DE10362048B4

DE10362048B4 - Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Schichtdicke eines flüssigen Mediums

Info

Publication number: DE10362048B4
Application number: DE10362048A
Authority: DE
Inventors: Helmut Pfeiffer
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: DE10362048A1; WO2005033635A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Schichtdicke (gr) eines mindestens teilweise flüssigen Mediums (2), das sich auf einem mindestens teilweise flüssigen Trägermedium (1) befindet,
mit einem schwimmfähigen Körper (10),
der mit einem einstellbaren Tiefgang teilweise im Trägermedium (1) und im Medium (2) schwimmt,
mit mindestens einer Messeinheit (15) zur Bestimmung und/oder Überwachung des Grades, in dem der schwimmfähige Körper (10) vom Medium (2) und/oder vom Trägermedium (1) bedeckt ist,
wobei es sich bei der Messeinheit (15) um einen kapazitiven Sensor handelt, und
mit einer Auswerteeinheit (20), die mindestens aus dem Grad der Bedeckung unter Ausnutzung des Effektes, dass der Auftrieb des schwimmfähigen Körpers (10) von der Schichtdicke (gr) des Mediums (2) abhängt, die Schichtdicke (gr) des Mediums (2) bestimmt und/oder überwacht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Schichtdicke (gr) eines mindestens teilweise flüssigen Mediums, das sich auf einem mindestens teilweise flüssigen Trägermedium befindet.

In Behältern – z.B. Tanks – befinden sich gelegentlich Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, die sich nicht miteinander vermischen, sondern bei denen meist die Flüssigkeit mit der geringeren Dichte auf der Flüssigkeit mit der höheren Dichte schwimmt. Dies ist beispielsweise gegeben, wenn Kraftstoff – Diesel oder Benzin – auf Wasser befindlich ist. Bei solchen Behälter- oder Tankfüllungen ist es dann interessant, das Verhältnis zwischen den beiden Flüssigkeiten zu bestimmen. D.h. es ist nicht nur der Füllstand aus beiden Flüssigkeiten oder Medien wichtig, sondern auch welchen Anteil die beiden Flüssigkeiten jeweils haben. Dies lässt sich beispielsweise über ein Füllstandsmessgerät realisieren – siehe z.B. das Messgerät „Liquiphant", welches von der Anmelderin hergestellt und vertrieben wird – in Verbindung mit einer Messeinrichtung, die die Position angibt, an welcher beide Flüssigkeiten aufeinandertreffen bzw. sich voneinander trennen. Bezüglich der Bestimmung der Lage dieser Grenzfläche siehe beispielsweise das US Patent US 6,353,407 . Eine solche Messeinrichtung erfordert jedoch die Verwendung von zwei Messgeräten. Es wäre einfacher und kostengünstiger, direkt die Schichtdicke eines Mediums auf einem Trägermedium zu bestimmen. In der Offenlegungsschrift EP 0 831 309 A1 und der Patentschrift DE 43 24 424 C1 wird jeweils ein Schwimmkörper beschrieben, welcher unterhalb oder oberhalb einer Trennschicht schwimmt. Eine mit dem Schwimmkörper verbundene Messstange bzw. ein Messstab dienen dabei der Messung der Eintauchtiefe. Aus dem Anstoßen des Schwimmkörpers an die Trennschicht wird somit jeweils die Lage der Trennschicht ermittelt.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher die Bestimmung der Schichtdicke eines mindestens teilweise flüssigen Mediums auf einem mindestens teilweise flüssigen Trägermedium.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Für die messtechnische Erfassung von Trennschichten – also der Schicht eines Mediums auf oder unter einem zweiten Medium, d.h. dem Trägermedium – muss man zunächst die Frage beantworten, welche Arten von Trennschichtmessungen man unterscheidet:

a) Trennschichten, die sich auf der Oberfläche eines Trägermedium befinden
b) Trennschichten, die sich am Tank-(oder allgemein Behälter-)boden sammeln

Zu a) Trennschichten, die sich auf der Oberfläche einer Trägerflüssigkeit aufhalten, besitzen naturbedingt eine kleinere Dichte als das entsprechende Trägermedium. Es kann nicht aus einem Feststoff zusammengesetzt sein, weil Feststoffe i.d.R. eine größere Dichte aufweisen als die des entsprechenden Trägermediums. Eine Ausnahme stellen bestimmte Kunststoffe dar, die auf der Oberfläche des Mediums schwimmen (z.B. Styropor). Sie bilden allerdings keine geschlossene Trennschicht.

Zu b) Trennschichten, die sich am Boden eines Reservoirs bilden, bestehen i.d.R. aus Feststoffen, deren Dichte naturgemäß größer sein muss als die des entsprechenden Trägermediums.

Das der Erfindung zugrundeliegende Messprinzip ist besonders für Trennschichten geeignet, die sich auf der Oberfläche eines Trägermediums bilden. Sie besitzen somit eine geringere Dichte als das Trägermedium. Die Idee besteht dabei darin, dass ein schwimmfähiger Körper in den Behälter gesetzt wird, der folglich mindestens auf dem Trägermedium schwimmen wird. Gleichzeitig wird eine Messeinheit benutzt, die den Grad – d.h. die Höhe des eingetauchten Körpers oder der Oberflächenanteil des Körpers, der benetzt wird, oder allgemein der Anteil des Körpers, der Kontakt mit dem Trägermedium oder dem Medium hat – bestimmt, zu welchem der Körper vom Medium/der Trennschicht und/oder dem Trägermedium benetzt wird. Für die Betrachtung sei zunächst von dem Fall ausgegangen, dass nur das Trägermedium vorhanden ist. Somit schwimmt der Körper nur in dem Trägermedium und die Messeinheit bestimmt also quasi den Tiefgang des Körpers im Trägermedium. Bildet sich auf der Oberfläche des Trägermediums eine Schicht des Mediums mit geringerer Dichte, so wird der Körper aufgrund des archimedischen Auftriebsgesetzes weiter einsinken. Dadurch misst die Messeinheit einen anderen Tiefgang bzw. einen anderen Bedeckungsgrad und aus der Änderung des Tiefganges kann über die Dichte des Mediums die Schichtdicke gr, d.h. die Dicke der Trennschicht, bestimmt werden. Der Auftrieb des Körpers ist dabei unabhängig vom absoluten Füllstand des Trägermediums. Ändert sich der absolute Füllstand, indem z.B. das Medium zufließt, so hat dies keine Änderungen auf die Messungen der Messeinheit, da der Auftrieb des schwimmfähigen Körpers, sein Tiefgang bzw. sein Grad der Bedeckung nicht durch den Füllstand an sich beeinflusst wird. Da das physikalische Phänomen des Auftriebs benutzt wird, ist somit keine Messung des Füllstandes an sich erforderlich. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist also wahrlich gelöst, und es wird vor allem nur ein Messgerät benötigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, dass der schwimmfähige Körper mit einem einstellbaren Tiefgang mindestens teilweise im Trägermedium und/oder in dem Medium schwimmt. Dies ermöglicht die Einstellung von entsprechenden Startwerten und dient auch der Einstellung eines nötigen Tiefganges, so dass der Körper stabil schwimmt und nicht beispielsweise bei einer Befüllung des Behälters umkippt. Eine Realisierung besteht beispielsweise in Gewichten, mit denen der Körper beschwert wird.

Die folgenden Ausgestaltungen beziehen sich auf ein spezielles Messprinzip für die Messeinheit.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung beinhaltet, dass die Messeinheit mindestens eine erste mechanisch schwingfähige Einheit aufweist, die derartig ausgestaltet und im schwimmfähigen Körper befestigt ist, dass aus der Frequenz und/oder aus der Amplitude der mechanischen Schwingungen der ersten mechanisch schwingfähigen Einheit der Grad der Bedeckung des schwimmfähigen Körpers bestimmbar ist. Die Idee ist also, eine mechanisch schwingfähige Einheit zu Schwingungen anzuregen. Die Einheit muss dabei so im schwimmfähigen Körper befestigt sein, dass die Bedeckung des Körpers auch die schwingfähige Einheit und somit die Frequenz und die Amplitude der Schwingungen der Einheit beeinflusst. Dazu trägt auch der oben angemerkte einstellbare Tiefgang des schwimmfähigen Körpers bei. Ist die Dichte des Mediums (ρ2) bekannt, so lässt sich aus der Frequenzänderung die entsprechende Schichtdicke bestimmen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der schwimmfähige Körper mindestens eine zweite mechanisch schwingfähige Einheit aufweist, die vollständig vom Trägermedium bedeckt ist, und wobei die Frequenz und/oder die Amplitude der mechanischen Schwingungen der zweiten mechanisch schwingfähigen Einheit zur Referenzierung der Auswertung der Schwingungen der ersten mechanisch schwingfähigen Einheit dient/dienen. Diese Ausgestaltung ist für den Fall relevant, dass der schwimmfähige Körper in den Behälter gesetzt wird unter den Umständen, dass sich bereits das Trägermedium und das Medium in ihm befinden. Dieser Fall verhindert, dass direkt aus einer Änderung der Eintauchtiefe bzw. des Grades der Bedeckung auf die Schichtdicke geschlossen wird, da die anfängliche Schichtdicke des Mediums normalerweise nicht bekannt ist. Über die Schwingungen der zweiten Einheit lassen sich jedoch die Schwingbedingungen im Trägermedium bestimmen und somit lässt sich über die Abhängigkeit der Dichten des Mediums ρ2 und des Trägermediums ρ1 auch die anfängliche Schichtdicke des Mediums berechnen. Über die zweite schwingfähige Einheit kann also quasi der Zustand ohne Medium berechnet werden.

Eine weitere Ausgestaltung beinhaltet, dass der schwimmfähige Körper mindestens eine dritte mechanisch schwingfähige Einheit aufweist, die unbedeckt vom Trägermedium und vom Medium ist, und wobei die Frequenz der mechanischen Schwingungen der dritten mechanisch schwingfähigen Einheit in Verbindung mit der Frequenz der mechanischen Schwingungen der zweiten mechanisch schwingfähigen Einheit die Bestimmung der Dichte (ρ1) des Trägermediums dient. Diese dritte Einheit steht also beispielsweise in Kontakt mit dem Gas oder der Luft, die sich in dem Behälter befindet. Diese dritte Einheit ermöglicht die Bestimmung der Dichte des Trägermediums ρ1: Die Frequenzdifferenz der Schwingungen der dritten schwingfähigen Einheit und der der zweiten schwingfähigen Einheit ist proportional zur Dichte ρ1 des Trägermediums. Somit kann diese automatisch bestimmt werden. Ändert sich diese Frequenzdifferenz, so ist dies durch eine Dichteänderung zu erklären, die sich bei einer Änderung der Temperatur des Trägermediums einstellt. Somit wird auch für die Berechnung der Schichtdicke des Mediums automatisch die Dichte des Trägermediums ρ1 nachgeführt und muss nicht beispielsweise über eine Temperaturmessung und einer bekannten Temperaturabhängigkeit der Dichte des Trägermediums ρ1 korrigiert werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei der ersten und/oder der zweiten und/oder der dritten mechanisch schwingfähigen Einheit um eine schwingfähige Membran handelt. Eine solche Membran erlaubt es vor allem, dass der schwimmfähige Körper in sich geschlossen bleibt und keine nach außen oder innen reichenden Elemente aufweist. Eine konstruktiv vorteilhafte Ausgestaltung sieht eine kreisförmige Membran vor.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Auswerteinheit für die Bestimmung der Schichtdicke (gr) des Mediums mindestens die Dichte (ρ2) des Mediums benutzt. In den meisten Anwendungen ist die Dichte des Mediums als bekannt vorauszusetzen. Die Dichte ließe sich beispielsweise bestimmen, wenn eine vierte schwingfähige Einheit vorhanden ist, die vollständig vom Medium bedeckt ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass über die Messung der Temperatur der ersten und/oder der zweiten und/oder der dritten mechanisch schwingfähigen Einheit eine Temperaturkorrektur für die Bestimmung der Schichtdicke (gr) des Mediums erfolgt. An den schwingfähigen Einheiten sind also entsprechende Temperaturfühler anzubringen, die somit auch eine Temperaturaussage über das Trägermedium, das Medium und über die Umgebung liefern können. Da die z.B. in Tanks gelagerten Flüssigkeiten oft starken Temperaturschwankungen unterliegen und sich somit die Schwingfrequenz der schwingfähigen Einheiten ändert, ist es notwendig, eine entsprechende Frequenzkompensation vorzusehen. Bei Temperaturänderungen erfährt z.B. eine Membran eine geringfügige Längenänderung sowohl in axialer wie auch in Querrichtung. Die Vorspannung der Membran nimmt dadurch ab, was gleichzeitig zu einer Frequenzabnahme führt. Um diese Längenänderungen auszugleichen, ist die komplette Konstruktion – schwimmfähiger Körper und schwingfähige Einheit der Messeinheit – aus Materialen aufgebaut, die gleiche Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Temperaturschwankungen lassen sich beispielsweise über elektronische Maßnahmen durch Messung der Membrantemperatur und entsprechende Korrektur der gemessenen Membranfrequenz über eine in einem Mikroprozessor abgelegte Temperatur-Frequenzkurve kompensieren.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei der Messeinheit um einen kapazitiven Sensor handelt. Ein kapazitiver Sensor funktioniert nach dem Prinzip, dass eine erste Sondeneinheit und eine zweite Sondeneinheit oder die Behälterwand die Elektroden und das Medium das Dielektrikum eines Kondensators bilden. Dessen Kapazität hängt daher vom Füllstand des Mediums zwischen den beiden Elektroden ab und deshalb erlaubt die Messung der Kapazität den Rückschluss auf die Füllhöhe. Weitere Messeinheiten können optisch funktionieren oder auf dem Flugzeitprinzip basieren. Es gibt in Bezug auf die Erfindung keinerlei Einschränkung der Messmethode.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit und die Auswerteinheit direkt oder über elektro-magnetische Wellen miteinander verbunden sind. Die Auswerteeinheit kann wie die Messeinheit im schwimmfähigen Körper befindlich sein, so dass nur die Schichtdicke gr nach außen zu einem Empfänger übertragen werden muss. In diesem Fall wäre die Verbindung direkt, da sich beide Einheiten im gleichen Körper befinden. Die Auswerteeinheit und somit auch eine Anzeigeeinheit für die Schichtdicke können sich in einer weiteren Ausgestaltung außerhalb des Behälters verbinden. Eine direkte Verbindung zwischen der Messeinheit und Auswerteeinheit kann in diesem Fall beispielsweise direkt über einen Draht erfolgen. Besonders bei der direkten Verbindung ist jedoch darauf zu achten, dass der Auftrieb des schwimmfähigen Körpers nicht beeinflusst wird. Indirekte Verbindungen sind z.B. über Radiowellen, Infrarot oder auch über Bluetooth^® möglich.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1: eine erste Ausgestaltung des schwimmfähigen Körpers mit drei schwingfähigen Einheiten,
2: eine zweite Ausgestaltung des schwimmfähigen Körpers, und
3a und b: eine schematische Darstellung des Messprinzips zur Bestimmung der Schichtdicke.
1 zeigt einen rechteckförmig aufgebauter Hohlkörper aus Stahl. Dieser schwimmfähige Körper 10 ist in diesem Fall derart konzipiert, dass er auf der Oberfläche eines Trägermediums 1 schwimmt.
Der schwimmfähige Körper 10 besitzt auf einer seiner Seitenflächen eine rechteckige Membrane, die durch entsprechende Abgrenzungsmassen von den übrigen Bauteilen schwingungsmäßig entkoppelt ist und die die erste mechanisch schwingfähige Einheit 16 des Körpers 10 ist. Im Innenraum des Hohlkörpers 10 auf der abgegrenzten Membrane 16 ist dort, wo die höchsten mechanischen Spannungen auftreten, ein piezoelektrisches Plättchen – nicht dargestellt – mit einem temperaturbeständigem Kleber befestigt. Das Plättchen regt die Membran 16 in ihrer ersten Eigenschwingung an. Die Grundschwingung liegt beispielsweise im Bereich < 1 kHz. Ein entsprechendes Empfangselement – graphisch nicht dargestellt – wird auf die gleiche Weise wie das Sendeelement am Rand der anderen Plattenseite befestigt.
Eine zylindrische Form für den Körper 10 ist nicht zwingend. Die Temperaturschwanken können durch entsprechende Frequenzkompensationen ausgeglichen werden. Die Auswirkungen der Temperaturänderungen können jedoch auch durch die Konstruktion des schwimmfähigen Körpers 10 vermindert werden. Vorzugsweise sind der komplette Körper 10 und die mechanisch schwingfähige Einheit 16 – entsprechendes gilt für die weiteren Einheiten 17 und 18 – aus Materialien mit im Wesentlichen gleichen Ausdehnungskoeffizienten beschaffen. Die Membran 16 ist vorzugsweise mit Stäben 10.2 und Ringen 10.3 (2) zusammengehalten. Die Vorspannung bleibt somit nahezu erhalten, sieht man von geringen Temperaturgradienten innerhalb des mechanischen Aufbaus ab.
Der Mantel 10.1 des Hohlkörpers besteht aus einem dünnen Metall entsprechend dem Membranmaterial.
Im folgenden werden noch zwei Besonderheiten des schwimmfähigen Körpers 10 in der 1 beschrieben: Wird der Hohlkörper 10 in das Trägermedium 1 gelegt, auf der sich bereits eine gewisse Schicht des Mediums 2 – d.h. die Trennschicht – befindet, deren Dicke gr man bestimmen möchte, bietet sich folgende Messmöglichkeit an: Der Hohlkörper 10 erhält zusätzlich zur ersten mechanisch schwingfähigen Einheit 16, die als Messeinheit 15 dient, eine weitere, eine zweite schwingende Einheit 17, die im eingetauchten Zustand nur mit dem Trägermedium 1 in Berührung steht. Sinnvollerweise ist diese auf der Stirnseite des Zylinders 10 angeordnet und wird ebenfalls mit einem piezoelektrischen Element angeregt. Da der Anfangszustand der schwingfähigen Einheit 16 – also quasi der Nullwert mit gr = 0 – durch das anfängliche Vorhandensein des Mediums 2 nicht bekannt ist, ist dieser Anfangspunkt jetzt mit der vorzugsweise stirnseitig und mit dem Trägermedium 1 in Berührung stehenden Membran 17 bestimmbar, da diese Membran 17 immer mit dem Trägermedium 1 in Berührung steht.
Daher sind also zwei schwingfähige Einheiten 16 und 17 für den Fall erforderlich, dass der schwimmfähige Körper 10 in das Trägermedium 1 eingesetzt wird, auf dem bereits das Medium 2 befindlich ist.
Über die dritte schwingfähige Einheit 18 ist sogar die Bestimmung der Dichte des Trägermediums 1 ρ1 möglich: Die Differenz der Frequenzen der Schwingungen der dritten 18 und der zweiten 17 schwingfähigen Einheit ist der Dichte des Trägermediums ρ1 direkt proportional. Somit ist also jeweils für die Berechnung der Schichtdicke gr die benötigte Dichte des Trägermediums ρ1 gegeben und dies sogar passend, wenn eine Temperaturänderung zu einer Änderung der Dichte des Trägermediums ρ1 führt.
Die 3a und b zeigen allgemein das Messprinzip der Erfindung. In 3a ist ein Behälter oder Tank 5 mit einem Trägermedium 1 der Dichte ρ1 skizziert. Auf der Oberfläche des Trägermedium 1 schwimmt ein Hohlkörper 10 mit einer in Schwingungen versetzten Rechteckmembran 16, die etwa 20% der Fensterhöhe vom unteren Rand mit Trägermedium 1 bedeckt ist und in ihrer Grundfrequenz schwingt (die Eintauchtiefe oder der Tiefgang ist hier also ein Maß für den Grad der Bedeckung des schwimmfähigen Körpers). Die Schwingfrequenz f1, die abhängig von der Geometrie der Schwingmembran ist, beträgt ca. 800 Hz. Dies ist die Messeinheit 15. Bildet sich nun auf der Oberfläche des Trägermediums 1 eine Flüssigkeitsschicht 2 (3b) mit der Dichte ρ2, wobei ρ2 < ρ1 ist, wird der Hohlkörper 10 entsprechend dem archimedischen Prinzip um Δh weiter einsinken. Die Einsinktiefe ist abhängig von den beiden Dichten ρ2 und ρ1 der beiden Flüssigkeiten 1 und 2 und der Schichtdicke gr des Mediums 2, also der Trennschicht. Die Grenzfläche zwischen dem Trägermedium 1 und der Trennschicht 2 verschiebt sich gleichzeitig auf die Höhe ho.
Taucht der Hohlkörper 10 aufgrund der Trennschicht 2 in das Trägermedium 1 weiter ein, so wird eine größere Fläche der Schwingmembran 16 mit Flüssigkeit benetzt. Dies führt zu einer Änderung der Schwingfrequenz, die in direktem Zusammenhang zur Schichtdicke gr des Mediums 2 steht. Die Eintauchtiefe lässt sich dabei in ein mathematisch-physikalisches Modell fassen. Die gesamte Eintauchtiefe ist dabei über eine Zusatzmasse einstellbar.
Im Behälter befindet sich zu diesem Zeitpunkt (3a) noch keine Trennschicht 2 und die Schwingmembran 16 liefert eine Schwingfrequenz von ca. 580 Hz. Bildet sich nun im Laufe der Zeit (3b) eine Trennschicht 2, deren Dichte ρ2 bekannt ist, wird der Hohlkörper 10 weiter einsinken. Die Membran 16 schwingt mit einer kleineren Frequenz, weil ein größerer Bereich der Membran 16 mit dem Trägermedium 1 und dem Medium 2 benetzt ist. Gleichzeitig nimmt die Höhe des Trägermediums 1 im Membranbereich ab.
Beträgt die Trennschicht gr z.B. 15 mm, würde die Frequenz der Schwingmembran 16 ca. 480 Hz betragen. Die Änderung der Schwingfrequenz ist von der anfänglichen Benetzungshöhe des Trägermediums 1 auf der Schwingmembran 16 abhängig. Die Dichten der Trennschicht/des Mediums 2 ρ2 und die des Trägermediums 1 ρ1 müssen bekannt sein. Die Dichte des Trägermediums 1 ρ1 lässt sich – wie oben ausgeführt – mittels der zweiten 17 und dritten schwingfähigen Einheit 18 automatisch bestimmen und ist bei dieser Methode sogar temperaturkorrigiert, indem jeweils die passende Dichte bestimmt wird. Wichtig ist vor allem auch die Dichte des Mediums 2 ρ2, da es auch zu folgendem Fall kommen kann: Ändert sich durch die Änderung der Trennschicht, also der Schichtdicke gr des Mediums 2, die Eintauchtiefe nur gering und ist gleichzeitig das Medium 2 relativ zum Trägermedium 1 sehr leicht, so ist es möglich, dass die Frequenzänderung, die sich durch die Änderung der Grenzfläche zwischen Medium 2 und Trägermedium 1 ergibt und die mit einer Frequenzerhöhung verbunden ist – die Membran 16 wechselwirkt mehr mit einer Flüssigkeit mit geringerer Dichte – größer ist als die Frequenzänderung, die mit dem erhöhten Tiefgang einhergeht. Somit ist in diesem Fall eine Frequenzerhöhung das Zeichen dafür, dass die Schichtdicke gr der Trennschicht größer geworden ist.
Die Idee der Erfindung ist jedoch nicht auf schwingfähige Einheiten als Messeinheiten begrenzt, sondern kann z.B. auch mit kapazitiven, optischen oder Laufzeitverfahren umgesetzt werden.

1: Trägermedium
2: Medium
5: Behälter
10: Schwimmfähiger Körper
10.1: Metallmantel
10.2: Spannstäbe
10.3: Spannring
15: Messeinheit
16: Erste mechanisch schwingfähige Einheit
17: Zweite mechanisch schwingfähige Einheit
18: Dritte mechanisch schwingfähige Einheit
20: Auswerteinheit

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Schichtdicke (gr) eines mindestens teilweise flüssigen Mediums (2), das sich auf einem mindestens teilweise flüssigen Trägermedium (1) befindet, mit einem schwimmfähigen Körper (10), der mit einem einstellbaren Tiefgang teilweise im Trägermedium (1) und im Medium (2) schwimmt, mit mindestens einer Messeinheit (15) zur Bestimmung und/oder Überwachung des Grades, in dem der schwimmfähige Körper (10) vom Medium (2) und/oder vom Trägermedium (1) bedeckt ist, wobei es sich bei der Messeinheit (15) um einen kapazitiven Sensor handelt, und mit einer Auswerteeinheit (20), die mindestens aus dem Grad der Bedeckung unter Ausnutzung des Effektes, dass der Auftrieb des schwimmfähigen Körpers (10) von der Schichtdicke (gr) des Mediums (2) abhängt, die Schichtdicke (gr) des Mediums (2) bestimmt und/oder überwacht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auswerteinheit (20) für die Bestimmung der Schichtdicke (gr) des Mediums (2) mindestens die Dichte (ρ2) des Mediums (2) benutzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit (15) und die Auswerteinheit (20) direkt oder über elektro-magnetische Wellen miteinander verbunden sind.