DE1932175C - Elektrischer Meßfühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblicklichen Füllhöhe von schüttfähigem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Meßfühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblicklichen Füllhöhe von schüttfähigem Gut, welche die Form, eines

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im wesentlichen flachen, in das betreffende Gut ein- Aus der deutechen Auslegeschrift 1 101 784 isi bringbaren Streifenkörpers haben und ein ir ^eres eine kontaktgebende Einrichtung zur Bestimmunj Meßorgan aufweisen, welches mit einem lang- des Füllungszustandes \f~n Behältern bekannt, welche gestreckten, elektrisch leitenden Trägerstreifen und eine Weiterbildung der vorhergehend genannten bemit einem um diesen herumgewickelten, elektrisch 5 kannten Einrichtung darstellt Da die für das Ausleitenden und normalerweise im Abstand von dem weichen der Luft vorgesehenen Hohlräume bei dei Trägerstreifen befindlichen Widerstandselement so- erstgenannten kontaktgebenden Einrichtung dem wie mit einer, dieses Meßorgan dicht umschließen- Einfluß des Schüttgutes ausgesetzt sind, ist ein leichden. elektrisch isolierenden Ummantelung und außer- tes Eindrücken der Membran bis zur Kontaktgabe dem mit einer, den Trägerstreifen umgebenden und io in Frage gestellt Deshalb sind bei der zweitgenanndiesen bis auf einen sich auf einer Streifenseite über ten bekannten Einrichtung die Hohlräume an Stellen die gesamte Länge erstreckenden freibleibenden Be- gelegt, die dem Druck des Schüttgutes nicht ausgereich isolierenden Isoladonshülle versehen ist. setzt sind. Beispielsweise können in dem an der Be-

Bekannte Einrichtungen zur Messung der Füllhöhe hälterwand anliegenden Teil der Unterlage Ausspabedienen sich vielfältiger Meßfühler zur Bestimmung 15 rangen vorgesehen sein, die durch Bohrupgen od. dgl und Anzeige der Füllhöhe von schüttfähigem Gut. mit dem Innenraum der Kontakteinrichtung in V«t· Bei Geräten dieser Art sind mechanische Schwim- bindung stehen. Auch diese Y kannte Einrichtung isl meranordnungen bekannt, die sich mit einem Flüs- innerhalb eines Behälters nicht 'rei aufhängbar, ds sigkeitsspiegel heben und senken, ferner sind von dabei einerseits die Rückseite der Einrichtung eben· außen zu beobachtende Quecksilbersäulen zu nen- ao falls dem Druck des Schüttgutes ausgesetzt wäre und nen, deren Höhe von einem Innendruck abhängig damit das Entweichen der Luft verhindert würde ist und weiter sind elektrische Systeme in Gebrauch, und da andererseits auch diese bekannte Einrichtung bei denen ein Signal erzeugt und von der Oberfläche nicht in der Lage ist, hohen Zugkräften ohne Defor- oder dem Spiegel des betreffenden Stoffes reflektiert mition in Längsrichtung standzuhalten. Ebenso wie wird. Schließlich ist eine Reihe verschiedener Meß- 25 die erstgenannte bekannte Einrichtung muß auch fühlerarten zu erwähnen, welche nur dann Anzeigen diese Einrichtung vor dem Einbringen des Schüttliefern, wenn das zu überwachende Gut ganz be- gutes in den Behälter bereits an der Behälterwand stimmte Füllhöhen erreicht. Viele Meßgeräte dieser angebracht sein, was ihre Verwendungsmöglichkeiter Art sind nicht für Messungen an festem körnigem stark einschränkt.

Stoff geeignet oder sie liefern ohne Wartung nicht 30 Eine Meßfühlerbauart jedoch, mit welcher sich ir

mit ausreichender Zuverlässigkeit eine kontinuier- vorzüglicher Weise eine kontinuierliche Füllhöhen·

liehe Anzeige der Füllhöhe von beliebigen Stoffarten. anzeige unter bestimmten Bedingungen erzielen läßt,

Die meisten bekannten Meßfühler vermögen die zu ist in der USA.-Patentschrift 3 153 342 beschrieben,

messenden Veränderlichen nur von einem einzigen Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Weiterbil-

Anordnungspunkt aus aufzunehmen. Bekannte, zur 35 dung eines solchen Meßfühlers. Dieser bekannte

kontinuiei liehen Füllhöhenanzeige bestimmte Meß- Meßfühler besteht im wesentlichen aus einem elek-

fühler sind nicht universell für die Messung der Füll- irisch leitenden Trägerstreifen, um welchen schrau-

höhe in schüttfähigen körnigen Feststoffen ebensogut benförmig ein Präzisions-Widerstandsdraht aufge-

wie in Flüssigkeiten geeignet und lassen sich auch wunden ist, der von dem Trägerstreifen normaler-

nicht unter extremen Umgebungsbedingungen hin- 40 weise durch eine Isolationshülle getrennt wird. Bei

sichtlich Temperatur, Druck oder Korrosionsgefahr diesem älteren Vorschlag findet eine einstückige Um-

betreiben. mantelung Verwendung, weiche einen Druck in eine

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 070 395 ist Betätigungskraft umwandelt, die den Trägerstreifer eine kontaktgebende Einrichtung zur Bestimmung mit dem Widerstandsdraht in Berührung bringt. Obdes Füllungszustandes von Behältern bekannt, bei 45 wohl nun das Gerät gemäß diesem älteren Vorschlag welcher zwei großflächig ausgebildete Kontakte, die außerordentlich genau arbeitet und einen sehr zweckdurch elastische Polster aus Kunststoff in entspre- mäßigen Meßfühler zur Bestimmung von Fü'lhöhen chendem Abstand gehalten werden, innerhalb von darstellt, treten hier in Betrieb bestimmte Schwierigeiner elastischen Hülle luftdicht eingeschlossen sind. keiten auf, weiche mit der Meßfühlerlänge und dei Die Hülle ist dabei mit der Unterlage, welche aus 50 Empfindlichkeit sowie mit dem Gebrauch unter exeinem halbsteifen Kunststoff besteht, an den Rändern tremen Umgebungsbedingungen, beispielsweise hin- und an den Kopfenden derart verklebt oder ver- sichtlich Temperatur, Korrosion und nach abwärts schweißt, daß zwischen den Klebestellen und dem gerichteter Reibungskraft, weiche auf die Ummante-Schaumstoff Hohlräume entstehen, in die die zwi- lung wirken kann, zusammenhängen. In bestimmten sehen den Kontakten und dem Schaumstoff befind- 55 trockenen körnigen Feststoffen sind die nach abwärts liehe Luft beim Zusammendrücken ausweichen kann. gerichteten Kräfte, welche auf die Ummantelung des Diese bekannte Einrichtung eignet sich nicht zur bekannten Meßfühlers wirken, so groß, daß sie die freien Aufhängung innerhalb von Schüttgutlager- röhrenartige Ummantelung strecken und zu einem behältern, da die dabei auftretenden hohen Zug- Aufwerfen derselben am unteren Meßfühlerende kräfte zu einer Deformierung der Einrichtung und 60 nach der Art eines herunterrutschenden Strumpfes damit zu einer ungenauen Messung fähren wurden. führen. Dies bewirkt, daß das Ansprechen des Meß-Diese bekannte Einrichtung muß deshalb an den zu fühlers fehlerhaft wird, daß sich seine Empfindlichüberwachenden Stellen mit ihrer Unterlage an der keit verringert und daß sogar schließlich seine Zer-Behälterwand angeklpbt sein. Nachteilig ist weiter- störung zu befürchten ist. Demgemäß ist die Länge hin, daß die Hohlräume, in welche die Luft entwei- 65 derartiger Meßfühler bei Verwendung in trockenen chen soll, ebenfalls dem Druck des Schüttgutes aus- Stoffen begrenzt.

gesetzt sind, so daß erst bei hohem Horizontaldruck Weiterhin zeigt die stranggepreßte rohrförmige

des Schüttgutes eine Kontaktgabe erfolgt. Umhüllung des McßfühJcrs gemäß dem älteren Vor-

schlag Beschränkungen bezüglich der Durchlässig- werden oder es kann eine Ummantelung aus anderem > \

keit von Feuchtigkeit und Dämpfen, so daß das im Werkstoff vorgesehen werden, so daß außergewöhn- .!'

Inneren befindliche elektrische System in. gewissem liehe Umgebungsbedingungen in entsprechender ; !

Maße chemischen Angriffen, insbesondere bei stark Weise berücksichtigt werden. i ,

korrodierender Umgebung, ausgesetzt ist. S Die McßfUhlcroberfläche ist reibungsarm ausge- '

Durch die Erfindung soll also die Aufgabe gelöst bildet, wodurch das Ansetzen von Stoffresten an der · [

werden, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit sowie Meßfühleraußenfläche verhindert wird. Der in der

die Zugfestigkeit eines Meßfühlers der zuvor er- erfindungsgemäßen Weise aufgebaute Meßfühler ist ¹^

wähnten Art bei sonst gleichen Umgebungsbedin- also nicht nur ein universell verwendbares Füll- ^f

gungen zu erhöhen und zusätzlich die Anwendung io höhen-Meßorgan, sondern er weist auch von der

zur Bestimmung der Füllhöhe von schüttfchigem Gut Konstruktion her eine physikalische und anwen-

bei stark veränderlichen Eigenschaften desselben in dungsmäßige Vielseitigkeit auf, die bisher bei Füll-

einem großen Temperatur- und Druckbereich der höhen-Meßfühlern unbekannt war.

Umgebungs-bedingungen zu ermöglichen. Der erfindungsgemäße Meßfühler ist über den ge-

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Meß- 15 samten aktiven Bereich seiner Länge hin druckemp- ' fühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblick- findlich, so daß im Gegensatz zu vielen bekannten liehen Füllhöhe von schüttfähigem Gut gelöst, wel- Geräten die Messung nicht auf die Bestimmung einer ' eher die Form eines im wesentlichen flachen, in das Veränderlichen lediglich an einem einzigen Anord· betreffende Gut einbringbaren Streifenkörpers hat nungspunkt beschränkt ist. Der sich aufwärts oder und ein inneres Meßorgan aufweist, welches mit ao abwärts bewegende Spiegel des gespeicherten, zu einem langgestreckten, elektrisch leitenden Träger- überwachenden Stoffes bewirkt außerordentlich gestreifen und mit einem um diesen herumgewickelten, nau entsprechende Änderungen des Meßfühlerauselektrisch leitenden und normalerweise im Abstand ganges, welche nach Belieben linear oder nichtlinear von dem Trägerstreifen befindlichen Widerstands- sein können. Geeignete Instrumente, welche von dem element sowie mit einer, dieses Meßorgan dicht um- as Meßfühler enuernt angeordnet werden können, verschließenden, elektrisch isolierenden Ummantelung mögen Anzeigen der Füllhöhe des Stoffes mit großer und außerdem mit einer, den Trägerstreifen um- Auflösung, eine kontinuierliche Aufzeichnung der gebenden und diesen bis auf einen sich auf einer Füllhöhenveränderungen durch Materialzufluß oder Streifenseite über die gesamte Länge erstreckenden -abfluß oder Überwachungssignale entsprechend freibleibenden Bereich isolierenden IsolationshUlle 30 einem Höchststand oder einem niedrigsten Stand abverschen ist, und welcher gemäß der Erfindung da- zugeben.

durch gekennzeichnet ist, daß die Ummantelung auf Im allgemeinen ist der Meßfühler nach der Erfin-

einer Seite des Meßorganes mit diesem über die ge- dung über einer kleinen Einfühningsöffnung am obe-

samte Länge hin derart fest verbunden ist, daß eine ren Teil des betreffenden Behälters gehaltert. Der

Längsbewegung zwischen der Ummantelung und dem 35 Einbau kann auch erfolgen, während sich der Be-

Meßorgan ausgeschlossen ist. hälter im Gebrauch befindet. Diese Möglichkeit des

Demgemäß ist also ein langgestreckter, auf die nachträglichen Einbringens des Meßfühlers besteht Füllhöhe ansprechender Meßfühler vorgesehen, wel- bei den beiden bekannten kontaktgebenden Einrichcher einen sehr geringen Querschnitt aufweist und in tungen zur Bestimmung des FUIiungszustandes von geeigneter Weise, beispielsweise senkrecht in den 40 Behältern nicht. Der Meßfühler nach der Erfindung zu überwachenden Stoff einzubringen ist. Der elek- hat gegenüber diesen bekannten Einrichtungen außertrisch leitende Trägerstreifen des inneren elektrischen dem den Vorteil, daß er im Falle einer erforderlichen Systems des erfindungsgemäßen Meßfühlers weist Reparatur ausgewechselt werden kann, ohne daß voreine hohe Zugfestigkeit auf. her das Schüttgut aus dem Behälter entfernt werden

Das innere elektrische System ist von einer flexi- 45 muß. Ist der Meßfühler nach der Erfindung aufgeblen, mehrteiligen Ummantelung hoher Zugfestigkeit hängt, so kann er sich nut der Strömung des gespei umschlossen, welche gleichzeitig gegenüber dem Um- cherten Stoffes bewegen, ohne daß irgendeine Stögebungsdnick eine große Empfindlichkeit aufweist rung im Zusammenwirken mit dieser Strömung zu Diese Ummantelung ist über ihre gesamte Länge hin befürchten ist, selbst wenn es sich um schwer bean dem inneren elektrischen System befestigt and 50 wegliche Feststoffe handelt. In besonderen Anwendient einerseits zur Kapselung und zum Schutz des dungsfällen kann sowohl das obere wie auch das unelektrischen Systems und andererseits als wirksame, tere Ende des Meßfühlers an dem Behälter befestigt empfindliche Druckmembran, weiche beim An- sein, und der Meßfühler kann in dem Behälter in sprechen das Widerstandselement gegen den Träger- beliebigem Winkel angeordnet weiden. Im Bedarfsstreifen drückt. Der Innenwiderstand des erfindungs- 55 falle kann der Meßfühler auch in einem entsprechend gemäßen Meßfühlers ist zur Füllhöhe eines Stoffes ausgebildeten starren Kanal angeordnet werden, in einem Behälter proportional. Die Feuchtigkeits- Die Ansprechgeschwindigkeit des Meßfühlers nach ' und Dampfdurchlässigkeit der Ummantelung ist sehr der Erfindung reicht dazu aus, dynamische Anderun- niedrig, und die Ummantelt ng behält auch bei extre- gen der Füllhöhe oder des Spiegels zu messen und men Temperaturen die mechanischen Eigenschaften 60 aufzuzeichnen. Mit 'Erfolg wurde der erfindungshoher Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Abrieb- gemäße Meßfühler zur Registrierung von Meeresfestigkeit sowie Formbeständigkeit. Die Ummante- wellen von einem fahrenden Schiff aus verwendet, um lung des Meßfühlers nach der Erfindung kann zwar den Zustand der See sowie augenblickliche Tiefsämtliche aufgezählten vorteilhaften Eigenschaften gangswerte des Schiffes bestimmen zu können, aufweisen, doch können bestimmte dieser Eigen- 65 Ein besonders bedeutsames Merkmal des Meßfühschaften je nach dem besonderen Anwendungsfall lers nach der Erfindung bezüglich der Sicherheit ist durch Hmzufugung oder Weglassen bestimmter Um- es, daß er ein reines Widerstandselement darstellt, ffläntelungsteile noch vergrößert oder aber verringert von dem lediglich der Widerstandswert bei der Mes- '

2

wird,

ohne daß die ^Grff J

s.on durch einen elektnschen

besteht.

zwecks Erläuterung ι η den ^J" W Ä^ und werden im folgenden naher beschrieben,

^ei^· ,u .· u ·„ PHiiluihenmeßsvstem mit Fig. 1 schematisch en Füllhohenmeusystem ma

einem elektrischen Meß ühler nach der_t Erfind™*

Fig. 2 ^P^^^J^J^^ elektrischen Meßorgans des Meßfühl

Erfindung, „poenüber

Fig. 2A eine ^^T^^SX S

Fig. 2 anders ausgebildeten ^A"^sfubm"Ä™ °_b

inneren elektrischen Meßorgans des Meßfühlers nach

dct Erfindung, ,«„#,„„„ Meßfüh-

F i g. 3 in Draufsicht «nen vollständigen MeItfüh

lcr nach der Erfindung mit den versch.edenen Um

mantelungsschichten und ηπίκίρ«: nach

Fig. 4 dl· andere Seite des Meßfühlers nach ^F'B·³· «« _■ · _c· 1 iiüropMellten Füll-

Ein Meßfühler 11 des in Fig. 1 ^ΰ"8^"^1β5^" höhenmeßsystem erstreckt sich durch einen teilweise von einer elektrischen Isolationshülle 32

_{abgedeckt ist}, _um die ein Widerstandsband 33 ge-

wunden ist. Ein sich über die gesamte Länge der

Vorderseite des Trägerstreifens 31 erstreckender Be-

_{rdch 34 kann jewei}^ _{mit Abschnitten} jeder Windung

des Widerstandsbandes 33 in Berührung kommen.

_Ränder35 der Isolationshülle32 können Feder-

«5 we Ka _{wenn die IsoIationshülIe 32 um}

*e Kanten des Trägerstreifens 31 herumgelegt ist. ^ ^ ^ ^ isolationsschicht 32, die Federwirkung der erwähnten Ränder und eine bestimmte, genau « bemessene Spannung des Widerstandsbandes33 bewirken, daß die Windungen des Widerstandsbandes ^"^.^ _einen bestimmten Abstand von dem freiliegenden Bereich 34 des Trägerstreifens 31 g Fedenvirkung der Ssolationshülle 32 kann ™_{tweder auf dcr Abb}iegung ihrer Ränder oder auf ihrer Zusammendrückbarkeit oder auf beiden Er-'"^^ _{bemhen Das} widentandsband33 gelangt in elektrische Berührung mit dem Trägerstrei_fen ;31, sobald auf den Meßfühler ein bestimmter

™ J

JJ

Oberen

ncm unteren Ende ein fühler in im wesentlichen selbst wenn das trockene, s( dem Behälter gewisse Seitwärtsbewegungen Gegebenenfalls kann das untere Ende de«= irr· .such an dem Behälter befestigt sein, fühler braucht nicht unbedingt senkrecht zu sein; er arbeitet einwandfrei, solange irgendeiner Weise vom Behälterboden bis zumι Behälterdeckel erstreckt. Das obere Ende des Meßfühlers 11 endet innerhalb eines am J^iterdeckel W befestigten Schutzkastens 21 und ι selben verankert. Eine ausdehnbare spielsweise ein flexibler Kunststoffbalg, Ende des Meßfühlers angeordnet ungeeignete Chemikalie zum Schutz des Feuchtigkeit und Korrosion. Das lnm hat mit dem Inneren des Meßfühlers daß eine vollständige Isolation des >»^neren sehen Meßorgans von der äußeren Umgebtfhg erzieh wird. Zusätzlich zu der Schutzwirkung ftr den Meßfühler sorgt die Kammer 22 dafür, daß der Innendn.:k in dem Meßfühler gebungsdruck bleib*, so daß der in teilweise evakuierter Umgebui., _ i,„i,„_m

gebungen betrieben werden kann, die unter hohem

Druck stehen. „ , _, . , _A„ Ober Verbindungsleitungen 25 und 26 ist der

Meßfühler 11 an eine elektrische Schal--" schlossen, welche ein Anzeigegerät 24 Überwachungseinrichtung 27 spricht * gang der Schaltung 23 ^Λ *""*" '

dem Behälter 13 zufew --

Stoffmengen zu steuern, mn im_BehaIter einen

. stimmten Pegel Der Aufbau

auch ta Um-

„_. _o 1 ist vorzugsweise aus hochzugfestem Federstahl gefertigt. Die Festigkeit des Trägerstreifens ermöglicht die Aufnahme außerordentlich hoher Zugkräfte und schließt eine lineare Verformung und einen Bruch selbst dann aus, wenn der betrefferde Meßfühler den Reibungskräften in dichtem, trockenem, körnigem Feststoff ausgesetzt ist. Auf den freiliegenden Bereich 34 ist normalerweise eine Edelmetallschicht aufgebracht, beispielsweise aus Silber, Gold oder Platin, welche den Kon takt mit dem Widerstandsband 33 verbessert.

Das Widerstandsband 33 ist ein dünnes Metallband mit rechteckigem Querschnitt, welches mit beliebiger Steigung auf den Trägerstreifen aufgewickelt ist. Die Bewicklung mit dem Widerstandsband 33 kann gleichförmig oder logarithmisch bzw. in anderer Weise nichüinear ausgeführt sein.

Die Isolationshülle 32 ist vorzugsweise aus einem Werkstoff gebildet, der sich durch extrem kleine bleibende Formänderungen unter Dauerbelastung, selbst bei hohen einwirkenden Temperaturen und verhältnismäßig hohen wirksamen Drücken auszeichnet Hierdurch ist sichergestellt, daß die IsoIationshülIe 32 ihre mechanischen Eigenschaften und ihr dynamisches Verhalten in dem weiten Temperaturbereich beibehält, in welchem der Meßfühler 11 betrieben

den Aus-

orm

Die IsoIationshülIe 32 ist mit dem Trägerstreifen

vermittels eines flexiblen Klebstoffes verbunden, ^ ^^ ^ ^ _{Relativbewegung 2wiscben deo} beiden genannten Teilen wirkungsvoll verhindert, je_{doch den} Meßfühler als Ganzes nicht wesentlich versteift. Ein für diesen Zweck zufriedenstellendes Verbindungsmittel stellt das in Fig.4 wiedergegebene _{Band36 dar}, das von einem Kunststoffträger gebildet wird, der auf beiden Seiten Klebebeläge aufweist. Die einen sehr niedrigen ReibungskoeffcRenten auf ^{kd IltihÜIl 32} ^ ^ ***

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sich in Längsrichtung zu ziehen und sich seitlich zu verlagern. Das doppeltklebende Band 36 wird auf der Rückseite des Meßfühlers angeordnet. Die Seite des Meßfühlers, die dem freiliegenden Trägerstreifenbereich 34 benachbart ist, wird nachfolgend als Vorderseite des Meßfühlers bezeichnet.

Nachdem das Widerstandsband 33 präzise um den Trägerstreifen aufgewickelt ist, werden die Spannung und der Abstand der Windungen mittels eines Bandes 37 aufrechterhalten, welches nur auf einer Seite eine Klebstoffschicht trägt, mittels der die Windungen der Widerstandsbewicklung an der Rückseite der Isolationsschicht 32 befestigt werden.

F i g. 2 A der Zeichnungen zeigt eine andere Ausführungsform des inneren elektrischen Meßorgans für einen Meßfühler nach der Erfindung. An Stelle der Beschichtung des Trägerstreifens mit einem Edelmetall wird hier ein mehrschichtiger Aufbau verwendet. F i g. 2 A zeigt beispielsweise einen aus unplattiertcm Federstahl gefertigten Trägerstreifen 31, über welchem eine Auflage 31a liegt. Das Plattieren eines Trägerstreifens aus Stahl mit einem Edelmetall führt zu einer unter der Bezeichnung »Wasserstoffversprödung« bekannten Erscheinung, weiche die gewünschten Eigenschaften des Trägerstreifens hinsichtlich Biegsamkeit und Zugfestigkeit beträchtlich verringert. Aus diesem Grunde wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein dünner Auflagestreifen 31a verwendet, der beispielsweise aus einem mehrschichtigen, gewalzten Gold-Nickelblech besteht und die wirksame Kontaktfläche 34 bildet. Zweckmäßig sind die Streifen 31 und 31a nicht über ihre gesamte Länge hin aneinander befestigt, sondern ia Längsrichtung gegeneinander verschiebbar, so daß der Meßfühler seine Biegsamkeit behält und ohne eine bleibende Verformung aufgewickelt werden kann. Die Streifen 31 und 31 α sind beispielsweise nur am oberen Ende des Meßfühlus fest miteinander verbunden.

Die Vorderseite des inneren elektrischen Meßorgans 30 wird von einem Abdeckstreifen 38 überdeckt, welcher in F i g. 3 abgebildet ist. Der Abdeckstreifen ist elektrisch isolierend, in mechanischer Hinsicht hart und außerdem abriebfest, besitzt eine hohe Zugfestigkeit und ist mit dem Meßfühler nur an dessen jeweiligen Enden fest verbunden. Der Abdeckstreifen 38 ist vorzugsweise etwas steif gehalten, so daß er die seitliche Bewegung der umgebenden Ummantelung wirkungsvoll auf die Widerstands· bewicklung übertragen kann. Der Abdeckstreifen dient weiter dazu, eine Einwärtsbiegung der Ummantelung in die zwischen den benachbarten Windungen der Widerstandsbewicklung gelegenen Räume zu verhindern und punktförmig einwirkende Kräfte zu verteilen. Der Abdeckstreifen wirkt außerdem als schützende Zwischenschicht zwischen der Widerstandsbewicklung und der äußeren Ummantelung, welche beim Aufwickeln des Meßfühlers leicht uneben werden kann. Der Abdeckstreifen 38 ist etwas schmäler als das innere elektrische Vfeßorgan und liegt daher flach auf der Widerstandsbewicklung auf.

Das innere elektrische Meßorgan wird gegen mögliche nachteilige chemische Einflüsse durch das umgebende schottfähige Material durch eine Sperrschicht 41 geschützt, die um das Meßorgan herumgeschlagen und auf der Rückseite desselben dicht verschlossen ist Die Schicht 41 ist aus einem weichen und nachgiebigen'Werkstoff gefertigt, der die Ummantelungskonstruktion nicht wesentlich versteift obwohl die Schicht 41 das elektrische System voll ständig umgibt und abdichtet.

Die Sperrschicht 41 besitzt eine Innenlasche 42 und eine Außenlasche 44, welche dicht mit der Rück seite des Meßfühlers verbunden sind. Gemäß F i g. ^l sind die Laschen unabhängig voneinander mittel! eines Streifens 42 an der Rückseite des Meßfühlen abdichtend befestigt, wobei der Streifen 42 ähnlich

ίο dem zuvor erwähnten Klebeband 36 einen druckempfindlichen Klebebelag auf beiden Seiten aufweist. Be dieser Art der Abdichtung entstehen Nähte mit verlängertem Kriechweg, die ein mögliches Durchlecken zerstörend wirkender Feuchtigkeit, Dämpfe oder Gas*

is verhindern. Bestimmte Flüssigkeiten haben jedoch se stark korrodierende Wirkung, daß die Schutzwirkung der Sperrschicht 41 verstärkt werden muß. In solchen Fällen werden auf den Meßfühler zusätzliche Schichten aus undurchlässigen Werkstoffen aufge-

«0 bracht, welche der in der Zeichnung dargestellten Sperrschicht 41 ähnlich sind. Jede weitere Schicht wird in derselben Richtung überlappend um den Meßfühler gelegt und an der Rückseite des Meßfühlers angeheftet, so daß sich im Nahtbereich ein

»5 Labyrinthaufbau ergibt.

Verstärkungsstreifen 45 und 46 verleihen der Ummantelungskonstruktion eine außerordentlich große Festigkeit in Längsrichtung, so daß die Meßfühlerummantelung außerordentlich großen, nach abwärts

gerichteten Reibungskräften widerstehen kann, die von bestimmten zu messenden oder zu überwachenden Stoffen ausgeübt werden. Der Verstärkungsstreifen 46 ist unmittelbar an der Vorderseite der Sperrschicht 41 befestigt, während der Verstärkungsstrei-

fen 45 auf der Rückseite des Meßfühlers über den sich überlappenden Laschen der Sperrschicht 41 festgeheftet ist. Die Befestigung der Verstärkungsstreifen kann durch beliebige Verbindungsmittel erfolgen, doch vorzugsweise trägt jeweils eine Seite

jedes Verstärkungsstreifens einen druckempfindlichen Klebebelag.

Für die Verstärkungsstreifen 45 und 46 kann ein Kunststoff mit in Längsrichtung eingelagerten, durchgehenden Glasfasern verwendet werden. Die Glas- fasern ergeben die gewünschte Festigkeit in Längsrichtung ohne eine wesentliche Beeinflussung der Empfindlichkeit oder Biegsamkeit der Meßfühler-Vorderseite. Den Abschluß der Meßfühlerummantelung bildet

die Außenhaut 47, welche beispielsweise aus Polyester oder Polyimid besteht Sie ist flexibel und hat dennoch eine harte äußere Oberfläche. Außerdem besitzt diese Außenhaut einen niedrigen Reibungskoeffizienten und ist in hohem Maße abriebfest Ferner ist die Außenfläche so ausgebildet, daß ein Ansetzen von zähen und hart auftrocknenden Stoffen verhindert wird, so daß sich kein harter oder starrer Belag an der MeßfQhleroberfläche bilden kann. Die Außenhaut 47 vermindert also die nach abwärts wirkenden Reibungskräfte auf einen minimalen Wert und besitzt gleichzeitig selbst eine beträchtliche Zugfestigkeit

Die gesamte Innenfläche der Außenhaut 47 ist mit einem druckempfindlichen Klebebelag beschichtet

$5 und wird als ganzes von dieser inneren Konstruktion festgehalten. Eine Außenlasche 52 wird unmittelbar mit einer Innenlasche 51 verbunden, wodurch der Abschluß ver 'ollständigt wird. Diese Laschen werden

in demselben Richtungssinn wie die Laschen, der Sperrschicht 41 übereinandergelegt, wodurch die Länge der Labyrinthkonstruktion der Ummantelung weiter vergrößert und damit der Schutz gegen mögliche chemische Angriffe weiter verstärkt wird. Es bestehen auch andere Möglichkeiten, um die Außenhaut mit dem Meßfühler fest zu verbinden, beispielsweise durch einen vielfach punktweise aufgetragenen Klebstoff.

In den F i g. 3 und 4 ist noch eine weitere Schutzhülle in Form einer lose überzogenen Hülse 53 dargestellt. Diese Hülse ist kein Teil der zusammengesetzten Meßfühlerummantelung, sondern stellt eine zusätzliche Schutzvorrichtung dar, welche unter Umgebungsbedingungen mit außerordentlich starken Korrosions- und Abriebkräften Verwendung finden kann. Die Schutzhülle ist verhältnismäßig dick und aus flexiblem Kunststoff hergestellt, der eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Dämpfen aufweist. Die Hülse 53 ist abnehmbar und kann ersetzt werden, sobald sie von dem Stoß, in welchen der betreffende Meßfühler eingetaucht wird, verätzt oder abgescheuert ist.

Die oben im einzelnen beschriebene Ausführungsform des Meßfühlers nach der Erfindung stellt selbstverständlich nur ein Beispiel dar. Die Umgebungstemperaturen, bei denen ein Meßfühler nach der Erfindung zufriedenstellend arbeitet, hängen von den Eigenschaften der zum Bau des Meßfühlers verwendeten Werkstoffe ab und umfassen einen breiten Bereich.

Es lassen sich viele Abwandlungsmöglichkeiten der Ummantelungskonstruktion angeben. Der Deckstreifen 38 ist nicht in allen Fällen notwendig und kann weggelassen werden, wo seine besonderen Eigenschaften und Funktionen nicht erforderlich oder erwünscht sind. Für verhältnismäßig kurze Meßfühler bis zu etwa 9 m Länge oder für Anwendungsfälle, bei denen ein Meßfühler mit der größtmöglichen Empfindlichkeit erforderlich ist, können die Verstärkungsstreifen 45, 46 ganz weggelassen werden. Für mittlere Längen (etwa 9 m bis 18 m), bei denen bereits beträchtliche, abwärts gerichtete Reibungskräfte wirksam sein können, kann nur der

Verstärkungsstreifen 45 vorgesehen sein. Für noch längere Meßfühler (über etwa 18 m Länge), bei denen die nach abwärts gerichteten Reibungskräfte außerordentlich groß sind, werden beide Verstärkungsstreifen 45 und 46 als Teile der Ummantelungs-

konstruktion eingesetzt. Selbst die Außenhaut 47 kann andere oder zusätzliche Eigenschaften besitzen, wenn die Umstände es erfordern. Ein in vielen Fällen zweckmäßiger Aufbau der Außenhaut 47 sieht eine durchgehend aluminisierte Oberfläche vor, welche

is statische Aufladung abführen kann und als elektrostatische Abschirmung für das innere elektrische Meßorgar dient. Eine andere Ausführungsform sieht einen zweischichtigen Aufbau vor, wobei eine freiliegende, innen mit einem druckempfindlichen Khbc-

belag versehene Kunststoffschicht über einer aluminisierten, mit einem druckempfindlichen Haftbelag versehenen Kunststoffschicht angeordnet ist.

F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Schutzhülse 53, bei welcher eine Vielzahl durch-

»5 gehender Offnungen 54 vorgesehen ist. Die Schutzhülse kann auch so an dem Meßfühler befestigt werden, daß das obere und das untere Ende nicht dicht abgeschlossen sind, so daß der Flüssigkeitsstand innerhalb der Hülse und außerhalb der Hülse übereinstimmen. Zu diesem Zwecke können aber auch nahe den Meßfühlerenden entsprechende Bohrungen vorgesehen sein. Auf diese Weise erhält der Meßfühler einen etwa notwendigen zusätzlichen mechanischen Schutz, doch ist seine Empfindlichkeit gleich

derjenigen eines nicht mit einer solchen Schutzhülse versehenen Meßfühlers. Weiter braucht eine solche Schutzhülse nicht in dem Sinne biegsam ausgeführt sein, daß sie als Membran wirksam ist, so daß auch eine Herstellung der Hülse aus anderen Werkstoffen, wie Metallblechen oder -rohren, in Frage kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

1 S32 Patentansprüche:

1. Elektrischer Meßfühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblicklichen Füllhöhe von schürtfähigem Gut, welcher die Form eines im wesentlichen flachen, in das betreffende Gut einbringbaren Streifenkörpers hat und ein inneres Meßorgan aufweist, welches mit einem langgestreckten, elektrisch leitenden Trägerstreifen und mit einem um diesen herumgewickelten, ■elektrisch leitenden und normalerweise im Abstand von dem Trägerstreifen befindlichen Widerstandselement sowie mit einer, dieses Meßorgan dicht umschließenden, elektrisch isolierenden Ummantelung :nd außerdem mit einer, den Trägerstreifen umgebenden und diesen bis auf einen sich auf einer Streifenseite über die gesamte Länge erstreckenden freibleibenden Bereich isolierenden Isolationshülle versehen ist, dadurch ao gekennzeichnet, daß die Ummantelung(41, 45, 46, 47) auf einer Seite des Meßorgans (31, 32, 33) mit diesem über die gesamte Länge hin derart fest verbunden ist, daß eine Längsbewegung zwischen der Ummantelung und dem Meßorgan ausgeschlossen ist.

2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen de · Ummantelung (41, 45, <I6, 47) und dem irnere.i Meßorgan (31, 32, 33) eine dünne Isolatioiisschi ,ht (38) angeordnet ist, weiche sich bei einem bestimmten, auf die Ummantelung wirkenden Druck zusammen mit der Ummantelung einwärts biegt und das Widerstandselement (33) in Berührung mit dem elektrisch leitenden Trägerstreifen (31) bringt.

3. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Ummantelung (41, 45, 46, 47) auf der von dem frei bleibenden Trägerstreifenbereich (34) abgelegenen Seite des Meßfühlers (11) mit dem inneren Meßorgan (31, 32,33) verbunden ist.

4. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (41, 45, 46, 47) von einem aus mehreren Teilen gebildeten Konstruktionsverband gebildet ist, welcher eine undurchlässige Innenschicht (41), welche den elektrisch leitenden Trägerstreifen (31), die Isolationshülle (32) und das Widerstandselement (33) eng umschließt und eine niedrige Durchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Dämpfen sowie eine Undurchlässigkeit gegenüber der Umgebung des Meßfühlers besitzt, ferner mindestens einen mit dieser Innenschicht durch Klebung fest verbundenen, bruchfesten Verstärkungsstreifen (45, 46) sowie eine Außenhaut (47) enthält. .

5. Meßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die undurchlässige Innenschicht (41) und die Außenhaut (47) so um das innere Meßorgan herumgelegt sind, daß sich ihre Ränder (43, 44, 51, 52) in dem gleichen Richtungssinn überlappen.

6. Meßfühler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die hohe Zugfestigkeit aufweisenden Verstärkungsstreifen (45, 46) nicht breiter als der genannte Trägerstreifen (31) ist bzw. sind und aus Kunststoff besteht bzw. bestehen, in welchen in Längsrichtung verlaufende, durchgehende Fasern hoher Zugfestigkeit eingebettet sind.

7. Meßfühler nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne IsolationsschicLi (38) jeweils nur an den Enden des Meßfühlers (11) mit diesem fest verbunden ist.

8. Meßfühler nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß die dünne Isolationsschicht (38) über die gesamte wirksame Länge des Meßfühlers (11) hin unter einer mechanischen Spannung gehalten ist.

9. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (33) die Form eines flachen Bandes mit rechteckigem Querschnitt hat und mit gleichförmiger Spannung um die Isolationshülle (32) aufgewickelt ist.

10. Meßfühler nach Anspruch 9 und/oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolationsschicht (38) nicht breiter als der Trägerstreifen (31) ist.

11. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstreifen aus mehreren Lagen unterschiedlichen Materials aufgebaut ist und eine Lage Materials hoher Zugfestigkeit (31) und eine an sich bekannte Lage aus Edelmetall (31 a) aufweist.

12. Meßfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Meßfühlers Abschluß- und Haltemittel zum dichten Abschluß der Meßfühler-Enden und zur Befestigung der Enden der dünnen Isolationsschicht (38) an den Enden des Trägerstreifens (31) ergesehen sind.

13. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Außenseite des Meßfühlers (11) umgebende, lose übergeschobene, abnehmbare, rohrförmige äußere Schutzhülse (53) vorgesehen ist.

14. Meßfühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte äußere Schutz? hülse (53) den Meßfühler (11) rundum dicht umschließt; flexibel ausgebildet ist und als Membran wirkt, welche den Druck des betreffenden schüttfähigen Gutes auf die genannte flexible isolierende Ummantelung (41, 45, 46, 47) überträgt, und daß auch die Schutzhülse eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Dämpfen sowie einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.

15. Meßfühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzhülse (53) so ausgebildet ist, daß eine freie Verbindung zwischen dem in der Schutzhülle befindlichen Meßfühler und der Umgebung besteht.

16. Meßfühler nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzhülse (53) mit einer Vielzahl die Schutzhülse an ihren Seiten und ihren Enden durchdringender öffnungen (54) versehen ist.