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Tauchelektrode für Flüssigkeitsstandanzeiger Die Erfindung bezieht
sich auf eine Tauchelektrode, mittels welcher der Inhalt eines mit einer leitenden
Flüssigkeit gefüllten Behälters gemessen werden kann, und sie bezieht sich insbesondere
auf eine solche Tauchelektrode, welche zur Anzeige der Spiegelhöhe netzender und
leitender Flüssigkeiten auf einem Meßgerät dienen.
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Es sind mannigfaltige Ausführungsformen solcher Tauchelektroden bekannt.
Ihre Wirkungsweise beruht entweder auf der Messung des sich mit der Flüssigkeitshöhe
ändernden Eigenwiderstandes der Elektrode oder auf der Messung des Kapazitätswertes
zwischen Flüssigkeit und Elektrodenseele, welche in diesem Falle mit einem Mantel
aus einem dielektrischen Material umgeben ist. In diesem Zusammenhang muß festgehalten
werden, daß sich die Bezeichnung Tauchelektrode sowohl auf Elektroden bezieht, deren
leitende Seele mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, wobei der sich jeweils mit
der Spiegelhöhe ändernde Eigenwiderstand gemessen wird, als auch auf Elektroden
mit einem Mantel aus dielektrischen Material, welcher zwischen der leitenden Seele
und der Flüssigkeit ein Dielektrikum bildet, wobei in diesem Fall durch das Meßgerät
die sich mit der Spiegelhöhe ändernde Kapazität zwischen der Elektrode und der Flüssigkeit
gemessen wird.
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Es ist ein Nachteil aller bekannten Tauchelektroden der obengenannten
Art, daß sich der Widerstand bzw. die Kapazität nicht sofort verändert, wenn der
Flüssigkeitsspiegel im Behälter sinkt. Durch die netzende Flüssigkeit wird der frei
werdende Teil der Elektrode nicht sofort trocken, sondern die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit bewirkt, daß sich ein Benetzungsfilm um die Elektrode bildet, welcher
mit dem bereits abgesunkenen Flüssigkeitsspiegel in elektrisch leitender Verbindung
bleibt. Infolge dieser nachteiligen Erscheinung tritt die Widerstandsvergrößerung
bzw. Kapazitätsverkleinerung und die damit entsprechende Änderung der Meßanzeige
nicht gleichzeitig mit dem Absinken des Flüssigkeitsspiegels ein. Bei manchen Flüssigkeiten,
insbesondere bei solchen mit geringem Verdunstungsgrad, trocknet der Benetzungsfilm
oft erst nach Stunden, so daß unrichtige Meßergebnisse entstehen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der bekannten
Tauchelektrode zu vermeiden und eine verbesserte Tauchelektrode vorzusehen, welche
sofort die richtigen Meßanzeigen ermöglicht und außerdem einfach und mit geringen
Gestehungskosten gefertigt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Er-
findung bei einer
Tauchelektrode zur Anzeige der Spiegelhöhe netzender und leitender Flüssigkeiten
mittels eines Meßgerätes zur Widerstands- oder Kapazitätsmessung, wobei im ersteren
Fall die leitende Seele der Tauchelektrode mit der Flüssigkeit in Berührung kommende
Fläche der Tauchelektrode durch einen Mantel aus dielektrischem Material gebildet
wird, dadurch, daß die mit der Flüssigkeit in Berührung kommende Fläche in Längsrichtung
der Tauchelektrode mit einer Anzahl den Benetzungsfilm unterbrechender Erhöhungen
und/oder Vertiefungen ausgestattet ist.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der mit der Flüssigkeit in
Berührung kommenden Fläche der Elektrode wird die leitende Verbindung des Benetzungsfilmes,
welcher trotz des Absinkens des Flüssigkeitsspiegels an der Elektrodenwand haftenbleibt,
unterbrochen, so daß das Meßgerät den richtigen Flüssigkeitsstand anzeigt.
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Es hat sich als besonders wirksam erwiesen, wenn die Erhebungen glockenförmig
ausgebildet eng übereinanderliegend konzentrisch auf die Länge der Tauchelektrode
verteilt und mit nach unten gerichtetem Hohlraum angeordnet sind.
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Durch die glockenförmig ausgebildeten Erhebungen verbleibt im Hohlraum
derselben beim Ansteigen der Flüssigkeit ein ringförmig um die Außenwand der Elektrode
liegendes Luftpolster, welches eine Benetzung durch die Flüssigkeit an dieser Stelle
verhindert. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Erhebungen werden bei Tauchelektroden
für Widerstandsmessung
beim Gießen derselben in geeignet ausgebildeten
Formen erzeugt oder durch andere geeignete Methoden, beispielsweise durch Pressen
hergestellt. Bei Tauchelektroden für Kapazitätsmessung wird der auf der leitenden
Seele angeordnete Mantel aus dielektrischem Material durch geeignete Verfahren mit
den glockenförmig ausgebildeten Erhebungen ausgestattet.
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Eine bevorzugte und billig herzustellende Ausführungsform der Tauchelektrode
gemäß der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Erhebungen in Form einzelner
glockenförmig ausgebildeter und eng übereinanderliegender Manschetten aus leitendem
bzw. dielektrischem Material durch Pressen oder Kleben auf der leitenden Seele angeordnet
sind.
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Bei dieser Ausführungsform kann die leitende Seele stabförmig und
mit glatter Oberfläche ausgebildet und demzufolge mit geringen Gestehungskosten
gefertigt sein, während eine Anzahl glockenförmig ausgebildeter Manschetten auf
die glattwandige gleitende Seele der Tauchelektrode aufgepreßt oder aufgeklebt werden.
Bei Widerstandsmessung werden die Manschetten aus leitendem und bei Kapazitätsmessung
aus dielektrischem Material gefertigt.
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Eine gleichfalls sehr vorteilhafte und billig herzustellende Ausführungsform
der Tauchelektrode gemäß der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Vertiefungen
in Form schräg von der Außenwand der Tauchelektrode nach oben und in Richtung zur
Elektrodenmittellinie geneigter Einstichkerben ausgebildet und auf die Länge der
Tauchelektrode verteilt angeordnet sind.
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Bei Elektroden für Widerstandsmessung wird die Elektrodenseele vorteilhafterweise
mit größerem Durchmesser gefertigt und anschließend mit merkmalsgemäßen Einstichkerben
versehen. Elektroden für Kapazitätsmessungen erhalten dann einen dickwandigen Mantel
aus dielektrischem Material, in welchem die Einstichkerben erfindungsgemäß angeordnet
werden können.
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Um eine möglichst genaue Ablesung der Meßergebnisse zu ermöglichen,
ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Erhebungen undloder Vertiefungen, die auf
die Länge der Tauchelektrode verteilt angeordnet sind, mit der Anzahl der Skalenstriche
des Meßgerätes übereinstimmt.
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Da die Luftpolster im Innern der glockenförmig ausgebildeten Erhebungen
bzw. im Innern der schrägen Einstichkerbe die Berührung der Außenwand der Tauchelektrode
mit der Flüssigkeit unterbinden, wird die Länge der Tauchelektrode je nach der Anzahl
der auf deren Länge verteilten Luftpolster zweckmäßig in genau so viele Meßstufen
unterteilt.
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Wenn die Anzahl der glockenförmigen Erhebungen bzw. Einstichkerben
mit der Anzahl der Meßstriche auf der Skala des Meßgerätes übereinstimmt, schlägt
der Zeiger dieses Meßgerätes beim Ansteigen oder Abfallen der Flüssigkeit um eine
Erhebung bzw. eine Einstichkerbe immer genau um einen Meßstrich weiter oder weniger
aus.
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Die Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis der Erfindung und
zeigen bevorzugte Ausführungs formen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tauchelektrode.
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Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Tauchele7.trode, deren leitende
Seele durch einen Mantel
aus dielektrischem Material umgeben ist und der erfindungsgemäß
mit einer Anzahl Einstichkerben ausgestattet ist; F i g. 2 zeigt teilweise im Schnitt
eine Tauchelektrode, auf deren leitende Seele glockenförmig ausgebildete Manschetten
aufgepreßt sind.
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In Fig. 1 ist die leitende Seele 1 einer Tauchelektrode in einem
Elektrodenkopf 2 isoliert angeordnet und mit geeigneten Anschlußklemmen (nicht eingezeichnet)
für die Meßleitung ausgestattet.
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Am unteren der Elektrode zugewandten Ende befindet sich ein Gewindestutzen
3, an welchem in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Überwurfmutter4, ein
Mantel 5 aus dielektrischem Material befestigt und durch eine Isolierhülse 6 gegenüber
der Überwurfmutter 4 und dem Gewindestutzen 3 isoliert ist. Schräg von der Außenwand
der Tauchelektrode nach oben und in Richtung zur Elektrodenmittellinie geneigt sind
eine Anzahl Einstichkerben 8 auf die Länge der Elektrode verteilt angeordnet. Man
ersieht, daß die Flüssigkeit7 nur teilweise in die Einstichkerben 8 eindringt und
daß sich oberhalb der Flüssigkeit in den Einstichkerben 8 Luftpolster 9 bilden,
welche verhindern, daß die Flüssigkeit die Elektrodenwand an dieser Stelle benetzen
kann.
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F i g. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Tauchelektrode, bei welcher glockenförmig ausgebildete Manschetten
10 eng übereinanderliegend auf der leitenden Seele 1 der Tauchelektrode aufgepreßt
oder aufgeklebt sind.
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Auch bei dieser Ausführungsform der Tauchelektrode bilden sich unterhalb
der Manschetten 10 Luftpolster 9 und verhindern eine Netzung der Elektrodenwand
an dieser Stelle durch die Flüssigkeit7.
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Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung sind überall dort gegeben,
wo Flüssigkeitshöhen durch Widerstands- oder Kapazitätsmessung angezeigt werden
sollen, ohne daß durch Benetzung der Elektrodenwand Fehlanzeigen möglich sind.
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Fatentansprüche: 1. Tauchelektrode zur Anzeige der Spiegelhöhe netzender
und leitender Flüssigkeiten mittels eines Meßgerätes zur Widerstands- oder Kapazitätsmessung,
wobei im ersteren Fall die leitende Seele der Tauchelektrode mit der Flüssigkeit
in Berührung kommt, während im letzteren Fall die mit der Flüssigkeit in Berührung
kommende Fläche der Tauchelektrode durch einen Mantel aus dielektrischem Material
gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Flüssigkeit (7) in Berührung
kommende Fläche in Längsrichtung der Tauchelektrode mit einer Anzahl den Netzungsfilm
unterbrechender Erhöhungen und/oder Vertiefungen (8,10) ausgestattet ist.