DD281873A5 - Messanordnung zur elektrischen erfassung des pegels in einem fluessigkeitsbehaelter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Meszanordnung zur elektrischen Erfassung des Pegelstandes in einem Fluessigkeitsbehaelter, bei dem sich der Pegelstand zeitlich sehr schnell aendert und ausgewertet werden musz. Durch eine Vielzahl gleicher Elektrodenpaare, die uebereinander angeordnet sind und in einem Wechselstromkreis liegen, werden die Primaersignale erzeugt. Jedem Elektrodenpaar ist eine Auswerteschaltung zugeordnet, das ein unipolares und in der Hoehe konstantes Ausgangssignal erzeugt. Die Ausgangssignale sind direkt von einem Rechner auswertbar.{Meszanordnung; elektrische Messung; Pegelstand; Fluessigkeit; schnell aendert; Elektrodenpaare; Wechselstromkreis; Auswerteschaltung; unipolares Ausgangssignal; Rechnerauswertung}

Description

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Glättkondensator vorgeschaltet ist. Durch geeignete Dimensionierung der Bauelemente ist daj Ausgangssignal an jede anschließende Verarbeitungseinheit anpaßbar, die Empfindlichkeit ist über den Eingangsspannungsteiler leicht einstellbar. In Abhängigkeit von der Höhe der Flüssigkeitssäule und von der Anzahl der auszulösenden Steuerfunktionen ist die Anzahl und Dichte der Elektrodenpaare zu wählen.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt: Fig. 1: Meßanordnung zur elektrischen Erfassung eines Pegelstandes.

In der Figur Ist eine von mehreren übereinander angeordneten von einander unabhängigen Meßanordnungen dargestellt, die ausgangsseitig auf eine gemeinsame Rechnersteuerung geschaltet sind.

Das Meßelektrodenpaar, das im einfachsten Falle durch das entisolierte Ende eines Drahtes und der metallischen Behälterwand als Gegenelektrode gebildet wird, ist über die als Spannungsteiler wirkenden Widerstände R1, R3 mit der Wechselspannungsquelle E1, E 0 verbunden. Das am einstellbaren Widerstand R3 entstehende Signal steuert die anschließende Signalformerschaltung, die aus zwei Transistoren T1, T2 gleichen Leistungstyps bestehen. Die Basis des ersten Transistors T1 ist mit dem Emitter des zweiten Transistors T.7 verbunden und liegt am Widerstand R 3 an. Der Bezugseingang E 0 ist mit der Basis des zweiten Transistors T2 und dem Emitter u> is ersten Transistors verbunden. Die Kollektoren beider Transistoren T1, T2 liegen über dem gemeinsamen Arbeitswiderstand R \ an der Betriebsspannung. Der nachgeschaltete dritte Transistor T3 wirkt als Verstärker, der Kondensator C dient zur Glättung des Eingangssignals. Die Widerstände R1, R4, R5 sind entsprechend den Kennwerten der Transistoren T1, T2, T3 und der Eingangs- bzw. Betriebsspannung zu dimensionieren. Am Widerstand R 3 ist die Empfindlichkeit der Schaltung einstellbar.

Das Eingangssignal am Widerstand R 3 entsteht, wenn der Pegelstand des Fluids die Elektroden erreicht hat und ein Wechselstrom fließt. Je nach Polarität der Eingangsspannung wird der Transistor T1 oder T2 aufgesteuert und der über den Arbeitswiderstand R4 fließende Kollektorstrom verursacht einen unipolaren, pulsierenden Spannungsabfall, sofern die Signalspannung die Flußspannung von 0,7 V übersteigt. Der Kondensator C glättet diese pulsierende Wechselspannung, die über T3 noch einmal verstärkt wird. Am Ausgang steht ein von der Frequenz des Eingangssignals und in weiten Grenzen von dosen Größe unabhängiges Logiksignal zur Verfügung, das von einer nicht dargestellten Rechnersteuerung ausgewertet werden kann.

. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar in engen und tiefen Brunnenbohrungen, bei denen die Pumpleistung abhängig von der Nachflußgeschwindigkeit des Grundwassers sicher und über lange Zeit wartungsfrei geregelt werden muß. Die Meßanordnung funktioniert unabhängig vom Leitwert des Brunnenwassers und von den Temperatur- und Druckverhältnissen im Brunnenrohr.

Als besonders ökonomische Variante eignen sich als Elektroden auf entsprechende Länge geschnittene und am Ende abisolierte Adern eines mehradrigen Kabels. Die Verwendung eines harmonischen Eingangssignals verhindert die elektrolytische Zersetzung der Elektroden.

Claims (3)

1. Meßanordnung zur elektrischen Erfassung des Pegelstandes in einem Flüssigkeitsbehälter mittels in den Flüssigkeitsbehälter eintauchender Sonden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elektrodenpaare im gleichen Abstand übereinander angeordnet sind, daß jedes Elektrodenpaar mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist, daß jedes Elektrodenpaar über einen Spannungsleiter mit einem Signalumformer verbunden ist, daß der Signalumformer ausgangsseitig mit einer Auswertevorrichtung vorzugsweise mit einem Rechner oder einer Zählschaltung verbunden ist.

2. Meßanorc'nung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenpaar durch ein Drahtende und die Wandung des Flüssigkeitsbehälters gebildet wird.

3. Meßanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumformer aus einer Transistorschaltung aufgebaut ist, wobei der Eingang mit der Basis eines ersten Transistors und dem Emitter eines zweiten Transistors und der Bezugseingang mit dem Emitter des ersten Transistors und der Basis des zweiten Transistors verbunden ist und beide Kollektoren über einen Ausgangswiderstand geschaltet sind und ein dritterTransistor als Verstärker nachgeordnet ist, dem basisseitig ein Glättkondensator zugeordnet ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zur elektrischen Erfassung des Pegelstandes in einem Flüssigkeitsbehälter, wobei der Meßort und der Ort der Meßwertauswertung beliebig weit auseinander liegen können. Die Erfindung ist vorteilhaft einsetzbar in Brunnenrohren, wo beispielsweise durch Pumpvorgänge der Pegelstand in relativ großen Grenzen zeitlich sehr schnell veränderbar ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind zahlrpiohe Vorrichtungen zur elektrischen Erfassung des Pegelstandes bekannt. Die DE-OS 3445 beschreibt eine Vorrichtung mit zwei in die Flüssigkeit eintauchenden, mit Widerstandsdraht umwickelten Säulen, die über die Schleifkontakte eines mit dem Flüssigkeitspegel bewegbaren Schwimmers kurzgeschlossen sind. Als Meßwert ist die sich mit dem Pegelstand stetig ändernde Stromstärke im Stromkreis auswertbar. Eine weniger störanfällige Meßanordnung ist in der DE-OS 3510192 enthalten. Durch eine Vielzahl übereinander angeordneter Schaltelemente, die durch den Druck der Flüssigkeit betätigt werden, werden parallel geschaltete Widerstände kurzgeschlossen. Die Stromstärke im Meßkreis ändert sich mit der Pegelstandsänderung in Sprüngen, wobei jedem Pegelstandsbereich eine diskrete Stromstärke entspricht. Der Pegelstandsrr.esser nach der DE-OS 3042995 vermeidet jede Art von mechanischen Funktionselementen, er verwendet ι·ίη Fühlerelement, welches zwei leitende Bereiche aufweist, die über eine Diode in Reihe geschaltet sind und durch eine Wechselspannungsquelle angesteuert werden. Die Vorrichtung zeigt drei verschiedene Stromstärken an in Abhängigkeit davon, ob der untere oder obere Teil des Fühlerelementes in die Flüssigkeit eintaucht. In der DE-OS 2112 220 wird der Einsatz von Sonden vorgeschlagen, die in unterschiedlicher Höhe angebracht werden und in der Flüssigkeit gegenüber Luft eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Jeder Sonde-vorzugsweise Kaltleiter- ist ein auf die Leitfähigkeitsänderung ansprechende Anzeigeelement zugeordnet. Allen erwähnten Pegelstandsmessern ist gemeinsam eine gewisse Störanfälligkeit bzgl. möglicher Fehlanzeigen, die durch mechanische Funktionselemente bedingt sind bzw. durch Restfeuchte insbesondere bei schnell sinkenden Pegelständen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Meßanordnung anzugeben, die bei minimalem Aufwand ein sicheres Verfolgen eines sich zeitlich sehr schnell ändernden Pegelstandes gestattet und ein leicht auswertbares Meßsignal liefert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung anzugeben, die mit einfachsten Sonden im Flüssigkeitsbehälter auskommt und über lange Zeit wartungsfrei funktioniert. Das primär gewonnene Meßsignal soll unabhängig von den physikalischen Kennwerten des Fluids und unabhängig von der Geschwindigkeit der Pegelstandsänderung sicher zu einem stets gleichen Ausgangssignal führen, das für beliebige Auswerteinrichtungen wie z. B. Rechner anpaßbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Vielzahl von übereinander angeordneten Elektrodenpaaren im Flüssigkeitsbehälter angeordnet sind und jedes Elektrodenpaar über einen einstellbaren Spannungsteiler mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist. Die nachgeordneteAuswertoschaltung besteht im wesentlichen aus zwoi Transistoren mit antiparallel geschalteten Basis-Emitter-Strecken und einem dritten als Verstärker wirkenden Transistor, dem ein