DE10003941A1 - Füllstandsmeßgerät - Google Patents
FüllstandsmeßgerätInfo
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- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
Abstract
Es ist ein Füllstandsmeßgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes (5) in einem Behälter (1) mittels entlang eines Wellenleiters (9, 69) in den Behälter hinein und herausgeführten elektromagnetischen Signalen (S, R) vorgesehen, bei dem insb. auch bei großen Temperaturschwankungen am Meßort und bei großen auf den Wellenleiter (9, 69) einwirkenden Druck oder Zugkräften eine hohe Dichtigkeit gewährleistet ist, welches umfaßt: DOLLAR A mindestens einen in den Behälter (1) hineinragenden Wellenleiter (9, 69), der die Signale (S) in den Behälter (1) hinein- und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale (R) herausführt und der in einem auf dem Behälter (1) montierbaren Gehäuse (13) befestigt ist, und ein parallel zu einer Längsachse (L) des Wellenleiters (9) eingespanntes elastisches Formteil (31, 59, 65), das an dem Gehäuse (13) und dem Wellenleiter (9, 69) abdichtend anliegt und an das eine den Wellenleiter (9, 69) umgebende Ausnehmung (41, 61, 63, 81) angrenzt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Füllstandsmeßgerät zur Messung
eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter mittels
elektromagnetischen Signalen. Die Signale werden auf
mindestens einen in den Behälter hinein ragenden
Wellenleiter übertragen. Dieser führt die Signale in den
Behälter hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte
Signale heraus. Es kann z. B. eine Laufzeit der
elektromagnetischen Signale bestimmt und daraus der
Füllstand ermittelt werden.
Als Wellenleiter können dabei sowohl ein einziger als auch
zwei oder mehr parallel zueinander angeordnete Wellenleiter
dienen, die sich von einem Punkt oberhalb des höchsten zu
messenden Füllstandes nach unten in den Behälter hinein
erstrecken. Als Wellenleiter eignen sich z. B. blanke auch
als Sommerfeld-Wellenleiter bezeichnete Metalldrähte, oder
mit einer Isolation versehene Metalldrähte. Letztere sind
auch unter der Bezeichnung Goubau-Wellenleiter bekannt.
Eine elektronische Schaltung zur Erzeugung von
elektromagnetischen Signale sowie eine Empfangs- und
Auswerteschaltung zur Bestimmung eines Füllstandes ist z. B.
in der EP-A 780 665 beschrieben.
Mit elektromagnetischen Signalen arbeitende
Füllstandsmeßgeräte sind in einer Vielzahl von Anwendungen,
sowohl in der Lagerhaltung als auch in der verarbeitenden
Industrie, z. B. in der Chemie, in der Lebensmittelindustrie
und in der Ölindustrie, einsetzbar.
Das Füllstandsmeßgerät ist dabei häufig großen
Temperaturschwankungen ausgesetzt und auf den Wellenleiter
können hohe Zug- oder Druckkräfte einwirken. Es gibt viele
Anwendungen bei denen trotz dieser widrigen Bedingungen auf
keinen Fall Füllgut durch das Meßgerät hindurch austreten
darf.
In der EP-A 928 955 ist ein Füllstandsmeßgerät zur Messung
eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter mittels
elektromagnetischen Signalen, beschrieben, welches umfaßt:
- - mindestens einen in den Behälter hinein ragenden Wellenleiter,
- - der die Signale in den Behälter hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale heraus führt und
- - der in einem auf dem Behälter montierbaren Gehäuse befestigt ist.
In dem Gehäuse sind Einsätze aus einem Dielektrikum, z. B.
aus einem Thermoplast, einem Duroplast, einem Elastomer,
einer Keramik, Polyehterimid (PEI), Polytetrafluorethylen
(PTFE), Polyphenylsulfid (PPS), oder aus Polycarbonaten
vorgesehen, durch die der Wellenleiter in dem Behälter
befestigt ist. Gehäuse, Wellenleiter und Einsätze weisen
konische Mantelflächen auf, die zueinander so angeordnet
sind, daß sie eine Bewegung der Einsätze und des
Wellenleiters in den Behälter hinein verhindern. Auf einer
behälter-abgewandten Seite ist das Gehäuse durch einen
metallischen Einsatz, durch den eine Bewegung von
Wellenleiter und Einsätzen in behälter-abgewandter Richtung
verhindert ist, verschlossen. Es sind Federelemente
vorgesehen, durch die der metallische Einsatz in behälter-
zugewandter Richtung und die Einsätze mit dem darin
eingekeilten Wellenleiter in behälter-abgewandter Richtung
gepreßt werden.
Zur Abdichtung sind in einem Ausführungsbeispiel O-Ringe
vorgesehen, die zwischen dem Gehäuse und einem der Einsätze
und zwischen diesem Einsatz und dem Wellenleiter in Nuten
angeordnet sind.
Aufgrund der Einspannung mittels Federn können sich
Einsatz, Wellenleiter und Gehäuse geringfügig gegeneinander
bewegen. Dadurch kann die Dichtwirkung nachteilig
beeinflußt werden.
Wellenleiter, Einsatz und Gehäuse bilden einen
Koaxialleiter in dem die elekromagnetische Signale geführt
werden. Nuten und O-Ringe stellen Inhomogenitäten dar an
denen sich die Impedanz des Koaxialleiters sprunghaft
ändert. Solche Impedanzsprünge führen zur Reflexion eines
Anteils der elektromagnetischen Signale. Dieser Anteil
steht nachfolgend nicht mehr zur Füllstandsmessung zur
Verfügung sondern bildet Störsignale, die zu einem deutlich
verschlechterten Signal-zu-Rausch Verhältnis führen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in behälter-
zugewandter Seite zwischen Wellenleiter und einem Einsatz
und zwischen diesem Einsatz und dem Gehäuse jeweils eine
konische Fläche vorgesehen mit der der Wellenleiter an dem
Einsatz und dieser Einsatz an dem Gehäuse eng anliegt.
Hierdurch wird ebenfalls eine Dichtwirkung erzielt.
Problematisch ist generell, daß alle tragenden Teile aus
starren Materialien bestehen müssen, um ihre Stützfunkion
zu erfüllen. Wird das Füllstandsmeßgerät großen
Temperaturwechseln ausgesetzt, so werden diese Teile
entsprechend ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten
schrumpfen bzw. sich ausdehnen. Während eine Ausdehnung bei
Erwärmung durch die Federkonstruktion gut ausgeglichen
werden kann, können bei tiefen Temperaturen
Dichtheitsprobleme auftreten. Durch die temperatur-bedingte
geringere Größe der Bauteile ist die Federvorspannung
geringer und es können durch Zug- und Druckkräfte Spalte
zwischen im Normalzustand eng aneinander anliegenden
Dichtflächen auftreten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Füllstandsmeßgerät
zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem
Behälter mittels entlang eines Wellenleiters in den
Behälter hinein und herausgeführten elektromagnetischen
Signalen anzugeben, bei dem insb. auch bei großen
Temperaturschwankungen am Meßort und bei großen auf den
Wellenleiter einwirkenden Druck oder Zugkräften eine hohe
Dichtheit gewährleistet ist.
Hierzu besteht die Erfindung in einem Füllstandsmeßgerät
zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem
Behälter mittels elektromagnetischen Signalen, welches
umfaßt:
- - mindestens einen in den Behälter hinein ragenden Wellenleiter,
- - der die Signale in den Behälter hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale heraus führt und
- - der in einem am Behälter montierbaren Gehäuse befestigt ist, und
- - ein parallel zu einer Längsachse des Wellenleiters eingespanntes elastisches Formteil,
- - das an dem Gehäuse und dem Wellenleiter abdichtend anliegt und
- - an das eine den Wellenleiter umgebende Ausnehmung angrenzt.
Gemäß einer Ausgestaltung verläuft die Ausnehmung in dem
Formteil.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Formteil
ausschließlich konische oder zylindrische Mantelflächen
auf.
Gemäß einer Ausgestaltung
- - ist der Wellenleiter durch einen in dem Gehäuse befestigten ersten Einsatz hindurch in den Behälter hineingeführt ist,
- - der Wellenleiter weist eine erste konische Mantelfläche auf, mit der er auf einer behälter-abgewandten formgleichen Innenfläche des Einsatzes aufliegt,
- - der Wellenleiter weist eine zweite konische Mantelfläche auf, auf der das Formteil mit einer behälter- zugewandten formgleichen Innenfläche aufliegt, und
- - es ist ein zweiter Einsatz vorgesehen, der mit einer konischen behälter-zugewandten Mantelfläche auf einer formgleichen behälter-abgewandten Mantelfläche des Formteils aufliegt,
- - wobei das Formteil durch den ersten und den zweiten Einsatz eingespannt ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Ausnehmung durch
den Wellenleiter, das Formteil und den zweiten Einsatz
begrenzt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist das Formteil einen
Bereich auf, in dem sich ein Durchmesser des Formteils
sprungartig ändert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Formteil ein
Ringzylinder.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der
Figuren der Zeichnung, in denen drei Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Elemente sind in
den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines
auf einem Behälter angeordneten
Füllstandsmeßgeräts;
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines
Füllstandsmeßgeräts, bei dem die Ausnehmung
außerhalb des Formteils an das Formteil
angrenzt;
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines
Füllstandsmeßgeräts, bei dem die Ausnehmung
innerhalb des Formteils verläuft; und
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines
Füllstandsmeßgeräts, bei dem das Formteil
einen sich sprungartig ändernden Durchmesser
aufweist.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines auf einem
Behälter 1 angeordneten Füllstandsmeßgeräts 3. Es dient zur
Messung eines Füllstandes eines Füllguts 5 in dem Behälter
1 und weist eine elektronische Schaltung 7 zur Erzeugung
von elektromagnetischen Signalen S auf.
Das Füllstandsmeßgerät umfaßt einen in den Behälter 1
hinein ragenden Wellenleiter 9 der die Signale S in den
Behälter 1 hinein und an einer Füllgutoberfläche
reflektierte Signale R heraus führt.
Der Wellenleiter 9 ist z. B. ein mechanisch starrer Stab
oder ein mechanisch starrer Draht. Genauso ist aber auch
ein gespanntes Seil einsetzbar, dessen eines Ende an einem
Boden des Behälters 1 befestigt ist. Anstelle einer
Befestigung des Endes am Behälterboden kann an dem anderen
Ende auch ein Gewicht befestigt sein, durch das das Seil
gespannt wird. Es können sowohl blanke Stäbe, Drähte oder
Seile aus Metall, z. B. aus einem Edelstahl, als auch mit
einer Isolation versehene Metalldrähte, -stäbe oder -seile
verwendet werden. Als Isolator eignet sich z. B.
Polytetraflourethylen (PTFE).
Die reflektierten Signale R werden im Betrieb einer
Empfangs- und Auswerteschaltung 10 zugeführt, die z. B. aus
einer Laufzeit der Signale S bis zur Füllgutoberfläche und
der reflektierten Signale R von der Füllgutoberfläche
zurück den Füllstand im Behälter 1 bestimmt. Die
Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Signale
S, R und die Abstände zwischen der elektronischen Schaltung
7 und dem Behälterboden und zwischen der Empfangs- und
Auswerteschaltung 10 und dem Behälterboden sind entweder
ohnehin bekannt oder können durch einfache
Referenzmessungen erhalten werden. Mit diesen Daten ergibt
sich aus der gemessenen Laufzeit die Höhe des Füllstands.
Ein Meßergebnis ist über Anschlußleitungen 11 einer
weiteren Verarbeitung, Anzeige und/oder Auswertung
zugänglich.
Der Wellenleiter 9 ist in einem am Behälter 1 montierbaren
Gehäuse 13 befestigt. Das Gehäuse 13 besteht einem
elektrisch leitfähigen Material, z. B. aus einem Metall,
vorzugsweise aus einem Edelstahl. Fig. 2 zeigt einen
Schnitt durch das Gehäuse 13 und den darin befestigten
Wellenleiter 9.
Das Gehäuse 13 weist im wesentlichen die Form eines
Hohlzylinders auf. An einem behälter-zugewandten unteren
Ende des Gehäuses 13 ist außen ein Gewinde 15 angeformt,
mittels dessen das Gehäuse 13 in eine Öffnung 17 in dem
Behälter 1 einschraubbar ist.
In dem Gehäuse 13 ist ein erster Einsatz 19 aus einem
Dielektrikum angeordnet, durch den der Wellenleiter 9
hindurch in den Behälter 1 hinein geführt ist. Der Einsatz
19 weist eine behälter-zugewandte konische äußere
Mantelfläche auf, mit der er auf einer formgleichen
konischen inneren Mantelfläche 21 des Gehäuses 13
abdichtend aufliegt. Ein Innendurchmesser des Gehäuses 13
nimmt entlang der Mantelfläche 21 in behälter-zugewandter
Richtung ab, so daß eine Bewegung des ersten Einsatzes 19
in behälter-zugewandter Richtung unterbunden ist. An den
die Mantelfläche 21 aufweisenden Abschnitt des Gehäuses 13
grenzt in behälter-zugewandter Richtung ein zylindrischer
Gehäuseabschnitt 23 an. Im Inneren dieses Gehäuseabschnitts
23 verjüngt sich der erste Einsatz 19 in behälter-
zugewandter Richtung bis er an dem Wellenleiter 9 endet.
Der Wellenleiter 9 weist einen im Inneren des Gehäuses 13
angeordneten Kopf 25 mit einer behälter-zugewandten
konischen ersten Mantelfläche 27, deren Außendurchmesser in
behälter-zugewandter Richtung abnimmt, und einer behälter-
abgewandten konischen zweiten Mantelfläche 29, deren
Außendurchmesser in behälter-abgewandter Richtung abnimmt,
auf. Er liegt mit der behälter-zugewandten konischen
Mantelfläche 27 auf einer formgleichen Innenfläche des
ersten Einsatzes 19 abdichtend auf, so daß eine Bewegung
des Wellenleiters 9 in behälter-zugewandter Richtung
unterbunden ist.
Erfindungsgemäß ist ein parallel zu einer Längsachse L des
Wellenleiters 9 eingespanntes elastisches Formteil 31
vorgesehen, das an dem Gehäuse 13 und dem Wellenleiter 9
abdichtend anliegt.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt
das Formteil 31 den Wellenleiter 9 koaxial und weist eine
zu der zweiten konischen Mantelfläche 29 des Wellenleiters
9 formgleiche Innenfläche auf, mit des es auf der zweiten
konischen Mantelfläche 29 aufliegt.
Das Formteil 31 weist weiter eine behälter-zugewandte
konische äußere Mantelfläche 33 auf, mit der es auf einer
formgleichen inneren Mantelfläche des ersten Einsatzes 19
aufliegt. Das Formteil 31 liegt mit einer zylindrischen
äußeren Mantelfläche 35 an einer formgleichen Innenwand des
Gehäuses 13 an.
Zwischen einem sich in behälter-abgewandter Richtung
verjüngenden behälter-abgewandten Abschnitt 39 des
Wellenleiters 9 besteht eine an das Formteil 31
angrenzende, den Wellenleiter 9 umgebende Ausnehmung 41.
Eine in behälter-abgewandter Richtung die Ausnehmung 41
begrenzende Innenfläche 43 des Formteils 41 ist zylindrisch
und eine äußere behälter-abgewandte Mantelfläche 45 des
Formteils 41 ist konisch, wobei deren Außendurchmesser in
behälter-abgewandter Richtung abnimmt.
Das Formteil 31 weist somit ausschließlich konische oder
zylindrische Mantelflächen auf. Dies bietet den Vorteil,
daß der durch den Wellenleiter 9, den Einsatz 19 und das
Gehäuse 13 gebildete Koaxialleiter keine Impedanzsprünge in
Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Signale S, R
aufweist, an denen eine Teil des Leistung reflektiert wird
und somit für die Füllstandsmessung verloren ist. Es ist
sogar in gewissem Umfang durch eine entsprechende
Formgebung des Formteils 31 eine Impedanzanpassung möglich.
In dem Gehäuse 13 ist ein zweiter Einsatz 47 vorgesehen,
der das Gehäuse 13 in behälter-abgewandter Richtung
endseitig abschließt. Der zweite Einsatz 47 ist aus Metall
und ist außen zylindrisch. Er weist eine zentrale axiale
Bohrung 49 auf, in die ein Fortsatz 51 des Wellenleiters 9
hineinragt. Fortsatz 51 und Bohrung 49 sind vorzugsweise so
geformt, daß in die Bohrung 49 von behälter-abgewandter
Seite her ein Standardstecker, z. B. ein BNC-Stecker, für
den Anschluß von handelsüblichen Koaxialleitungen
einsteckbar ist, um den Wellenleiter 9 über dessen Fortsatz
51 und die Koaxialleitung an die elektronische Schaltung 7
anzuschließen. Der metallische zweite Einsatz 47 und das
elektrisch leitfähige Gehäuse 13 bilden eine Verlängerung
eines Außenleiters der Koaxialleitung.
Der zweite Einsatz 47 weist eine konische behälter-
zugewandte Mantelfläche 53 auf, deren Innendurchmesser in
behälter-zugewandter Richtung zunimmt, bis er endseitig
gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 13 ist.
Der zweite Einsatz 47 liegt mit einem äußeren
rotationssymmetrischen Abschnitt dieser Mantelfläche 53 auf
der hierzu formgleichen behälter-abgewandten Mantelfläche
45 des Formteils 31 auf.
Das Formteil 31 ist durch den ersten und den zweiten
Einsatz 19, 47 eingespannt. Hierzu weist der zweite Einsatz
47 in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein
Außengewinde 55 auf mit der es in ein Innengewinde des
Gehäuses 13 in behälter-zugewandter Richtung eingeschraubt
ist. An einem oberen, behälter-abgewandten Ende des zweiten
Einsatzes 47 ist ein Anschlag 57 vorgesehen, bis zu dem der
Einsatz 47 einzuschrauben ist, damit er genügend Druck auf
das Formteil 31 ausübt.
Das Formteil 31 ist in axialer Richtung, parallel zur
Längsachse L des Wellenleiters 9, komprimiert und entfaltet
hierdurch in radialer Richtung, senkrecht zur Längsachse L
des Wellenleiters 9, seine Dichtwirkung. Überschüssiges
Material des Formteils 31 wird hierbei in die angrenzende
Ausnehmung 41 hinein gedrückt. Die Ausnehmung 41 ist durch
den Wellenleiter 9, das Formteil 31 und den zweiten Einsatz
47 begrenzt. Die Ausnehmung 41 dient bildlich gesprochen
als ein Überlauf. Wenn nun bei hohen Temperaturen sich die
einzelnen Bauteile aufgrund deren thermischen
Ausdehnungskoeffizienten ausdehnen so steigt der Druck auf
das Formteil 31 und weiteres Material des Formteils 31 wird
in der Ausnehmung 41 aufgenommen. Sinkt dagegen die
Temperatur erfolgt der Vorgang in umgekehrter Richtung.
Material gelangt aus der Ausnehmung 41 zurück und
gewährleistet, daß immer zur genügend Material unter
ausreichendem Druck vorhanden ist, damit das Formteil 31
seine Dichtwirkung entfaltet. Zusätzlich ist hierdurch
gewährleistet, daß die Bauteile im Inneren des Gehäuses 13,
hier der Wellenleiter 9 und der erste und der zweite
Einsatz 19, 47 jederzeit spielfrei im Gehäuse 13 gelagert
sind.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Füllstandsmeßgeräts. Aufgrund der großen
Übereinstimmung zu dem zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel werden nachfolgend lediglich die
Unterschiede näher erläutert.
So weist bei dem in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel das Füllstandsmeßgerät ein im Inneren
des Gehäuses 13 angeordnetes Formteil 59 auf, in dessen
Innerem eine ringförmig umlaufende Ausnehmung 61 mit ovalem
Querschnitt verläuft. Diese Ausnehmung 61 eignet sich
ebenfalls eine thermische Ausdehnung der umliegenden
Bauteile des Füllstandsmeßgerät auszugleichen und somit
eine ausreichende Dichtheit und eine auch bei großen
Temperaturschwankungen spielfreie Anordnung dieser Bauteile
zu garantieren.
Zusätzlich ist in dem in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel eine weitere Ausnehmung 63 vorgesehen.
Diese ist im wesentlichen formgleich zu der in Fig. 2
dargestellten Ausnehmung 41 und auch am gleichen Ort
angeordnete wie diese, sie ist jedoch deutlich kleiner.
Form und Größe der Ausnehmungen ist dabei nicht auf die
beiden in den Fig. 2 und 3 dargestellten Beispiele
beschränkt. Es können Ausnehmungen völlig verschiedener
Form und Größe und auch in verschiedener Anzahl vorgesehen
sein. So könne z. B. auch mehrere Schlitze vorgesehen sein.
Bei der Auslegung der Ausnehmungen ist dabei lediglich zu
beachten, daß die Gesamtheit der Ausnehmungen zusammen
ausreichend groß ist, um eine thermische Ausdehnung der sie
umgebenden Bauteile auszugleichen und eine ausreichende
Dichtheit und spielfreie Anordnung der Bauteile zu
gewährleisten.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei diesem
Füllstandsmeßgerät ist ein Formteil 65 vorgesehen, das
einen Bereich aufweist, in dem sich ein Durchmesser des
Formteils 65 sprungartig ändert. Hierdurch wird ein
gewollter Impedanzsprung bewirkt, an dem im Betrieb ein
Teil der elektromagnetischen Signale reflektiert wird.
Dieser reflektierte Anteil, bzw. dessen Laufzeit kann z. B.
als Referenzzeit oder Bezugspunkt für die Füllstandsmessung
dienen.
In Fig. 4 ist ein Extrembeispiel eines solchen sich
sprungartig ändernden Durchmessers, nämlich ein
Ringzylinder, dargestellt.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist genau wie bei den
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Gehäuse 13
vorgesehen in dem ein erster Einsatz 67 aus einem
Dielektrikum, ein Wellenleiter 69 und ein zweiter Einsatz
71 aus Metall angeordnet sind. Der erste Einsatz 67, der
Wellenleiter 69 und der zweite Einsatz 71 unterscheiden
sich von den entsprechenden Bauteilen der vorherigen
Ausführungsbeispiele lediglich darin, daß sie der Form nach
an die ringzylindrische Form des Formteils 65 angepaßt
sind. So weist der Wellenleiter 69 anstelle einer konischen
behälter-abgewandten Mantelfläche eine ringscheibenförmige
behälter-abgewandte Fläche 73 auf, die an dem Formteil 65
anliegt, der erste Einsatz 67 weist anstelle einer
konischen behälter-abgewandten Mantelfläche eine
ringscheibenförmige behälter-abgewandte Fläche 75 auf, die
an dem Formteil 65 anliegt, und der zweite Einsatz 71
weist anstelle einer konischen behälter-zugewandten
Mantelfläche eine ringscheibenförmige behälter-zugewandte
Fläche 77 auf, die an dem Formteil 65 anliegt.
Der zweite Einsatz 71 weist auch in diesem
Ausführungsbeispiel eine zentrale axiale Bohrung 49 auf, in
die ein zylindrischer durch das Formteil 65 hindurch
geführter Fortsatz 79 des Wellenleiters 69 hinein ragt.
Über diese Bohrung 49 und den Fortsatz 79 erfolgt der
elektrische Anschluß.
Zwischen dem Fortsatz 79 und dem zweiten Einsatz 71 besteht
in einem an das Formteil 65 angrenzenden Bereich eine
ringzylindrische Ausnehmung 81, die die gleichen Funktionen
erfüllt, wie die zuvor beschriebenen Ausnehmungen.
Vorzugsweise besteht das Formteil 31, 59, 65 bei allen
Ausführungsbeispielen aus einem Material mit einem
möglichst geringen, idealerweise sogar negativen
thermischen Ausdehnungkoeffizienten. Dielektrika und
Metalle, wie sie für Gehäuse 13, Wellenleiter 9, 69, ersten
Einsatz 19, 67 und zweiten Einsatz 47, 71 verwendet werden,
weisen einen positiven thermischen Ausdehnungs
koeffiezienten auf. Entsprechend können durch Verwendung
eines Formteils 31, 59, 65 aus einem Material mit einem
möglichst geringen, idealerweise sogar negativen
thermischen Ausdehnungkoeffizienten die Ausnehmungen 41,
61, 63, 81 kleiner ausgebildet werden, da das Formteil 31,
59, 65 bei steigenden Temperaturen, also dann, wenn die
Ausnehmungen 41, 61, 63, 81 als Überlauf dienen, selbst
einen geringen Volumenzuwachs, idealerweise sogar ein
geringeres Volumen, aufweist.
Als Materialien für die Formteile 31, 59, 65 eignen sich
grundsätzlich aber auch Elastomere, z. B. Silikongummi,
Naturkautschuck oder elastische Schäume, z. B.
Polyurethanschäume. Die Verwendung eines Schaums bietet
grundsätzlich den Vorteil, daß Schaum Poren aufweist, die
ebenfalls Ausnehmungen darstellen.
Claims (7)
1. Füllstandsmeßgerät zur Messung eines Füllstandes
eines Füllgutes (5) in einem Behälter (1) mittels
elektromagnetischen Signalen (S, R), welches umfaßt:
- - mindestens einen in den Behälter (1) hinein ragenden Wellenleiter (9, 69),
- - der die Signale (S) in den Behälter (1) hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale (R) heraus führt und
- - der in einem auf dem Behälter (1) montierbaren Gehäuse (13) befestigt ist, und
- - ein parallel zu einer Längsachse (L) des Wellenleiters (9) eingespanntes elastisches Formteil (31, 59, 65),
- - das an dem Gehäuse (13) und dem Wellenleiter (9, 69) abdichtend anliegt und
- - an das eine den Wellenleiter (9, 69) umgebende Ausnehmung (41, 61, 63, 81) angrenzt.
2. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem die
Ausnehmung (61) in dem Formteil (59) verläuft.
3. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem das
Formteil (31, 61) ausschließlich konische oder
zylindrische Mantelflächen aufweist.
4. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem
- - der Wellenleiter (9) durch einen in dem Gehäuse (13) befestigten ersten Einsatz (19) hindurch in den Behälter (1) hineingeführt ist,
- - der Wellenleiter (9) eine erste konische Mantelfläche (27) aufweist, mit der er auf einer behälter-abgewandten formgleichen Innenfläche des Einsatzes (19) aufliegt,
- - der Wellenleiter (9) eine zweite konische Mantelfläche (29) aufweist, auf der das Formteil (19) mit einer behälter-zugewandten formgleichen Innenfläche aufliegt, und
- - ein zweiter Einsatz (47) vorgesehen ist, der mit einer konischen behälter-zugewandten Mantelfläche (53) auf einer formgleichen behälter-abgewandten Mantelfläche (45) des Formteils (19) aufliegt,
- - wobei das Formteil (19) durch den ersten und den zweiten Einsatz (19, 47) eingespannt ist.
5. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1 oder 4, bei dem die
Ausnehmung (41, 63, 81) durch den Wellenleiter (9,
69), das Formteil (31, 59, 81) und den zweiten Einsatz
(47, 71) begrenzt ist.
6. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem das
Formteil (65) einen Bereich aufweist, in dem sich ein
Durchmesser des Formteils (65) sprungartig ändert.
7. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 6, bei dem das
Formteil (65) ein Ringzylinder ist.
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ENDRESS + HAUSER GMBH + CO. KG, 79689 MAULBURG, DE |
|
8141 | Disposal/no request for examination |