DE2506190C2

DE2506190C2 - Vorrichtung zur Regelung des Niveaus einer in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit, die Infrarotstrahlen aussendet

Info

Publication number: DE2506190C2
Application number: DE2506190A
Authority: DE
Inventors: Della Vedova Pozzuolo de Friuli Ferruccio
Original assignee: CEDA SpA BUTTRIO UDINE IT
Current assignee: CEDA SpA BUTTRIO UDINE IT
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1975-02-14
Publication date: 1985-08-29
Also published as: FR2286373B3; NL7502919A; GB1479224A; DE2506190A1; FR2286373A1; US4015128A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Niveaus einer in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit, die Infrarotstrahlen aussendet, mit einer elektrooptischen Meßanlage, die die von der Flüssigkeitsoberfläche reflektierten Lichtstrahlen einer Fotozelle zuleitet, die elektrisch mit dem Eingang einer Regelanordnung für die Regelung des Flüssigkeits-Niveaus verbunden ist.

Eine derartige Vorrichtung beschreibt die US-PS 59 949. Der Fotozelle wird dort über einen zur lotrechten Kokillenachse geneigten Meßstrahl ein Bild des von diesem Meßstrahl bestrichenen Teils der Badoberfläche iuzüglich eines Anteils der Innenwand der Kokille über der Badfläche zugeleitet. Die Meßanordnung kann also nicht zwischen demjenigen der Fotozelle zugeführten Lichtanteil unterscheiden, welches von der Badoberfläche herrührt und welches von der Innenwand der Kokille reflektiertes Licht ist. Diese beruht darauf, daß dort die Lichtanteile summarisch in einer einzigen Fotozelle ausgewertet und behandelt werden. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet also recht ungenau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die so weitergebildet ist, daß eine quantitativ bewertbarc Pegelmessung bei verbesserter Genauigkeit erzielt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtstrahl wenigstens eine längliche Blende mit einer hinter ihr im Lichtstrahl befindlichen, ersten Fotozelle angeordnet ist, ferner eine im wesentlichen punktförmige Blende mit einer hinter ihr im Lichtstrahl befindlichen, zweiten Fotozelle und daß die Ausgänge beider Fotozellen elektrisch mi dem

ι ο Eingang einer Vergleichsschaltung verbunden sind.

Dadurch ist es möglich, das Flüssigkeits-Niveau unabhängig von der jeweiligen Bad-Temperatur und der Infrarotstrahlung zu messen, die aus dem Bad auf die Fotozellen fällt Die Infrarotsaahlung ist bekanntlich eine Funktion der Badtemperatur. Erfindungsgemäß wird nicht nur der Badspiegel beobachtet, nämlich über die längliche Blende mit der ihr zugeordneten ersten Fotozelle, sondern zusätzlich und davon getrennt ein Teil der Behälter-Innenwand (Innenwand der Kokille), und zwar über die im wesentlichen punktförmige Blende mit der ihr zugeordneten zweiten Fotozelle. Die Ausgangssignale beider Fotozellen werden dem Eingang der Vergleichsschaltung zugeleitet
Die der länglichen Blende zugeordnete Fotozelle mißt somit das Flüssigkeits-Niveau. Die mit dieser ersten Fotozelle empfangene Licht-Intensität nimmt also ab, wenn der Badspiejil fällt, weil dann, bedingt durch den schrägen Lichteinfall, ein Teil der Badspiegelfläche durch die dann dieser ersten Fotozelle erscheinende Innenwand ersetzt wird. Die Behälter-Innenwand hat bekanntlich einen fühlbar kleineren Reflektionsfaktor als die spiegelnde Badfläche. Dagegen ist die durch die punktförmigen Blenden der zweiten Fotozelle zugeleitete Licht-Intensität praktisch unabhängig von dem Badspiegel, weil dort stets das von der Behäher-Innenwand kommende Licht gemessen wird, und zwar unabhängig vom jeweiligen Badspiegel-Niveau. Die zweite Fotozelle erhält daher Licht mit einer Intensität, die proportional zur momentanen Temperatur des Bades ist Auch die Intensität des der ersten Fotozelle zugeleiteten Lichtstrahles ist temperaturabhängig, zusätzlich aber, wie erläutert abhängig vom Flüssigkeits-Niveau. Über die Vergleichsschaltung kann nunmehr die Einwirkung der jeweiligen Temperatur, die bekanntlich stark schwanken kann, auf das Meßergebnis eliminiert werden, wobei über die Vergleichsschaltung ggf. auch im Lichtstrahl vorhandener Dunst, Rauch und dergleichen eliminiert wird, weil biide Fotozellen praktisch dieselbe Auslöschung durch diese Effekte erleiden. Hinzu Lommt, daß ein durch eine längliche Blende zur ersten Fotozelle geleiteter Lichtstrahl in fühlbar höherem Maße empfindlich ist für das Niveau des Badspiegels als ohne eine solche längliche Blende, wie beim Stand der Technik vorgesehen.

Als Ergebnis ist somit festzuhalten, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein Stellsignal für die Regelung erzeugt wird, welches praktisch unabhängig von der Temperatur, Rauch, Dunst und anderen äußeren Einflüssen ist.

Die Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet, mit denen das Meßergebnis weiterhin verbessert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, und zwar am Beispiel der Messung des Badspiegels einer Metallschmelze. Die Figur zeigt scheinatisch den oberen Teil seiner Kokille zur Aufnahme von Schmelzgut mit dem optischen Teil der wesentlichen Bauelemente einer erfindungsgemä-

Ben Vorrichtung.

Ober einer Kokille 14 befindet sich eine Pfanne derart, daß in eine Eingußöffnung 21 der Kokille Roheisen oder eine andere Legierung in einem lotrechten Strahl eingegeben wird. Die Schmelze hat in der Kokille 14 einen unteren, meßbaren Pegel 117 und einen oberen Pegel 16. Im folgenden wird beschrieben, wie über eine Meßvorrichtung der Pegelstand zur Regelung des Niveaus des Pegel« gemessen wird

Schräg hinter und über einer oberen Kante 15 der Kokille 14 befindet sich eine Blende 22, in der mehrere Blendenöffnungen angelegt sind, nämlich rechts und links je eine längliche Blendenöffnung 23, 23' sowie mehrere punktförmige oder doch im wesentlichen punktförmige Blendenöffnungen 33, 33', 133 und/oder 133'.

Hinter der Blende 22 und von ihr ebenfalls beabstandet ist eine Sammellinse 25 vorgesehen. In der Brennebene der Sammellinse sind mehrere Fotozellen vorgesehen, nämlich erste Fotozellen 26,26' und zweite Fotozellen 126,126', 226 und/oder 226'.

Außerdem können im Strahlengang zwis-.hen der Sammellinse 25 und der hinteren Brennebene der Sammellinse noch mehrere Reihen von Fotoelementen 50, 50' angeordnet sein, und zwar in den Strahlengängen, die den ersten Fotozellen 26,26' zugeordnet sind.

Die Figur zeigt nun, daß am unteren Pegel 117 die Blendenöffnungen 23, 23' das von der Badoberfläche reflektierte Licht von strichförmigen Meßflächen 136, 136' erhalten. Dieses Licht wird den ersten Fotozellen 26, 26' zugeleitet Die punktförmigen Blenden 133,133' dagegen leiten ihren Fotzellen 226, 226' das Licht von im wesentlichen punktförmigen Meßflächen 237 zu, die sich an der Wand der Kokille 14 befindea

Steigt das Niveau der Flüssigkeit in der Kokille 14 bis zum oberen Pegel 16, so zeigt die Figur, daß die länglichen Meßflächen 136, 136' sich fühlbar zu länglichen Meßflächen 36, 36' verlängert haben und die ihnen zugeordneten ersten Fotozellen erhalten daher eine fühlbar höhere L.chtintensität, während die zweiten Fotozellen eine gleichbleibende Lichtintensität erhalten.

Zusätzlich können den im wesentlichen punktförmigen Blenden 33, 33' das Licht von Meßflächen 137,137' zugeleitet werden, und zwar zu den Fotoelementen 126, 126'.

Auch kör,.ien die weiteren, in einer ünie ini Strahlenbündel angeordneten Fotoelemente 50, 50' zur Verfeinerung der Messung bzw. Regelung herangezogen werden.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung des Niveaus einer in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit, die Infrarotstrahlen aussendet, mit einer elektro-optischen Meßanlage, die die von der Flüssigkeitsoberfläche reflektierten Lichtstrahlen einer Fotozelle zuleitet, die elektrisch mit dem Eingang einer Regelanordnung für die Regelung des Flüssigkeitsniveaus verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtstrahl wenigstens eine längliche Blende (23,23') mit einer hinter ihr im Lichtstrahl befindlichen, ersten Fotozelle (26,26') angeordnet ist, ferner eine im wesentlichen punktförmige Blende (33, 33', 133, 133') mit einer hinter ihr im Lichtstrahl befindlichen zweiten Fotozelle (126, 226, 226') und daß die Ausgänge beider Fotozellen elektrisch mit dem Eingang einer Vergleichsschaltung verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Meßfenster (133. 133') in der Blende (22) und ein weiteres Fotoelement (50) im Brennpunkt (226,226') einer Sammellinse (25) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Meßfenstern (23,33, 133) parallel und im Abstand gleichartige Meßfenster (23', 33', 133') in der Blende (22) angeordnet sind, denen Meßsysteme (5C; 26', 126', 226') zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Meßsysteme (50; 133, 133'; 226, 226') mit einen/ der auJeren Meßsysteme (26,26'; 126,126') derart übe·· eine Korrekturschaltung (38,38') verbunden ist, daß lediglich das andere Meßsystem (26,26'; 126,126') aktiviert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fotoelement (50) als Fotoelementen-Zeile ausgebildet ist