DE1623990B1 - Limit monitor for monitoring containers - Google Patents

Limit monitor for monitoring containers

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DE1623990B1 DE1967F0053075 DEF0053075A DE1623990B1 DE 1623990 B1 DE1623990 B1 DE 1623990B1 DE 1967F0053075 DE1967F0053075 DE 1967F0053075 DE F0053075 A DEF0053075 A DE F0053075A DE 1623990 B1 DE1623990 B1 DE 1623990B1
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    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
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    • G01F23/265Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors for discrete levels

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Description

Die Erfindung betrifft einen Grenzwertmelder zur Überwachung des Inhaltes eines Behälters mit einer in den Behälter eintauchenden kapazitiven Sonde, einer mit einer Wechselspannung gespeisten Meßbrücke, die in einem Zweig die Sondenkapazität enthält, und einer bei einer bestimmten Ausgangsspannung der Meßbrücke ansprechenden elektronischen Schaltvorrichtung. The invention relates to a limit indicator for monitoring the The contents of a container with a capacitive probe immersed in the container, a measuring bridge fed with an alternating voltage, which in a branch the probe capacitance contains, and one responding at a certain output voltage of the measuring bridge electronic switching device.

Kapazitive Meßsonden wurden bisher vorwiegend bei Füllstandsmessern verwendet, die eine kontinuierliche Anzeige des Füllstandes liefern sollten. Zwar konnte auch hier bei Erreichen eines maximalen oder minimalen-Füllstandes ein Signal ausgelöst werden, jedoch war infolge der kontinuierlichen Messung der Auslösepunkt nicht so genau bestimmt, wie es von Grenzwertmeldern verlangt werden muß. Up to now, capacitive measuring probes have mainly been used for level gauges used, which should provide a continuous display of the level. Though could also send a signal here when a maximum or minimum level was reached triggered, but was the trigger point as a result of the continuous measurement not determined as precisely as must be required by limit monitors.

Weiterhin erfüllten die bekannten Füllstandsmesser nicht die an einen Grenzwertgeber zu erfüllende Forderung, daß bei Ausfall des Gerätes aus Sicherheitsgrunden der Zustand hergestellt wird, der normalerweise bei Überschreiten des Grenzwertes in einem bestimmten Sinne eintritt. Soll beispielsweise der maximale Füllstand überwacht werden, so muß aus Sicherheitsgründen bei Erreichen des maximalen Füllstandes die Schaltvorrichtung abschalten, damit auch dann ein Alarm ausgelöst oder sonstige Maßnahmen eingeleitet werden, wenn ein Abschalten infolge eines Versagens stattfindet, und der maximale Füllstand in keinem Fall überschritten werden kann. Soll dagegen ein minimaler Füllstand überwacht werden, so muß umgekehrt bei Erreichen des minimalen Füllstandes abgeschaltet werden. Diese Forderungen~ konnten mit den bisher bekannten Füllstandsmessern nicht erfüllt werden.Furthermore, the known level meters did not meet the requirements of one Limit value transmitter requirement to be met that in the event of failure of the device for safety reasons the state is established, which is normally when the limit value is exceeded occurs in a certain sense. For example, the maximum fill level should be monitored must, for safety reasons, when the maximum level is reached, the Switch off the switching device so that an alarm is triggered or other Measures are initiated if a shutdown occurs as a result of a failure, and the maximum fill level cannot be exceeded under any circumstances. Should against it a minimum fill level must be monitored, the other way around, when the minimum level is reached Level can be switched off. These demands could be compared with the previously known Level meters are not met.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Füllstandsmesser in solcher Weise als Grenzwertmelder auszubilden, daß sie wahlweise bei zunehmender oder abnehmender Kapazität im Sinne der Sicherheit schaltbar sind. Weiterhin soll bei Erreichen des zu überwachenden Niveaus eine sehr scharfe änderung des Schaltzustandes erzielt werden. The invention is based on the object of the previously known level meters in such a way as a limit indicator that they can optionally be used with increasing or decreasing capacity are switchable in terms of safety. Furthermore should when the level to be monitored is reached, there is a very sharp change in the switching state be achieved.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Grenzwertmelder einen Gegentaktoszillator aufweist, dessen Schwingkreisspule mit den in zwei benachbarten Brückenzweigen liegenden Spulen der Meßbrücke gekoppelt ist, und daß einer Stufe der Schaltvorrichtung als Speisespannung die wahlweise von dem einen oder dem anderen Ende der Schwingkreisspule abgegriffene Wechselspannung zugeführt wird und diese Stufe nur bei Phasengleichheit zwischen dem Ausgangssignal der Brücke und der Speisespannung auf das Ausgangssignal--der-Brücke anspricht. This object is achieved according to the invention in that the limit indicator has a push-pull oscillator whose resonant circuit coil with the two adjacent Bridge branches lying coils of the measuring bridge is coupled, and that a stage the switching device as the supply voltage either from one or the other End of the oscillating circuit coil tapped AC voltage is supplied and this Stage only if there is a phase equality between the output signal of the bridge and the supply voltage to the output signal - the bridge responds.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Grenzwertmelders ermöglicht es, den Null-Durchgang der Meßbrücke als Kriterium für das Erreichen des zu überwachenden Niveaus zu benutzen. The inventive design of the limit indicator makes it possible the zero crossing of the measuring bridge as a criterion for reaching the one to be monitored Levels to use.

Auf diese Weise wird ein sehr scharfes Kriterium gewonnen. Die Ausnutzung des Null-Durchganges ist möglich, weil bei dem Null-Durchgang die Ausgangsspannung der Brücke einen Phasensprung von 1800 erleidet und die Schaltvorrichtung infolge der Speisung mit der Wechselspannung phasenempfindlich ist. Je nach der Phasenlage der der phasenempfindlichen Stufe zugeführten Speisespannung spricht die Schaltung an, wenn die Sondenkapazität größer oder kleiner wird als eine Bezugskapazität, wenn also das. zu überwachende Niveau überschritten oder unterschritten wird. Damit wird sowohl die gewünschte Schärfe des Schaltpunktes als auch die Möglichkeit zur Schaltung im Sinne der Sicherheit wahlweise bei zunehmender oder abnehmender Kapazität erzielt. Darüber hinaus hat die Anwendung eines Gegentakt-Oszillators und die Kopplung seiner Schwingkreisspule mit den Spulen der Meßbrücke den Vorteil, daß der Meßbrücke eine relativ hohe Speisespannung zugeführt wird und eine niederohmige Anordnung erzielt wird, die eine gute Anpassung an den Sondenwiderstand ermöglicht. In this way a very strict criterion is obtained. The exploitation the zero crossing is possible because at the zero crossing the output voltage the bridge suffers a phase jump of 1800 and the switching device as a result the supply with the alternating voltage is phase sensitive. Depending on the phase the supply voltage supplied to the phase-sensitive stage is spoken by the circuit on when the probe capacity becomes larger or smaller than a reference capacity, if so the level to be monitored is exceeded or not reached. In order to becomes both the desired sharpness of the switching point and the possibility of Switching in the interests of safety either with increasing or decreasing capacity achieved. It also has the use of a push-pull oscillator and the coupling its resonant circuit coil with the coils of the measuring bridge the advantage that the measuring bridge a relatively high supply voltage is supplied and a low-resistance arrangement is achieved, which allows a good adaptation to the probe resistance.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die phasenempfindliche Stufe der Schaltvorrichtung von der ersten transistorisierten Stufe eines Sclnnitt-Triggers gebildet, und es ist an die Basis des Transistors dieser ersten Stufe eine an die Emitterspannung angelegte Diode mit einer zur Polung der Basis-Emitter-Diode des Transistors entgegengesetzten Polung angeschlossen. Mit Emitter spannung wird hier die Speisespannung bezeichnet, an die der Emitter des Transistors gegebenenfalls über~ geeignete Schaltelemente angeschlossen ist. In a preferred embodiment of the invention, the phase-sensitive Stage of the switching device from the first transistorized stage of a cut trigger formed, and there is one to the base of the transistor of this first stage Emitter voltage applied diode with a polarity for the base-emitter diode of the Transistor connected opposite polarity. With emitter voltage is here denotes the supply voltage to which the emitter of the transistor may be connected is connected via suitable switching elements.

Durch die Diode werden die Halbwellen der Brückenspannung, die eine- Sperrung des Transistors bewirken, abgeleitet, und es gelangen an die Basis des Transistors nur die Halbwellen, die den Transistor aufzüsteuern vermögen. Diese Halbwellen kommen jedoch nur dann zur Wirkung, wenn zur gleichen Zeit auch dem Transistor eine gleichsinnige Kollektorspannung zugeführt wird. Sind die Kollektorspannung und die~Basisspannung außer~Phase, so bleibt der Transistor gesperrt An den Kollektor des Transistors der ersten Stufe des Schmitt-Triggers können zur Temperatur-Kompensation dienende Widerstände und in Serie dazu eine Zener-Diode angeschlossen sein. An der Zener-Diode fällt teilweise die durch die gleichrichtende Wirkung der ersten Stufe erzeugte Gleichspannung ab. Zur genauenEinstellung des Niveaus, bei dem der Schaltvorgang stattfindet, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung im Ausgangskreis der Schaltvorrichtung eine überbrückbare Lampe angeordnet.The half-waves of the bridge voltage, the one- Blocking the transistor will cause it to be diverted, and it will reach the base of the Transistor only the half-waves that can turn up the transistor. These Half-waves are only effective if the transistor is at the same time a collector voltage in the same direction is supplied. Are the collector voltage and the ~ base voltage out of ~ phase, the transistor remains blocked to the collector of the transistor of the first stage of the Schmitt trigger can be used for temperature compensation Serving resistors and a Zener diode connected in series with it. At the Zener diode falls partially due to the rectifying effect of the first stage generated DC voltage. For precise setting of the level at which the switching process takes place, is in one embodiment of the invention in the output circuit of the switching device a bridgeable lamp is arranged.

Diese Lampe gibt durch ihr Aufleuchten und Erlöschen genau den Schaltpunkt des Grenzwertmelders an. Nach dem Einstellen des Grenzwertmelders wird diese Lampe zwedwiäßig durch einen parallelgeschalteten Schalter kurzgeschlossen. This lamp gives the exact switching point by lighting up and going out of the limit monitor. After setting the limit monitor, this lamp is switched on compulsorily short-circuited by a switch connected in parallel.

Weiterhin ist es vorteilhaft, zwischen die Meßbrücke und die Schaltvorrichtung eine Emitterfolge-Stufe einzuschalten, die eine Impedanzanpassung zwischen dem relativ niederohmigen Ausgang der -Meßbrücke -und- -dem -relativ-hochohmigen- Eingang der Schaltvorrichtung bewirkt. It is also advantageous between the measuring bridge and the switching device to switch on an emitter follower stage, the impedance matching between the relative low-resistance output of the -measuring bridge -and- -the -relative-high-resistance- input of the Switching device causes.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüehen zu entnehmen. Further details and refinements of the invention are contained in the subclaims refer to.

Die Zeichnung zeigt das Schaltbild eines Grenzwertgebers nach der Erfindung. The drawing shows the circuit diagram of a limit switch according to Invention.

Der in der Zeichnung dargestellte Greirzwertgeber weist einen Gegentakt-Oszillator mit zwei Transistoren T 1 und T 2 auf, deren Emitter miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Widerstand Rl an die die Emitterspannung führende Leitung 1 angeschlossen sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Leitung 1 an Masse, während eine zweite Leitung eine in nicht näher dargestellter Weise von einer Batterie oder einem Netzgerät zugeführte positive Spannung führt. Die Basen der Transistoren T1 und T2 sind über WiderständeR2 und R3 an die Leitung 2 angeschlossen. Die Kollektoren dieser Transistoren sind durch einen aus einem Kondensator C1 und einer SpuleLi gebildeten Schwingkreis miteinander verbunden. Die Spule L 1 weist eine Mittelanzapfung 3 auf, die mit der Leitung 2 verbunden ist. Außerdem ist der Kollektor des Transistors T1 mit der Basis des Transistors T2 durch einen Kondensator C 2 und der Kollektor des Transistors T2 mit der Basis des Transistors TI durch einen Kondensator C 3 verbunden. Dieser Oszillator ist so ausgelegt, daß er auf einer relativ hohen Frequenz, beispielsweise von 1,7 MHz schwingt. Die Anwendung einer relativ hohen Frequenz ist vorteilhaft, weil dann schon relativ kleine Anderungen der Sondenkapazität zu relativ großen Änderungen des entsprechenden Blindwiderstandes führen. The limit value transmitter shown in the drawing has a push-pull oscillator with two transistors T 1 and T 2, whose emitters are connected to each other and via a common resistor Rl is connected to the line 1 carrying the emitter voltage are. In the illustrated embodiment, the line 1 is connected to ground, while a second line in a manner not shown from a battery or carries positive voltage supplied to a power supply unit. The bases of the transistors T1 and T2 are connected to line 2 through resistors R2 and R3. The collectors of these transistors are represented by one of a capacitor C1 and a coil Li formed resonant circuit connected to each other. The coil L 1 has a center tap 3, which is connected to line 2. It is also the collector of the transistor T1 to the base of transistor T2 through a capacitor C 2 and the collector of the transistor T2 to the base of the transistor TI through a capacitor C 3 tied together. This oscillator is designed to operate at a relatively high frequency, for example oscillates from 1.7 MHz. The application of a relatively high frequency is advantageous because then relatively small changes in the probe capacitance result lead to relatively large changes in the corresponding reactance.

Der beschriebene Oszillator dient zur Speisung einer Meßbrücke, die in einem Zweig die Sondenkapazität CX enthält. Diese Kapazität liegt einerseits an Masse und ist andererseits mit dem Ende einer Spule L2 verbunden, die mit der Spule L 1 des Oszillators transformatorisch gekoppelt ist. An das andere Ende der SpuleL2 ist die Vergleichskapazität angeschlossen, die von einem veränderbaren Kondensator C 4 und gegebenenfalls von einem mit Hilfe eines Schalters S1 parallelgeschalteten Kondensator C5 gebildet wird. Die Kondensatoren C4 und C 5 sind beide mit der Leitung 1 verbunden. Die Brücke weist also in einem von zwei benachbarten Zweigen die Sondenkapazität CX und im anderen dieser Zweige die Vergleichskapazität C4, C 5 auf, während die beiden Parallelzweige jeweils eine Hälfte der Spule L2 enthalten. Die Spule L2 weist eine Mittelanzapfung 4 auf, von der die zwischen der Leitung 1 und dieser Anzapfung liegende Diagonalspannung der Brücke abgenommen wird. The oscillator described is used to feed a measuring bridge that contains the probe capacitance CX in one branch. This capacity lies on the one hand to ground and is on the other hand connected to the end of a coil L2 connected to the Coil L 1 of the oscillator is transformer-coupled. To the other end of the Coil L2 is connected to the comparison capacitance, which is from a variable capacitor C 4 and possibly by one connected in parallel with the aid of a switch S1 Capacitor C5 is formed. Capacitors C4 and C 5 are both on-line 1 connected. The bridge thus has the probe capacitance in one of two adjacent branches CX and in the other of these branches the comparison capacitance C4, C 5, while the two parallel branches each contain half of the coil L2. The coil L2 has a center tap 4, of which the one between the line 1 and this tap lying diagonal tension of the bridge is removed.

Die Ausgangsspannung der Brücke wird einer Emitterfolger-Stufe mit einem Transistor T3 zugeführt, die als Vorverstärker und Impedanzwandler dient. Die Basis des Transistors T3 ist mit der Mittelanzapfung 4 der Spule L2 unmittelbar verbunden. Außerdem führt ein Widerstand R 4 von der Basis zur Leitung 2. Der I Kollektor des Transistors T3 ist ebenfalls mit der Leitung 2 unmittelbar verbunden, während der Emitter dieses Transistors mit der Leitung 1 über einen Widerstand R 5 verbunden ist. The output voltage of the bridge is using an emitter follower stage fed to a transistor T3, which serves as a preamplifier and impedance converter. The base of the transistor T3 is directly connected to the center tap 4 of the coil L2 tied together. In addition, a resistor R 4 leads from the base to line 2. The I. The collector of transistor T3 is also directly connected to line 2, while the emitter of this transistor is connected to line 1 through a resistor R 5 is connected.

Ein Impedanzwandler ist erforderlich, weil die Meßbrücke relativ niederohmig ist. Eine niederohmige Brücke ist im Hinblick auf eine gute Anpassung der Sondenkapazität erwünscht und wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Verwendung eines Gegentakt-Oszillators ermöglicht, der der Spule L2 der Brücke eine relativ hohe Speisespannung zuführt, so daß die Spule eine relativ kleine Windungszahl haben kann. Andererseits ist jedoch der Eingangswiderstand der von der Brückenschaltung gebildeten Steuervorrichtung, die im vorliegenden Fall von einem Schmitt-Trigger gebildet wird, relativ hochohmig. An impedance converter is required because the measuring bridge is relatively is low resistance. A low resistance bridge is good in terms of matching the probe capacity is desired and is used in the illustrated embodiment by using a push-pull oscillator made possible by coil L2 of the Bridge supplies a relatively high supply voltage, so the coil has a relatively small one May have number of turns. On the other hand, however, the input resistance is that of the bridge circuit formed control device, which in the present case of a Schmitt trigger is formed, relatively high resistance.

Der Schmitt-Trigger weist die beiden Transistoren T4 und T5 auf. Die Basis des Transistors T4 der Eingangsstufe ist mit dem Emitter des Transistors T3 durch einen Koppelkondensator C 6 verbunden. The Schmitt trigger has the two transistors T4 and T5. The base of the transistor T4 of the input stage is connected to the emitter of the transistor T3 connected by a coupling capacitor C 6.

Weiterhin ist an die Basis des Transistors T4 die Kathode einer DiodeD 1 angeschlossen, deren Anode mit der Leitung 1 verbunden ist. Da bei der dar- gestellten Schaltung npn-Transistoren Verwendung finden, ist die DiodeD 1 also in umgekehrter Richtung gepolt wie die Basis-Emitter-Diode des Transistors T4. Infolgedessen wirken sich an der Basis des Transistors T4 nur die positiven Halbwellen der vom Emitter-Folger T3 zugeführten Steuerspannung aus, während die negativen Halbwellen der Steuerspannung über die Diode D 1 abgeleitet werden. Wie bei einem Schmitt-Trigger allgemein üblich, ist der Emitter des Transistors T4 mit dem Emitter des Transistors T 5 verbunden. Als Emifter-Widerstand dient eine Diode D 2, deren Anode mit den Emittern und deren Kathode mit der Leitung 1 verbunden ist.Furthermore, the cathode of a diode D is connected to the base of the transistor T4 1 connected, the anode of which is connected to line 1. Since the dar- posed Circuit npn transistors are used, the diode D 1 is thus in reverse Polarized in the same way as the base-emitter diode of the transistor T4. As a result, work at the base of transistor T4 only the positive half-waves from the emitter follower T3 supplied control voltage, while the negative half-waves of the control voltage can be derived via the diode D 1. As is common with a Schmitt trigger, the emitter of transistor T4 is connected to the emitter of transistor T 5. A diode D 2, whose anode with the emitters and whose Cathode is connected to line 1.

Der Kollektor des Transistors T4 ist mit der Basis des Transistors T5 über einen Widerstand R 6 verbunden. Ein weiterer Widerstand R 7 führt von der Basis des Transistors T5 zur Leitung 1, während ein Kondensator C 7 mit der Basis des Transistors T5 und der Leitung 2 verbunden ist. Als Speisespannung wird dem Kollektor des Transistors T4 die Wechselspannung zugeführt, die von einem Ende der Spule Ll des Gegentakt-Oszillators abgegriffen wird. Mit Hilfe eines SchaltersS2 kann eine Leitung 5 wahlweise mit dem einen oder dem anderen Ende der Spule L1 verbunden werden. Die Leitung 5 führt an den einen Pol einer Zener-Diode Z1, an die sich zwei parallelgeschaltete Widerstände R 8 und R 9 anschließen, die wiederum über einen Widerstand RaO mit dem Kollektor des Transistors T4 verbunden sind. Die Widerstands-Kombination R 8 bis R10 dient zur Kompensation des Temperaturganges der Sondenkapazität und weist einen Widerstand R 9 mit positivem Temperatur-Koeffizienten auf.The collector of transistor T4 is connected to the base of the transistor T5 connected through a resistor R 6. Another resistor R 7 leads from the Base of transistor T5 to line 1, while a capacitor C 7 to the base of the transistor T5 and the line 2 is connected. The supply voltage is the The collector of the transistor T4 is supplied with the AC voltage from one end of the Coil Ll of the push-pull oscillator is tapped. With the help of a switch S2 A line 5 can optionally be connected to one or the other end of the coil L1 will. The line 5 leads to one pole of a Zener diode Z1, to which two Connect resistors R 8 and R 9 connected in parallel, which in turn have a Resistor RaO are connected to the collector of transistor T4. The resistance combination R 8 to R10 are used to compensate for the temperature variation of the probe capacitance and has a resistor R 9 with a positive temperature coefficient.

An den Kollektor des zweiten Transistors T5 des Schmitt-Triggers sind eine Lampe 6, die mit einem Schalter 53 kurzschließbar ist, und in Serie dazu ein Relais : Rel angeschlossen, das von einem Kondensator C8 überbrückt ist. Der zweite Pol der RelaisspuIe ist mit der spannungsführenden Leitung 2 verbunden. To the collector of the second transistor T5 of the Schmitt trigger are a lamp 6, which can be short-circuited with a switch 53, and in series with it a relay: Rel connected, which is bridged by a capacitor C8. Of the The second pole of the relay coil is connected to the live line 2.

Es sei angenommen, daß bei der gezeichneten Stellung des Schalters S2 das Gerät auf eine Maximum-Uberwachung eingestellt, also im Sinne der Sicherheit bei zunehmender Kapazität geschaltet ist. Infolgedessen ist die Stellung des Schalters S2 so gewählt, daß bei der vorhandenen Kopplung zwischen der Oszillatorspule Lt und der Brückenspule L2 die dem Transistor T4 von der Brückenschaltung zugeführte Steuerspannung gegenphasig zu der über die Leitung 5 zugeführten Speisespannung ist, soIange die Sondenkapazität CX kleiner ist als die Kapazität der Bezugskondensatoren C 4 und C 5. Während der negativen Halbwelle der Steuerspannung liegt die Basis des Transistors T 4 über die Diode D 1 praktisch an Masse, so daß der Transistor gesperrt ist. It is assumed that in the position of the switch shown S2 the device is set to a maximum monitoring, so in the sense of security is switched when the capacity increases. As a result, the position of the switch is S2 chosen so that with the existing coupling between the oscillator coil Lt and the bridge coil L2 which is fed to the transistor T4 from the bridge circuit Control voltage in phase opposition to the supply voltage supplied via line 5 as long as the probe capacitance CX is smaller than the capacitance of the reference capacitors C 4 and C 5. The base lies during the negative half-cycle of the control voltage of the transistor T 4 via the diode D 1 practically to ground, so that the transistor Is blocked.

Umgekehrt wird diesem Transistor während der positiven Halbwelle der Steuerspannung eine negative Halbwelle der Speisespannung zugeführt, so daß auch in diesem Falle der Transistor T4 nichtleitend ist. Daher ist der Transistor T5 der zweiten Stufe des Schmitt-Triggers leitend, und es wird das Relais Rel von Strom durchflossen. Wenn dagegen der Maximal-Füllstand erreicht wird und infolgedessen die SondenkapazitätCX größer wird als die Kapazität der Bezugskondensatoren C 4 und C5, so tritt in der Ausgangsspannung der Brückenschaltung nach dem Durchschreiten einer Null-Serie eine Phasenumkehr ein und es werden die dem Transistor T4 zugeführte Steuerspannung und Speisespannung gleichphasig.Conversely, this transistor becomes during the positive half-cycle of the Control voltage fed a negative half-wave of the supply voltage, so that too in this case the transistor T4 is non-conductive. Hence the transistor T5 the second stage of the Schmitt trigger is conductive, and the relay Rel is energized flowed through. If, on the other hand, the maximum level is reached and as a result the probe capacitance CX becomes larger than the capacitance of the reference capacitors C 4 and C5, it occurs in the output voltage of the bridge circuit after crossing a phase reversal of a zero series and the transistor T4 supplied Control voltage and supply voltage in phase.

Infolgedessen schaltet der Transistor T4 bei den positiven Halbwellen der Speisespannung durch und das Potential am Kollektor des Transistors fällt so weit ab, daß die zweite Stufe des Schmitt-Triggers gesperrt wird. Infolgedessen fällt das RelaisRel ab und es werden die Maßnahmen ausgelöst, die beim Erreichen des maximalen Füllstandes eingeleitet werden sollen. Beispielsweise kann eine Zuführpumpe abgeschaltet und ein Zulaufventil geschlossen werden.As a result, the transistor T4 switches on the positive half-waves the supply voltage through and the potential at the collector of the transistor falls so far from the fact that the second stage of the Schmitt trigger is blocked. Consequently the RelaisRel drops out and the measures are triggered that are set upon reaching of the maximum fill level should be initiated. For example, a feed pump switched off and an inlet valve closed.

Es ist ersichtlich, daß auch bei einer Störung das Relais abfällt und daher ebenfalls den Zufluß zum Behälter stoppt, so daß hier die gewünschte Sicherheit erzielt wird.It can be seen that the relay drops out even in the event of a fault and therefore also stops the flow to the container, so that here the desired security is achieved.

Wenn dagegen ein Minimumniveau überwacht werden soll, wird der Schalters umgelegt, so daß die Speisespannung von der anderen Seite der Oszillatorspule L1 abgenommen und daher gegenüber dem oben betrachteten Fall um 1800 phasenverschoben ist. Infolgedessen sind nunmehr Steuerspannung und Speisespannung so lange gegenphasig, wie die Sondenkapazität größer ist als die Bezugskapazität, und es steht in diesem Fall das Relais unter Spannung. Erst wenn die Sondenkapazität infolge eines sinkenden Füllstandes kleiner wird als die Bezugskapazität, wird infolge der Phasenumkehr nach dem Durchlaufen des Null-Durchganges die Steuerspannung zur Speisespannung gleichphasig und es wird in der oben beschriebenen Weise das Relais abgeschaltet. In diesem Fall kann ein Ablaufventil geschlossen werden, um zu vermeiden, daß der Behälter völlig entleert wird. Auch im Falle einer Störung wird dann durch Schließen des Ablaufventils ein völliges Entleeren des Behälters wirksam verhindert. If, on the other hand, a minimum level is to be monitored, the switch turned over, so that the supply voltage from the other side of the oscillator coil L1 decreased and therefore phase shifted by 1800 compared to the case considered above is. As a result, the control voltage and supply voltage are now in phase opposition so long that how the probe capacitance is greater than the reference capacitance, and it is in this If the relay is energized. Only when the probe capacity as a result of a falling Level becomes smaller than the reference capacitance, is due to the phase reversal after passing through the zero crossing, the control voltage for the supply voltage in phase and the relay is switched off in the manner described above. In this case, a drain valve can be closed to prevent the Container is completely emptied. Even in the event of a malfunction, it is then closed the drain valve effectively prevents the container from being completely emptied.

Zum Einstellen des Schaltpunktes wird zweckmäßig der Behälter bis zu dem Niveau gefüllt, bei dem der Schaltvorgang stattfinden soll, und der SchalterS2 auf max oder min eingestellt, je nachdem, ob das Relais des Grenzwertmelders im Sinne zunehmender oder abnehmender Kapazität auf Sicherheit geschaltet sein soll. Dann wird der zur Lampe 6 parallelliegende Schalter S3 geöffnet und die Bezugskapazität C 4, C 5 durch Verändern des variablen Kondensators C 4 und Zu- oder Abschalten des Kondensators C 5 mit Hilfe des Schalters S1 so eingestellt, daß die Lampe je nach der Verstellrichtung des Kondensators gerade aufleuchtet oder löscht. To set the switching point, the container up to filled to the level at which the switching process is to take place, and switch S2 set to max or min, depending on whether the relay of the limit monitor is in In the sense of increasing or decreasing capacity, it should be switched to safety. Then the switch S3, which is parallel to the lamp 6, is opened and the reference capacitance is opened C 4, C 5 by changing the variable capacitor C 4 and switching it on or off of the capacitor C 5 adjusted with the help of the switch S1 so that the lamp depending lights up or goes out according to the direction of adjustment of the capacitor.

Die Lampe 6 ermöglicht es also, den Schaltpunkt genau einzustellen. Danach wird die Lampe mit dem SchalterS3 kurzgeschlossen, damit sie den Relais- Stromkreis nicht belastet. Für die Funktion des Gerätes wird die Lampe 6 nicht weiter benötigt.The lamp 6 thus makes it possible to set the switching point precisely. Then the lamp is short-circuited with the switch S3 so that the relay Circuit not burdened. The lamp 6 is no longer required for the device to function.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Grenzwertmelder zur Überwachung des Inhalts eines Behälters mit einer in den Behälter eintauchenden kapazitiven Sonde, einer mit einer Wechselspannung gespeisten Meßbrücke, die in einem Zweig die Sondenkapazität enthält, und einer bei einer bestimmten Ausgangsspannung der Meßbrücke ansprechenden elektrischen Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gegentakt-Oszillator (T1, T2) aufweist, dessen Schwingkreisspule (L 1) mit den in zwei benachbarten Brückenzweigen liegenden Spulen (L2) der Meßbrücke gekoppelt ist, und daß einer Stufe (T4) der Schaltvorrichtung als Speisespannung die wahlweise von dem einem oder dem anderen Ende der Schwingkreisspule (L 1) abgegriffene Wechselspannung zugeführt wird und diese Stufe nur bei Phasengleichheit zwischen dem Ausgangssignal der Brücke und der Speisespannung auf das Ausgangssignal der Brücke anspricht. Claims: 1. Limit monitor for monitoring the content of a Container with a capacitive probe immersed in the container, one with a AC voltage fed measuring bridge, which contains the probe capacitance in a branch, and an electrical one which responds at a certain output voltage of the measuring bridge Switching device, characterized in that it has a push-pull oscillator (T1, T2), the resonant circuit coil (L 1) of which with the two adjacent bridge branches lying coils (L2) of the measuring bridge is coupled, and that a stage (T4) of the Switching device as a supply voltage either from one or the other End of the resonant circuit coil (L 1) tapped AC voltage is supplied and this stage only if there is a phase equality between the output signal of the bridge and the supply voltage responds to the output signal of the bridge. 2. Grenzwertmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenempfindliche Stufe (tod) der Schaltvorrichtung von der ersten transistorisierten Stufe eines Schmitt-Triggers gebildet wird und an die Basis des Transistors (T4) dieser Stufe eine an die Emitter-Spannung angelegte Diode (D 1) mit einer zur Polung der Basis-Emitter-Diode des Transistors entgegengesetzten Polung angeschlossen ist. 2. Limit indicator according to claim 1, characterized in that the phase sensitive stage (tod) of the switching device from the first transistorized Stage of a Schmitt trigger is formed and to the base of the transistor (T4) this stage a diode (D 1) applied to the emitter voltage with one for polarity the base-emitter diode of the transistor is connected with opposite polarity. 3. Grenzwertmelder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kollektor des Transistors (T4) der ersten Stufe des Schmitt-Triggers zur Temperatur-Kompensation dienende Widerstände (R 8, R9, R10) und in Serie dazu eine Zener-Diode (Z1) angeschlossen sind. 3. Limit indicator according to claims 1 and 2, characterized in that that to the collector of the transistor (T4) of the first stage of the Schmitt trigger for temperature compensation serving resistors (R 8, R9, R10) and in series with them a Zener diode (Z1) are connected. 4. Grenzwernnelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis der Schaltvorrichtung (T4, T5) eine überbrückbare Lampe (6) zur Anzeige des Schaltpunktes angeordnet ist. 4. Grenzwernnelder according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the output circuit of the switching device (T4, T5) a bypassable Lamp (6) is arranged to display the switching point. 5. Grenzwertmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Meßbrücke und die Schaltvorrichtung zur Impedanzanpassung ein Emitter-Folger (T3) eingeschaltet ist. 5. Limit indicator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that between the measuring bridge and the switching device for impedance matching an emitter follower (T3) is switched on.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2339843A1 (en) * 1976-01-28 1977-08-26 Treier Otto DEVICE FOR CAPACITIVE MEASUREMENT OF THE FILLING LEVEL OF A CONTAINER
DE102012020925A1 (en) * 2012-10-25 2014-04-30 Balluff Gmbh Capacitive sensor for measuring filling levels of electrically conductive and non-conductive mediums, has oscillator realized as symmetrical push-pull oscillator, where voltage is phase-shifted opposite to another voltage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2339843A1 (en) * 1976-01-28 1977-08-26 Treier Otto DEVICE FOR CAPACITIVE MEASUREMENT OF THE FILLING LEVEL OF A CONTAINER
DE102012020925A1 (en) * 2012-10-25 2014-04-30 Balluff Gmbh Capacitive sensor for measuring filling levels of electrically conductive and non-conductive mediums, has oscillator realized as symmetrical push-pull oscillator, where voltage is phase-shifted opposite to another voltage

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