DE20308928U1 - Anordnung zur Messung von Niveauhöhen geschichteter Flüssigkeiten - Google Patents

Anordnung zur Messung von Niveauhöhen geschichteter Flüssigkeiten

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Claims (14)

1. Anordnung zur Messung von Niveauhöhen geschichteter Flüssigkeiten in einem Behälter, sowie zur Bestimmung der Grenzschichten in Mehrphasengemischen von Flüssigkeiten in einem Behälter mit einem Ultraschallwandler, der ein piezoelektrische Element enthält, das mit einer vorgegebenen oder variablen Sendefrequenz und/oder Impulslänge und einer vorgegebenen oder variablen Amplitude einen Ultraschallimpuls erzeugt und als Sender arbeitet und gleichzeitig in den Sendepausen Ultraschallimpulse empfängt und in elektrische Empfangssignale umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallwandler mit vorgegebener unterschiedlich einstellbarer Verstärkung, einzelne Echos in einer elektronischen Schaltung mit den dazugehörigen Laufzeiten bewertet.
2. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung zum Empfang der Signale innerhalb eines Zyklus, von einer im Ultraschallwandler enthaltenen Steuereinheit, ständig verändert wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Messgrößenpaare aus Laufzeit und dazugehöriger Verstärkung, die in einem Speicher im Ultraschallwandler abgelegt werden und einer jeweiligen Phasengrenze in zeitlicher Reihenfolge zugeordnet werden.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Messgrößenpaare von der elektronischen Steuereinheit auf Mehrfachechos geprüft werden.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallwandler für die Niveauhöhenberechnung eine Eingangsschaltung für die Temperaturen der Flüssigkeiten enthält.
6. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Messgrößenpaar aus Laufzeit und dazugehöriger Verstärkung zur Ermittlung der Phasengrenze benutzt wird.
7. Anordnung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die gewählte Verstärkung nur die Erfassung des Echos der Trennschicht zwischen der unteren und oberen Flüssigkeit gestattet.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwandler, der unterhalb der zu überwachenden Niveauhöhen der Flüssigkeiten und/oder der Grenzschicht zwischen den Flüssigkeiten auf oder in der Behälterwand montiert ist und ein piezokeramisches Element enthält, das bei Erregung mit einem Impuls vorgegebener Länge und Amplitude einen Ultraschall- Sendeimpuls erzeugt, der über eine Membran mit oder ohne zwischenliegende Behälterwand senkrecht nach oben auf das zu überwachende Medium aus geschichteten Flüssigkeiten übertragen wird, und das Echos des Sendeimpulses von den Phasengrenzen der Flüssigkeiten und der Phasengrenze der oberen Flüssigkeit gegenüber einem Gas oder einer Wand, innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls empfängt und in einer nachgeschalteten Signalauswerteeinheit die Zeitintervalle zwischen den Echos misst und gleichzeitig mit den dazu notwendigen Verstärkungen abspeichert und als Niveauhöhe ausgibt.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwandler, der oberhalb der zu überwachenden Niveauhöhen der Flüssigkeiten und/oder der Grenzschicht zwischen den Flüssigkeiten auf oder in der Behälterwand montiert ist und ein piezokeramisches Element enthält, das bei Erregung mit einem Impuls vorgegebener Länge und Amplitude einen Ultraschall-Sendeimpuls erzeugt, der über eine Membran mit oder ohne zwischenliegende Behälterwand senkrecht nach unten auf das zu überwachende Medium aus geschichteten Flüssigkeiten übertragen wird, und das Echos des Sendeimpulses von den Phasengrenzen der Flüssigkeiten und der Phasengrenze der unteren Flüssigkeit gegenüber der Wand, innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls empfängt und in einer nachgeschalteten Signalauswerteeinheit die Zeitintervalle zwischen den Echos misst und gleichzeitig mit den dazu notwendigen Verstärkungen abspeichert und als Niveauhöhe ausgibt.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwandler, der oberhalb der zu überwachenden Niveauhöhen der Flüssigkeiten und/oder der Grenzschicht zwischen den Flüssigkeiten auf der Behälterwand oder in der oberen Flüssigkeit schwimmend montiert ist und ein piezokeramisches Element enthält, das bei Erregung mit einem Impuls vorgegebener Länge und Amplitude einen Ultraschall-Sendeimpuls erzeugt, der über eine Membran mit oder ohne zwischenliegende Behälterwand senkrecht nach unten auf das zu überwachende Medium aus geschichteten Flüssigkeiten übertragen wird, und das Echos des Sendeimpulses von den Phasengrenzen der Flüssigkeiten und der Phasengrenze der unteren Flüssigkeit gegenüber der Wand, innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls empfängt und in einer nachgeschalteten Signalauswerteeinheit die Zeitintervalle zwischen den Echos misst und gleichzeitig mit den dazu notwendigen Verstärkungen abspeichert und als Niveauhöhe ausgibt.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwandler, der unterhalb der zu überwachenden Niveauhöhen der Flüssigkeiten und/oder der Grenzschicht zwischen den Flüssigkeiten auf der Unterseite eines Standrohres montiert ist und ein piezokeramisches Element enthält, das bei Erregung mit einem Impuls vorgegebener Länge und Amplitude einen Ultraschall-Sendeimpuls erzeugt, der über eine Membran mit oder ohne zwischenliegende Behälterwand senkrecht nach oben auf das zu überwachende Medium aus geschichteten Flüssigkeiten übertragen wird, und das Echos des Sendeimpulses von den Phasengrenzen der Flüssigkeiten und/oder der Phasengrenze der oberen Flüssigkeit gegenüber der oberen Wand oder dem gasgefüllten Raum innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls empfängt und in einer nachgeschalteten Signalauswerteeinheit die Zeitintervalle zwischen dem Sendeimpuls und den Echos misst und gleichzeitig mit den dazu notwendigen Verstärkungen abspeichert werden und als Niveauhöhe ausgibt.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwandler, der unterhalb der zu überwachenden Niveauhöhen der Flüssigkeiten und/oder der Grenzschicht zwischen den Flüssigkeiten liegenden Messstelle auf der Unterseite eines Behälters montiert ist und ein piezokeramisches Element enthält, das bei Erregung mit einem Impuls vorgegebener Länge und Amplitude einen Ultraschall-Sendeimpuls erzeugt, der über eine Membran mit oder ohne zwischenliegende Behälterwand senkrecht nach oben auf das zu überwachende Medium aus geschichteten Flüssigkeiten übertragen wird, und das Echos des Sendeimpulses von den Phasengrenzen der Flüssigkeiten innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls empfängt und in einer nachgeschalteten Signalauswerteeinheit die Zeitintervalle zwischen dem Sendeimpuls und den Echos misst und gleichzeitig mit den dazu notwendigen Verstärkungen abspeichert und als Niveauhöhe ausgibt.
13. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit die Schallgeschwindigkeiten der zu messenden Flüssigkeiten abgespeichert sind.
14. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen der Flüssigkeit erfasst und in einer Korrektureinheit die Schallgeschwindigkeiten temperaturkorrigiert werden.
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