DE1773251A1 - Measuring device for liquid levels - Google Patents

Measuring device for liquid levels

Info

Publication number
DE1773251A1
DE1773251A1 DE19681773251 DE1773251A DE1773251A1 DE 1773251 A1 DE1773251 A1 DE 1773251A1 DE 19681773251 DE19681773251 DE 19681773251 DE 1773251 A DE1773251 A DE 1773251A DE 1773251 A1 DE1773251 A1 DE 1773251A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring device
sensors
gates
counting
dor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19681773251
Other languages
German (de)
Other versions
DE1773251B2 (en
DE1773251C3 (en
Inventor
Johnston James Stewart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emerson Process Management Ltd
Original Assignee
Rosemount Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosemount Engineering Co Ltd filed Critical Rosemount Engineering Co Ltd
Publication of DE1773251A1 publication Critical patent/DE1773251A1/en
Publication of DE1773251B2 publication Critical patent/DE1773251B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1773251C3 publication Critical patent/DE1773251C3/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • 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
    • G01F23/24Indicating 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 resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/241Indicating 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 resistance of resistors due to contact with conductor fluid for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C13/00Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
    • G01C13/002Measuring the movement of open water
    • G01C13/004Measuring the movement of open water vertical movement

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Level Indicators Using A Float (AREA)

Description

Meßgerät für FlüssigkeitsständeMeasuring device for liquid levels

Die Erfindung betrifft Meßgeräte für Flüssigkeitsstände und bezieht sich insbesondere auf Meßgeräte zur Anzeige des mittleren Pegelstandes einer Flüssigkeit* Das Erfordernis zur Messung des mittleren Fegelstandes einer Flüssigkeit ergibt sich bei einer Anzahl von Umständen, beispielsweise bei der Messung der Gezeitenhohe, wobei eine der bei der Ermittlung des Pegelstandes auftretenden Schwierigkeiten darin besteht, daß die See an ihrer Oberfläche V/eilen aufweist.The invention relates to liquid level gauges, and more particularly relates to gauges to display the mean level of a liquid * The requirement for measuring the mean level of a liquid arises from a number of Circumstances, for example when measuring the tide height, one of which is when determining the water level The difficulties encountered are that the sea has V / rushes on its surface.

Die heutigen Gezeitenpegel besitzen eine ganze Anzahl von Mängeln. Die Mehrzahl von ihnen ist mit einem Schwimmer und einem Mpßbandsystem ausgerüstet, mit dem Ergebnis, daß in dem Mechanismus oft eine bedeutende Hysterese vorhanden ist und daß sie den Nachteilen der Ausrüstimg unterworfen sind, die von den zu ihrer Betätigung erforderlichen beweglichen Teilen abhängen.Today's tide levels have a number of shortcomings. The majority of them are with one Equipped with a float and a measuring tape system with which The result that there is often a significant hysteresis in the mechanism and that it overcomes the disadvantages of the Are subject to equipment that depends on the moving parts required to operate them.

209808/0570209808/0570

Insbesondere 1st es jedoch ein wesentliches Merkmal, daß durch Schwimmer betätigte Gezeitenpegel in einem ruhigen Brunnenschacht angeordnet sein sollten, d.h. in einem vertikalen Rohr, das den Schwimmer einschließt, wobei dieses Rohr am unteren Ende eine Einschnürung aufweist, um die Einwirkung der Oberflächenwellen zu dämpfen* Die Benutzung eines ruhigen Brunnenschachtes weist eine Reihe von Nachteilen auf, wobei. Insbesondere die wirksame Zeitkonstante der Meßvorrichtung durch die Formgebung des ruhigen Brunnenschachtes bestimmt wird und wobei der Entschluß su deren Änderung zu einem späteren Zeitpunkt große Probleme aufwirft. Wenn die Meßvorrichtung in einer den Gezeiten unterworfenen Mündung benützt wird, besteht die Neigung, daß wahrend des Niedrigwassere Süßwasser in den ruhigen Brunnenschacht eindringt, aodaß bei zunehmender Gezeitenhöhe und beim beginnenden Eindringen von Salzwasser in den Brunnenschacht dieser eine Mischung aus Salz- und Süßwasser enthält. Diese Mischung würde eine niedriger· mittlere Dichte aufweisen als das Salzwasser außerhalb des Brunnenschachtes, wodurch eine entsprechende Zunahme des angezeigten Pegelstandes bewirkt würde. In schnell fließenden Ströiaungen kann an der Mündung des ruhigen Brunnenschachtes als Ergebnis von Pitot- oder Venturi-Wirkungen eine positive oder negative Druckkomponente auftreten. Diese Mündung kann leicht durch Seetang oder in diesen Bereich geworfenen Abfall blockiert werden, wodurch ein besonderes Problem entsteht, weil ein Seetangbüschel oder ein Bündel eines anderen Abfalls eine in einer Richtung gerichtete Charakteristik verursachen kann, sodaß es dazu neigt, die Wellenhöhe im Scheltelpunkt gleichzurichten· Darin liegen diese schwerwiegenden Nachteile beim Gebrauch eines stillen Brunnenschachtes· Beim Messen der Gezeitenhöhe ist:es jedoch erforderlich, irgendeine hydraulische Zeitkonntante zu besitzen, um die Veränderungen der Oberflächenwellen su glätten.In particular, however, it is an essential feature that tide gauges actuated by swimmers should be placed in a calm well shaft, i.e. in a vertical tube which encloses the swimmer, this tube having a constriction at the lower end in order to attenuate the action of the surface waves * The use of a quiet well shaft has a number of disadvantages, with. In particular, the effective time constant of the measuring device is determined by the shape of the quiet well shaft and the decision to change it at a later point in time raises major problems. If the measuring device is used in an estuary subject to the tides, there is a tendency for fresh water to penetrate into the calm well shaft during low tide, so that with increasing tide height and when salt water begins to penetrate into the well shaft, it contains a mixture of salt and fresh water. This mixture would have a lower average density than the salt water outside the well shaft, which would cause a corresponding increase in the indicated water level. In fast-flowing streams, a positive or negative pressure component can appear at the mouth of the calm well shaft as a result of Pitot or Venturi effects. This mouth can easily be blocked by seaweed or debris thrown into this area, which creates a particular problem in that a tuft of seaweed or other debris can cause a unidirectional characteristic so that it tends to level the wave height at the vertex Therein lie the serious drawbacks of using a silent well. When measuring the tide height, however, it is necessary to have some hydraulic time constant in order to smooth out the changes in the surface waves.

209808/0570209808/0570

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fora eines Heßgerätes für Flüssigkeitsstände zu schaffen, welches so angeordnet werden kann, daß es eine direkte Anzeige oder Aufzeichnung des mittleren Begelstandes einer Flüssigkeit über eine Periode liefert, welche so gewählt werden kann, daß sie eine geeignete Zeitspanne für die besonderen Umstände der Messung darstellt·It is an object of the present invention to provide a form of a liquid level heater to create which can be arranged to directly display or record the supplies the mean Begelstandes of a liquid over a period which can be chosen so that it represents a suitable period of time for the particular circumstances of the measurement

Erfindungsgemäß umfaßt ein Meßgerät für Flüssigkeitsstände eine Mehrzahl von elektrischen Flüssigkeitsfühlern, welche in vertikaler Richtung mit Abstand voneinander angeordnet sind, Impulserzeuger, und eine Mehrzahl von durch diese Fühler gesteuerten Toren zum Durchtritt nicht zusammentreffender Impulse aus diesen Impulserzeugern mit einer augenblicklichen Wiederholungshäufigkeit, welche dem von den Fühlern ermittlten Flüssigkeitsstand entspricht und Zahlmittel zur Ermittlung der Gesamtzahl von Ausgangsimpulsen aus diesen Toren während eines vorgegebenen ZeitIntervalls. Durch diese Anordnung wird der Flüssigkeitspegel im Durchschnitt während der Zeitperiode der Zählung ermittelt.According to the invention, a measuring device for liquid levels comprises a plurality of electrical liquid sensors, which are arranged at a distance from each other in the vertical direction, pulse generators, and a plurality by gates controlled by these sensors for the passage of impulses from these impulse generators that do not coincide with an instantaneous repetition frequency determined by the feelers Liquid level corresponds to and means of payment for determining the total number of output pulses these gates for a specified time interval. With this arrangement, the liquid level becomes averaged during the time period of counting determined.

Torzugsweise sind diese Fühler derart angeordnet, daß sie einen codierten, digitalen Ausgang liefern, der für den augenblicklichen Flüssigkeitspegel repräsentativ ist und es sind eine Anzahl von Toren vorgesehen, die der Anzahl von Bits in diesem digitalen Ausgang entsprechen, wobei jedes Tor einem Bit entspricht und in Obereinstimmung mit der Große dieses Bits die Einspeisung von Impulsen aus einer zugeordneten Impulsquelle steuert, wobei die den verschiedenen Toren zugeordneten Impulsquellen Wiederholungshäufigkeiten aufweisen, die dem Anzeigewert des diesem Tor entsprechenden Bits proportional sind.These sensors are preferably arranged in such a way that they provide a coded digital output, which is representative of the instant liquid level and it is a number of ports which correspond to the number of bits in this digital output, each port corresponding to one bit and, in accordance with the size of this bit, the injection of pulses from an associated one Pulse source controls, whereby the pulse sources assigned to the different gates have repetition frequencies proportional to the display value of the bit corresponding to that gate.

209808/0570209808/0570

Besonders vorteilhaft wird ein binäres Digitalsystem verwendet und in einer bevorzugten Aueführungsform umfaßt ein Meßgerät für Flüssigkeitsstand* eine Mehrzahl von elektrischen Flüssigkeitsfühlern, welche in einer vertikalen Richtung mit Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß sie ein Ausgangssignal in binärer digitaler Form liefern, das für die Anzahl dieser Fühler repräsentativ isti &Le sich unterhalb des Oberflächenpegels der Flüssigkeit befinden, wobei eine Hehrzahl von UND-Toren der Anzahl binärer Digits entspricht, wobei Mittel zur Einspeisung ies binären Ausgangssignas in einen ersten Eingang eines jeden dieser ÜND-Tore vorgesehen sind, sowie Mittel, um in den anderen Eingang der UITD-Tore nicht zusammentreffende Zmpulssignale mit einer Frequenz einzuspeisen, die für jedes Tor dem Anzeigewert des in den ersten Kingang dieses Tores eingespeisten binären Digits proportional ist, d.h. die Frequenzen bilden eine geometrische Reihe mit der Basis 2, wobei schließlich Zählmittel vorgesehen sind, um die Gesamtzahl von Ausgangsimpuluon aus allen UND-Toren während eines vorgegebenen Zeitintervalle zu ermitteln. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Fühler kapazitive Fühlelemente und deshalb kann die zum Einsatz in die Flüssigkeit bestimmte Einheit eine Sonde umfassen, welche eine Reihe von gleichmäßig mit Abstand voneinander, in vertikaler Richtung angeordneten Kondensatorelektroden umfaßt. Ein digital wirkendes, mit Kondensatoren ausgerüstetes Meßgerät für Flüssigkeitsatände, welches für diesen Zweck geeignet ist und welches : einen elektrischen Ausgang in binärer, digitaler Form liefert, ist in der,{,deutschen Patent hitbIlütrn^ /T1498427.1 beschrieben.A binary digital system is used particularly advantageously and in a preferred embodiment a measuring device for liquid level * comprises a plurality of electrical liquid sensors which are arranged in a vertical direction at a distance from one another in such a way that they provide an output signal in binary digital form which represents the number this sensor is representative are i Le below the surface level of the liquid, wherein a Hehrzahl of aND gates corresponds to the number of binary digits, wherein means are provided for feeding ies binary Ausgangssignas to a first input of each of these Uend-gates, and means in order to feed impulse signals that do not coincide into the other input of the UITD gates with a frequency that for each gate is proportional to the display value of the binary digit fed into the first kingang of this gate, i.e. the frequencies form a geometric series with base 2, with finally Counting center l are provided to determine the total number of output pulses from all AND gates during a predetermined time interval. According to a particularly advantageous embodiment, the sensors are capacitive sensing elements and therefore the unit intended for use in the liquid can comprise a probe which comprises a series of capacitor electrodes arranged uniformly at a distance from one another in the vertical direction. A digital measuring device equipped with capacitors for fluid levels, which is suitable for this purpose and which: provides an electrical output in binary, digital form, is described in the, {, German patent hitbIlütrn ^ /T1498427.1.

- 5- 5th

209808/0570209808/0570

Vorteilhafterweise werden die Impulssignale der verschiedenen, unterschiedlichen Frequenzen aus einem Oszillator mit einer Frequenzteilerkette erhalten, um Frequenzen abzugeben, welche aufeinanderfolgend durch den Faktor 2 geteilt sind» Diese Inipulssignale und die binäre, digitale Bepräsentation des Flüssigkeitspegels kann, wie vorstehend beschrieben, in die UND-Tore eingespeist werden und die Ausgänge aus allen verschiedenen UND-Toren können dann durch ein ODER-Tor diesem Zählmittel zugeführt werden, welches vorteilhafterweise ein Bezimalzähler oder eine Aufzeichnungsvorrichtung sein kann·The pulse signals of the various, different frequencies are advantageously selected an oscillator with a frequency divider chain to output frequencies which are consecutive divided by the factor 2 are »These pulse signals and the binary, digital representation of the liquid level can, as described above, fed into the AND gates and the outputs from all different AND gates can then go through an OR gate are fed to this counting means, which advantageously a decimal counter or can be a recording device

Obwohl vorstehend auf einen binären Code Bezug genommen wurde, kann in allgemeiner Form Jede Wurzel angewendet werden, unter der Voraussetzung, daß ein entsprechendes System nicht zusammentreffender Impulse vorgesehen wird.Although binary code has been referred to above, in general terms any root can be applied provided that an appropriate system of non-coincident pulses is provided.

Die Zeitdauer der Zählung durch das Zählmittel kann entsprechend dem Abstand der Fühlelemente und mit den gewählten Frequenzen für die Impulssignale gewählt : werden ,eadaß das Zählmittel eine direkte Anzeige in jeden gewünschten Einheiten, beispielsweise in Fuß, Meter usw., liefert. Ua die erforderliche Dauer der Zählung von der Frequenz des Signals abhängig 1st, falls ein Oszillator mit einer Frequenzteilerketbe, wie vorstehend beschrieben, verwendet wird, kann dieser Oszillator außerdem dazu benutzt werden, auch dia Dauer der Zählung zu steuern, sodaß die Anzeige durch Veränderungen der Frequenz der Schwingungen nicht beeinflußt wird. Zu diesem Zweck kann die Bau«!· der Zählung durch einen weiteren Zähler geßtausrft werden, welcher direkt die Perioden des Ossillatoraaegoxigs des Ausgangs aus einem der frequenz bellet»The duration of the counting by the counting means can be according to the distance between the sensing elements and with the selected frequencies for the pulse signals are selected, ead that the counting means a direct display in delivers any desired units such as feet, meters, etc. Among other things, the required duration of the Counting depends on the frequency of the signal, if an oscillator with a frequency divider chain, is used as described above, this oscillator can also be used to also dia To control the duration of the count, so that the display does not change the frequency of the oscillations being affected. For this purpose, the Bau «! · Der Counting can be counted out by another counter, which directly the periods of the ossillator aaegoxig of the exit from one of the frequenz bellet »

2 0 9 B t) B / D 5 ? 0 2 0 9 B t) B / D 5? 0

Io folgenden wird eine AuefOhrungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, welche eine schematische Darstellung eines Gezeitenpegels zeigt.The following will be an embodiment of the invention described with reference to the drawing, which shows a schematic representation of a tide level.

Der Gezeitenpegel besitzt eine Sonde, welche schematisch bei 10 gezeigt ist, mit einer Reihe von mit Abstand voneinander angeordneten Elektroden 11, welche nach einem typischen Beispiel einen Abstand von 5 ca voneinander aufweisen. Die Sonde besitzt eine derartige Länge, daß ihr unterster Teil immer bei niedrigstem Wasserstand in die See eintaucht und der obere Teil immer bei höchstem Wasserstand über den Wellen bleibt· Es befindet sich der Wasserpegel deshalb immer zwischen den Enden der Sonde. Die Elektroden sind mit einer Antriebs- und Ermittlungseinheit verbunden, welche schematisch bei 12 dargestellt ist und welche Ausgangsimpulse auf einer Ap^m von Leitungen 13 liefert, welche in binärer, digitaler Form repräsentativ für den augenblicklichen Begeletand der Zahl von Fühlerelektroden sind,, welche sich zwischen der Wasseroberfläche und dem unteren Ende der Sonde befinden· Eine geeignete Antriebs- und Ermittlungsanordnung ist in der//bereits erwähnten deutschen Patentanmeldung £Λ4 9S 427.1 11 ' > beschrieben. Dieses binär codierte Signal wird sich verändern, wenn sich der Wasserpegel verändert, die wirksame Zeitkonstante kann Jedoch in .der Größenordnung von Millisekunden gewählt werden und für den '/oriiogonden Zweck kann das binäre Ausgangssignal alB repiSsentatlv für den augenblicklichen Wasserpegel auigöoeiieü werden» Der binäre Ausgang ist in paralleler foxfü verfügbar und diese digitalen Signale werden auf üiüo fieiho von liND-Toran 14, 15, 16 usw., übertragen, wobei das am meisten kennzeichnende digitale Signal auf den Tor 14 übartragar^wird, das in seinem Kennr 1; nächste Signal auf das Tor V) usw.The tide level has a probe, which is shown schematically at 10, with a series of spaced electrodes 11 which, according to a typical example, have a distance of 5 ca from one another. The length of the probe is such that its lowest part is always immersed in the sea at the lowest water level and the upper part always remains above the waves at the highest water level. The water level is therefore always between the ends of the probe. The electrodes are connected to a drive and detection unit, which is shown schematically at 12 and which supplies output pulses on an Ap ^ m of lines 13, which in binary, digital form are representative of the instantaneous matter of the number of sensor electrodes, which are located between the water surface and the lower end of the probe · A suitable drive and determination arrangement is described in the aforementioned German patent application // £ Λ4 9S 427.1 11 '>. This binary coded signal will change when the water level changes, but the effective time constant can be chosen in the order of magnitude of milliseconds and for the oriiogonde purpose the binary output signal can be repiSsentatlv for the instantaneous water level »The binary output is available in parallel foxfü and these digital signals are transmitted on üiüo fieiho from liND-Toran 14, 15, 16 etc., whereby the most characteristic digital signal is transmitted to the gate 14, which in its code 1; next signal to gate V) etc.

209 8 0 8/0570 " ' 6ad209 8 0 8/0570 "' 6 ad

Der Ausgang aus dem Oszillator 20 wird auf eine binäre Seilerkette übertragen, welche aus den Seilern 21, 22, 23 usw. besteht, wobei jeder durch einen Faktor 2 teilt und die Seiler so angeordnet sind, daß sie nicht zusammentreffende Impulse auf einer fieihe von Ausgangaleitungen 31« 32, 33 usw. erzeugen. Diese nicht zusaranentreffenden Impulse können leicht erhalten werden, indem man die Anordnung so trifft, daß jeder Seiler abwechselnd Signale an einen Ausgangskreis und an den nächsten Seiler in der Kette liefert. Der Oszillator 20 muß deshalb Signale mit der doppelten erforderlichen Haxlmalfrequens liefern. Beispielsweise wird angenommen, daß der Oszillator 20 einen Ausgang von 200 Impulsen pro Sekunde besitzt, sodaß der Seiler 21 einen Ausgang von 100 Impulsen pro Sekunden liefert, der Seiler 22 einen Ausgang von 50 Impulsen pro Bekunde usw. Der Ausgang aus dem Seiler 21 wird auf das UND-Tor 14 übertragen, der Ausgang des Seilers auf das UND-Tor 15, usw. Durch Verwendung einer Teilerkette 21, 22, 23 usw. sind alle verschiedenen Impulse von den Seilern in der Kette nicht zusammentreffend und dadurch werden die verschiedenen UHD-Sore 14, 15, usw. eine Rei-he von nicht zusammentreffenden Ausgangsimpulsen liefern, deren Anzahl in jeder Periode davon abhängen wird, welche UHD-Sore offen sind und welche geschlossen sind. Diese Ausgangsimpulse von den UBD-Toren werden durch ein ODER-Sor 30 einem dezimalen Digitalzähler 41 zugeführt, welcher die Impulse während einer Zeitperiode zählt, die durch einen Intervallzeitgeber 42 bestiemt wird.The output from the oscillator 20 is transmitted to a binary rope chain consisting of the ropes 21, 22, 23, etc., each dividing by a factor of 2, and the ropes being arranged to send non-coincident pulses on a series of output lines 31 «32, 33 and so on. These mismatched pulses can easily be obtained by arranging so that each rope operator alternately provides signals to an output circuit and to the next rope operator in the chain. The oscillator 20 must therefore deliver signals with twice the required half-frequency. For example, it is assumed that the oscillator 20 has an output of 200 pulses per second, so that the rope 21 provides an output of 100 pulses per second, the rope 22 an output of 50 pulses per customer, etc. The output from the rope 21 is on the AND gate 14 is transmitted, the output of the rope worker to the AND gate 15, etc. By using a dividing chain 21, 22, 23 etc., all the different impulses from the rope workers in the chain do not coincide and thus the different UHD- Sore 14, 15, etc. provide a Rei-he not coincident output pulses whose number will depend in each period thereof which are UHD Sore open and which are closed. These output pulses from the UBD gates are fed through an OR sensor 30 to a decimal digital counter 41 which counts the pulses during a time period which is determined by an interval timer 42.

Bei dem besonderen, in der Zeichnung dargestellten Aneführungsbeispiel sind neun Seilerstufen 21, 22, usw. vorgesehen und neun tJHD-Sore 14, I5 usw.In the special example shown in the drawing, nine rope steps 21, 22, etc. provided and nine tJHD-Sore 14, I5 etc.

- 8- 8th

209808/0570 B^ jK~' 209808/0570 B ^ jK ~ '

Nimmt man an, daß der Abstand zwischen den Fühlerelektroden 3 cm beträgt, erkennt man, daß, falle nur die unterste Elektrode in die Flüssigkeit eintaucht, ein Ausgangsimpuls von dom ODER-Tor 30 in einer Zeitperiode von 2, 56 Sekunden erhalten wird. Falls mehr als eine der Elektroden in die Flüssigkeit eintaucht, wird die Anzahl der in dieser Periode erhaltenen Ausganssimpulse mit der Anzahl der eingetauchten Elektroden übereinstimmen» Falls der Zeitintervallzähler daher so angeordnet vurAe» daß er eine Zählung über eir.e lOrio&ß von 256 Sekunden bewirkt, würde eine Pegelhöhe des Wassers von 12 m beispielsweise eine Zählung von 40 000 auf dem Zähler ergeben. Man sieht, daß der Zähler am Ende seiner·Zählperiode die durchschnittliche Impulsfrequenz über die gesamte Periode anzeigt. Die mittlere Impulsfrequenz ist direkt proportional der binären Zahl, welche den mittleren Pegelstand repräsentiert. Die auf dem Zähler am Ende der Zählperiode gezeigte Zahl ist der mittlere Pegelstand während der Zählperiode.If one assumes that the distance between the sensor electrodes is 3 cm, one recognizes that, only fall the bottom electrode is immersed in the liquid, an output pulse from dom OR gate 30 in a Time period of 2.56 seconds is obtained. If more than one of the electrodes is immersed in the liquid, the number of electrodes in this period will be received output pulses match the number of immersed electrodes »If the Time interval counter is therefore arranged in such a way that it causes a count over eir.e lOrio & ß of 256 seconds, For example, the water level would be 12 m result in a count of 40,000 on the counter. It can be seen that the counter at the end of its counting period shows the average pulse frequency over the entire period. The mean pulse frequency is direct proportional to the binary number that represents the mean level. The ones on the counter at the end The number shown in the counting period is the average level during the counting period.

Es 1st sofort ersichtlich, daß die Zeitkonstante für die Zählperiode so gewählt werden kann, daß sie jeden Wert einnimmt, welcher den gegebenen Umständen angemessen ist. Die Frequenz des Oszillators 20 kann so eingestellt werden, daß eine direkte numerische Anzeige der Pegelhöhe in geeigneten Einheiten erhalten wird, unabhängig von der für die Zählung benutzten Zeitperiode und unabhängig vom Abstand der Fühlerelektroden. Es ist daher leicht möglich, beispielsweise die Anzeige von Fuß auf Meter umzustellen, indem man den Faktor 0,3048 einführt und zwar entweder in die Zählperiode oder in die Oszillatorfrequenz, ohne daß die Konstruktion der Sonde verändert wird. Der Intervallzoitgeber 42 ist-besonders vorteilhaft ein weiterer Zähler, welcher Impulse aua dem Oszillator 20 zählt. Die Zeitdauer derIt is immediately apparent that the time constant for the counting period can be chosen to be any Assumes value which is appropriate to the given circumstances. The frequency of the oscillator 20 can be so be set so that a direct numerical display of the level height is obtained in suitable units, regardless of the time period used for counting and regardless of the distance between the sensor electrodes. It is therefore easily possible, for example, to switch the display from feet to meters by adding the factor 0.3048, either in the counting period or in the oscillator frequency, without affecting the construction the probe is changed. The interval timer 42 is, particularly advantageously, a further counter which Pulses from the oscillator 20 counts. The duration of the pp.riodo kann so festgesetzt werden, wie es erforderlichpp.riodo can be set as required

209808/0570 ~ 9 209808/0570 ~ 9

ist, indem man die Gesamtsumme einstellt, welche dieser weitere Zähler zählt· Durch Verwendung eines weiteren Zählers ic dieser Woise erhält man den Vorteil, daß kleine Veränderungen in der Frequenz des Osaillators 20 die Kessung des E'lüssigkeitspegels nicht beeinflussen, weil sie durch den Wechsel in de.? Zäblperiode kompensiert werden,is by setting the total which this additional counter counts. By using a further counter ic of this type, one obtains the advantage that small changes in the frequency of the oscillator 20 do not affect the measurement of the liquid level because they are caused by the change in the.? Compensation period are compensated,

Es sollte normalerweise möglich sein, den mittleren Fegelstand in einor Größenordnung abzulesen, welche besser ist als die Fehlerabweichung, welche aus der Anordnung der Fühler resultiert und indem man den Durchschnitt aus den schwankenden, durch die Einwirkung der Vollen erzeugten Pegelständen nimmt, kann tatsächlich eine Interpolation zwischen den diskreten Pegelständen der Fühler durchgeführt werden. Bei dem besonderen, beschriebenen Ausführungsbeispiel, kann der durchschnittliche Pegelstand in der Größenordnung von 3 na angezeigt werden, obwohl die Fühler 3 cm Abstand voneinander aufweisen· Diese Technik zur Erlangung einer Pegel messung mit einem genaueren Wert als die diskrete Verteilung der Fühler kann in allgemeinerer Form für die Messung von Flüssigkeitspegeln angewendet werden, und zwar selbst im Falle eines Systems, bei welchem der Vasserpegol normalerweise stationär ist, indem man in mechanischer Weise die Sonde in vertikaler Richtung in Schwingungen versetzt oder inde«Jnan von einer künstlich erzeugten Aufwirbelung des Oberflächenpegels Gebrauch macht und während einer Zeitperiode den Durchschnittswert ermittelt. Hierdurch ist es möglich, diese tatsächlich größere Genauigkeit zu erlangen. It should normally be possible to read the mean level of the level in an order of magnitude which is better than the error deviation resulting from the placement of the sensors and, by taking the average of the fluctuating levels generated by the action of the solid, an interpolation can actually be carried out between the discrete levels of the sensors. In the particular embodiment described, the average level can be displayed on the order of 3 na, although the sensors are 3 cm apart.This technique for obtaining a level measurement with a more accurate value than the discrete distribution of the sensors can in more general form can be used for measuring liquid levels, even in the case of a system in which the water level is normally stationary, by mechanically vibrating the probe in a vertical direction, or by using an artificially generated vortex of the surface level and averages over a period of time. This makes it possible to achieve this actually greater accuracy.

Wo eine elektrische Hauptleitung mit stabilisierter Frequenz verfügbar ist, 1st es bequemer, diese Stromquelle anstelle dee Oszillators 20 zu verwenden.Where a stabilized frequency main electrical line is available, it is more convenient to use this power source instead of the oscillator 20.

2 0 9 80 8/05702 0 9 80 8/0570

Die Hauptleitung kann dann gleichfalls benutzt werden, um einen Zeitmesser au liefern, sodaß die Meßzeit ebenso aufgezeichnet werden kann wie die tatsächliche Größe.The main line can then also be used, to provide a timer so that the measurement time can be recorded as well as the actual time Size.

Bei einem Gezeitensckreiber für Häfen oder Einfahrten werden häufig schnellere Schwankungen von beträchtlicher Amplitude den Gezeitenschwankungen überlagert, welche durch die charakterische Wasserbeweguag dee Hafens oder der Einfahrt hervorgerufen wird, d.h. von der Zirkulationsbewegung des Wassers im Hafen oder der Einfahrt, welche beispielsweise vom Wind abhängig ist. Die Periode einer solchen Wasserbewogung ist gewöhnlich für jeden besonderen Hafen bekannt und es kann bei der Messung der Pegelhöho vorgezogen werden, die Zeitdauer der Heßperlode, während welcher die Zählung durchgeführt wird, so nahe wie möglich der periodischen Zeit dieser Wasserbewegung anzugleichen, sodaß diese Schwankung nahezu vollständig aus der Aufzeichnung verochwlndet.With a tide marker for harbors or entrances Frequently faster fluctuations of considerable amplitude are superimposed on the tidal fluctuations, which by the characteristic water movement of the harbor or the entrance is caused, i.e. by the Circulation movement of the water in the harbor or the entrance, which depends, for example, on the wind. The period of such a movement of water is usually known for each particular port, and it can be at the Measurement of the level height should be preferred to the duration the Heßperlode, during which the count is carried out is to adjust as close as possible to the periodic time of this water movement, so that this fluctuation almost completely extracted from the recording.

Der Ausgang des Zählere 41 kann visuell abgelesen werden oder kann, wie bei 43 angezeigt, auf jedos geeignete Medium aufgezeichnet werden, wie z.B. ein Magnetband, einen Lochstreifen oder Lochkarten oder er kann über eine Leitung oder drahtlos an einen entfernten Funkt übertragen werden.The output of the counter 41 can be read visually or, as indicated at 43, can be any as appropriate Medium can be recorded, such as a magnetic tape, a punched tape or punched cards or it can be via over a line or wirelessly to a remote radio.

Ansprüche :Expectations :

209808/0570 BAD 209808/0570 BAD

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Meßgerät für iriür;3iglreitEstände, gekennzeichnet durch. eine Hehrzab.1 von elektrischen Flüss:L{$:eitsfühlern (1'i), durch Impuls3rseuger (20, 21, 22, 23) durch eine Hehrzahl von durch diese Fühler gesteuerten Toren (14, 15, 16) sum Durchtritt nicht zusaEmentx'ef fender Impulse aus diesen Impulsorzeugern mit einer augenblicklichen Wiederholungshäufigkeit, welche dom von den Fühlern ermittelten Flüssigkeitsstand entspricht, und durch Zählmittel (4-1) zur Ermittlung dor Gesamtzahl von Aunga'agaimpulsen aus diesen Toren während eines vorgegebenen Zeitintervalls. 1. Measuring device for iriür; 3iglreitEstands, characterized by. a reference to electrical fluids (1'i), through impulse sensors (20, 21, 22, 23) through a number of gates controlled by these sensors (14, 15, 16) and not combined 'ef fender impulses from these impulse generators with an instantaneous repetition frequency, which corresponds to the liquid level determined by the sensors, and by counting means (4-1) for determining the total number of Aunga'aga impulses from these gates during a predetermined time interval. 2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Fühler (11) derart angeordnet sind, daß sie ein codiertes digitales Ausgangssignal liefern, welches für den augenblicklichen Flüssigkeitspegel repräsentativ ist, und daß eine Anzahl von Toren (14-, 15, 16) vorgesehen ist, welche der Anzahl von Bits in diesem digitalen Ausgangssignal entsprechen, wobei Jedes Tor einem Bit entspricht und in Übereinstimmung mit der Größe dieses Bits die Einspeisung von Impulsen aus einer zugeordneten Impulequelle (21, 22, 25) steuert, wobei die Impulsquellerfciit den verschiedenen Toren verbunden sind, itfelehe WiederholungshSnfigkeiten aufweisen» Vielehe äen Anaeigegrößen der den Toren entsprechenden Blis proportional sind. 2. Measuring device according to claim 1, characterized in that these sensors (11) are arranged in such a way that they supply a coded digital output signal which is representative of the current liquid level, and that a number of gates (14-, 15, 16) which correspond to the number of bits in this digital output signal, each port corresponding to a bit and, in accordance with the size of this bit , controls the injection of pulses from an associated pulse source (21, 22, 25), the pulse source function being the various gates are connected itfelehe WiederholungshSnfigkeiten have "Good marriage AEEN Anaeigegrößen the corresponding outside Blis are proportional. • I• I 3. Meßgerät für Flüssigkeitsständef gekennzeichnet3. Measuring device for liquid levels marked f durch eine Mehrzahl von elektrischen Flüssigkeitsfühlern (11), welche in vertikaler Richtung mit Abstand voneinander angeordnet /und so beschaffen sind, daß sie ein by a plurality of electric fluid sensors (11) which are arranged vertically spaced from each other / and so constructed that it has a in blnäx-er digitaler Form liefern,deliver in bluetooth digital form, 209808/0570209808/0570 17 7 3 2 IS 117 7 3 2 IS 1 wo]olio« iür die Anzahl diener Fiihlor repränoni.Gtiv int, we3ch<3 .''J<;L mriii!1· clem 3D<3(;el dor P3ür»yißkeltrujhoi\i\uh:lKi boiindon, daß ijj.i;« Hohr««»!*1 von UHU-'Poren ('Wl, Ii;.. 16) Jhifcnli.. "iJJiiuM;:.·1 ]).ii;;.5 i;r :.?nt:/spricht, »aß lVii;U:X K.1'■)/·.,α:.i.'mif, da-· biurroi! AuHßan.gKHißna.ie :in ein»}} 07'ijtoa JIJji7i?.i]{j nines ,-jodon dinner TJHJV-Toro vovftp.nvlwn ßiud, Howjο I1J1;i;ol aiii' Eiuaptäinunp, «inen nicht zuiimrnontroffendou 3npulMHißiia3on in d<m nndoron Ein(;an(j dionor UHl)-Torο H.H. oiuor fiir Jodof? Tor den« Κβηη7,ο1«1ιη\ιη($3\;οιΊ. d«M dom (.·3 .Ml;«·« KliJgnnß djoocis To3'«n zugefüluton'binäroxi JM c i tr; J)J1O])Oi1I, i ona3on Proqucnz und duroh ZählmH i<j] (^ 1) 2iu' ]l::viü1i<;]iniß dor (ieimmV'Zuhl von
nun «13 «υ UiiD-Toi'on während oinon
where] olio "i for the number of servant filors repränoni.Gtiv int, we3ch <3." J <; L mriii! 1 · clem 3 D <3 (; el dor P3ür »yißkeltrujhoi \ i \ uh: lKi boiindon, that ijj.i;« Hohr «« »! * 1 from UHU-'Poren ('Wl, Ii; .. 16) Jhifcnli .. "iJJiiuM;:. · 1 ]). I i ;; .5 i; r:.? Nt: / speaks,» aß lVii; U: X K.1 '■) /·.,α :. i.'mif, da- · biurroi! AuHßan.gKHißna.ie: in a »}} 07'ijtoa JIJji7i? .i] {j nines, -jodon dinner TJHJV-Toro vovftp.nvlwn ßiud, Howjο I1J1; i; ol aiii 'Eiuaptäinunp, "inen not zuiimrnontroffendou 3npulMHißiia3on in d <m nndoron Ein (; an (j dionor UHl) -Torο HH oiuor fiir Jodof? Tor den" Κβηη7, ο1 "1ιη \ ιο ($ 3. \; ιο ιο ($ 3. \; ιο (. · 3 .Ml; «·« KliJgnnß djoocis To3 '«n zugefüluton'binäroxi JM ci tr; J) J 1 O]) Oi 1 I, i ona3on Proqucnz and duroh CountmH i <j] (^ 1) 2iu' ] l :: v iü1i <;] iniß dor (ieimmV'Zuhl von
now «13« υ UiiD-Toi'on during oinon
j'Hi; nndi Ληπ]).ηκ;Ιι 3, dadurch d1o juuii'nr.ircJ'o HoprJl/ujntiaiiz. den Ια&αΊϊΐ bint?.v 1.:;1.j'Hi; nndi Ληπ]). ηκ; Ιι 3, thereby d1o juuii'nr.ircJ'o HoprJl / ujntiaiiz. the Ια & αΊϊΐ bint? .v 1.:;1. ^oväi. 3ΐπ<·-]ι Ληπ])3·ιΐ(:1ι ;ί, dadurch daß din 3Ηψιΐ.ΊΐΗ^κηα3α dos^ verRolilodoinin untornchiodlichon jV'C!(jufi«7.«n «uo (ijnem Oszillator (20) ernaüton worden, wohoi (line. IfYo<iuon»toi3orli«tto (21, 22, 23) Prequonr.en l., wo3<i1hi aufelnandoriolgond durch don Divioor (2) i «Ind.^ oväi. 3ΐπ <· -] ι Ληπ]) 3 · ιΐ (: 1ι ; ί, in that din 3Ηψιΐ.ΊΐΗ ^ κηα3α dos ^ verRolilodoinin untornchiodlichon jV'C! (Jufi «7.« n «uo (ijnem oscillator (20) renews been, wooi (line. IfYo <iuon "toi3orli" tto (21, 22, 23) Prequonr.en l., wo3 <i1hi aufelnandoriolgond by don divioor (2) i "Ind. 6. Ilttßßariit nach Anspsnich 1J1 daduj'oh gekennzolchnot, dniJ dor O.izjl.lnt;or (20) zur »3t;ou«runß der Zeitdauer dor Ziihluuß bonutBt iflt.6. Ilttßßariit according to Anspsnich 1 J 1 daduj'oh gekennzolchnot, dniJ dor O.izjl.lnt; or (20) to "3t;ou" run the time period dor the counting bonutBt iflt. 7. Uiih^p.rät nach Annpimch G, dadurch gekennzeichnet, daß zur !Steuerung der Zähldauer ein weiterer Zähler vorgesehen int, welcher direkt di.o Perioden des Oszi31atorauaganf;G oder dea Ausgangs aus einem oder mehreren der Teil ei' aählt.7. Uiih ^ p.rät according to Annpimch G, characterized in that a further counter is provided for controlling the counting time, which directly counts the periods of the oscillator output G or the output from one or more of the parts. 8. Hörgerät nnoli ninora dei* Annpi-üche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß dio Aungönge aller UND-Tore (1^4, 15» ciurch oin ODEH-Tor zu diesen Sfihlmitteln (^1) gefülirt worden. 209808/0570 8. Hearing aid nnoli ninora dei * Annpi-üche 3 to 7 »characterized in that the extension of all AND gates (1 ^ 4, 15» through an ODEH gate to these sensory means (^ 1) has been filled. 209808/0570 BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL 9. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählmittel einen Dezimalzähler umfassen.9. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the counting means comprises a decimal counter. 10» Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekernzeichnet, daß diese - ZählmitteX eine Aufzeickauiigsvorr.ichtung (4-5) umfassen,10 »Measuring device according to one of claims 1 to 8, characterized in that this - counting meansX a Include clocking device (4-5), 11. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (11) kapazitive Fühle lern ante sind.11. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (11) is capacitive Feel learn to be ante. 12, Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler auf einer Sonde befestigt sind und daß Mittel vorhanden sind, um die Sonde in vertikaler Richtung mechanisch einer Schwingungebewegung zu unterwerfen·12, measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors are mounted on a probe and in that means are provided for the To subject the probe to a mechanical vibration movement in the vertical direction Meßgerät nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, um auf den Oberflächenpegel der Flüssigkeit Wirbelbewegungen zu übertragen*Measuring device according to one of the preceding. Claims, characterized in that means are present to transfer vortex motions to the surface level of the liquid * LeerseiteBlank page
DE19681773251 1967-04-20 1968-04-19 Measuring device for liquid levels Granted DE1773251B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1824867A GB1165783A (en) 1967-04-20 1967-04-20 Improvements in or relating to Liquid Level Indicators

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1773251A1 true DE1773251A1 (en) 1972-02-17
DE1773251B2 DE1773251B2 (en) 1974-02-21
DE1773251C3 DE1773251C3 (en) 1974-09-19

Family

ID=10109208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681773251 Granted DE1773251B2 (en) 1967-04-20 1968-04-19 Measuring device for liquid levels

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1773251B2 (en)
FR (1) FR1570674A (en)
GB (1) GB1165783A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841028A (en) * 1996-05-02 1998-11-24 Chiron Corporation Automated liquid-level vessel apparatus
CN111024979B (en) * 2019-12-09 2021-06-25 河海大学 Depth-measurable current meter
CN114136396B (en) * 2021-11-26 2024-04-12 江汉大学 Logic control circuit and liquid level measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
GB1165783A (en) 1969-10-01
DE1773251B2 (en) 1974-02-21
FR1570674A (en) 1969-06-13
DE1773251C3 (en) 1974-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2922252A1 (en) FLOW METER WITH PULSE GENERATOR
DE2157863C3 (en) Liquid level measuring and display system
EP0023029A2 (en) Apparatus for measuring evaporation and/or precipitation
DE2435263A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TOTAL FLOW MEASUREMENT
DE3003599A1 (en) MEASURING SYSTEM
DE1289101B (en) Analog-digital converter with an integrated amplifier
DE1231911B (en) Device for measuring distances or parts of circles using pulse counting
DE1773251A1 (en) Measuring device for liquid levels
DE2345231A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE FLOW RATE OF A FLUID
DE2518421A1 (en) MOTION DETECTOR FOR A SCALE
DE3207272A1 (en) ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE POSITION OF AN INDEX AGAINST A DIVISION
DE2722953C2 (en) Method and measuring device for checking the support and / or coverage of an oil or gas pipeline
DE2314363C3 (en) Magnetic displacement sensor, especially for level meters with floats
DE1291523B (en) Inductive flow meter for liquids in open channels or channels, especially in sewers
DE19601646C1 (en) Waste water flow measurement arrangement for e.g. water or run=off channel
DE1573072A1 (en) Flow clock
DE3347606A1 (en) ARRANGEMENT AND METHOD FOR MEASURING A LIQUID LEVEL
DE19859742C1 (en) Measurement method for water flow at spillway threshold; involves deriving differential throughput at measurement points from spillway height values with respect to length of threshold, and integrating values using polynomial functions
DE60004706T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONVERTING A PHYSICAL SIZE IN A MEASURING DEVICE
EP0477745B1 (en) Measurement apparatus submerged measurement weir
DE2736570A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE FLOW RATE OF A FLUID
DE1573057A1 (en) Testing device for water meter
DE4108360C2 (en) Overflow threshold
DE2049783C3 (en)
DE1997913U (en) DEVICE FOR MEASURING WATER FLOW RATES AND WATER LEVEL IN SEWAGE PLANTS, INDUSTRIAL WASTEWATER PLANTS OR DGL. COOL

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee