DE1179728B - Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container - Google Patents
Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a containerInfo
- Publication number
- DE1179728B DE1179728B DEE22781A DEE0022781A DE1179728B DE 1179728 B DE1179728 B DE 1179728B DE E22781 A DEE22781 A DE E22781A DE E0022781 A DEE0022781 A DE E0022781A DE 1179728 B DE1179728 B DE 1179728B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- bridge
- measuring
- arrangement
- frequency
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating 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
- G01F23/26—Indicating 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
- G01F23/263—Indicating 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
- G01F23/265—Indicating 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 for discrete levels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating 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
- G01F23/26—Indicating 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
- G01F23/263—Indicating 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
- G01F23/266—Indicating 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 measuring circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
Anordnung zur kapazitiven Messung des Füllstandes eines Behälters Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur kapazitiven Messung des Füllstandes eines Behälters, mit einer in den Behälter eingebauten Meßsonde, deren vom Füllstand abhängige Kapazität in einem Zweig einer am Ort der Sonde befindlichen Wechselstrombrücke liegt, deren Nulldiagonale mit einer entfernt aufgestellten Meß- oder Steuerschaltung verbunden ist.Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container The invention relates to an arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container, with a measuring probe built into the container, whose fill level dependent capacitance in a branch of an AC bridge located at the location of the probe whose zero diagonal is connected to a remote measuring or control circuit connected is.
Bei Anordnungen dieser Art ist es erwünscht, den die Brückenspeisespannung liefernden Wechselspannungserzeuger am Ort der Meß- oder Steuerschaltung, beispielsweise in Steuerschränken, entfernt von der Sonde aufzustellen. Dann besteht das Problem, die Bräckenspeisespannung so zu übertragen, daß sie die von der Nulldiagonale zur Meß-oder Steuerschaltung übertragene, sehr viel kleinere Meßwertspannung nicht beeinflußt. Es müssen daher für diese beiden Spannungen getrennte Verbindungskabel verwendet werden, die sehr sorgfältig gegeneinander abgeschirmt sind. Solche Kabel sind teuer und für die oft rauhen Betriebsbedingungen unvorteilhaft. In arrangements of this type, it is desirable that the bridge feed voltage supplying AC voltage generator at the location of the measuring or control circuit, for example to be placed in control cabinets away from the probe. Then there is the problem to transmit the bread supply voltage in such a way that it extends from the zero diagonal to the Much smaller measured value voltage transmitted to the measuring or control circuit is not influenced. Separate connection cables must therefore be used for these two voltages that are very carefully shielded from each other. Such cables are expensive and disadvantageous for the often harsh operating conditions.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bereits eine Anordnung bekanntgeworden, bei der an die Nulldiagonale der Brücke ein Gleichrichter angeschlossen ist und die Gleichspannung als Meßwertspannung zu der Meß- oder Steuerschaltung übertragen wird. To avoid this disadvantage, an arrangement has already become known, where a rectifier is connected to the zero diagonal of the bridge and transmit the direct voltage as measured value voltage to the measuring or control circuit will.
Dadurch wird eine Beeinflussung der Meßwertspannung durch die Brückenspeisespannung verhindert, so daß zur Übertragung dieser beiden Spannungen einfache, unabgeschirmte Kabel oder, bei Verwendung geeigneter Siebglieder, sogar eine einzige Zweidrahtleitung verwendet werden können.As a result, the measured value voltage is influenced by the bridge feed voltage prevented, so that for the transmission of these two voltages simple, unshielded Cable or, if suitable filter elements are used, even a single two-wire line can be used.
Die Verwendung der gleichgerichteten Nulldiagonalspannung als Meßwertspannung bringt aber andere Probleme mit sich. Diese Spannung ist naturgemäß klein, so daß sie vor ihrer Verwertung gewöhnlich verstärkt werden muß. Die Verstärkung kleiner Gleichspannungen ist aber bekanntlich mit Schwierigkeiten verknüpft; insbesondere sind Transistor-Gleichstromverstärker sehr temperaturabhängig. Auch besteht die Gefahr, daß in der Gleichspannungsleitung niederfrequente Spannungen durch in der Nähe verlaufende Starkstromleitungen eingekoppelt werden. Diese niederfrequenten Spannungen können zum Teil gleichgerichtet werden und dadurch die Meßwertspannung verfälschen, zum anderen Teil ein der Meßwertspannung überlagertes Störsignal darstellen. The use of the rectified zero diagonal voltage as the measured value voltage but brings other problems with it. This tension is naturally small, so that it usually has to be strengthened before it can be used. The gain smaller However, direct voltages are known to be associated with difficulties; in particular transistor DC amplifiers are very temperature-dependent. There is also the Danger that low-frequency voltages in the DC voltage line through in the Power lines running in the vicinity are coupled in. This low frequency Voltages can be partially rectified and thereby the measured value voltage falsify, on the other hand represent an interference signal superimposed on the measured value voltage.
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, bei der die geschilderten Nachteile beseitigt sind. The aim of the invention is to create an arrangement of the type mentioned at the beginning specified type, in which the disadvantages are eliminated.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Brückeneingangsdiagonale mit einem eine modulierte Hochfrequenzspannung liefernden Generator verbunden ist und daß an die Nulldiagonale der Brücke ein Demodulator angschlossen ist, dessen Ausgang mit der Meß- oder Steuerschaltung verbunden ist. According to the invention, this is achieved in that the bridge entrance diagonal is connected to a generator delivering a modulated high frequency voltage and that a demodulator is connected to the zero diagonal of the bridge, its Output is connected to the measuring or control circuit.
Bei der nach der Erfindung ausgeführten Anordnung sind sowohl die Brückenspeisespannung als auch die Meßwertspannung Wechselspannungen, die aber einen so hohen Frequenzabstand haben, daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Andererseits kann die Frequenz der Meßwertspannung (d. h. der Modulationsspannung) so hoch gewählt werden, daß störende Beeinflussungen durch niederfrequente Starkstromfelder leicht beseitigt werden können. Es sind daher keine Abschirmungen erforderlich. In the arrangement carried out according to the invention, both the Bridge excitation voltage as well as the measured value voltage AC voltages, but one have such a high frequency spacing that they do not influence each other. on the other hand the frequency of the measured value voltage (i.e. the modulation voltage) can be chosen to be so high that disturbing influences from low-frequency high-voltage fields are easy can be eliminated. No shields are therefore required.
Schließlich läßt sich die Meßwertspannung in einem einfachen Wechselspannungsverstärker ohne Schwierigkeit nach Belieben verstärken.Finally, the measured value voltage can be used in a simple AC voltage amplifier amplify at will without difficulty.
Infolge dieser vorteilhaften Eigenschaften ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes insbesondere möglich, daß zur Übertragung der modulierten Hochfrequenzspannung und der demodulierten Meßwertspannung eine Zweidrahtleitung vorgesehen ist, deren eines Ende über eine Frequenzweiche mit dem Ausgang des die modulierte Hochfrequenzspannung liefernden Oszillators bzw. dem Eingang der Meß- oder Steuerschaltung verbunden ist, während ihr anderes Ende über eine Frequenzweiche mit der Brückeneingangsdiagonale bzw. dem Ausgang des Demodulators verbunden ist. As a result of these advantageous properties, it is preferred according to one Design of the subject matter of the invention in particular possible that for transfer the modulated high-frequency voltage and the demodulated measured value voltage Two-wire line is provided, one end of which is connected to the crossover network Output of the modulated high-frequency voltage supplying oscillator or the The input of the measuring or control circuit is connected, while its other end is connected via a crossover with the bridge input diagonal or the output of the demodulator connected is.
Schließlich ermöglicht die nach der Erfindung ausgeführte Anordnung eine besonders einfache Maßnahme zur Nullpunktunterdrückung. Diese erfolgt gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes durch eine Schaltungsanordnung, die der Meßwertspannung am Eingang der Meß- oder Steuerschaltung zur Nullpunktunterdrückung eine einstellbare gegenphasige Wechselspannung gleicher Frequenz überlagert. Finally, the arrangement embodied according to the invention makes it possible a particularly simple measure for zero point suppression. This is done according to a further development of the subject matter of the invention by a circuit arrangement, that of the measured value voltage at the input of the measuring or control circuit for zero point suppression an adjustable antiphase alternating voltage of the same frequency is superimposed.
Dabei ist vorzugsweise die die gegenphasige Wechselspannung liefernde Schaltungsanordnung ein an den Ausgang des die modulierte Hochfrequenzspannung liefernden Generators angeschlossener Demodulator. In this case, the alternating voltage supplying the antiphase alternating voltage is preferred Circuit arrangement a to the output of the supplying the modulated high-frequency voltage Generator connected demodulator.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 ein Prinzipschema der Anordnung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Schaltbild der Anordnung und F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise. An embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows a basic diagram of the arrangement according to the invention, FIG. 2 shows a Circuit diagram of the arrangement and FIG. 3 shows a diagram to explain the mode of operation.
Fig. 1 zeigt schematisch die Meßsonde 1, die in den Behälter 2 eingebaut ist, dessen Füllstand gemessen werden soll. Die zwischen der Meßsonde 1 und dem Behälter 2 bestehende, vom Füllstand abhängige Kapazität liegt in einem Zweig einer Wechselbrücke 3, die vorzugsweise direkt im Kopf der Sonde eingebaut ist. Die Verstimmung der Brücke hängt daher von dem Füllstand des Behälters ab. 1 schematically shows the measuring probe 1 installed in the container 2 whose level is to be measured. The between the measuring probe 1 and the Container 2 existing, level-dependent capacity is in a branch of a Swap bridge 3, which is preferably installed directly in the head of the probe. The upset the bridge therefore depends on the level of the tank.
Ein Oszillator 4 erzeugt eine Wechselspannung, mit der eine von einem Oszillator 5 erzeugte Hochfrequenzwechselspannung moduliert wird. Die modulierte Hochfrequenzspannung wird über eine Frequenzweiche 6 auf eine Zweidrahtleitung 7 gegeben. An oscillator 4 generates an alternating voltage with which one of a Oscillator 5 generated high-frequency AC voltage is modulated. The modulated High-frequency voltage is applied to a two-wire line 7 via a crossover network 6 given.
Am anderen Ende der Zweidrahtleitung ist eine Frequenzweiche 8 angeschlossen, welche die modulierte Hochfrequenzspannung der einen Diagonale der Wechselstrombrücke 3 als Brückenspeisespannung zuführt. Die an der anderen Diagonale (Nulldiagonale) der Wechselstrombrücke bei deren Verstimmung auftretende modulierte Hochfrequenzspannung wird einem Demodulator 9 zugeführt, an dessen Ausgang nur noch die Modulationsspannung mit der vom Oszillator 4 erzeugten Frequenz erscheint. Die Größe dieser Modulationsspannung ist offensichtlich von der Verstimmung der Brücke3 abhängig und kann daher als Meßwertspannung verwendet werden.A crossover network 8 is connected to the other end of the two-wire line. which is the modulated high-frequency voltage of one diagonal of the AC bridge 3 supplies as bridge supply voltage. The one on the other diagonal (zero diagonal) modulated high-frequency voltage of the AC bridge when it is detuned is fed to a demodulator 9, at whose output only the modulation voltage appears with the frequency generated by the oscillator 4. The size of this modulation voltage is obviously dependent on the detuning of the bridge3 and can therefore be used as a measured value voltage be used.
Diese Meßwertspannung wird über die Frequenzweiche 8 auf die Zweidrahtleitung 7 gegeben. Die Frequenzweiche 6 leitet die Meßwertspannung zu einem Verstärker 10. Nach Verstärkung und gegebenenfalls Gleichrichtung kann die Meßwertspannung einem Meßgerät 11 zugeführt werden, das eine Anzeige für die Füllstandshöhe in dem Behälter liefert, oder sie kann in einer Steueranordnung zur Auslösung eines Relais od. dgl. verwendet werden.This measured value voltage is transmitted to the two-wire line via the crossover network 8 7 given. The crossover network 6 conducts the measured value voltage to an amplifier 10. After amplification and, if necessary, rectification, the measured value voltage can be a Measuring device 11 are supplied, which displays the level in the container supplies, or it can od in a control arrangement for triggering a relay. be used.
Es ist zu erkennen, daß auf der Zweidrahtleitung 7 in der einen Richtung die modulierte Hochfrequenzspannung und in der Gegenrichtung die Meßwertspannung übertragen werden. Da diese beiden Spannungen sehr unterschiedliche Frequenzen haben, beeinflussen sie sich gegenseitig praktisch nicht. Andererseits kann die Frequenz der Modulationsspannung und damit die Frequenz der Meßwertspannung so hoch gelegt werden, daß die Meßwertspannung von niederfrequenten Starkstromfeldern gleichfalls praktisch nicht beeinflußt wird. It can be seen that on the two-wire line 7 in one direction the modulated high-frequency voltage and, in the opposite direction, the measured value voltage be transmitted. Since these two voltages have very different frequencies, practically do not influence each other. On the other hand, the frequency can the modulation voltage and thus the frequency of the measured value voltage is so high that the measured value voltage of low-frequency power fields also is practically not influenced.
In F i g. 2 ist ein genaueres Schaltbild dieser Anordnung dargestellt. Der Modulationsspannungserzeuger 4 enthält einen Transistor 12, der mit einem Schwingkreisl3 als Oszillator zusammengeschaltet ist. Die von diesem Oszillator erzeugte Wechselspannung wird über einen Kondensator 14 zu dem Hochfrequenzoszillator 5 übertragen, der einen Transistor 15 und einen Schwingkreis 16 enthält. Dieser Oszillator ist beispielsweise auf eine Frequenz von etwa 1 bis 2 MHz abgestimmt. Am Ausgang des Oszillators 5 erscheint somit eine mit der Frequenz des Oszillators 4 modulierte Hochfrequenzspannung. In Fig. 2 shows a more detailed circuit diagram of this arrangement. The modulation voltage generator 4 contains a transistor 12, which is connected to an oscillating circuit 13 interconnected as an oscillator is. The alternating voltage generated by this oscillator is transmitted through a capacitor 14 to the high frequency oscillator 5, the one Transistor 15 and an oscillating circuit 16 contains. This oscillator is for example tuned to a frequency of about 1 to 2 MHz. At the output of the oscillator 5 a high-frequency voltage modulated with the frequency of the oscillator 4 thus appears.
Diese Spannung wird an einem Abgriff der mit dem Schwingkreis 16 gekoppelten Spule 17 abgenommen.This voltage is at a tap that is coupled to the resonant circuit 16 Spool 17 removed.
Die Frequenzweiche 6 besteht aus einem Kondensator 18 und einer Drosselspule 19. Diese Schaltungselemente sind so bemessen, daß der Kondensator 18 die vom Oszillator 5 erzeugte modulierte Hochfrequenzspannung durchläßt und die vom Oszillator 4 erzeugte Modulationsfrequenz sperrt, während die Drosselspule 19 die Modulationsfrequenz durchläßt und die Hochfrequenz sperrt. Die modulierte Hochfrequenzspannung wird daher über den Kondensator 18 auf die Zweidrahtleitung 7 gegeben. The crossover network 6 consists of a capacitor 18 and a choke coil 19. These circuit elements are dimensioned so that the capacitor 18 from the oscillator 5 generated modulated high-frequency voltage passes and the generated by the oscillator 4 Modulation frequency blocks, while the choke coil 19, the modulation frequency passes and blocks the high frequency. The modulated high frequency voltage becomes therefore passed to the two-wire line 7 via the capacitor 18.
Die am anderen Ende der Zweidrahtleitung 7 angeschlossene Frequenzweiche 8 besteht aus einem Kondensator 20 und einer Drosselspule 21. Die modulierte Hochfrequenzspannung wird über den Kondensator 20 der Primärspule eines Ubertragem 22 zugeführt, dessen Sekundärwicklung mit einer Mittelanzapfung versehen ist. Die beiden Sekundärwicklungshälften stellen zwei Zweige einer Wechselstrombrücke dar, in deren beiden anderen Brückenzweigen die zu messende Kapazität Cx der Meßsonde und eine einstellbare Vergleichskapazität Cv liegen. The crossover connected to the other end of the two-wire line 7 8 consists of a capacitor 20 and a choke coil 21. The modulated high-frequency voltage is fed through the capacitor 20 of the primary coil of a transformer 22, whose Secondary winding is provided with a center tap. The two halves of the secondary winding represent two branches of an AC bridge, in the other two bridge branches the capacitance Cx of the measuring probe to be measured and an adjustable reference capacitance Cv lie.
Somit bildet die in der Sekundärwicklung des Übertragers induzierte modulierte Hochfrequenzspannung die Brückenspeisespannung.Thus forms the induced in the secondary winding of the transformer modulated high frequency voltage the bridge supply voltage.
Die Nulldiagonale der Brücke liegt zwischen der Mittelanzapfung 23 der Sekundärwicklung des Übertragers und dem an Masse liegenden Schaltungspunkt24. Solange die Brücke abgeglichen ist, d. h. der Kondensator Cx gleich dem Kondensator Cv ist, entsteht in der Nulldiagonale der Brücke praktisch keine Spannung. Wenn sich dagegen die Kapazität Cx infolge einer Änderung des Füllstandes des Behälters ändert, wird die Brücke verstimmt, und in der Nulldiagonale der Brücke erscheint eine modulierte Hochfrequenzspannung, deren Größe ein Maß für die Verstimmung der Brücke und damit für den Füllstand im Behälter ist. Diese Spannung tritt an dem in der Nulldiagonale liegenden Widerstand 25 auf und wird durch eine Demodulationsschaltung, die aus einer Diode 26, einem Kondensator 27 und einem Widerstand 28 besteht, demoduliert. An dem Widerstand 28 tritt somit eine demodulierte Spannung auf, deren Frequenz gleich der Frequenz der vom Oszillator 4 erzeugten Modulationsspannung ist und deren Größe von der Verstimmung der Brücke abhängt. Der von der Diode 26 durchgelassene Hochfrequenzanteil wird durch den Kondensator 27 kurzgeschlossen. The zero diagonal of the bridge lies between the center tap 23 the secondary winding of the transformer and the circuit point 24 connected to ground. As long as the bridge is balanced, i. H. the capacitor Cx is equal to the capacitor Cv, there is practically no tension in the zero diagonal of the bridge. if on the other hand, the capacity Cx as a result of a change in the filling level of the container changes, the bridge is detuned and appears in the zero diagonal of the bridge a modulated high-frequency voltage, the size of which is a measure of the detuning of the Bridge and thus for the level in the container. This tension occurs on the in the zero diagonal lying resistor 25 and is by a demodulation circuit, which consists of a diode 26, a capacitor 27 and a resistor 28, demodulates. A demodulated voltage, whose frequency is equal to the frequency of the modulation voltage generated by the oscillator 4 and its Size depends on the detuning of the bridge. The one passed by the diode 26 The high-frequency component is short-circuited by the capacitor 27.
Die am Widerstand 28 auftretende Ausgangsspannung des Demodulators wird über die Drosselspule 21 der Frequenzweiche 8 auf die Zweidrahtleitung 7 gegeben und über diese zu der Frequenzweiche 6 übertragen. Sie gelangt über die Drosselspule 19 zum Eingang des Wechselspannungsverstärkers 10, der aus zwei Transistorstufen 29 und 30 besteht. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers könnte, wie bei dem Beispiel von F i g. 1, direkt einem Meßgerät zugeführt werden. Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Spannung durch einen Gleichrichter 31 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 32 geglättet. Man erhält somit eine Gleichspannung, welche von der Verstimmung der Wechselstrombrücke 3 und damit von dem Füllstand im Behälter abhängt. Diese Gleichspannung wird einer Schmitt-Trigger-Schaltung 33 zugeführt, die in üblicher Weise aus zwei Transistorstufen 34 und 35 besteht. Bekanntlich handelt es sich bei der Schmitt-Trigger-Schaltung um eine bistabile Schwellwertschaltung, die von einem in den anderen Zustand springt, wenn die am Eingang zugeführte Spannung einen bestimmten Schwellwert überschreitet. The output voltage of the demodulator appearing at resistor 28 is applied to the two-wire line 7 via the choke coil 21 of the crossover network 8 and transmitted via this to the crossover network 6. It comes through the choke coil 19 to the input of the AC voltage amplifier 10, which consists of two transistor stages 29 and 30 consists. The output voltage of this amplifier could, as in the example from F i g. 1, can be fed directly to a measuring device. In the one shown in Fig.2 Embodiment this voltage is rectified by a rectifier 31 and by a Capacitor 32 smoothed. A direct voltage is thus obtained, which depends on the detuning the AC bridge 3 and thus depends on the level in the container. These DC voltage is supplied to a Schmitt trigger circuit 33, which is conventional Way consists of two transistor stages 34 and 35. It is well known that the Schmitt trigger circuit to a bistable threshold value circuit, which is controlled by a jumps to the other state when the voltage applied to the input reaches a certain level Exceeds threshold.
Im Kollektorkreis des Transistors 35 liegt ein Relais 36, das anspricht, wenn die Schmitt-Trigger-Schaltung in den Arbeitszustand geht. Dieses Relais kann dann einen Steuervorgang auslösen, der beispielsweise eine Füll- oder Entleerungsvorrichtung für den Behälter betrifft. In the collector circuit of the transistor 35 there is a relay 36 which responds, when the Schmitt trigger circuit goes into the working state. This relay can then trigger a control process, for example a filling or emptying device concerns for the container.
Die Stromversorgung der Schaltung von F i g. 2 erfolgt durch eine nicht dargestellte Gleichspannungsquelle, deren positiver Pol an Masse liegt und deren negativer Pol mit der Klemme UB verbunden ist. In F i g. 3 ist die Amplitude der Ausgangsspannung UD des Demodulators als Funktion der Meßsondenkapazität Cx dargestellt. Der Arbeitspunkt A 1 entspricht dem Brückenabgleich; bei diesem Arbeitspunkt ist die Meßwertspannung nahezu Null. Im allgemeinen wäre es erwünscht, die Brücke durch Einstellung des Kondensators Cv so abzugleichen, daß bei völlig unbedeckter Meßsonde der Arbeitspunkt A 1 erreicht ist. Bei steigendem Füllstand des Behälters verändert sich dann die Kapazität Cx stets in einer Richtung, beispielsweise im Sinne einer Vergrößerung, und die demodulierte Spannung UD wächst im gleichen Sinn. The power supply to the circuit of FIG. 2 is carried out by a DC voltage source, not shown, whose positive pole is connected to ground and whose negative pole is connected to terminal UB. In Fig. 3 is the amplitude the output voltage UD of the demodulator as a function of the measuring probe capacitance Cx shown. The operating point A 1 corresponds to the bridge adjustment; at this working point the measured value voltage is almost zero. In general it would be desirable to have the bridge adjust by adjusting the capacitor Cv so that with completely uncovered Measuring probe the working point A 1 has been reached. When the filling level of the container rises then changes the capacitance Cx always in one direction, for example im In the sense of an increase, and the demodulated voltage UD increases in the same sense.
Ein Abgleich der Brücke auf den Arbeitspunkt A 1 ist aber nur am Einbauort der Sonde möglich, weil die Einbaubedingungen schwanken. Man wählt deshalb einen Arbeitspunkt A 2, der bereits einer gewissen Verstimmung der Brücke entspricht, und trifft zusätzliche Maßnahmen, um die beim Arbeitspunkt A 2 vorhandene Nullpunktspannung zu kompensieren. An adjustment of the bridge to the working point A 1 is only possible on Installation location of the probe possible because the installation conditions vary. That's why you choose an operating point A 2, which already corresponds to a certain detuning of the bridge, and takes additional measures to reduce the zero point voltage present at operating point A 2 to compensate.
Diese Kompensation ist bei der beschriebenen Schaltung besonders leicht möglich. Sie erfolgt am einfachsten dadurch, daß am Eingang des Verstärkers 10 der über die Leitung 7 zugeführten demodulierten Meßwertspannung eine gegenphasige Spannung gleicher Frequenz überlagert wird, die so bemessen ist, daß die am Verstärkereingang liegende resultierende Spannung bei dem Arbeitspunkt A 2 gleich Null ist. This compensation is special in the circuit described easily possible. The easiest way to do this is to connect it to the input of the amplifier 10 of the demodulated measured value voltage supplied via line 7 is in phase opposition Voltage of the same frequency is superimposed, which is dimensioned so that that at the amplifier input resulting voltage lying at the operating point A 2 is zero.
Wie in F i g. 2 gezeigt ist, wird diese gegenphasige Spannung durch Demodulation eines Teils der vom Oszillator 5 gelieferten Hochfrequenzspannung gewonnen. Der hierfür vorgesehene Demodulator besteht aus einer Diode 37, einer Drosselspule 38 und einem Widerstand 39. Die demodulierte Spannung wird über ein Potentiometer 40 der Meßwertspannung überlagert. Der Abgleich erfolgt durch Einstellung des Potentiometers 40. Durch entsprechende Polung der Diode 37 wird erreicht, daß die überlagerte Spannung gegenphasig zu der Meßwertspannung ist. As in Fig. 2, this anti-phase voltage is caused by Demodulation of part of the high-frequency voltage supplied by the oscillator 5 is obtained. The demodulator provided for this purpose consists of a diode 37, a choke coil 38 and a resistor 39. The demodulated voltage is via a potentiometer 40 superimposed on the measured value voltage. The adjustment is made by setting the potentiometer 40. Corresponding polarity of the diode 37 ensures that the superimposed voltage is out of phase with the measured value voltage.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEE22781A DE1179728B (en) | 1962-04-25 | 1962-04-25 | Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEE22781A DE1179728B (en) | 1962-04-25 | 1962-04-25 | Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1179728B true DE1179728B (en) | 1964-10-15 |
Family
ID=7070889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEE22781A Pending DE1179728B (en) | 1962-04-25 | 1962-04-25 | Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1179728B (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1275781B (en) * | 1964-12-28 | 1968-08-22 | Crosweller & Co Ltd W | Device for the electrical display of the liquid level in a container |
| DE1295868B (en) * | 1965-02-04 | 1969-05-22 | Bregel Phoenix Armaturen | Device for capacitive measurement of the fill level of a container with contactors |
| DE2603185A1 (en) * | 1976-01-28 | 1977-08-04 | Otto Treier | ARRANGEMENT FOR CAPACITIVE MEASUREMENT OF THE LEVEL OF A CONTAINER |
| DE3824231A1 (en) * | 1988-07-16 | 1990-01-18 | Endress Hauser Gmbh Co | ARRANGEMENT FOR CAPACITIVE LEVEL MEASUREMENT |
-
1962
- 1962-04-25 DE DEE22781A patent/DE1179728B/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1275781B (en) * | 1964-12-28 | 1968-08-22 | Crosweller & Co Ltd W | Device for the electrical display of the liquid level in a container |
| DE1295868B (en) * | 1965-02-04 | 1969-05-22 | Bregel Phoenix Armaturen | Device for capacitive measurement of the fill level of a container with contactors |
| DE2603185A1 (en) * | 1976-01-28 | 1977-08-04 | Otto Treier | ARRANGEMENT FOR CAPACITIVE MEASUREMENT OF THE LEVEL OF A CONTAINER |
| DE3824231A1 (en) * | 1988-07-16 | 1990-01-18 | Endress Hauser Gmbh Co | ARRANGEMENT FOR CAPACITIVE LEVEL MEASUREMENT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2453898C3 (en) | Device for measuring the distance between a coil serving as a sensor and a metal body | |
| DE2448950B2 (en) | Device for measuring position finding | |
| DE3629356A1 (en) | VOTING CIRCUIT FOR A CORE MAGNETIC RESONANCE SENDING AND RECEIVING SYSTEM | |
| EP0049304A1 (en) | Method of compensating for temperature-induced errors in alternating current measurement circuits, particularly remote clearance measurement instruments, and apparatus for carrying out the method | |
| DE2901516C2 (en) | Arrangement for generating a signal proportional to a capacitance | |
| DE1297781B (en) | Electric sensor device | |
| DE602004005491T2 (en) | DETECTOR CIRCUIT FOR USE IN A CURRENT MEASUREMENT | |
| DE1179728B (en) | Arrangement for capacitive measurement of the fill level of a container | |
| DE3026389A1 (en) | DEVICE FOR DISTANCE MEASUREMENT THROUGH SWIRLING CURRENTS WITH A RE-COUPLED AMPLIFIER | |
| DE2603185A1 (en) | ARRANGEMENT FOR CAPACITIVE MEASUREMENT OF THE LEVEL OF A CONTAINER | |
| DE2325075A1 (en) | MAGNETIC FLOW MEASURING DEVICE | |
| DE2625354A1 (en) | TRANSMITTER FOR DC AND AC SIGNALS WITH A FERROMAGNETIC CORE | |
| DE3705450A1 (en) | Current transformer for measuring rectangular waveform currents using the compensation principle | |
| DE2133725A1 (en) | ELECTRONIC COIN VALIDATOR | |
| EP0476075B1 (en) | Processing circuit for a differential throttle travel control device, and use of this circuit | |
| DE2935517A1 (en) | DISPLAY INSTRUMENT FOR MEASURING ELECTRICAL PERFORMANCE, PROVIDED WITH A STATIC TRANSDUCER | |
| DE2826536B1 (en) | Circuit arrangement for the floating transmission of signals via separation points in telecommunications systems | |
| DE809668C (en) | Device for automatic frequency correction | |
| DE2714142A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING A MAGNETIC FLOW | |
| DE1498061B2 (en) | DEVICE FOR MEASURING LINEAR OR ANGULAR DISPLACEMENT | |
| DE1466741C3 (en) | Circuit arrangement for measuring the amplitude ratio of two electrical alternating quantities | |
| DE1231807B (en) | Apparatus for measuring magnetic field strengths that works according to the nuclear magnetic resonance method | |
| DE3145183A1 (en) | FLOW METERS FOR LIQUIDS, ESPECIALLY FOR HEATING SYSTEMS | |
| AT222211B (en) | Carrier frequency device for measuring non-electric drive variables | |
| DE809669C (en) | Circuit for demodulating frequency-modulated oscillations |