DD221549A1 - DISCONTINUOUS CAPACITIVE LIMIT-LAYER MEASURING METHOD WITH FREQUENCY-DEPENDENT RETURN-COUPLED OSCILLATOR - Google Patents

DISCONTINUOUS CAPACITIVE LIMIT-LAYER MEASURING METHOD WITH FREQUENCY-DEPENDENT RETURN-COUPLED OSCILLATOR Download PDF

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DD221549A1
DD221549A1 DD26006184A DD26006184A DD221549A1 DD 221549 A1 DD221549 A1 DD 221549A1 DD 26006184 A DD26006184 A DD 26006184A DD 26006184 A DD26006184 A DD 26006184A DD 221549 A1 DD221549 A1 DD 221549A1
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DD
German Democratic Republic
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frequency
oscillator
measuring method
dependent
circuit arrangement
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Application number
DD26006184A
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German (de)
Inventor
Olaf Weichert
Wolfgang Kloppe
Ralf-Peter Schuetze
Claus Bergmann
Guenther Gautzsch
Original Assignee
Ammendorfer Plastwerk Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kapazitiven Grenzschichtmessung mit frequenzabhaengig rueckgekoppeltem Oszillator fuer den gesamten Bereich der MSR-Technik, wo Fuellstandsregistrierungen erforderlich sind. Das Ziel der Erfindung besteht darin, dass ohne groesseren Aufwand in bezug auf Spannungs- und Temperaturstabilisierung eine Schaltungsanordnung entwickelt wurde, die beliebig einsetzbar ist und beliebig angeordnet werden kann. Die Vorteile bestehen ferner in:- kleinste Baugroesse- wenig materialaufwendig- stoerungsempfindlich- niedrige AnschaffungskostenThe invention relates to a circuit arrangement for capacitive boundary layer measurement with a frequency-dependent feedback oscillator for the entire field of MCR technology, where fill level registrations are required. The aim of the invention is that without much effort in terms of voltage and temperature stabilization, a circuit arrangement has been developed, which is arbitrarily applicable and can be arranged arbitrarily. The advantages are also: - smallest construction costs - low material complexity - susceptible to disturbance - low acquisition costs

Description

a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Diskontinuierliches kapazitives Grenzschichtmeßverfahren mit frequenzabhängig rückgekoppeltem OszillatorDiscontinuous capacitive boundary layer measuring method with frequency-dependent feedback oscillator

b) Anwendung der Erfindungb) Application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur diskontinuierlichen kapazitiven Grenzschichtmessung mit frequenzabhängig rückgekoppeltem Oszillator zwischen Medien mit unterschiedlichen relativen Dielektrizitätskonstanten und einer Differenz der relativen DielektrizitätskonstantenThe invention relates to a circuit arrangement for discontinuous capacitive boundary layer measurement with a frequency-dependent feedback oscillator between media having different relative dielectric constants and a difference in relative dielectric constants

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions

Bisher ist im V/P 151 356 eine Schaltungsordnung bekannt, welche auf dem Prinzip einer kapazitiven Verstimmung ein Abreißen der Oszillatorschwingung bewirkt. Als Oszillatorschaltung werden durch kapazitive Rückkopplung zum Schwingen gebrachte Transistoren verwendet. Die relativ aufwendigen Stabilisierungsmaßnahmen bezüglich der Umgebungstemperatur und der Versorgungsspannung stehen im krassen Widerspruch zu der relativ einfachen und unkomplizierten Schaltungsanordnung. Diese notwendigen Stabilisierungsmaßnahmen wirken sich kostenintensiv aus. Außerdem schaltet die Anordnung gemäß ΥΠ? 151 356 nur bei'einer Erhöhung der relativen Dielektrizitätskonstante an der Sonde.So far, in V / P 151 356 a circuit arrangement is known, which causes on the principle of capacitive detuning a tearing of the oscillator oscillation. As oscillator circuit brought by capacitive feedback to vibrate transistors are used. The relatively complex stabilization measures with respect to the ambient temperature and the supply voltage are in stark contrast to the relatively simple and uncomplicated circuit arrangement. These necessary stabilization measures have a cost-intensive effect. In addition, the arrangement switches according to ΥΠ? 151 356 only with an increase in the relative dielectric constant at the probe.

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung für ein diskontinuierliches kapazitives Grenzschichtmeßverfahren mit frequenzabhängig rückgekoppeltem Oszillator ohne aufwendige Stabilisierungsmaßnahmen für Versorgungsspannung und Umgebungstemperatur.The aim of the invention is a circuit arrangement for a discontinuous capacitive Grenzschichtmeßverfahren with frequency-dependent feedback oscillator without complex stabilization measures for supply voltage and ambient temperature.

Verwendbar für alle Arten elektrisch, leitfähiger und isolierender flüssiger und körniger Substanzen mit unterschiedlicher relativer Dielektrizitätskonstante und einer Differenz der relativen Dielektrizitätskonstanten &£ >1.Usable for all types of electrical, conductive and insulating liquid and granular substances with different relative dielectric constant and a difference in relative dielectric constant £> 1.

e) Vorlegen des Wesens der Erfindunge) Presenting the essence of the invention

- Technische Aufgabe- Technical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine-Schaltungs-. anordnung für ein diskontinuierliches kapazitives Grenzschichtmeßverfahren zu entwickeln, die es gestattet, bei kleinster Baugröße, hohe Registrierempfindlichkeit, geringen Materialaufwand und verringerte Störanfälligkeit zu garantieren und damit die bekannten Mangel des Standes der Technik beseitigt.The invention is based on the object, a-circuit. to develop arrangement for a discontinuous capacitive Grenzschichtmeßverfahren that allows to guarantee the smallest size, high registration sensitivity, low cost of materials and reduced susceptibility to interference and thus eliminates the known deficiency of the prior art.

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein integrierter Initator-Schaltkreis mit einer geeigneten Beschaltung zu einem frequenzabhängigen Schaltsystem gemacht wird.The object is achieved in that an integrated initiator circuit is made with a suitable circuit to a frequency-dependent switching system.

Speziell bei Einsatz der in der DDR verfügbaren Initiatorschaltkreise entfallen, bedingt durch die interne Stabilisierung der Betriebsspannung des Oszillatorsystems, zusätzliche Stabilisierungsmaßnahmen. Das Punktionsprinzip des frequenzabhängigen Schalters ist aus Anlage 1 ersichtlich.Especially when using the available in the DDR initiator circuits omitted due to the internal stabilization of the operating voltage of the oscillator system, additional stabilization measures. The puncture principle of the frequency-dependent switch is shown in Appendix 1.

Die Schwingfrequenz fo des Oszillatorsystems wird durch den Eingangsschwingkreis C^GgLg bestimmt. Die Rückkopplung des Oszillatorsystems wird über das FiItersystem F^ realisiert. Auf die Durchlaßfrequenz des PiItersystems F^ ist die Frequenz des Eingangsschwingkreises fo mit C^ exakt abgestimmt. Daraus ergibt sich die Bedingung f = f. für die Schwingfähigkeit des Oszillators. Wird die Kapazität des Kondensators C3«, der als Meßsonde ausgeführt ist, durch Eintauchen der Sonde in einen Stoff mit veränderter relativer Dielektrizitätskonstante £r verändert, ändert sich die Schwing-The oscillation frequency fo of the oscillator system is determined by the input resonant circuit C ^ GgLg. The feedback of the oscillator system is realized via the filter system F 1. On the pass frequency of PiItersystems F ^ the frequency of the input resonant circuit fo with C ^ is exactly matched. This results in the condition f = f. for the oscillatory ability of the oscillator. If the capacitance of the capacitor C3 ", which is designed as a measuring probe, is changed by immersing the probe in a substance with a changed relative dielectric constant ε r , the oscillatory

frequenz f . 'frequency f. '

Dadurch ist die Bedingung f = f. nicht mehr erfüllt und die Schwingung des Oszillators setzt aus. Durch die nachfolgenden Stufen der Schaltungsanordnung (Demodulator, Schaltverstärker) wird das Aussetzen des Oszillators registriert und in ein nutzbares Ausgangssignal Q^ umgesetzt. Die Empfindlichkeit des Systems ist hauptsächlich von der Bandbreite des PiItersystems P. abhängig.As a result, the condition f = f. no longer satisfied and the oscillation of the oscillator stops. By the subsequent stages of the circuit arrangement (demodulator, switching amplifier), the suspension of the oscillator is registered and converted into a usable output signal Q ^. The sensitivity of the system depends mainly on the bandwidth of the pi system P.

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Die Schaltungsanordnung kann je nach Ausführung der Meßsonde ÖL·, wobei die Sonde in der bereits bekannten Form z. B. als Stab- oder Seilsonde ausgeführt werden kann, zur Realisierung von Grenzschichtmeldern zwischen beliebigen Medien mit einer Differenz der relativen Dielektrizitätskonstante eingesetzt werden.The circuit can, depending on the design of the probe oil ·, the probe in the already known form z. B. can be performed as a rod or rope probe, are used for the realization of boundary layer detectors between any media with a difference in the relative dielectric constant.

In der Ti'gur 2 ist die Schaltungsanordnung als Ausführungsbeispiel dargestellt.In the Ti'gur 2, the circuit arrangement is shown as an exemplary embodiment.

In der +~>~Qur 3 ist der Sondenkörper, in welchem die Schaltungsanordnung untergebracht ist, als Ausführungsbeispiel dargestellt.In the + ~> ~ Qur 3 is the probe body in which the circuit arrangement is accommodated, as an exemplary embodiment.

Der Sondenkörper besteht aus einem Anschlußgehäuse 2, welches die gesamte elektronische Schaltung enthält. Das Gewindestück 3 dient zur Abdichtung der Einbaustelle (druckfeste Ausführungen sind möglich) und als Träger für den als Stabsonde ausgeführten Meßkondensator 1.The probe body consists of a terminal housing 2, which contains the entire electronic circuit. The threaded piece 3 is used to seal the installation point (flameproof versions are possible) and as a support for the measuring capacitor designed as a rod probe first

Claims (1)

g) Erfindungsanspruchg) claim for invention Diskontinuierliches kapazitives GrenzSchichtmeßverfahren mit frequenzabhängig'rückgekoppeltem Oszillator, geeignet für die Registrierung der Grenzschichtmarken zwischen Stoffen mit einer Differenz der relativen Dielektrizitätskonstanten λ£γ>1 gekennzeichnet dadurch, daß sich im Rückkoppelzweig des Oszillatorsystems ein Bandfiltersyst em befindet, welches die Schwingfähigkeit des Oszillatorsystems frequenzabhängig gewährleistet bzw. unterbindet und sowohl auf eine Erhöhung als auch auf eine Verringerung der relativen Dielektrizitätskonstante des an der Sonde vorliegenden Mediums reagiert.A discontinuous capacitive boundary layer measuring method with a frequency-dependent feedback oscillator suitable for registering the boundary layer marks between substances with a difference in relative dielectric constant λ £ γ> 1, characterized in that a band filter system is located in the feedback branch of the oscillator system, which ensures the oscillation capability of the oscillator system in a frequency-dependent manner and responds to both increase and decrease in the relative dielectric constant of the medium present at the probe. Berzu_3_Seiten ZeichnungenBerzu_3_Seiten drawings
DD26006184A 1984-02-14 1984-02-14 DISCONTINUOUS CAPACITIVE LIMIT-LAYER MEASURING METHOD WITH FREQUENCY-DEPENDENT RETURN-COUPLED OSCILLATOR DD221549A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029520A1 (en) * 1999-10-15 2001-04-26 Sie Sensorik Industrie-Elektronik Gmbh Capacitance sensor for detecting the fill level of a medium in a container
DE10309769B4 (en) * 2002-03-08 2017-10-05 Ust Umweltsensortechnik Gmbh Arrangement for determining state variables for liquids in a closed non-metallic container

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