DE2061478A1

DE2061478A1 - Precision liquid level indicator

Info

Publication number: DE2061478A1
Application number: DE19702061478
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-14
Filing date: 1970-12-14
Publication date: 1972-07-20

Description

Beschreibung Präzisionsflüssigkeitsstandanzeigegerät 1. Zweck: Im wasserbaulichen Versuchswesen, sowie auf verschiedenen anderen Gebieten ist es notwendig, einen irlüssigkeitsspiegel kontinuierlich mit großer Genauigkeit abzutasten und den momentanen Wert entweder mechanisch oder elektrisch anzuzeigen, Auf diesem Gebiet gibt es viele Geräte (zum Beispiel Schwimmerpegel, Kapazitive Flüssigkeitsstandsmeßgeräte usw.), die jedoch immer einige Nachteile aufzeigen, sei es im Bezug auf die Genauigkeit oder in der Handhabung des Gerätes. Description Precision Liquid Level Indicator 1. Purpose: Im hydraulic engineering experiments, as well as in various other areas, it is necessary to to scan an irlüssigkeitsspiegel continuously with great accuracy and to display the instantaneous value either mechanically or electrically, in this field there are many devices (for example float level, capacitive liquid level measuring devices etc.), which always have some disadvantages, be it in terms of accuracy or in the handling of the device.

f)as angemeldete Präzisionsflüssigkeitsstandanzeigegerät ist in erster Linie fiir das wasserbauliche Versuchswesen bestimmt (hydraulische Modellversuche). Es eignet sich jedoch auch zur Flüssigkeitsstandsanzeige Jeder beliebigen anderen Flüssigkeit, die eine minimale elektrische Leitfähigkeit aufweist und eine nicht zu hohe Viskosität besitzt. Es kann sowohl ein ruhender Flüssigkeitsspiegel, als auch der Flüssigkeitsspiegel einer strömenden Flüssigkeit abgetastet werden.f) The registered precision liquid level indicator is first Line intended for hydraulic engineering experiments (hydraulic model experiments). However, it is also suitable for any other fluid level indicator Liquid that has minimal electrical conductivity and one does not has too high a viscosity. It can be both a resting fluid level, as well as the liquid level of a flowing liquid can also be scanned.

I)as angemeldete Gerät ist ein elektronisches FlüssigkeitsstandanzeigegerÄt, das nach folgendem Funktionsprinzip arbeitet: 2. Punktionsprinzip: I)as angemeldete erst arbeitet mit einer Sonde mit Vibrierspitze, die den jeweiligen Bewegungen des Flüssigkeitsspiegels nachge flihrt wird.I) the registered device is an electronic liquid level indicator, which works according to the following functional principle: 2nd puncture principle: I) as registered first works with a probe with a vibrating tip that tracks the respective movements of the Liquid level is tracked.

Diese Sonde mit Vibrierspitze besteht im Wesentlichen aus einem schwingfähig aufgehängten Eisenkern oder Dauermagneten, der durch eine Wechselspannungserregung in Schwingung versetzt wird. An diesem schwingendem Kern ist die Sondenspitze angebracht, an die einer der Pole einer Gleichspannung gelegt wird. Der andere Pol der Gleichspannungsquelle ist leitend mit der Flüssigkeit verbunden.This probe with vibrating tip essentially consists of a vibratory suspended iron core or permanent magnet, which is generated by an alternating voltage excitation is set in vibration. The probe tip is attached to this vibrating core, to which one of the poles of a DC voltage is applied. The other pole of the DC voltage source is conductively connected to the liquid.

Es ergeben sich je nach Lage der Sonde folgende drei Schaltzustünde und Schaltströme: a) wenn die Sonde eingetaucht ist fließt ein Strom i über die Sondenspitze in die Flüssigkeit.Depending on the position of the probe, the following three switching states result and switching currents: a) when the probe is immersed, a current i flows through the Probe tip into the liquid.

b) wenn die Sonde ausgetaucht ist fließt kein Strom. b) no current flows when the probe is immersed.

c) wenn die Sondenspitze die Flüssigkeitsoberfläche mit einer durch die Wechselspannungserregung gegebenen Frequenz berührt, fließt ein Strom i/2. Bei einer vollen Schwingllng ist die Söndenspitze nur die Hälfte der Zeit eingetaucht. c) when the probe tip touches the liquid surface with a touches the alternating voltage excitation given frequency, a current i / 2 flows. at a full oscillation, the Söndenspitze is only submerged half the time.

Wenn der Sondenstrom mit einer Transistorverstärkergruppe verstärkt wird, entspricht der jeweilige Schaltzustand folgenden Gleichspannungen: a) ausgetaucht Vab =0 b) eingetaucht Vab =V c) bei Oberflächenberührung Vab = V/2 Von dieser Ausgangsspannung Vab des TransistorverstXrker*s wird eine andereGleichspannung V/2 substrahiert und es ergeben sich am Knotenpunkt folgende Gieichspannungen Vcd a) ausgetaucht Vcd = O - V/2 = - V/2 b) eingetaucht Vcd = V - V/2 = + V/2 c) bei Oberflächenberühung Vcd = V/2 - V/2 = 0 Diese Gleichspannung eignet sich nun direkt zum Betrieb eines Gleichstrommotors der die Sonde entweder über eine Zahnstange oder Seiltrommel dem Flüs-sigkeitsspiegel genau nachführt.When the probe current is amplified with a transistor amplifier group the respective switching status corresponds to the following DC voltages: a) not immersed Vab = 0 b) immersed Vab = V c) on surface contact Vab = V / 2 of this output voltage Vab of the transistor amplifier * s another DC voltage V / 2 is subtracted and the following equal voltages Vcd result at the junction a) not immersed Vcd = O - V / 2 = - V / 2 b) immersed Vcd = V - V / 2 = + V / 2 c) with surface contact Vcd = V / 2 - V / 2 = 0 This DC voltage is now directly suitable for operating a DC motor that drives the probe either via a rack or cable drum Precisely tracks the liquid level.

Bei ausgetauchter Sonde muß diese abwärtsfahren ( - ). Bei eingetauchter Sonde muß diese aufwärtsfahren ( + ) und bei Oberflächenberührung soll die Sonde stillstehen ( 0 ).When the probe is immersed, it must move downwards (-). When immersed The probe must move upwards (+) and when it comes into contact with the surface, the probe should stand still (0).

Für Laborzwecke bei denen nur kleine FlUssigkeitsspiegelschwankungen angezeigt werden sollen, bringt man die Sonde zweckmäßiger weise an einer Zahnstange an. Mit an dieser Zahnstange angebrachten Nocken können Endschalter betätigt werden.For laboratory purposes where there are only small fluctuations in the liquid level are to be displayed, the probe is expediently attached to a rack at. Limit switches can be operated with cams attached to this rack.

Aus der Stellung der Zahnstange (bzw. Seiltrommel)kann die Lage des Flüssigkeitsspiegels direkt an einer Skala abgelesen werden.The position of the Liquid level can be read directly on a scale.

Eine elektrische Anzeige wird durch ein mit dieser Zahnstange (Seiltrommel) gekoppelt Potentiometer gegeben.An electrical display is shown by a rack (cable drum) coupled potentiometer given.

Wenn die Spiegellage einer strömenden Flüssigkeit gemessen werden soll, die normalerweise durch kleine Oberwellen gestört ist, die für die Messung uninteressant sind, können die Steuerspannungssignale über ein Integrierglied integriert werden. Der Steuermotor läuft erst dann wenn die Sonde iiber eine längere Zeit diskontinuierlich eingetaucht oder ausgetaucht ist und vom Integrator ein Schweilspannungswert überschritten wird.When measuring the level of a flowing liquid which is normally disturbed by small harmonics required for the measurement are of no interest, the control voltage signals can be integrated via an integrator will. The control motor only runs if the probe has been discontinuous for a longer period of time is immersed or not immersed and the integrator has exceeded a welding voltage value will.

Die rmpfindlichkeit des Gerätes kann durch eine Veränderung der tSchwirletlngeamplitude der Vibrierspitze verändert werden. Durch die Zeitkonstante des Integriergliedes kann die Frequenz der noch zu registrierenden Oherflächenwellen bestimmt werden.The sensitivity of the device can be reduced by changing the swirl amplitude the vibrating tip can be changed. By the time constant of the integrator the frequency of the surface waves still to be registered can be determined.

3. Vorteile des angemeldeten Gerätes: Durch eine entsprechende Verstärkung des Sondenstromes kann dieser sehr klein gehalten werden, so daß die Elektrolyseabtragung der Sondenspitze minimal ist und eine Nacheichung des Gerätes erst nach längerem Betrieb erforderlich wird.3. Advantages of the registered device: Through a corresponding reinforcement of the probe current, this can be kept very small, so that the electrolysis erosion the probe tip is minimal and a recalibration of the device only after a long time Operation becomes necessary.

Durch die mechanische und elektronische Einfachheit des Gerätes sind die Herstellungs- und Wartungskosten niedrig.Due to the mechanical and electronic simplicity of the device are the manufacturing and maintenance costs are low.

Eine Pendelung der Vibriersonde durch Wind- oder Strömllngsbeeinflussllng wird bei Verwendung einer Zahnstange als Sondenträger ausgeschlossen.An oscillation of the vibration probe due to the influence of wind or flow is excluded when using a rack as a probe carrier.

Eine vorzeitige Abnutzung des Stellungsgeberpotentiometers und des Stellmotors bei der Messung von strömenden F'lüssigkeits spiegeln wird durch das Tntegrierglied verhindert und ein zuverlässiger Mittelwert angezeigt.Premature wear of the position transmitter potentiometer and the Servomotor when measuring flowing liquid levels is controlled by the Integrating element prevented and a reliable mean value is displayed.

Der F'inbau des Gerätes ist auch in Schräglage möglich.The device can also be installed in an inclined position.

Jedes beliebige elektrische Anzeigegerät oder Schreiber kann als Zusatzgerät verwendet werden.Any electrical display device or recorder can be used as an accessory be used.

Die absolute Meßgenauigkeit kann für das angemeldete Gerät mit + 0,1 mm angegeben werden fiir einen gesamten Meßbereich von einem Meter.The absolute measurement accuracy for the registered device can be + 0.1 mm are given for an entire measuring range of one meter.

Claims

Protection claims

1. Precision liquid level indicator, characterized in that, that the liquid level of an electrically conductive liquid by a The probe with a vibrating tip that follows the liquid level and is attached to a toothed rack or cable drum is attached, is displayed electrically or mechanically.

2. Precision liquid level indicator according to claim 1.

characterized in that the direct current control currents for the Probe adjustment motor directly from the increased probe voltage through subtraction a counter-voltage can be derived.

3. Precision liquid level indicator according to claim 1.

characterized in that the probe is stabilized by generating vibration of the probe tip is achieved.

4. Precision liquid level indicator according to claim 1.

characterized in that the interference with the registration by Surface waves of the liquid level filtered out by an integrator will.

5. Precision liquid level indicator according to claim 1.

flat by the fact that the vibration probe is attached to a rack or rope drum attached st.

L e r s e i t e