DE1254512B - Anordnung zur Fernanzeige eines Fuellstandes - Google Patents

Description

• Anordnung zur Fern anzeige eines Füllstandes Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Fernanzeige eines Füllstandes mit Hilfe einer von dem Füllstand abhängigen Kapazität.
• Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 229743), zur Anzeige des Füllstandes in Behältern eine Sonde anzuordnen, die mit der Behälterwand und dem Füllgut einen Kondensator mit Dielektrikum bildet.
• Die Kapazität dieses Kondensators ist von der Füllhöhe abhängig und liegt in einem Zweig einer Wheatston'schen Brückenschaltung, die von einem Hochfrequenzoszillator gespeist wird. Für den leeren Behälter ist die Brücke derart abgeglichen, daß die Diagonalspannung Null ist. Bei zunehmender Füllung des Behälters steigt die Diagonalspannung an, so daß sie ein Maß für den Füllstand ist, der in an sich bekannter Weise am Ausschlag eines Anzeigeinstrumentes abgelesen wird.
• Im allgemeinen liegen jedoch zwischen dem Behälter mit der Wheatston'schen Brücke einschließlich Hochfrequenzoszillator und dem Anzeigeinstrument beträchtliche Entfernungen. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn von einer zentralen Warte der Füllstand mehrerer Behälter überwacht wird. Die auf diese Weise sich ergebenden Spannungsabfälle längs der elektrischen Leitungen können wegen einer genauen Anzeige nicht mehr vernachlässigt werden und sind im allgemeinen untereinander verschieden, so daß zu ihrer Kompensation zusätzliche Mittel erforderlich sind.
• Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine genaue Füllstandsanzeige auch bei beliebig großen Entfernungen zu gewährleisten. Sie geht davon aus, daß in einer mittels eines Sperrschwingers erzeugten Impulsfolge, deren Impulsfrequenz einer Information entspricht, auf weiten Strecken diese Impulse höchstens deformiert werden, so daß sich der Informationsinhalt nicht ändert. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen am Meßort vorgesehenen Sperrschwinger, dessen Impulsfrequenz von der füllstandsabhängigen Kapazität bestimmt ist und durch eine am Anzeigeort vorgesehene Impulsform-, Untersetzer- und Integriereinrichtung, die nach Maßgabe der Sperrschwingerimpulse eine neue Impulsfolge von solcher Impulsform liefert, daß deren arithmetischer Mittelwert dem Füllstand entspricht.
• Erfindungsgemäß wird die Kapazität beispielsweise von einem Koaxialkabel und des als Dielektrikum wirkenden Füllgutes gebildet.
• Die Impulsfrequenz wird mittels eines bekannten transistorisierten Sperrschwingers (z. B. Ku lp: »Elektronenröhren und ihre Schaltungen«, S. 255) erzeugt, wobei das Koaxialkabel innerhalb des Be- hälters angeordnet ist. Bekanntlich ist bei Sperrschwingern die Periodendauer eines Impulses der Kapazität des die Kippfrequenz bestimmenden Kondensators proportional, so daß bei niedrigem Füllstand der zeitliche Abstand der einzelnen Impulse geringer ist als bei hohem. Da die obere Frequenzgrenze der Impulsfolge höchstens einige Kilohertz beträgt, kann die Folge auf den üblichen Leitungen übertragen werden.
• Die F i g. 1 und 2 dienen zur Erläuterung der Erfindung. In F i g. 1 ist die Umformung der Impulsfolge zu dem der Füllhöhe analogen Spannungswert dargestellt; F i g. 1 a zeigt die vom Sperrschwinger abgegebene Impulsfolge für zwei Füllstände, die zunächst an der Kontrollstelle in eine Folge von Rechteckimpulsen (Fig. lb) umgeformt wird. Dies ist besonders dann erforderlich, wenn infolge eines großen Übertragungsweges die Impulse stark deformiert sind.
• Gemäß Fig. lc wird diese Folge im Verhältnis 1: 2 untersetzt. Da diese Folge bei verschiedenem Füllstand stets denselben Mittelwert ergeben würde, wird diese Folge einem Integrationsglied zugeführt.
• An seinem Ausgang steht die in F i g. 1 d gezeichnete Spannung an, deren Mittelwert von einem nachgeschalteten Meßinstrument angezeigt wird. Dieser ist ein Maß für den Füllstand des Füllgutes im Behälter. In Fig.2 ist die Füllstandsanzeige am Beispiel mehrerer Behälter dargelegt.
• Die vom jeweiligen Sperrschwinger 3 erzeugte Impulsgruppe gemäß F i g. 1 a gelangt über die betreffende Leitung4 und den Meßstellenumschalter S zum Impulsformer 6 und wird in Form der Folge 1 b dem Untersetzer7 zugeleitet, von dessen Ausgang die Gruppe in Form der F i g. 1 c dem Integrator 8 zugeführt wird. Den Mittelwert der am Ausgang des Integrators anstehenden Spannungld zeigt das Meßinstrument 9 als Füllstand an. Mittels des Meßstellenumschalters 5 werden die einzelnen Füllstände in bekannter Weise zyklisch abgefragt. Weiterhin können Impulsformung und Untersetzung mittels einer Anordnung vorgenommen werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, mit jedem Kontakt dem Meßstellenumschalter jeweils Potentiometer 10 und 11 zuzuordnen, so daß bei prozentual gleichem Füllgrad verschieden großer Behälter das Anzeigeinstrument den gleichen Ausschlag zeigt und die unterschiedlichen Anfangskapazitäten kompensiert werden.
• Mitten des Potentiometers 10 wird durch ende rung der Verstärkung des Integrators die Endanzeige bei maximalem Füllstand und - mittels des Potentiometers 11 der Nullpunkt eingestellt.
• - Die Erfindung gestattet als in einfacher Weise eine zentrale Überwachung der Füllstände vieler Behälter von einer Stelle aus, wobei deren unter- schiedliche Entfernungen von dieser Stelle'die Genauigkeit der Anzeige nicht beeinflussen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zur Fernanzeige eines Füllstandes mit Hilfe einer von dem Füllstand abhängigen Kapazität, gekennzeichnet d u r c h einen am Meßort vorgesehenen Sperrschwinger (3), dessen Impulsfrequenz von der füllstandsabhängigen Kapazität bestimmt ist und durch eine am Anzeigeort vorgesehene Impulsform- (6), Untersetzer- (7) und Integriereinrichtung (8), die nach Maßgabe der Sperrschwingerimpulse eine neue Impulsfolge von solcher Impulsform liefert, daß deren arithmetischer Mittelwert dem Füllstand entspricht.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität von einem Kb axialkabel und dem als Dielektrikum wirkenden Füllgut gebildet ist.