DE1061533B - Fluessigkeitsstandanzeiger - Google Patents

Fluessigkeitsstandanzeiger

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DE1061533B
DE1061533B DEM28341A DEM0028341A DE1061533B DE 1061533 B DE1061533 B DE 1061533B DE M28341 A DEM28341 A DE M28341A DE M0028341 A DEM0028341 A DE M0028341A DE 1061533 B DE1061533 B DE 1061533B
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DE
Germany
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thermistor
resistance
bridge
resistor
liquid
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Pending
Application number
DEM28341A
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English (en)
Inventor
Donald C Johnston
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Honeywell Inc
Original Assignee
Honeywell Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01F23/24Indicating 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 resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246Indicating 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 resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
    • G01F23/247Indicating 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 resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/36Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with stationary measuring chambers having constant volume during measurement
    • G01F3/38Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with stationary measuring chambers having constant volume during measurement having only one measuring chamber

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

  • Flüssiqkeitsstandanzeiger Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung der Anwesenheit eines leitenden Mittels durch seine Abkühl ungswirkung an einem elektrisch erhitzten Widerstand.
  • Es ist wohlbekannt, daß ein elektrisch erhitzter temperaturempfindlicher Widerstand dazu benutzt werden kann, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Flüssigkeit abzufülhlen. Das ist möglich, da die Widerstandsgröße des Widerstandes durch seine Temperatur bestimmt wird und die Temperatur des Widerstandes mit der wärmeleitenden Qualität des Mittels sich ändert, in dem er untergebracht ist. Beispielsweise wird Luft die Wärme von dem Widerstand langsamer ableiten als eine Flüssigkeit, wie Petroleum. Infolgedessen tritt eine plötzliche Änderung in der Widerstandsgröße eines Widerstandes auf, der sich vorher in Luft befindet, wenn er in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, obwohl die Luft und die Flüssigkeit dieselbe Temperatur haben.
  • In der oben beschriebenen Vorrichtung ist es allgemein üblich, Schwankungen in der »Umgebungstemperatur « (d. h. der Temperatur, die im allgemeinen in oder um die Vorrichtung herum herrscht) vermittels eines zweiten Widerstandes zu kompensieren.
  • Dieser zweite Widerstand kann von direkter Berührung mit dem Äliftei abgeschirmt sein, das den ersten Widerstand direkt umgibt, oder er kann so angeordnet sein, daß er derselben Umgebungstemperatur wie der erste Widerstand unterliegt, aber nicht in direkter Berührung mit der Flüssigkeit, die den ersten Widerstand umgibt.
  • Es ist oft wünschenswert, die beiden Widerstände in einer Wheatstoneschen Brücke zu verbinden, die abgeglichen ist, wenn der erste Widerstand in eine Flüssigkeit eingetaucht ist. Wenn das mit Widerständen, die negative Temperaturkoeffizienten haben, geschehen ist, so tritt indessen eine Schwierigkeit auf, wenn die Umgebungstemperatur verhältnismäßig niedrig ist. Das verhältnismäßig kalte Mittel strebt danach, die Größe des Widerstandes beider Widerstände zu erhöhen. Indessen strebt einer der Widerstände danach, sich auf die Betätigungstemperatur vor dem anderen zu erwärmen. Dieses kann die Größe des Widerstandes des zuletzt erwähnten Widerstandes genügend herabsetzen, um den anderen Widerstand durch den Anzeigezweig der Brücke kurzzuschließen, wobei dadurch die Brücke unwirksam in der Abfühlung gemacht wird, so daß sie unabgeglichen bleibt, obwohl die Flüssigkeit die Widerstände umgibt. Das kann besonders leicht auftreten, wenn die Anzeigevorrichtung, die in die Ausgangsdiagonale derWheatstoneschen Brücke eingeschaltet ist, eine sehr niedrige Impedanz hat. Es ist natürlich wünschenswert, die Impedanz der Anzeigevorrichtung an die niedrige Ausgangsimpedanz der Brücke anzupassen, um eine maximale Energie zu übertragen.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeit, indem man in Serie mit der Anzeigevorrichtung in der Ausgangsdiagonale der Wheatstoneschen Brücke einen Widerstand einschaltet, der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, welcher in das festzustellende Mittel eingetaucht wird, wenn die erste Anzeigevorrichtung so eingetaucht islt, und welcher dann die Impedanz der Ausgangsdiagonale hinreichend erhöht, so daß ein Kurzschluß eines der Widerstände und ein daraus folgender Ausfall des Erhaltens eines Abgleichs verhindert wird.
  • Die folgende mehr ins einzelne gehende Beschreibung nebst den Zeichnungen, die beispielsweise Ausführungen darstellen, soll dem vollen Verständnis der Erfindung dienen.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Kontrollvofrichtung zusammen mit Flüssigkeitsspeichermitteln; Fig. 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung von der Vorrichtung von Fig. 1; Fig. 3 ist eine entsprechende schematische Darstellung einer Abwandlung.
  • In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen als Flüssigkeitsspeicher dienenden Behälter, der ein Brennstoffspeichertank sein kann, der in einem Flugzeug angebracht ist und aus dem Brennstoff zu den Flugzeugmaschinen durch den Auslaß 30 geleitet werden kann. Ein Eingangsrohr 11 ist dargestellt, durch das der Brennstoff zu dem Tank 10 durch ein elektrisch betriebenes Ventil 12 geleitet werden kann.
  • Dieses Ventil schneidet den Durchlauf des Brennstoffes durch das Rohr 11 ab, wenn das Ventil stromlos ist. An einem vorbestimmten Pegel sind in dem Tank 10 drei »Thermistoren« (wärmeempfindliche Widerständej 13, 14 und 15 mit negativen Temperatarkoeffizienten des Widerstandes untergebracht. Sie können mit »Bezugs«-, »Abfühl«- und »Kompensations «-Thermistoren bezeichnet werden.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Ventil ist so angeordnet, daß es den Einlauf von Brennstoff stoppt, wenn der Behälter 10 auf einem vorbestimmten Pegel gefüllt ist. Es ist indessen zu bemerken, daß die Anordnung so getroffen werden kann, daß das Ventil geöffnet wird, wenn der Flüssigkeitspegel auf einen vorbestimmten Pegel absinkt.
  • Der Thermistor 13 ist mit einer Abschirmung oder Isolation 16 umgeben, die verhindert, daß der Thermistor 13 in direkte Berührung mit dem flüssigen Mittel gebracht wird, wenn dieses die Thermistoren 14 und 15 umgibt. Die Thermistoren 13, 14 und 15 sind mit dem Ventil 12 und den Widerständen 17 und 18 so verbunden, daß sie eine Wheatstonesche Brücke abgeben. Elektrische Energie wird der Wheatstoneschen Brücke aus den Energieleitern 19 und 20 zugeführt.
  • Die Anordnung der Wheatstoneschen Brücke ist deutlicher in Fig. 2 dargestellt, aus der ersehen werden kann, daß die Thermistoren 13 und 15 in benachbarte Zweige derselben geschaltet sind und der Thermistor 15 in die Ausgangsdiagonale der Brücke in Reihe mit dem Ventil 12. Die Brücke ist abgeglichen und macht so das Ventil stromlos, wenn der Brennstoff die Thermistoren 13, 14 und 15 bedeckt.
  • Es ist natürlich wünschenswert, die maximale Ausgangsenergie aus der Wheatstoneschen Brücke zu erhalten. Das macht erforderlich, daß die Impedanz der Röhre des elektrisch gesteuerten Ventils 12 verhältnismäßig niedrig ist. Die vorliegende Erfindung kann vielleicht am besten dadurch verstanden werden, daß man zunächst betrachtet, wie die in Fig. 2 dargestellte Brücke ohne den Thermistor 15 arbeiten würde. Angenommen, daß die Thermistoren 13 und 14 kalt sind, wenn Energie den Leitern 19 und 20 zugeführt wird, dann wird einer der Thermistoren 13 oder 14 beginnen, vor dem anderen warm zu werden. Beispielsweise kann der Thermistor 13 sich zu erwärmen beginnen infolge des Stromflusses durch ihn. Wenn dieser Thermistor sich erhitzt, so geht sein Widerstand herunter, und es fließt ein stärkerer Strom durch den Widerstand, wodurch seine Temperatur noch weiter ansteigt und sein n Widerstand absinkt.
  • Die Wirkung besteht darin, daß der Thermistor 14 im wesentlichen über das Ventil 12 mit niedriger Impedanz kurzgeschlossen wird und daß hierdurch der Thermistor 14 gehindert wird, die Betätigungstemperatur zu erreichen. Das macht die Brückenschaltung unwirksam, d. h., die Brücke bleibt unabgeglichen und fühlt den Pegel des Brennstoffes nicht ab. Wenn beispielsweise kalter Brennstoff dem Tank 10 zugeführt wird, so wird der Brennstoff den Tank füllen, bis der vorbestimmte Pegel, an dem die Thermistoren angebracht sind, erreicht ist. Der Thermistor 14 ist direkt den größeren Wärmeleiteigenschaften der Flüssigkeit unterworfen, während der Thermistor 13 nur der Wirkung der umgebenden Temperatur in der Luft unterworfen ist. Der Widerstand beider Thermistoren steigt an, aber der Widerstand des Thermistors 14 steigt mehr an, da dieser infolge der Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit der größeren Wärme- leiteigenschaft der BenzinaNdi.hlungswirkung unterworfen ist. Der Thermistor 13 ist von der Flüssigkeitseigenschaft abgeschirmt, und sein Widerstandsanstieg erfolgt nur infolge der Einwirkung der umgebenden Temperatur in der Luft. Der erhöhte Widerstand des Thermistors 14 verursacht einen erhöhten Stromfluß durch den Thermistor 13, wodurch zusätzlich der Thermistor 13 erwärmt wird. Das kann man verstehen, indem man die Stromflußkreise durch den Thermistor 13 betrachtet. Ein erster Kreis besteht direkt von dem Energieleiter 19 durch den Thermistor 13 und Widerstand 18 zum Energieleiter 20. Ein zweiter Kreis geht von dem Energieleiter 19 aus durch den Thermistor 13, durch das Ventil 12 mit niedriger Impedanz und den Widerstand 17 zum Energieleiter20, wobei man sich dessen erinnern muß, daß die Brüclçenschaltung ohne den Thermistor 15 betrachtet ist. Infolge des hoben Widerstandes des Thermistors 14 fließt ein sehr kleiner Strom von dem Energieleiter 19 durch den Thermistor 14 und Widerstand 17 zum Energieleiter 20. Infolgedessen wird der Thermistor 14 nicht durch den Stromfluß hindurch wesentlich erwärmt. Der erhöhte Strom durch den Thermistor 13 läßt die Temperatur des Thermistors 13 ansteigen oder verhindert zumindest im beträchflichen Maße einen Abfall in der Temperatur des Thermistors 13, so daß dessen Widerstand verhältnismäßig niedrig bleibt und der Stromkreis, bestehend aus dem Thermistor 13 und dem Ventil 12 mit niedriger Impedanz, im wesentlichen den Thermistor 14 kurzschließt. Die Brücke wird dann unwirksam gemacht oder, mit anderen Worten, die Brücke bleibt unabgeglichen und nimmt nicht die Energie aus dem Ventil 12 weg, um den Brennstofffluß zu dem Tank 10 zu stoppen.
  • Dadurch, daß der Thermistor 13 in der Ausgangsdiagonale der Wheatstoneschen Brücke vorgesehen ist, wird verhindert, daß die Brücke unwirksam durch Kurzschluß des Thermistors 14 wird. Wie oben auseinandergesetzt, wird der Thermistor 15 direkt der größeren Abkühlungswirkung der Flüssigkeit ausgesetzt, wenn die Flüssigkeit die vorbestimmte Höhe im Tank 10 erreicht. Infolgedessen steigt der Widerstand beider Thermistoren 14 und 15 in derselben Weise an, d. h., die Impedanz der Ausgangsdiagonale der Brücke wird hoch, wenn die Impedanz des Thermistors 14 ansteigt. Das erhöht den Widerstand des Kreises aus dem Thermistor 13 durch die Röhre 12 und verhindert den Kurzschluß des Thermistors 14, der oben heschrieben ist.
  • Auf diese Weise ist, während der Stromfluß durch den Thermistor 13 absinkt und der Stromfluß durch den Thermistor 14 ansteigt, der Thermistor 14 nicht länger im wesentlichen kurzgeschlossen. Nach einem kurzen Zeitraum der Betätigung erreichen die Thermistoren 13, 14 und 15 Betätigungstemperaturen. Die Brücke ist ausgeglichen, und das Ventil 12 schneidet den Benzinzufluß zum Tank 10 ab.
  • Fig. 3 stellt eine Abwandlung dar, in der der Thermistor 15 durch temperaturempfindliche Widerstandsmittel ersetzt ist, die einen Widerstand 30 enthalten, der durch einen wärmeempfindlichen Schalter 31 überbrückt ist, welcher durch ein bimetallisches Element 32 betätigt wird. Der Schalter 31 ist auf demselben Pegel in dem Behälter 10 angeordnet wie der Thermistor 15 von Fig. 1. Infolgedessen wird der Schalter 31 durch die Flüssigkeit t abgekühlt, wenn die Flüssigkeit den vorbestimmten Pegel in dem Tank 10 erreicht.
  • Wie durch den Pfeil in Fig. 3 angegeben, bewegt sich das bimetallische Element 32 nach unten, wenn seine Temperatur ansteigt, und macht mit einem festen Kontakt 33 Berührung, wodurch der Widerstand 30 kurzgeschlossen wird und der Widerstand der Ausgangsdiagonale erniedrigt wird. Im kalten Zustand wird der Widerstand dieser Diagonale erhöht, so daß der Thermistor 15 wie oben beschrieben im wesentlichen kurzgeschlossen wird.
  • Obwohl ein Ventil 12 in der Ausgangsdiagonale der Brücke dargestellt ist, so kann natürlich jedes spannungs- oder stromempfindliche Mittel, wie ein Indikator, eine Lampe oder ein Relais, an Stelle des Ventils verwendet werden.
  • P A T L N 1 S P i II E.
  • 1. Vorrichtung zur Bestimmung der Anwesenheit eines leitenden Mittels durch dessen Abkühlungswirkung auf einen elektrisch erwärmten Widerstand, der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat und der mit einem Widerstand verbunden ist, um Schwankungen durch die umgebende Temperatur in einer Wheatstoneschen Brücke auszugleichen, die abgeglichen ist, wenn der erste Widerstand durch das leitende Mittel abgekühlt wird, und wobei ein elektrisch zu betäti, gendess Ventil oder eine andere Vorrichtung in die Ausgangsdiagonale der Brücke geschaltet ist, das oder die unter der Einwirkung des leitenden Mittels betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Widerstand (15 oder 30) in die Ausgangs diagonale der Brücke geschaltet ist, in Reihe mit dem elektrisch betätigten Ventil (V) oder der anderen Vorrichtung, wobei der dritte Widerstand (15 oder 30) von dem leitenden Mittel gekühlt wird, so wie der erste Widerstand (14) abgeküíhlt wird, wobei die Impedanz der Ausgangsdiagonale der Brücke zur Verhinderung eines Kurzschlusses eines der Widerstände hinreichend ansteigt.

Claims (1)

  1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Widerstand (15 oder 30) einen negativen Temperaturkoeffizienten hat.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Widerstand (30) von einem auf Wärme ansprechenden Schalter (31) überbrückt ist, der den Widerstand (30) bei genügend hoher Temperatur kurzschließt.
DEM28341A 1954-10-01 1955-09-28 Fluessigkeitsstandanzeiger Pending DE1061533B (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1264812B (de) * 1963-12-05 1968-03-28 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Kennzeichnung eines Fluessigkeitsstandes in einem Behaelter
DE3420486A1 (de) * 1984-06-01 1985-12-05 Hans H. 2000 Hamburg Sladky Anordnung zum regeln des fluessigkeitsstandes in einem behaelter
DE3512902A1 (de) * 1985-04-11 1986-10-23 Hans-Michael 5461 St Katharinen Rannow Verfahren und vorrichtung zum erkennen und schalten von fluessigkeitsniveaus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1264812B (de) * 1963-12-05 1968-03-28 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Kennzeichnung eines Fluessigkeitsstandes in einem Behaelter
DE3420486A1 (de) * 1984-06-01 1985-12-05 Hans H. 2000 Hamburg Sladky Anordnung zum regeln des fluessigkeitsstandes in einem behaelter
DE3512902A1 (de) * 1985-04-11 1986-10-23 Hans-Michael 5461 St Katharinen Rannow Verfahren und vorrichtung zum erkennen und schalten von fluessigkeitsniveaus

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