DE1623971B2 - Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung - Google Patents
Ultraschall-FüllstandsmeßanordnungInfo
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Description
<5 Uitraschall-Füllstandsmeßanordnung nach
einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (11; 17) ein
Ta7t8Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach
einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (14, 15) einen
zweiten Schallwandler (14) enthält, der m.t festem Schallweg (L0) in einem Medium angeordnet ist,
das die gleichen Übertragungskenngrößen wie das Medium hat, in welchem sich der erste Schallwandler
(1) befindet, und der m,t einer zweiten Kippschwingungsschaltung (15) in einem geschlossenen
Kippschwingungskreis hegt.
8 Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den
Auseane der zweiten Kippschwingungsschaltung iisf ein Folgefrequenzteiler (16) oder ein Folgefrequenzvervielfacher
(20) angeschlossen ist. ' 9 Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach
Ansnruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der beiden Kippschwingungsschaltungen
(7, 15) eine Vereinigungsschahung
(21) für die beiden Impulsfolgen angeschlossen ist die über ein Fernübertragungskabel mn einer
am Ort der Auswertungs- und Anzeigeschaltung (9 10 13· 9,18,19) befindlichen Trennschaltung
(22) für die beiden Impulsfolgen verbunden ist. 10 Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch pekennzeichnet, daß jede Kippschw.ngungsschaltune
(7) eine Verstärker- und ImpuisLormerschaltune (2) enthält, deren Eingang und Ausgang mit
dem Schallwandler (1) verbunden ist, sowie einen Impulsgenerator (3) mit sehr niedriger Folgefreauenz
dessen Ausgang zur Anregung der Kippschwingungen mit dem Eingang der Verstärkerund
Impulsfonnerschaltung (2) verbunden ist, unc daß in der Verbindung zwischen dem Schallwand
l»r (D und dem Eingang der Verstärker- unc Impulsformerschaltung (2) eine normalerweisi
offene Torschaltung (4) liegt, die durch die Aus gangsimpulse des Impulsgenerators (3) gespen
wird.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschal Füllstandsmeßanordnung für die Messung des Fül
Standes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dei
Echolotprinzip, mit einem im Abstand von dem Flüi sigkeitsspiegel angeordneten Schallwandler, welch«
Schallwellen aussendet, die nach Reflexion an dei Flüssigkeitsspiegel zu ihrem Ausgangspunkt zurücl
kehren, wobei die Laufzeit der Schallwellen als Mi für den zu messenden Füllstand verwendet wird, ur
mit einer Auswertup.gs- und Anzeigeschaltung, welche auf Grund der Erregungs- und Au.igangssignale
des Schalhvandlers Anzeigesignale für die direkte Anzeige des Füllstandes formt.
Bei den beispielsweise aus der US-PS 27 75 748 bekannten Füllstandsmeßanordnungen dieser Art
wird der Schallwandler durch die von einem Impulsgenerator mii konstanter Folgefrequenz erzeugte Impulsfolge
erregt, wobei die Periode der Erregungsimpulse größer als die größte vorkommende Laufzeit
der Schallimpulse in der Flüssigkeit sein muß. Der zu messende Füllstand wird dabei auf Grund des
Zeitintervalls ermittelt, das zwischen der Aussendung eines Schallimpulses und des daraufhin nach Reflexion
am Flüssigkeitsspiegel empfangenen Echoimpulses verstreicht. Die Anzeige des Füllstandes erfolgt
beispieisweise dadurch, daß in einem Impulszähler Taktimpulse gezählt werden, die von einem
Taktgeber mit verhältnismäßig hoher konstanter Frequenz in dem Zeitintervall zwischen Sendung und
Empfang des Schallimpulses abgegeben werden. Zu diesem Zweck werden Torschaltungen, über welche
die Taktimpulse übertragen werden oder welche den Taktgeber freigeben und stillsetzen, durch die Sendeimpulse
geöffnet und durch die Empfangsimpulse geschlossen. Da die Empfangsimpulse wesentlich
schwächer als die Sendeimpulse sind und gewöhnlich auch sehr verzerrt sind, müssen sie zunächst verstärkt
und regeneriert werden. Dies erfordert einen beträchtlichen Schaltungsaufwand. Ferner gehen die hierbei
auftretenden Verzögerungen in die Zeitmessung ein, so daß sie insbesondere bei kurzen Laufzeiten Meßfehler
verursachen können. Schließlich ist die genaue Bestimmung des Empfangszeitpunktes bei stark verschliffenen
Echoimpulsen oft schwierig.
Bei allen nach dem Echolotprinzip arbeitenden Füllstandsmeßanordnungen besteht das Problem, daß
die Schallgeschwindigkeit in dem zu messenden Füllgut in die Messung eingeht. Bei jeder Änderung der
Schallgeschwindigkeit, insbesondere bei jedem Wechsel des Füllguts, muß deshalb die Meßanordnung neu
geeicht werden. Es wäre erwünscht, daß diese Eichung automatisch erfolgt, doch ist dies bei den bekannten
Füllstandsmeßanordnungen nur mit beträchtlichem Aufwand möglich.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung der eingangs
angegebenen Art, die bei einfachem Aufbau eine präzise Messung gewährleistet.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schallwandler mit einer Kippschwingungsschallung
derart in einem geschlossenen Kippschwingungskreis liegt, daß eine periodische Impulsfolge
erzeugt wird, deren Periode der Laufzeit der Schallwellen proportional ist, daß der Ausgang der
Kippschvvingungsschaltung mit dem einen Eingang einer Torschaltung verbunden ist, daß der andere
Eingang der Torschaltung an den Ausgang eines Impulsgenerators angeschlossen ist, der eine Impulsfolge
mit einer festen Folgeperiode liefert, und daß die Auswerlungs- und Anzeigeschaltung an den Ausgang
der Torschaltung angeschlossen ist.
Bei der Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach der Erfindung nehmen die von der Kippschwingungsschaltung
zum Schallwandler gelieferten Erregungsimpulse automatisch eine Folgeperiode an, die von
der Laufzeil der Schallwellen abhängt und somit dom
Füllstand proportional ist. Für die Anslcucrung der
nachgeschalteten Torschaltung werden nur diese Erregungsimpulse verwendet, so daß die Form der
Echoimpulse ohne Einfluß auf das Meßergebnis ist. Ferner entfallen weitgehend die für die Verarbeitung
der Echoimpulse erforderlichen Schaltungen und die dadurch verursachten Fehlerquellen.
Bei einer Ausgestaltungsform der Erfindung wird auf einfache Weise eine analoge Anzeige des Meßergebnisses
dadurch erhalten, daß die Torschaltung
ίο als bistabile Schaltung mit einem Öffnungseingang
und einem Sper.reingang ausgebildet ist, daß der Ausgang der Kippschwingungsschaltung mit dem Signaleingang
der Torschaltung verbunden ist, daß der Impulsgenerator mit dem Öffnungseingang der Torschahung
verbunden ist, und Impulse mit einer Folgefrequenz liefert, die kleiner als jede vorkommende
Folgefrequenz der Impulsfolge der Kippschwingungsschaltung ist, daß an den Ausgang der Torschaltung
eine bistabile Kippschaltung so angeschlossen ist, daß sie durch den ersten ihr zugeführten Impuls in den
Arbeitszustand und durch den nächsten Impuls in den Ruhezustand zurückgestellt wird und daß ein
Ausgang der bistabilen Kippschaltung mit dem Sperrcingang
der Torschaltung derart verbunden ist, daß
2: die Torschaltung bei der Rückstellung der bistabilen
Kippschaltung gesperrt wird.
Vorzugsweise ist in diesem Fall an den Ausgang der bistabilen Kippschaltung ein den Mittelwert an
zeigendes Analogineßgerät angeschlossen.
Bei einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung wird eine digitale Anzeige des Meßergebnisses
dadurch erhalten, daß die Torschaltung als bistabile Schaltung mit einem Steuereingang derart ausgebildet
ist, daß sie durch die dem Steuereingang zugeführten Impulse abwechselnd geöffnet und gesperrt wird, daß
der Ausgang der Kippschwingungsschaltung mit dem Steuereingang der Torschaltung verbunden ist, daß
der Impulsgenerator mit dem Signaleingang der Torschaltung verbunden ist und Impulse mit einer Folgefrequenz
liefert, die groß gegen jede vorkommende Folgefrequenz der Impulsfolge der Kippschwingungsschal'ung
ist, und daß an den Ausgang der Torschaltung (9) ein Impulszähler (19) angeschlossen ist.
In beiden Fällen kann eine automatische Eichung der Meßanordnung zur Anpassung an wechselnde Schallausbreitungsbedingungen, insbesondere an unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, dadurch erreicht werden, daß der Impulsgenerator einen zweiten Schallwandler enthält, der mit festem Schallweg in einem Medium angeordnet ist, das die gleichen t'bcrtragungskenngrößen wie das Medium hat. in welchem sich der erste Schalhvandler befindet, und der mit einer zweiten Kippschwingungsschallung in einem geschlossenen Kippschwingungskreis liegt.
In beiden Fällen kann eine automatische Eichung der Meßanordnung zur Anpassung an wechselnde Schallausbreitungsbedingungen, insbesondere an unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, dadurch erreicht werden, daß der Impulsgenerator einen zweiten Schallwandler enthält, der mit festem Schallweg in einem Medium angeordnet ist, das die gleichen t'bcrtragungskenngrößen wie das Medium hat. in welchem sich der erste Schalhvandler befindet, und der mit einer zweiten Kippschwingungsschallung in einem geschlossenen Kippschwingungskreis liegt.
Damit stets ein sicheres Einsetzen der Kippschwingungen gewährleistet ist, ist die Ultraschall-Fülli^ndsmeßanordnung
vorzugsweise so ausgebildet, daß jede Kippschwingungsschaltung eine Verstärker- und Impulsformerschaltung enthält, deren Eingang
und Ausgang mit dem Schallwandler verbunden ist, sowie einen Impulsgenerator mit sehr niedriger Folgefrequenz,
dessen Ausgang zur Anregung der Kippschwingungen mit dem Eingang der Verstärker- und
Impulsformerschaltung verbunden ist, und daß in der Verbindung zwischen dem Schallwandler und dem
!■'"neu":1 (Ji.r Verstärker- und Impulsformerschaltung
ν-.·.χ normalerweise offene Torschaltung liegt, die
durch die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators ge- ausgeführt sein, daß er alle 2 Sekunden einen Impuls
sperrt wird. abgibt. Er kann also, falls gewünscht, ein elektro-
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der mechanischer Impulserzeuger sein.
Zeichnung beispielshalber erläutert. Dann zeigt F i g. 3 zeigt wieder den Ausgange der Kippschwin-
F i g. 1 das Schema des Meß- und Kippschwin- 5 gungsschaltung 7, an dem die Impulse mit der Folge-
gungskreises der erfindungsgemäßen Anordnung, periode t erscheinen. Dieser Ausgang ist mit dem
F i g. 2 Diagramme zur Erläuterung der Schaltung Signaleingang einer Torschaltung 9 verbunden, deren
von F i g. 3, Öffnungszeiten P und Sperrzeiten B, die im Dia-
Fig. 3 das Blockschaltbild einer Ausführungsfotm gramm D von Fig. 2 dargestellt sind, folgenderfür
die Analogverarbeitung der Information in ein- io maßen bestimmt werden: Ein Taktgeber 11 gibt Imfacher
Form, pulse mit einer Folgeperiode T (Diagramm B von
F i g. 4 eine teilweise Abänderung der Anordnung F i g. 2) ab, die größer als die größte vorkommende
von F i g. 3 für eine automatische Eichung, Folgeperiode der vom Ausgang 8 stammenden Im-
F i g. 5 eine andere teilweise Abänderung der An- pulse ist. Jeder vom Taktgeber 11 kommende Impuls
Ordnung von F i g. 3 und 4, 15 öffnet die Torschaltung 9, die beispielsweise eine
F i g. 6 eine Ausführungsform für die quantisierte. Übertragungsstufe enthält, die durch den Zustand
Verarbeitung der Information in einfacher Form, einer bistabilen Kippschaltung gesteuert wird, welch;;
F i g. 7 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungs- durch einen Impuls des Taktgebers 11 in den Arbeitsweise
der Anordnung von F i g. 6 und zustand gebracht wird und dann die Übertragungs-
F i g. 8 die Ausführungsform von Fig. 6 mit einer 20 stufe öffnet, der die Impulse vom Ausgang 8 zuge-
zusätzlichen automatischen Eichung. führt werden. Der erste Impuls, der dann nach dem
Fig. 1 zeigt einen Schallwandler 1, der in einem öffnen der Torschaltung 9 vom Ausgang 8 abgege-
Behälter 6 unterhalb des Spiegels einer im Behälter ben wird, bringt eine bistabile Eccles-Jordan-Kipp-
befindlichen Flüssigkeit angeordnet ist. Er ist mit schaltung 10 in den Arbeitszustand, und der zweite
einer Kippschwingungsschaltung 7 verbunden, die 25 Impuls bringt diese Kippschaltung 10 in den Ruhe-
eine Verstärker-, Impulsformer- und Verzögerungs- zustand, wobei dann über die Rückverbindung 12
schaltung 2 enthält, die so ausgeführt ist, daß sie die in der Torschaltung 9 enthaltene Kippschaltung i:;i
eine gewisse Verstärkung bei der Regeneration der den Ruhezustand zurückgebracht wird, wodurch die
Impulse bewirkt, die ihr vom Schallwandler 1 züge- Torschaltung 9 wieder geschlossen wird, wie aus dem
führt werden, und die diese Impulse nach einer kon- 30 Diagramm C von Fig. 2 zu erkennen ist. Die von
stanten inneren Verzögerung der Kippschwingungs- der Kippschaltung 10 abgegebenen rechteckigen
schaltung dem Schallwandler 1 wieder zuführt. Der Stromimpulse der Dauer t haben den Mittelwert
in sich geschlossene Kippschwingungskreis enthält
also den Schallwandler 1, die Flüssigkeit in dem Be- im = K ■ (t/T) = K · (IL/cT). (2)
halter 6 und die Verstärker-, Impulsformer- und Ver- 35
zögerungsschaltung 2. Man erhält somit am Aus- Ein Anzeigegerät 13, beispielsweise ein Drehspuigang
8 der Kippschwingungsschaltung 7 eine Folge galvanometer mit mechanischer oder elektrischer Invon
periodischen Impulsen, wie sie in dem Dia- tegration, ermöglicht dann die Anzeige des Ausgangsgramm/l
von Fig. 2 dargestellt sind. Dabei hängt Stroms im, dessen Wert der Strecke L proportional ist.
die Folgeperiode t dieser Impulse von der Strecke L 40 Zur Berücksichtigung des Wertes der Schallgeab,
welche von dem Ultraschallimpuls oder kurzen schwindigkeit c in der Flüssigkeit kann man entweder
Wellenzug von dem Schallwandler 1 bis zu dem Flüs- die Periode T oder die Amplitude des Rechteckimpulsigkeitsspiegel
im Behälter 6 und zurück zu dem scs mit der Dauer t entsprechend bemessen oder auch
Schallwandler 1 zurückgelegt wird, und zwar ist sie den Wert des Koeffizienten K verändern (beispielsdieser
Strecke proportional. In einer bei Impulssen- 45 weise durch Einstellung eines Potentiometers am
dem und -empfängern aller Art üblichen Weise sind Ausgang der Kippschaltung 10). Ungeachtet des oder
natürlich die in der Kippschwingungsschaltung 7 ent- der so eingestellten Faktoren ist jedoch unmittelbar
haltenen Schaltungen so ausgeführt, daß eine Selbst- zu erkennen, daß das System bei jeder Änderung dei
synchronisierung verhindert wird, beispielsweise da- Schallgeschwindigkeit, also insbesondere bei jedem
durch, daß der Eingangskreis der Schaltung 2 wäh- 50 Wechsel des Schallausbreirungsmediums vor jedem
rend der Wiederaussendung für eine bestimmte Zeit Füllstandsmeßzyklus geeicht werden muß.
blockiert wird (Rückwirkung vom Ausgang zur Sper- Zur Vermeidung dieser Einschränkung und zur Errang
des Eingangs). zielung einer automatischen Eichung kann dann se Zum Anstoßen der Kippschwingungen enthält die vorgegangen werden, wie in dem Teilschaltbild vor
Kippschwingungsschaltung7 einen Impulsgenerator3, 55 Fig. 4 dargestellt ist. Ein zweiter Schallwandler 14
um zu verhindern, daß sich in dem Kippschwingungs- der dem Schallwandler 1 gleich oder zumindes
kreis durch irgendeine ursprüngliche Störung eine analog ist, ist mit einer Kippschwingungsschaltung If
oder mehrere andere Impulsarten ausbilden, die sich verbunden, die der Kippschwingungsschaltung 7 gleicl
in störender Weise der gewünschten ersten Impulsart ist. Der Schallwandler 14 ist in die gleiche Flüssigkei
überlagern, liegt im Rückkopplungskreis zwischen 60 wie der Schallwandler 1 eingebracht, und er arbeite
dem Schallwandler 1 und der Schaltung 2 eine Tor- mit einer festen Schallstrecke L0. Das Ausgangssigna
schaltung 4, die jedesmal dann blockiert wird, wenn der Kippschwingungsschaltung 15 wird einem Folge
der Impulsgenerator 3 einen Impuls zur Erregung frequenzteiler 16 zugeführt. Die Ausgangsimpulse de
der Schaltung 2 abgibt. Die Ausgänge des Impuls- Folgefrequenzteilers 16 werden an Stelle der Impulse
generators 3 und der Torschaltung 4 sind am Punkt 5 65 die bei der Anordnung von F i g. 3 vom Taktgeber 1
zur Ansteuerung der Schaltung 2 zusammengeführt. kommen, dem Öffnungseingang der Torschaltung !
Der Impulsgenerator 3 braucht nicht mit großer zugeführt. Der Rest der Anordnung ist in der gleichei
Folgefrequenz zu arbeiten. Er kann beispielsweise so Weise wie in F i g. 3 ausgeführt.
Wenn der Folgefrequenzteiler 16 das Teilerverhältnis
π hat, haben seine Ausgangsimpulse die Folgeperiode T
T 2LJ (3)
und die von der Kippschaltung 10 abgegebenen rechteckigen Stromimpulse haben den Mittelwert
im = K- (2L/c) ■ (l/n) · (c/2L0) = (Kin) ■ (L1 1L0)
(4)
der unabhängig von der Schallgeschwindigkeit c ist.
Bei dieser Anordnung muß, ebenso wie bei derjenigen von F i g. 3, die Periode T stets größer als das
doppelte maximale Zeitintervall / zwischen zwei am Ausgang 8 der Kippschwingungsschaltung 7 erhaltenen
Impulsen sein. Die Skala des Anzeigegeräts wird im Fall von F i g. 4 durch Einstellung des Koeffizienten
K mit Hilfe einer Potentiometerschaltung am Ausgang der bistabilen Kippschaltung 10 einreguliert,
wie für die Anordnung von F i g. 3 bereits angegeben wurde.
Es ist hier zu bemerken, daß selbst im Fall einer automatischen Eichung die Informationsverarbeitung
erforderlichenfalls auch über eine größere Entfernung erfolgen kann, wie als Beispiel in dem Schaltbild von
F i g. 5 angedeutet ist. In diesem Fall bewirkt eine Vereinigungsschaltung 21 die gleichzeitige Übertragung
der die Information enthaltenden Ausgangsimpulse der Kippschwingungsschaltung 7 und der von
der automatischen Eichanordnung 14, 15 stammenden Impulse über ein Kabelpaar zu einer entfernt
angeordneten Trennschaltung 22, welche die beiden Impulsfolgen wieder voneinander trennt und getrennten
Eingängen der Torschaltung 9 zuführt. Eine Gleichspannungsquelle 23 ermöglicht die Übertragung
der für die Kippschwingungsschaitungen und die übrigen Schaltungen an der Meßstelle erforderlichen
Gleichspannungsversorgung über das Kabel. Die Verteilung dieser Gleichspannung ist zur Vereinfachung
der Zeichnung nicht dargestellt.
Die Abänderung der Schaltungen von F i g. 3 und 4 für die Anzeige des Meßergebnisses in quantisierter
Form ist in F i g. 6 bis 8 dargestellt. Es genügt, den Taktgeber 11 von F i g. 3 durch einen Taktgeber 17
zu ersetzen, dessen Impulse eine Folgeperiode T haben, die merklich kleiner als (die dem kleinsten
Füllstand entsprechende) kleinste Folgeperiode / der am Ausgang 8 erhaltenen Informationsimpulse ist,
und die Aufgaben der beiden Impulsfolgen für die Steuerung der Torschaltung 9 zu vertauschen. In diesem
Fall werden also die vom Taktgeber 17 stammenden Impulse der Übertragungsstufe der Torschaltung
9 zugeführt, und die vom Ausgang 8 abgegebenen Impulse steuern eine in der Torschaltung 9 enthaltene
Kippschaltung so, daß die Übertragungsstufe während jeder zweiten Periode / geöffnet wird, was
unmittelbar erhalten wird, wenn zu diesem Zweck eine Eccles-Jordan-Kippschaltung verwendet wird.
Der Ausgang der Torschaltung 9 steuert einen Impulszähler 18, der periodisch abgelesen wird, damit in
einer Decodierschaltung 19, deren Aufbau an sich
to bekannt ist, eine numerische Anzeige erfolgt. Der Impulszähler 18 wird beispielsweise dann abgelesen,
wenn jeder zweite Impuls vom Ausgang 8 die Kippschaltung der Torschaltung 9 in den Zustand gebracht
hat, in welcher ihre Übertragungsstufe gesperrt ist.
Zu diesem Zweck genügt es, eine nicht dargestellte Verbindung von dieser Kippschaltung zu dem Zähler
18 zu legen, der im übrigen in gleichfalls an sich bekannter Weise bei jedem Ablesen auf Null zurückgestellt
wird. Die numerische Anzeige in der Anord-
ao rmng 19 kann eine Lichtanzeige sein und/oder ein
Druckwerk enthalten.
Bei der Schaltung von F i g. 6, deren hauptsächliche Signale in F i g. 7 dargestellt sind, kann die Eichung
durch Einstellung des Wertes der Periode T des Takt-
»5 gebers 17 erfolgen.
Bei der Schaltung von F i g. 8 wird eine automatische
Eichung dadurch erhalten, daß eine Bezugsanordnung mit einem Schallwandler 14 und einer Kippschwingungsschaltung
15 vorgesehen wird, wie bereits für den Fall von F i g. 4 erläutert worden ist. Auf die
Kippschwingungsschaltung 15 folgt, falls erforderlich, ein Impulsfrequenzvervielfacher 20 mit dem Multiplikationsfaktor
«. Die Periode T hängt dann von der Schallgeschwindigkeit c in der Flüssigkeit ab.
Bei der Anordnung von F i g. 6 ist die periodisch in der Anordnung 19 angezeigte Zahl N offensichtlich
N = (t/T) = (2L)/(c-T).
Dagegen ist im System von F i g. 8 diese Zahl N N = (2Lic) ■ (n ■ c/2L0) = η ■ (LfL0) (6)
also abhängig von c. Die Eichung des Geräts erfolgt beim Beginn durch die Wahl des Multiplikationsfaktors n,
T = (l/n) -(2L0Zc). (7)
Da die Zahl η eine ganze Zahl ist, muß man offen-Sü
sichtlich den Wert der festen Strecke L0 so wählen, daß in allen Fällen der kleinste Wert von t ein ganzzahliges
Vielfaches von Γ ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung für die Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in
einem Behälter nach dem Echolotprinzip, mit einem im Abstand von dem Flüssigkeitsspiegel
angeordneten Schallwandler, welcher Schallwellen aussendet, die nach Reflexion an dem Flüssigkeitsspiegel
zu ihrem Ausgangspunkt zurückkehren, wobei die Laufzeit der Schallwellen als Maß
für den zu messenden Füllstand verwendet wird, und mit einer Auswertungs- und Anzeigeschaltung,
welche auf Grund der Erregung- und Ausgangssignale des Schallwandlers Anzeigesignale
für die direkte Anzeige des Füllstandes formt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallwandler (1) mit einer Kippschwingungsschaltung
(7) derart in einem geschlossenen Kippschwingungskreis liegt, daß eine periodische Impulsfolge
erzeugt wird, deren Periode (i) der Laufzeit der Schallwellen proportional ist, daß der
Ausgang (8) der Kippschwingungsschaltung (7) mit dem einen Eingang einer Torschaltung (5)
verbunden ist, daß der andere Eingang der Torschaltung (5) an den Ausgang eines Impulsgenerators
(11; 14, 15; 17; 14, 19, 20) angeschlossen ist, der eine Impulsfolge mit einer festen Folgeperiode
liefert, und daß die Auswertungs- und Anzeigeschaltung (10, 13; 18, 19) an den Ausgang
der Torschaltung (9) angeschlossen ist.
2. Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Torschaltung (9) als bistabile Schaltung mit einem Öffnungseingang und einem Sperreingang ausgebildet
ist, daß der Ausgang (8) der Kippschwingungsschaltung (7) mit dem Signaleingang der
Torschaltung (9) verbunden ist, daß der Impulsgenerator (11) mit dem Öffnungseingang der Torschaltung
(9) verbunden ist und Impulse mit einer Folgefrequenz liefert, die kleiner als jede vorkommende
Folgefrequenz der Impulsfolge der Kippschwingungsschaltung (7) ist, daß an den Ausgang
der Torschaltung (9) eine bistabile Kippschaltung (10) so angeschlossen ist, daß sie durch den ersten
ihr zugeführten Impuls in den Arbeitszustand und durch den nächsten Impuls in den Ruhezustand
zurückgestellt wird und daß ein Ausgang der bistabilen Kippschaltung (10) mit dem Sperreingang
der Torschaltung (9) derart verbunden ist, daß die Torschaltung (9) bei der Rückstellung
der bistabilen Kippschaltung (10) gesperrt wird.
3. Ultraschall-Füllstandomeßanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den
Ausgang der bistabilen Kippschaltung (10) ein den Mittelwert anzeigendes Analogmeßgerät angeschlossen
ist.
4. Ultraschall-Füllstandsmeßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Torschaltung (9) als bistabile Schaltung mit einem Steuereingang derart ausgebildet ist, daß sie durch
die dem Steuereingang zugeführten Impulse abwechselnd geöffnet und gesperrt wird, daß der
Ausgang (8) der Kippschwingungsschaltung (7) mit dem Steuereingang der Torschaltung (9) verbunden
ist, daß der Impulsgenerator (17) mit dem Signaleingang der Torschaltung (9) verbunden ist
d Imoulse mit einer Folgefrequenz liefert, die
proß aeeen jede vorkommende Folgefrequenz der
Tmnnk'olee der Kippschwingungsschaltung ist,
uÄ aen den Ausgang der Torschaltung (9)
S Impulszähler (19) angeschlossen ,st.
V uitraschall-Füllstandsmeßanordnung nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der ImnÄhler (19) unter gleichzeitig Loschung in
Spunkten abgelesen wird, welche in einem fest-Seiten
Zusammenhang mit dem Auftreten der Impulse der Kippschwingungsschaltung (7) ste-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR48732A FR1504446A (fr) | 1966-02-08 | 1966-02-08 | Perfectionnements aux systèmes de jauges de niveau à ultra-sons |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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