DE1098729B - Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung

Info

Publication number
DE1098729B
DE1098729B DEW21521A DEW0021521A DE1098729B DE 1098729 B DE1098729 B DE 1098729B DE W21521 A DEW21521 A DE W21521A DE W0021521 A DEW0021521 A DE W0021521A DE 1098729 B DE1098729 B DE 1098729B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiation
container
substance
intensity
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEW21521A
Other languages
English (en)
Inventor
Lester Wolfe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEW21521A priority Critical patent/DE1098729B/de
Publication of DE1098729B publication Critical patent/DE1098729B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01F23/28Indicating 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
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/288X-rays; Gamma rays or other forms of ionising radiation

Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Masse, insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Messung der in einem Behälter vorhandenen Menge eines Stoffes, z. B. der Brennstoffmenge in den Tanks eines Schiffes oder eines Flugzeuges oder der Menge in einem Schüttgutbehälter.
  • Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren dieser Art zu schaffen, nach welchem die Masse einer Substanz innerhalb eines gegebenen Raumes unabhängig von Form, Lage oder Bewegung der Masse gemessen wird. Das Verfahren soll besonders zur Bestimmung der Flüssigkeitsmenge in einem Tank oder Behälter geeignet sein, der geschüttelt oder in anderer Weise bewegt wird. Vor allem soll das Verfahren aadl der Erfindung auf die Messung von Brennstoff in Flugzeugtanks anwendbar sein.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein für Alengenmessungen besonders geeignetes Gerät.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein neues Verfahren zur Mengenmessung unter Verwendung durchdringender Strahlung.
  • In vielen Situationen ist es in hohem Maße erwünscht, die Menge einer Substanz innerhalb eines bestimmten Raumes zu messen, und zwar fortlaufend, genau und unabhängig von der Bewegung, der Form oder dem körperlichen oder physikalischen Zustand der Substanz oder des Behälters. Zwei alltägliche Beispiele sind die Messung der in dem Tank eines Schiffes oder eines Flugzeuges vorhandenen Brennstoffmenge. Sowolll bei Flugzeugen als auch bei Schiffen wird der Brennstoff in unregelmäßig geformten Tanks befördert, die in verschiedene Teile des Fahrzeuges eingebaut sind. Die beim Messen der Flüssigkeitsmenge in solchen Tanks durch mechanische oder hydrostatische Mittel auftretenden Schwierigkeiten sind offensichtlich.
  • Die- positive und negative Beschleunigung und die im allgemeinen veränderbare Lage des Flugzeuges bieten ganz besonders große Probleme. Aber auch bei Schiffen ergeben sich durch das Stampfen und Schlingern selbst bei großen Schiffen für derartige Mengenmessungen mit herkömmlichen Mitteln erhebliche Schwierigkeiten.
  • Die bekannten Verfahren zur Brennstoffmessung in Flugzeugen, die alle von der Verwendung eines Schwimmers im Brennstoff selbst oder von irgendeiner Kapazi tätsbrückenschaltung abhängen, haben viele Nachteile. Die Messung wird durch die positive und negative Beschleunigung und durch die im allgemeinen unregelmäßige Bewegung des Flugzeuges und die Turbulenz des Brennstoffes im Tank beeinflußt. Mechanische Einrichtungen messen das Volumen, nicht aber die Masse oder die Menge, und die Ablesungen erfordern Temperaturkorrekturen für gute Schätzungen des Aktionsradius. Von Schwimmern betätigte Einrichtungen sind am wenigsten genau in dem Bereich, in welchem Präzision am meisten benötigt wird, nämlich bei niedrigem Brennstoffstand. Es hat sich z. B. gezeigt, daß eine übliche schwimmerbetätigte Meßeinrichtung, die zur Zeit in einer großen Anzahl von Flugzeugen verwendet wird, »leer« anzeigt, wenn ein Tragflächentank von 50 Gallonen Fassungsvermögen noch 22 Gallonen Benzin enthält (umgerechnet 190 bzw. 831). Ferner sind mechanische Einrichtungen äußerst unzweckmäßig bei geometrisch unsymmetrischen Tanks. Außerdem ist der Einbau mechanischer Einrichtungen in flüssigkeitsdichte Benzintanks unerwünscht, weil hierzu ein Durchbruch durch die Tankwandung erforderlich ist.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Mengenmessung sieht die Erfindung vor, daß von verteilten Punkten her eine durchdringende Strahlung ungebündelt so durch den Behälter geschickt wird, daß sie im wesentlichen den gesamten Behälterraum durchdringt und von der gesamten in diesem enthaltenen Stoffmenge, unabhängig von der Bewegung, der Form und dem physikalischen Zustand des Stoffes sowie von der Form des Behälters, absorbiert wird, derart, daß bei einer Änderung der Stoffmenge die hieraus resultierende Intensitätsänderung der aus dem Behälter austretenden Strahlung in einer bestimmten Beziehung zu der Mengenänderung steht, daß ferner die aus dem Behälter austretende Strahlung über einen maßgeblichen Querschnitt hin aufgefangen wird, so daß die Intensität der aufgefangenen Strahlung eine Funktion der jeweiligen Stoffmenge darstellt, und daß diese Intensität der aufgefangenen Strahlung in eine proportionale elektrische Größe umgewandelt wird.
  • Verfahren zur Messung einer eindimensionalen Größe, wie beispielsweise einer Länge oder Dicke, der Dichte, der Höhe oder eines Pegels oder lediglich zum Nachweis der Anwesenheit eines Stoffes oder einer Verstopfung innerhalb des Rohres oder eines Behälters, bei denen als Meßmittel eine durchdringende Strahlung, beispielsweise radioaktive oder Kernstrahlung verwendet wird, sind an sich bekannt. Diese bekannten Verfahren sind jedoch, da sie zur Messung einer eindimensionalen Größe mittels eines gebündelten Strahles dienen, zur Lösung der hier gestellten Aufgabe, bei der die Menge eines Stoffes unabhängig von seiner räumlichen Verteilung bestimmt werden soll, nicht geeignet.
  • Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, im wesentlichen den gesamten Behälterraum durch nicht gerichtete, ungebündelte Strahlung durchsetzen zu lassen und einen maßgeblichen Querschnitt der austretenden Strahlung zur Messung heranzuziehen, wird erreicht, daß die Intensität dieser aufgefangenen austretenden Strahlung eine Funktion der Absorption der Strahlung durch die gesamte im Behälterraum befindliche Materie, d. h. eine Funktion der Größe bzw. der Gesamtmenge oder der Molekülzahl der von der Strahlung durchsetzten Materie wird. Daher wird durch richtige Einrichtung und Eichung eines Strahlungsdetektors eine fortlaufende Messung und Anzeige der Materie oder Stoffmenge in dem Raum möglich. Aus Gründen der Stabilität und der Strahlungskonstanz ist bei Verwendung zusammen mit einem Raum, der Bewegungen unterworfen ist, wie einem Flugzeug- oder Schifftank od. dgl., eine sehr zweckmäßige Strahlungsquelle ein radioaktiver Stoff, der um den Tank herum gegenüber dem Detektor verteilt werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß die von dem radioaktiven Stoff ausgehende Strahlung einerseits im wesentlichen den ganzen vom Behälter eingeschlossenen Raum durchdringt, so daß sie von dem gesamten darin enthaltenen Stoff absorbiert wird, andererseits wird ein wesentlicher Querschnitt der ausgehenden Strahlung von dem Detektor aufgenommen. Hierdurch wird die Messung innerhalb ziemlich weiter Grenzen im wesentlichen unabhängig von dem Verkippen des Tanks oder den Bewegungen, der Form und dem körperlichen Zustand des Stoffes in dem Behälter.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß als Detektor mindestens ein Geiger-Müller-Rohr vorgesehen ist, mit dem eine elektronische Schaltung verbunden ist, welche die mittlere Zahl der Entladung des Rohrs pro Zeiteinheit angibt. Die Anzeige dieses Detektors wird bei der oben angegebenen Verwendung ein Maß für die Masse oder Menge des Stoffes in dem Tank, Schüttgutbehälter oder sonstigem Behälterraum beliebige Art unabhängig von der räumlichen Verteilung des Stoffes in dem Behälter.
  • Eine andere Art eines Detektors für radioaktive Strahlung kann die Form einer gasgefüllten Ionisationskammer haben, welche sehr dünne, den Eintritt von Strahlung gestattende Fenster aufweist. Die eindringende Strahlung ruft eine Ionisation des Gases hervor, die proportional der Menge der in den Detektor eintretenden Strahlung ist. Die ionisierten Teilchen werden von geeigneten Elektroden gesammelt, welche an den richtigen Vorspannungspotentialen liegen.
  • Hierdurch wird ein Ionisationsstrom nach angemessener Verstärkung mit Hilfe eines üblichen Elektronenröhren oder ähnlichen Verstärkers einem Stromanzeiger zugeführt.
  • Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Weise ausgebildet, daß die den Behälterraum ungebündelt durchsetzende ver- teilte, durchdringende Strahlung von einer in bezug auf den Behälter verteilten Quelle derartiger durchdringender Strahlung ausgeht und daß der maßgebliche Querschnitt der austretenden Strahlung von einem in bestimmter räumlicher Beziehung zu dem Behälter angeordneten Detektor aufgefangen wird, welcher die Intensität dieser aufgefangenen Strahlung in eine proportionale elektrische Größe umwandelt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist bei einer derartigen Einrichtung vorgesehen, daß wenigstens die Strahlungsquelle bzw. -quellen (oder der bzw. die Detektoren) in Punkten wirksam sind, die in der Nähe eines Wandungsteils in wenigstens zwei Dimensionen weit verteilt sind, und daß der bzw. die Detektoren (bzw. die Strahlungsquelle bzw. -quellen) in Punkten wirksam sind, die in der Nähe des gegenüberliegenden Wandungsteils wenigstens in einer Dimension weit verteilt sind, und daß mit dem bzw. den Detektor(en) eine Meßvorrichtung gekoppelt ist, welche die mittlere Intensität der austretenden Strahlung je Zeiteinheit anzeigt.
  • Vorzugsweise ist dabei die Anordnung so getroffen, daß die Strahlungsquelle bzw. -quellen in bezug auf den Behälter so verteilt sind, daß die Strahlung den Stoff in einer zwischen Boden und Oberwandung des Behälters verlaufenden Richtung durchdringt (Fig. 1).
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In dieser zeigt Fig. 1 in einem schematischen Schaubild das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung, die zur Messung der Flüssigkeitsmenge in einem Tank verwendet werden, Fig. 2 in einem schematisierten Schaltbild einen weiter ausgebildeten Detektor für radioaktive Strahlung und ein Anzeigegerät nach der Erfindung.
  • Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Tank 10, z. B. ein Tragflächentank eines Flugzeuges oder ein Brennstofftank eines Schiffes, mit mehreren kleinen Kügelchen oder »Knöpfen« 11, 12, 13 und 14 versehen, die eine radioaktive Verbindung enthalten und am Boden in der Nähe der Ecken des Tanks angeordnet sind. Das radioaktive Material kann entweder aus natürlichen radioaktiven Elementen, wie Radium, Uran, Thorium, oder aus künstlich in Kernreaktoren erzeugten Nebenprodukten oder Radio-Isotopen, wie radioaktivem Promethium, Thallium, Strontium, Ruthenium usw., stammen. Dicht an der Oberwandung des Tanks 10 sind ein oder mehrere Geiger-Müller-Rohre 15 und 16 angeordnet, die eine Länge von etwa 1 Fuß (umgerechnet 30 cm) haben und dadurch Strahlung innerhalb eines großen Winkels von jedem der Knöpfe empfangen.
  • Geiger-Müller-Rohre 15 und 16 sind nicht kritisch, und übliche Rohre sind völlig ausreichend mit der möglichen Ausnahme, daß extreme Änderungen der Temperatur oder des Druckes der Umgebung auftreten.
  • Die Elektroden der Rohre 15 und 16 sind parallel geschaltet, wobei eine Elektrode jedes Rohres an ein positives Potential von etwa 1000Volt einer als Batterie 17 dargestellten Spannungsquelle gelegt ist. Jede übliche Spannungs- oder Energiequelle kann für diesen Zweck verwendet werden, sofern die hohe Spannung so gut geregelt ist, daß das Rohr in seinem Arbeitsbereich gehalten wird. Die anderen Elektroden der Rohre 15 und 16 sind mit dem Gitter 18g einer Röhre 18 verbunden.
  • Ein einen Kondensator 19 und einen Widerstand 20 enthaltendes Glied mit verhältnismäßig hoher Zeitkonstante, verglichen mit der Zeit einer einzigen Entladung der Geiger-Müller-Rohre, ist zwischen das Gitter 18 g und die Kathode 18 c geschaltet. Ein Stromanzeiger 21 (z. B. ein Milliamperemeter) ist zwischen die Anode 18 a und die Kathode 18c in Reihe mit einer Span nungsquelle 22 geschaltet. Der Strommesser 21 kann unmittelbar in Einheiten der Flüssigkeitsmenge anstatt in elektrischen Einheiten geeicht sein.
  • Ausstrahlungen der Knöpfe 11, 12, 13 und 14, die von den Rohren 15 und 16 aufgefangen werden, erzeugen momentane Entladungen oder Impulse in den Rohren. Die Impulse laden den Kondensator 19 positiv auf und erteilen damit dem Gitter 18g ein entsprechendes Potential. Hierdurch wird ein der Ladung des Kondensators 19 proportionaler Anodenstrom veranlaßt, in der Röhre 18 zu fließen (oder zuzunehmen). Der Anodenstrom wird von dem Strommesser 21 angezeigt.
  • Die Ladung des Kondensators 19 hat das Bestreben, durch den Widerstand 20 abzufließen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die von den Größen des Kondensators 19 und des Widerstandes 20 bestimmt wird.
  • Die schnell wiederkehrenden Impulse der Rohre 15 und 16 halten jedoch die Ladung am Kondensator 19 auf einem Potential, welches von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher die Rohre 15 und 16 entladen werden. Daher ist der von dem Strommesser 21 angezeigte Strom eine unmittelbare Angabe der Absorption der Strahlung im Tank 10 oder des Ausmaßes der in dem Tank vorhandenen Flüssigkeit.
  • Durch geeignete Anordnung der Knöpfe 11, 12, 13 und 14 und der Rohre 15 und 16 (wie dargestellt), kann die Ablesung des Strommessers 21 fast unabhängig von der Lage des Tanks 10 innerhalb verhältnismäßig weiter Grenzen gemacht werden, z. B. 10 oder 15° Drehung, aus der Waagerechten in der Längsrichtung, also einer bei Flugzeugen oft auftretenden Längsneigung. Der Strommesser 21 gibt also eine wahre Ablesung, unabhängig von der Lage des Flugzeuges. Der Kondensator 19 und der Widerstand 20 sind so bemessen, daß ihre Zeitkonstante gegenüber der Entladungsgeschwindigkeit des Geiger-Müller-Rohres groß genug ist, um die Ablesung des Strommessers 21 im wesentlichen unabhängig von der Turbulenz des Brennstoffes in dem Tank zu machen.
  • Der einzige Strommesser mit seiner einen Skala kann als Mengenanzeiger für alle Tanks des Fahrzeugs dienen. Das Verfahren oder die Mittel zum Umschalten von einem Meßkreis auf einen anderen sind bekannt und brauchen nicht dargestellt zu werden. Da oft verschiedene Tanks eines Fahrzeuges verschiedene geometrische Formen haben, muß bei der Verwendung desselben Strommessers als Anzeiger für jeden Tank die geometrische Form des Tanks berücksichtigt werden.
  • Die Strahlungsknöpfe müssen so verteilt werden, daß die Intensität der aus allen Tanks austretenden Strahlung bei denselben relativen Flüssigkeitsspiegeln für alle Tanks dieselbe ist. Das heißt, wenn die Brennstoffmenge in irgendeinem Tank unter 500/0 gesunken ist, dann sollte die aus diesem Tank austretende Strahlung eine solche Intensität haben, daß sie eine Anzeige von 5O0/o der Strommesserskala hervorruft. Auf diese Weise wird erreicht, daß das einzelne Meßgerät als Anzeiger für alle Tanks dient.
  • Wie oben auseinandergesetzt, sind Geiger-Müller-Rohre üblicherweise mit einem Gas-Alkohol-Gemisch gefüllt, wobei der Alkohol zugesetzt wird, damit das Rohr selbstlöschend wird. Ist ein Rohr nicht selbstlöschend, so müssen Löscheinrichtungen in der Schaltung außerhalb des Rohres vorgesehen sein. Bei der Anwendung der Erfindung auf Flugzeuge ist es durchaus möglich, daß bei großen Höhen die Geiger-Müller-Rohre Temperaturen ausgesetzt werden, bei denen der Alkoholdampf kondensiert. In einem solchen Falle wirkt das Rohr nicht mehr selbstlöschend, sondern gibt eine verlältnismäßig kontinuierliche Entladung und damit eine falsche Anzeige des Strommessers.
  • In Fig. 2 ist eine weiter ausgebildete Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher Einzelteile soweit wie möglich entsprechend den in Fig. 1 dargestellten bezeichnet sind. In Fig. 2 sind die Geiger-Müller-Rohre 15 und 16 als Ausgangspunkt für die Schaltung dargestellt. Der in Fig. 1 dargestellte Tank wurde weggelassen. Die Geiger-Müller-Rohre 15 und 16 sind parallel zu einer Löschröhre 25 geschaltet. Und zwar sind die Anoden und die Kathode der Geiger-Müller-Rohre mit der Anode25a bzw. dem Steuergitter 25 g der Löschröhre verbunden. Das Gitter ist mit Erde oder einer Vorspannungsquelle über einen Widerstand 26 verbunden, der etwa dem Widerstand 20 in Fig. 1 entspricht. Das Schirmgitter und das Bremsgitter der Röhre 25 sind in üblicher Weise vorgespannt bzw. mit Erde verbunden.
  • Die von dem Anodenwiderstand 27 der Röhre 25 abgegriffenen Signale werden durch ein RC-Glied 28, 29 einer zweistufigen Verstärkerschaltung zugeführt, die als Doppeltriode 30 mit Widerständen 31, 32 und 33 und einem Kondensator 34 dargestellt ist. Die Verstärkerschaltung ist mit Hilfe eines Kondensators 35 und eines Widerstandes 36 mit einer Umkehrröhre37 gekoppelt. Die die Röhre verlassenden Signale werden einer die Impulsfrequenz messenden oder Zählstufe über einen Kondensator 38 und einen Widerstand 39 zugeführt. Dies ist der direkten Kopplung des Geiger-Müller-Rohres mit der oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Impulsfrequenz-Zählstufe analog.
  • Die Spannungen, die in Fig. 2 in üblicher Weise mit »Hochspg.«, »B+« (Anodenspannung) und »Vorspg.« bezeichnet sind, können aus einigermaßen gleichförmigen Gleichstromquellen stammen. Beispielsweise beträgt die Hochspannung für die Röhre 25 und die Geiger-Müller-Rohre etwa 1000 V und die Anodenspannung B + für die Röhren 36 und 18 etwa 250 V.
  • Zur Erklärung der Arbeitsweise der Schaltung soll nun ein einzelner Impuls auf seinem Wege durch die Schaltung verfolgt werden. Die aus dem gemessenen Tank austretende Strahlung trifft auf die Geiger-Müller-Rohre 15 und 16, aktiviert sie und veranlaßt sie, momentan zu leiten. Hierdurch wird ein positiver Spannungsimpuls am Widerstand 26 erzeugt. Dieser Impuls veranlaßt die Röhre 25, die normalerweise durch Vorspannung gesperrt ist, stark zu leiten, wodurch die Anodenspannung sinkt. Dadurch wird die Kathoden-Anoden-Spannung des Geiger-Müller-Rohres auf einen Wert unterhalb des Arbeitswertes des Rohres gesenkt und damit das Geiger-Müller-Rohr gelöscht. Der durch den Abfall der Anodenspannung erzeugte negative Impuls wird dem Steuergitter 30g der Röhre 30 zugeführt, wo er verstärkt, umgekehrt und der zweiten Hälfte der Röhre 30 zugeführt wird, in welcher eine zweite Verstärkung und Umkehrung stattfindet. Der wieder negative Impuls wird der Umkehrröhre 37 über den Kondensator 35 und den Widerstand 36 zugeführt, wo er wiederum in einen positiven Impuls umgekehrt wird. Dieser wird dem Gitter der Röhre 18 zugeführt und beeinflußt den Stromfluß in dieser Röhre. Die Wirkung der verstärkten und umgekehrten Impulse auf die Meßstufe ist im wesentlichen dieselbe wie die der direkt gekoppelten Impulse, die in der Anordnung nach Fig. 1 gezählt werden.
  • Die Vorteile dieses Verfahrens der Brennstoffmessung bei einem Flugzeug lassen sich wie folgt zur am menfassen: Die Ablesung ist verhältnismäßig unabhängig von der Beschleunigung oder der Bewegung des Brennstoffes im Tank.
  • Die Einrichtung mißt die Menge des Brennstoffes durch Messung seiner Masse und nicht seines Volumens allein.
  • Das Instrument kann so eingerichtet werden, daß es maximale Empfindlichkeit in einem beliebigen Teil seines Bereiches hat (durch Anordnung des radioaktiven Materials und der Geiger-Müller-Rohre). Normalerweise ist es am empfindlichsten bei der geringsten Brennstoffmenge im Tank, da unter dieser Bedingung die Entladungsgeschwindigkeit der Rohre 15 und 16 maximal ist.
  • Die Einrichtung weist keine mechanisch bewegten Teile auf, sie kann vollständig umschlossen sein und ist nicht den bei mechanischen Einrichtungen üblichen Störungen unterworfen.
  • Alle Teile der Einrichtung können außerhalb des Tanks angeordnet werden, so daß die Einrichtung besonders gut für die Verwendung mit Tanks geeignet ist, die lecksichere Auskleidungen oder Umkleidungen aufweisen.
  • Es ist nicht notwendig, daß die radioaktive Verb in dung in Form von Knöpfen angeordnet wird. Sie kann anstatt dessen mit Farbe gemischt werden und allgemein auf große Flächen des Tanks aufgetragen werden. Die Verwendung von Kügelchen oder Knöpfen radioaktiver Verbindungen ist jedoch im allgemeinen sicherer und wirtschaftlicher.
  • Die spezielle verwendete elektronische Schaltung kann in vielfacher Weise gegenüber der in Fig. 1 dargestellten, entsprechend der genauen erwünschten Arbeitsweise abgewandelt werden. Zum Beispiel können die Werte des Kondensators 19 und des Wiederstandes 20 weitgehend verändert werden, sofern die Kombination eine ausreichend lange Entladungszeit bei der verwendeten Schaltung ergibt, durch welche die Turbulenz des gemessenen Stoffes oder andere kurzzeitige Schwankungen der Intensität der in die Geiger-Müller-Rohre einfallenden Strahlung durch Mittelwertbildungen unschädlich gemacht werden.
  • Der Eingangskreis der Röhre 18 und die Meßstufe jenseits dieser Röhre können so eingerichtet werden, daß sie auf positive oder negative Impulse ansprechen.
  • Das heißt, bei richtiger Verbindung der Elektroden des Detektors mit dem Zähl- und Meßkreis und durch richtige Vorspannung der Röhre 18 kann der Stromfluß durch die Röhre umgekehrt oder direkt proportional der Menge des gemessenen Stoffes gemacht werden. Im allgemeinen ist es am zweckmäßigsten, den Stromfluß durch die Röhre mit abnehmender Menge des gemes senen Stoffes wachsen zu lassen, was bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 geschieht. Dies ist jedoch eine bloße Frage des Aufbaues, denn sobald die Art der Stromänderung gewählt ist, wird die Skala des Strommessers unmittelbar in Einheiten der Stoffmenge geeicht. Wünscht man z. B., daß die Stromstärke in der Röhre 18 bei einer Abnahme der gemessen nen Brennstoffmenge sinkt, so läßt sich dies durch Weglassen der Umkehrröhre 37 bei der Ausführungsform nach F.ig. 2 erreichen.
  • Eine Kompensation der Einrichtung läßt sich in der elektronischen Schaltung außerhalb der Röhren erzielen. Zum Beispiel kann ein veränderbarer, tempera- turempfindlicher strombegrenzender Widerstand in den Gitter- oder Anodenkreis der Röhre 18 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 in einer dem Elektronenschal tungs fachmann bekannten Weise gelegt werden.
  • Seine Größe und Anordnung hängen von der Größe der eingebauten Einrichtung ab und außerdem davon, welcher Teil oder welche Teile der ganzen Einrichtung den Änderungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt sind. An Stelle eines Geiger-Müller-Rohres kann als Strahlungsfühlgerät jeder äquivalente Strahlungsdetektor verwendet werden, z. B., wie oben erwähnt, eine Ionisationskammer.
  • Obwohl die spezielle Ausführungsform der Erfindung als Meßeinrichtung für die Brennstoffmenge, angewendet auf Flugzeuge, beschrieben wurde, um die Brauchbarkeit der Erfindung unter äußerst schwierigen Bedingungen darzulegen, ist doch die allgemeine Anwendbarkeit der Erfindung offensichtlich. Dieselbe Einrichtung könnte ohne wesentliche Änderung ihres Aufbaues an Bord eines Schiffes verwendet oder selbst in einem Kraftwagen eingebaut werden. Die Messung braucht nicht auf flüssige Stoffe beschränkt zu werden, denn feste körnige oder pulverförmige Stoffe können im wesentlichen in derselben Weise, wie oben beschrieben, gemessen werden. Dies ließe sich dadurch erreichen, daß die radioaktiven Knöpfe am Boden des den Stoff enthaltenden Behälters und die Zähler oben auf diesem angeordnet werden. Eine solche Einrichtung ist ein ausgezeichneter Mengenmesser für pulverförmige Kohle, deren Mengenmessung mit bekannten Mitteln praktisch unmöglich ist. Die Einrichtung läßt sich außerdem zur Mengenmessung von Stoffen, die in Fahrzeugen enthalten sind, in verschiedenen anderen Weisen ausbilden.
  • Im Zusammenhang mit der Verwendung der Einrichtung als Brennstoffmesser an Bord von Flugzeugen muß bemerkt werden, daß zwar Geiger-Müller-Rohre, wenn sie nur ein Gas enthalten, im wesentlichen temperatur- und druckunempfindlich sind, andere Teile der Einrichtung dagegen nicht. Dies trifft insbesondere für Kondensatoren zu. Daher müssen beim Zusammenbau einer Einrichtung, die in einem Flugzeug verwendet werden soll, die Schaltung oder mindestens ihre druckempfindlichen Teile in luftdichten baulichen Einheiten verschlossen werden.
  • Die Menge des radioaktiven Materials oder einer anderen Quelle durchdringender Strahlung (wie Röntgenstrahlen, Alpha-, Beta- oder Gammastrahlen bei einer großen, ortsfesten Einrichtung) muß groß genug sein, um eine Entladung innerhalb der Ionisationskammer oder eine Zählgeschwindigkeit der Geiger-Müller-Rohre hervorzurufen, die jederzeit oberhalb der normalen Grundzählung äußerer Strahlung, wie kosmischer Strahlung, liegt. Auf statistischer Grundlage bedeutet dies, daß die Entladungsgeschwindigkeit bei maximaler Absorbtion mindestens das Doppelte der Grundgeschwindigkeit sein sollte, die bei Abwesenheit des radioaktiven Materials auftritt.

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Bestimmung des jeweiligen Vorrats bzw. der Menge eines Stoffes in einem Behälter unter Verwendung durchdringender Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß von verteilten Punkten (11, 12, 13, 14 in Fig. 1) her eine durchdringende Strahlung ungebündelt so durch den Behälter (10) geschickt wird, daß sie im wesentlichen den gesamten Behälterrraum durchdringt und von der gesamten in diesem enthaltenen Stoffmenge, unabhängig von der Bewegung, der Form und dem physikalischen Zustand des Stoffes sowie von der Form des Behälters, absorbiert wird, derart, daß bei einer Änderung der Stoffmenge die hieraus resultierende Intensitätsänderung der aus dem Behälter austretenden Strahlung in einer bestimmten Beziehung zu der Mengenänderung steht, daß ferner die aus dem Behälter austretende Strahlung über einen maßgeblichen Querschnitt (15, 16) hin aufgefangen wird, so daß die Intensität der aufgefangenen Strahlung eine Funktion der jeweiligen Stoffmenge darstellt, und daß diese Intensität der aufgefangenen Strahlung in eine proportionale elektrische Größe (21) umgewandelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchdringende Strahlung radioaktive Strahlung oder Kernstrahlung ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Intensität der aufgefangenen Strahlung proportionale elektrische Größe die Stromstärke ist.
  4. 4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Behälterraum ungebündelt durchsetzende verteilte, durchdringende Strahlung von einer in bezug auf den Behälter verteilten Quelle (11> 12, 13> 14) derartiger durchdringender Strahlung ausgeht und daß der maßgebliche Querschnitt der austretenden Strahlung von einem in bestimmter räumlicher Beziehung zu dem Behälter angeordneten Detektor (15 bzw. 16) aufgefangen wird, welcher die Intensität dieser aufgefangenen Strahlung in eine proportionale elektrische Größe umwandelt.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahlungsquellen an der Behälteroberfläche und über diese verteilt vorgesehen sind.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eine elektrische Vorrichtung (15, 16; 19, 20; 18, 21) aufweist, die einen der Intensität der aufgefangenen Strahlung proportionalen Ausgangsstrom erzeugt.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Strahlungsquelle bzw. -quellen (oder der bzw. die Detektoren) in Punkten (11 bis 14) wirksam sind, die in der Nähe eines Wandungsteils in wenigstens zwei Dimensionen weit verteilt sind, und daß der bzw. die Detektoren (15, 16) (bzw. die Strahlungsquelle bzw. -quellen) in Punkten wirksam sind, die in der Nähe des gegenüberliegenden Wandungsteils wenigstens in einer Dimension weit verteilt sind, und daß mit dem bzw. den Detektor(en) eine Meßvorrichtung gekoppelt ist, welche die mittlere Intensität der austretenden Strahlung je Zeiteinheit anzeigt.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle bzw. -quellen in bezug auf den Behälter so verteilt sind, daß die Strahlung den Stoff in einer zwischen Boden und Oberwandung des Behälters verlaufenden Richtung durchdringt (Fig. 1).
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle bzw. -quellen in der Nähe derjenigen Behälterwandung angeordnet sind, welche der normalerweise flüssigkeitsfreien Behälterwandung gegenüberliegt.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der normalerweise flüssigkeitsfreien Behälterwandung gegenüberliegende Wandung mit einem Anstrich versehen ist, welcher mit einem radioaktiven Stoff imprägniert ist.
  11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor mindestens ein Geiger-Müller-Rohr (15 bzw. 16) vorgesehen ist, mit dem eine elektronische Schaltung verbunden ist, welche die mittlere Zahl der Entladungen des Rohrs pro Zeiteinheit angibt.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der elektronischen Meß- und Anzeigevorrichtung genügend lang ist, daß der Einfluß von Turbulenzen oder von Änderungen der Verteilung der Flüssigkeit auf die Anzeige der mittleren Anzahl von Entladungen weitgehend ausgeschaltet wird.
DEW21521A 1957-07-19 1957-07-19 Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung Pending DE1098729B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEW21521A DE1098729B (de) 1957-07-19 1957-07-19 Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEW21521A DE1098729B (de) 1957-07-19 1957-07-19 Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1098729B true DE1098729B (de) 1961-02-02

Family

ID=7597044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEW21521A Pending DE1098729B (de) 1957-07-19 1957-07-19 Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1098729B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1243408B (de) * 1961-07-04 1967-06-29 Industrial Nucleonics Corp Messeinrichtung zur Kontrolle des Fuellstandes von Behaeltern
DE1573106B1 (de) * 1966-10-21 1970-06-25 Vdo Schindling Vorrichtung zur Volumensmessung von wasserstoffhaltigen Fluessigkeiten in Behaeltern mittels radioaktiver Strahlen
DE1548959B1 (de) * 1966-04-09 1970-12-17 Funke & Huster Elek Zitaetsges Vorrichtung fuer die UEberwachung der Entleerung von Schuettgutbehaeltern
DE2526878A1 (de) * 1974-06-21 1976-01-08 Ici Ltd Verfahren und einrichtung zur grenzflaechenbestimmung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1243408B (de) * 1961-07-04 1967-06-29 Industrial Nucleonics Corp Messeinrichtung zur Kontrolle des Fuellstandes von Behaeltern
DE1548959B1 (de) * 1966-04-09 1970-12-17 Funke & Huster Elek Zitaetsges Vorrichtung fuer die UEberwachung der Entleerung von Schuettgutbehaeltern
DE1573106B1 (de) * 1966-10-21 1970-06-25 Vdo Schindling Vorrichtung zur Volumensmessung von wasserstoffhaltigen Fluessigkeiten in Behaeltern mittels radioaktiver Strahlen
DE2526878A1 (de) * 1974-06-21 1976-01-08 Ici Ltd Verfahren und einrichtung zur grenzflaechenbestimmung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1314006B2 (de) Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung des füllstands eines füllguts in einem behälter
DE2025136B2 (de) Einrichtung zum Messen der raum liehen Intensitatsverteilung von Beta , Röntgen oder Gamma Strahlung, mit einem im Proportionalbereich arbeiten den, eine Vielzahl von parallelen Ano dendrahten aufweisenden Gasentladungs Detektor
DE1919824A1 (de) Neutronendetektor
DE1296829B (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung des Gehaltes einer Probe an schweren Elementen durch Messung ihrer optisch angeregten K alfa- oder K beta-Roentgenfluoreszenzlinien
DE1085339B (de) Messverfahren und Strahlenabsorptionssystem zur Bestimmung der Dichte oder Dicke eines Messobjektes
DE1598121A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Standardisierung der Zaehlung in der Scintillationsspektrometrie
DE3036381A1 (de) Verfahren zur bestimmung des feststoff-gewichtsanteils einer aufschlaemmung
DE1098729B (de) Verfahren und Einrichtung zur Vorratsmessung
DE1809520A1 (de) Einrichtung zur automatischen Driftstabilisierung bei Kernstrahlensonden
DE2008411A1 (en) Filling level gauge based on radioactive source
EP3218744B1 (de) Ortungsgerät für radioaktive strahlenquellen
EP2217946B1 (de) Vorrichtung zur online-bestimmung des gehalts einer substanz und verfahren unter verwendung einer solchen vorrichtung
DE1598402B1 (de) Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeit eines Materials
DE2328429C3 (de) Einrichtung zur Messung des Gasanteils in verschäumten Ölen o.ä. Substanzen
DE102005016792A1 (de) Vereinfachtes Verfahren zur Sr90-Aktivitätsbestimmung
DE2000920C3 (de) Vorrichtung zum Messen des Druckes eines gasförmigen Mediums mit einer radioaktiven Strahlungsquelle
DE2500510A1 (de) Verfahren zur selektierung der kernstrahlung bestimmter gasfoermiger radionuklide, insbesondere niederenergetischer elektronenstrahler
AT354577B (de) Vorrichtung zur messung der absolutintensitaet des vom fokus einer roentgenrooehre ausgesandten primaerstrahlbuendels
DE2064504A1 (de) Anordnung zur Messung von Stoffeigenschaften
AT203745B (de) Gerät zur Bohrlochuntersuchung
DE2723998C3 (de) Detektor zur Bestimmung der Konzentration von Tritium in Gasen
AT209455B (de) Registriereinrichtung für Betastrahlung geringer Intensität mit Korrektur für kosmische Strahlung
DE2149623A1 (de) Verfahren und anordnung zum messen der zusammensetzung von stoffen
DE1773792C3 (de) Zeitmeßgerät mit einer als Zeitnormal dienenden radioaktiven Substanz mit langer Halbwertzeit und hoher Emissionsrate
DE1639319C2 (de) Mit Wasser vermischbarer, flüssiger Szintillator