DE1290846B

DE1290846B - Level meter with permanent remote display

Info

Publication number: DE1290846B
Application number: DE1967C0041667
Authority: DE
Inventors: Perrin Guy; Moreau Harve
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1966-03-03
Filing date: 1967-03-02
Publication date: 1969-03-13
Also published as: BE694442A; CH472662A; FR1482038A; ES337531A1; GB1131299A; LU53082A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllstandsmesser mit permanenter Femanzeige für eine Flüssigkeit in einem Behälter mit einem in dem Behälter befindlichen Schwimmer, der mit dem einen Ende eines Seiles in Verbindung steht, dessen anderes Ende auf eine mit einem auf die jeweilige Lage des Schwimmers relativ zu der Flüssigkeit in dem Behälter ansprechenden Antriebsmotor verbundene Trommel aufrollbar ist, die mit einer Einrichtung für die Fernanzeige ihrer Drehbewegungen gekuppelt ist. The invention relates to a level meter with permanent Remote display for a liquid in a container with one in the container A swimmer connected to one end of a rope and the other End on one with one on the respective position of the float relative to the liquid in the container responsive drive motor connected drum can be rolled up, the is coupled to a device for the remote display of their rotational movements.

Füllstandsmesser für Flüssigkeiten in Behälter, bei denen ein Folgeorgan an einem Seil aufgehängt ist, dessen anderes Ende auf eine Trommel aufwickelbar ist, die auf der Welle eines Antriebsmotors sitzt, der seinerseits in Abhängigkeit von dem jeweiligen Füllstand in Betrieb setzbar ist, sind bereits in einer Reihe von Ausführungsformen bekannt. Level meter for liquids in containers with a follow-up device is suspended from a rope, the other end of which can be wound onto a drum is, which sits on the shaft of a drive motor, which in turn is dependent from the respective fill level can be put into operation are already in a row of embodiments known.

So ist in der deutschen Patentschrift 697 101 eine solche Vorrichtung beschrieben, bei der am Ende eines Drahtseiles ein Gehäuse befestigt ist, in dem sich zwei Kontakte befinden, die bei Berührung mit einer in einem zu überwachenden Behälter befindlichen leitenden Flüssigkeit wechselweise eine Verkürzung bzw. eine Verlängerung des Seiles über einen eine Aufwickeltrommel für das Drahtseil bewegenden Antriebsmotor steuern. Eine derartige Einrichtung ist jedoch einerseits nur für elektrisch leitende Flüssigkeiten brauchbar, da der Steuerstromkreis für den Antriebsmotor über die Flüssigkeit selbst geschlossen wird, und außerdem besteht die Gefahr einer Fehlsteuerung des Motors und damit einer fehlerhaften Anzeige des Füllstandes durch Flüssigkeitsspritzer, die etwa während des Einfüllens der Flüssigkeit in den zu überwachenden Behälter auftreten und die Kontakte überbrücken können. Such a device is in German patent specification 697 101 described, in which a housing is attached to the end of a wire rope in which there are two contacts that are to be monitored when touching one Containers located conductive liquid alternately a shortening or a Extension of the rope via a winding drum for the wire rope Control the drive motor. Such a device is on the one hand only for Electrically conductive liquids can be used as the control circuit for the drive motor about the liquid itself is closed, and there is also a risk of Malfunction of the motor and thus an incorrect display of the fill level Liquid splashes around while pouring the liquid into the too monitoring container occur and can bridge the contacts.

Diese bekannte Einrichtung arbeitet also einerseits ungenau und ist andererseits nur in einem engen Anwendungsbereich brauchbar.This known device works imprecisely on the one hand and is on the other hand only usable in a narrow area of application.

In ganz ähnlicher Weise aufgebaut sind auch Wasserstandsmesser, die in den Patentschriften 19936 und 21 123 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin beschrieben sind. Auch bei diesen bekannten Einrichtungen hängt am Ende eines über einen Antriebsmotor mehr oder weniger weit von einer Vorratsrolle abwickelbaren elektrisch leitenden Seiles eine Meßelektrode, die beim Berühren des Wasserspiegels ein Signal auslöst. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, daß bei ihnen keine vollständige Steuerbarkeit des Antriebsmotors für die Aufwickelrolle für das Seil durch die Meßelektrode gegeben ist, so daß sich keine stetige Überwachung von Anderungen im Flüssigkeitsstand durchführen läßt, da jeder neue Meßvorgang eigens von außen her eingeleitet werden muß. Die bekannten Vorrichtungen sind also nur für eine stichprobenhafte Kontrolle von Wasserständen geeignet, nicht aber für eine laufende Überwachung von sich etwa im Verlaufe von chemischen Prozessen ändernden Flüssigkeitsständen, und außerdem ist ihre Wirksamkeit wiederum an eine elektrische Leitfähigkeit der zu überwachenden Flüssigkeit gebunden, was ihren Einsatzbereich weiter erheblich einschränkt. Water level meters are also constructed in a very similar way in patents 19936 and 21 123 of the Office for Invention and Patents are described in East Berlin. Also with these known facilities depends on End of a drive motor more or less far from a supply roll Unwindable electrically conductive rope a measuring electrode, which when you touch the Water level triggers a signal. The main disadvantage of these known devices is that they do not have full controllability of the drive motor for the winding roller for the rope is given by the measuring electrode, so that does not allow continuous monitoring of changes in the liquid level to be carried out, since each new measuring process has to be initiated separately from the outside. The known Devices are therefore only for a random check of water levels suitable, but not for ongoing monitoring of yourself during the course of chemical processes changing fluid levels, and also their effectiveness in turn linked to an electrical conductivity of the liquid to be monitored, which further limits their field of application considerably.

Der Erfindung liegt daher, ausgehend von diesem bekannten Stande der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Füllstandsmesser anzugeben, der sich einerseits unabhängig von der Art der in einem Behälter vorhandenen Flüssigkeit einsetzen läßt und andererseits eine laufende Überwachung des Flüssig- keitsstandes ohne einen Eingriff von außen ermöglicht. The invention is therefore based on this known situation the technology, the task of specifying a level meter that on the one hand can be used regardless of the type of liquid present in a container and on the other hand, constant monitoring of the liquid state of ability without an intervention made possible from the outside.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Füllstandsmesser der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Seil zwischen dem Schwimmer und der Trommel über eine Spannrolle geführt ist, die an einem um eine feste Achse schwenkbaren Spannhebel sitzt, der außerdem mit dem beweglichen Kern eines Differentialtransformators gekoppelt ist, der über seine beiden Sekundärspulen die Speisung des Antriebsmotors für die Trommel derart steuert, daß dieser den Schwimmer jeder Änderung des Füllstandes in dem Behälter unter Aufrechterhaltung einer einer bestimmten Seilspannung entsprechenden Eintauchtiefe in die Flüssigkeit folgen läßt. This task is based on a level meter of the initially mentioned type, according to the invention achieved in that the rope between the float and the drum is guided over a tension pulley, which is attached to a fixed axis swiveling clamping lever sits, which also with the movable core of a differential transformer is coupled, which supplies the drive motor via its two secondary coils controls for the drum in such a way that this controls the float every time the level changes in the container while maintaining a certain rope tension corresponding Can follow immersion depth in the liquid.

Der Füllstandsmesser arbeitet dabei in der Weise, daß jede Veränderung des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter eine Verschiebung des beweglichen Kernes des Differentialtransformators in einer Richtung bewirkt, die von der Richtung der Niveauänderung abhängt; der Differentialtransformator sendet bei Verschiebung des Kerns ein Steuersignal an den Antriebsmotor und löst eine Drehung der Trommel in einem solchen Sinn aus, daß der Schwimmer eine Verschiebung in der gleichen Richtung wie die Bewegung des Flüssigkeitsniveaus erfährt. Der Differentialtransformator ist so eingestellt, daß sein Ausgangssignal Null ist, wenn die Spannung in dem Seil, an dem der Schwimmer befestigt ist, einer bestimmten Eintauchtiefe des Schwimmers in die Flüssigkeit entspricht. so daß ganz unabhängig von den Änderungen des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter, der Schwimmer stets bestrebt ist, in eine Lage zu gelangen, die der bestimmten Eintauchtiefe entspricht. The level meter works in such a way that every change of the liquid level in the container causes a displacement of the movable core of the differential transformer in a direction different from the direction of the Level change depends; the differential transformer sends when the Kerns a control signal to the drive motor and triggers a rotation of the drum in such a sense that the float is a shift in the same direction how the movement of the liquid level experiences. The differential transformer is set so that its output signal is zero when the tension in the rope, to which the float is attached, a certain immersion depth of the float corresponds to the liquid. so that it is completely independent of the changes in the liquid level in the container, the swimmer always strives to get into a position that corresponds to the specific immersion depth.

Hinsichtlich der Ausbildung der Fernanzeigeeinrichtung ist der erfindungsgemäße Füllstandsmesser einer ganzen Reihe von Ausgestaltungen zugänglich, deren man sich je nach der angestrebten Meßgenauigkeit bzw. nach dem wirtschaftlich angemessenen Aufwand wahlweise bedienen kann. With regard to the design of the remote display device according to the invention A whole series of configurations accessible to fill level gauges, which one can look at depending on the desired measurement accuracy or the economically reasonable one Effort can serve alternatively.

So ist bei einer ersten Ausführungsform die Fernanzeigeeinrichtung unmittelbar mit der Welle der Trommel für das Aufwickeln des Seiles verbunden und arbeitet auf pneumatische Weise. Such is the remote display device in a first embodiment directly connected to the shaft of the drum for winding the rope and works in a pneumatic way.

Nach einer zweiten Ausführungsform ist die Einrichtung für die Fernanzeige wieder unmittelbar mit der Welle der Trommel für das Aufwickeln des Seiles verbunden, arbeitet jedoch nach einem elektrischen Prinzip. According to a second embodiment, the device is for remote display again directly connected to the shaft of the drum for winding the rope, however, works on an electrical principle.

Gemäß einer dritten Ausführungsform mit besonders hoher Genauigkeit schließlich ist die Fernanzeigeeinrichtung unmittelbar mit dem Antriebsmotor gekoppelt und arbeitet elektronisch. According to a third embodiment with particularly high accuracy finally, the remote display device is directly coupled to the drive motor and works electronically.

Jede dieser drei Fernanzeigeeinrichtungen kann so ausgelegt sein, daß sie entweder eine Anzeige oder eine Registrierung der Umdrehungen der Baugruppe aus Trommel und Motor liefert und auf diese Weise Angaben über die Änderungen des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter. Each of these three remote display devices can be designed to: that they either display or register the revolutions of the assembly from the drum and motor and in this way provides information about the changes in the Liquid levels in the container.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Füllstandsmessers liegt weiter darin, daß er sich zur Überwachung von Flüssigkeitsständen in dicht abgeschlossenen Behältern verwenden läßt, wie sie für die Aufbewahrung und Verarbeitung von radioaktiv verseuchten oder sonst für ihre Umgebung gefährlichen Flüssigkeiten erforderlich und üblich sind. Bei einer solchen Verwendung eines erfindungsgemäßen Füllstandsmessers empfiehlt sich dessen Ausbildung in der Weise, daß durch den Behälter ein gegen dessen Innenraum abgeschlossenes Rohr aus amagnetischem Material hindurchführt und der Schwimmer aus zwei Teilen besteht, nämlich einerseits aus einem das Rohr mit Bewegungsspiel umgebenden eigentlichen Schwiminner der einen Ringinagneten enthält, und andererseits aus einem magnetisierbaren Kern, der innerhalb des Rohres beweglich an dem Seil aufgehängt ist. A particular advantage of the fill level meter according to the invention lies further in that he is used to monitor liquid levels in tightly sealed Containers can be used as they are for the storage and processing of radioactive contaminated or otherwise dangerous liquids for their environment are required and are common. With such a use of a level meter according to the invention recommends its training in such a way that through the container a against its interior a closed tube made of non-magnetic material and the float consists of two parts, namely on the one hand the tube with play surrounding actual swimming interior which contains a ring magnet, and on the other hand from a magnetizable core, which is movable within the tube on the rope is hung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen nunmehr einige mögliche Ausführungsformen für erfindungsgemäße Füllstandsmesser näher beschrieben werden, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. To further explain the invention, a few possible Embodiments for level meters according to the invention are described in more detail, illustrated in the drawing.

In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Füllstandsmessers als Ganzes in Anwendung bei einem dicht abgeschlossenen Flüssigkeitsbehälter, wobei die Einrichtung für die Fernanzeige pneumatisch arbeitet, Fig. 2 eine elektrisch arbeitende Fernanzeigeeinrichtung, die sich an Stelle der pneumatischen Einrichtung in F i g. 1 einsetzen läßt, und F i g. 3 eine elektrische Fernanzeigeeinrichtung. die sich ebenfalls wahlweise bei dem Füllstandsmesser nach F i g. 1 verwenden läßt.In the drawing, F i g. 1 is a schematic representation of a level meter according to the invention as a whole in use with a tightly sealed Liquid container, whereby the device for the remote display works pneumatically, Fig. 2 shows an electrically operated remote display device, which is in place of the pneumatic device in F i g. 1 can be used, and F i g. 3 an electric Remote display device. which can also be found optionally with the level meter F i g. 1 lets use.

Der in F i g. 1. dargestellte Füllstandsmesser dient dazu, jederzeit. d. h. stetig, den Stand einer Flüssigkeit 1 anzuzeigen und zu übertragen, die sich in einem dicht abgeschlossenen Behälter 2 befindet. Durch den Behälter 2 führt von oben nach unten ein Rohr 3 aus rostfreiem, amagnetischem Stahl hindurch, das von einem dichten Flanschverschluß 4 des Behälters 2 ausgeht. The in F i g. 1. The level meter shown is used at any time. d. H. steadily to indicate the level of a liquid 1 and to transfer that itself is located in a tightly sealed container 2. Through the container 2 leads from a tube 3 made of rustproof, non-magnetic steel through the top down, which is of a tight flange 4 of the container 2 goes out.

Der erfindungsgemäße Füllstandsmesser weist ein biegsames Seil 5 aus rostfreiem Stahl auf, dessen eines Ende in das Rohr 3 hineinführt, während sein anderes Ende auf eine Seiltrommel 6 aufgewickelt ist. The fill level meter according to the invention has a flexible rope 5 made of stainless steel, one end of which leads into the tube 3 while being the other end is wound onto a cable drum 6.

An dem ersten Ende des Seils 5 ist ein in dem Rohr 3 heb- und senkbare magnetisierbarer I Kern 7 befestigt.At the first end of the rope 5 is a can be raised and lowered in the tube 3 magnetizable I core 7 attached.

Ein Schwimmer 8, der das Rohr 3 kranzartig und mit geringem Spiel umgibt, enthält einen dem Rohr 3 kollzentrischen Ringmagneten 9 und kann längs der Außenwand des Rohres 3 auf- und abgleiten. Wenn sich der Magnetkern 7 dem Schwimmer 8 nähert, wird er in der Mitte von dem Ringmagneten 9 mit großer Kraft angezogen und folgt sodann dem Schwimmer 8 bei dessen sämtlichen Verschiebebewegungen längs des Rohres 3. Kern 7 und Schwimmer 8 können insoweit als ein einziger einstückiger Schwimmer angesehen werden, der an dem Seil 5 hängt.A float 8, the tube 3 like a ring and with little play surrounds, contains a tube 3 kollzentrischen ring magnet 9 and can along the Outer wall of the tube 3 slide up and down. When the magnetic core 7 is the float 8 approaches, it is attracted in the center by the ring magnet 9 with great force and then follows the float 8 in all of its sliding movements of the tube 3. Core 7 and float 8 can as far as a single one-piece Swimmers are seen hanging on the rope 5.

Solange das Niveau der Flüssigkeit 1 den Schwimmehr 8 noch nicht erreicht, übt das Gewicht von Kern 7 und Schwimmer 8 auf das Seil 5 eine Zugkraft aus, die gleich der Summe der Gewichte des Kernes 7, des Schwimmers 8 und des Magneten 9 ist (die Reibungskräfte werden als geringfügig vernachlässigt). As long as the level of the liquid 1 has not yet reached 8 reached, the weight of the core 7 and the float 8 exerts a tensile force on the rope 5 which is equal to the sum of the weights of the core 7, the float 8 and the magnet 9 (the frictional forces are neglected as slightly).

Wenn die Flüssigkeit 1 steigt und den Schwimmer 8 erreicht, verringert sich die Zugkraft an dem Seil 5 um den archimedischen Auftrieb des Schwimmers 8 in der Flüssigkeit 1; dieser Auftrieb nimmt mit weiterhin steigendem Flüssigkeitsspiegel so lange zu, bis er die Zugkraft vollständig kompensiert, die durch das Gewicht des Kernes 7, des Schwimmers 8 und des Magneten 9 gegeben ist. In diesem Augenblick »schwimmt« der Schwimmer 8, und die Spannung im Seil 5 ist Null. Die Spannung im Seil 5 geht also von dem größten Wert (wenn der Schwimmer 8 außerhalb der Flüssigkeit 1 »hängt«) bei einer Änderung des Niveaus der Flüssigkeit 1, die nur einem Bruchteil der Höhe des Schwimmers 8 entspricht, auf den Wert Null zurück.When the liquid 1 rises and reaches the float 8, it decreases the tensile force on the rope 5 is about the Archimedean buoyancy of the swimmer 8 in the liquid 1; this buoyancy increases as the liquid level continues to rise until it fully compensates for the tensile force caused by the weight of the core 7, the float 8 and the magnet 9 is given. At this moment The float 8 "swims" and the tension in the rope 5 is zero. The tension in the Rope 5 therefore starts from the highest value (when the float 8 is outside the liquid 1 "hangs") when there is a change of the level of the liquid 1, which is only a fraction corresponds to the height of the float 8, back to the value zero.

Das Seil 5 läuft in seinem Abschnitt zwischen der Trommel 6 und dem Behälter 2 über die Rillen von drei Seilrollen 10 und 11 sowie 12. Die Achsen der Seilrollen 10 und 11 sind festgelegt, und die Seilrolle 12 ist mit ihrer Achse an einem Arm eines Hebels 13 befestigt, der seinerseits um die Schwenkachse57 schwenken kann und daher zusammen mit der Seilrolle 12 als Spannhebel wirkt. An dem äußeren Ende 14 des Hebels 13 ist eine Stange 15 aufgehängt, die genau zentriert den beweglichen Kern 16 eines Differentialtransformators 17 trägt, dessen primäre Wicklung mit 18 und dessen beide einander entgegengeschalteten Sekundärwicklungen mit 19 bezeichnet sind. Dieser Transformator gibt unter weiter unten genauer zu schildernden Bedingungen ein Signal bzw. einen Strom über eine Transistorschaltung 22 mit Gleichstromspeisung 23, Spannungsverstärker 24, Gegentaktleistungsverstärker 25 und Ausgangs-Herauftransformator 26 auf die eine Wicklung 20 eines Zweiphasenmotors 21. Die zweite Wicklung 27 des Zweiphasenmotors 21 wird über Leitungen 28 unmittelbar aus einem Wechselstromnetz 29 gespeist. The rope 5 runs in its section between the drum 6 and the Container 2 over the grooves of three pulleys 10 and 11 and 12. The axes of the Pulleys 10 and 11 are fixed, and the pulley 12 is on with its axis attached to an arm of a lever 13, which in turn pivot about the pivot axis57 can and therefore acts together with the pulley 12 as a tension lever. On the outside At the end 14 of the lever 13 a rod 15 is suspended which precisely centers the movable one Core 16 of a differential transformer 17 carries the primary winding with 18 and its two opposing secondary windings are designated by 19 are. This transformer gives under conditions to be described in more detail below a signal or a current through a transistor circuit 22 with direct current supply 23, voltage amplifier 24, push-pull power amplifier 25 and output step-up transformer 26 to one winding 20 of a two-phase motor 21. The second winding 27 of the Two-phase motor 21 is via lines 28 directly from an alternating current network 29 fed.

Der Motor 21 bewirkt über ein Untersetzungsgetriebe 30 die Drehung der Trommel 6 zum Aufwickeln des Seils 5. The motor 21 causes the rotation via a reduction gear 30 the drum 6 for winding the rope 5.

Das Bezugszeichen 31 bezeichnet ein verschiebbares Einstellgewicht auf dem Spannhebel 13 und das Bezugszeichen 32 einen Netztransformator. Numeral 31 denotes a slidable adjustment weight on the tensioning lever 13 and the reference numeral 32 a power transformer.

Die Fernanzeigeeinrichtung, die in der F i g. 1 als pneumatische Einrichtung dargestellt ist, besitzt in diesem Falle ein Leistungsrelais 33, dem Druckluft (beispielsweise unter einem Druck von 1, 4kg/cmS) aus einer Druckluftleitung 34 zugeführt wird und das an einen nachgiebigen Dämpfer 35 und eine Düse 36 angeschlossen ist, deren Abstand von einer schwenkbaren Platte 37 an einem Ende der Platte 37 über eine Feder 36 einstellbar ist. Durch eine elastische Verbindung, die in F i g. 1 als Feder 38 mit anschließendem Seil 39 dargestellt ist, das sich auf eine kleine Trommel 40 aufwickelt, die drehbar mit der Welle 41 der Trommel 6 verbunden ist und sich somit um gleiche Winkel wie diese Trommel dreht. wird die Platte 37 in Abhängigkeit von der Niveauhöhe verstellt. Von dem Leistungsrelais 33 geht eine Ausgangsleitung 42 aus, die entsprechend gesteuerte Luft (Pfeil Fl) in eine in F i g. 1 nicht dargestellte pneumatische Anzeige- oder Registriervorrichtung leitet. The remote display device shown in FIG. 1 as pneumatic Device is shown, has in this case a power relay 33, the Compressed air (for example under a pressure of 1.4kg / cmS) from a compressed air line 34 and connected to a compliant damper 35 and a nozzle 36 whose distance from a pivotable plate 37 at one end of the plate 37 is adjustable via a spring 36. By an elastic connection, which in F i G. 1 is shown as a spring 38 with a subsequent rope 39, which is on a small drum 40, which is rotatably connected to the shaft 41 of the drum 6 and thus rotates at the same angle as this drum. becomes the plate 37 adjusted depending on the level. One goes from the power relay 33 Output line 42 out, the correspondingly controlled air (arrow Fl) in a in F i g. 1 not shown pneumatic display or registration device leads.

Die in F i g. 2 dargestellte elektrische Fernanzeigeeinrichtung kann die oben beschriebene Fernanzeigeeinrichtung in F i g. 1 ersetzen. Diese Einrichtung ist ebenfalls mit der Welle 4 a der Trommel 6 verbunden bzw. gekuppelt. Sie umfaßt im wesentlichen eine über zwei Leitungen 44 mit der Sekundärseite des Netztransformators 32 in F i g. 1 verbundene stabilisierte Speisevorrichtung 43, die elektrisch mit einem Potentiometer 45 verbunden ist (beispielsweise einem Potentiometer für drei Umdrehungen und lineare Widerstandsänderung, das seinerseits mechanisch von der Welle 41 der Trommel 6 betätigt wird). Von der Stabilisierungsvorrichtung 43 und dem Potentiometer 45 gehen Leitungen 46 aus (Pfeil F.,), die mit einem in F i g. 2 nicht dargestellten Millivoltmeter als Anzeige- oder Registriergerät verbunden sind. The in F i g. 2 illustrated electrical remote display device can the remote display device described above in FIG. 1 replace. This facility is also connected or coupled to the shaft 4 a of the drum 6. It includes essentially one via two lines 44 to the secondary side of the mains transformer 32 in FIG. 1 connected stabilized feed device 43, which is electrically connected to a potentiometer 45 is connected (e.g. a potentiometer for three Revolutions and linear change in resistance, which in turn is mechanically dependent on the Shaft 41 of the drum 6 is actuated). From the stabilizing device 43 and the potentiometer 45 leads from lines 46 (arrow F.,), which with a in F i g. 2 millivoltmeter, not shown, connected as a display or recording device are.

Schließlich kann die elektronische Fernanzeigeeinrichtung gemäß Fig.3 ebenfalls die pneumatische Einrichtung nach F i g. 1 oder die elektrische Einrichtung nach F i g. 2 ersetzen. Diese elektronische Fernanzeigeeinrichtung umfaßt eine an den Zweiphasenmotor 21 angeschlossene Torschaltung 48, eine Impulsformerstufe 50, eine Zählstufe 52, einen Verstärker 47, der an eine fotoelektrische Zelle 56 angeschlossen ist, eine weitere Impulsformerstufe 49, eine Subtraktionsstufe 51 und einen schrittweise umschaltbaren Motor 53, dessen Welle 55 den Zeiger vor einem Skalenblatt 54 dreht. Finally, the electronic remote display device according to FIG also the pneumatic Device according to fig. 1 or the electric Device according to fig. Replace 2. This remote electronic display device includes a gate circuit 48 connected to the two-phase motor 21, a pulse shaper stage 50, a counting stage 52, an amplifier 47 which is connected to a photoelectric cell 56 is connected, a further pulse shaper stage 49, a subtraction stage 51 and a stepwise switchable motor 53, the shaft 55 of which the pointer in front of a Dial 54 rotates.

Das Prinzip, nach dem der erfindungsgemäße Füllstandsmesser arbeitet, besteht darin, das automatische Auf- oder Abwickeln des Seiles 5 auf der Trommel 6 derart durchzuführen, daß die Spannung in diesem Seil (Resultierende aus der Summe der Gewichte des Kernes 7, des Schwimmers 8 und des Magneten 9 einerseits und des archimedischen Auftriebs des Schwimmers 8 innerhalb der Flüssigkeit 1 andererseits) selbsttätig einen bestimmten Wert annimmt (der beispielsweise gleich der Hälfte der größten Spannung ist) und dem jeweils die gleiche Eintauchtiefe des Schwimmers 8 in die Flüssigkeit 1 genau entspricht. Auf diese Weise ist die Länge des Seiles 5, die aufgewickelt oder abgewickelt wird, genau gleich der Veränderung des Spiegels der Flüssigkeit 1. Um dies zu erreichen, ist der Differentialtransformator 17 derart eingeregelt, daß das Signal, das er normalerweise in die Wicklung 20 des Zweiphasenmotors 21 schickt, stets dann Null wird, wenn die Zugkraft im Seil 5 gleich dem oben definierten bestimmten mittleren Wert ist. In diesem Falle muß der bewegliche Kern 16 des Transformators 17 sich in seiner mittleren Stellung gegenüber den Spulen 18 und 19 befinden, wenn das Seil 5 die obenerwähnte mittlere Spannung aufweist (Darstellung in F i g. 1). Die hierzu notwendige vorbereitende Einstellung erfolgt mit Hilfe des Schiebegewichts 31 auf dem Spannhebel 13. The principle according to which the level meter according to the invention works, consists in the automatic winding or unwinding of the rope 5 on the drum 6 in such a way that the tension in this rope (resultant of the sum the weights of the core 7, the float 8 and the magnet 9 on the one hand and the Archimedean buoyancy of the float 8 within the liquid 1 on the other hand) automatically assumes a certain value (which, for example, equals half the greatest voltage) and the same depth of immersion of the swimmer in each case 8 corresponds exactly to the liquid 1. This way is the length of the rope 5, which is wound or unwound, exactly equal to the change in the mirror the liquid 1. To achieve this, the differential transformer 17 is such regulated that the signal that he would normally be in the winding 20 of the two-phase motor 21 sends, always becomes zero when the tensile force in the rope 5 is equal to that defined above certain mean value is. In this case, the movable core 16 of the transformer 17 are in its middle position opposite the coils 18 and 19 when the rope 5 has the above-mentioned average tension (illustration in FIG. 1). The preparatory setting required for this is carried out with the help of the sliding weight 31 on the clamping lever 13.

Der erfindungsgemäße Füllstandsmesser arbeitet daher in folgender Weise: Wenn sich der Spiegel der Flüssigkeit 1 in dem Behälter 2 ändert, ändert sich auch die Spannung in dem Seil 5. Die Spannrolle 12 nähert sich der geraden Linie, welche die Mitten der festen Rollen 10 und 11 verbindet, oder entfernt sich von dieser Linie; der Spannhebel 13 schwenkt um seine Achse 57, und sein Ende 14 bewegt den Kern 16 des Differentialtransformators 17 (nach oben oder nach unten, je nach der Veränderung des Flüssigkeitsspiegels). Der Transformator 17, der in der mittleren Stellung seines Kernes 16 (Fig. 1) kein Signal abgibt, erzeugt ein dem Verschiebeweg seines Kernes 16 proportionales Signal, das nach seiner Verstärkung der Wicklung 20 des Motors 21 zugeführt wird, der seinerseits die Trommel 6 dreht (und zwar mit einer Winkelgeschwindigkeit, die von der Größe des Signals, also von der Spannung in dem Seil 5 abhängt), bis das Seil 5 wieder seine anfängliche Spannung (mittlere Spannung) hat. In diesem Augenblick, in dem der Schwimmer 8 seine ursprüngliche Eintauchtiefe wieder angenommen hat und die Seilspannung dem mittleren Seilspannungswert entspricht, wie er oben definiert wurde, befindet sich der Kern 16 des Differentialtransformators 17 wiederum in seiner mittleren Stellung, und es wird kein Signal mehr dem Motor 21 zugeführt, der infolgedessen stehenbleibt. Außerdem nehmen auch der Spannhebel 13 und die Spannrolle 12 ihre ursprünglichen Stellungen wieder ein. The level meter according to the invention therefore operates in the following Way: When the level of the liquid 1 in the container 2 changes, changes the tension in the rope 5 also increases. The tension pulley 12 approaches the straight one Line connecting the centers of the fixed rollers 10 and 11, or goes away from this line; the tensioning lever 13 pivots about its axis 57 and its end 14 moves the core 16 of the differential transformer 17 (up or down, depending on the change in the liquid level). The transformer 17, which is used in the middle position of its core 16 (Fig. 1) emits no signal, generates a the displacement of its core 16 proportional signal that after its amplification the winding 20 of the motor 21, which in turn rotates the drum 6 (with an angular velocity that depends on the size of the signal, i.e. of the tension in the rope 5 depends) until the rope 5 regains its initial tension (medium voltage). At that moment, when the float 8 is at its original Immersion depth has assumed again and the rope tension corresponds to the mean rope tension value corresponds to, as defined above, the core 16 of the differential transformer is located 17 again in its middle position, and there is no longer any signal to the motor 21 supplied, which consequently stops. Also take the cocking lever 13 and the tension roller 12 to their original positions again.

Der Drehsinn der Trommel 6 (Aufwickeln oder Abwickeln des Seiles 5) ist durch die Phasenlage des von dem Differentialtransformator 17 gelieferten Signals bestimmt; wegen der Gegenschaltung der beiden sekundären Wicklungenl9 kehrt sich diese Phase um, wenn der Kern 16 des Transformators 17 sich aus seiner ursprünglichen mittleren Eingangsstellung in die eine bzw. die andere Richtung bewegt, d. h., wenn die Spannung im Seil 5 in der einen oder in der anderen Richtung von ihrem oben definierten Ausgangsmittelwert abweicht. The direction of rotation of the drum 6 (winding or Unwinding the rope 5) is by the phase position of the signal supplied by the differential transformer 17 certainly; because of the opposing connection of the two secondary windings 19 reverses this phase around when the core 16 of the transformer 17 is different from its original middle entry position moved in one or the other direction, d. i.e. if the tension in the rope 5 in one direction or the other from its top the defined initial mean value deviates.

Der Motor 21, dessen beide Wicklungen 20 und 27 elektrisch um 90C gegeneinander winkelversetzt sind, empfängt von dem Transformator 17 ein Signal, das gegenüber der Bezugsphase des Netzes 29, d. h. der Phase in der Motorwicklung27, um 900 vor- oder nacheilt, wodurch die Drehrichtung des Motors 21 bestimmt und damit ein Aufwickeln oder ein Abwickeln des Seiles 5 gegeben ist. The motor 21, its two windings 20 and 27 electrically by 90C are angularly offset from one another, receives a signal from the transformer 17, the opposite of the reference phase of the network 29, d. H. the phase in the motor winding27, leading or lagging by 900, which determines the direction of rotation of the motor 21 and thus a winding or unwinding of the rope 5 is given.

Die Empfindlichkeit und die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Füllstandsmessers nehmen mit der Oberfläche des Schwimmers 8 und mit der Dichte der Flüssigkeit 1 zu, deren Standhöhe erfaßt werden soll. The sensitivity and the accuracy of the level meter according to the invention take with the surface of the float 8 and with the density of the liquid 1 whose stand height is to be recorded.

Es ist klar, daß die Änderung des Auftriebs, die auf den Schwimmer 8 wirkt, und infolgedessen die Änderung der Spannung in dem Seil 5 bei einer gleichen Niveauänderung der Flüssigkeit 1 um so größer ist, je dichter diese Flüssigkeit und je größer die Oberfläche des Schwimmers 8 ist. Beispielsweise liegt die Empfindlichkeit der Feststellung des Niveaus der Flüssigkeit 1 bei einer Flüssigkeit mit Dichte 3,5, einem Rohr 3 von 18 mm äußerem Durchmesser und einem Schwimmer 8 von 80 mm Durchmesser in der Größenordnung von 1 Millimeter.It is clear that the change in buoyancy affected the swimmer 8 acts, and consequently the change in tension in the rope 5 at the same The change in level of the liquid 1 is greater, the denser this liquid and the larger the surface of the float 8 is. For example, the sensitivity lies the determination of the level of the liquid 1 in the case of a liquid with a density 3.5, a tube 3 of 18 mm outer diameter and a float 8 of 80 mm Diameter on the order of 1 millimeter.

Die Empfindlichkeit des Füllstandsmessers hängt auch von der Genauigkeit ab, mit der man die Drehbewegung der Trommel 6 erfassen kann, ferner von der Güte der Fernanzeigeeinrichtung, die entweder ein Anzeigegerät oder ein Registriergerät (pneumatischer, elektrischer, elektronischer Wirkungsweise od. dgl.) betätigt. The sensitivity of the level meter also depends on its accuracy from, with which one can detect the rotational movement of the drum 6, also on the quality the remote display device, which is either a display device or a recorder (pneumatic, electrical, electronic mode of operation or the like) operated.

Im Fall einer Fernanzeigeeinrichtung der pneumatischen Bauart (F i g. 1) kann die Genauigkeit des Signals durch die gesteuerte Luft (42) bei Meßbereichen, die oberhalb 50 cm liegen, ungefähr 0, 5°/o sein. In the case of a remote display device of the pneumatic type (F i g. 1) the accuracy of the signal through the controlled air (42) for measuring ranges, which are above 50 cm, be about 0.5%.

Bei den gleichen Meßbereichen erhält man mit der elektrischen Fernanzeigeeinrichtung (F i g. 2) eine Genauigkeit von 0,3 bis 0,4o. The same measuring ranges are obtained with the electrical remote display device (Fig. 2) an accuracy of 0.3 to 0.4o.

Die Genauigkeit bei der elektronischen Fernanzeigeeinrichtung (F i g. 3) schließlich kann einen Wert von 0,20/0 erreichen. The accuracy of the electronic remote display device (F. i g. 3) Finally, it can reach a value of 0.20 / 0.

Der erfindungsgemäße Füllstandsmesser hat zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften: Kleine Abmessungen, Fernanzeige, eine Ansprechzeit kleiner als 1 Sekunde bei Niveauänderungsgeschwindigkeiten von weniger als 4 cm pro Sekunde und die Möglichkeit, unterschiedliche Arten von Fernanzeigeeinrichtungen zu verwenden. The level meter according to the invention has numerous advantageous ones Features: Small size, remote display, a response time less than 1 Second at rate of change of level of less than 4 cm per second and the ability to use different types of remote display devices.

Der erfindungsgemäße Füllstandsmesser wurde in der obigen Beschreibung unter der Voraussetzung erläutert, daß er für einen dicht abgeschlossenen Flüssigkeitsbehälter verwendet wird. Er ist jedoch auch bei einem Behälter verwendbar, dessen Innenraum mit der freien Luft in Verbindung steht, sein Aufbau wird dann wesentlich einfacher (Fortfallen des Rohres 3 und Ersatz von Kern 7, Dauermagnet 9 und Schwimmer 8 durch einen einzigen Schwimmer, der an dem Seil 5 hängt). The level meter according to the invention has been described in the above description provided that it is for a tightly sealed liquid container is used. However, it can also be used with a container whose interior is in contact with the open air, its structure is then much easier (Elimination of the tube 3 and replacement of core 7, permanent magnet 9 and float 8 by a single float hanging on the rope 5).

Claims

Claims: 1. Level meter with permanent remote display for a liquid in a container with a float in the container, which is connected to one end of a rope, the other end to one with one on the respective position of the float relative to the liquid in the container responsive drive motor connected drum can be rolled up, the is coupled to a device for remote display of their rotational movements, thereby characterized in that the rope (5) between the float (8) and the drum (6) is guided over a tensioning roller (12) which can be pivoted on one about a fixed axis (57) Tensioning lever (13) sits, which also with the movable core (16) of a differential transformer (17) is coupled, which supplies the drive motor via its two secondary coils (19) (21) for the drum (6) controls so that it controls the float (8) every change the level in the container (2) while maintaining a certain Rope tension can follow corresponding immersion depth in the liquid (1).

2. Level meter according to claim 1, characterized marked that the Remote display device (33 to 40) directly connected to the shaft (41) of the drum (6) is connected and works pneumatically.

3. Level meter according to claim 1, characterized in that the remote display device (43 to 46) directly to the shaft (41) of the drum (6) is connected and works electrically.

4. level meter according to claim 1, characterized in that the remote display device (46 to 56) is coupled directly to the drive motor (21) is and works electronically.

5. Level meter according to one of claims 1 to 4 in use in a tightly sealed container, characterized in that by the Container (2) a tube (3) made of non-magnetic and closed off from its interior Material passed through and the float consists of two parts, namely on the one hand from an actual float (8) surrounding the tube (3) with play, which contains a ring magnet (9), and on the other hand of a magnetizable Core (7) which is movably suspended from the rope (5) inside the tube (3).