DE1276919B

DE1276919B - Tankinhaltsmesser und -ueberwacher

Info

Publication number: DE1276919B
Application number: DE1965L0051753
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich List
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-10-01
Filing date: 1965-10-01
Publication date: 1968-09-05

Description

Tankinhaltsmesser und -überwacher Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, durch elektrische Übertragung den Inhalt bzw. das Niveau von Flüssigkeitstanks zur Anzeige zu bringen.
Vielfach gehören zu diesen bekannten Verfahren solche, bei denen mit Schwimmern gearbeitet wird, wobei entweder über Einzelkontakte punktweise das Niveau angezeigt, oder über Potentiometer bzw.
Regelwiderstände eine kontinuierliche Anzeige bewirkt wird. Um Kontaktstellen und Flüssigkeitsinhalt des Tanks dabei vollkommen zu trennen, arbeitet man meistens mit magnetischem Wanddurchgriff.
Die bekannten Einrichtungen sind nicht allzu einfach, oder sie sind mit Ungenauigkeiten in der Anzeige behaftet, die zu unbefriedigenden Leistungen führen.
Die Tankinhaltsmessung und -überwachung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß ein stabförmiger Auftriebskörper an einer Meßfeder aufgehängt ist, und daß der kleine Weg dieser Meßfeder auf einen elektrischen Tastindikator gebracht wird, der die Wegverschiebung und damit den Tankinhalt in beliebig vergrößertem Maßstab anzeigt.
Es wird die kleine Wegverschiebung eines insbesondere stabförmigen Auftriebskörpers dazu benutzt, um über einen elektrischen Indikator die Anzeige dieser kleinen Wegveränderung und damit der Tankinhaltsänderung auf ein Anzeigeinstrument beliebiger Skalengröße zu bringen. Als Indikator kommen an sich bekannte Verfahren wie Induktivabtastung, sowie auch Meßverfahren mit Dehnungsmeßstreifen in Frage. Es soll hier aber vor allen Dingen ein neues Indikationsverfahren angewandt werden, bei dem über magnetfeldabhängige Widerstände die sehr kleine Verschiebung eines ferromagnetischen Elementes bzw. eines Permanentmagneten zur Anzeige gebracht wird. Diese kleine Verschiebung, die in der Größenordnung von nur 1/1 mm liegt, wird in Weiterbildung der Erfindung durch das schon genannte stabförmige Auftriebselement bewirkt, das innerhalb des zu überwachenden Tanks zwischen einer oberen und einer unteren Aufhängungsfeder angebracht ist. Selbstverständlich befindet sich dieser Auftriebsstab innerhalb eines Schutzrohres, in das die zu messende Flüssigkeit eintreten kann. Die untere Aufhängungsfeder kann eine einfache Blattfeder sein, während als obere Aufhängungsfeder eine relativ stabile Membran verwandt werden kann, die gleichzeitig einen dichten Abschluß zwischen dem Tank und der Meßkammer bildet. In der Meßkammer ist ein Indikator untergebracht, der aus einem kleinen permanentmagnetischen Kreis und einer Anordnung von feldabhängigen Widerständen, auch Feldplatten genannt, be- steht. Im einfachsten Fall würde die Meßmembran ein ferromagnetisches Ankerteil tragen, und durch eine kleine Bewegung von nur 11ion bis 1/10 mm würde der magnetische Fluß in dem Meßkreis verändert und damit der Widerstand einer Feldplatte, die in den Fluß eingeschaltet ist. Die Feldplatte ist in einen Brückenkreis einbezogen, und die Veränderung des Widerstandes wird in an sich bekannter Weise direkt angezeigt.
Da der Faktor der Widerstandsveränderung solcher Feldplatten in Abhängigkeit vom magnetischen Fluß außerordentlich groß ist - der Widerstand kann auf das zwölf- bis fünfzehnfache des Nullwiderstandes steigen - so läßt sich die gewünschte Anzeige mit außerordentlich geringem Aufwand an elektrischen Schaltelementen bewerkstelligen. Man kann die Messung sowohl mit Gleichstrom als mit Wechselstrom durchführen. Man kann mit direkter Anzeige im Brückenzweig arbeiten, man kann aber auch in bekannter Weise mit einem Brückenabgleich arbeiten, wobei man im letzteren Fall höhere Genauigkeiten erzielt. Von besonderem Interesse ist auch eine Anordnung, bei der man mit zwei Feldplatten arbeitet, die magnetisch so beansprucht werden, daß durch den Meßwert jeweils der Widerstand der einen Feldplatte erhöht, und der der anderen Feldplatte erniedrigt wird. Bringt man nun diese beiden Feldplatten in einen Brückenzweig so erhält man eine empfindliche Anzeige, bei der die Temperatureinflüsse durch den Temperaturkoeffizienten der Feldplatten eliminiert sind.
In bezug auf den Aufbau des magnetischen Kreises mit der oder den Feldplatten gibt es eine Anzahl von Varianten, bei denen sowohl der magnetische Fluß zu den Feldplatten in der Lage und Ausrichtung zur Feldplatte gesteuert werden kann, als auch in der Intensität. Ferner gibt es Anordnungen, bei denen die Feldplatten durch einen Hauptmagneten vormagnetisiert und durch einen Steuermagneten zueinander verändert werden, so daß durch die Vormagnetisierung insbesondere erreicht wird, daß man im steilen Teil der Charakteristik der Widerstandsänderung arbeitet.
Aus welchem Material der stabförmige (unter Umständen aber auch anders geformte) Auftriebskörper im Tank besteht, ist für die Anordnung unwichtig. Es können Materialien gewählt werden, die schwerer sind als die Flüssigkeit, solche die etwa gleiches spezifisches Gewicht haben und auch solche, die leichter sind als die zu messende Flüssigkeit. Die Unterschiede des spezifischen Gewichts treten lediglich als Vorspannung der Meßfeder in Erscheinung und können mit Leichtigkeit durch Einstellung des Indikators ausgeglichen werden. Am empfindlichsten wird aber die Anordnung, wenn man Stoffe wählt, deren spezifisches Gewicht etwa mit dem der Flüssigkeit übereinstimmt, und ganz besonders wird man sich danach richten, Materialien zu wählen, die von der Substanz nicht angegriffen werden, und die auch im Laufe der Zeit unverändert bleiben. Ob man den Auftriebskörper an seinem unteren Ende an einer Blattfeder befestigt oder über einen Zapfen lagert, ist für die Erfindung unwichtig. Bei der oberen Meßfeder, die man zweckmäßigerweise als Membran ausbildet, die gleichzeitig die Meßkammer gegen den Tank vollkommen hermetisch abschließt, sind die Einspannverhältnisse insofern wichtig, als möglichst gute Meßfedereigenschaften anzustreben sind. Auch für diese Feder wird man insbesondere ein korrosionsfestes Material wählen.
Der stabförmige Auftriebskörper kann, wie an sich bekannt, ungleiche Querschnitte erhalten, insbesondere kann man ihn am unteren und am oberen Ende verdicken, so daß in diesen Bereichen die Auftriebsänderungen stärker sind als im mittleren Bereich.
Damit erreicht man, daß beispielsweise der Rest des Tankinhalts und der Tankinhalt in der Nähe der Füllung genauer angezeigt wird. In der Nähe der Füllung könnte man dann sogar noch eine Indikationsstufe einfügen, bei der außer der Anzeige des Instrumentes über einen Warnkontakt ein entsprechendes Warnsignal kurz vor Erreichen der Tankfüllung gegeben wird.
In der Abbildung stellt 1 den stabförmigen Auftriebskörper dar, der innerhalb des Schutzrohres 2 angebracht ist. An seinem unteren Ende ist er über einen Zapfen 4 in einer Buchse mit genügend Spiel geführt. An seinem oberen Ende ist er an der Membran 3 befestigt, die gleichzeitig die Abdichtung zwischen Tank und Meßraum und die notwendige Meßfeder bildet. In dem Kopfgehäuse 5 befindet sich die Feldplatten-Indikatoreinrichtung (beispielsweise) die hier die beiden Feldplatten 6 und 7 innerhalb eines Differential-Magnetkreises trägt.
Das Schutzrohr ist nicht in jedem Fall erforderlich und damit auch nicht die untere Führung. Man wird in Sonderfällen den Auftriebsstab an der Meßmembran anlenken, und wird ihn einfach im Tank an der Membran hängen lassen. Dies setzt natürlich voraus, daß der Auftriebsstab schwerer als die Flüssigkeit ist, deren Niveau bestimmt werden muß.

Claims

Patentansprüche: 1. Tankinhaltsmesser und -überwacher, d a -durch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Auftriebskörper an einer Meßfeder aufgehängt ist, und daß der kleine Weg dieser Meßfeder auf einen elektrischen Tastindikator gebracht wird, der die Wegverschiebung und damit den Tankinhalt in beliebig vergrößertem Maßstab anzeigt.
2. Tankinhaltsmesser und -überwacher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Tastsystem insbesondere aus einem permanentmagnetischen Kreis mit Feldplatte bzw.

Hall-Sonde besteht und die Widerstandsänderung dieser Sonde den Tankinhalt anzeigt oder beliebige Vorgänge in Abhängigkeit vom Tankinhalt steuert.
3. Tankinhaltsmesser und -überwacher gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper innerhalb eines Schutzrohres an seinem unteren Ende über einer Führungsblattfeder befestigt ist und an seinem oberen Ende an der vorerwähnten Meßfeder befestigt bzw. angelenkt ist.
4. Tankinhaltsmesser und -überwacher gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus permanentmagnetischem Kreis und Feldplatte bestehende Indikator-System insbesondere in einer Meßkammer untergebracht ist, die sich am oberen Ende der gesamten Apparatur befindet, und daß die durch den veränderten Auftrieb hervorgerufene kleine Bewegung über eine Membran oder einen Balg in die Meßkammer hinein übertragen wird.
5. .Tankinhaltsmesser und -überwacher gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die Meßfeder und die elastische Membran gemäß Anspruch 4 ein einziges Teil bilden.
6. Tankinhaltsmesser und -überwacher gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meß-System ein permanentmagnetischer Differentialkreis mit zwei Feldplatten verwandt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 139 659.