DE1698034A1

DE1698034A1 - Arrangement for continuous measurement of the filling level of electrically conductive liquids, especially molten metal

Info

Publication number: DE1698034A1
Application number: DE19681698034
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl-Phys Blaser; Heinz Boettcher
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-03-16
Filing date: 1968-03-16
Publication date: 1971-10-07

Description

Anordhung zum kontinuierlichen Messen des Füllstandes elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten, insbesonders Metallschmelzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum kontinuierlichen Messen des Füllstandes elektrisch leiftähier Flüssigkeiten, insbesonders Metallschmelzen.Arrangement for continuous measurement of the level more electrically conductive Liquids, especially molten metals The invention relates to a Arrangement for continuous measurement of the level of electrically conductive liquids, in particular molten metal.

Zum Messung des Flüssigkeitsstandes sindmehrere Verfahren bekannt, die auf versch : iedenon physikalischen Prinzipien beruhen.Several methods are known for measuring the liquid level, based on different physical principles.

Das übliche Prinzip mit einem Schwimmer eignet sich wegen der Gefahr von Ablagerungen von Metalloxyden auf dem Schwimmer, die die Messung verfälschen, für die vorliegende Aufgabe nicht.The usual principle with a float is suitable because of the danger deposits of metal oxides on the float that falsify the measurement, not for the task at hand.

Denselben Nachteil weist auch das Kontaktme#prinzip auf, bei dem eine bewegliche Elektrode von oben in die Flüssigkeit eingetaucht wird undim Eintauchmoment einen Stromkreis schlie#t. Dieses Verfahren ist darüber hinaus nur zur diskontinuierlichen Messung geeignet.The contact measurement principle has the same disadvantage, in which one movable electrode from above into the liquid is immersed and in the moment of immersion closes a circuit. This procedure is beyond that only suitable for discontinuous measurement.

Weiterhin werden Gammastrahlenquellen verwendet, die au#en an dem Gefä# entlang geführt werden und mit deren Hilfe die Absorbtionsraten des Gefä#es gemessen werden. Abgesehen von der teueren Apparatur für die Strahlungsmessung müssen hier Strahlenschutzvorschriften beachtet werden, die einem universellen Einsatz dieses Verfahrens im Wege stehen. Furthermore, gamma ray sources are used which are located on the outside of the Vessels are guided along and with their help the absorption rates of the vessels be measured. Apart from the expensive equipment for measuring radiation Here radiation protection regulations are observed, which are universal in use stand in the way of this procedure.

Von den bekannten elektrischen Verfahren ist die Eapazitätemessung mit wesentlichen Nachteilen verbunden, denn en ist eine umfangreiche und schwer zu reichende Apparatur nötig.The capacitance measurement is one of the known electrical methods associated with significant disadvantages, because en is an extensive and difficult one Equipment to be reached is necessary.

Ein weiteres bekanntes Gerät geht von der Messung der Induktivität aus. Es besteht aus einer von@iner Wechselspannungsquelle gespeisten Primärspule und einer mit einem Voltmeter verbundenon Sekundärspule, die mindstens so lang wie der Me@bereich und konzentrisch angeordnet sind. Die inners Spule weist dabei einen stabförmigen Weicheisenkern auf, während die äu#ere Spule auf einem Spezialkern gewickelt ist, der aus einem Zylinderrohr mit einer Vielzahl von Weicheisen-Einselkernen in Form von Ringsegmenten besteht, die mit einem gewissen Abstand voneinander im wesent@@chen entlang von Umfangslinien des Zylinders angeordnet sind. Je nachdem vorhandenen Flüssigkeitsstand verändert sich die Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule. Another well-known device is the measurement of inductance the end. It consists of a primary coil fed by an alternating voltage source and a secondary coil connected to a voltmeter that is at least as long as the measuring range and are arranged concentrically. The inner coil has one rod-shaped soft iron core, while the outer coil on a special core is wound, which consists of a cylinder tube with a large number of soft iron single cores in the form of ring segments with a certain distance are arranged from each other essentially along circumferential lines of the cylinder. Depending on the existing fluid level, the coupling between the primary and secondary coil.

Ein deraitiges Gerät ist einerseits in seiner technischen Realisierung sehr aufwendig, andererseite verändern sich die Eigenschaften des als Kernmaterial verwendeten Eisens bei Temperaturen oberhalb des Curiepunktes Stark.Such a device is on the one hand in its technical realization very complex, on the other hand, the properties of the core material change iron used at temperatures above the Curie point Stark.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der vorgemannten Me#prinzipien und -geräte zu vermeiden. Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung zum kontinuierlichen Messen des Füllstamdes elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten, insbesondere Metallschmelzen, basierend auf dem Prinzip der Induktivitätsmessung erfindungsgemä# dadurch gelöst, da# eine U-förmige Leiterschleife, die aus einem zylinderfö~rmigen Rohr besteht, in deren einem Schenke zur Temperaturkompensation ein temperaturabhängiger Widerstand isoliert angeordnet ist, semkrecht in den Behälter mit der zu messenden Flüssigkeit hineinragt, und die Induktivitätsänderung als Ma# für den Füllstand in einer mit der Leiterschleife und dem temperaturabhängigen Widerstand elektrisch verbundenen, hochfrsquenzgespeisten Brückenschaltung erfa#t wird.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the above Me # principles and devices to avoid. This task is performed with an arrangement for continuous measurement of the fill level of electrically conductive liquids, in particular Metal melts, based on the principle of inductance measurement according to the invention # solved by the fact that a U-shaped conductor loop, which consists of a cylindrical There is a tube, in one of which a tavern for temperature compensation is a temperature-dependent one Resistance is arranged insulated, vertically in the container with the to be measured Liquid protrudes, and the change in inductance as a measure of the level in one with the conductor loop and the temperature-dependent resistor electrically connected, high-frequency-fed bridge circuit is detected.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Figuren näher erläutert, wobei zugleich weitere der Ausgestaltung der Erfindung dienende Merkmale aufgezeigt werden.The invention is explained in more detail below with reference to the figures, at the same time further features serving to refine the invention are shown will.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Me@anordnung.Fig. 1 shows a section through the Me @ arrangement.

Fig. 2 zeigt eine Brückenschaltung zur ERfassung des Me#-ergebnisses.2 shows a bridge circuit for recording the measurement result.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Behälter 1, beispielsweiseeinen Konverter, der mit flüssigem Metall 2 gefüllt ist und dessen Füllstand ermittelt werden soll. In den Behälter 1 und in die Metallmasse 2 hinein ragt eine U-förmige Leiterschleife 3, deren offene Enden mit den elokt'r"isohen Anschluß punkten A und C verbunden sind. Die Leiterschleife 3 besteht vorzugsweise aus einem zylinderfö~rmigen berylliumplattierten Tantalrohr. Als Material für die Leiterschleife kann auch eine Mischung von Aluminiumoxyd und Molybdän gewählt werden. Im Innern eines Schankels der U-förmigen Leiterschleife 3 ist zur Temperaturkompensation ein temperaturabhängiger stabförmiger Widerstand 4 isoliert angeordnet, dessen Enden eineseits mit dem Rohr verschwei#t sowie andererseits mit demelektrischen Anschlu#punkt D verbunden sind. Als Isolation 5 gegenüber der Rohrwand dient eine Aluminiumoxydfüllung oder eine Zirkonoxydfüllung.Fig. 1 shows a section through a container 1, for example one Converter that is filled with liquid metal 2 and determines its level shall be. A U-shaped protrudes into the container 1 and into the metal mass 2 Conductor loop 3, the open ends of which point with the electrical connection A and C are connected. The conductor loop 3 preferably consists of a cylindrical one beryllium-plated tantalum tube. A Mixture of aluminum oxide and molybdenum can be selected. Inside a bar the U-shaped conductor loop 3 is temperature-dependent for temperature compensation rod-shaped resistor 4 arranged insulated, the ends of which on one side with the pipe welded and on the other hand connected to the electrical connection point D. An aluminum oxide filling or a serves as insulation 5 against the pipe wall Zirconium oxide filling.

In der Fig. 2 ist eine Brückschaltung zur Erfassung des Me#ergebnisses dargstellt. Sie besteht in ihrem einen Zweig aus einem einstellbaren Widerstand 9 und einer Normalinduktivität 8. Ihr anderer Zweig besteht aus der zwischen den Punkten A und C der Leiterschleife 3 gebildeten Induktivität und dem zwischen den Punkten B und C eingeschalteten temperaturabhängigen Widerstand 4. Die Brückenschaltung wird an den Anschlu#punkten 6 und 7 mit einer hochfrequenten Wechselspannung eingespeist.In FIG. 2 there is a bridging circuit for acquiring the measurement result shown. It consists in its one branch from an adjustable Resistance 9 and a normal inductance 8. Your other branch consists of the between the points A and C of the conductor loop 3 and the inductance formed between the points B and C switched on temperature-dependent resistor 4. The bridge circuit is fed in at connection points 6 and 7 with a high-frequency alternating voltage.

Verändert sich die Füllhöhe h innerhalb des Behälters 1, so verändert sich damit auch die Induktivität der Leiterschleife 3. Zwischen den Punkten A und B bildet sich eine der Füllhöhe h proportionale Brückenrestspannung, die durch ein Me@instrument 10 erfa#t wird.If the filling height h within the container 1 changes, it changes This also increases the inductance of the conductor loop 3. Between points A and B, a residual bridge stress proportional to the filling level h is formed, which is caused by a Me @ instrument 10 is detected.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Arrangement for continuous Measuring the level of electrically conductive liquids, especially molten metal based on the principle of inductance measurement, characterized in that a U-shaped conductor loop consisting of a cylindrical tube in which a temperature-dependent resistor insulates a limb for temperature compensation is arranged, protrudes vertically into the container with the liquid to be measured, and the change in inductance as a measure of the level in one with the conductor loop and the temperature-dependent resistor electrically connected, high-frequency fed Bridge adjustment is detected.

2.) arrangement according to claim 1, characterized in that # the conductor loop consists of a beryllium-plated tantalum tube.

3.) Arrangement according to claim 1, characterized in that # the material the conductor loop consists of a mixture of aluminum oxide and molybdenum.

4.) Arrangement according to claim 1, characterized in that # the insulation of the temperature-dependent resistor arranged inside the tube from a Aluminum oxide filling.

5.) Arrangement according to claim 1, characterized in that # the insulation of the temperature-dependent resistor arranged inside the tube from a Zirconia filling consists.

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