DD277514A1

DD277514A1 - Anordnung zur messung des fuellstandes

Info

Publication number: DD277514A1
Application number: DD32252588A
Authority: DD
Inventors: Andreas Schramm; Siegfried Jleinert; Juergen Wolde
Original assignee: Mittweida Ing Hochschule
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-04-04

Abstract

Das Verfahren zur Messung des Fuellstandes dient dazu, die Fuellhoehen beliebiger Fluessigkeiten zu messen und den Messwert an beliebigen Orten anzuzeigen. Die Anordnung kann vor allem dort sinnvoll eingesetzt werden, wo starke elektromagnetische Felder elektrische oder elektronische Verfahren nicht zulassen bzw. die Messwertuebertragung ueber laengere Strecken zu stark beeinflussen. Die Erfindung beinhaltet, dass das Messmedium direkt auf einen Schwimmkoerper wirkt, dessen Bewegung mit Hilfe eines fluidischen Wegmesssystems so in ein Drucksignal umgeformt wird, dass dieses Drucksignal den Schwimmkoerper in seiner Ausgangslage belaesst. Dieses Drucksignal ist somit proportional der Fuellhoehe und kann als Messsignal genutzt werden. Dadurch ergibt sich eine Anordnung, die durch elektromagnetische Felder nicht beeinflusst werden kann.

Description

Anwendungsgebiet der Ei lindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung von Füllhöhen flüssiger Medien.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß der Füllstand mit Schwimmern oder Schwebekörpern erfaßt wird, deren Bewegung mechanisch übertragen und über Potentiometer- oder Winkelgeber in ein elektrisches Signal verwandelt wird.

Weiterhin ist bekannt, daß der Füllstand mit Hilfe von vorzugsweise piezoresistiven Aufnehmern aus dem statischen Di uck -Her Flüssigkeitssäule abgeleitet und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.

Weiterhin ist bekannt, daß mittels eines Hebelgebers und mechanischer Zwischenglieder der Füllstand über ein Düse/Prallplatte-System gemessen werden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, bei der die aufwendige Abschirmung elektromagnetischer Felder entfällt und zusätzlich eine ökonomische Meßwertübertragung über längere Strecken ermöglicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Füllstandsmeßverfahren zu schaffen, das in explosionsgefährdeter Umgebung unbeeinflußt von elektromagnetischen Feldern eingesetzt werden kann und nicht von elektromagnetischen Feldern beeinflußt wird

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Behälter (1) mit dem flüssigen Medium so mit einem Meßrohr (2) verbunden wird, daß auf den Schwimmerkörper (3), der sich in Höhe des Bodens des Behälters (1) befindet, eine Kraft F wirkt, die proportional der Füllhöhe h des Mediums ist. Diese Kraft bewirkt, daß sich der Schwimmerkörper (3) um den Weg s nach oben bewegt. Dieser Weg s wird mit Hilfe eines fluidischen Wegmeßsystems (4) in einen Druck P umgewandelt. Über eine Rückkopplungsleitung (5) wirkt dieser Druck auf einen Kolben (6), der auf den Schwimmerkörper (3) entsprechend der Kolbenfläche A die Gegenkraft F₀ ausübt. Wird die Verstärkung des Systems so gewählt, daß F₀ = F, dann bleibt der Auftriebskörper in der gleichen Lage, und der Druck P in der Rückkopplungsleitung (5) ist proportional der Füllhöhe h und kann mit Hilfe einer Druckmeßeinrichtung (7) zur Anzeige gebracht werden.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann die Verstärkung durch die Wahl der Querschnittsfläche des Kolbens (6) beeinflußt und der Meßwert beliebig weit übertragen werden.

Anwendungsbeispiel

Am Boden dos Bohältors (1), der mit dem flüssigen Medium (z.B. Diesel-oder Vergaserkraftstoff) gefüllt ist, wird entsprechend dom Prinzip kommunizierender Röhren dorart ein Meßrohr (2) befestigt, daß sich der im Meßrohr befindliche Schwimmorkörpor (3) möglichst untorhalb dos Bohältorbodons befindet. Die hydrostatische Kraft der Flüssigkeit versucht, den Schwimmorkörpor nach obon zu bowogon. Dor Schwimmorkörpor ist starr mit einer Prallplatte (8) verbunden, die durch die Düso (9) angostrahlt wird. Die Düso wird mit dom Ausgangsdruck P₀ gospoist.

Worin sich boispiolswoiso dio Füllhöhe h vergrößert, wird die Kraft F auf don Schwimmerkörpor größer, und damit verringert sich dor Abstand s zwischen Düso und Prallplatte. Dadurch steigt der Druck in dor Rückkopplungsleitung (5), der über den Kolbon (6) entsprechend dor Kolbcnflächo A oine Vorgrößorung dor Gegenkraft F₀ bewirkt. Die Kolbenfläche A muß so gewählt worclon, daß dor Schwimmorkörpor (3) in Ruholago bloibt, d. h. dor Abstand s muß bei konstanter Füllhöhe ebenfalls konstant l)loil)on. Für dioson Fall gilt, daß

s = const und —γ- = const.

Daraus folgt: F = F₀ = P · A.

Da ebenfalls gilt F h und A = const, folgt: h P.

Folglich wird die Füllnöhe h in den Druck P in der Rückkopplungsleitung (5) umgeformt. Die Füllhöhe kann z.B. mit Hilfe ienes Manometers (7) oder eines Halbleiterdruckaufnehmers beliebig weit entfernt vom Meßort angezeigt werden. Der Druck P kann fehlerfrei über weite Strecken übertragen werden, ohne daß Störbbeinfiussungen durch elektromagnetische Felder auftreten. Wird die Wegmessung sehr empfindlich gestaltet, ist der Weg s nur sehr gering.

Claims

1. Anordnung zur Messung des Füllstandes mit Hilfe eines fluidischen Wegmeßsystems, bestehend aus einem Schwimmerkörper, mit dessen Hilfe die Füllhöhe in eine ihr proportionale Strecke
umgewandelt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Medium derart auf den Schwimmerkörper wirkt, daß dieser sich um eine der Füllhöhe proportionale Strecice bewegt und diese Strecke mit
Hilfe eines fluidischen Wegmeßsystems erfaßt wird.

2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wegänderung des Schwimmerkörpers durch das fluidische Wegmeßsystem in ein Drucksignal umgeformt wird, welches so auf den
Schwimmerkörper rückgekoppelt wird, daß dieser sich in die Ausgangslage zurückbewegt.

3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Verstärkung des Systems so
gewählt wird, daß der Schwimmerkörper unabhängig vom Füllstand in der gleichen Lage bleibt,
wodurch der Druck in der Rückkopplungsleitung proportional der Füllhöhe ist.