DD249965A1

DD249965A1 - LEVEL SWITCH FOR ELECTRICALLY CONDUCTIVE FLUIDS, ESPECIALLY FOR COOLING SYSTEMS ON PLAST PROCESSING MACHINES

Info

Publication number: DD249965A1
Application number: DD29131686A
Authority: DD
Inventors: Rolf Doeke; Ralf Hellriegel
Original assignee: Karl Marx Stadt Maschf
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1987-09-23

Abstract

Der Fuellstandsschalter ist insbesondere zur Signalisierung und Regelung des Fluessigkeitsstandes in Vorratsbehaeltern fuer Kuehlsysteme an Plastverarbeitungsmaschinen anwendbar. Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhoehung der Zuverlaessigkeit der Messwerterfassung des Fuellstandes. Daraus ergibt sich die Aufgabe zur Schaffung einer Elektrodenanordnung zur Fuellstandsmessung, die unterschiedliche Fluidniveaus und waehrend des Betriebes auftretende Widerstandsaenderungen infolge Verschmutzens der Elektroden kompensieren kann. Die erfindungsgemaesse Loesung der Aufgabe sieht vor, durch die Anordnung von Messelektroden und einer Kompensationselektrode in einem Behaelter des Fuellstandsschalters einen Spannungsteiler zu bilden, der dem Eingangsspannungsteiler einer Auswerteschaltung parallel geschaltet ist. Durch Veraenderung der Uebergangswiderstaende und des Messwiderstandes entstehen Potentialunterschiede, die das Mittenpotential des Spannungsteilers auswertbar verschieben und definierte Pegelverhaeltnisse an der Messelektrode zur Auswertung in einer nachfolgenden elektronischen Schaltung schaffen. Fig. 1The level switch is particularly applicable for signaling and control of Fluessigkeitsstandes in storage tanks for cooling systems on plastic processing machines. The aim of the invention is to increase the reliability of the measured value detection of the filling level. This results in the task of creating an electrode assembly for level measurement, which can compensate for different fluid levels and occurring during operation resistance changes due to contamination of the electrodes. The inventive solution of the problem provides to form a voltage divider by the arrangement of measuring electrodes and a compensation electrode in a container of Füllstandsschalters, which is connected in parallel to the input voltage divider an evaluation circuit. By changing the transition resistors and the measuring resistor, potential differences arise, which shift the middle potential of the voltage divider evaluable and create defined levels at the measuring electrode for evaluation in a subsequent electronic circuit. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen.Füllstandsschalter für elektrisch leitende Fluids, der insbesondere zur Signalisierung und Regelung des Flüssigkeitsstandes in Vorratsbehältern für Kühlsysteme an Plastverarbeitungsmaschinen anwendbar ist.The invention relates to a .Füllstandsschalter for electrically conductive fluids, which is particularly applicable for signaling and control of the liquid level in storage tanks for cooling systems on plastic processing machines.

Characteristic of the known technical solutions

In den DE-OS 2840848 und DE-OS 2643522 ist ein Flüssigkeitspegel-Überwachungssystem zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes in Behältern auf der Basis der Leitfähigkeitsmessung des Fluids beschrieben. Die besondere Gestaltung der Meßelektrode ermöglicht die Signalisierung von Verschmutzungen derart, daß das Signal zur Erfassung des Füllstandes über · die entstehenden Übergangswiderstände zu einer weiteren Elektrode gelangt und einer Auswerteschaltung zugeführt wird. Der Fühler ist dazu in drei Bereiche geteilt und liefert aufgrund eines dem System zugeführten zyklischen Speisesignals ein zyklisches Ausgangssignal.In DE-OS 2840848 and DE-OS 2643522 a liquid level monitoring system for determining the liquid level in containers on the basis of the conductivity measurement of the fluid is described. The special design of the measuring electrode makes it possible to signal contaminations in such a way that the signal for detecting the filling level reaches the additional electrode via the contact resistances that arise and is supplied to an evaluation circuit. The sensor is divided into three sections and provides a cyclic output signal due to a cyclic feed signal supplied to the system.

Das Ausgangssignal tritt nur auf, wenn der Fühler von dem Fluid benetzt wird. Die Auswerteschaltung spricht nur an, wenn dieses Signal vorliegt. Durch Verschmutzung des Fühlers wird dieser kurzgeschlossen, so daß das Ausgangssignal entfällt und die Auswerteschaltung abschaltet. Dieses weist auf einen Fehler im System wie z. B. Verschmutzung hin.The output signal only occurs when the sensor is wetted by the fluid. The evaluation circuit only responds if this signal is present. By contamination of the probe this is shorted, so that the output signal is omitted and the evaluation switches off. This indicates an error in the system such. For example, pollution.

Der Nachteil dieses Systems besteht darin, daß bis zum Abschalten, d. h. bis zum Kurzschluß keine Auswertung des Verschmutzungsgrades des Fühlers erfolgt.The disadvantage of this system is that until shutdown, i. H. until the short circuit, no evaluation of the degree of contamination of the probe takes place.

Bei höher werdendem Verschmutzungsgrad kann dies zu falschen Meßwerten führen, d.h. es wird ein Füllstand angezeigt, der nicht vorhanden ist.As the level of contamination increases, this can lead to incorrect readings, i. a level is displayed that does not exist.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der Nachteile der bekannten Elektrodenanordnung, um dadurch die Zuverlässigkeit der Meßwerterfassung des Füllstandes bei kleinerem Platzbedarf der Elektrodenanordnung, geringerem Materialbedarf und gleichzeitiger Wartungsfreiheit des Füllstandsschaiters wesentlich zu erhöhen.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the known electrode arrangement, thereby substantially increasing the reliability of the measured value detection of the filling level with a smaller space requirement of the electrode arrangement, lower material requirement and simultaneous freedom from maintenance of the Füllstandsschaiters.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung zur Füllstandsmessung zu schaffen, die nach dem Prinzip der Leitfähigkeitsänderung zwischen zwei Elektroden arbeitet, mehrere unterschiedliche Fluidniveaus erfassen kann und zusätzlich während des Betriebes auftretende Widerstandsänderungen infolge Verschmutzens der Elektroden kompensiert. Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, durch die Anordnung von Meßelektroden und einer Kompensationselektrode in einem Behälter einen Spannungsteiler zu bilden, der dem Eingangsspannungsteiler einer Auswerteschaltung parallel geschaltet ist. Die Übergangswiderstände, die durch Verschmutzung und Kondenswasser an den nicht im Fluid eingetauchten Elektroden entstehen, sind von annähernd gleichem Widerstandswert.The invention has for its object to provide an electrode assembly for level measurement, which operates on the principle of conductivity change between two electrodes, can detect several different fluid levels and additionally compensates during the operation occurring resistance changes due to contamination of the electrodes. The solution according to the invention provides for the arrangement of measuring electrodes and a compensation electrode in a container to form a voltage divider which is connected in parallel to the input voltage divider of an evaluation circuit. The contact resistance caused by contamination and condensation on the electrodes not immersed in the fluid are of approximately equal resistance.

Die Meßelektrode führt, wenn sie nicht im Fluid eintaucht, Mitten potential. Der Meßwiderstand ist hochohmig. Beim Eintauchen der Meßelektrode in das Fluid wird der Meßwiderstand niederohmig, wodurch das Potential der Meßelektrode abgesenkt wird. Die Auswertung dieser Potentialunterschiede erfolgen in der Auswerteschaltung.The measuring electrode leads, if it is not immersed in the fluid, center potential. The measuring resistor is high-impedance. When immersing the measuring electrode in the fluid of the measuring resistor is low, whereby the potential of the measuring electrode is lowered. The evaluation of these potential differences takes place in the evaluation circuit.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber der bekannten Elektrodenanordnung besteht in der Kompensation alldr auftretenden parasitären Übergangswiderstände zwischen den Meßelektroden untereinander und zwischen diesen und dem Behälter.The advantage of the solution according to the invention over the known electrode arrangement consists in the compensation alldr occurring parasitic contact resistance between the measuring electrodes with each other and between them and the container.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail in an embodiment below. In the accompanying drawing shows:

Fig. 1: den Füllstandsschalter im SchnittFig. 1: the level switch in section

Fig.2: die Ansicht A-A nach Fig.1 der Elektrodenanordnung2 shows the view A-A of Figure 1 of the electrode assembly

Fig.3: das Ersatzschaltbild der Elektrodenanordnung.3 shows the equivalent circuit diagram of the electrode arrangement.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Füllstandsschalters, der aus dem zylindrischen Behälter 1 und der Trägerplatte 2 für die Elektrodenanordnung besteht.Fig. 1 shows the basic structure of the level switch, which consists of the cylindrical container 1 and the support plate 2 for the electrode assembly.

Die in den Behälter 1 ragenden Meßelektroden 3; 4; 5, deren Länge durch den zu messenden Füllstand des Fluids bestimmt wird, besitzen zur Vergrößerung der Elektrodenfläche an den Elektrodenstäben befestigte kreisbogenförmige Metallstreifen.The protruding into the container 1 measuring electrodes 3; 4; 5, the length of which is determined by the level of the fluid to be measured, have circular-arc metal strips fastened to the electrode rods to increase the electrode area.

Wie in Fig.2 dargestellt, sind die Meßelektroden 3; 4; 5 kreisförmig und um einen Winkel von 120° versetzt zueinander angeordnet. Die dreieckige Kompensationselektrode 6 ist im Kreismittelpunkt der Trägerplatte derartig plaziert, daß sich die Meßelektroden 3; 4; 5 gegenüber den Dreieckseiten befinden. Dadurch entsteht ein günstiges Verhältnis der Übergangswiderstände zueinander.As shown in Figure 2, the measuring electrodes 3; 4; 5 circular and offset by an angle of 120 ° to each other. The triangular compensation electrode 6 is placed in the center of the circle of the support plate in such a way that the measuring electrodes 3; 4; 5 opposite the triangle sides. This creates a favorable ratio of the contact resistance to each other.

Zur elektrischen Trennung der Meßelektroden untereinander sowie zur Kompensationselektrode ist die Trägerplatte aus einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigt. Zur Vergrößerung der entstehenden Übergangswiderstände zwischen den Meßelektroden 3; 4; 5 und der Kompensationselektrode 6 sowie dem Behälter 1 dienen die Isolierrohre 7 für die Elektrodenstäbe.For electrical separation of the measuring electrodes with each other and the compensation electrode, the carrier plate is made of an electrically non-conductive material. To increase the resulting contact resistance between the measuring electrodes 3; 4; 5 and the compensation electrode 6 and the container 1 are the insulating tubes 7 for the electrode rods.

In der Fig. 3 ist das Ersatzschaltbild der Elektrodenanordnung dargestellt. Die Funktionsweise des Füllstandsschalters soll an der Meßelektrode 3 erläutert werden. Die beiden anderen Meßelektroden haben analoge Funktion.FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of the electrode arrangement. The operation of the level switch is to be explained at the measuring electrode 3. The two other measuring electrodes have an analogous function.

An dem Speisepunkt U₈ der Spannungsteilerwiderstände 8; 9 der Auswerteschaltung ist die Kompensationselektrode 6, und an den Mittenpunkt des Spannungsteilers die Meßelektrode 3 und an die Masse der Behälter des Füllstandsschalters angeschlossen. Zwischen der Kompensationselektrode 6 und der Meßelektrode 3 tritt der Übergangswiderstand 10, und zwischen der Meßelektrode 3 und der Masse des Behälters der Übergangswiderstand 11 auf. Die Übergangswiderstände 10 und 11 liegen parallel zu den Spannungsteilerwiderständen 8 und 9.At the feed point U _{8 of} the voltage divider resistors 8; 9 of the evaluation circuit is the compensation electrode 6, and connected to the center point of the voltage divider, the measuring electrode 3 and to the mass of the container of the level switch. Between the compensation electrode 6 and the measuring electrode 3, the contact resistance 10, and between the measuring electrode 3 and the mass of the container, the contact resistance 11 occurs. The contact resistors 10 and 11 are parallel to the voltage divider resistors 8 and 9.

Die Übergangswiderstände 10 und 11 sind bei sauberer Trägerplatte und Isolierrohr der Meßelektrode nahezu unendlich groß, werden jedoch mitzunehmender Verschmutzung kleiner. Da sie sich aber nahezu gleichgroß ändern, bleibt das Mittenpotential des Spannungsteilers, unabhängig von der Verschmutzung des Füllstandsschalters, erhalten. Erst wenn die Meßelektrode 3 im Fluid eingetaucht ist und der Meßwiderstand 12 von unendlich großen in niederohmige Werte übergeht, wird das Mittenpotential des Spannungsteilers auswertbar verschoben. Damit entstehen definierte Pegelverhältnisse an der Meßelektrode 3, die Voraussetzung für eine zuverlässige Funktion der nachfolgenden elektronischen Schaltung sind.The contact resistances 10 and 11 are at clean carrier plate and insulating the measuring electrode almost infinitely large, but are smaller with increasing pollution. But since they change almost the same size, the center potential of the voltage divider, regardless of the contamination of the level switch, is maintained. Only when the measuring electrode 3 is immersed in the fluid and the measuring resistor 12 passes from infinitely large into low-impedance values, the center potential of the voltage divider is evaluated shifted. This results in defined level ratios at the measuring electrode 3, which are prerequisite for reliable operation of the subsequent electronic circuit.

Claims

Claim:

Level switch for electrically conductive fluids, in particular for cooling systems on plastic processing machines, consisting of at least one measuring electrode which is arranged insulated on a carrier plate and surrounded by a counter electrode forming a container, and a connected to the electrodes evaluation circuit, characterized in that on the carrier plate ( 2) a compensation electrode (6) and around this circularly around measuring electrodes (3; 4; 5) equally spaced apart from each other and to the compensation electrode (6) and to a cylindrical container (1) surrounding the electrodes (6; 3; 4; 5). and that the compensation electrode (6) is connected to a feed point U _B of partial voltage resistors (8; 9) of an evaluation circuit and the measuring electrodes (3; 4; 5) are connected to the midpoint of the voltage divider and the container (1) is connected to ground, wherein between the compensation electrode (6) and the measuring electrodes (3; 4; 5) a contact resistance (10) and between the measuring electrodes (3; 4; 5) and the container (1) a contact resistance (11) and parallel to a measuring resistor (12) are present, and in that these resistors (10; 11; 12 ) of the level switch form a voltage divider, which is parallel to the voltage divider of the evaluation circuit.