DE1284110B - Kapazitaets-Pegelschaltanordnung - Google Patents

Kapazitaets-Pegelschaltanordnung

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DE1284110B
DE1284110B DEF44118A DEF0044118A DE1284110B DE 1284110 B DE1284110 B DE 1284110B DE F44118 A DEF44118 A DE F44118A DE F0044118 A DEF0044118 A DE F0044118A DE 1284110 B DE1284110 B DE 1284110B
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capacitance
circuit
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transistor
electrode
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Fielden Electronics Ltd
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kapazitäts-Pegeschaltanordnung, bestehend aus einer Elektrode und einem auf Kapazitätsänderungen der Elektrode ansprechenden und dieser zugeordneten Stromkreis.
  • Meßkreise, die auf Kapazitätsänderungen ansprechen, sind Allgemeingut des Standes der Technik.
  • Derartige Meßkreise dienen zur Anzeige oder Steuerung beispielsweise eines Flüssigkeitspegels ; sie finden auch bei verschiedenen Wägevorrichtungen Verwendung. Bei den Wägevorrichtungen beruht die Kapazitätsänderung auf der Anderung des Abstandes zwischen den Kondensatorplatten, wo hingegen bei Pegelanzeigevorrichtungen die sich ändernde Dielektrizitätskonstante zwischen den Kondensatorelektroden ausgenutzt wird. Die bei den bekannten derartigen Meßanordnungen verwendeten elektronischen Schaltkreise werden so justiert, daß der Kapazitätsänderung entsprechende geänderte Ausgangsströme von denselben abgegeben werden.
  • Die bisher bekannten Kapazitätsmeßanordnungen zur Messung des Pegelstandes einer Flüssigkeit haben verschiedene Nachteile. So mußten diese Anordnungen bei verhältnismäßig kleinen Kapazitätsänderungen mit einer sehr großen, in den meisten Fällen nur unzulänglich und sehr aufwendig zu realisierenden Empfindlichkeit arbeiten, was oft zu Fehlanzeigen führte. Weiter treten bei den bekannten Anordnungen Meßfehler durch verschiedene über längere Zeit wirkende Einflüsse, wie beispielsweise Temperaturschwankungen, Stoffablagerungen auf den Elektroden, Verstimmungen des Meßkreises u. dgl., auf.
  • Diese Einflüsse bedingen ein vorzeitiges Altern der Meßanordnung und bringen eine nicht vertretbare Meßungenauigkeit mit sich. Ständige wiederholt notwendig werdende und damit zeitraubende Neujustierungen sind daher bei den bekannten Anordnungen erforderlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile und Mängel zu beheben und eine verbesserte Kapazitätspegelschaltanordnung zu schaffen, die auch über lange Zeiträume weitgehend wartungsfrei und fehlerlos arbeitet.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird dadurch erreicht, daß in dem Stromkreis der Anderungsgeschwindigkeit der Kapazität der Elektrode proportionale Ausgangssignale erzeugende und Anzeige-, Alarm- und/oder Steuerkreise bei Üb ersteigen eines bestimmten Wertes der Anderungsgeschwindigkeit betätigende Elemente vorgesehen sind.
  • Es ist für die Erfindung wesentlich, daß der auf Kapazitätsänderungen ansprechende Stromkreis einen selbsterregenden Oszillator enthält, dessen Schwingungsamplitude von dem Wert einer oder mehrerer Kapazitäten innerhalb eines der Kapazität der Elektrode und Kapazität einer spannungsabhängigen Kondensatoreinrichtung enthaltenden frequenzvariablen rückgekoppelten Schwingungskreises abhängt, und daß innerhalb des Schwingungskreises eine in einer Richtung wirkende Spannung proportional der Schwingungsamplitude über einen Zeitverzögerungskreis auf die spannungs abhängige Kondensatoreinrichtung so rückgekoppelt ist, daß sie die Wirkung allmählicher änderungen der Elektrodenkapazität gegen Null reduziert. Die spannungsabhängige Kondensatoranordnung besteht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer im nichtleitenden Zustand wirksamen Halbleiterdiode.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Zeitverzögerungskreis aus einem RC-Glied besteht, und daß parallel zu dem einen Teil dieses Gliedes die verzögerte Rückkopplungsspannung und parallel zu seinem anderen Teil das der Anderungsgeschwindigkeit der Elektrodenkapazität proportionale Ausgangssignal liegt.
  • Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung eines Kapazitätspegelschalters gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor.
  • Aus der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich folgende Vorteile. Die Ausgangsleistung der kapazitätsempfindlichen Schaltanordnung kann in sehr weiten Grenzen variabel gestaltet werden, wie das beispielsweise zufolge von über weite Zeiträume sich ändernden Bedingungen geschehen kann. Die Messungen werden in diesen Fällen nicht verfälscht, so daß auch die vorgesehenen Anzeige-, Alarm-oder Steuerkreise nicht ansprechen. Sobald der Verstärkungsfaktor der Anordnung über ein nicht zulässiges Maß hinaus verzögert wird, wird ein Signal erzeugt, welches den Alarmkreis od. dgl. betätigt.
  • Ein derartiger Kreis kann bistabil ausgeführt sein und den Vorzeichenwechsel des Signals entsprechend verwenden, wobei sich dieser je nachdem, ob die Elektrodenkapazität anwächst oder abfällt, einstellt.
  • Diese Einstellung erfolgt in Abhängigkeit vom Pegel der Flüssigkeit, welcher gemessen werden soll. Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung und es bedeutet Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung, die eine Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Anderungsgeschwindigkeit der Eingangskapazität liefert, F i g. 2 ein Schaltbild eines bistabilen Kreises, der Eingangssignale entgegengesetzter Polarität benötigt, um von einem der beiden Gleichgewichtszustände in den anderen überzuwechseln, Fig. 3 ein Schaltbild eines weiteren bistabilen Kreises und Fig. 4 ein Schaltbild einer Einrichtung zur Erregung eines Relais, wenn Änderungen der Polarität in der einen oder anderen Richtung erfolgen.
  • Nach F i g. 1 ist der Transistor 1 über die Widerstände 2, 3 und 4, von denen der Widerstand 4 den Kondensator 5 entkoppelt und an eine Wechselspannung gelegt ist, auf einen Arbeitspunkt der KlasseA vorgespannt. DerKollektor-Gleichstromkreis wird durch die Induktivität 6 vervollständigt, und die gesamte Stufe wird über die Zuführungsleitung 7 und 8 erregt. Die Induktivität 6 wird durch den Kondensator 9 auf eine geeignete Resonanzfrequenz abgestimmt, und sie ist außerdem induktiv mit den drei weiteren InduktivitätenlO, 11 und 12 gekoppelt. Die Induktivitäten 10 und 11 sind mit dem Anschlußpunkt 13 verbunden, so daß sich die elektromotorischen Kräfte zwischen dem äußeren Punkt 14 und dem Anschlußpunkt 13 sowie zwischen dem äußeren Punkt 15 und dem Anschlußpunktl3 addieren. Der äußere Punkt 14 ist durch den Kondensator 16 mit der Zuführungsleitung 7 und der äußere Punkt 15 in ähnlicher Weise durch die zu überwachende veränderliche Eingangskapazität, wie diejenige einer Sonde, die mit einem Stellkondensator 17 verbunden ist, sowie einen Kondensator 18 und die dazu in Reihe geschaltete Diode 19 mit der Zuführungsleitung 7 verbunden. Der Anschlußpunkt 13 ist ferner mit der Basis des Transistors 1 über den Kondensator 20 verbunden. Wenn die Eingangskapazität 17 verändert wird, ändert sich auch das Wechselstrom-Potential des Anschlußpunktes 13 gegenüber der Zuführungsleitung7, wenn überhaupt ein Potential zwischen den Punkten 14 und 15 besteht, und seine Phase ändert sich, wenn sie durch Null geht. Da die InduktivitäteniO und 11 mit dem Ausgang des Transistors 1 durch induktive Kopplung mit der Induktivität 6 verbunden sind, kann die Eingangsleistung des Transistors 1 durch Veränderung der Eingangskapazität 17 so eingestellt werden, daß jede beliebige Schwingungsamplitude von Null bis zum Maximum aufrechterhalten werden kann.
  • Das an der Induktivität 12 induzierte Signal wird durch die Diode 21 gleichgerichtet und zu einer Gleichstrom-Verstärkerstufe geleitet, die aus den Widerständen 22 und 23 sowie dem Transistor 24 besteht. Parallel zu dem Widerstand 23 liegt eine RC-Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26 über den Widerstand 80 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 18 und der Diode 19 verbunden ist. Die Diode 19 ist eine Silicium-Flächendiode mit niedrigem Reststrom, die sich dann, wenn sie in einer Sperrichtung vorgespannt ist, weitgehend wie ein Kondensator verhält, dessen Kapazität von seinem Vorspannungspotential abhängt. Das Vorspannungspotential der Diode 19 entspricht dem Spannungsabfall an dem Kondensator 26, abgesehen von dem geringen Spannungsabfall an dem Widerstand 80 infolge des Reststromes der Diodel9. Eine genaue Untersuchung des so aufgebauten Stromkreises lehrt, daß das Potential des Kondensators 26 angenähert das Zeitintegral des Ausgangspotentials des Transistors 24 ist und daß dieses Ausgangspotential 24 von der Schwingungsamplitude des Transistors 1 über das induktive Bindeglied zwischen den Induktivitäten 6 und 12 abhängt. Es wurde bereits geschildert, daß die Schwingungsamplitude des Transistors 1 durch Veränderung der Eingangskapazität 17 gesteuert werden kann, und es wird weiterhin gezeigt werden, daß die Kapazität, die durch die in Reihe liegenden Elemente Kondensator 18 und Diode 19 gebildet wird, parallel zu der Eingangskapazität 17 wirkt, so daß jede Veränderung der Kapazitäten des Kondensators 18 und der Diode 19 ebenfalls die Schwingungsamplitude des Transistors 1 verändert. Der Stromkreis ist so gepolt, daß jede Veränderung des Ausgangspotentials des Transistors 24 infolge einer Veränderung der Schwingungsamplitude des Transistors 1 dann, wenn sie über den aus den Widerständen 25 und 80 und dem Kondensator 26 auf die Diode 19 übertragen wird, die Kapazität der Diode 19 in diejenige Richtung ändert, die der einleitenden Amplitudenänderung entgegenwirkt. Die Gesamtwirkung dieser Einrichtung hängt ab von der Anderungsgeschwindigkeit der Eingangskapazität und von der Zeitkonstanten des RC-Gliedes, bestehend aus dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26. Wenn diese Zeitkonstante Null ist, dann tritt die Gegenschaltung sofort ein, und wenn ohne die Rückkopplung über den Transistor 24 eine bestimmte Veränderung der Eingangskapazitätl7 erforderlich war, um die Schwingungsamplitude des Transistors 1 von Null auf das Maximum zu verändern, so wird jetzt bei vorhandener sofortiger Rückkopplung eine x-mal so große Änderung benötigt, wobei der Faktor x von dem Koeffizienten der Kapazitätsänderung und der Spannung der Diode 19 sowie jeder aperiodischen Dämpfung der Rückkopplungsspannung abhängt, die darin enthalten sein kann. Auf diese Weise ist der Wirkungsbereich des Stromkreises zwischen seinen beiden Sättigungszuständen - entsprechend der Nullschwingung und der Maximumschwingung - gemessen in Stufen der Eingangskapazität um einen Faktor x vergrößert worden. Ist jedoch die durch den Widerstand 25 und den Kondensator 26 bestimmte Zeitkonstante, verglichen mit der Zeit, die für das Auftreten einer Schwankung der Eingangskapazität angesetzt werden muß, sehr groß, so bleibt der Wirkungsbereich des Kreises unverändert, und die Empfindlichkeit, mit der die Ausgangsspannung am Transistor-Kollektor 24 den Änderungen der Eingangskapazität 17 folgt, ist auch nicht größer als in einer Einrichtung ohne Rückkopplung.
  • Die erfindungsgemäße Hinzunahme einer Rückkopplung mit langer Zeitkonstante erlaubt allmähliche Änderungen der Eingangskapazität 17, ohne daß diese eine starke entsprechende Änderung der Schwingungsamplitude auslösen, die ihrerseits den Kreis in die Sättigung oder zumindest in die Nähe der Sättigung treibt und zu einer Nullempfindlichkeit oder einer geringen Empfindlichkeit gegenüber kleinen, jedoch raschen Anderungen der Kapazität führt. Wird der Spannungsabfall des Widerstandes 25 an den Klemmen 27 und 28 abgenommen, so ist diese Ausgangsspannung unter Berücksichtigung der Parameter, die durch die Stromkreis-Konstanten bestimmt sind, in erster Näherung der Änderungsgeschwindigkeit der Eingangskapazität proportional.
  • Der Kondensator 18 bildet mit der Kapazität der Diode 19 ein Potentiometer, das das Schwingungspotential an der Diode 19 begrenzt. Aus diesem Grunde ist der Kondensator 18 so bemessen, daß das Spitzenpotential der Schwingung die angelegte Sperrvorspannung nicht überschreitet und keine Gleichrichtung stattfindet. Der Widerstand 80 isoliert das Schwingungspotential an der Diode 19 gegen den Kondensator 26. Durch eine Vertauschung der Lage der Eingangskapazität 17 und des Kondensators 16 innerhalb des Kreises hat man es in der Hand dafür zu sorgen, daß ein Ansteigen der Eingangskapazität ein Anwachsen der Schwingungsamplitude oder aber eine Verkleinerung derselben zur Folge hat. Der vorliegende Stromkreis ist so aufgebaut, daß ein Anwachsen der Schwingungsamplitude zu einer Erhöhung der Sperrvorspannung an der Diode 19 führt.
  • Nachdem man so an den Klemmen 27 und 28 ein der Änderungsgeschwindigkeit der Eingangskapazität proportionales Signal gewonnen hat, kann man zwei grundsätzlich verschiedene Signalkreise verwenden, und zwar einen, der die Richtung der Änderung der Eingangskapazität anzeigt, und einen anderen, der auf die Abwesenheit oder Anwesenheit von Änderungen oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit anspricht. Der erstgenannte Signalkreis wird zweckmäßig in denjenigen Fällen zur Pegelanzeige oder -steuerung benutzt, in denen dieser Pegel des Mediums ein verhältnismäßig schnelles Ansteigen oder Absinken der Kapazität der Kondensatorsonde verursacht, je nachdem ob sich das Medium der Sonde nähert oder von derselben zurückzieht. Der zweitgenannte Stromkreis dagegen wird in den Fällen als Strömungsanzeiger benutzt, in denen das an der Sonde vorbeiströmende Material eine Struktur hat, die von der Größe der Sonde abweicht und eine Bewegung derselben zu fortgesetzten Kapazitätsänderungen nach beiden Richtungen führen würde, während ein in Ruhe befindliches, die Sonde einschließendes Material oder auch eine Abwesenheit jeglichen Materials keine fortgesetzte Kapazitätsänderung bei der Geschwindigkeit, die für die Betätigung der Signaleinrichtung ausgewählt wurde, hätte.
  • Beispiele für Signalkreise, die im Rahmen der Erfindung benutzt werden können, geben die F i g. 2, 3 und 4.
  • Nach F i g. 2 sind die Transistoren 32 und 37 parallel geschaltet, so daß jederzeit ein stabiler Zustand herrscht, wenn einer der Transistoren leitend ist. Befindet sich der Transistor 32 in der Sperrstellung, so dient der gesamte über die Zuführungsleitung 44 und durch den Widerstand 33 fließende Strom als Basissteuerstrom für den Transistor37, wobei der Stromkreis so gepolt ist und die Werte so bemessen sind, daß dieser Basisstrom den Transistor 37 voll aussteuert, so daß sein Kollektor-Emitter-Potential ein Minimum besitzt. Jede infolge des Kollektor-Emitter-Potentials des Transistors 37 über den Widerstand 34 erfolgende Basis-Aussteuerung des Transistors 32 wird durch die umgekehrte Aussteuerung von der Diode 38 über die Stromkreisklemmen 29 und 30 verschoben, wenn diese durch einen Eingangskreis mit einem ohmschen Leiter 43 und einem Widerstand 31 geschlossen sind. Damit ergibt sich ein stabiler Zustand, wobei sich der Transistor 32 in Sperrstellung befindet und der Transistor 37 leitet, und dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis ein thbersteuerungssignal in Form einer Basissteuerung des Transistors 32 erfolgt. Diese Basissteuerung kann von dem Eingangsstromkreis bezogen werden. Wenn der Transistor 32 beginnt, leitend zu werden, wird der durch den Widerstand 33 fließende Basissteuerstrom des Transistors 37 durch den Transistor 32 und die Diode 38 geteilt. Wenn diese Verringerung des Basissteuerstromes zum Transistor 37 eine Verringerung des Kollektorstromes des Transistors 37 verursacht, wird der weitere Basissteuerstrom des Transistors 32 über den Widerstand 34 geteilt und damit eine Sättigung des Transistors 32 verursacht, der sein Kollektor-Emitter-Potential daraufhin auf einen minimalen Wert einstellt. Dieser minimale Wert des Kollektor-Emitter-Potentials reicht nicht aus, um die Basis des Transistors 37 über den Widerstand 35 und die Diode 36 auszusteuern. Auf diese Weise wird der andere stabile Zustand erreicht, bei dem der Transistor 32 leitet und der Transistor 37 gesperrt ist, obgleich die Eingangsleistung, die diesen Wechsel verursacht hat, nur mittels Transistoren verursacht war. Um zu erreichen, daß der Stromkreis wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, muß von der Eingangsleistung an den Klemmen 29 und 30 her eine vorübergehende Umkehrung der Basissteuerung des Transistors 32, die größer ist als der durch den Widerstand 34 fließende Strom, abgenommen werden. Wenn in den Kollektorkreis des Transistors 37 eine Signaleinrichtung, wie beispielsweise ein Relais 39 mit den Kontakten 40, eingeschaltet wird, dann kann einer der beiden stabilen Zustände an den mit den Kontakten 40 verbundenen Ausgangsklemmen 41 und 42 angezeigt werden.
  • Wenn der Stromkreis gemäß Fig. 1 mit demjenigen der F i g. 2 dadurch gekoppelt wird, daß die Ausgangsklemmen 27 und 28 mit den Eingangsklemmen 29 und 30 gekoppelt werden, so liefern die Ausgangssignale entgegengesetzter Polarität an den Klemmein 27 und 28, die von kleinen, schnellen Änderungen der Eingangskapazität herrühren, die entweder ansteigen oder abfallen kann, die beiden Signale, die notwendig sind, um den Kreis der Fig. 2 aus einem seiner beiden stabilen Zustände heraus in den anderen umzuschalten, und die stets die Richtung der letzten Anderung, die mit einer Geschwindigkeit oberhalb derjenigen Anderungsgeschwindigkeit stattfindet, die für die Betätigung durch Auswahl der Stromkreiswerte ausgewählt wurde, anzeigen.
  • F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Schaltung gemäß Fig.2, wobei der Impuls- bzw.
  • Verriegelungsmechanismus, der den stabilen Zustand herbeiführt, durch zusätzliche Kontakte 45 des Relais 39 gegeben ist. Dem Eingangstransistor 32 folgt eine Stufe, bestehend aus dem Transistor 46 der Diode 47 und den Widerständen 48 und 49 mit den Zuführungsleitungen43 und 44. Wenn der Transistor32 voll leitend ist, ist der Transistor 46 gesperrt, und wenn der Transistor 32 gesperrt ist, ist der Transistor 46 voll leitend. Der Ausgangsstrom des Transistors 46 wird über die Diode 50 und den Widerstand 51 über den an der Zuleitung 43 liegenden Emitter auf den Transistor 37 gegeben. In diesem Falle ist dann, wenn der Transistor 32 gesperrt ist, auch der Transistor 37 gesperrt. Ein kurzzeitliches Signal, das an die Klemmen 29 und 30 gelegt wird und den Transistor 32 in den leitenden Zustand überführt, erregt das Relais 39, so daß dieses seine Kontakte 45 schließt, und dieser Zustand wird durch die Basisaussteuerung des Transistors 32 über den Widerstand 34 aufrechterhalten. Um diesen Zustand des Stromkreises wieder zu beseitigen, ist eine entgegengesetzte Aus steuerung über den Widerstand 31, die größer ist als diejenige des Widerstandes 34, über ein Signal an den Klemmen 29 und 30 erforderlich. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, wenn die Aussteuerung über den Widerstand 34 durch Öffnen der Kontakte 45 unterbrochen wird und wenn die Eingangsleistung an den Klemmen 29 und 30 wieder auf Null zurückgeht. Dieser Stromkreis spricht also auf die Eingangsleistung der beiden Polaritäten, die sich aus dem Anzeigen oder dem Abfallen der Eingangskapazität ergeben, an, wie dies in dem vorher erläuterten Stromkreis gemäß Fig.2 der Fall war.
  • Wenn eine weitere Stufe, also insgesamt vier Stufen, gefordert wird, dann müssen an Stelle der normalerweise offenen Kontakte 45 geschlossene benutzt werden. F i g. 4 zeigt eine Einrichtung, die benutzt werden kann, wenn es darauf ankommt, das Vorhandensein einer Änderung in jeder beliebigen Richtung zu ermitteln. Die Eingangsleistung von den Klemmen 29 und 30 wird über ein überbrücktes T-Filter, das aus den Widerständen 52, 53, 54 sowie den Kondensatoren 55, 56 und 57 besteht, mit Hilfe der Kondensatoren 58 und 60 an den Eingang des Transistors 59 geleitet. Der Transistor 59 ist durch die Widerstände 61, 62 und 63 und den Widerstand 64 für einen Betrieb innerhalb der KlasseA vorgespannt, und der Widerstand 64 wirkt als Kollektorbelastung. Das Filter hat eine geringe Durchlaßbreite, um die hauptsächlich störende Aufnahmefrequenz zurückzuweisen, das ist normalerweise die Hauptfrequenz der Stromzuführung. Andere Signale außerhalb der Bandbreite des Filters werden zu dem Transistor 59 durchgelassen, von diesem verstärkt und weiterhin verstärkt durch den Transistor 65 mit den zugeordneten Widerständen 66 und 67 und einem Kondensator 68. Die Widerstände 69 und 70 dienen zusammen mit dem Kondensator 71 dazu, den Transistor 59 und die späteren Stufen zu entkoppeln. Der Wechselstrom aus dem Transistor 65 wird über den Kondensator 72 zu den demodulierenden Dioden 73 und 74 geleitet, und der sich ergebende, in einer Richtung fließende Ausgangsstrom durch den Widerstand 78 wird durch den Kondensator 79 geglättet. Das gleichgerichtete Signal wird durch den Transistor 75 verstärkt und über die Widerstände 76 und 77 zur Aussteuerung des Ausgangsstufentransistors 37 benutzt. Innerhalb des Kollektorstromkreises des Transistors 37 liegt das Relais 39 mit den Kontakten 40 der Ausgangsklemmen 41 und 42. Die Betätigung dieses Stromkreises bei einer Kombination mit der Schaltung gemäß F i g. 4, die durch eine Verbindung der Kontakte 27 und 28 mit den Kontakten 29 und 30 hergestellt wird, erfolgt in der Weise, daß das Relais 39 so lange erregt bleibt, wie die Eingangskapazität 17 fortgesetzt in einer der beiden Richtungen verändert wird, wobei das Relais 39 abfällt, wenn die Kapazität 17 bei irgendeinem festen Wert stehenbleibt. Wenn also die Einrichtung als Strömungsanzeiger benutzt wird, so deckt der Bereich der allmählichen, auf lange Sicht eintretenden Änderungen der Kapazität 17 einer Sonde, die innerhalb des fließenden Materials angeordnet ist, sowohl den Zustand der völlig freien Sonde als auch denjenigen der völlig in das fließende Material eingetauchten Sonde ab. Wenn das Material zu irgendeinem Zeitpunkt dieses Bereiches stillsteht, fällt das Relais 39 ab, strömt dagegen das Material mit irgendeinem Pegel, wobei die Sonde entweder völlig frei oder völlig eingetaucht ist, so werden die Veränderungen infolge der verschiedenen Teilchengröße in voller Größe durchgelassen, um das Relais 39 im angezogenen Zustand zu halten.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Kapazitäts-Pegelschaltanordnung, bestehend aus einer Elektrode und einem auf Kapazitätsänderungen der Elektrode ansprechenden und dieser zugeordneten Stromkreis, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß in dem Stromkreis der Änderungsgeschwindigkeit der Kapazität der Elektrode proportionale Ausgangssignale erzeu- gende und Anzeige-, Alarm- und/oder Steuerkreise bei Übersteigen eines bestimmten Wertes der Änderungsgeschwindigkeit betätigende Elemente vorgesehen sind.
  2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Kapazitätsänderungen ansprechende Stromkreis einen selbsterregenden Oszillator (6, 9) enthält, dessen Schwingungsamplitude von dem Wert einer oder mehrerer Kapazitäten (17, 18) innerhalb eines der Kapazität der Elektrode und Kapazität einer spannungsabhängigen Kondensatoreinrichtung (19) enthaltenden frequenzvariablen, rückgekoppelten Schwingungskreises (1 bis 6 und 9 bis 20) abhängt, und daß innerhalb des Schwingungskreises eine in einer Richtung wirkende Spannung proportional der Schwingungsamplitude über einen Zeitverzögerungskreis (25, 26) auf die spannungsabhängige Kondensatoreinrichtung so rückgekoppelt ist, daß sie die Wirkung allmählicher Änderungen der Elektrodenkapazität gegen Null reduziert.
  3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabhängige Kondensatoreinrichtung aus einer im nichtleitenden Zustand wirksamen Halbleiterdiode (19) besteht.
  4. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitverzögerungskreis (25, 26) aus einem RC-Glied besteht, und daß parallel zu dem einen Teil (26) dieses Gliedes die verzögerte Rückkopplungsspannung und parallel zu seinem anderen Teil (25) das der Änderungsgeschwindigkeit der Elektrodenkapazität proportionale Ausgangssignal liegt.
  5. 5. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal in einen bistabilen, den Anzeige-, Alarm- oder Steuerkreis betätigenden Stromkreis (F i g. 2) eingeleitet wird, der in Abhängigkeit von der Veränderung des Ausgangssignals jeweils einen seiner stabilen Zustände annimmt.
  6. 6. Schaltanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung als Strömungsanzeiger das Ausgangssignal zu einem Wechselstromverstärker geleitet und das resultierende Signale zur Steuerung eines Relais (39, 40) gleichgerichtet wird derart, daß das Relais nur bei raschen Änderungen der Elektrodenkapazität in einem eine Strömung anzeigenden Zustand ist.
  7. 7. Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal über ein vor dem Wechselstromverstärker (59) liegendes Sperrfilter (52 bis 57) geleitet wird, dessen Sperrbereich bei einer der Hauptfrequenz der Störaufnahme entsprechenden Frequenz liegt.
DEF44118A 1963-10-02 1964-10-02 Kapazitaets-Pegelschaltanordnung Pending DE1284110B (de)

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