DE1907536A1 - Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern - Google Patents

Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern

Info

Publication number
DE1907536A1
DE1907536A1 DE19691907536 DE1907536A DE1907536A1 DE 1907536 A1 DE1907536 A1 DE 1907536A1 DE 19691907536 DE19691907536 DE 19691907536 DE 1907536 A DE1907536 A DE 1907536A DE 1907536 A1 DE1907536 A1 DE 1907536A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
dependent
transistor
level
level indicator
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.)
Pending
Application number
DE19691907536
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Kummutat
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19691907536 priority Critical patent/DE1907536A1/de
Publication of DE1907536A1 publication Critical patent/DE1907536A1/de
Pending 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
    • G01F23/246Indicating 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 thermal devices
    • G01F23/247Indicating 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 thermal devices for discrete levels

Description

  • Füllstandanzeiger mit mehreren elektrischen Meßfühlern Die Erfindung betrifft einen Füllstandanzeiger mit mehreren in unterschiedlicher Höhc angeordneten elektrischen Meßfühlern und einer an die Meßfühler angeschlossenen Auswerteeinrichtung.
  • Bei einer bekannten Anordnung dieser Art sind die Meßfühler oberhalb einer geerdeten Bezugsebene in unterschiedlichen Höhen angeordnet und bewirken bei einem Flüssigkeitsstand, bei dem sie in die Flüssigkeit eintauchen, einen Stromkreis von den Meßfühlern zu der geerdeten Bezugsebene, wodurch eine Anzeigevorrichtung betätigt wird und eine Anzeige liefert, welche die räumliche L=ge des höchsten von der Flüssigkeit berührten Meßfühlers kennzeichnet.
  • Da die Wirkungsweise dieser bekannten Anordnung maßgeblich davon abhängig ist, daß durch die Flüssigkeit eine elektrisch leitende Verbindung von den Meßfühlern zu der geerdeten Bezugsebene hergostellt wird ist die bekannte Anord nung nur für Regenwasser oder Schlamm geeignet und nicht zur Bestimmung des Füllstandes von Flüssigkeiteneinsetzbar, die isolierende Eigenschaften haben.
  • Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Überwachung des Füllstandes mit mehreren in unterschiedlicher Höhe angeordnoten Meßfühlern sind als Meßfühler Sonden vorgesehen, bei denen durch die Flüssigkeit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem isoliertgeführten Mittelleiter (Elektrode) und einem diesen Mittelleiter umgebenden rohrförmigen Mantelstück hergestellt wird, was zur Messung des Flüssigkeitsstandes ausgenutzt wird. Handelt es sich bei der Flüssigkeit um eine hochviskosc oder breiige Flüssigkeit,-dann ergeben sich bei Verwendung der beschrieben Meßsonden dadurch Schwierigkeiten, daß nach Absinken dos Flüssigkeitsstandes an den aufgetauchten Meßsonden die hochviskose Flüssigkeit haften bleibt und dadurch weiterhin einen eingetauchten Zustand der Meßsonde vortäuscht.
  • Um die dadurch bedingten Fehlmessungen zu vermeiden, wird bei der bekannten Anordnung durch die INcßsonden cin Prcßluftstrom geblasen, der die Meßsonde von zurückgebliebenen Resten der Flüssigkeit säubert und dadurch Fehlmessungen unterbindet.
  • Nachteilig ist diese bekannte Anordnung zur Überwachung des Flüssigkeitsstandes hinsichtlich des verhältnismäßig großen Aufwandes, der durch die Bereitstellung von Preßluft und die Heranführung der Preßluft an die Meßsonden verursacht wird.
  • Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen ist ein Füllstandanzeiger mit mehreren in unterschiedlicher Höhc angeordneten elektrischen Meßfühlern und einer an die Meßfühler angeschlossenen Auswerteeinrichtung geeignet, der dadurch gekennzeichnet ist, daß erfindungsgemäß die von temperaturabhängigen Widerständen gebildeten Meßfühler an einen Steuereingang jeweils einer Schaltanordnung angeschlssen sind und daß die Schaltanordnungwn bei Ansteuerung über die temperaturabhängigen Widerstände infolge ihres Ein- oder Auftauchens eine Bezugsspannungrsquelle über voneinander getrennte Stromkreisc eingangsseitig an einen Verstärker, vorzugsweise einen Operationsverstärker, anschließen, so daß die Ausgangsgröße des Verstärkers ein Maß für den jeweiligen Füllstand darstellt.
  • Es ist zwar bereits eine Anordnung zur Überwachung des Flüssigkeitsstandes bekannt, die mit einem temperaturabhängigen Widerstand- arbeitet, jedoch handelt ca sich bei dieser Anordnung um eine Tanküberfüllsicherung und demzufolge um eine Vorrichtung, die den Flüssigkeitsstand nur bezüglich einer bestimmten Höhc überwacht und demzufolge nur einen einzigen temperaturabhängigen Widerstand aufweist. Dieser Widerstand ist als Kaltleiter ausgebildet.
  • Eine andere bekannte Vorrichtung zur Standanzeige von flüssigem, gasförmigem oder festem Gut mittels einer elektrischen Anordnung enthält ebenfalls einen tempereturabhüngigen Widerstand, der den Widerstand eines die Impulsbreite -bestimmenden Zeitkonstantengliedes eines symmetrischen Multivibrators bildet. Beim Eintauchen des temperaturabhangigcn Widerstandes in das hinsichtlich seiner Standhöhe zu überwachende Gut ändert der temperaturabhängige Widerstand seinen Widerstandswert, wodurch die Impulsbreite der von dem Multivibrator abgegebenen Impulse geändert wird. Der Unterschied der Impulsbreite an einer Stelle der einen Stufe und an der entsprechenden Stelle der anderen Stufe des Multivibrators wird als Differenzspannung ausgewertet, indem diese einer Anzeigeeinrichtung oder einer diesen Vergleichswert weiterverarbeitenden Einrichtung zugeführt wird.
  • Wollte man diese bekannte Vorrichtung zur Füllstandanzeige unterschiedlicher Höhen verwenden, dann müßte zur Überwachung jeder Füllstandshöhe eine derartige bekannte Anordnung mit jeweils einem Nultivibrator unu einer nachgeordneten Anzeigevorrichtung verwendet werden, wodurch der Aufwand verhältnismäßig groß werden würde.
  • Den gleichen Nachteil weist eine andere bekannte Vorrichtung zur Überwachung des Füllstandes in einem Behälter auf, die mit einem Heißleiter zur Erfassung des Füllstandes ausgerüstet ist. Der an dem HcSaleiter beim Eintauchen in die Flüssigkeit auftretende Spannungsabfall wird bei dieser bekannton Vorrichtung don Eingängen von zwei bistabilen Kippstufon zugeführt, von denen die eine so ausgelegt ist, daß sie aus dem Ruhezustand in den Arbeitszustand geht, wenn ihre Eingangs spannung einen Schwellwert überschreitet, der zwischen den dem aufgetauchten Heißleiter und dem eingetauchten Heißleiter entsprechenden Werten liegt, und deren Ausgang eine Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung steuert; die zweite bistabilc Kippschaltung ist so ausgelegt, daß sie aus dem Arbeitszustand in den Ruhezustand geht, wenn ihre Eingangsspannung unter einen bestimmten Schwellwert abfällt. Die Ausgänge beider -Kippschaltungen sind mitcinander verbunden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Füllstandanzeiger hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die temperaturabhängigen Widerstände in jeweils einer Spannungsteilcrschaltung an eine Versorgungsspannung angeschlossen sind, der Abgriff jedes Spannungsteilers mit dem Steuereingang jeweils einer vorzugsweise als Transisteranoronung ausgebildeten Scha.ltanordnung verbunden ist und wenn die jeweils eine Ausgang klemmc der Transistoranordnungen an einen Pol einer Bezugsspannungsquelle und die jeweils andere Ausgangsklemme der Transistoranordnungen über Eingangswiderstände in den voncinander getrennten Stromkreisenan eine Eingangsklemme des Verstärkers angeschlossen ist, dessen andere Bingangsklemme mit dem anderen Pol der Bezugsspannungsquelle in Verbindung steht. Die Schaltanordnungen können nicht nur als Transistoranordnungen aufgebaut scin, sondern können in unterschiedlicher Weise, z.D als Thyristoranordnungen oder als mit anderen aktiven, elektronischen Bauelementen ausgerüstete Schalteinrichtungen ausgeführt sein. Auch eine Ausbildung als elektronische Relais ist möglich. Als~temperaturabhängige Widerstände werden vorzugsweise Kaltleiter verwendet.
  • Ferner bietet der erfindungsgemäße Füllstandanzeiger die vorteilhafte Möglichkeit, die Genauigkeit der Anzeige durch Wahl einer geeigneten Anzahl von Meßstellen in gewünschter Weise einzustellen, wobei die räumliche Anordnung der Neßstellen beliebig gewählt werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, einen kritischen Füllstand besonders genau zu überwachen, indem die temperaturabhängigen Widerstände im Bereich dieses kritischen Füllstandes dichter als in den übrigen Bereichen angeordnet werden.
  • Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Füllstandanzeiger möglich, die Anzeige an den einzelnen Meßstellen i unterschiedlicher Weise zu bewerten. Sieht man für die Eingangswiderstände des Operationsverstärkers Widerstände mit glcichem Widerstandswert vor, dann wird von jedem temperaturabhängigen Widerstand bei seinem Eintauchen in das Medium mittels der Ttansistoranordnungen am Ausgang des Operationsverstärkers eine Ausgangsgröße crzeugt, die sich hinsichtlich ihres Wertes von der räumlich übergeordneter und untergeordneter temperaturabhängiger Widerstände um den gleichen Betrag unterscheidet. An einem dem Operaei onsvcrstärlccr nachgeordneten Anzeigeinstrument ergeben sich daher mit wachsendem Füllstand Äusgangsgrößen, die von einem temperaturabhängigen Widerstand zum nächstfolgenden jeweils um den gleichen Betrag ansteigen, und zwar unabhängig davon, wie die räumliche Anordnung der temperaturabhängigen Widerstände gewählt ist.
  • Legt man dagegen die Eingangswiderstände des Operationsverstärkers unterschiedlich aus, dann können tIFüllstands lupen" realisiert werden; es kann dann also ein Anzeiger geschaffen werden, der mit erhöhter Empfindlichkeit innerhal-b eines bestimmten Füllstandsbreiches arbeitet. Die Ausgangsgrößen des Operationsverstärkers ändern- sich dann von Meßstelle zu Meßstelle nicht mehr um den gleichen Betrag, sondern im Bereich der "Füllstandslupe" um einen gröseren Betrag als in den Bereichen, die nicht so genau überwacht zu werden brauchen.
  • Von wesentlicher Bedeutung ist bei dem erfindungsgemäßen Füllstandanzeiger die Funktionssi cherheit dann, wenn mit ihm die Füllstandshöhe in einem Behälter überwacht werden soll. In diesem Halle können nämlich Störungen in der Schaltung des Füllstandanzeigers zu Fehlmessungon mit schwerwiegenden Folgen, z.B. Überlaufen des Behälters, führen. Eine Fehlmessung kann beispielsweise dadurch eintreten, daß Zur leitungen zu den temperaturabhängigen Widerständen zusammengequetscht und dadurch kurzgeschlossen sind. In einem solchen Falle wird ein eingetauchter, also niederohmiger temperaturabhängiger Widerstand vorgetäuscht, d.h., es wird eine nicht vorhandenc Füllmengc angezeigt. Dics ist zwar hinsichtlich einer Überfüllung des Tanks -nicht von Bedeutung, da hierbei der Füllstand im Tank zu niedrig angezeigt wird, jedoch könntc dies untcr Umständen auch nachteilige Folgen haben.
  • Um Fehlmessungen durch Kurzschluß der Zuleitungen zu den temperaturabhängigen Widerständen zu vermeiden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung parallel zu jedem temperaturabhängigen Widerstand mit seiner Basis-Emitter-Strecke ein zusätzlicher Transistor angeordnet, der bei einem unzulässigen Abfallen der Spannung am Steuereingang der zugeordneten Transistoranordnung eine Signal- und; oder Ecfehlsgabe bewirkt.
  • Abgerissene oder unterbrochene Zuleitungen täuschen einen aufgetauchten, also hochohmigen Kaltleiter vor. In einem solchen Falle könne die Behälter überfüllt een. Um dics zu vermeiden, ist bei dem erfindungsgemäßen Büllstandanzeiger parallel zu mit jedem temperaturabhängigen Widerstand jeweils einen Spannungsteiler bildenden Widerständen mit seiner Basis-Emitter-Streckc ein weiterer Transistor angeordnet, der bei einem unzulässigen Abfallen der Spannung am Steuereingang der zugeordneten Transistoranordnung eine weitere Signal- und/oder Befehlsgabc bewirkt.
  • Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Füllstandanzeigers mit seinen elektrischen Bauteilen dargestellt. In den Figuren 2 und 3 sind räumliche Anordnungen der temper?turabhängigen Widerstände über dem Behälterboden wiedergegeben, und es ist gezeigt, wie das Skalenbild eines dem Ausgang des Operationsverstärkers nachgeordneten Anzeigegerätes ausgebildet sein kann. In der Fig.4-ist ein besonderes Ausführungsbeispiel des Oporationsverstärkers des erfindungsgemäßen Füllstandanzeiger gezeigt, und in der Fig.5 ist eine einzelne Transistoranordnung mit -zusätzlichen Schoitungsmitteln zur Vermeidung von Fehlmessungen infolge Kurzschluß oder Unterbrechung der Zuleitungen zu den temperaturabhängigen Widerständen dargestellt.
  • Wendet man sich zunächst der Fig. 1 zu, in der die elektrischc Schaltung des erfindungsgemäßen Füllstandanzeigers dargestellt ist, dann erkennt man ein aus einem Netstransformator Tr, einem Brückengleichrichter BG und einem Siebkondensator C gebildetes Netzteil N, das die Betriebsspannungversorgung der Schaltung sicherstellt. Über einen Vorwiderstaiid Rvl ist dem Siebkondensator o eine Reihenschaltung aus zwei Zenerdiodon Z1 und Z2 parallelgeschaltet, zu denen über weitere Vorwiderstände Rv2 und Rv3 eine weitere Reihenschaltung von Zenerdioden Z3 und Z4 parallelliegt.
  • Die gemeinsamen Schaltungspunkte 1 und 2 der beiden von den Zonerdioden Z1, Z2 und Z3, Z4 gebildeten Rcihenschaltungen sind direkt miteinander verbunden und an.eine weitcre Zenerdiode Z5 herangeführt, die über einen zusätzliehen Vorwiderstand Rv4 außerdem mit, der Kathode der Zenerdiodc Z4 in Verbindung steht; die Zenerdiode Z5 erzeugt eine konstante Bezugsspannung, über deren Verwendung später noch Näheres gesagt wird.
  • An der von der Reihenschaltung aus den Zenerdioden Z3 und 24 gebildeten stabilisierten Gleichspannung U1 sind Spannungsteiler ST1, ST2, usw. mit den einzelnen Meßstellen im Behälter zugeordneten temperaturabhängigen Widerständen RT1, RT2, usw. angeordnet. Den Spannungsteilen ST1, ST2, usw.
  • sind Transistoranordnungen TA1, TA2, usw. nachgeordnet.
  • Da die Spannungsteiler ST1, ST2 usw sowie die ihnen jeweils nachgeordneten Transistoranordnungen TA1, TA2, usw.
  • für die einzelnen Meßstellen identisch ausgebildet sind, soll im folgenden nur die Beschreibung; eines einzigen Spannungsteilers mit der zugehörigen Transistoranordnung erfolgen.
  • Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist der Spannungsteiler STI aus dem temperaturabhängigen Widerstand RT1 und einem Widerstand R1 aufgebaut. Dic Anschlußenden 3 und 4 des Spannungsteilers ST1 liegen an der stabilisierten Gleichspannung U1. Dem Spannungsteiler STI ist die Transistoranordnung TAl nachgeordnet, und zwar in der Weise, daß der Abgriff A1 des Spannungsteilers STl mit eie Steuereingang der Transistoranordnung TA1 verbunden ist; der Abgriff A1 ist über einen Widerstand R2 an die Basis eines npn-Transisors T1 angeschlossen, dessen Emitter an einen Po-l der vqn der Zenerdiode Z5 gebildeten Bezugsspanungsquelle und -dessen Kollektorwiderstand R3 an die stabilisierte Gleichspannung U1 bzw. an-die Kathode der Zenerdiode Z4 angeschlossen ist. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors- Tl sind zwei Dioden D1 und D2 in Reihenschaltung angeordnet.
  • Über einen Widerstand R4 ist der Kollektor des Transistors T1 an die Basis eines pnp-Transistors T2. angekoppelt, dessen Emitter mit dem einen Pol de-r Bezugsspannungsquelle (Zenerdiode Z5) verbunden ist; der Kollektor des Transistors T2 ist an die Ausgangsklemme K1 der Transistoranordnung TA1 herangeführt.
  • In glcicher Weise wie der Spannungsteiler ST1 und die dazugehörige Transistoranordnung TA1 sind die entsprechenden Schaltungselemente für die weiteren Meßtellen aufgebaut.
  • Der besseren Ubersichtlichkeit halber ist in der Fig. 1 nur noch die elektrische Schaltung für eine weitere Meßstelle dargestellt. Schaltungselemente dieser Schaltungstcile, die denen für die soeben beschriebene Meßstelle entsprechen, sind bis auf dem temperaturabhängigen Widerstand mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.
  • Die Ausgangsklemmen K1, K2, usw., die Transistoranordnungen TA1, TAI, usw. sind über Klemmen KEI, KE2, usw. mit Eingangswiderständen RE1, RE2, usw. eines Operationsver-Stärkers OV verbunden, an dessen Eingangsklemme 5 die Eingangswiderstände RE1, RE2, usw. gemeinsam angeschlossen sind; mit einer weiteren Eingangsklemme 6 ist die Eingangsklcmmc 5 über antiparallelgeschaltete Gleichrichter G1 und G2 verbunden Weitere Klemmen 7,'8, 9, 10, 11 und 12 sind in an sich bekannter Weise mit Widerständen R5, R6 und R7 sowie einem Potentiometer R8 und Kondensatoren C2 und C3 beschaltet. Die Klemme 13 des Operationsverstärkers OV stellt den Ausgang dar und ist über einen Widerstand R9 mit der Eingangsklemme 5 des Operationsverstärkers OV verbundes An den Ausgangsklemmen KA1 und KA2 des Operationsverstärkers OV tritt eine Spannung U2 auf, die ein Maß für die jeweilige Füllhöhe darstellt.
  • In der Fig:2 2 ist in deroberen Darstellung in schematischer Weise eine beispielsweise räumliche Anordnung der temperaturabhängigen Widerstände RT1, RT2, usw. wiedergegeben.
  • Die temperaturabhängigen Widerstände sind dabei dicht über dem Behälterboden B in verhältnismäßig geringem Abstand übereinander angeordnet, um in diesem Bereich eine möglichst genaue Erfassung des Füllstandes zu ermöglichen.
  • In der unteren Darstellung der Fig.2 ist das Skalenbild einer Anzeigevorrichtung wiedergegeben, die an den -Ausgangsklemmen KA1 und KA2 des Operationsverstärkers OV (vergl. Fig. 1) angeordnet ist. Ein derartiges Skalenbild ergibt sich, wenn die Eingangswiderstände RE1, RE2, usw.
  • des Operationsverstärkers OV gleich bemessen sind. Es wird dan jede Meßstelle ungeachtet der räumlichen Anordnung der temperaturabhängigen Widerstände gleich bewertet.
  • In der oberen Darstellung der Fig. 3 ist die gleiche räumliche Anordnung der temperaturabhängigen Widerstände RT1, RT2, usü.
  • über dem Behälterboden B dargestellt wie in Fig.2. Durch entsprechende Dimensionierung der Eingangswiderstände RE1, RE2, usw. ist aber dafür gesorgt, daß die einzelnen Meßstellen unterschiedlich bewertet sind, so daß an den Ausgangsklemmen KA1 und KA2 des Operationsverstärkers OV (vergl.FIg.1) eine ungleichmäßige Änderung der Ausgangsgröße U2 in- Abhängigkeit vom jeweiligen Füllstand eintritt, wodurch sich bei einem an die Ausgangsklemmen KAI und KA2 angeschlossenen Anzeigegerät ein Skalenbild ergibt, wie es in der unteren Da-rstellung der Fig. 3 gezeigt ist. Dieses Skaleubild stellt- eine Füllstandslupe dar und läßt eine besonders genaue Ablesung des Füllstandes im unteren kritischen Bereich des Behälters zu Der erfindungsgemäße Füllstandanzeiger arbeitet in der Weise, daß die in unterschiedlicher Höhe in einen Behälter angeordneten temperaturabhängigen Widerstände an der stabilisierten Gleichspannung U1 liegen und infolgedessen elektrisch aufgeheizt werden. Durch die unterschiedliche Wärmeabfuhr in Lut od:cr in dem eingefüllten Medium, z;B. in einer Flüssigkeit, nehmen die als Kaltleiter ausgebildeten temperaturabhängigen Widerstände RT1, RT2, usw. stark unterschliedliche Widerstandswerte an, wenn sie von der Flüssigkeit umspült werden; der Warmwiderstand beträgt nämlich ein Vielfaches des Kaltwiderstandes.
  • Ist der Behälter, der hinsichtlich seines Füllstandes mit dem erfindungsgemäßen Anzeiger überwacht werden soll, leer, dann befinden sich alle Kaltleiter RT1, RT2, usw. in Luft und sind daher hochohmig. In diesem Falle liegt die Basis jedes der Transistoren Ti auf negativem Potential, wodurch die Transistoren TI gesperrt sind. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Basis der Transistoren T2 positiv ist, wodurch auch die Transistoren T2 gesperrt sind. Die Eingangsklemme KEi des Operationsverstärkers OV ist daher von der die Bezugsspannungsquellc bildenden Zenerdiode Z5 abgetrennt. Dies gilt bei leerem Tank auch hinsichtlich der übrigen Eingangsklemmen KE2, usw. des Operationsve-rstärkers OV, sQ daß am Ausgang KA1 und KA2 des Operationsverstärkers OV keine Spannung auftritt.
  • Ecginnt die Füllung des Behälters, dann taucht zunächst der am niedrigsten angeordnete Kaltleiter KT1 in die ansteigende Flüssigkeit ein, wodurch die Wärmeabfuhr von diesem Widerstand erhöht und der Widerstand niederohmig wird. Dadurch verändert sich das Potential an der Basis des Transistors Ti und dieser schaltet durch. Damit wird auch der nachgeordnete Transistor T2 leitend und an der Eingangsklemme KE1 des Operationsverstärkers OV entsteht eine Spannung, Diese Spannung führt zu einer Ausgangsgröße U2 am Ausgang des Operationsverstärkers OV, die durch die folgende Gleichung (1) beschrieben werden kann: U2 = Ub . W9/REi (I) In dieser Gleichung bedeutet Ub die Bezugsspannung, d h.
  • die Spannung an der Zenerdiode Z5. Durch eine Ausgangsgröße des durch die Gleichung (1) beschriebenen Wertes ist eine Behälterfüllung bis zur Meßstelle mit dem am niedrigsten angeordneten Kaltleiter RT1 gekennzeichnet.
  • Im weiteren Verlauf des Füllvorganges tauchen nacheinander die über dem Kaltleiter RTI angoerdneten Kaltleiter RT2, usw. in die Flüssigkeit ein, werden dabei ebenfalls niederohmig und schalten über die ihnen jeweils zugeordneten, als Schalter wirkenden Transistoranordnungen TA2, usw. die Eingangsklemmen KE2, usw. an die Bezugsspannungsquelle bzw.
  • die Zenerdiode Z5 an. Am Verstärkerausgang KP1 - KA2 entsteht dann die durch die folgende Gleichung (2) beschriebene Ausgangsgröße: U2 = Ub . (R9/REI + R9/RE2 + ) (2) Soll die Ausgangsgröße U2 des Operationsverstärkers OV über eine längere Strecke übertragen werden, soll also beispielsgleise eine Fernübertragung diescr Meßgröße erfolgen, dann ist eine Ausbildung des Operationsverstärkers vorteilhaft, wie sie in der Fig.4 wiedergegeben ist. Durch die dort dargestellte Beschaltung des Operationsverstärkers ov wird ein eingeprägter Ausgangsstrom Ia erzeugt, der sich durch folgende Gleichung (3) beschreiben läßt: Ia = (1 + R9/Ró) . (Ub/RE1 + Ub/RE2 + .....) ()7) Dieser Strom Ia kann durch ein Anzeigegerät AG erfaßt werden, wobei es sich bei diesem Gcrät um einen Digitalanzeiger, um eine Anzeige mit Leuchtsignal oder um ein konventionelles Strommeßgerät halldeln kann.
  • In Fig. 5 ist der Spannungsteiler sowie die zugehörige Transistoranordnung einer einzigen Meßstelle wiedergegeben, ergänzt um Schaltungsmittel, die eine Signal- und/oder Befehlsgabe bewirken, wenn die Zuleitungen zu dem jeweiligen temperaturabhängigen Widerstand kurzgeschlossen oder unterbrechen sind. Als Beispiel ist der Spannungsteiler ST1 mit der Transistoranordnung TA1 aus der Fig. 1 herausgegriffen.
  • Sollen Fehlmessungen infolge Kurzschlusses der Zuleitungen zu dem temperaturabhängigen Widerstand RT1 vermieden werden, dann ist ein Transistor T3 vorgesehen, dessen Basis über einen Widerstand R10 mit dem Abgriff A1 des Spannungsteilers STi verbunden ist. Der Emitter des frransistors T3 ist an das von einem Anschluß des temperaturabhängigen Widerstandes RTI gebildete Ende des Spannungsteilers ST1 angeschlossen, während der Kollektor über die Klemme KTI mit einer in der Fig.5 nicht näher dargestellten Signaleinrichtung verbunden ist, die über eine weitere Klemme K'1'2 mit einem Pol der von der Zenerdiode Z5 gebildeten Bezugsspannungsquelle in Verbindung steht. Der Transistor T3 ist solange durchgesteuert, wie am temperaturabhängigen Widerstand R'E1 eine Spannung abfällt. Im Kurzschlußfalle ist dieser Spannungsabfall Null und es wird der Transistor T3 gesperrt. Dadurch wird die Signaleinrichtung im Kollektorkreis des Transistors T3 betätigt, die im einfachsten Falle ein Relais sein kann.
  • Zur Erkennung einer Unterbrechung der Zuleitungen zu dem temperaturabhängigen Widerstand RT1 und zur Vermeidung mog--licher Folgen aufgrund dieser Unterbrechung ist ein weiterer Transistor T4 vorgesehen, der mit seiner Basis über einen Widerstand Ril an den Abgriff A1 des Spannungsteilera ST1 und mit seinem Emitter an dem von dem Widerstand R1 gebildeten Anschluß des Spannungsteilers STI angöschlossen ist. Der Kollektor des Transistors T4 ist über eine weitere, in der Fig. 5 nicht näher gezeigte und an die Klemmen KT3 u.KT4 angeschlossene Signaleinrichtung mit einem Pol der Bezugsspannungsquelle (Zenerdiode Z5) verbunden Liegt kein Fehlerfall vor, d.h., ist die Zuleitung zu dem.
  • temperaturabhängigen Widerstand RT1 nicht unterbrochen, fällt am Widerstand R1 des Spannungsteiles T1 stets eine ausreichende Spannung ab, um den Transistor T4 durch steucrn. Liegt dagegen ein Bruch der Zuleitungen vor, dann ist der Spannungsabfall am Widerstand R1 Null und der Transistor T4 wird gesperrt, wobei die in seinem Kollektorkreis angeordnete weitere Signaleinrichtung betätigt wird. Da der Basiswiderstand RiO für den Transistor T13 so hochohmig ist, daß der S-trom über ihn und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T3 sehr gering ist, kann auch bei einem Leitungsbruch am Widerstand R1 kein Spannungsabfall entstehen, der den weiteren Transistor T4 in diesen Falle am si- -cheren Sperren hindern würde.
  • Durch die Erfindung ist ein Füllstandanzeiger geschaffen, der infolge Verwendung mehrerer übereinander- angeordneter tempera turabhängiger Widerstände eine Erfa ssung verschiedener Füllstandshöhen ermöglicht, ohne daß durch die Art und die Eigenschaften der jeweiligen hinsichtlich seiner Füllhöhe zu überwachenden Medien Schwierigkeiten bei der Messung entstehen. Der erfindungagemäße Bullstandanzeiger ist demzufolge nahezu universell verwendbar.
  • 7 Patentansprüche 5 Figuren

Claims (7)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Füllstandanzeiger mit mehrerem in unterschiedlicher Höhe angeordneten elektrischen Meßfühlern und einer an die Meßfühler angeschlossenen Auswerteeinrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die von temperaturabgängigen Widerständen gebildeten Meßfühler an einen Steuereingang jeweils einer Schaltanordnung angeschlossen sind und daß die Schaltanordnungen bei Ansteuerung über die temperaturabhängigen Widerstände infolge ihres Ein- oder Auftauchens eine Bezugsspannungsquelle über voneinander getrennte Stromkreise eingangsseitig an einen Yerstärker.
    vorzugsweise einen Operationsverstärker, anschließen, so daß die Ausgangsgröße des Verstärkers ein Maß für den jeweiligen Füllstand darstellt.
  2. 2. Füllstandanzeiger nach Anspruch 1, d a d. u r c h g e -k c n n z e i c h n e t , daß die temperaturabhängigen Widerstände in jeweils einer Spannungsteilerschaltung an eine Versorgungsspannung angeschlossen sind, daß der Abgriff jedes Spannungstcilers mit dem Steuereingang jeweils einer vorzugsweise als Transistoranordnung -ausgebildeten Schaltanordnung verbunden ist und daß die jweils eine Ausgangsklemme der Transistoranordnungen an einen Pol einer Bezugsspannungsquelle und die jweils andere Ausgangsklemme der Transistoranordnungen über Eingangswiderstände in den voneinander getrennten Stromkreisen an eine Eingangsklemme des Verstärkers angeschlossen ist, dessen andere Eingangsklemme mit dem anderen Pol der Bezugsspannungsquelle in Vcrbinaung steht.
  3. . Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 oder 2, a a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die temperaturabhängigen Widerstände Kaltleit-er sind 4. Füllstandanzeiger nach einem der vorangehendell Ansprüche, d e d u r c h g e k e n n z e i c -h n e t , daß die.
  4. temperaturabhängigen Widerstände im Bereich eines Ifritischen Füllstandes dichter als in den übrigen Bereichen angeordnet sind.
  5. 5. Füllstandanzeiger nach Anspruch As d a d u r c h Er e -k c n n z c i c h n e t , daß die den temperaturabhängigen Widerständen im Bereich des kritischen Füllstandes zugeordneten Eingangswiderstände des Operationsverstärkers sich hinsichtlich ihres Widerstandswertes von den den übrigen Bereichen zugeordneten Eingangswiderständen der art unterscheiden, daß sich die Ausgangsgröße des Operationsvcrstärkers im Bereich des kritischen Füllstandes stärker als in den übrigen Bereichen ändert.
  6. 6. Füllstandanzeiger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k o n n z e i c h n e- t daß parallel zu jedem temperaturabhängigen Widerstand mit seiner Basis-Emitter-Strecke ein zusätzlicher Transistor angeordnet ist, der bei einem unzulässigen Abfallen der Spannung am Steuereingang der zugeordne-ten Transistoranordnung infolge eines Kurzschlusses des temperaturabhängigen Widerstandes eine Signal- und/oder Befehlsgabe bewirkt.
  7. 7. Füllstandanzeiger nach einem der vorangegangenen Ansprüchc, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n c t, daß parallel zu mit jedem temperaturabhängigen Widerstand jeweils einen Spannungsteiler bildenden Widerständen mit seiner Ba.sis-Emitter-Strecke ein weiterer Transistor angeordnet ist, der bei einem unzulässigen Abfallen der Spannung am Steuereingang der zugeordneten Transistoranordnung infolge einer Unterbrechung der Zuleitungen zu dem. temperaturabhängigen Widerstand eine weitere Signal- und/odel Befehlsgabe bewirkt.
DE19691907536 1969-02-11 1969-02-11 Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern Pending DE1907536A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691907536 DE1907536A1 (de) 1969-02-11 1969-02-11 Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691907536 DE1907536A1 (de) 1969-02-11 1969-02-11 Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1907536A1 true DE1907536A1 (de) 1970-08-20

Family

ID=5725304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691907536 Pending DE1907536A1 (de) 1969-02-11 1969-02-11 Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1907536A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115776A1 (de) * 1981-04-18 1983-01-05 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Thermoelektrische fuellstandsmesseinrichtung
DE3125633A1 (de) * 1981-06-30 1983-01-13 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Fuellstandsmesseinrichtung
DE3223369A1 (de) * 1982-06-23 1984-01-05 A 2000 Industrie-Elektronik GmbH, 7632 Friesenheim Verfahren und ueberwachungsschaltung zur ueberwachung von abfuellsicherungsschaltungen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115776A1 (de) * 1981-04-18 1983-01-05 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Thermoelektrische fuellstandsmesseinrichtung
DE3125633A1 (de) * 1981-06-30 1983-01-13 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Fuellstandsmesseinrichtung
DE3223369A1 (de) * 1982-06-23 1984-01-05 A 2000 Industrie-Elektronik GmbH, 7632 Friesenheim Verfahren und ueberwachungsschaltung zur ueberwachung von abfuellsicherungsschaltungen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0447514B1 (de) Temperaturmessschaltung
DE3114678C2 (de) Füllstandsanzeiger für stromleitende Flüssigkeiten und Schüttgut
DE2515064A1 (de) Standhoehe-messgeraet fuer fluessigkeiten
DE2703880C3 (de) Elektrisches Prüfgerät mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung
DE1805592C3 (de) Anordnung zur elektrischen Messung von Temperaturdifferenzen oder Wärmemengen
DE3811728C2 (de)
DE843322C (de) Verfahren zur elektrischen Abfuehlung leitender Kennzeichnungen
DE2819731A1 (de) Anordnung zur kapazitiven fuellstandsmessung in einem behaelter
DE2153341C3 (de) Prüfschaltung zum Feststellen unzulässiger Berührungsspannungen an elektrischen Geräten
DE1907536A1 (de) Fuellstandanzeiger mit mehreren elektrischen Messfuehlern
DE4119917A1 (de) Ueberstromdetektoreinrichtung
DE3344363C2 (de)
DE2830481C3 (de) Schutzschaltung für einen Gegentaktleistungsverstärker
DE2028656C3 (de) Meßgerät zur elektrischen Anzeige eines Flüssigkeitsstandes
DE2162040C3 (de) Schaltungsanordnung zum Erfassen von Leitungskurzschlussen
DE2846674B2 (de) Prüfeinrichtung zum Anzeigen einer elektrischen Spannung und ggf. deren Polarität
DE2700229A1 (de) Fuellstandsmesseinrichtung
DE645025C (de) UEberwachungseinrichtung fuer solche Heisswasserspeicher, die wechselnde Mengen von Heiss- und Kaltwasser enthalten
DE2120290A1 (de) Vorrichtung zur Anzeige eines Flüssigkeitsstandes
DE3426885C2 (de)
EP0030006B1 (de) Schaltungsanordnung zur Fernspeisung von Zwischenstellen einer Einrichtung der Nachrichtenübertragungstechnik mit Überwachung der Ausgangsspannung wenigstens einer Speisestelle
DE1762867A1 (de) Schaltungsanordnung zum Pruefen der Betriebsfaehigkeit der Teilnehmeranschlussleitungen in Fernmelde-,insbesondere Fernsprechanlagen
DE834019C (de) Einrichtung zur Messung der inneren Temperatur eines Kondensators
DE2519758B1 (de) Einrichtung zur temperatur-fernmessung
DE3521633A1 (de) Schaltungsanordnung zur ermittlung des kleinsignal-innenwiderstandes einer nichtlinearen impulssignalquelle