DE1908881C - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Masse einer Flüssigkeit oder des veränderlichen Volumens eines metallischen Innenbehälters in einem metallischen äußeren Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen Frequenz liefert, die bei einer Startfrequenz beginnt, der Masse einer Flüssigkeit oder des veränderlichen Jeder Durchlauf ^vlJird unterbrochen und beginnt von Volumens eines metallischen Innenbehälters in einem neuem, wenn die Resonanzfrequenz abgetastet wird, metallischen äußeren Behälter, wobei das von dem Dieser Arbeitszyklus wird fortlaufend wiederholt, Behälter eingeschlossene Volumen durch die Energie 5 und die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden elektromagnetischer Signale erregt wird, deren Fre- Durchlaufen wird zur Anzeige der Flüssigkeitsmenge quenzen einen bestimmten Frequenzbereich durch- in dem Tank benutzt. Diese Einrichtung beruht auf laufen. der Voraussetzung, daß die Resonanzfrequenz eines

Die Form der Grenzfläche zwischen einer Flüssig- metallischen Hohlraumes, der eine dielektrische Flüskeit und einem Gas in einem teilweise gefüllten Tank io sigkeit enthält, sich als Funktion der in dem Hohlunter der Wirkung der normalen Schwerkraft ist raum enthaltenen Menge des Dielektrikums ändert, festgelegt, da die Oberflächenform immer senkrecht Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Resonanzfrequenz auf dem Vektor der Schwerkraft st jht. Um die Flüssig- sich atch dann ändert, wenn die Orientierung der keitsmenge bei diesen normalen Schwerkraftsbedin- dielektrischen Flüssigkeit in dem Tank geändert wird, gungen ⁷.u messen, muß nur die Lage dieser Grenz- 15 Daher ist eine Anlage, die von der Beziehung zwischen fläche durch Schwimmer, Hohlraumresonanzverfahren der Resonanzfrequenz und dem Volumen der elek- oder andere bekannte Einrichtungen festgestellt wer- trischen Flüssigkeit abhängt, bei solchen Umgebungsden, um die Flüssigkeitsmenge in dem Tank zu bedingungen ungenau, in denen die Orientierung der bestimmen. in dem Tank enthaltenen Flüssigkeit Änderungen

Die unregelmäßigen geometrischen Formen, die ao unterworfen ist.

eine Flüssigkeit in den Behältern von Raumfahr- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren

zeugen annehmen kann, wenn sie den bei der Raum- zum Messen der Masse einer Flüssigkeit oder des fahrt auftretenden Beschleunigungen ausgesetzt ist, veränderlichen Volumens eines metallischen Innenschließt die Verwendung bekannter Mengen-Meß- behälters in einem metallischen äußeren Behälter einrichtungen, die auf der Bestimmung des Flüssig- 35 anzugeben, das unabhängig von Änderungen in der keitsniveaus beruhen, in den meisten Anwendungs- Orientierung der im Behälter enthaltenen Flüssigfällen aus. Einige Faktoren, die sich auf Meßein- keit ist.

richtungen für starrwaiiige Flüssigkeitsbehälter in Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art

Raumfahrzeugen auswirken, sind: wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Eigen-

a) die Größe und die Form des Behälters; 3° ^f5^ecl^ue"^ze" abgetastet und gezählt werden, die in

b Umgebungsbedingungen, beispierswei _; Beschleu- ^dem, Hohlraum des Metallbehälter auftreten, wäh-

nigung,Schwingungen,Temperatur, Druck, Strah- ^re.^nd die elektromagnetischen Signale den vorbe-

lung u dgl · stimmten Frequenzbereich durchlaufen.

c) das Verfahren, nach dem Flüssigkeit oder das ^Ein bestimmter metallischer Behälter, der eine Gas entnommen wird· 35 gegebene Masse dielektrischer Flüssigkeit enthält,

d) die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit aus ^{hat eine} bestimmte Anzahl Eigenfrequ;xzen in einem dem Tank entnommen wird; gegebenen Frequenzband. Es hat sich gezeigt, daß

e) physikalische und elektrische Eigenschaften der ^{dle Zahl der} Eigenfrequenzen sich als Funktion der Flüssigkeit und des Gases in dem leeren Raum, ^{Masse der in dem} Behälter enthaltenen dielektrischen _uncj 40 Flüssigkeit ändert, wenn die in den Behälter ein-

f) die Wirkung anderer Instrumente an dem Tank. gestrahlten Frequenzen dieses Frequenzband durch

laufen. Erfindungsgemäß wird daher die Zahl der

Eine ideale Meßeinrichtung für die Masse einer Eigenfrequenzen bei jedem Durchlauf über das Flüssigkeit unter Raumfahrtbedingungen sollte die gleiche Frequenzband gezählt, um die in dem Tank folgenden Merkmale aufweisen: 45 enthaltene Flüssigkeitsinasse zu erhalten. Die Zahl

a) Jedes Molekül der Flüssigkeit sollte einen gleich- ^der Eigenfrequenzen ist dabei unabhängig von der mäßigen Einfluß auf die Messung unabhängig pnenUerung der in dem Behälter enthaltenen Flussigvon seiner Lage und Gruppierung und unab- keil. Wenn die dielektrische Flüssigkeit große dielekhängig von Temperatur- und Druckschwan- tnsche Verluste verursacht, d.h., wenn sie elektrokuncen haben· ⁵° m^ag^netlscne Energie aufnimmt, sind die Eigenfre-

b) die zeitliche Änderung der molekularen Ver- ^^en _t ^{zen mit zu} _u ^{r Zeit zur} Verfügung stehenden Signalteilung der Flüssigkeit soll die Messung nicht empfangseinrichtungen schwer zu zählen. In diesen beeinflussen, d. h. die Meßeinrichtung muß so ™<:" ^{wird da} _t ^he' ^em° ^d'^{e Z},^ahl der Eigenfrequenzen kurzzeitig wie möelich arbeiten· bezeichnende Hilfszahl abgeleitet, ohne daß tatsäch-

c) die Messung muß unempfindlich gegenüber ⁵⁵ !^ic.^{h d}'^e f'^^TTu ⁸^'¹ T^ ^uT* allen anderen Veränderungen in dem Tank und J^ed°^c.^h dasselbe Verfahren verwendet, da die HiUsin der Umgebung sein. "¹J₁'" ^al'^{en F}?^llei1 proportional zu der tatsächlichen

Zahl der Eigenfrequenz ist.

Wenn alle diese Bedingungen erfüllt werden sollen, Der die Flüssigkeit enthaltende Tank iiat eine

kann keine schwerkraftabhängige Messung vorge- 60 mittlere Dielektrizitätskonstante, die verschiedene

nommen werden, so daß viele bekannte Verfahren Werte zwischen der Konstanten bei leerem Tank

zur Messung der Müsse einer Flüssigkeit ausfallen. und der Konstanten bei vollem Tank annehmsn

Außer den bekannten Einrichtungen zum Messen kann. Die Zahl der Eigenschwingungen, die sich in

des Flüssigkeilsstanclcs ist eine Einrichtung bekannt* dem Tank ausbilden können, hängt von der in dem

geworden (USA.-Patentschrift 3 312 107), die auch 65 Tank enthaltenen Flüssigkeits-Gas-Mischung und von

bei fehlender Schwerkraft arbeitet. Bei dieser Ein· dem Frequenzbereich der Erregerenergie ab. Bei

ricntung wird ein Wobbelgenerator vctwemdet, der einem bestimmten Frequenzband hängt die Zahl

eine ein ;iewünschtcs Frequenzband durchlaufende der möglichen Eigenschwingungen nur von der mitt-

leren Dielektrizitätskonstante des Tankhohlraumes ab. Da die mittlere Dielektrizitätskonstante sich direkt mit der Dichte der Flüssigkeit in dem Tank ändert, nimmt die Zahl der Eigenschwingungen ab, wenn die Masse der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit abnimmt.

Insbesondre ist die Zahl der Eigenschwingungen, die in einem Behälter in einem Frequenzband erzeugt werden, das zwischen zwei festen Frequenzgretuen J₁ und /_a liegt, gegeben durch den Ausdruck:

8 v_

3C^a

(Λ³ - Λ³)

wobei

N — Zahl dir in dsm Bshälter erregten Eigenschwingungin,

V = Volumsn d:s Bihälters in cm¹,
C = Lichtgsschwindigkeit im freien Raum,
E = mittlere Dielektrizitätskonstan's da gssaraten Inhalts des Bshälterhohlraiinus.

Daher ändert sich die Zahl der erzeugten Eigenschwingungen mit der dritten Potenz dir Frequsnz. Folglich kann die elektrische Erregsrensrgie erhalten bleiben, wenn ein Frequenzband passsnd zu dsm Volumen des Behälters und dsr Schwankung in dsr Dielektrizitätskonstante seines Inhaltes gewählt wird.

Da Z₁ und /₃ bei einem bestimmten Frequenzband bekannt sind, kann die Zahl N der Eigenschwingungen dazu benutzt werden, E 7U bsstimmsn, das seinerseits ein Maß für die in dem Bshälter enthaltene Flüssigkeitsmasse ist. Eine Datenverarbsitungssinrichtung kann daher für einen bestimmten Behälter und eine bestimmte Flüssigkeit so programmiert werden, daß sie die ermittelte Zahl der Eigenfrequenzen direkt in eine Maßzahl für das in dem Behälter enthaltene Strömungsmittel umsetzt.

Wenn beispielsweise der Innenraum eines rechteckigen Behälters mit den Abmsssungsn von 25 · 25 · 100 cm und mit einer Luftfüllung durch elektrische Signale in dem Frequenzband von 8 bis 9 GHz erregt wird, 1750 Eigenfrequenzen gezählt. Wenn dieser Behälter mit einem Strömungsmittel gefüllt ist, das eine Dielektrizitätskonstante von 2 aufweist, treten 3220 Eigenschwingungen in dsm Frequenzband von 8 bis 9 GHz auf. Daher ergibt sich eine Differenz von 1470 Eigenschwingungsn in dam Frequenzband von 8 bis 9 GHz zwischen dsn bsi leerern und bsi vollem Bshälter gsmisssnsn Zahlen.

Das erfindungsgsmlßs Verfahren, bsi dsm die Eigenfrequenzen gszählt wsrdsn, ist insofern vorteilhaft, da sie in biliebigjn Mnallbshiltern einschließlich ungleidim'ißig gjformter Behälter und Behälter mit innenseitigsn Prallplatten verwendbar ist. Änderungen in der Geom:trt; dsr GrenzHlchen zwischen Flüssigkeit und Gas innerhalb dss Bshälters wirken sich nicht auf die gemessene Zahl d:r Eigsnfrequenzen aus, Eine Vorrichtung zur Durchführung des errmdungsgetnißsn Verfahrens arbeitet bsini Einfüllen oder teim Entnehmen der Flüssigkeit und befindet sich auf dsr Außenseite dss Bihälters mit Ausnahms der Befestigungseinrichtung für eine odsr mehrere Sondsn an dem Bjhältcr.

Eine mögliche Vorrichtung zur Durchführung dss erfiiulungsgem'ißen Verfahrens, wie sie im Zusammenhang mit einem anderen Malverfahren an sich bekannt ist, weist eine HF-Energieiiiulli? auf, ihren P in e'ncm bestimmten B.inil variiert w.:r<hn

kann. Das Frequenzband wird unter Berücksichtigung der Geometrie des Behälters und der Dielektrizitätskonstanten des Inhaltes ausgewählt. Die Eingangssignalewerden von einem Kipposzillator erzeugt, der aus einem Kippgenerator besteht, der einen, spannungsgesteuerten Oszillator ansteuert. Db zum Durchlaufen des Frequenzbandes notwendige Zeit wird durch einen Programmgeber gesteuert. Die HF Energie wird an den Behälter angekoppelt und ίο ein Detektor für die Signalamplitude wird zum Abtasten der Eigenschwingungen verwendet. Die Au^- gangsleisfung des Detektors wird verstärkt und treibt einen Spitzendetektor, der seinerseits mit einem elektronischen Zähler verbunden ist. Der elektronische Zähler zählt die in dem Frequenzband auftretenden Eigenschwingungen. Die information des Zählers wird von einer Datenverarbeitungseinrichtung aufgsnomna:n, die so programmiert ist, daß sie die in dsm Behälter enthalten? ί < issigkeitsmisse anzeigt, ίο Für eins dsrartigs Vorrichtung wird erfindungsgsmlß vorgsschlagen, daß zwischen Kippaszillator und Erregsrsonde ein Dreikanalzirkulator geschalt?t ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, F i g. 2 einen Schnitt durch einen Behälter mit einer Signalsonde, die sowohl zum Abstrahlen der zur Erregung dienenden Eingangssignale als auch zum Aufnehmen der elektrischen Ausgangssignale dienen kann,

F i g. 3 ein charakteristisches HF-Eigenfrequenz-Spektrum, das mit der Vorrichtung von F i g. 1 gemessen werden kann,

Fig.4 die Beziehung zwischen der Masse und dsr Zahl der Eigenschwingungen bei einem typischen Brennstoff für Raumfahrzeuge in einem Behälter, F i g. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des ernndungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 6 eins HF-Eigenfrequenzspektrum, das mit dsr Vorrichtung nach F i g. 5 erhalten wird, und F i g. 7 eins Ssitenansic ht eines blasenförmigcn Mstalltankes, in dsm eins Messung des Flüssigkeitsinhaltes nach d;m erfin dungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird.

In F i g. 1 ist ein Blockschaltbild einer Meßvorrichtung 1 gezeigt, die an einem Behälter 2 angeordnet ist, der jede gewünschte Form haben kann, wobsi zum Zwecke der Darstellung eine unregelmäßige Form gezeigt ist. Die Flüssigkeit 4 in dem Behälter 2 kann in der Form eines zusammcnhängenden Volumens oder unzusammenhängender Volumina vorliegen. Ein gasförmiger Treibstoff 6 fülll das gesamte Volumen des Behälters außer dem durch die Flüssigkeit eingenommenen Volumen aus.

Ein Programmgeber 12 ist die steuernde Schalt stufe für di-; Vorrichtung. Er gibt über eine Leitung Ii Signale an einen Kippgcncrator 14 und ferner Steuer signale äbiT eine Leitung 15 a η einen Zähler 16 ab Dir Projranrnjib^r 12 führt ferner ein Signal übe eins Leituiig 17 cin^r D itJiivsrarb eitungseinrichtiingl! zu, um db Synchronisation /.wi-whjn dem Kippgcnc rator 14, dsm Zlhler 16 imJ il:i D itsiiverarbeitung einrichtung 18 sichir/.UiU'llen. I).τ Programmgeber I v.jinit die Arbsilszykbn l.;s Kippj.Mierators 1

und des Zählers 16 so aufeinander ab, daß die Zahl Masse der bestimmten gerade gemessenen Flüssigkeit

der Eigenschwingungen bei jedem Durchlauf ermittelt ist. F i g. 4 zeigt eine Kurve 52 der Beziehung zwischen

wird. Der Kippgeneralor 14 erzeugt eine Sägezahn- der Zahl der Eigenfrequenzen und der Masse eines

spannung, deren Synchronisation durch den Pro- typischen in einem üblichen Tank enthaltenen Treib-

grammgeber 14 gesteuert ist. Der Kippgenerator 14 5 stoffes in Pfund, nach der die Datenverarbeitungs-

fiihrl einem spannungsgesteuerten Oszillator 20 ein einrichtung geeicht wird.

Spannungssignal über eine Leitung 19 zu, um den In F i g. 2 sind die Sonden 8 und 10 im einzelnen

Frequenzbereich des spannungsgesteuerten Oszilla- gezeigt. Die Wand 38 des Behälters 2 hat einen

tors 20 und seinen Durchlaufzyklus durch diesen rohrförmigen Fortsatz 40, der als Außenleiter eines Frequenzbereich zu bestimmen. Das Ausgangssignal io Koaxialkabels dient, das einen drahtförmigen Innen-

des Oszillators 20 aus dem ausgewählten Frequenz- leiter 42 aufweist. Der Innenleiter 42 endet in einer

band (normalerweise eine Oktave) wird über eine Schleife 43. Er kann auch die Form einer geraden

Leitung 21 einer Erregersonde 8 zugeführt, die an Sonde haben, die als Antenne dient. Die Antennen·

dem Behälter 2 befestigt ist. Die Sonde 8 strahlt in schleife 43 ist in einem festen Isolierwerkstoff 44 cin-

den Treibstoffbehälterhohlraum ein elektrisches Signal 15 geschlossen, vorzugsweise in Polytelrafluorid. Die

variabler Frequenz ein, wobei der Frequenzdurchlauf Schleife 43 dient als Erregerantenne, wenn sie in

durch die Steuerung des Oszillators 20 festgelegt ist. der Sonde 8 verwendet wird, und sie dient als Emp-

Wenn der Behälterhohlraum mit einer elektrischen fangsantenne, wenn sie in der Sonde 10 verwendet Energie erregt wird, deren Frequenz von den Reso- wird.

nanzfrequenzen des Hohlraumes abweicht, ist die ao Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Intensität des elektromagnetischen Feldes sehr klein. beiden Eigenfrequenzen der Ausgangssignale 50, die Wenn jedoch die Erregung bei einer Resonanz- in einem typischen Treibstoff für Raumfahrzwecke frequenz geschieht, kann der Hohlarum elektro- und in eineir üblichen Tank bei einem typischen magnetische Energie speichern. Die Maximalampli- Frequenzbereich erzeugt werden. Die Spitzenamplitude der Intensität des elektromagnetischen Feldes as tuden der Signale 50 werden nicht gemessen, sondern tritt daher auf, wenn die Frequenz der Erregerquelle lediglich gezählt, um die in dem Bei'älter enthaltene gleich einer Resonanzfrequenz des Behälterhohl- flüssige Treibstoffmasse zu bestimmen. Die Datenraumes ist. Die Resonanzfrequenzen oder Eigen- Verarbeitungseinrichtung (F i g. 1) wird nach der frequcnzen können auf diese Weise einfach ermittelt Kurve (52) geeicht und gibt eine Anzeige der Treibwerden. 30 stoffmasse, die direkt von der aufgenommenen Infor-In der Vorrichtung werden die Eigenfrequenzen in mation in Form der Zahl der Eigenfrequenzen abge- dem Behälter 2 durch eine Empfängersonde 10 abge- leitet ist.

tastet, die mit der Erregersonde 8 (Fig. 2) identisch In F i g. 5 ist eine andere Meßvorrichtung 60 an ist. Das Signal an der Ausgangssonde 10, das durch dem Behälter 2 angeordnet, wobei ein auf der Aus- die Eigenfrequenzen des Behälters amplitudenmodu- 35 nutzung der reflektierten Energie beruhendes Verliert ist, wird über eine Leitung 23 einem Quarz- fahren angewendet wird. Da der Schaltungsaüfbau 60 detektor 24 zugeführt. Der Quarzdetektor 24 ist ein dem der Vorrichtung 1 sehr ähnlich ist, sind in den Ampliludendetektor, der die Amplitudenmodulation F i g. 5 und 1 gleiche Teile mit gleichen Bezugsder von der Sonde 10 aufgenommenen Signale erfaßt, zeichen versehen. Der einzige Unterschied zwischen die durch die Eigenfrequenzen erzeugt werden. Das 40 der Vorrichtung 60 und der Vorrichtung 1 wird im Ausgangssignal des Detektors wird über die Leitung 25 folgenden beschrieben. In der Vorrichtung 60 kommt dim Verstärker 26 zugeführt, wo es verstärkt und die Empfängersonde 10 in Fortfall und die Sonde 8 über eine Leitung 27 an einen Spitzendetektor 28 dient sowohl als Erregersonde als auch als Empabgegchen wird, der mit dem Verstärker 26 zusam- fängersonde. Ein Zirkulator 62 mit drei Eintrittsmenwirkl und zum Feststellen der Eigenschwin- 45 bzw. Austrittskanälen liegt in der Leitung 21 zwr- pungen dient, und ferner über eine Leitung 29 an sehen dem Oszillator 20 und der Sonde 8 und ist mit einen Treiber 30 abgegeben, dessen Verstärkungsgrad dem Quarzdetektor 24 verbunden, automatisch gesteuert ist. Der Treiber 30 dient zur Bei Betrieb der Vorrichtung 60 wird der Hohlraum Steuerung der Amplitude des Ausgangssignales des in dem Behälter 2 durch elektromagnetische Energie Oszillators 20, um ein Erregcrsignal gesteuerter Größe 50 aus einem bestimmten Frequenzband erregt, die von 7u erzeugen. Um dies 7U erreichen, führt der Treiber 30 der Sonde 8 abgestrahlt wird. Wenn die Energie ein Spannungssignal über eine Leitung 31 dem span- nicht mit der Eigenfrequenz des Hohlraumes übernupgsgcstcuerten Oszillator ?u. einstimmt, wird im wesentlichen die gesamte Energie Das Signal auf der Leitung 27 gelangt zu dem durch die Sonde 8 zu dem Zirkulator 62 zurück-Spit7endelckior 28. der bei jeder Signalspitze einen 55 reflektiert und dieses Energieniveau wird durch-Triggerimpulser7eugl, so daß die Spitzen den Zählerl6 gehend von dem Quarzdetektor 24 abgetastet. Bei besser betätigen können. Die Impulse von dem einer Eigenfrequenz wird jedoch elektromagnetische Spitzcr.dctcktor 28 gelangen über eine Leitung 33 an Energie in dem Hohlraum gespeichert, so daß das den Zähler 16, der ebenfalls von dem Programm- Energieniveau, das zu dem Zirkulator 62 reflektiert geber 12 über die Leitung 16 gesteuert ist. Der Zähler 60 wird, abfällt. Dieser Energieabfall wird von dem 7ählt die Impulse, die die Zahl der Eigenfrequenzen Kristalldetektor 24 abgetastet.

darstellen, die in dem Frequenzhereich eines Durch- Das von dem Detektor 24 abgetastete Energielaufzyklus auftreten. Die Ausgangsgröße des Zählers Spektrum ist schematisch in F i g. 6 gezeigt, wobei wird über eine Leitung 35 der Datenverarbeitungs- die Energie bei Frequenzen, die nicht mit' Eigcncinrichtung 18 zugeführt, die ebenfalls von dem 65 frequenzen übereinstimmen, bei 64 angedeutet ist. Programmgeber 12 über eine Leitung 17 gesteuert Die Eigenschwingungen werden durch Energieabist. Die Datenvcrarbcitungscinrichtung 18 ist so ein- fälle 66 angezeigt, dfe von dem Zähler 16 gezählt gestellt, daß ihre Ausgangsgröße eine Funktion der werden, um eine Anzeige der Hüssigkcitsmassc in

cJem Behälter 1 zu erhalten. Daher ist das in Fig. 6 gezeigte Spektrum der Eigenfrequenzen die Umkehrung des in Fig. 3 gezeigten Spektrums. Beide Vorrichtungen 1 und 60 liefern jedoch das gleiche Endergebnis, nämlich die gesamte Zahl der Eigenschwingungen.

Das beschriebene Verfahren und c*.«e Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens können ferner dazu benutzt werden, ein sich änderndes Volumen einer metallischen Hülle zu bestimmen, die ein veränderliches Volumen eines metallischen Werkstoffes enthält. Dies ist an Hand von F i g. 7 gezeigt, in der ein metallischer Behälter 70 dargestellt ist, der eine metallüberzogene, ein Strömungsmittel enthaltende Blase 72 enthält. Die Blase 72 verändert ihre Größe, wenn das Volumen des darin enthaltenen Strömungsmittels sich ändert, so daß sich auch das Volumen in dem Behälter 70 ändert, das nicht von der Blase 72 eingenommen wird. Die Sonden 8 und 10 sind mit dem Behälter 70 verbunden und der Oszillator 20 wird dazu benutzt, zur Erregung des Behälterhohlraumes Signale zu erzeugen, deren Frequenzen ein vorbestimmtes Frequenzband durchlaufen. Die Eigenschwingungen, die in dem Behälter 70 bei jedem Frequenzdurchlauf auftreten, werden durch die Vorric.itung I (Fig. 1) in der oben beschriebenen Weise abgetastet und gezählt. Jede Änderung des Volumens des Behälters 70, das nicht von der Blase 72 eingenommen wird, hat eine verschiedene Zahl Eigenschwingungen zur Folge, so daß die Datenverarbeitungseinrichtung 18 so geeicht werden kann, daß sie entweder das Volumen des Behälters 70 oder das Volumen des Strömungsmittels in der Blase 72 anzeigt. Dies trifft auch in dem Fall zu, wenn der Behälter 70 zum Teil direkt mit einer metallischen Flüssigkeit, beispielsweise Quecksilber, gefüllt ist.

Der Hohlraum eines metallischen Behälters wird also durch elektromagnetische Energie bei solchen Frequenzen erregt, die einen bestimmten Frequenzbereich durchlaufen, so daß Eigenschwingungen erregt werden, die gezählt werden können. Der sich dabei ergebende Zahlenwert der Eigenschwingungen kann auf verschiedene Weise ausgewertet werden. Eine Sonde nimmt das Ausgangssignal von dem Behälter ab, das die Form eines amplitudenmodulierten Signales hat, wobei die Änderungen eier Amplitude durch die Eigenschwingungen verursacht werden. Dieses Signal wird abgetastet und zum Triggern eines Zählerschallkreises verwendet, um die Zahl der Amplitudenänderungen oder der Eigenschwingungen zu zählen, die während eines Durchlaufs des spannungsgesteuerten Oszillators durch den Frequenzbereich erzeugt werden. Die Zahl der Eigenschwingungen wird einer Datenverarbeitungseinrichtung eingegeben, die diesen Zahlenwert in die im Einzelfall gewünschte Information umsetzt. Es kann daher ein" elektrisches Signal in einen Behälter eingeführt werden, der eine unbekannte Flüssigkeitsund Gasmenge enthält, wobei bei bekannter Beziehung zwischen der Zahl der Eigenschwingungen und dem Inhalt des Behälters die Zahl der Eigenschwingungen gezählt und in eine für den Flüssigkeitsinhalt charakteristische Größe umgesetzt werden kann. Bei einigen dielektrischen Flüssigkeiten ändert sich die dielektrische Polarisierbarkeit mit der Temperatur. In diesem Fall kann ein Temperaturfühler an dem Behälter 2 so angeordnet sein, daß eine fortlaufende

ίο Anzeige der Temperatur der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit erfolgt. Der Fühler wird dann mit der Datenverarbeitungseinrichtung 18 verbunden, so daß deren Ausgangsgröße direkt die Masse der Flüssigkeit anzeigt. Andernfalls würde das Volumen der Flüssigkeit angezeigt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Messen der Masse einer ao Flüssigkeit oder des veränderlichen Volumens eines metallischen Innenbehälters in einem metallischen äußeren Behälter, wobei das von dem behälter eingeschlossene Volumen durch die Ei.ergie elektromagnetischer Signare erregt wird, deren Frequenzen einen bestimmten Frequenz bereich durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenzen abgetastet und gezählt werden, die in dem Hohlraum des Metallbehälters auftreten, während die elektro magnetischen Signale den vorbestimmten Frequenzbereich durchlaufen.

2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekenri zeichnet, daß der Frequenzbereich entsprechen/ der Geometrie des von dem Metallbehälter um schlossenen Hohlraumes und entsprechend de* Dielektrizitätskonstanten des Inhaltes ausgewählt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Kipp Oszillator, der in zyklischer Abfolge Ausgangs signale erzeugt, die einen vorgewählten Frequenzbereich durchlaufen, einer mit dem Kipposzillatnr verbundenen, Ausgangssignale in den Hohlraum des Metallbehälters einstrahlenden Erregersonde

und einer im Abstand zur Erregersonde mit den: Metallbehälter verbundenen Empfängersonde, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kipposzillator (14. 20) und der Erregersonde (8) en Dreikanal-Zirkulator (62) geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. gekennzeichnet

durch einen Detektorkreis (24. 26. 28) für die Signalamplitude und einen Zählerkreis (16). der

mit dem Detcktorkreis (24. 26. 28) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Dc-tektorkreis einen Quarzdetektor (24) und einen mit dem Quarz detektor (24) verbundenen Spitzendetektor (28) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen