DE1648156B2 - Anordnung zur Füllstandmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Füllstandsmessung, bei der der Druck des Füllgutes auf einen MetaUfaltenbalg wirkt

Bei der kontinuierlichen Messung der Füllstcndshöhe in einem Behälter tritt die Aufgabe auf, die jeweils vorhandene Füllgutmenge unabhängig von der Beschaffenheit dej> Füllgutes von einem Anzeigeinstrument ablesen zu können und im allgemeinen auch eine kontinuierliche Regelung der Füllstandshöhe in Abhängigkeit so von ihrer Änderung durchzuführen.

Die angewandten Meßmethoden werden unter Berücksichtigung der physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie des Aggregatzustandes des Meßgutes ausgewählt.

Die bekannten Meßwertfühler werten zur kontinuierlichen Anzeige mechanische Kräite, wie Auftrieb, Ultraschall, Druck, elektromagnetische Größen, wie Kapazität, Induktivität, Leitfähigkeit, und elektromagnetische Wellen, wie sichtbares Licht, Gammastrahlen, Infrarotstrahlen u. dgl. mehr, aus.

In der elektronischen Füllstandsmeßtechnik ist die kapazitive Methode, die auf Messung der Kapazitätsänderung eines wechselstromdurchflossenen Kondensators in einem Hochfrequenz-Meßkreis beruht, stark verbreitet. Da die Kapazitätsänderung proportional zur Elektrizitätskonstanten des Füllgutes ist, das bei der kapazitiven Methode das Dielektrikum des Meßkonden-156

sators darstellt muß während der Messung stets darauf geachtet werden, daß die Temperatur des Füllgutes konstant bleibt DJe Dieiekträzitätskonstante ist indirekt proportional der f ernperatur, so daß jede größere Temperaturschwankung die Messung verfälscht Es ist für das einwandfreie Arbeiten des Meßkondensators bei der kapazitiven Methode somit die konstante Temperatur des Meßgutes von besonderer Bedeutung. 1st die Temperatur nicht konstant oder ändert sich die Dielektrizitätskonstante aus sonstigen Gründen, so muß als Kompensationseinrichtung ein zusätzlicher Kondensator ständig mit dem Füllgut in Kontakt sein, wodurch der elektrische Bauaufwand dementsprechend groß wird.

Ein weiterer Nachteil dieser Methode besteht darin, daß die kapazitiven Meßkreise, die meistens in einer Brückenschaltung verwendet werden, erst an Ort und Stelle auF die Anzeige für leeren und vollen Behälter abgeglichen werden können.

Die Nachteile dieser kapazitiven Methoden wie der beträchtliche Aufwand, der erforderlich ist, um die Füllstandsmessung weitgehend unabhängig von der Art des Füllgutes zu machen und die erst am Verwendungsort durchführbare Abgleichung für die Leer- und Vollanzeige in Behältern sollen durch die Erfindung vermieden werden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Anordnung zur Füllstandsmessung, welche im Zusammenwirken mit einer elektronischen Steckeinheit und einem Anzeigegerät unter Vermeidung der Nachteile bekannter Geräte bei sehr einfachem und raumsparendem Aufbau eine lineare Anzeige des Füllstandes unabhängig von der Art des Füllgutes liefert und die bereits während der Fertigung auf die Leer- und Vollanzeige im Behälter abgeglichen werden kann.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß die eine Bodenplatte des Metallfaltenbalges durch eine Führungsstange mit der einen Elektrode eines Schiebekondensators in Verbindung ist der eine lineare Bewegung proportional zu dem Druck, der durch die Füllstandshöhe auf den MetaUfaltenbalg ausgeübt wird, ausführt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist Über die Führungsstange eine Feder geschoben, deren Vorspannung durch Verschieben einer Platte einstellbar ist. Die Lage der Bodenplatte des Metallfaltenbalges und der über die Führungsstange damit verbundenen Elektrode des Schiebekondensators werden durch die eingestellte Federkraft bestimmt Die Vorspannung der Feder ermöglicht eine genaue Reproduzierbarkeit der Lage der Bodenplatte und somit des Unterteils des Schiebekondensators. Dadurch kann die Anfangskapazität des Schiebekondensators, die der Füllstandshöhe 0 im Behälter entspricht, auf einen Wert eingestellt werden, bei dem die Größe des den Kondensator durchfließenden Wechselstroms nach Durchlaufen einer elek Ironischen Steckeinheit den Zeiger eines nachgeschalteten Anzeigegeräts in die Nullstellung bzw. Leeranzeige im Behälter bewegt. Ähnliches gilt für die Endkapazität des Schiebekondensators, die der maximalen Füllstandshöhe im Behälter entspricht. Es wird somit der Vorteil erreicht, daß die Leer- und Vollanzeige im Behälter bereits während der Fertigung abgeglichen werden können.

Eine Bohrung ist vorteilhafterweise für den Druckausgleich der sich bei Erwärmung im MetaUfaltenbalg ausdehnenden Luft in einer Deckplatte des Metallfaltenbalges vorgesehen.

Die Anordnung zur Füllstandsmessung ist zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß der MetaUfaltenbaJg durch die Deckplatte wasserdicht von den elektrischen Bauelementen getrennt ist

Der in der Anordnung zur Füllstandsmessung eingebaute Schiebekondensator stdlt die variable Kapazität eines Hochfrequenz-Meßkreises dar und steht direkt mit einer elektronischen Steckeinheit in Verbindung. Die Anordnung zur Füllstandsmessung kann insbesondere auch bei Fällen eingesetzt werden, in denen die Füllstandshöhe elektrisch leitender Flüssigkeiten gemessen werden soll, die an den bekannten Meßelektroden haften bleiben und dadurch das Meßergebnis verfälschen.

Weitere Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung - erden in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittbilddarsteilung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2a bis 2d mehrere Montagearten der vorliegenden Erfindung an und im Behälter.

In einem verzinkten Stahlrohr 6 ist ein Metallfaltenbalg 4 unter Vorspannung eingelötet. Eine Stellschraube 10 in einer Abschlußplatte 12 des Stahlrohres 6 dient als Anschlag für eine Bodenplatte 28 des Meiaüfaltenbalges 4. Der Druck der Flüssigkeitssäule im Behälter auf die Bodenplatte 28 bewirkt ein Zusammendrücken des Metallfaltenbalges 4 in Richtung einer Führungsstange 8. Die Führungsstange 8 ist im Inneren des Metallfaltenbalges 4 auf der Bodenplatte 28 befestigt. Eine Feder 26 ist über die Führungsstange 8 geschoben. Die Federspannung wird durch Verschieben einer Platte 34, die durch eine Schraube 32 fixiert ist, eingestellt. Durch die Federkraft erhält der Metallfaltenbalg 4 die erwünschte Vorspannung. Die Vorspannung ermöglicht eine genaue Reproduzierbarkeit der Lage der Bodenplatte 28. Die Stellung der Bodenplatte 28 ist durch die Feder 26 für Druckbeaufschlagung 0, also auch für maximale Belastung durch das Füllgut im Behälter, einstellbar.

Ein Stützrohr 30 dient als Anschlag für die Boden-

platte 28 und verhindert ein zu starkes Zusammenpressen des Metallfaltenbalges 4 bei Auftreten eines eventuellen Oberdruckes im Behälter.

Die Führungsstange 8 ist zentrisch durch eine Deckplatte 38 des Stahlrohres 6 isoliert geführt und ragt in

ίο das Innere eines Stahlzylinders 24.

Ein beweglicher Unterteil 16 eines Schiebekondensators 42 ist mit der Führungsstange 8 verbunden. Der Unterteil 16 ist als Hohlzylinder ausgebildet und kann zur Gänze über einen Oberteil 14 des Schiebekondensators 42 geschoben werden. Der Oberteil 14 weist ebenfalls die Form eines Hohlzylinders auf, dessen Außenfläche mit einer Kunststoffschicht 40 belegt ist

Der Schiebekondensator 42 im Stahlzylinder 24 ist durch eine Kunststoffbuchse 18 mit einer elektronisehen Steckeinheit 20 verbunden. Die Kunststoffbuchse 18 dient als Abschluß des Stahlzylinders 24 und ist in diesem eingepaßt Ein zylinderförmiges Gehäuse 36 aus verzinktem Stahl umgibt den Stahlzylinder 24 und die elektronische Steckeinheit 20.

Eine Kabelzuführung 22 in der Wand des Gehäuses 36 ermöglicht den Anschluß der elektronischen Steckeinheit 20 und eine Übertragung der erhaltenen Meßdaten auf ein Anzeigegerät

Der Metallfaltenbalg 4 ist durch die Deckplatte 38

wasserdicht von den elektrischen Bauelementen getrennt.

Eine Bohrung 44 in der Deckplatte 38 ermöglicht einen Druckausgleich der sich bei Erwärmung des Füllgutes ausdehnenden ί aft im MetalHaltenbalg 4 über die

Kabelzuführung 22.

In den Fig.2a bis 2d sind mehrere Montagearten der Meßdose dargestellt, die keiner weiteren Erläuterung bedürfen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: 1648

1. Anordnung zur Füllstandsmessung, bei der der Druck des Füllgutes auf einen Metalliaitenbalg s wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Bodenplatte (28) des Metallfaltenbdges (4) durch eine Fubruqgsstange (8) mit der einen Elektrode (16) eines Schiebekondensators (42) in Verbindung ist, der eine lineare Bewegung proportional zu dem Druck, der durch die Füllstandshöhe auf den MetaUfaltenbalg {4) ausgeübt mra. ausfuhrt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung einer Feder (26), die über die Führungsstange (8) geschoben ist, durch Verschieben einer Platte (34) einstellbar ist

3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Lage einer Bodenplatte (28) des Metallfaltenbalges (4) und der über die Führungsstange (8) damit verbundenen Elektrode des Schiebekondensators (42) durch die eingestellte Federkraft bestimmt sind.

4. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis J. dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohrung (44) für den Druckausgleich der sich bei Erwärmung im Metall- 2s faltenbalg (4) ausdehnenden Luft in einer Deckplatte (38) des Metallfaltenbalges (4) vorgesehen ist

5. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der MetaUfaltenbalg (4) durch die Deckplatte (38) wasserdicht von den elektrisehen Bauelementen getrennt ist.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebekondensator (42) die variable Kapazität eines Hochfrequenz-Meßkreises darstellt uuJ direkt mit einer elektronischen Steckeinheit (20) in Verbindung steht.