DE2442938B1 - Sonde zur Niveaukontrolle von elektrisch leitenden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde der im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Art. Bei einer bekannten Sonde (DT-PS 7 00 099) mit mehreren übereinanderliegenden, angeordneten Elektroden bestehen diese aus aufeinander gestapelten Rohrstücken oder Hülsen. Die erforderliche Isolierung erfolgt durch Zwischenlagen von Isolationsscheiben, und über einen zentralen Zuganker wird die erforderliche Abdichtung an den Isolierstellen erzielt. Diese Ausführung hat sich insbesondere auch für hohe Betriebsdrücke und -temperaturen geeignet gezeigt. Schwierigkeiten treten allerdings bei großen Elektrodenlängen auf, wie sie zuweilen insbesondere bei Sonden zur kontinuierlichen Niveaumessung erforderlich sind — wo die untere Elektrode der Kompensation von Leitfähigkeitsschwankungen der Flüssigkeit dient, während darüberliegend die eigentliche Meßelektrode vorgesehen ist —. Große Elektrodenlängen bedingen jedoch lange Zuganker, die wiederum neigen beim Anziehen zu Torsions- und Pendelbewegungen. Eine sichere Abdichtung ist unter diesen Umständen an den Isolationsstellen nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere auch für hohe Betriebsdrücke und -temperaturen geeignete Sonde der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei der die Lage der Isolationsstellen relativ zum Gehäuse von der Länge der Elektrode unabhängig ist und wo somit große Elektrodenlängen möglich sind, ohne die Dichtigkeit an den Isolationsstellen zu gefährden.

Die gestellte Aufgabe wird durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen erfindungsgemäßen Lehre gelöst.

Danach liegen die Isolationsstellen der Elektroden beide in unmittelbarer Nähe des Sondengehäuses. Lediglich um die Dicke der Stirnwand der rohrförmigen oberen Elektrode ist die Isolationsscheibe für die untere Elektrode vom Sondengehäuse entfernt. Die Dicke der Stirnwand kann bei unterschiedlicher Elektrodenlänge im wesentlichen stets gleich gehalten werden. Die Spannlänge des Zugankers kann somit nicht nur kurz, sondern auch stets gleich sein. Die Isolation der Elektroden gegeneinander und gegen das Gehäuse ist ■ damit so gestaltet, daß stets eine sichere Abdichtung an der Durchführung der elektrischen Leiter für die Elektroden gewährleistet ist.

Die Ansprüche 2 und 3 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an, wobei das Sondengehäuse mit der Elektrodenstirnwand, dem Zuganker und den Isolationsscheiben eine unabhängig von den Elektroden zusammenbaubare Standardbaugruppe bilden. Diese Baugruppe kann dann beispielsweise auf Dichtigkeit der Isolationsstellen geprüft und langerhaltig ausgeführt werden. Im Bedarfsfall sind dann jeweils nur noch die Elektroden nebst dem Verlängerungsstab des Zugankers in jeweils geeigneter Länge zu montieren. Eines Eingriffs an den Isolationsstellen bedarf es dazu nicht. Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird einem Stromfluß zwischen dem Verlängerungsstab des Zugankers und der umgebenden Elektrode entgegengewirkt. Hierdurch kann die elektrische Gesamtbelastung der an die Sonde anzuschließenden Meßschaltung, z. B. eine Brückenschaltung, besonders gering gehalten werden. Eine flüssigkeitsdichte Isolation ist dabei nicht erforderlich, da der genannte Stromfluß auf das eigentliche Meßergebnis keinen Einfluß ausübt. Der Isolationskörper kann vielmehr gemäß dem Anspruch 5 mit kostengünstigen groben Toleranzen ausgeführt werden.

Die Ansprüche 6 bis 8 geben schließlich Weiterbildungen an, weiche für sehr große Elektrodenlängen von besonderem Vorteil sind.

An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Sonde zur vorzugsweise kontinuierlichen Niveaumessung und

F i g. 2 eine abgewandelte Sondenausführung.
In F i g. 1 ist ein flanschförmiges Sondengehäuse 1

mit zwei koaxial übereinanderliegend angeordneten Elektroden 2, 3 versehen, weiche von einer gemeinsamen Gegenelektrode 4 konzentrisch umgeben sind.

Die Elektrode 2 ist rohrförmig ausgebildet und weist an ihrem gehäuseseitigen Ende eine Stirnwand 5 mit einer Durchgangsbohrung 6 auf. Beidseitig der Stirnwand sind Isolationsscheiben 7 vorgesehen, wobei die Stirnwand 5 nebst den Isolationsscheiben 7 zwischen einer Klemmringfläche 8 des Gehäuses 1 und einem Klemmbund 9 eines Zugankers 10 fest und flüssigkeitsdicht eingespannt gehalten sind. Der Zuganker durchsetzt dazu die Bohrung 6 der Stirnwand 5 sowie eine Durchgangsbohrung 11 des Gehäuses 1 und trägt an seinem äußeren Ende eine Spannmutter 12, welche sich über Isolationsscheiben 13 und einen Kontaktring 14 an der Außenseite des Gehäuses 1 abstützt. Durch die Isolationsscheiben 7,8 ist der Zuganker sowohl gegen die Elektrode 2 als auch gegen das Gehäuse 1 isoliert. Er kann daher zusätzlich als elektrischer Leiter für die untenliegende Elektrode 3 benutzt werden. Zu diesem Zweck ist der Zuganker 10 an seinem klemmbundseitigen Ende mit einer stabförmigen Verlängerung 15 versehen, welche die Elektrode 2 axial frei durchsetzt und unterhalb der Elektrode 2 die Elektrode 3 trägt.

Während die elektrische Zuleitung für die Elektrode 3 über den Zuganker 10 erfolgt, wird die Elektrode 2 über einen Kontaktring 14, der dazu über eine Kontakthülse 16 elektrisch mit der Stirnwand 5 verbunden ist, von außen elektrisch gespeist. Mit 17, 18, 19 sind dabei die elektrischen Anschlußleitungen der Elektroden 2 3,4 bezeichnet.

Bei der Sonde ist trotz großer Länge der Elektrode 2 bzw. großem axialen Abstand der Elektrode 3 zum Gehäuse 1 die Länge des unter Axialspannung stehenden Teils 10 des Zugankers relativ gering. Diese kurze Spannlänge gewährleistet eine sichere Abdichtung an den Isolationsscheiben 7.

In F i g. 2 ist die Elektrode 2 mittels eines Befestigungsgewindes 20 lösbar mit ihrer Stirnwand 5 verbunden, wie auch der Verlängerungsstab 15 über ein Gewinde 21 in lösbarer Verbindung mit dem Zuganker 10 bzw. dessen Klemmbund 9 steht. Hierdurch können die Stirnwand 5 und der Zunganker 10 nebst Bund 9 sowie die Isolations- und Kontaktteile 7, 13, 14 und 16 mit dem Gehäuse 1 zu einer Standardbaugruppe komplett montiert werden. Die Elektroden 2, 3, 4 können dann einschließlich Verlängerungsstab 15 jederzeit in der dem Einsatzfall entsprechenden Länge hinzugefügt werden.

Der Verlängerungsstab 15 ist im übrigen von einer Isolationshülse 22 umgeben, die den radialen Stromfluß zwischen dem Verlängerungsstab 15 und der Elektrode 2 und somit den Stromverbrauch der an die Sonde anzuschließenden nicht dargestellten Meßschaltung gegenüber der Ausführung nach F i g. 1 senkt. Anzumerken wäre in diesem Zusammenhang, daß der zuvor genannte Stromfluß auf das Meßergebnis keinen Einfluß hat, da dafür allein der sich ausbildende Widerstandwert zwischen den Elektroden 2 und 4 einerseits und zwischen den Elektroden 3 und 4 andererseits maßgebend ist. Aus diesem Grund wurde mit Hinblick auf eine besonders kostengünstige Fertigung auf eine paßgerechte Isolationshülse verzichtet. Letztere umgibt den Verlängerungsstab 15 vielmehr mit einem fertigungsgünstige Toleranzen erlaubenden Axial- und Radialspiel.

Schließlich ist noch ein Isolatorring 23 vorgesehen, auf dem die Hülse 22 mit ihrem unteren Ende aufliegt. Dieser Ring 23 bewirkt eine Zentrierung zwischen den Elektroden 2,3 und dem Verlängerungsstab 15. Zudem ist er mit einem Bund 24 versehen, der als axialer Abstandhalter zwischen den Elektroden 2 und 3 liegt, wobei die Elektrode 3 durch eine Feder 25, die gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zum Stab 15 herstellt, in einfacher Weise in ihrer Einbaulage gehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sonde zur Niveaukontrolle von elektrisch leitenden Flüssigkeiten mit einem Sondengehäuse, an dem zwei Elektroden axial übereinanderliegend vorgesehen sind, wobei die dem Sondengehäuse nächstgelegene, erste Elektrode rohrförmig ausgebildet und von einem Anschlußleiter der zweiten Elektrode axial durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Elektrode (2) an ihrem gehäuseseitigen Ende eine Stirnwand (5) aufweist, welche unter Zwischenschaltung von Isolationsscheiben (7) zwischen einer Klemmringfläche (8) des Gehäuses (1) und einem Klemmbund (9) eines die Stirnwand (5) und das Gehäuse (1) isoliert durchsetzenden Zugankers (10) fest und drucksicher axial eingespannt gehalten ist, und daß der Zuganker (10) klemmbundseitig eine die rohrförmige Elektrode (2) unter Belassung eines radialen Ringraumes axial durchsetzende stabförmige Verlängerung (15) aufweist, welche an ihrem aus der rohrförmigen Elektrode (2) herausragenden Ende die zweite Elektrode (3) trägt.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Elektrode (2) mit ihrer Stirnwand (5) lösbar verbunden ist.

3. Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsstab (15) des Zugankers (10) mit letzterem lösbar verbunden ist.

4. Sonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsstab (15) von einer Isolationshülle (22) umgeben ist.

5. Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationshülle (22) mit radialem und/oder axialem Spiel auf dem Verlängerungsstab (15) angeordnet ist.

6. Sonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verlängerungsstab (15) ein oder mehrere Isolationsring^) (23) aufgesetzt sind, welche mit ihrer Umfangsfläche die Elektrode(n) (2,3) zentrieren.

7. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolationsring (23) im Endbereich der rohrförmigen Elektrode (2) angeordnet und mit einem Bund (24) versehen ist, welcher als axialer Abstandhalter zwischen den einander zugewandten Stirnflächen der beiden Elektroden (2,3) liegt.

8. Sonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (3) auf dem Verlängerungsstab (15) verschieblich angeordnet und eine die zweite Elektrode (3) in Richtung zur ersten Elektrode (2) hin belastende Feder (25) vorgesehen ist, welche sich am Verlängerungsstab (15) abstützt.