DE1051020B - - Google Patents

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DE1051020B
DE1051020B DENDAT1051020D DE1051020DA DE1051020B DE 1051020 B DE1051020 B DE 1051020B DE NDAT1051020 D DENDAT1051020 D DE NDAT1051020D DE 1051020D A DE1051020D A DE 1051020DA DE 1051020 B DE1051020 B DE 1051020B
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • G01F23/26Indicating 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 variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating 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 variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors

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Description

DEUTSCHES
KL.42e 34
INTERNAT. KL. G Ol f
PATENTAMT
E9074IX/42e
ANMELDETAG: 2.JUNI1954
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 19. FEBRUAR 1959
Die Erfindung bezieht sich auf ein kapazitives Mengenmeßgerät für flüssige bzw. körnige oder in Pulverform vorliegende dielektrische Stoffe in einem ungleichförmigen Behälter.
Bekannte kapazitive Mengenmeßgeräte für Flüssigkeiten enthalten in einem ersten Stromkreis einen Meßkondensator, der in den im Behälter befindlichen dielektrischen Stoff im wesentlichen senkrecht und bis auf den Boden des Behälters eingetaucht wird, in einem zweiten Stromkreis einen Vergleichskondensator und eine Anzeigevorrichtung, die auf die Differenz oder auf das Verhältnis zwischen den in den in den beiden Stromkreisen fließenden Wechselströmen anspricht, so daß eine durch eine Änderung des Flüssigkeitsniveaus im Behälter und damit im Meßkondensator verursachte Änderung der Kapazität des Meßkondensaitors eine Änderung der Anzeige hervorruft.
Weist der den dielektrischen Stoff enthaltende Behälter eine gleichmäßige Form auf, so daß eine lineare Bezieliung zwischen der Veränderung des Flüssigkeitsspiegels und der Änderung der Flüssigkeitsmenge besteht, so kann ein Meßkondensator verwendet werden, dessen Kapazität pro Längeneinheit im wesentlichen konstant ist, so daß sowohl eine in Mengeneinheiten geeichte als auch eine die Höhe des jeweiligen Flüssigkeitsniveaus im Behälter anzeigende Skala des Anzeigegerätes linear ist. Bei den normalerweise verwendeten Meßkondensatoren mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten Metallelektroden ist die Kapazität pro Einheit der Achsenlänge im wesentlichen konstant.
Flüssigkeitsbehälter sind jedoch oft ungleichmäßig, so daß bei solchen Behältern keine lineare Beziehung zwischen der Veränderung im Flüssigkeitsniveau und der Änderung der Flüssigkeitsmenge besteht. So sind z. B. JTreibstofftanks in Flugzeugen zur besseren Ausnutzung des Raumes dem Tragflügelquersohnitt angepaßt und haben relativ verwickelte Formen. Wenn in diesem Falle zur Anzeige des noch im Behälter befindlichen Treibstoffes ein Meßkondensator verwendet wird, dessen Kapazität proportional der Füllhöhe des als Dielektrikum wirkenden Brennstoffes zwischen seinen Elektroden ist, zeigt das Meßgerät zwar die Niveauhöhe des Brennstoffes im Behälter linear an, eine Eichung des Gerätes in Liter würde aber eine nichtlineare Skala ergeben, was natürlich einen schnellen Uberblick über die noch verfügbare Brennstoffmenge und eine genaue Skalenablesung erschwert.
Um auch bei ungleichförmigem Behälter einen linearen Zusammenhang zwischen der Menge des dielektrischen Stoffes in ihm und der Kapazität des Meßkondensators und damit eine lineare, in Mengeneinheiten geeichte Skala an dem Anzeigegerät zu er-Kapazitives Mengenmeßgerät für dielektrische Stoffe
Anmelder:
Engineering Research Corporation, Limited, Nassau, Bahama-Inseln (Britisch West-Indien)
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. Η. Tischer, München 2, Tal 71, Patentanwälte
Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 11. Juni 1953
Stanley James Smith, Briarcliff1 N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden
halten, wurde versucht, der einen, aus einer leitenden Schicht bestehenden Elektrode des Meßkondensators eine Form zu geben, deren Breite sich derart in Abhängigkeit von ihrer Höhe ändert, daß diese Breite in jeder Füllhöhe des Stoffes proportional zur Größe der Niveaufläche ist, die der in dieser Höhe eingefüllte Stoff im Behälter einnimmt. Die Ergebnisse mit diesem Meßkondensator befriedigten nicht voll. Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Berechnung der Kapazität des Meßkondensators aus Dielektrizitätskonstante X Elektrodenoberfläche X reziprokem Abstand der Elektrodenflächen bei unregelmäßig verlaufender Begrenzungslinie einer Elektrode keinen praktisch brauchbaren Wert ergibt. Wenn die Änderung der Kapazität und damit die Änderung der Ströme im Meßkreis der jeweiligen Veränderung der Flüssigkeitsmenge proportional sein soll, so müßten bei der Berechnung dieser Elektrodenfläche besonderer Form die Streuungen der Feldlinien am Rand der Fläche mitberechnet werden. Die Be-
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rechuung der Randfeldstärke wird aber um so schwieriger, je ungleichförmiger die Gestalt des Behälters und damit der Verlauf des Randes dieser nach der BehältergestaJt berechneten Elektrodenfläche ist. Je kurvenreicher die Randlinie verläuft, desto größer ist der Beitrag, den die Ranctstreuung zur Gesamtkapazität liefert, desto mehr wirkt sich auch die Taitsache aus, daß der durch die Streuung am gewunden verlaufenden Rand verursachte Beitrag zur Gesamtkapazität, von seltenen Ausnahmefällen abgesehen, nicht proportional zu der Füllhöhe des Dielektrikums ist.
Wenn ein Meßkondensator verwendet wird, bei dem die eine ungleichmäßig begrenzte Fläche bildende Elektrode von einer Schicht gebildet wird, die von einem Rohr aus Isoliermaterial getragen wird, das konzentrisch in einem die andere Elektrode bildenden Metallzylinder angeordnet ist, kommt noch eine \veitere Fehlerquelle hinzu. Die ungleichmäßig begrenzte Elektrodenschicht erstreckt sich ja nicht, mindestens nicht in allen Höhenlagen, über die ganze Oberfläche des Isolierrohres. An den Stellen des Isolierrohres aber, die nicht von der Elektrodenschicht bedeckt sind1, treten elektrische Feldlinien auf, die von der inneren, am Rohr anliegenden Oberfläche der Elektrodenschicht der gegenüberliegenden Stelle kornmen und in der äußeren Metallelektrode enden. Es entsteht also durch diese von der Elektrodenschicht nicht bedeckte Stelle des Rohres hindurch eine Kapazität zwischen der Rückseite der Elektrodenschicht der inneren Elektrode und der äußeren Elektrode.
Duroh die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die Erfindung besteht darin, daß der Meßkondensator eine Hilfselektrode aufweist, daß diese Hilfselektrode von den beiden genannten Hauptelektroden isoliert ist und daß sie im wesentlichen an dem ganzen Rand der wirksamen Fläche einer der Hauptelektroden angrenzt. Durch diese Hilfselektrode werden die am Rand der einen Hauptelektrode gestreuten Feldlinien abgefangen, so daß die beiden obenerwähnten Fehlerquellen nicht berücksichtigt zu werden brauchen und die Oberfläche der einen Elektrode lediglich unter Berücksichtigung der zu jeder Höhe gehörenden Niveauoberfläche berechnet werden kann und trotzdem eine Änderung der Menge der im Behälter befindlichen Flüssigkeit genau proportional der Änderung der gemessenen Kapazität des Meßkondensators ist. Das kapazitive Mengenmeßgerät gemäß der Erfindung kann nicht nur für flüssige dielektrische Stoffe in einem ungleichförmigen Behälter verwendet werden, sondern auch für körnige oder in Pulverform vorliegende dielektrische Stoffe.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung einer Ausführungsform des Meßgerätes nach der Erfindung;
Fig. 2 zeigt vergrößert einen ungleichförmigen Flugzeugtank mit eingesetztem Meßkondensator;
Fig. 3 zeigt einen Aufriß der rohrförmigen Elektrode in einer abgewickelten Ansicht; .
Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch den Meßkondensator nach den Linien IV-IV der Fig. 3;
Fig. 5 zeigt eine der Fig. 3 entsprechende Ansieht einer anderen Ausfiihrungsform der Innenelektrode in Abwicklung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Querschnitt eines ungleichförmigen Brennstoffbehälters 1 in Tragflügelform. Das Gerät nach der Erfindung enthält einen
als Ganzes mit 2 bezeichneten Meßkondensator, der eine äußere zylindrische Elektrode 3 und eine als Ganzes mit 4 bezeichnete innere Elektrode hat. Die Elektroden 3 und 4 können durch geeignete Mittel, etwa eine Isolation 5, gehalten werden, die außerdem zum Befestigen des Kondensators an einer Durchbrechung im Oberteil des Behälters dienen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine besondere Hilfselektrode 6 vorgesehen, die an dem die Innenelektrode tragenden Glied 4 von der Innendektrode isoliert angebracht ist. In dem die äußere Elektrode darstellenden Zylinder 3 befinden sich öffnungen 7, du,rch die der Brennstoff 8 in den Raum zwischen den Elektroden 3 und 4 eintreten kann. Der Kondensator 2 taucht im wesentlichen bis auf den Boden des Behälters ein, so daß die Kapazität des Meßkondensators .3, 4 eine Funktion des Brennstoffniveaus ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Primärwicklung 10 eines Transformators 9 mit einer Wechselspannungsquelle verbunden; als eine solche kann eine 400-Hz-Wechselstrom-Speisdeitung dienen, die im Flugzeug bereits vorhanden ist. Die Klemme 11 der Sekundärwicklung 12 ist mit der Klemme 31 einer leitenden Schicht 13 besonderer Form verbunden, die die Elektrodenoberfläche der inneren Elektrode des Kondensators bildet. Die Außenelektrode 3 des Meßkondensators ist über die Verbindung 32 und die Klemme 39 mit der Eingangsklemme 14 des als Ganzes mit 15 l>ezeichneten Verstärkers verbunden. Die Klemme 14 ist an das Steuergitter der Elektronenröhre 16 in der ersten Verstärkerstufe angeschlossen. Ein Eingangsscheinwiderstand, etwa ein solcher wie der Widerstand 17 zwischen den Verstärkereingangsklemmen 14 und 18, ist mit einem Punkt eines Vergleichspotentials, etwa mit Masse, verbunden. Über einem mittleren Teil der Sekundärwicklung des Transformators ist ein »Leer-Einstell «-Potentiometer 19 eingeschleift, dessen Gleitkontakt mit demselben Punkt des Vergleichspotentials wie die Verstärkerklemme 18> z. B. mit Masse, verbunden ist. Der Gleitkontakt des am unteren Teil der Sekundärwicklung des Transformators eingeschleiften »VoH-Einstell«-Poten.tiometers 20 ist mit einem Abgldchpotentiometer 21 in Kaskade geschaltet. Zwischen der Verstärkereingangsklemme 14 und dem Gleitkontakt des Abgleichpotentiometers 21 ist ein Vergleichskondensator 22 eingeschaltet.
Das bis jetzt besdi.riebene Gerät bildet ein abgleichbares System, dessen Meß- und Vergleichskreise über den Widerstand 17 Ströme führen, welche beim Abgleich um 180° phasenverschoben und gleich groß sind, so daß die resultierende Spannung an dem Verstärkeraingang gleich Null ist. Wird die Kapazität des Meßkondensators durch Steigen oder Fallen des Brennstoffspiegels vergrößert oder vermindert, so tritt an dem Verstärkereingang eine resultierende, unausgeglichene Spannung auf, die, je nach der Richtung der Änderung der Kapazität und des Kondensators, entweder in Phase mit der Speisespannung oder um 180° zu dieser phasenverschoben ist.
Sollen die Stromkrdse selbsttätig wieder abgeglichen werden, so kann der Ausgang des Verstärkers 15 mit der Steuerfeldwicklung 23 eines Zweiphasen-Induktionsmotors 24 verbunden sein. Eine Vergleichsfeldwicklung 25 ist mit der Weohselstrom-Speiseleitung über einen in der Phasenleitung eingeschalteten' Rdhenkondensator 26 verbunden, so daß die Ströme durch die beiden Fdder jederzeit um 90° phasenverschoben sind. Mit dem Rotor 27 ist der Zeiger eines Anzeigegerätes 28 mechanisch gekuppelt,
das in Mengeneinheiten, z. B. in Liter Brennstoff, linear geeicht sein kann. Außerdem ist mit dem Rotor 27 der Schleifkontakt des Abgleichpotentiometers 21 mechanisch gekuppelt.
Sind die Stromkreise infolge einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Kapazität des Meßkondensators 2 nicht abgeglichen, so wird die resultierende Abgleiohspannung verstärkt der S.teuerfeldwicklung 23 zugeführt, so daß der Rotor 27 in einer Richtung um einen der Richtung und der Größe der Änderung der Kapazität des Meßkondensators 2 entsprechenden Drehwinkel bewegt wird. Hat der Rotor das Potentiometer 21 hinreichend gedreht, so sind die Stromkreise wieder abgeglichen. Die neue Stellung des Zeigers wird dann die neue Menge des in dem Behälter vorhandenen Brennstoffes anzeigen.
Wie erwähnt, sind gemäß der Erfindung Vorkehrungen getroffen, damit bei einer Änderung des Flüssigkeitsniveaus die gemessene tatsächliche Änderung der Kapazität der auf Grund der Änderung der Niveaufläche berechneten, in der Form der Elektrodenoberfläche bereits berücksichtigten Änderung entspricht. Wie aus den Fig. 3 und 5 hervorgeht, ist bei dem Meßkondensator 2 die Oberfläche eines festen Isoliergliedes 29 mit einer leitenden Schicht 13 von im wesentlichen gleichmäßiger Stärke versehen, die einen in einer ganz bestimmten Kurve verlaufenden Rand aufweist. Dieser durch eine bestimmte Kurve festgelegte Umriß der leitenden Schicht 13 steht für jedes mögliche Brennstoffniveau zu der ungleichförmigen Gestalt des Behälters so in Wechselbeziehung, daß die Länge der Niveaulinie, längs der die Oberfläche des Brennstoffes die Schicht 13 berührt, bei jedem Niveau proportional der Oberfläche des Brennstoffes bei diesem Niveau gemacht ist.
An dem oberen Teil des Kondensators befindet sich eine kurze Verlängerung 30 der Schicht 13 für die Verbindung mit einer Klemme 31, die mit dieser Verlängerung 30 z. B. über ein durch das Isolationsglied 29 geführtes Drahtstück 33 verbunden ist.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist eine einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweisende leitende Schicht 6 durch Überziehen oder in anderer Weise auf der von der Schicht 13 bedeckten restlichen Außenfläche des Isoliergliedes 29 aufgebracht. Der Rand 34 der Schicht 6 verläuft entlang dem Rand 35 der Schicht 13 und ist von ihm durch einen gleichmäßigen Zwischenraum getrennt. Bei einem solchen gleichmäßigen Abstand ergänzt die Form des Randes 34 das Profil des Randes 35. Uber einen durch den Isolationskörper 29 hindurchführenden Leiter 38 ist eine kurze Verlängerung 36 der Schicht 6 mit einer Klemme 37 verbunden.
Die Potentiale der Elektrode 3, 4 des Meßkondensators ändern sich beim Betrieb bezüglich des Massepotentials entsprechend den Veränderungen des Brennstoffniveaus. Die Hilfselektrode 6 ist, wie zumeist, direkt mit Masse verbunden, so daß diese stets das Massepotential aufweisende Hiilfselektrode 6 diejenige Kapazität wirksam abtrennt oder beseitigt, die sonst zwischen dem Rand 35 der Innenelektrode 4 und der Elektrode 3 bestehen würde. Die Feldlinien verlaufen vom Rand 35 zu d'er Hilfselektrode 6 anstatt zu der Außenelektrode 3, die an Masse liegende Hilfselektrode 6 bildet mit dem Rand 35 eine Hilfskapazität. Da die kapazitiven Effekte am Rand 35 auf diese Weise beseitigt worden sind, kann die für die genaue Wechselbeziehung mit der ungleichmäßigen Tankform geforderte Kapazität zwischen der Elektrode 4 und der Elektrode 3 sicher berechnet werden; die
Flächen der einander gegenüberliegenden Elektroden, der Abstand zwischen ihnen und die dielektrische Konstante sind die einzigen bei dieser Rechnung zu beachtenden Variablen. Bei einem Meßgerät der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Konstruktion besitzt die äußere zylindrische Elektrode 3 einen Innendurchmesser von z. B. 25,4 bis 15,9 mm, und der Außendurchmesser des mit der Schicht 4 versehenen Isolierkörpers 29 beträgt etwa 25,4 bis 9,5 mm. Bei diesen
ίο Maßen genügt ein gleichmäßiger Abstand von etwa 1,6 mm zwischen dem Rand 35 der Schicht 13 und dem Rand 34 der Schicht 6.
Ein Vorteil der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform liegt noch darin, daß die an Masse liegende Hilfselektrode die ganze, von der Schicht 4 nicht bedeckte Außenfläche des inneren Isolationskörpers 29 überdeckt, so daß auch diejenige Kapazität beseitigt oder zumindest auf einen unwesentlichen Betrag herabgesetzt ist, die sonst durch die nicht bedeckten Stellen des Isolierkörpers hindurch zwischen der an der Oberfläche des Isolierkörpers anliegenden inneren Fläche der Schicht 4 und der äußeren Elektrode 3 bestehen würde. Wie aus der diese Wirkung erläuternden Fig. 4 ersichtlich ist, hat die Außenelektrode 3 beim Fehlen einer Hilfselektrodenschicht 6 nicht nur die gewünschte Kapazität mit der Außenfläche der Schicht 13, sondern außerdem eine unerwünschte Kapazität mit der inneren Fläche 40 der Schicht 13, wie es durch die strichpunktiert eingezeichneten Feldlinien dargestellt ist. Eine solche Kapazität ist schon allein deswegen unerwünscht, weil sie sich nicht genau rechnerisch erfassen läßt und sich die Größe ihres Beitrages zur Gesamtkapazität zwischen den Elektroden 3 und 4 nicht genau feststellen läßt. In der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform sind daher die Außenlektrode 3 und die Innenfläche 40 der Schicht 13 elektrostatisch gegeneinander abgeschirmt.
Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform kann
z. B. mit Vorteil dort verwendet werden, wo die Elektroden 3 und 4 mehr geradlinig oder flach als in Fig. 1 bis 4 rohrförmig oder zylindrisch sind oder wo die Elektrodenglieder zwar zylindrisch, aber die Elektrode 3 die innere und die Elektrode 4 die äußere Elektrode bildet.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform besteht die Hilfselektrode aus einer schmalen leitenden Schicht 41, die entlang dem Rand 35 und der Schicht 13 auf dem von dier Schicht 13 nicht bedeckten Teil der Oberfläche des Isolierkörpers 29 aufgebracht ist. Die Schicht 41 kann über eine Verlängerung 36, den Leiter 38 und die Klemme 37 mit dem Bezugs- oder Vergleichspotential verbunden werden.
Es ist bekannt, bei bestimmten Wechselstrom- und Impulssystemen geerdete Glieder zu verwenden, um eine Elektrode oder einen Leiter von einem anderen elektrostatisch abzuschirmen oder um in einer Hochspannungseinrichtung, die durch Wechsel in der Witterung usw. hervorgerufenen Veränderungen in den sie umgebenden Bedingungen unterworfen ist, den Koronaeffekt zu vermindern. Jedoch löst keine der bekannten Anordnungen die oben beschriebenen Spezialprobleme, die bei einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Meßkondensator auftreten. Keine der bekannten An-Ordnungen ist auch imstande, durch Abänderungen eine solche Aufgabe zu lösen.
Die vorliegende Erfindung läßt sich nicht nur bei den in der Zeichnung dargestellten Geräten anwenden, sondern auch bei einem anderen, einen nicht gasförmigen Inhalt messenden Gerät. Auch können

Claims (9)

kapazitive Meßgeräte nach Fig. 2 bis 5 im Meßkreis eines Systems ohne selbsttätigen Abgleich verwendet werden, wobei das Anzeigegerät direkt die Änderung der Kapazität des Meßkondensators anzeigt. So weisen z. B. bekannte Systeme ein kapazitives Meßgerät in einem Meßkreis und einem davon unabhängigen Vergleichkreis auf, und die einzelnen Ströme werden getrennt bzw. nach zwei getrennten Feldwicklungen des Flüssigkeitsmengenanzeigers geleitet, etwa eines Ratiometers, der auf die Differenz oder das Verhältnis der zwei Ströme anspricht. In ähnlicher Weise sind auch andere Konstruktionen für das kapazitive Meßgerät oder die innerhalb des Behälters liegende Einheit selbst möglich. Es ist z. B. nicht wesentlich, daß die Elektroden 3 und 4 einen rohrförmigen oder zylindrischen Querschnitt haben. Diese Elektroden und die Hilfselektrode 6 können auch flach sein oder einen geeigneten gekrümmten, etwa elliptischen Querschnitt aufweisen. Bei denjenigen Einrichtungen, bei denen die Elektroden 3 und 4 einen rohrförmigen oder elliptischen Querschnitt haben, kann die Elektrode 3 auch die Innenelektrode und die Elektrode 4 die Außenelektrode bilden. Die beiden leitenden Schichten 13 und 6 können ferner an jeder der beiden Oberflächen des Isolierkörpers 29 vorgesehen sein; statt dessen kann, aber die eine Scliicht auf der einen Oberfläche des Isolierkörpers 29 und die andere Schicht auf seiner anderen Oberfläche in irgendeiner Weise angeordnet sein. Außerdem kann die Elektrode 3 statt aus Metall auch aus einem rohrförmigen Isoliermaterial bestehen, auf dessen Außen- oder Innenfläche eine die Elektrode bildende leitende Schicht angeordnet ist. Auch können die Ränder beider Elektroden durch je eine Hilfselektrode abgeschirmt sein, oder die Hilfselektrode kann ganz fehlen. Das Gerät nach der Erfindung kann nicht nur zum Messen von mit dielektrischen Flüssigkeiten gefüllten Behältern verwendet werden, sondern auch zum Messen von Behältern, die mit pulverisierten, körnigen oder anderen festen, in Partikeln vorliegenden Stoffen gefüllt sind. Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen dienen nur zur Erläuterung der Erfindung; die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. PaTENTANSPKÜCHE:
1. Kapazitives Mengenmeßgerät für flüssige bzw. körnige oder in Pulverform vorliegende dielektrische Stoffe in einem ungleichförmigen Behälter, bei dem zwischen der Änderung der Höhe, in der der Stoff den Behälter füllt, und der Änderung der Menge des Stoffes im Behälter eine nichtlineare Beziehung besteht, mit einem sich im wesentlichen über die ganze Höhe des Behälters erstreckenden, in den Behälterinhalt eingetauchten Meßkondensator, dessen Kapazität sich mit der Höhe des dielektrischen Stoffes im Behälter und damit zwischen den Elektroden des Meßkondensators ändert und dessen eine Elektrode eine kapazitiv wirksame Fläche aufweist, deren Breite sich mit ihrer Höhe ändert, um zu erreichen, daß bei jeder Füllhöhe des Behälters die Kapazität des Meßkondensators proportional dem Behälterinhalt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkondensator (2) eine Hilfselektrode (6 bzw. 41) aufweist, daß diese Hilfselektrode (6 bzw. 41) von den beiden genannten Hauptelektroden (13, 4) isoliert ist und daß sie im wesentlichen an dem ganzen Rand (35) der wirksamen Fläche einer (13) der Hauptelektroden angrenzt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elekrode (13), bei der sich die Breite der wirksamen Fläche in Abhängigkeit von ihrer Höhe ändert, einen aus Isoliermaterial bestehenden Träger (29) aufweist, der nur an einem Teil seiner Oberfläche eine elektrisch leitende, eine kapazitiv
ίο wirksame Fläche bildende Schiaht besitzt, welche eine derartig verlaufende Begrenzungslinie hat, daß die Breite dieser Elektrodenfläche in jeder Füllhöhe des Stoffes proportional zur Größe der Niveaufläche ist, die der in dieser Höhe eingefüllte Stoff im Behälter (1) einnimmt.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (29) außer der einen Hauptelektrode (13) als Hilfselektrode eine weitere leitende Schiclit (6 bzw. 41) aufweist, die an der Oberfläche des isolierenden Trägers (29) an die die Hauptelektrode bildende leitende Elektrodenschicht (13) angrenzend angeordnet ist.
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Hauptelektrode bildenden leitenden Schicht (13) und dem ihrem Rand benachbarten Teil der Hilfselektrode (6 bzw. 41) ein im wesentlichen gleichmäßiger Zwischenraum besteht.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptelektroden aus zwei zueinander konzentrischen Zylindern bestehen, von denen der äußere Zylinder aus Metall hergestellt ist und der innere Zylinder die Elektrode enthält, deren Breite sich proportional zur Niveaufläche ändert.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Wechselspannungsquelie (9) und einen ersten, den Meßkondensator (2) enthaltenden, mit dieser Spannungsquelle (9) elektrisch so verbundenen Stromkreis (11, 12) enthält, daß die Stärke des durch diesen Stromkreis fließenden Stromes eine Funktion der Kapazität des Meßkondensators (2) ist und daß ein Punkt dieses Stromkreises auf einem Vergleichspotential liegt, bezüglich dessen sich die Augenblickswerte der Potentiale der beiden Elektroden (3 und 13) des Meßkondensators während des Betriebes des Gerätes ändern, daß die Hilfselektrode (6 bzw. 41) mit dem das Vergleichspotential aufweisenden Punkt des ersten Stromkreises (11, 12) verbunden ist, so daß diese auf dem Vergleiohspotential gehalten ist, daß das Gerät einen zweiten, einen Vergleichskondensator (22) enthaltenden Stromkreis (20, 21) aufweist, der mit der Spannungsquelle (9) so verbunden ist, daß der durch diesen zweiten Stromkreis fließende Strom eine Funktion der Kapazität des Vergleichskondensators (22) ist, und daß das Gerät eine den Behälterinhalt anzeigende Vorrichtung (28) auf-
öo weist, die mit dem ersten (11, 12) und dem zweiten Stromkreis (21, 22) gekoppelt ist und auf die Differenz der Stromstärken der in den beiden Stromkreisen fließenden Ströme anspricht.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Abgleiohsvorrichtung (24) aufweist, die bestrebt ist, die Differenz der in den beiden Stromkreisen (11, 12 bzw. 21, 22) fließenden Ströme auszugleichen, und mit der Anzeigevorrichtung (28) verbunden ist.
8. Gerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von Potentiometern und eines Verstärkers (15) dieser mit der Steuerfeldwicklung (23) eines zweiphasigen Induktionsmotors (24) elektrisch verbunden ist, dessen Vergleichsfeldwicklung (25) an eine Wechselstrom-Speiseleitung über einen in einer Phasenleitung geschalteten Reihenkondensator (26) an-
geschlossen und dessen Rotor (27) mit dem Zeiger des Anzeigegerätes (28) und) mit dem Schleifkontakt eines Abgleiehpotentiometers (21) mechanisch gekuppelt ist
9. Gerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Weahselspannungsquelle eine in dem Fahrzeug bereits vorhandene Speiseleitung dient.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
® 809 750ΛΙ3» 2.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1235607B (de) * 1961-03-28 1967-03-02 Deber Kontroll Ab Einrichtung zum Messen einer in einem Kanal, einer Rinne od. dgl. stroemenden Fluessigkeitsmenge
DE1285759B (de) * 1962-10-09 1968-12-19 Berthold Rainer Anordnung zur Bestimmung der Fluessigkeitsstandhoehe in rotierenden Hohlkoerpern
DE1297883B (de) * 1963-12-28 1969-06-19 Berthold Anordnung zur Bestimmung der Fluessigkeitsstandhoehe in rotierenden Hohlkoerpern
DE1298731B (de) * 1964-01-23 1969-07-03 Haupt Geb Zyla Erika Vorrichtung zur Massenbestimmung von Fluessigkeiten in zylindrischen Hochbehaeltern
DE2941652A1 (de) * 1979-10-15 1981-04-23 Precitronic Gesellschaft für Feinmechanik und Electronik mbH, 2000 Hamburg Vorrichtung zur kapazitiven fuellstandsmessung
DE3128887A1 (de) * 1981-07-22 1983-02-17 Baldwin-Gegenheimer GmbH, 8900 Augsburg Vorrichtung zur versorgung eines verbrauchers mit einem in einer versorgungsleitung transportierbaren medium

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