DE19820167A1 - Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf magnetostriktive Positionswandler.

Die Wirkung der Magnetostriktion wurde in weitem Um­ fang verwendet bei linearen Abstands- und Positions­ meßvorrichtungen. Ein sich in der Nähe eines oder um einen magnetostriktiven Draht befindlicher Magnet markiert den zu messenden Ort. Derartige Vorrichtun­ gen können entweder mit mechanischer oder elektri­ scher Erregung arbeiten. Wenn eine akustische/mecha­ nische Beanspruchung, welche sich entlang des Drahtes fortpflanzt, den Einflußbereich des Magneten er­ reicht, wird ein elektrisches Signal in dem Draht erzeugt. Umgekehrt wird, wenn ein elektrisches Si­ gnal, das sich entlang des Drahtes fortpflanzt, den Einflußbereich des Magneten erreicht, eine Torsions­ beanspruchung in dem Draht erzeugt.

Derartige lineare Positionsdetektoren, die einen in einem Schwimmer befestigten Magnet verwenden, wurden als Flüssigkeitspegel-Detektoren verwendet, um eine Anzeige des Flüssigkeitspegels innerhalb eines Tanks zu liefern, beispielsweise eines im Erdreich befind­ lichen Tanks. Die Position des Magneten und damit des Flüssigkeitspegels wird bestimmt als eine Funktion der Zeit, welche für eine Torsionsstörung erforder­ lich ist, um sich von einem Ende des Drahtes durch den Einflußbereich des Magneten fortzupflanzen für den Fall der mechanischen Erregung, oder von der Po­ sition des Magneten zu einer Erfassungsvorrichtung, die sich an einem Ende des Drahtes befindet, für den Fall der elektrischen Erregung.

Andere Typen von magnetostriktiven Positionsmeßvor­ richtungen verwenden eine reflektierende Beendigung an dem Fußende des magnetostriktiven Drahtes. Derar­ tige Vorrichtungen messen die Differenz zwischen den Fortpflanzungszeiten eines Impulses von der Position des Magneten zu dem Fußende des Drahtes und dem Weg des zurückreflektierten Impulses zu dem Kopf der Vor­ richtung, und eines Impulses, der sich auf dem Draht direkt von dem Magneten zu dem Kopf fortpflanzt.

Wie in den US-Patenten Nrn. 4 839 590, 5 017 867, 5 050 430 und 5 253 521 gezeigt ist, enthalten der­ artige magnetostriktive Vorrichtungen ein längliches Rohr von geringem Durchmesser, das typischerweise aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, auf welchem ein bewegbarer Magnet angeordnet ist, um eine Anzeige für einen Flüssigkeitspegel zu liefern. Ein vergrößerter Kopf und eine Kappe sind auf einem Ende des Rohres befestigt, typischerweise oberhalb des Flüssigkeits­ pegels, und umschließen elektronische Komponenten wie Anschlußverbindungen und eine Signalaufbereitungs­ schaltung, welche zur Lieferung oder Ausgabe von Si­ gnalen zu und von dem magnetostriktiven Draht in dem Rohr verwendet wird. Wie in diesen Patenten nach dem Stand der Technik gezeigt ist, hat der Kopf einen Durchmesser, der beträchtlich größer ist als der Durchmesser des sich durch den Tank erstreckenden länglichen Rohres.

Flüssigkeitstanks, wie unterirdische Tanks für Benzin oder Brennstoff, sind typischerweise mit einem oder mehreren Steigrohren oder hohlen Leitungen versehen, die auf einer oberen Fläche des Tanks befestigt sind und sich nach oben zu einem oberen Ende erstrecken, welches sich auf Bodenhöhe befindet. Ein Steigrohr wird gewöhnlich verwendet, um den Tank zu füllen, und es hat typischerweise einen Durchmesser von etwa 10,16 cm (4 Zoll). Ein zweites kleines Steigrohr wie ein solches mit einem Durchmesser von 5,08 cm (2 Zoll) kann auch vorgesehen sein als Entlüftung.

Bestehende Tanks, welche in der Erde vergraben sind und welche nicht mit der Erwartung der Verwendung einer Flüssigkeitspegelerfassung innerhalb des Tanks versehen sind, haben typischerweise nicht ein großes Steigrohr oder ein Steigrohr, welches zur Flüssig­ keitspegel-Erfassung bestimmt ist. Somit können dort, wo es erwünscht ist, eine Flüssigkeitspegel-Erfassung bei derartigen bestehenden unterirdischen Tanks vor­ zusehen, früher konstruierte magnetostriktive Posi­ tionsmeßvorrichtungen mit einem vergrößerten Kopf nicht in die Einfülldüse des bestehenden Steigrohrs auf solchen Tanks passen oder sie füllen das Innere des Steigrohrs vollständig aus, wodurch sie die Ein­ führung einer Brennstoffdüse in das Steigrohr verhin­ dern. Das einzige Mittel in derartigen Situationen besteht darin, den vorhandenen Tank aufzugraben und ein Steigrohr hinzuzufügen, welches speziell für eine Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung vorgesehen ist.

Somit wäre es wünschenswert, eine Flüssigkeitspegel- oder Positionserfassungsvorrichtung vorzusehen, wel­ che leicht in Tanks oder Gefäßen mit Steigrohren, die kleine Durchmesser aufweisen, befestigt werden kön­ nen. Es wäre auch wünschenswert, eine Flüssigkeits­ pegel- oder Positionserfassungsvorrichtung vorzuse­ hen, welche leicht in bestehenden unterirdischen Tanks befestigt werden können, ohne daß es erforder­ lich ist, den Tank aufzugraben. Es wäre auch wün­ schenswert, eine Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrich­ tung vorzusehen, bei welcher alle Komponenten der Vorrichtung innerhalb eines einzigen Rohres mit ge­ ringem Durchmesser enthalten sind, welches sich in den Tank erstreckt. Es wäre auch wünschenswert, eine Flüssigkeitspegel- oder Positionserfassungsvorrich­ tung vorzusehen, welche leicht auf allen Konfigura­ tionen von Sichtgläsern, die auf der Außenseite von Flüssigkeitstanks montiert sind, befestigt werden können.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine unabhängige Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung, welche einen magnetostriktiven Wellenleiter enthält, der sich durch ein Meßfeld erstreckt mit wenigstens einem Ma­ gneten, der den Wellenleiter umgibt und Störungen in diesem bewirkt. Die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvor­ richtung enthält ein äußeres magnetisch durchlässiges Rohr von im wesentlichen konstantem Durchmesser, das einen magnetostriktiven Draht umgibt. Eine mit dem magnetostriktiven Draht gekoppelte Aufnahmevorrich­ tung gibt sich entlang des Drahtes fortpflanzende Signale aus. Eine in dem äußeren Rohr angeordnete Schaltung koppelt elektrische Signale in den magneto­ striktiven Draht und die Aufnahmevorrichtung und überträgt elektrische Signale von dem magnetostrikti­ ven Draht und der Aufnahmevorrichtung. Ausgangsleiter erstrecken sich von der Schaltung durch ein erstes Ende des äußeren Gehäuses.

Ein Anschlußstück ist in einem ersten Ende des äuße­ ren Rohres befestigt und enthält eine Durchgangsboh­ rung für den Durchlaß der Leiter von dem Inneren des äußeren Rohres zu einer externen Steuervorrichtung oder -schaltung.

Ein Gehäuse, das vorzugsweise aus einem ersten und einem zweiten Teil besteht, welche getrennt werden können, wird wahlweise verwendet, um die Schaltung in dem äußeren Rohr zu stützen. Weiterhin sind auch Mit­ tel vorgesehen, um ein Ende eines wahlweise inneren Rohres innerhalb des Gehäuses fest zu halten. Die Befestigungsmittel weisen vorteilhaft einen metalli­ schen Kragen auf, der extern auf dem inneren Rohr montiert ist, welcher in Eingriff mit einem passen­ den, in dem Gehäuse ausgebildeten Sitz ist.

Ein Aufnahmeträger ist wahlweise in dem Gehäuse befe­ stigt und hält die Aufnahmevorrichtung. Vorspannmit­ tel sind zwischen dem Träger und dem inneren Rohr angeordnet, um eine Verlängerungskraft auf das innere Rohr auszuüben, damit der längliche magnetostriktive Draht in einer linearen gestreckten Konfiguration gehalten wird.

Die unabhängige Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrich­ tung nach der vorliegenden Erfindung besitzt mehrere Vorteile gegenüber früher konstruierten magnetostrik­ tiven Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtungen, die zur Erfassung von Flüssigkeitspegeln in großen Tanks oder Gefäßen verwendbar sind, beispielsweise unter­ irdischen Tanks. Die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvor­ richtung ist vollständig innerhalb des äußeren Rohres enthalten. Dies ergibt ein äußeres Rohr mit einem über die gesamte Länge kleinen Durchmesser, wodurch es möglich ist, das äußere Rohr, durch welches die signaltragenden Leiter hindurchgehen, innerhalb eines kleinen Abschnitts eines Steigrohrs zu montieren, ohne den gesamten inneren Raum innerhalb des Steig­ rohrs einzunehmen. Dies erlaubt es, die Fähigkeit zur Flüssigkeitspegel-Erfassung bei einem bestehenden vergrabenen Tank vorzusehen, welcher vorher die Fä­ higkeit zur Flüssigkeitspegel-Erfassung nicht hatte, da das äußere Rohr mit kleinem Durchmesser, welches alle betriebsmäßigen Komponenten der Flüssigkeitspe­ gel-Erfassungsvorrichtung nach der vorliegenden Er­ findung trägt, leicht durch ein bestehendes Steigrohr in dem vergrabenen Tank eingeführt werden kann. Da das äußere Rohr einen kleinen Außendurchmesser hat, benötigt die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung nur einen- kleinen Teil des verfügbaren Raums inner­ halb des Steigrohrs, wodurch es möglich ist, das Steigrohr weiterhin in einer normalen Weise zu nut­ zen.

Die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung nach der Erfindung ist leicht zu montieren, während sie alle Vorteile und Funktionen einer magnetostriktiven Flüs­ sigkeitspegel- oder Positionsmeßvorrichtung liefert. Das äußere Rohr mit kleinem Durchmesser dieser Flüs­ sigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung kann auch auf einem äußeren Sicht­ glas befestigt werden, um eine Anzeige des Flüssig­ keitspegels in einem Tank unabhängig von der Konfigu­ ration des Befestigungsflansches des Sichtglases zu liefern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine Seitenschnittansicht einer Flüs­ sigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung gemäß der Lehre nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 1B eine Draufsicht des Steigrohrbereichs des Tanks, welcher die in Fig. 1 ge­ zeigte Flüssigkeitspegel-Erfassungs­ vorrichtung nach der vorliegenden Er­ findung enthält,

Fig. 1C eine vergrößerte Teilschnittansicht einer alternativen Befestigungsvor­ richtung für die Flüssigkeitspegel- Erfassungsvorrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung in einem Tank mit einem Steigrohr,

Fig. 2 eine vergrößerte, auseinandergezogene Teilschnittansicht der in Fig. 1 ge­ zeigten Vorrichtung,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht der montierten Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise weggeschnittene Seiten­ ansicht der in den Fig. 1 und 3 ge­ zeigten Flüssigkeitspegel-Erfassungs­ vorrichtung, und

Fig. 5 eine Seitenansicht der auf dem Sicht­ glas eines Flüssigkeitstanks befestig­ ten Flüssigkeitspegel-Erfassungsvor­ richtung nach Fig. 1.

Die insbesondere in den Fig. 1A bis 4 gezeigte Flüs­ sigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung 10 ist so darge­ stellt, daß sie in einer festen Beziehung innerhalb eines eine Flüssigkeit enthaltenden Tanks 12 wie ei­ nem Benzintank montiert ist, wobei der Flüssigkeits­ pegel in dem Tank sich von einem leeren bis zu einem vollen Zustand verändern kann. In Fig. 1A ist der Tank 12 so dargestellt, daß er geringfügig weniger als halb gefüllt ist, wobei dies nur als Beispiel gilt. Ein Steigrohr 14 ist auf der oberen Abdeckung des Tanks 12 befestigt und erstreckt sich im allge­ meinen bis zur Erdoberfläche nach oben. Das Steigrohr 14 ermöglicht einen Zugriff zu dem Inneren des Tanks 12 für die Zuführung von Flüssigkeit zu dem Tank 12 und/oder die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Tank 12 durch eine innerhalb der oberen Abdeckung 15 des Tanks 12 befindliche Öffnung 16. Obgleich dies in Fig. 1A nicht gezeigt ist, kann eine Füllbuchse ent­ haltend ein Absperrventil und ein Brennstoffdüsen- Verbindungsstück innerhalb des Steigrohres 14 mon­ tiert sein.

Die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung erstreckt sich in dem in den Fig. 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Öffnung 6 in der oberen Seite des Tanks 12. Alternativ kann, wie in Fig. 1C gezeigt ist, die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung 10 mittels einer Klemme 17 oder einer anderen Befestigungsvor­ richtung an einem Bein 18 des Trägers 19 angebracht sein. Der Träger 19 enthält auch ein zweites Bein 21, welches im wesentlich senkrecht zu dem ersten Bein 18 ausgerichtet ist. Das zweite Bein 21 ist so ausgebil­ det, daß es an dem Steigrohr 14 anliegt und an diesem befestigt ist, wie in Fig. 1C gezeigt ist. Auf diese Weise ist das obere Ende der Flüssigkeitspegel-Erfas­ sungsvorrichtung 10 im Abstand unterhalb, jedoch in enger Nähe zu der oberen Abdeckung 15 des Tanks 12 angeordnet. Die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrich­ tung 10 enthält, wie in Fig. 4 gezeigt ist, eine äu- ßere Leitung bzw. ein äußeres Rohr 20 von im wesent­ lichen kontantem Durchmesser zwischen einem ersten Ende 22 und einem entgegengesetzten zweiten Ende 24. Das zweite Ende 24 ist durch eine Endkappe 26 ge­ schlossen, welche durch Schweißen usw. an dem Rohr 20 angebracht ist. Das äußere Rohr 20 ist in jeder er­ forderlichen Länge zwischen dem ersten und zweiten Ende 22, 24 vorgesehen abhängig von der Gesamtgröße des Tanks 12, in welchem die Flüssigkeitspegel-Erfas­ sungsvorrichtung 10 verwendet wird. Das äußere Rohr 20 ist aus jedem nichtmagnetischen Material gebildet, so daß es magnetisch durchlässig ist. Messing, rost­ freier Stahl und sogar Kunststoff können verwendet werden, um das äußere Rohr 20 zu bilden.

Ein wahlweises inneres Rohr 30 ist innerhalb des äu- ßeren Rohres 20 angeordnet und erstreckt sich über einen wesentlichen Bereich der Länge des äußeren Roh­ res 20 und zumindest durch einen Meßbereich, der durch den Bereich der Bewegung eines Magneten 32 ent­ lang der äußeren Oberfläche des äußeren Rohres 20 bestimmt ist. Mehrere ringförmige Abstandshalter 34 sind entlang der inneren Oberfläche des äußeren Roh­ res 20 positioniert, um das innere Rohr 30 innerhalb des äußeren Rohres 20 zu zentrieren und zu stützen. Die Abstandsstücke 34 sind aus einem nichtmagneti­ schen Material wie Kunststoff, Messing usw. gebildet.

Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, hat das innere Rohr 30 ein offenes erstes Ende 36 und ein entgegen­ gesetztes geschlossenes zweites Ende 38. Ein dünner magnetostriktiver Draht 40 befindet sich innerhalb des inneren Rohres 30 und wird darin mittels mehrerer ringförmiger Abstandshalter 42 gehalten, welche aus einem weichen, nichtstörenden Material gebildet sind.

Der magnetostriktive Draht 40 hat ein erstes Ende 44, welches nur beispielhaft an einem Träger oder Sub­ strat 46 befestigt ist. Ein zweites Ende 48 des Drah­ tes 40 ist mit dem zweiten Ende 38 des inneren Rohres 30 mittels einer festen Verbindung oder eines in Fig. 4 gezeigten Bügels 50 verbunden. Reflektierende Enden wie die in den US-Patenten Nrn. 5 253 521 und 5 017 867 gezeigten reflektierenden Enden können auch verwendet werden, um das zweite Ende 48 des Drahtes 40 mit dem zweiten Ende 38 des inneren Rohres 30 zu verbinden. Der magnetostriktive Draht 40 ist vorzugs­ weise aus einer Nickel/Eisen-Legierung gebildet. Ein als "Nispan C" bekanntes Material ist für die Verwen­ dung des magnetostriktiven Drahtes 40 geeignet.

Ein Vorspannmittel oder eine Feder 52 ist zwischen dem ersten Ende 38 des inneren Rohres 30 und einem Ende des Trägers 46 angeordnet, um den Draht 40 in einer geraden länglichen Form innerhalb des inneren Rohres 30 zu halten.

Ein Aufnehmer 54 ist auf dem Träger 46 befestigt und umgibt den Draht 40 oder befindet sich in Kontakt mit diesem. Der Aufnehmer oder Wandler 54 kann jeder ge­ eignete Aufnehmer oder Wandler sein, welcher bei ei­ ner magnetostriktiven Flüssigkeitspegel-Erfassungs­ vorrichtung verwendet wird. Zum Beispiel kann ein kleiner rechteckiger piezoelektrischer Kristall an einem Ende des magnetostriktiven Drahtes 40 festge­ klemmt werden. Der piezoelektrische Kristall arbeitet als ein Wandler in der Weise, daß eine sich entlang des Drahtes 40 fortpflanzende lokalisierte Beanspru­ chung bewirkt, daß sich der Kristall in einer Rich­ tung dehnt, wobei eine Spannung in dem Kristall er­ zeugt wird.

Alternativ kann eine Wicklung auf dem Träger 46 be­ festigt sein, die den Draht 40 konzentrisch umgibt. Zwei Leiter erstrecken sich von dem Aufnehmer 54. Zusätzlich ist ein nicht gezeigter einzelner Leiter mit dem ersten Ende 44 des Drahtes 40 verbunden. Ein zweiter oder Rückkehr-Leiter ist mit dem inneren Rohr 30 verbunden, welcher als ein Rückkehr-Pfad wirkt. Nur beispielhaft ist der Rückkehr-Leiter mit einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Kragen 56 verbunden, der in den Fig. 2 und 3 gezeigt und wie durch Löten an dem ersten Ende 36 des inneren Rohres 30 befestigt ist. Vorzugsweise ist der Kragen 56 aus Messing oder einem anderen nichtmagnetischen Material gebildet.

Die sich von dem Aufnehmer 54 erstreckenden Leiter, der Draht 40 und der Rückkehr-Draht sind mit einer auf einer Schaltungsplatte 60 montierten Schaltung verbunden. Anschlußflächen sind auf der Schaltungs­ platte vorgesehen, welche Lötverbindungen zu den ver­ schiedenen Leitern empfangen. Zwei Leiter erstrecken sich von einem entgegengesetzten Ende der Schaltungs­ platte 60 zu glasgefüllten Dichtverbindungen. Zwei externe Leiter 62 gehen nach außen von einem Ende des äußeren Rohres 20 und sind mit einer Fernsteuervor­ richtung oder -schaltung verbunden. Die zwei Leiter 62 bilden eine Zweidraht-Schleife, welche ein Strom­ ausgangssignal liefert, wenn eine Spannung hieran angelegt wird, welches die Position des Magneten 32 entlang der Länge des äußeren Rohres 20 anzeigt. Al­ ternativ können die beiden Leiter 62 verwendet wer­ den, um ein Ausgangs-Impulssignal zu liefern, welches die Fortpflanzungszeit des induzierten Signals ent­ lang des magnetostriktiven Drahtes 40 anzeigt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung ist die Schaltungsvorrichtung oder -platte 60 in einem Gehäuse 66 enthalten, das allgemein in Fig. 4 und genauer in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Das Gehäuse 66 ist aus zwei einander angepaßten verbind­ baren und trennbaren Hälften oder Teilen 68 und 70 gebildet. Das erste und das zweite Teil 68 und 70 sind im allgemeinen symmetrisch in der Konfiguration und enthalten Stifte 72 an entgegengesetzten Enden, welche mit in den entgegengesetzten Enden der gegen­ überliegenden ersten und zweiten Teile 68 und 70 aus­ gebildeten Öffnungen in Eingriff sind für eine lös­ bare Verbindung der ersten und zweiten Teile 66 und 68, um ein vollständiges Gehäuse zu ergeben, welches die Schaltungsvorrichtung oder -platte 60 umgibt. Das erste und das zweite Gehäuseteil 68 und 70 sind je­ weils mit ringförmigen Einschnitten 74 und 76 verse­ hen, welche einen ringförmigen Sitz für den Messing­ kragen 56 bilden. Da der Messingkragen 56 fest an einem Ende des inneren Rohres 30 angebracht ist, er­ gibt diese Anordnung eine feste Montage des ersten Endes 36 des inneren Rohres 30 innerhalb des Gehäuses 66. Weiterhin sitzt ein Ende der Schaltungsplatte 60 innerhalb einer Öffnung oder eines Schlitzes 78 in einem Ende des Trägers 46, um die Schaltungsplatte 60 fest mit dem Träger 46 zu koppeln.

Ein Anschlußstück 80 ist durch das erste Ende 22 des äußeren Rohres 20 montierbar, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Das Anschlußstück 80 enthält eine Durchgangsbohrung 82, welche die beiden Leiter 62 hindurchgehend aufnimmt, bevor sie weiterhin eine nicht gezeigte Verguß- oder Dichtmasse aufnimmt, die die Bohrung 82 vollständig ausfüllt. Eine ringförmige Endfläche 84 ist an einem Ende des Anschlußstücks 80 gebildet und sitzt in einer Schulter 86, die einen Abstand von dem ersten Ende 22 des äußeren Rohres 20 aufweist, um das Anschlußstück 80 relativ zu dem äu- ßeren Rohr 20 axial zu positionieren. Ringförmige Einschnitte 88 sind extern auf dem Anschlußstück 80 gebildet und nehmen Dichtglieder auf wie in Fig. 4 gezeigte O-Ringe 90, um eine abdichtende Kopplung zwischen dem Anschlußstück 80 und dem äußeren Rohr 20 zu erreichen. Wie ebenfalls in Fig. 4 gezeigt ist, wird, nachdem das Anschlußstück 80 innerhalb des er­ sten Endes 22 des äußeren Rohres 20 positioniert wur­ de, das erste Ende 22 des äußeren Rohres 20 gerollt oder radial nach innen gebogen in einen Eingriff mit einem ringförmigen Flansch 92 an einem Ende des An­ schlußstücks 80, um das Anschlußstück 80 fest in dem ersten Ende 22 des äußeren Rohres 20 zu verankern.

Bei der Montage der Flüssigkeitspegel-Erfassungsvor­ richtung 10 nach der vorliegenden Erfindung werden die Schaltungsplatte 60, der Träger 46, die Feder 52, der Kragen 56 und das erste Ende 36 des inneren Roh­ res 30 axial wie in Fig. 2 gezeigt in einem der bei­ den Gehäuseteile 68 und 70 angeordnet. Die sich von und zu dem Kragen 56 erstreckenden Drähte, der Auf­ nehmer 54 und der magnetostriktive Draht 40 werden mit den Anschlußflächen auf der Schaltungsplatte 60 verbunden. Leiter werden ebenfalls mit Anschlußver­ bindungen auf dem anderen Ende der Schaltungsplatte 60 durch die glasgefüllten Dichtungen verbunden. Die externen Leiter sind mit den glasgefüllten Dichtungen verbunden und werden durch die Bohrung 82 in dem An­ schlußstück 80 hindurchgeführt, wenn das Anschluß­ stück 80 in die Nähe der Schaltungsplatte 60 gebracht ist. Das erste und das zweite Gehäuseteil 68 und 70 werden dann in einen festen Eingriff miteinander ver­ rastet, um das Anschlußstück 80, die Schaltungsplatte 60, den Träger 46, die Feder 52 und das erste Ende 36 des inneren Rohres 30 in der dargestellten axialen Anordnung zu halten, während eine Verlängerungskraft auf den magnetostriktiven Draht 40 aufrechterhalten wird.

Die Anordnung wird dann in das erste Ende 22 des äu­ ßeren Rohres 20 eingeführt und das erste Ende 22 des äußeren Rohres 20 wird nach innen in Eingriff mit dem Flansch 92 auf dem Anschlußstück 80 gebogen. Dies stützt das gesamte innere Rohr 30 und das Gehäuse 66.

Es ist darauf hinzuweisen, daß in einer einfachsten Form die Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung nur das äußere Rohr 20, den magnetostriktiven Draht 40 und die Schaltung 60, auf welcher der Aufnehmer 54 befestigt ist, ent­ halten kann. Der Rückkehr-Draht erstreckt sich von einem Ende des magnetostriktiven Drahtes 40 zu der Schaltung 60. Die Schaltung 60 kann fest an einem Ende des äußeren Rohres 20 angebracht sein, um eine Zugkraft auf den magnetostriktiven Draht 40 aufzu­ bringen.

Fig. 5 zeigt eine andere Anwendung der Flüssigkeits­ pegel-Erfassungsvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält ein Flüssigkeitsgefäß oder Tank 96, typischerweise ein solches, das verwendet wird, um eine Flüssigkeit in einem industriellen Prozeß zu verarbeiten, bei ver­ schiedenen Pegeln 98 bewegbare Flüssigkeit. Eine un­ tere Leitung 100 erstreckt sich von dem Boden oder von der Nähe des Bodens des Tanks 96 und bildet einen Flüssigkeitsströmungspfad durch Montageflansche 102 zu einem Standrohr oder einem Standglas 104. Montage­ flansche 106 bilden eine Verbindung für eine obere Leitung 108 zu dem oberen Teil des Tanks 96. Dieser Typ von Standrohr ist gut bekannt und enthält einen Schwimmer 110, in welchem ein Magnet 112 enthalten ist. Da das Standrohr 104 sich in Fluidverbindung mit der Flüssigkeit innerhalb des Tanks 96 befindet, schwimmt der Schwimmer 110 auf der Oberfläche oder dem Flüssigkeitspegel in dem Standrohr 104, welche dem Flüssigkeitspegel 98 in dem Tank 96 entspricht.

Bei dieser Anwendung ist die Flüssigkeitspegel-Erfas­ sungsvorrichtung wie vorbeschrieben fest auf einer externen Oberfläche des Standrohrs 104 zwischen den Montageflanschen 102 und 106 angebracht und erstreckt sich über den Bewegungsbereich des Magneten 112 in dem Schwimmer 110. Da diese Vorrichtung 10 vollstän­ dig innerhalb des Inneren des äußeren Rohres 20 ent­ halten ist, kann die Vorrichtung 10 unmittelbar be­ nachbart zu oder direkt auf der äußeren Oberfläche des Standrohres 104 montiert werden ohne besondere Montageträger oder -anordnungen, die vorher durch die Montageflansche 102 und 106 erforderlich waren. Hier­ durch wird ermöglicht, daß die Flüssigkeitspegel-Er­ fassungsvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfin­ dung leicht bei einem Tank mit Standrohr angewendet werden kann unbeachtlich der besonderen Standrohr- Montageflanschanordnung.

Zusammengefaßt wird eine einzigartige Flüssigkeits­ pegel-Erfassungsvorrichtung offenbart, bei welcher alle betriebsmäßigen Komponenten der Vorrichtung in­ nerhalb eines äußeren Rohres mit einem im allgemeinen konstanten und kleinen Durchmesser enthalten sind, welches einfach in bestehenden Tanköffnungen montiert werden kann.

Claims (10)

1. Magnetostriktive Wellenleitervorrichtung, welche sich durch ein Meßfeld mit wenigstens einem die Vorrichtung umgebenden Magneten (32) zur Erzie­ lung von Störungen in dieser erstreckt, gekennzeichnet durch
ein äußeres magnetisch durchlässiges Rohr (20), welches einen linearen, im wesentlichen konstan­ ten Durchmesser zwischen einem ersten und einem entgegengesetzten zweiten Ende hat,
einen magnetostriktiven Draht (40), der fest innerhalb des äußeren Rohres (20) angeordnet ist,
eine Aufnehmervorrichtung (54), die mit dem ma­ gnetostriktiven Draht (40) gekoppelt ist, um sich entlang des Drahtes (40) fortpflanzende Signale aus zugeben, und
eine Schaltungsvorrichtung (60), welche in dem äußeren Rohr (20) vorgesehen ist zum Übertragen elektrischer Signale zu dem magnetostriktiven Draht (40) und der Aufnehmervorrichtung (54) sowie zum Übertragen elektrischer Signale von dem magnetostriktiven Draht (40) und der Aufneh­ mervorrichtung (54).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausgangsleiter (62), welche sich von der Schal­ tungsvorrichtung (60) durch ein erstes Ende (22) des äußeren Rohres (20) erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Aufnehmervorrichtung (54) tragenden Aufnehmerträger (46), wobei der Aufnehmerträger (46) in Ausrichtung mit der Schaltungsvorrich­ tung (60) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein innerhalb des äußeren Rohres (20) befestig­ tes und die Schaltungsvorrichtung (60) tragendes Gehäuse (66).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (60) ein erstes und ein zweites Gehäuseteil (68, 70), welche vonein­ ander trennbar sind, und eine Vorrichtung zum Befestigen der Schaltungsvorrichtung (60) in zumindest einem der beiden Gehäuseteile (68, 70) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein inneres magnetisch durchlässiges Rohr (30), welches innerhalb des äußeren Rohres (20) ange­ ordnet ist, wobei das innere Rohr (30) den ma­ gnetostriktiven Draht (40) umgibt, und eine Vorrichtung zum Befestigen eines ersten Endes (36) des inneren Rohres (30) in dem Gehäu­ se (66).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung einen an einem Ende (36) des inneren Rohres (30) befe­ stigten Kragen (56) und in dem ersten und zwei­ ten Gehäuseteil (68, 70) ausgebildete Mittel (74, 76) zum befestigenden Aufnehmen des Kragens (56) in dem Gehäuse aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 7, gekennzeich­ net durch ein in dem ersten Ende des äußeren Rohres (20) befestigtes Anschlußstück (80), wobei die Aus­ gangsleiter (62) durch das Ausgangsstück (80) hindurchgehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Aufnehmerträger (46), welcher in dem Ge­ häuse (66) befestigbar ist und die Aufnehmervor­ richtung (54) trägt, wobei der Aufnehmerträger (46) in Ausrichtung mit der Schaltungsvorrich­ tung (60) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Träger (46) und dem inneren Rohr (30) angeordnete Vorspannvorrichtung (52), um den magnetostriktiven Draht (40) in dem inne­ ren Rohr (30) unter Spannung zu halten.