr 9 nahe bei  dessen     .unterem    Ende, sodass die     aus    der Düse 2 abge  zweigte Luft das Messrohr 9 von     unten        nach    oben  durchströmt.

       Damit        möglichst        wenig    andere Luft durch  die     Rohre    9 und 10     aufsteigen        kann,    sind die     Heizdrähte     11 und 12 unten auf     isolierenden,        die    Rohre 9 und 10       luftdicht        verschliessenden        Distanzhaltern    17     montiert.     Das     Messgerät    7     wird        zweckmässig    so aufgestellt,

       dass     die     Umgebungsluft        ausser    durch     die        Luftzüge        durch    die  Rohre 9 und 10 von keiner     störenden        Bewegung    getrof  fen     wird.     



  Die durch die Leitung 6 abgezweigte Luftmenge       hängt    nun vom Flüssigkeitspegel     in    der     Giessform    1 ab,       indem    der     Ausströ.mwiderstand    der Blende 4 in Abhän  gigkeit vom Pegelstand     zunimmt:

      je höher der     Flüssig-          keitsspiegel        steigt,    desto mehr     verengert    sich der     Luft          spalt,    durch -den die der Blende 4     entströmende    Luft, wie  durch Pfeile .angedeutet, seitlich radial     abfliessen    kann,  und je     weniger    Luft     deshalb    der     Blende    4     entweicht,     umso mehr strömt den     Pfeilen    19 nach durch die Lei  tung 6 dem     Messrohr    9 zu.

   Liesse man den Spiegel so  weit     ansteigen,        dass    die Flüssigkeit die Blende 4 ganz       verschliesst,    würde deren     Ausströmwiderstand    unend  lich gross, die     ganze    durch :die Drossel 3 eindringende  Luft nähme .den     Weg        durch    die     Leitung    6 und das     Mess-          rohr    9.  



  Der     in    Abhängigkeit vom Flüssigkeitspegel verän  derliche     Luftstrom.    durch das Messrohr 9     wird    nun     zur          Anzeige    des     Pegels    in oder     Giessform    1 herangezogen,  indem der Heizdraht 11 .desto mehr     gekühlt    und sein  Widerstand     @dadurch    umso mehr gesenkt wird, je grösser       die,aus    ,der Düse 2     abgezweigte    Luftmenge ist.

   Nachdem  sich der Beharrungszustand der Luft- und     Temperatur-          verhältnisse        eingespielt    hat, kann     man    das dem Ver  gleich der Widerstände     !der        Heizdrähte    11 und 12 die  nende     Galvanometer    16 so eichen,     dass    es den  Pegelstand     unmittelbar    anzeigt, und zwar bleibt die  Eichung bei     guter        Wärmeleitung    zwischen dem     Mess-          rohr    9 und dem Bezugsrohr 10 auch dann richtig,

       wenn     sich     Temperatur    und     Feuchtigkeit    der Umgebungsluft  oder die     Spannung    der Batterie 15 in     mässigen        Grenzen     ändern.  



  Wenn die Pegelanzeige     automatisiert    werden soll,       wird    man     anstelle    des     Galvanometers    16 einen     Trigger     verwenden, welcher bei der dem verlangten     Pegelstand       entsprechenden     Brückenspannung    ein     Ventil        schliesst,     um     den;

      weiteren     Zufluss    der     Flüssigkeit        zu        sperren.    Da  bei     wird    man die     Schliesszeit    um einen Betrag     vorzustel-          len-haben,    welcher der Zeit .entspricht,

   welche die     Luft          zum        Durchströmen    der     Leitung    6     benötigt        und    die in  folge der thermischen Trägheit des     Messgerätes    7 zwi  schen der Überschreitung eines Pegelstandes     und    der  entsprechenden     Spannungsanzeige    verstreicht.

   Bei  zweckmässiger     Einstellung        oder        elektrischen    und     Strö-          mungswidercstände        und        nicht    zu langer     Leitung    6 lässt  sich     diese    Zeit     unter    eine Sekunde     senken,    selbst wenn  der     Luftüberdruck    hinter der Drossel 3 so     niedrig    ist,       dass    die     Flüssigkeitsoberfläche    vom     Staudruck    nur     um     etwa 0,

  1     mm    eingedrückt.     wird    und der     Luftdrucksatz     nur wenige     Millimeter    je Minute beträgt.  



  Wenn     die        Giessform    1     .mit    einer sehr zähflüssigen  Masse     gefüllt    wenden soll, ist das     Abwarten        des        Flüssig-          keitsanstieges    und     der        Ausbildung        eines    .glatten Flüssig  keitsspiegels     zeitraubend,    und dann     wird    man das Vor  gehen     .zweckmässigerweise    so abändern,     dass        man,

      wäh  rend der     Messung        nicht    die Flüssigkeit     .ansteigen    lässt,  sondern die Höhenlage der Düse 2 verändert.     Man        füllt     zunächst     die        Giessformen    1 der Reihe nach je mit einem  Quantum     Giessmasse,    das so abgemessen ist, dass nur  noch eine     kleine    individuell zu dosierende Restmenge       nachzugeben    bleibt.

   Erst nachdem sich     in.        einer        Giess-          form    1 eins Spiegel gebildet hat,     benützt    man     :die    Düse 2       zur.    Bemessung     dieser    Restmenge.

   Von einer fest     einge-          stellten        Höhenlage    aus     senkt    man     dieDüse    2 unter Beob  achtung des Galvanometers 16, bis sich dort     ,

  die        einem     bestimmten Abstand der Blende 4 vom     Flüssigkeitsspie-     RTI ID="0002.0229" WI="5" HE="4" LX="1130" LY="1321">  gel        entsprechende        Anzeige        einstellt.    Aus dem Betrag der  Absenkung lässt sich     dann    die noch     erforderliche    Rest  menge     Giessmasse        ermitteln.    Auch dieses Vorgehen  lässt sich automatisieren, indem     ,man    statt     des    Galvano  meters 16     einen.        Trigger        verwendet,

      welcher bei .einer  fest :eingestellten     Brückenspannung        den        Absenkmecha-          nismusanhält;    die beim Absenken der Düse 2     zurückge-          legte        Höhendifferenz    wird     mechanisch    oder     elektrisch     registriert,     beispielsweise        :

  als    Stellung eines     Potentiomie-          ters    von     einem    danach geeichten     Abfüllgerät        lässt    man  als dann die noch fehlende Restmenge     Giessmasse    ab  messen und :der     Giessform    1     zugiessen.    Auf diese Weise  wird das Messgerät 7 nur     jeweils    wenige     Sekunden        .zur     Messung des     Flüssigkeitspegels    benötigt und kann da  durch     wirtschaftlicher    ausgenützt     werden.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren .zur Anzeige -eines Flüssigkeitspegels, da durch gekenrnzeichnet,dass ein Gasstrom aus einer Düse (2) unter so kleinem Druck auf :

   den Flüssigkeitsspiegel geblasen wird, @diass auf diesem keine welligen Oberflä chenstörungen erregt werden, und dass man einen durch ein Messrohr (9) geleiteten Gasstrom in Abhängigkeit vom mit dem Flüssigkeitspegel veränderlichen Aus- strömwiderstand (18) der Düse (2) sich einstellen lässt,

   um ihn in einer Messbrücke (13, 14, 16) zur Anzeige des Flüssigkeitspegels heranzuziehen, indem man den elek trischen Widerstand eines vom Gasstrom im Messrohr umspülten H-izdrahtes (11) mit dem elektrischen Widerstand eines Heizdrahtes (12)

   .mit zumindest annä- hernd gleicher Temperatur-Widerstand-Charakteristik vergleicht, welcher in einem Bezugsrohr (10) einem vom Gasstrom im Messrohr unbeeinflussten Gas ausgesetzt ist. UNTERANSPRUCH 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass man vom der Düse (2) zugeleiteten Gasstrom einen Teilstrom (5, 6) abzweigt und durch das Messrohr (9) leitet.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Düse (2), durch welche aus einer Druckgasquelle ein Gasstrom auf den Flüssigkeitsspiegel geblasen werden kann, zwei Heizdrähte (11, 12) mit zumindest annähernd gleicher Temperatur-Widerstand-Charakteristik,

   deren einer sich in einem Messrohr (9) und deren anderer sich in einem Bezugsrohr (10) befindet, wobei der durch d ie Düse ge- leitete Gasstrom den durch das Messrohr geleiteten Gas strom in Abhängigkeit vom Ausströmwiderstand -(18) der Düse beeinflusst, und durch mit den Heizdrähten und einem Spannungsanzeiger (16)

   zu einer Messbrücke zum Vergleich der beiden Heizdrahtwiderstände zusam men, esohaltete Widerstände (13, 14).

   UNTERANSPRUCH 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch ge- kennzeichnet, dass von der Leitung zwischen Druckgas- quelle und Düse eine Leitung (6) nach dem Messrohr (5) abgezweigt ist.