DE1147874B

DE1147874B - Device for the electrical display and remote display of fluid levels

Info

Publication number: DE1147874B
Application number: DEB63698A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Schlereth
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1961-08-18
Filing date: 1961-08-18
Publication date: 1963-04-25

Description

Vorrichtung zur elektrischen Anzeige und Fernanzeige von Flüssigkeitsständen Zusatz zum Patent 951 481 Das deutsche Patent 951 481 betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Anzeige und Fern anzeige von Flüssigkeitsständen, bei der ein sich in einem Flüssigkeitsstandrohr bewegender ferromagnetischer Schwimmer den Stromfluß in Spulen verändert, die auf das Flüssigkeitsstandrohr aufgeschoben sind. Dabei wird der jeweilige Stand des Schwimmers gegenüber einer bestimmten Spule durch einen Drehwähler zur Grobanzeige und die induzierte Spannung anderer diesem Schwimmerstand benachbarter Spulen durch den gleichen Drehwähler zur Feinanzeige abgetastet. Die zur Feinanzeige verwendete und einer Gleichrichterbrücke zugeleitete Meßspannung erhält man hierbei aus der Vergleichsspannung zweier Induktivitäten, die beide vom ferromagnetischen Schwimmer beeinflußt sind. Device for the electrical display and remote display of liquid levels Addendum to Patent 951 481 German Patent 951 481 relates to a device for the electrical display and remote display of liquid levels when a A ferromagnetic float moving the current flow in a liquid standpipe changed in coils that are pushed onto the liquid standpipe. Included the current position of the swimmer in relation to a specific coil is determined by a Rotary selector for rough display and the induced voltage of other this float level neighboring bobbins are scanned by the same rotary selector for fine display. the Measurement voltage used for fine display and fed to a rectifier bridge is obtained here from the comparison voltage of two inductances, both of which are from ferromagnetic swimmers are affected.

In der bekannten induktiven tÇbertragungsvorrich-- tung für Flüssigkeitsstände wird jeweils eine der stromgespeisten Spulen vom größten ferromagnetischen Kernquerschnitt des Schwimmers beeinflußt und steuert über ein Impulsglied den Drehwähler, der dadurch bei Änderungen des Flüssigkeitsstandes immer die richtige, der Höhe des Schwimmerstandes entsprechende Spule im Flüssigkeitsstandrohr abtastet. Gleichzeitig werden die benachbarten, vom Kern zwar ebenfalls, aber weniger beeinflußten Spulen in eine Meßbrücke geschaltet, die die zur Feinanzeige einem Meßinstrument zugeführte Spannung als Vergleichsspannung liefert. In the well-known inductive transfer device for liquid levels becomes one of the current-fed coils with the largest ferromagnetic core cross-section of the float influences and controls the rotary selector via a pulse element, which thereby if the fluid level changes, always the correct float level scans the corresponding coil in the liquid standpipe. At the same time, the neighboring, from the core also, but less influenced coils are connected in a measuring bridge, the voltage fed to a measuring instrument for fine display as a reference voltage supplies.

Diese Vorrichtung und entsprechende Variationen in der Anordnung bzw. Schaltung zugehöriger elektrischer Glieder haben sich grundsätzlich bewährt. This device and corresponding variations in the arrangement or the circuit of associated electrical members have basically proven themselves.

Es muß jedoch beim Zusammenbau des im Innern den ferromagnetischen Schwimmer aufnehmenden Spulenrohres große Sorgfalt aufgebracht werden. Insbesondere dürfen Wicklunganfänge und -enden der Spulen keineswegs vertauscht werden, weil immer mehrere Spulen vom Eisenkern gleichzeitig beeinflußt werden. Es werden ferner mehrere Kontaktbahnen des Drehwählers zum Abtasten der Spulen benötigt, woraus sich eine verhältnismäßig komplizierte Verdrahtung der Drehwähler-Kontaktbahnen ergibt. Die Eichung des beidseitig symmetrisch abgestuften ferromagnetischen Kerns ist aus den gleichen Gründen mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Schließlich muß die bekannte Vorrichtung, sofern sie als Istwertgeber für Regelzwecke verwendet werden soll, noch durch zusätzliche elektrische Glieder und einen größeren Aufwand an Schaltmitteln weiter ausgebaut werden, um diesbezüglichen Anforderungen gerecht zu werden. However, it has to be ferromagnetic when assembling the inside Float-receiving coil tube must be applied great care. In particular The winding starts and ends of the coils must not be interchanged because several coils are always influenced by the iron core at the same time. There will also be several contact tracks of the rotary selector needed to scan the coils, which means results in a relatively complicated wiring of the rotary selector contact tracks. The calibration of the ferromagnetic core, which is symmetrically graded on both sides, is off associated with some difficulties for the same reasons. After all, she has to known device, provided they are used as an actual value transmitter for control purposes should, even through additional electrical links and a greater amount of switching means further expanded in order to meet the requirements in this regard.

Es wurde nun gefunden, daß sich die bekannte Vorrichtung weiter verbessern und insbesondere im Hinblick auf die Verwendung für Regelaufgaben vereinfachen läßt, wenn erfindungsgemäß an einer Kontaktbahn des Drehwählers zur stetigen Feinanzeige die Vergleichsspannung einer vom ferromagnetischen Schwimmer beeinflußten Spule und einer davon nicht beeinflußten Vergleichsinduktivität abtastbar ist. It has now been found that the known Further improve the device and, in particular, can be simplified with regard to the use for control tasks, if according to the invention on a contact track of the rotary selector for continuous fine display the equivalent voltage of a coil influenced by the ferromagnetic float and a comparison inductance which is not influenced by this can be scanned.

Für eine derartige Anordnung ist ein nur in einer Richtung abgestufter, als Schwimmer ausgebildeter ferromagnetischer Kern von etwa der Länge eines Spulenabstandes erforderlich, und es ist zulässig, bei der Montage des die Spulen tragenden Flüssigkeitsstandrohrs Wicklungsanfang und Wicklungsende der übereinander angeordneten Spulen zu vertauschen. For such an arrangement a stepped only in one direction, A ferromagnetic core designed as a float, about the length of the distance between the coils required, and it is permissible when assembling the liquid standpipe supporting the coils To swap the winding start and winding end of the coils arranged one above the other.

Da der Drehwähler immer nur eine Spule abtastet, wird die Verdrahtung des Drehwählers ganz erheblich vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der soweit verbesserten Vorrichtung ist auch darin zu sehen, daß durch Verwendung eines vor- und rückwärts laufenden Drehwählers beim durch Standänderung bedingten Umschalten auf eine andere Spule in jeder Richtung nur ein Schritt auszuführen ist. Dadurch sind für Regelzwecke die früher erforderlichen zusätzlichen Schaltungen, die eine Störung des Reglers während der Suchzeit des Drehwählers verhindern, nicht mehr nötig. Since the rotary selector only scans one coil at a time, the wiring the rotary selector is considerably simplified. Another advantage of the so far improved Device can also be seen in that by using a forwards and backwards rotating rotary selector when switching to another due to a change in position Coil only needs to be taken one step in each direction. This is for control purposes the additional circuits previously required that caused a fault in the controller Prevent during the search time of the rotary selector, no longer necessary.

Die Erfindung ist an Hand eines schematischen Schaltbildes näher beschrieben. The invention is illustrated in more detail by means of a schematic circuit diagram described.

Auf das in seinem Innern den ferromagnetischen Schwimmer S aufnehmende Flüssigkeitsstandrohr R sind Spulen U, bis U5 aufgeschoben, deren Anzahl den Grobstufen der Standanzeige entspricht. An jede dieser Spulen U ist die gleiche Wechselspannung angelegt. Die Höhe des ferromagnetischen Schwimmers S im Flüssigkeitsstandrohr R wird in bekannter Weise als Grob anzeige durch die Winkelstellung eines Drehwählers nachgebildet, der auf seiner Achse den Kontaktarm für die Kontaktbahn D1 und den Zeiger Z trägt. Bei jedem Schaltschritt des impulsrelais I wird über die Kontaktbahn Dt eine andere Spule U3 ... U, mit einer Vergleichsinduktivität Vs in Reihe geschaltet, die nicht auf dem Flüssigkeitsstandrohr, sondern an anderer Stelle, z. B. im sogenannten Meßwertumformer, angeordnet ist. Die an der jeweils eingeschalteten Spule U auftretende Spannung wird durch den Kopplungs-Transformator T über die GleichrichterbrückeB, auf den Abschlußwiderstand r. geschaltet. Der Spannungsabfall der Vergleichsinduktivität Vs, die den gleichen Blind-und Wirkwiderstand wie jede Meßspule U hat, ist über die Gleichrichterbrücke B2 so auf den Abschlußwiderstand r2 geschaltet, daß der vom Anzeigeinstrument F gemessene Strom durch den Vorwiderstand r3 jeweils genau der Differenz der augenblicklich an beiden Spulen liegenden Spannungen entspricht. Die an einer Meßspule U und an der Vergleichsspule Vs liegende Spannung ist gleich groß, solange sich der mit dem Schwimmer S verbundene ferromagnetische Kern nicht ganz oder teilweise in der Meßspule befindet. Sobald vom Impuisrelais 1 schrittweise die Meßspule angewählt ist, die entsprechend dem Flüssigkeitsstand den Eisenkern enthält, ist diese Spannungsdifferenz nicht mehr gleich Null. Der Impulsschaltkreis stoppt in diesem Fall die Bewegung des Drehwählers, dessen Winkellage den jeweiligen Flüssigkeitsstand als Grobstufe wiedergibt. On the inside of the ferromagnetic float S. Liquid standpipe R are coils U, pushed up to U5, their number the Corresponds to coarse levels of the display. Each of these coils U is the same AC voltage applied. The height of the ferromagnetic float S in the liquid standpipe R is in a known manner as a rough display through the angular position of a rotary selector simulated, the contact arm for the contact path D1 and the on its axis Pointer Z carries. With each switching step of the pulse relay I is over the contact track Dt another coil U3 ... U, connected in series with a comparison inductance Vs, not on the liquid standpipe, but elsewhere, e.g. B. in the so-called Transducer, is arranged. The one occurring at the coil U that is switched on Voltage is generated by the coupling transformer T via the rectifier bridge B, on the terminating resistor r. switched. The voltage drop of the reference inductance Vs, which has the same reactive and effective resistance as each measuring coil U, is about the rectifier bridge B2 connected to the terminating resistor r2 that the The current measured by the display instrument F through the series resistor r3 in each case exactly corresponds to the difference between the voltages currently applied to the two coils. The voltage across a measuring coil U and across the comparison coil Vs is the same large as long as the ferromagnetic core connected to the float S is not wholly or partially located in the measuring coil. As soon as the impulse relay 1 gradually the measuring coil is selected, which has the iron core according to the liquid level contains, this voltage difference is no longer zero. The pulse circuit in this case, the movement of the rotary selector stops the angular position of which corresponds to the respective Represents the liquid level as a rough level.

Der Ausschlag der in Bruchteilen eines Spulenabstandes bzw. in Weglänge geeichten Skala des Anzeigeinstumentes F bildet dann in der üblichen Weise die Feinanzeige des Flüssigkeitsstandes. In dieser Anordnung erfolgt die Abtastung der Grobanzeige und die Abtastung der zur Feinanzeige verwendeten Vergleichsspannung zweier Spulen über die gleiche Kontaktbahn D1 des Drehwählers.The deflection in fractions of a coil distance or in path length The calibrated scale of the display instrument F then forms the fine display in the usual way the liquid level. The rough display is scanned in this arrangement and the sampling of the comparison voltage of two coils used for the fine display via the same contact track D1 of the rotary selector.

Der mit dem Schwimmer S verbundene Eisenkern besteht aus dünnen Drähten verschiedener Länge, die so abgestuft und um die Kernachse verteilt sind, daß die Feinanzeige des Instrumentes F dem Flüssigkeitsstand innerhalb einer durch die axiale Länge der Spulen U bestimmten Stufe linear proportional ist. The iron core connected to the float S consists of thin wires different lengths, which are so graded and distributed around the core axis that the Fine display of the instrument F the liquid level within a through the axial Length of the coils U certain stage is linearly proportional.

Bei einer solchen Verteilung der den Kern bildenden Drähte entsteht etwa die Raumform eines einfachen Kegels.With such a distribution of the wires forming the core arises roughly the shape of a simple cone.

Im allgemeinen kommt eine direkte Anzeige der Grobstufe durch einen unmittelbar auf die Drehwählerachse aufgesteckten Zeiger für betriebliche Geräte nicht in Betracht, sondern es muß auch die Grobstufenanzeige fernübertragen werden. Hierfür wird in an sich bekannter Weise ein Stufentransformator verwendet, dessen abgreifbare Spannungsstufen der Zahl der auf dem Spulenrohr angeordneten Spulen Ut bis Un entsprechen. Über eine zweite im Schaltschema nicht näher dargestellte Kontaktbahn des vom Impulsrelais I gesteuerten Drehwählers wird die jeweils am Stufentransformator abgegriffene Spannung über einen Einweg-Gleichrichter um einen Abgleichwiderstand auf ein anderes elektrisches Anzeigeinstrument geschaltet. Der Ausschlag dieses Instrumentes ändert sich demzufolge sprunghaft entsprechend den Grobstufe und gibt die jeweilige Stufenlage des ferromagnetischen Schwimmers S im Spulenrohr R fernübertragen wieder. In general, a direct indication of the coarseness comes through one Pointer for operational devices attached directly to the rotary selector shaft not taken into account, but the coarse level display must also be transmitted remotely. Therefor a step transformer is used in a manner known per se, its Tappable voltage levels of the number of coils arranged on the coil tube Ut to Un correspond. About a second not shown in the circuit diagram The contact path of the rotary selector controlled by the pulse relay I is the one on the step transformer tapped voltage via a half-wave rectifier around a balancing resistor switched to another electrical display instrument. The rash of this The instrument changes accordingly by leaps and bounds according to the coarse level and gives transmit the respective step position of the ferromagnetic float S in the coil tube R remotely again.

Als Impulsgeber für die schrittweise Abtast- bzw. As a pulse generator for the step-by-step scanning or

Abfragebewegungen der Lage des ferromagnetischen Schwimmers S hat sich in Verbindung mit der oben beschriebenen verbesserten Vorrichtung insbesondere eine Transistorschaltung bewährt.Query movements of the position of the ferromagnetic float S has particularly in connection with the improved device described above a transistor circuit has proven its worth.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for electrical display and remote display of liquid levels, at which a moving in a liquid standpipe ferromagnetic float changes the flow of current in coils on the liquid standpipe and the respective level of the float in the liquid standpipe opposite a certain coil by a rotary selector for coarse display and at the same time the changing voltage of other neighboring coils by the same rotary selector can be scanned for continuous fine display, according to patent 951481, thereby marked, that on the rotary selector (D) for continuous fine display the comparison voltage of one of the ferromagnetic float affected coil (U1 to Un) and one of them not influenced reference inductance (Vd can be sampled.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by the use one stepped or conically tapered in only one direction in the axial direction Iron core (s), the length of which was approximately one coil from the stand.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the scanning of the coarse display and the scanning of the fine display used Comparison voltage takes place over the same contact track (D) of the rotary selector.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the voltage of the respective measuring coil (U3 to Un) via a coupling transformer (7 »is connected to the rectifier bridge (B1).

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized by the use a rotary selector with forward and backward movement device.