DE1179729B

DE1179729B - Anordnung zur Fuellstands-Kontrolle

Info

Publication number: DE1179729B
Application number: DEV15653A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Volkhard Netz
Original assignee: Vakutronik VEB
Current assignee: Vakutronik VEB
Priority date: 1958-12-22
Filing date: 1958-12-22
Publication date: 1964-10-15

Description

Anordnung zur Füilstands-Kontrolle Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Anordnung zur Füllstands-Kontrolle mit Hilfe eines radioaktiven, vorzugsweise Punktstrahlers. Die Anordnung kann nach erfolgtem Kontrollvorgang auch zur Steuerung des Füllstandes eingerichtet werden.
Für die Steuerung selbst ist dabei sowohl voll- als auch halb automatischer Betrieb durchführbar. Mit gleichem Vorteil ist die Anordnung unter entsprechender Abwandlung auch für die Banddickenmessung und -steuerung verwendbar.
In vielen Fällen der industriellen Praxis hat sich heute schon die Kontrolle von Füllständen mittels radioaktiver Strahlen bestens bewährt. Es sind für einfache Lösungen dieses Problems bekanntgeworden, bei denen die Aufgabe der Pegelüberwachung in der Weise erfolgt, daß zwei besondere, komplette und getrennt ausgerüstete Strahlendetektoren, ebenso zwei getrennte Strahlenquellen vorgesehen sind.
Abgesehen von dem immerhin nicht unerheblichen Doppelaufwand an Geräten hierbei, genügt jedoch eine solche Meßaussage in dieser einfachen Form mit nur zwei Endkontrollwerten nicht immer den gestellten Anforderungen. Vielfach ist vielmehr eine kontinuierliche Anzeige zumindest in bestimmten Bereichen erwünscht.
Bekannte Lösungen dieses Problems bestehen in der Anwendung eines Flächenstrahlers oder einer Nachlaufregelung. Ein solcher Flächenstrahler wird dabei zweckmäßig in Stabform gegenüber einem Detektor angebracht.
Die Verwendung derartiger Strahler ist ihrer Größe und besonderen Formgebung wegen unwirtschaftlich. Gleiches gilt für die Nachlaufregelung.
Es ist ferner ein besonders großer Abschirmaufwand nötig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Mängel der bekannten Anordnung zu vermeiden und eine Kontrollmethode zu schaffen, die Einfachheit, Anzeigegenauigkeit bei kontinuierlicher Ablesung und den noch vertretbaren Gesamtaufwand vereinigt. Erreicht wird dies dadurch, daß eine bzw. zwei oder mehrere ortsfeste Strahlenquellen zwei oder mehreren bzw. einem ortsfesten Strahlenempfänger zugeordnet sind, deren jeweilige einzelne Meßergebnisse der Strahlung an verschiedenen Meßstellen wahlweise zusammengeführt sind und von weiteren Detektoren mindestens einer als Sicherungsmeßknopf dient.
Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet im allgemeinen mit nur einer Strahlen quelle. Der erforderliche Abschirmaufwand läßt sich damit verhältnismäßig klein halten, obwohl trotzdem mit kontinuierlicher und hinreichend genauer Füllstandsanzeige innerhalb bestimmter Grenzen mit einfachsten Mitteln gearbeitet werden kann. Nachstehend sei der Erfindungsgedanke an Hand einiger Zeichnungen im einzelnen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt die ertindungsgemäße Anordnung, die mit einem Strahler und z. B. zwei Strahlendetektoren arbeitet; Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung; Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäß arbeitende Sicherheitsanordnung verringerten Aufwandes; Fig.4 zeigt schließlich noch eine zweckmäßige Ausführung einer Prinzipschaltung mit Impulsnormierung.
F i g. 1 zeigt erfindungsgemäß eine Strahlenquelle, die mit zwei Empfängern zusammenarbeitet. Auf einer Seite des Behälters mit dem Füllgut befindet sich die vorzugsweise punktförmige Strahlenquelle 1, beispielsweise in einer Höhe H, während gegenüber auf der anderen Seite des Behälters die beiden Empfänger 3 und 4 in einer Höhe h1 und h2 angebracht sind. Im leeren Zustand des Behälters erreicht beide Empfänger eine gleichgroße Strahlung. Bei allmählichem Füllen des Behälters, von unten nach oben ansteigend, wird zunächst die Strahlung zum zweiten Empfänger allmählich absorbiert und damit vermindert. Sie erreicht eine Sättigung, der Signalstrom folglich einen Minimalwert, bei der Füllhöhe H.
Steigt das Füllgut im Behälter weiter an, dann wird nun auch die Strahlung zum ersten Empfänger geschwächt.
Sie erreicht bei h2 ihre Sättigung, der Signalstrom seinen Minimalwert. Die Diagrammcharakteristik der Anlage läßt das deutlich erkennen. Eine Vereinigung der Ausgangssignale beider Empfänger, z. B. durch Summierung, ergibt den dargestellten Kurven- verlauf. Damit ist eine kontinuierliche Anzeige und gegebenenfalls Regelung der Füllstandshöhe über den gesamten Bereich von h1 bis h2 durchführbar.
Ein Ausführungsbeispiel einer besonders zweckmäßig aufgebauten Schaltung für die Auswertung der erfindungsgemäßen Kontroll- und Steueranordnung ist in F i g. 2 dargestellt.
Darin ist 9 ein Transverter, der die Hochspannung für die Zählrohrstufe 10 und 13 gemeinsam erzeugt.
Vom StrahlendetektorlO bzw. 13 gelangen die Impulse in einen Impulsformer 11 bzw. 14. Der Impulsformer spricht auf jeden Zählrohrimpuls an. An seinem Ausgang entsteht ein in Höhe und Breite normierter Impuls. Diese Impulse werden im Integrierglied 12 bzw. 15 integriert und die somit erhaltene Integrationsspannung über die Leitung 17 bzw. 18 dem Auswerter 16 zugeführt. Im Auswerter werden die der Strahlungsintensität entsprechenden Integrationsspannungen bzw. -ströme vereint und über Leitung 19 ein Steuerbefehl abgegeben.
Durch die Verwendung einer Impulsformerstufe, vorzugsweise mit Transistoren, ergibt sich damit ein annähernd voll-linearer Verlauf der Kennlinie oder Charakteristik der Kontroll- und Steueranordnung innerhalb eines bestimmten Dosisleistungsbereiches.
Die Vozüge der erfindungsgemäßen Schaltung liegen unter anderem in der nahezu absoluten Stabilität gegenüber Temperaturänderungen und höchsterEmpfindlichkeit, die auf jeden Zählrohrimpuls anspricht.
Damit ist eine Schwellwerteinstellung des Füllstandes an jedem Punkt zwischen hx und h2 möglich, ohne daß es dazu besonderer mechanischer Veränderungen bedarf.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Anordnung auch zu einer Füllstandskontrolle mit erhöhter Betriebssicherheit an besonders gefährlichen Objekten ausgebaut werden, wenn mit Hilfe des einen radioaktiven Punktstrahlers 1 nicht nur zwei, sondern mehrere Empfänger je Kontrollpunkt 3 oder 4 eingesetzt werden.
Bei der Füllstandskontrolle von gefährlichen Objekten kommt es auf größte Sicherheit der Anlage an. Bisher fanden deshalb stets mehrere gleichzeitig betriebene Strahlenquellen und -empfänger Verwendung, z. B. zwei Strahlenquellen und sechs Strahlenempfänger, die aber auch den Nachteil gleichen Verschleißes und gleicher Lebensdauer hatten. Im Falle des Versagens eines Strahlers oder Empfängers war dann die bisher lediglich aus Sicherheitsgründen mitbetriebene parallele Anordnung weiter abgenutzt als eine dann erst zuzuschaltende weitere Anordnung.
Die dadurch bedingten Unsymmetrien führten in der Praxis zu erheblichen Nachteilen.
Erfindungsgemäß sind nur noch z. B. vier Empfänger 3 bis 6 und zwei Strahler 1 und 2 erforderlich, wie in F i g. 3 dargestellt. Für besonders große Objekte werden im allgemeinen zwei Strahler verwendet. Kleinere Behälter bzw. Pegelunterschiede können auch schon mit einem Strahler erfaßt werden. Die angestrebte erhöhte Sicherheit ist dadurch gegeben, daß einerseits kontinuierlich der Füllstand angezeigt wird und Unregelmäßigkeiten somit sofort aus der Anzeige eines Meßinstrumentes erkannt werden können und andererseits Anlage 5/7 und 6/8 insofern zusammenarbeiten, als die Detektoren 7 oder 8 jeweils nur als Sicherheitsanlage mit Schwellwertrelais ausgerüstet werden können, bei dessen Ansprechen Alarm und/oder ein sonstiger Schaltvorgang ausgelöst wird.
Dadurch, daß die Sicherheitsmeßstelle unabhängig von allen anderen Einrichtungen arbeitet, wird der Alarm auch gegeben, wenn die eigentliche Regelapparatur schadhaft ist.
Zweckmäßig wird eine automatische Umschaltung beider Anlagen auf Betrieb oder Reserve vorgesehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung mit Absorption von Strahlungsanteilen, insbesondere bei der Füllstands-Kontrolle und/oder -steuerung, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h ne t, daß eine (1) bzw. mehrere ortsfeste Strahlenquellen (2) zwei (3, 4) bzw. mehreren ortsfesten Strahlenempfängern (3 bis 8) zugeordnet sind, deren jeweilige einzelne Meßergebnisse der Strahlung an verschiedenen Meßstellen wahlweise zusammengeführt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigung der Signale beider Strahlenempfänger durch Addition, Subtraktion oder Quotientenbildung in einem Auswerter (16) erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Detektorimpulse durch eine Formerstufe gleiche Höhe und Breite erhalten.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik vorzugsweise mittels einer transistorierten Impulsformerstufe (11, 14) erhalten wird.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Meßköpfe ein Strahler (2) zwei Detektoren (5, 6) für die Steuerung und zwei weiteren als Sicherungsmeßköpfe dienenden Detektoren (7, 8) zugeordnet ist.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall oder Abschaltung der Steuereinrichtung die Alarmeinrichtung (Sicherungsmeßkopf), vorzugsweise automatisch, die Steuerung übernimmt.
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Messung und Sicherung dienenden Meßköpfe (3 bis 8) an mindestens zwei Kontrollstellen austauschbar sind.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe für eine Banddickenkontrolle und/oder Steuerung Verwendung findet.