DE1183260B

DE1183260B - Vorrichtung zur kontinuierlichen Fuellstandsmessung

Info

Publication number: DE1183260B
Application number: DEL31786A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Eberhard Steudel; Dr Rer Nat Lorenz Beug
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-11-24
Filing date: 1958-11-24
Publication date: 1964-12-10

Description

Vorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung Die Verwendung radioaktiver Isotopen zur Füllstandsmessung ist bekannt. Derartige Meßmethoden werden in erster Linie dort angewendet, wo die üb lichen Verfahren infolge der Besonderheiten des Behälters, des Füllgutes, des Druckes oder der Temperatur nicht in Frage kommen. In vielen Fällen der Praxis beschränkt man sich auf die Anzeige extremer Füllstände mit Hilfe von Gammastrahlschranken. Es sind auch schon Meßanordnungen vorgeschlagen worden, die mit einem radioaktiven Präparat in Höhe des Behälterbodens und einer Ionisationskammer im oder am oberen Teil des Behälters arbeiten. Die Intensität der gemessenen Strahlung hängt dabei von der Höhe der dazwischenliegenden Füllgutschicht ab.
Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, den radioaktiven Strahler und den Empfänger in vertikaler Richtung beweglich zu lagern und mit Hilfe einer Nachlaufeinrichtung der jeweiligen Füllguthöhe nachzufahren.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer möglichst einfachen Meßeinrichtung, die ohne bewegliche Teile auskommt und nur geringe Präparatstärken erfordert. Außerdem soll die neuartige Einrichtung unabhängig von der Behälterform eine kontinuierliche und möglichst lineare Anzeige ermöglichen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung mittels radioaktiver Strahler einerseits und eines aus fluoreszierendem Stoff und Photomultiplier bestehenden Szintillationszählers andererseits. Gemäß der Erfindung ist gegenüber den Strahlern am oder im Behälter ein langgestreckter, der Behälterform angepaßter und mit der Photokathode des Photomultipliers verbundener Lichtleiter angeordnet, der in seiner ganzen Länge eine bei Einwirkung von Gammastrahlen aufleuchtende Schicht trägt oder aus einer bei Strahleneinwirkung aufleuchtenden Masse besteht.
Zur Strahlungsmessung sind zwar auch Geiger-Müller-Zählrohre- bekanntgeworden, die mit beliebig großen Auffangflächen gebaut werden können und also auch sehr langgestreckt ausgeführt sein können.
Bei der Behälterfüllstandsmessung haben derartige Zählrohre jedoch den Nachteil, daß sie nicht ohne weiteres der Behälterkrümmung angepaßt werden können und ihre Lebensdauer begrenzt ist. Außerdem sind größere Zählrohre im Gegensatz zu Lichtleitstäben sehr stoßempfindlich. Beim Gegenstand der Erfindung wird ein Szintillationszähler, der an sich eine sehr kleine Auffangfläche hat, für die gegebene Aufgabenstellung dadurch verwendbar gemacht, daß man ihn mit einem langgestreckten, der Behälterkrümmung angepaßten Lichtleiter kombiniert, der alle Gammaquanten beim Eintritt in den Lichtleiter in sichtbares Licht umwandelt und dieses Licht in gebündelter Form der Photokathode des Empfängers zuführt. Hierdurch wird eine kontinuierliche und in ihrer CharalLteristik beeinflußbare Füllstandsanzeige ermöglicht.
Das Prinzip der Erfindung. wird an Hand eines Ausführungsbeispieles- mit Zeichnung erläutert: Es sei angenommen, daß der Abstand einer Flüssigkeit 1, die sich in einem liegenden zylindrischen Behälter 2 befindet, gemessen werden soll. Der Behälter ist an der. Stelle der eigentlichen Meßvorrichtung aufgeschnitten dargestellt Entlang der einen Hälfte des Zylindermantels sind mehrere radioaktive Präparate 3 angebracht, deren strahlung die Behälterwand durchdringt und nJ,ehr~oder weniger vom Füllgut absorbiert wird. Gegenüber den Strahlern ist auf der Außenfläche des Zylindernaantels ein Lichtleiter 4 angebracht, der sich der Krimmung der Behälterwand anschmiegt. Dieser Lichtleiter erstreckt sich etwa über den halben Umfang des Behälters und ist mit seinem oberen Ende zu der Photokathode eines Photomultipliers 5 geführt. Die radioaktiven Präparate werden so ausgewählt, daß ihre Gammastrahlung ohne weiteres zweimal die Behälterwand durchdringen kann, daß sie jedoch durch die Füllflüssigkeit stark abgeschwächt wird. Der Lichtleiter ist mit einer Schicht aus Szintillationsphosphor versehen, so daß in ihn beim Auftreffen einer radioaktiven Strahlung Lichtimpulse ents'tehen. Er kann aber auch ganz aus einem lichtdurchlässigen Stoff bestehen, der unter Einwirkung von Gammastrahlen aufleuchtet. Durch Totalreflexion innerhalb des Lichtleiters werden sämtliche Lichtimpulse, die auf seiner gesamten Länge auftreten, zu der Photokathode des Photomultipliers geleitet, wo sie elektrische Impulse auslösen. Diese Impulse können über eine an sich bekannte Verstärkereinrichtung 6 zu einem Anzeigegerät 7 geleitet werden, dessen Skala in Einheiten der Füllhöhe geeicht ist.
Der Lichtleiter 4 kann aus einem festen, flüssigen oder auch plastisch verformbaren Stoff bestehen, so daß eine Anpassung an die Behälterform praktisch immer möglich ist. Ohne Eingriff in den Behälter kann damit der Abstand zwischen den Strahlern und dem Lichtleiter auf dem geringst möglichen Wert gehalten werden. Wegen der großen Empfindlichkeit der Szintillationszähler und wegen der quadratischen Abnahme der Intensität mit der Entfernung kommt man mit wenigen Präparaten von geringer Strahlungsintensität aus. Je nach Behälterform kann es zweckmäßig sein, Strahler verschiedener Stärke zu verwenden und diese in einem solchen Abstand voneinander anzubringen, daß die Zahl der Impulse im Photomultiplier etwa linear von der Füllhöhe oder vom Füllvolumen abhängig ist. In Sonderfällen wird man sogar mit einem einzigen strahlenden Präparat auskommen, das gegenüber dem Lichtleiter so anzuordnen ist, daß bei minimalem Füllstand ungefähr alle in Richtung des Lichtleiters austretenden Strah- len ohne Behinderung durch das Füllgut zum Lichtleiter gelangen können.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung mittels radioaktiver Strahler einerseits und eines aus fluoreszierendem Stoff und Photomultiplier bestehenden Szintillationszählers andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber den Strahlern (3) am oder im Behälter (2) ein langgestreckter, der Behälterform angepaßter und mit der Photokathode des Photomultipliers (5) verbundener Lichtleiter (4) angeordnet ist, der in seiner ganzen Länge eine bei Einwirkung von Gammastrahlen aufleuchtende Schicht trägt oder aus einer bei Strahleneinwirkung aufleuchtenden Masse besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Verteilung und Auswahl der Strahler (3) bezüglich ihres gegenseitigen Ab standes und der Strahlungsintensität, daß im Photomultiplier (5) eine linear von der Füllhöhe oder dem Füllvolumen abhängige Anzeige vorliegt. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Archiv für technisches Messen, 236. Lieferung, S. 65 bis 72; VDI-Zeitschrift, Bd. 96, 1954, S. 389/390.