DE1119532B

DE1119532B - Verfahren und Vorrichtung zur Standmessung in Glasrohren mittels Fotozelle

Info

Publication number: DE1119532B
Application number: DESCH24154A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-05-30
Filing date: 1958-05-30
Publication date: 1961-12-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Standmessung in Glasrohren mittels Fotozelle Der Durchgang einer Wassersäule durch ein Glasrohr kann bekanntlich durch eine Fotozelleneinrichtung optisch abgetastet und als Steuerimpuls ausgewertet werden. Die bisher hierfür bekannten Einrichtungen sind so angeordnet, daß sich Fotozelle und Lampe für die Beleuchtung gegenüberstehen, während sich zwischen beiden das Glasrohr befindet.
Durch das im Glasrohr befindliche Wasser wird die Helligkeit der Lampe infolge der Linsenwirkung von Glasrohr und Wasser verstärkt, wobei die Fotozelle auf die Differenz des Helligkeitsgrades anspricht. Die Differenz des Helligkeitsgrades ist jedoch zumeist so gering, daß nur besonders ausgesuchte Fotozellen Verwendung finden können, wobei der relative Helligkeitsgrad noch zusätzlich durch ein Potentiometer entsprechend der Fotozelle ausgesteuert werden muß.
Hinzukommt, daß eine gegenüberliegende Anordnung von Fotozelle und Lampe am Glasrohr nicht immer möglich ist, besonders dann, wenn sich das Glasrohr sehr dicht an einem Kessel befindet oder durch eine Halbummantelung gegen Bruch gesichert ist.
Diese geschilderten Nachteile sollen durch die nachstehend beschriebene Erfindung verbessert werden, indem Fotozelle und Lampe in einem bestimmten Winkel gemeinsam nur an einer Seite des Glasrohres angeordnet werden. Ein gleichzeitig hinter dem Glasrohr angebrachter Spiegel bewirkt die Reflexion des von der Lampe ausgehenden Lichtstrahlbündels, welches dann auf die Fotozelle trifft. Durch diese Anordnung wird zunächst erreicht, daß lediglich der Spiegel, der in seinen Abmessungen sehr klein gehalten werden kann, hinter dem Glasrohr auf kleinstem Raum untergebracht werden muß und der Abstand zwischen Glasrohr und Kessel sehr gering sein kann bzw. die Halbummantelung des Glasrohres nicht stört.
Weiterhin erfährt die Differenz des Helligkeitsgrades im Sammelpunkt des Strahlenbündels eine erhebliche Verstärkung dadurch, daß zunächst das von der Lampe ausgehende Lichtstrahlbündel infolge der Linsenwirkung des im Glasrohr befindlichen Wassers gesammelt und im Spiegel reflektiert wird. Das bereits gesammelte und nunmehr durch den Spiegel reflektierte Lichtstrahlbündel erfährt beim zweiten Durchgang durch die Wassersäule eine nochmalige Sammlung, bevor dieses auf die Fotozelle trifft. Dadurch wird die Differenz des Helligkeitsgrades im Sammelpunkt an der Fotozelle beim Durchgang des Wassers durch das Glasrohr nahezu verdoppelt.
Die Erfindung ist in den Abb. A bis F dargestellt und nachstehend beschrieben.
Abb. A zeigt eine Anordnung an einem Glasrohr 1, wobei der Körper 2 an einer Halteschiene 3 in Längsrichtung zum Glas rohr 1 verschoben werden kann, je nachdem, in welcher Höhe der fotoelektrische Effekt beim Durchgang der Wassersäule erzielt werden soll.
Eine Befestigungsschraube 4 dient zur Sicherung der Einstellung.
Abb. B zeigt eine Seitenansicht der Anordnung.
In Abb. C ist ein Schnitt durch die Anordnung dargestellt. Der Körper 2 trägt unter einem bestimmten Winkel angeordnet die Lampe 5 für die Beleuchtung und eine Fotozelle 6, deren Anschlußdrähte entsprechend herausgeführt sind. Gleichzeitig ist am Körper 2 ein Reflexionsspiegel 7 angelenkt, der das Glas rohr teilweise umschließt und die Reflexion des von der Lampe 5 ausgehenden Lichtstrahlbündels bewirkt, wie in der Schnittzeichnung der Einfachheit halber geradlinig dargestellt. In Wirklichkeit sind die optischen Verhältnisse der Lichtbrechung beim Durchgang des Lichtstrahlbündels durch das Glasrohr bzw. von Glasrohr und Wassersäule gemeinsam zu berücksichtigen, so daß der Winkel zwischen Lampe 5 und Fotozelle 6 noch entsprechend korrigiert werden muß.
Beim Durchgang des Lichtstrahlbündels durch Glasrohr 1 und Wassersäule in Richtung von Lampe 5 zum Reflexionsspiegel 7 erfährt nun das Lichtstrahlbündel infolge der Linsenwirkung des Wassers eine Sammlung. Eine weitere Sammlung des Lichtstrahlbündels tritt ein, wenn dieses in Richtung Reflexionsspiegel 7 nach Fotozelle 6 fällt. Der zweifache Durchgang des Lichtstrahlbündels durch Glasrohr 1 und Wassersäule bewirkt also auch eine nahezu zweifache Helligkeit im Sammelpunkt des Lichtstrahlbündels, welches auf die Fotozelle trifft. Sinkt die Wassersäule im Glasrohr 1 unterhalb der Fotozelle 6, so wird die Linsenwirkung der Wassersäule unterbrochen, und damit unterbleibt auch die Sammlung des Lichtstrahlbündels, so daß die Fotozelle 6 nicht ansprechen kann. Erst beim Durchgang der Wassersäule wird der geschilderte Effekt wieder erreicht.
Statt des angelenkten Spiegels 7 kann auch das Glasrohr 1 in Längsrichtung auf einer bestimmten Breite direkt mit einer Spiegelauflage 8 versehen werden, wie in Abb. D dargestellt, so daß der Spiegel 7 entfällt und lediglich der Körper 2 vor dem Glasrohr anzuordnen ist.
Eine weitere Möglichkeit, den angelenkten Spiegel 7 entfallen zu lassen, ist in Abb. E und F dargestellt.
Hierbei wird hinter dem Glasrohr 1 ein Spiegel 9 angebracht, der als Rohrausschnitt über die gesamte Länge des Glasrohres 1 reicht und zweckmäßigerweise aus Metall besteht.
Statt des vorzugsweise erwähnten Wassers kann natürlich auch jede andere durchsichtige Flüssigkeit benutzt werden.

Claims

PATENTANS PRUCHE: 1. Verfahren zum Messen des Standes einer Wassersäule in einem Glasrohr mittels Fotozelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lampe (5) und eine Fotozelle (6) so in einem bestimmten Winkel zueinander in einem Körper (2) vor einem Glasrohr (1) angeordnet werden, daß ein von der Lampe (5) ausgehendes Lichtstrahlbündel beim Durchgang durch Glasrohr (1) und die Wassersäule im Reflexionsspiegel (8, 9) gesammelt wird und ein nochmaliger Durchgang des Lichtstrahlbündels durch Glasrohr (1) und die Wassersäule eine nochmalige Sammlung des Lichtstrahlbündels bis zum Auftreffen auf die Fotozelle (6) bewirkt.
2. Einrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr (1) in Längsrichtung teilweise mit einer Spiegelauflage versehen ist.
3. Einrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel (9) in Form eines Rohrausschnittes, vorzugsweise aus Metall, hinter dem Glasrohr (1) auf der gesamten Länge oder zum Teil angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 747062; Siemens Zeitschrift, Bd. 19, Heft 5, S. 234 bis 236.