DE1235191B - Liquid detector with a light source and a light-sensitive cell as a signal transmitter - Google Patents
Liquid detector with a light source and a light-sensitive cell as a signal transmitterInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CI.:Int. CI .:
G08bG08b
Deutsche Kl.: 74 a -21/11 German class: 74 a -21/11
Nummer: 1235 191Number: 1235 191
Aktenzeichen: J 26869IX d/74 aFile number: J 26869IX d / 74 a
Anmeldetag: 12. November 1964Filing date: November 12, 1964
Auslegetag: 23. Februar 1967Opened on: February 23, 1967
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsdetektor, welcher eine Lichtquelle und als Signalgeber eine lichtempfindliche Zelle enthält und der als Leckdetektor verwendet wird. In vielen Fällen ist es erforderlich, einen Flüssigkeitsbehälter auf seine Dichtigkeit ständig zu überwachen. Öltanks sind hierzu ein gutes Beispiel.The invention relates to a liquid detector which has a light source and as a signal transmitter contains a photosensitive cell and is used as a leak detector. In many cases it is necessary to constantly monitor a liquid container for leaks. Oil tanks are a good example of this.
Zur Lecküberwachung besteht die Möglichkeit, unter dem Flüssigkeitsbehälter ein Auffanggefäß mit einem üblichen Schwimmer anzuordnen, wobei der Schwimmer im Falle eines Lecks beispielsweise über ein Relais Alarm- und Sicherungskreise einschaltet. Als Leckdetektor kann auch eine übliche Lichtschranke eingesetzt werden. Die Leckflüssigkeit unterbricht den Strahlengang der Lichtschranke und löst wiederum einen Alarm- und Sicherungskreis aus. Meist ist jedoch die Flüssigkeit gut oder zumindest mäßig gut lichtdurchlässig, so daß für eine einwandfreie und sichere Signalgebung relativ große Mengen gebraucht werden, da dünne Schichten der Leckflüssigkeit den Lichtstrahl der Schranke zu wenig schwächen würden.For leak monitoring, there is the option of using a collecting vessel under the liquid container a conventional float to be arranged, the float in the event of a leak, for example over a relay switches on alarm and safety circuits. A conventional light barrier can also be used as a leak detector can be used. The leakage fluid interrupts the beam path of the light barrier and in turn triggers an alarm and safety circuit. Most of the time, however, the liquid is good or at least moderately translucent, so that relatively large for proper and safe signaling Quantities are needed because thin layers of the leakage fluid block the light beam of the barrier would weaken little.
Erfindungsgemäß können diese Nachteile dadurch beseitigt werden, daß im direkten Strahlenverlauf zwischen Lichtquelle und Photozelle ein durch zwei lichtdurchlässige Wände abgegrenzter und mit lichtdurchlässiger Leckflüssigkeit füllbarer Raum angeordnet ist, welcher für das durch den Raum auf die Photozelle gerichtete Lichtbündel durch die Leckflüssigkeit optisch aktiviert wird.According to the invention, these disadvantages can be eliminated in that in the direct beam path between the light source and the photocell one separated by two translucent walls and one with translucent one Leakage fluid fillable space is arranged, which for the through the space to the Photocell directed light bundle is optically activated by the leakage fluid.
Der Erfindung liegt die Tatsache zugrunde, daß sich auch ganz klare und durchsichtige Flüssigkeiten
von der LTmgebungsatmosphäre durch ihren wesentlich höheren Brechungsexponenten unterscheiden. Wird
demnach in den Strahlengang einer Lichtschranke ein geometrisch geeignet geformter Körper aus der
Flüssigkeit eingebracht, so kann durch ihn der Lichtstrahl aus seiner ursprünglichen Richtung so
abgelenkt werden, daß er nicht mehr auf die Photozelle auftrifft, d. h. also die Lichtschranke so zum
Ansprechen bringt, als würde der Lichtstrahl von einem lichtundurchlässigen Körper unterbrochen.
Eine Lichtschranke mit einem solchen durch Flüssigkeit optisch aktivierbaren Raum ist als Leckdetektor
für Flüssigkeitsbehälter ausgezeichnet geeignet, denn sie kann ihrer ganzen Konzeption nach sehr klein
gehalten und damit an jeder passenden Stelle untergebracht werden, zur vollständigen Durchmodulation
(volle Intensität — keine Intensität) des auf die Photozelle auftreffenden Lichtbündels ist nur ganz
wenig Leckflüssigkeit erforderlich, beispielsweise 0,3 cm3 und weniger und schließlich wird die Licht-Flüssigkeitsdetektor
mit einer Lichtquelle und
einer lichtempfindlichen Zelle als SignalgeberThe invention is based on the fact that very clear and transparent liquids also differ from the ambient atmosphere by their significantly higher refraction exponents. If, accordingly, a geometrically suitably shaped body from the liquid is introduced into the beam path of a light barrier, it can deflect the light beam from its original direction in such a way that it no longer strikes the photocell, i.e. makes the light barrier respond as if the light beam would be interrupted by an opaque body. A light barrier with such a space that can be optically activated by liquid is excellently suited as a leak detector for liquid containers, because according to its entire concept it can be kept very small and thus accommodated in any suitable place for complete modulation (full intensity - no intensity) of the Photocell impinging light bundle only very little leakage liquid is required, for example 0.3 cm 3 and less and finally the light-liquid detector with a light source and
a light-sensitive cell as a signal transmitter
Anmelder:Applicant:
IRONELEX A. G., Zürich (Schweiz)
Vertreter:IRONELEX AG, Zurich (Switzerland)
Representative:
R. Störzbach, Patentanwalt,
Stuttgart, Hasenbergstr. 38 AR. Störzbach, patent attorney,
Stuttgart, Hasenbergstr. 38 A
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Österreich vom 5. Dezember 1963 (A 9751/63)Austria from December 5, 1963 (A 9751/63)
schranke durch die Leckflüssigkeit sozusagen ausgeschaltet, d. h. aber, daß die Lichtschranke bei normalen Bedingungen (kein Leck) dauernd eingeschaltet ist, also dauernd einen Signalstrom liefert. Damit wird selbsttätig ständig auch die Bereitschaft der ganzen Anlage überwacht. Jeder Leitungsbruch, Ausfall der Zelle, Verschmutzung der Anlage usw. wird sich wie eine Unterbrechung des Lichtstrahls auswirken, d. h. zu einer Alarmgabe führen.The barrier is, so to speak, switched off by the leakage fluid, d. H. but that the light barrier at normal Conditions (no leak) is continuously switched on, i.e. continuously supplies a signal current. In order to the readiness of the entire system is automatically and constantly monitored. Every line break, failure the cell, soiling of the system, etc. will have the effect of interrupting the light beam, d. H. lead to an alarm.
Es ist einleuchtend, daß wegen dieses einfachen Aufbaues und der Wirkungsweise für die Ausbildung und Gestaltung dieses Detektors eine sehr große Zahl von Variationsmöglichkeiten gegeben sind. Dies ist ein weiterer Vorteil, hat man es doch damit in der Hand, für jede spezielle Anforderung einen optimal wirksamen Leckdetektor herzustellen. Hierbei kann die Verschiedenheit der Flüssigkeiten leicht berücksichtigt und ausgenutzt werden. It is evident that because of this simple structure and mode of operation for training and design of this detector are given a very large number of possible variations. this is a further advantage, as you have it in your hand, one ideal for every special requirement to produce effective leak detectors. Here, the difference in liquids can easily be taken into account and used.
Im folgenden werden einige wenige Ausführungsformen an Hand von Zeichnungen eingehend beschrieben. A few embodiments are described in detail below with reference to drawings.
In F i g. 1 ist ein erfindungsgemäßer Leckdetektor mit leerer Kammer dargestellt und inIn Fig. 1 shows a leak detector according to the invention with an empty chamber and in FIG
. F i g. 2 der Strahlenverlauf des Leckdetektors aus: F i g. 1 mit gefüllter Kammer;. F i g. 2 the beam path of the leak detector from: F i g. 1 with filled chamber;
Fig. 3 bis 5 zeigen drei weitere verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leckdetektors. 3 to 5 show three further different embodiments of the leak detector according to the invention.
Wie in F i g. 1 dargestellt ist, enthält ein z. B. zylindrisches Gehäuse 1 auf der einen Seite eine Lampe 2 und auf der gegenüberliegenden Seite eine lichtempfindliche Zelle 3. Zwischen Lampe 2 und Zelle 3 sind im Gehäuse 1 zwei Trennwände 4a, Ab z.B. aus relativ dünnen Glasscheiben eingesetzt, die zusamsamen mit dem Gehäuse 1 einen prismatischen Raum 5 begrenzen. Dieser prismatische Raum 5As in Fig. 1 includes a z. B. cylindrical housing 1 on one side a lamp 2 and on the opposite side a light-sensitive cell 3. Between lamp 2 and cell 3, two partitions 4a, Ab e.g. delimit a prismatic space 5. This prismatic space 5
709 510/61709 510/61
ist zweckmäßig an seiner Basisfläche offen, so daß die Leckflüssigkeit sehr schnell eindringen kann. Der optisch aktivierbare Raum ist in diesem Fall der prismatische Raum 5. In einem Prisma wird bekanntlich ein Lichtbündel abgelenkt, wobei die Größe der Ablenkung unter anderem auch vom Brechungskoeffizienten des Prismas abhängig ist. Zweckmäßig wird ein paralleles oder nahezu paralleles Lichtbündel verwendet. Zur Erzeugung eines einigermaßen parallelen Lichtbündels kann vor die Lampe 2 eine Linse 7 gesetzt werden und eine Blende 6 mit einer kleinen Öffnung, die den Durchmesser des Lichtbündels definiert. Eine weitere Blende 8 mit einer etwas größeren Öffnung kann direkt vor der lichtempfindlichen Zelle 3 angebracht sein. Alle diese Teile sind dann so justiert, daß ein paralleles Lichtbündel durch die leere Kammer 5 auf die Photozelle fällt und über diese ein Signal, z. B. eine Signallampe, eingeschaltet ist. Da die Kammer 5 zunächst leer ist, treten für den Lichtstrahl nur die Ablenkungen durch die beiden dünnen Glasplatten auf, die sich bei genauer Justierung gegenseitig aufheben. Eine so genaue Justierung ist jedoch nicht erforderlich, da eine der beiden Blenden 6 oder 8 verschiebbar angerichtet werden kann. Das Lichtbündel 9 verläuft also praktisch vollständig in der optischen Achse des Systems.is expediently open at its base so that the leakage fluid can penetrate very quickly. Of the In this case, the optically activatable space is the prismatic space 5. It is known that in a prism deflected a bundle of light, the size of the deflection, among other things, also on the refractive index of the prism is dependent. A parallel or almost parallel light beam is expediently used. To generate a somewhat parallel light beam, a lens 7 can be placed in front of the lamp 2 be set and a diaphragm 6 with a small opening that defines the diameter of the light beam. Another aperture 8 with a slightly larger opening can be placed directly in front of the light-sensitive Cell 3 should be attached. All these parts are then adjusted so that a parallel light beam through the empty chamber 5 falls on the photocell and a signal, z. B. a signal lamp switched on is. Since the chamber 5 is initially empty, only the deflections caused by the two occur for the light beam thin glass plates, which cancel each other out when precisely adjusted. Such an accurate adjustment is not necessary, however, since one of the two panels 6 or 8 can be arranged to be displaceable. The light bundle 9 thus runs practically completely in the optical axis of the system.
Wird nun die Kammer 5 mit z. B. ideal durchsichtiger Leckflüssigkeit gefüllt, so bildet sie einen optisch aktiven prismatischen Körper mit dem Brechungsexponenten der Flüssigkeit. Das Lichtbündel wird an jeder Prismenfläche in gleicher Richtung abgelenkt, so daß es nun nicht mehr durch die Öffnung der Blende 8 auf die Photozelle 3 fällt, sondern neben die Blendenöffnung und somit unwirksam wird. Das Signal ist unterbrochen. Bei mit Leckflüssigkeit gefüllter Kammer 5 muß für ein einwandfreies Funktionieren des Detektors das abgelenkte Lichtbündel neben der Blendenöffnung 8 auftreffen. Im Prisma wird ein Lichtbündel jedoch nicht nur abgelenkt, sondern auch in sein Spektrum zerlegt, was in diesem Fall im wesentlichen durch bunte Ränder um den Lichtfleck, welchen das Lichtbündel auf der Blende erzeugt, in Erscheinung tritt, d. h. das Lichtbündel muß so weit abgelenkt werden, daß dieser verbreiterte Lichtfleck möglichst vollständig neben die Blendenöffnung 8 zu liegen kommt. Bei gegebenem Brechungskoeffizienten der Flüssigkeit ist der Ablenkungswinkel bekanntlich noch abhängig vom brechenden Winkel des Prismas und die Lage des Lichtfleckes des gebrochenen Lichtbündels auf der Blende von der Entfernung Blende-Prismenfläche Aa. Es sind demnach genügend Möglichkeiten gegeben, um für jede Flüssigkeit eine ausreichende Ablenkung des Lichtbündels zu gewährleisten.If now the chamber 5 with z. B. ideally transparent leakage liquid filled, so it forms an optically active prismatic body with the refraction exponent of the liquid. The light beam is deflected in the same direction at each prism surface, so that it no longer falls through the opening of the diaphragm 8 onto the photocell 3, but becomes next to the diaphragm opening and thus ineffective. The signal is interrupted. When the chamber 5 is filled with leakage fluid, the deflected light beam must impinge next to the aperture 8 for the detector to function properly. In the prism, however, a light bundle is not only deflected, but also broken down into its spectrum, which in this case essentially appears through colorful edges around the light spot that the light bundle creates on the diaphragm, i.e. the light bundle must be deflected so far that this widened light spot comes to lie next to the aperture 8 as completely as possible. With a given refractive index of the liquid, the deflection angle is known to be dependent on the refractive angle of the prism and the position of the light spot of the refracted light bundle on the diaphragm is dependent on the distance between the diaphragm and the prism surface Aa. There are therefore sufficient possibilities to ensure sufficient deflection of the light beam for each liquid.
Welche Lampe als Beleuchtungsquelle und welche lichtelektrische Zelle benutzt wird, ist im wesentlichen von anderen Forderungen und Gegebenheiten bestimmt. Sicherheit, lange Lebensdauer, die Auslegung des nachfolgenden Signalkreises, die Stromversorgung usw. sind solche Faktoren, die die Auswahl dieser Bauteile bestimmen. Dies ist jedem Fachmann geläufig, so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden muß.Which lamp is used as the source of illumination and which photoelectric cell is used is essential determined by other requirements and circumstances. Safety, long life, the design the subsequent signal circuit, the power supply, etc. are factors that determine the selection of these components. This is every professional familiar, so that it does not have to be discussed in more detail here.
F i g. 2 stellt den in F i g. 1 wiedergegebenen Leckdetektor mit gefüllter Kammer 5 dar. Wie gezeigt, trifft das abgelenkte Lichtbündel 9 a auf die Blende 8 neben deren Öffnung. Von hier wird es natürlich reflektiert, so daß ohne besondere Vorkehrungen bei gefüllter Kammer Streulicht auf die Photozelle auftrifft, d. h. es kommt nicht zu einer vollständigen Durchmodulation des Lichtbündels (hell-dunkel), sondern es bleibt sozusagen ein Rauschpegel bestehen, über welchen sich das Signal bei leerer Kammer ausreichend hoch erheben muß, wenn der Detektor mit voller Sicherheit arbeiten soll. Zur Bewältigung dieses Problems kann unter anderem auch die spektrale Absorption der Flüssigkeit ausgenutzt werden, d. h. manF i g. 2 represents the in F i g. 1 reproduced leak detector with a filled chamber 5. As shown, the deflected light beam 9 impinges on the diaphragm 8 a next to their opening. From here it is of course reflected, so that if the chamber is full, scattered light strikes the photocell without special precautions, i.e. there is no complete modulation of the light beam (light-dark), but rather a noise level, so to speak, over which the signal rises When the chamber is empty it must be raised sufficiently high if the detector is to work with full safety. To cope with this problem, among other things, the spectral absorption of the liquid can also be used, ie one
ίο wird eine Zelle verwenden, deren spektrale Empfindlichkeit der Absorption der Flüssigkeit angepaßt ist. Bei dem in F i g. 3 schematisch dargestellten Leckdetektor wird der optisch aktivierbare Raum 5 a von zwei parallel zu einander angeordneten planparallelen Glasplatten 10a und 10b gebildet. Die Platten 10a und 10 b liegen im Gehäuse 1 schräg zur optischen Systemachse, so daß man bei einem axial einfallenden Lichtstrahl Verhältnisse bekommt, wie sie bei einem auf eine planparallele durchsichtige Platte schräg auffallenden Lichtstrahl gegeben sind. Wie aus jedem einschlägigen Lehrbuch zu entnehmen ist, erfährt in diesem Fall der Lichtstrahl durch die planparallele Platte eine Parallelversetzung, die um so größer ist, je größer der Brechungskoeffizient und je dicker die Platte ist. Zum Unterschied von Fig. 1 ist hier das Lichtbündel lediglich durch Ausblendung erzeugt, was bei passender Entfernung Blende 6 — Lampe 2 und Blende 6 — Blende 8 ebenfalls zu Lichtbündeln mit ausreichend kleinem öffnungswinkel führt, so daß der auf Blende 8 erzeugte Lichtfleck leicht im Durchmesser kleiner als die Ablenkung gemacht werden kann.ίο will use a cell whose spectral sensitivity is adapted to the absorption of the liquid. In the case of the one shown in FIG. 3, the leak detector shown schematically, the optically activatable space 5 a is formed by two plane-parallel glass plates 10 a and 10 b arranged parallel to one another. The plates 10a and 10b are located in the housing 1 at an angle to the optical system axis, so that with an axially incident light beam conditions are obtained as are given for a light beam incident obliquely on a plane-parallel transparent plate. As can be seen from every relevant textbook, in this case the light beam experiences a parallel offset through the plane-parallel plate, which is greater, the greater the refractive index and the thicker the plate. In contrast to Fig. 1, the light bundle is generated here only by fading out, which with a suitable distance aperture 6 - lamp 2 and aperture 6 - aperture 8 also leads to light bundles with a sufficiently small opening angle so that the light spot generated on aperture 8 is slightly in diameter smaller than the distraction can be made.
Im übrigen gilt das gleiche wie bei der Beschreibung der F i g. 1 bzw. 2.Otherwise, the same applies as in the description of FIG. 1 or 2.
Das für diese beiden Ausführungsformen Funktionswichtige ist eine ausreichend große Ablenkung des Lichtbündels. Man wird deshalb dem Lichtbündel eine möglichst geringe Öffnung geben und dies führt zu relativ lichtschwachen Einrichtungen. Trotzdem wird normalerweise noch ein Restrauschen vorhanden sein, wie dies bereits beschrieben wurde.What is functionally important for these two embodiments is a sufficiently large distraction of the light beam. You will therefore give the light beam as small an opening as possible and this will lead to relatively weak facilities. Even so, there is usually still some residual noise be as described earlier.
Lichtstarke Anordnungen verlangen eine Fokussierung des von der Lampe ausgehenden Lichtes auf die Photozelle, d. h. also Lichtbündel großer öffnung.Bright arrangements require the light emanating from the lamp to be focused on Photocell, d. H. that is, a bundle of light with a large opening.
Mit solchen Lichtbündeln ist eine ausreichende Ablenkung in den meisten Fällen nicht mehr möglich.
Dennoch lassen sich auch mit weit geöffneten Lichtbündeln sehr empfindliche Detektoren herstellen.
Fig.4 zeigt den Aufbau eines Detektors, bei welchem
ein solches Lichtbündel mit großem Öffnungswinkel verwendet wird.In most cases, sufficient deflection is no longer possible with such bundles of light. Nevertheless, very sensitive detectors can be produced even with widely opened light bundles.
FIG. 4 shows the structure of a detector in which such a light beam with a large opening angle is used.
Die Lichtquelle, z. B. der Glühfaden der Lampe 2 wird durch die Linse 11 auf die Photozelle 3 abgebildet. Die Linse 11 bildet die eine Wand des optisch aktiven Raumes Sb, dessen andere Wand von einer Kugelschale 12 gebildet wird, die z. B. mit ihrer Wölbung auf die Linse 11 hin gerichtet ist. Der Raum 5 b hat somit die Form einer bikonkaven Linse und wenn er mit Leckflüssigkeit gefüllt ist, erhält man eine aus einem negativen und einem positiven Glied bestehende Linsenkombination zwischen Lichtquelle 2 und Zelle 3. Es ist somit nur eine reine Dimensionierungsfrage, das negative Glied so stark zu machen, daß die Brechkraft des positiven Gliedes genügend stark abgeschwächt wird. Ist z. B. bei der Fläche 12 der Krümmungsradius und der Scheitelabstand von der Linse 11 so gewählt, daß der Raum 5 b mit dem Brechungskoeffizienten der Leckflüssigkeit eine nega-The light source, e.g. B. the filament of the lamp 2 is imaged through the lens 11 on the photocell 3. The lens 11 forms one wall of the optically active space Sb, the other wall of which is formed by a spherical shell 12 which, for. B. is directed towards the lens 11 with its curvature. The space 5 b thus has the shape of a biconcave lens and when it is filled with leakage fluid, a lens combination consisting of a negative and a positive element between light source 2 and cell 3 is obtained to make strong that the refractive power of the positive member is weakened sufficiently strong. Is z. B. at the surface 12 of the radius of curvature and the vertex distance from the lens 11 chosen so that the space 5 b with the refractive index of the leakage fluid a negative
tive Brechkraft hat, deren Absolutbetrag halb so groß ist wie die positive Brechkraft der Linse 11, so wird in der Vorrichtung nach F i g. 4 die Brechkraft der Linsenkombination halb so groß sein, wie die Brechkraft der Linse 11 allein. War die Anordnung so getroffen, daß bei leerer Kammer 5 b die Linse 11 die Lichtquelle in natürlicher Größe auf die Photozelle abbildet, so wird die Linsenkombination bei gefüllter Kammer die Lichtquelle im Unendlichen abbilden, d. h. auf der Blende wird ein Lichtfleck erscheinen, dessen Durchmesser ungefähr dem Durchmesser der Linse 11 bzw. des Gehäuses 1 ist. Von diesem großen Lichtfleck wird für die Photozelle nur die durch die Öffnung der Blende 8 bestimmte Fläche wirksam und das Signal- zu Rausch-Verhältnis wird ungefähr dem Verhältnis dieser beiden Flächen entsprechen. Dieses Flächenverhältnis kann aber leicht so festgesetzt werden, daß das Signal vom Rausch einen genügend weiten Abstand hat.tive refractive power, the absolute value of which is half as large as the positive refractive power of the lens 11, then in the device according to FIG. 4 the refractive power of the lens combination must be half as great as the refractive power of the lens 11 alone. If the arrangement was such that when the chamber 5b is empty, the lens 11 images the light source in its natural size on the photocell, the lens combination will image the light source at infinity when the chamber is filled, i.e. a light spot will appear on the aperture, the diameter of which is approximately is the diameter of the lens 11 or of the housing 1. Of this large light spot, only the area determined by the opening of the aperture 8 is effective for the photocell and the signal-to-noise ratio will approximately correspond to the ratio of these two areas. However, this area ratio can easily be set so that the signal has a sufficiently large distance from the noise.
Eine weitere Ausführungsform dieser Art Leckdetektoren ist in F i g. 5 dargestellt. Die optisch aktive Kammer 5 c wird hier beidseits von je einer Plankonvexlinse 13 α, 13 b begrenzt. Die beiden Linsen 13a, 13b sind einander gleich und sollen z.B. aus einem Glas gefertigt sein, daß ungefähr den Brechungskoeffizienten der Flüssigkeit hat. Ihre Brechkräfte und die Abstände sind so gewählt, daß z. B. die Lichtquelle bei leerer Kammer 5c wiederum in natürlicher Größe auf die Öffnung der Blende 8 abgebildet wird. Wird nun die Kammer 5 c mit Leckflüssigkeit gefüllt, so bilden wegen des gleichen Brechungskoeffizienten von Linsenmaterial und Flüssigkeit die Linsen 13 a, 13 b zusammen mit dem Raum 5 c optisch gesehen eine planparallele Platte, die im System senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist. Bei gefüllter Kammer 5 c wird demnach die Öffnung des für die Photozellen wirksamen Lichtstrahles durch die Öffnung der Blende 8 und deren Abstand von der Lichtquelle 2 bestimmt, während bei leerer Kammer 5 c der Öffnungswinkel des Lichtbündeis im wesentlichen durch den Durchmesser der Linse 13 b und deren Abstand von der Lichtquelle 2 gegeben ist. Es sind also Unterschiede gegeben, die für ein sicheres Signal-Rausch-Verhältnis völlig ausreichend sind. Ein Vorteil dieser Anordnung ist neben dem einfachen und symmetrischen Aufbau ein äußerst geringer Bedarf an Leckflüssigkeit. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Brechungskoeffizient der Linsen 13 a, 13 δ exakt mit dem der Flüssigkeit übereinstimmt. Absorbierende Flüssigkeiten unterstützen naturgemäß den Unterbrechungsvorgang.Another embodiment of this type of leak detector is shown in FIG. 5 shown. The optically active chamber 5 c is here bounded on both sides by a planoconvex lens 13 α, 13 b. The two lenses 13a, 13b are identical to one another and should, for example, be made of a glass that has approximately the same refractive index as the liquid. Your refractive powers and the distances are chosen so that, for. B. when the chamber 5c is empty, the light source is again mapped in natural size onto the opening of the diaphragm 8. If now the chamber 5 c filled with leakage fluid, so as to form because of the same refractive index of lens material and liquid, the lenses 13 a, 13 b together with the space 5 c visually seen a plane parallel plate which is arranged in the system perpendicular to the optical axis. When the chamber 5 c is filled, the opening of the light beam effective for the photocells is determined by the opening of the aperture 8 and its distance from the light source 2, while when the chamber 5 c is empty, the opening angle of the light beam is essentially determined by the diameter of the lens 13 b and whose distance from the light source 2 is given. There are therefore differences that are completely sufficient for a reliable signal-to-noise ratio. In addition to the simple and symmetrical design, an advantage of this arrangement is an extremely low leakage fluid requirement. It is not absolutely necessary that the refractive index of the lenses 13 a, 13 δ exactly match that of the liquid. Absorbent liquids naturally support the interruption process.
Mit diesem Flüssigkeitsdetektor nach der Erfindung ist somit ein empfindliches, im Aufbau robustes und in seinem Funktionieren völlig sicheres Gerät geschaffen.With this liquid detector according to the invention, there is thus a sensitive, robust construction and created a completely safe device in its functioning.
Patentansprüche:Patent claims:
1. Flüssigkeitsdetektor mit einer Lichtquelle und einer lichtempfindlichen Zelle als Signalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß im direkten Strahlenverlauf zwischen Lichtquelle (2) und Photozelle (3) ein durch zwei lichtdurchlässige Wände abgegrenzter und mit lichtdurchlässiger Leckflüssigkeit füllbarer Raum (5) angeordnet ist, welcher für das durch den Raum auf die Photozelle (3) gerichtete Lichtbündel durch die Leckflüssigkeit optisch aktiviert wird.1. Liquid detector with a light source and a light-sensitive cell as a signal transmitter, characterized in that in the direct beam path between the light source (2) and the photocell (3) one through two translucent Walls of delimited space (5) that can be filled with translucent leakage fluid are arranged is which for the light beam directed through the room onto the photocell (3) the case drain is optically activated.
2. Flüssigkeitsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum durch ebene Flächen (4 a, 4 b bzw. 10 a, 10 b) abgegrenzt ist, derart, daß nach dessen Füllung mit Leckflüssigkeit das Lichtbündel (9 a) aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt ist und nicht mehr die Photozelle (3) trifft.2. Liquid detector according to claim 1, characterized in that the space is delimited by flat surfaces (4 a, 4 b or 10 a, 10 b) , such that after it is filled with leakage liquid, the light beam (9 a) from its original Direction is deflected and no longer hits the photocell (3).
3. Flüssigkeitsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ebenen Wände ein prismatischer Raum (5) abgegrenzt ist.3. Liquid detector according to claim 2, characterized in that through the planes Walls a prismatic space (5) is delimited.
4. Flüssigkeitsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ebenen Wände ein planparalleler Raum (5 a) mit zur optischen Systemachse schrägen Ebene abgegrenzt ist. 4. Liquid detector according to claim 2, characterized in that through the planes Walls a plane-parallel space (5 a) is delimited with an inclined plane to the optical system axis.
5. Flüssigkeitsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum von sphärischen Flächen begrenzt ist, derart, daß nach dessen Füllung mit Leckflüssigkeit die Beleuchtungsstärke auf der Photozelle geändert ist.5. Liquid detector according to claim 1, characterized in that the space of spherical Areas is limited in such a way that after it has been filled with leakage fluid, the illuminance changed on the photocell.
6. Flüssigkeitsdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Begrenzungswand eine Linse (11) ist. 6. Liquid detector according to claim 5, characterized in that the one boundary wall is a lens (11).
7. Flüssigkeitsdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der optisch aktivierbare Raum (5 c) von zwei plankonvexen Linsen (13 a, 13 b) begrenzt ist, die bei mindestens nahezu gleichen Brechungsexponenten von Linsenmaterial und Leckflüssigkeit bei gefüllter Kammer (5 c) eine optisch aktive planparallele Platte bilden.7. Liquid detector according to claim 5, characterized in that the optically activatable space (5 c) is limited by two plano-convex lenses (13 a, 13 b) which, with at least almost the same refraction exponents of lens material and leakage liquid, when the chamber (5 c) is filled form an optically active plane-parallel plate.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
709 510/61 2. 67 © Bundesdnickerei Berlin709 510/61 2. 67 © Bundesdnickerei Berlin
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (5)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1698236B1 (en) * | 1967-03-06 | 1972-05-04 | Lucas Industries Ltd | DEVICE FOR MEASURING THE REFRACTIVE INDEX OF A LIQUID, CHANGING WITH THE CONCENTRATION |
| DE3135922A1 (en) * | 1981-08-24 | 1983-03-10 | Matkemi AG für Material der chemischen- und Atomindustrie, 4106 Therwil | Device having an internal chamber for a fluid and sealing means, and use of the device |
| DE4329102A1 (en) * | 1993-08-30 | 1995-03-02 | Daimler Benz Ag | Method for measuring the density variation of gases |
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