DE2555817A1 - RF CONDUCTIVE MEASUREMENT METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE LEVEL OF A CONDUCTIVE LIQUID - Google Patents

RF CONDUCTIVE MEASUREMENT METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE LEVEL OF A CONDUCTIVE LIQUID

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zur HF-Messung von Pegeln leitender Flüssigkeiten in einem Behälter und insbesondere für das Messen von Strömungsgeschwindigkeiten bzw. Mengenströmen durch Strömungskanäle, wobei der Pegel der leitenden Flüssigkeit in einem Strömungskanal, wie einer Rinne oder einem Wehr, gemessen wird. The invention relates to a method and an apparatus for HF measurement of levels of conductive liquids in a container and especially for measuring flow velocities or mass flows through flow channels, the level of the conductive liquid in a flow channel, such as a channel or a weir, being measured.

Zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Mengenstroms durch einen Strömungskanal ist bereits ein Fühlelement oder eine Sonde bekannt (US-PS 3 269 18o). Um den Mengenstrom mit dem obersten Pegel einer Flüssigkeit in einem Strömungskanal in eine richtige Wechselbeziehung zu setzen, zeichnet sich die bekannte Sondenelektrode dadurch aus, daß eine Verbindung der Sonde mit einem geeigneten elektronischen Gerät ein Ausgangs signal erzeugt, welches linear zu dem Mengens.trom bzw. zur Strömungsgeschwindigkeit ist.A sensing element is already provided for measuring the flow velocity or the mass flow through a flow channel or a probe known (U.S. Patent 3,269,180). In order to correctly correlate the mass flow with the uppermost level of a liquid in a flow channel, draws the known probe electrode is characterized in that a connection of the probe with a suitable electronic device an output signal generated which is linear to the Mengens.trom or to the flow rate.

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-Bei derartigen Sondenelektroden ist die Ansammlung einer Beschichtung bzw. eine Belagbildung ein sehr ernsthaftes Problem. Wenn sich beispielsweise der Belag an einer Sonde (Fig. Ib) dort bildet, wo die leitende Unterlage oder der Schutzschild an Masse angeschlossen ist, erfolgt eine Widerstandskoppelung der Kapazität des Belags um die Seiten der Sonde herum mit Masse bzw. mit Erde , wodurch eine falsche Angabe der obersten Höhe und somit des Mengenstroms erzeugt wird.-In such probe electrodes, the accumulation is a Coating or the formation of deposits is a very serious problem. For example, if the coating is on a probe (Fig. Ib) forms where the conductive pad or the When the protective shield is connected to ground, the capacitance of the covering is resistively coupled around the sides of the Probe around with ground or with earth, creating a wrong Specification of the top level and thus the volume flow is generated.

Ein weiteres sehr bedeutendes Problem bei'Sonden dieser Art besteht darin, daß Wasser oder andere leitende Fluide, die durch den Kanal strömen, die Isolation der Sonde durchdringen. Eine solche Durchdringung nimmt im starken Ausmaß mit der Temperatur ,der Flüssigkeit zu, wenn die Haftverbindung zwischen der Sonenelektrode und der Isolation nicht fest ist, so daß Flüssigkeit die Isolation durchdringt und die Sondenelektrode und die Isolation trennt. Dies erzeugt wiederum Hohlräume oder Luftspalte an der Elektrode, welche die Pegelmessungen nachteilig beeinflussen und ein Verwinden und Verdrehen der Sonde herbeiführen.Another very significant problem with probes of this type is that water or other conductive fluids flowing through the channel penetrate the insulation of the probe. Such penetration increases to a great extent with the temperature of the liquid when the adhesive bond between the probe electrode and the insulation is not solid, so that liquid penetrates the insulation and the probe electrode and isolation separates. This in turn creates voids or air gaps on the electrode, which the level measurements adversely affect and cause twisting and twisting of the probe.

Um die Kapazität messende Sonden gegenüber den Einflüssen einer Belagbildung unempfindlich zu machen, sind bereits "Systeme bekannt (US-PSn 3 781 672 und 3 7o6 98o) , welche ein Schutzschild aufweisen, das den zu messenden Materialien ausgesetzt ist und auf das gleiche Potential wie die Sondenelektrode gebracht wird, um so den angesammelten Belag auf im wesentlichen den gleichen Potential wie die Sondenelektrode zu halten und dadurch Einflüsse auf irgendwelche Kapazitätsmessungen auszuschließen. Das bekannte Schutzelement (Fig. 1b und 1f ) gemäß der US-PS 3 269 18o kann jedoch nicht auf das gleiche Potential wie die Sondenelektrode dann gebracht werden, wenn die Sonden an der Wand oder an einem auf andere Weise geerdeten Halterungselement des Strömungskanals angebracht sind, da sonst das Schutzelement geerdet In order to make the capacitance measuring probes insensitive to the influences of a deposit formation, are already "Systems known (US Pat. Nos. 3 781 672 and 3 7o6 98o) which have a protective shield that protects the materials to be measured exposed and brought to the same potential as the probe electrode in order to remove the accumulated deposit to hold essentially the same potential as the probe electrode and thereby influence any capacitance measurements to exclude. However, the known protective element (FIGS. 1b and 1f) according to US Pat. No. 3,269,180 cannot be brought to the same potential as the probe electrode when the probes are on the wall or on a otherwise earthed retaining element of the flow channel are attached, otherwise the protective element is earthed

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bzw. an Masse gelegt wäre. Selbst wenn es auf das gleiche Potential wie die Sondenelektrode gebracht werden könnte, würde dies nicht die nachteiligen Auswirkungen des Belags beseitigen können, da die auf das Potential gebrachte Schutzelektrode, die sich an der Hinterseite der Sonde befindet, nicht eng mit dem Belag an der Vorderseite der Sonde infolge des Vorhandenseins einer ziemlich starken Isolation von der Rückseite zur Vorderseite der Sonde gekoppelt wäre. Dies würde dazu führen, daß die Kapazität des Belags widerstandsmäßig mit der Wand des Strömungskanals gekoppelt wäre, die wirksam mit der Masse über die leitende Flüssigkeit in dem Strömungskanal gekoppelt ist, und dadurch in die Kapazitätsmessung eingehen würde.or would be connected to ground. Even if it could be brought to the same potential as the probe electrode, this would not be able to eliminate the negative effects of the deposit, since the protective electrode brought to the potential, which is located at the back of the probe, not closely to the coating on the front of the probe as a result the presence of fairly strong insulation from the back to the front of the probe. this would lead to the fact that the capacity of the pavement would be resistively coupled to the wall of the flow channel, the is effectively coupled to the mass via the conductive liquid in the flow channel, and thereby in the capacitance measurement would come in.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin eine gekrümmte Sonde zum Messen der Mengenströme·bzw. Strömungsgeschwindigkeit durch einen Strömungskanal (US-PS 3 729 994). Dieser Sonde fehlt jedoch eine leitende Verstärkung oder eine Schutzelektrode mit einem dielektrischen Medium, um die Sondenelektrode gegenüber Kapazitätsänderungen durch die Rückseite der Sonde zu immunisieren. Die Sondenelektrode ist gegenüber der leitenden Flüssigkeit in dem Strömungskanal an der Vorderseite der Sonde durch Polytetrafluoräthylen (Teflon) in ausreichender Stärke isoliert, um ein "Durchschlagen" von in dem Strömungskanal mitströmenden Materialien und Teilchen zu vermeiden. Polytetrafluoräthylen hat jedoch eine relativ niedrige Dielektrizitätskonstante von etwa 2,2, was weniger als die optimale kapazitive Koppelung eines Belags mit einer Schutzelektrode wäre, wenn eine ausreichende Polytetrafluoräthylenstärke zur Vermeidung des "Durchschlagens" benutzt würde.The state of the art also includes a curved probe for measuring the mass flows. Flow velocity through a flow channel (U.S. Patent No. 3,729,994). However, this probe lacks conductive reinforcement or a protective electrode with a dielectric medium to protect the probe electrode against capacitance changes through the back to immunize the probe. The probe electrode is in front of the conductive liquid in the flow channel the probe by polytetrafluoroethylene (Teflon) in Insulated of sufficient strength to "strike through" materials and particles flowing in the flow channel to avoid. However, polytetrafluoroethylene has a relatively low dielectric constant of about 2.2, which is less than the optimal capacitive coupling of a covering with a protective electrode would be if a sufficient one Polytetrafluoroethylene starch would be used to avoid "bottoming out".

Die aus der US-PS 3 729 994 bekanntgewordene Sondenelektrode hat ein metallisches gewebtes Drahtnetz, welches in einem polyesterverstärkten Glasfaserleiter eingebettet ist. DieThe probe electrode known from US Pat. No. 3,729,994 has a metallic woven wire mesh, which is in a polyester-reinforced fiberglass is embedded. the

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Sondenelektrode wird in das Fiberglas eingebettet, während dieses sich in einem flüssigen Zustand befindet, was beispielsweise durch Aufsprühen erreichbar ist. Eine Wärmeaushärtung der Sonde ist nicht erforderlich. Dies führt dazu, daß die Haftverbindung oder das Fehlen einer Haftverbindung zwischen dem Netz und dem Fiberglas die Bildung winziger Hohlräume ermöglicht, welche Wasser sammeln. In der genannten US-Patentschrift fehlen die Angaben bezüglich der Eigenheiten des Netzes, beispielsweise hinsichtlich der Maschenweite und der Öffnungsgröße. Probe electrode is embedded in the fiberglass while it is in a liquid state, which is for example can be achieved by spraying on. Heat curing of the probe is not necessary. This leads to, that the adhesive bond or the lack of adhesive bond between the mesh and the fiberglass the formation of minute Allows cavities to collect water. In the US patent mentioned there is no information regarding the peculiarities of the network, for example with regard to the mesh size and the opening size.

Eine andere bekannte Sonde (US-PS 2 852 937), welche an der Wand eines Behälters anbringbar ist, dient zum Messen des Pegels der leitenden Flüssigkeit innerhalb des Behälters. Die Sonde hat eine Sondenelektrode und eine Schild- bzw. Abschirmelektrode, die hinter der Sondenelektrode angeordnet ist und sich etwas seitlich nach außen über die seitlichen Enden der Sondenelektrode erstreckt. Die Abschirmelektrode ist jedoch nicht eng kapazitiv mit der leitenden Flüssigkeit ^gekoppelt. Die Isolierung selbst umfaßt Polytetrafluoräthylen, das in Kombination mit dem Abstand der Abschirmung von der Isolierungsoberfläche im wesentlichen jede enge Koppelung einer Beschichtung bzw. eines Belags mit der Abschirmung ausschließt.Another known probe (US Pat. No. 2,852,937), which can be attached to the wall of a container, is used to measure the Level of conductive liquid within the container. The probe has a probe electrode and a shield resp. Shielding electrode, which is arranged behind the probe electrode and extends a little laterally outwards over the side Ends of the probe electrode extends. However, the shield electrode is not closely capacitive with the conductive liquid ^ coupled. The insulation itself includes polytetrafluoroethylene, that in combination with the distance of the shield from the insulation surface is essentially any narrow Coupling of a coating or a covering with the shield excludes.

Schließlich ist es bekannt, ein Paar von Isolatorplatten hinter einer Sondenelektrode so anzuordnen, daß sie sich . seitlich etwas nach außen über die Sondenelektrode erstrekken (US-PS 3 324 647). Bei dieser bekannten Anordnung wird keine der Isolatorplatten auf das gleiche Potential wie die Sondenelektrode gebracht. Außerdem fehlt eine enge Koppelung «wischen einem Belag auf der Oberfläche der Sonde und den Isolatorplatten.Finally, it is known to arrange a pair of insulator plates behind a probe electrode so that they are. Extend sideways a little outwards over the probe electrode (U.S. Patent 3,324,647). In this known arrangement, none of the insulator plates is at the same potential as the Probe electrode brought. In addition, there is no close coupling between a coating on the surface of the probe and the Isolator plates.

Andere bekannte Methoden umfassen die Benutzung eines in ein thermoplastisches Material eingebetteten Netzes bzw. Gitters zur Verwendung als Förderband.Other known methods include the use of a mesh or mesh embedded in a thermoplastic material. Grate for use as a conveyor belt.

Erfindungsgemäß sollen nun ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Messen des Pegels einer leitenden Flüssigkeit in einem Kessel oder Behälter geschaffen werden. Mit diesem Verfahren und der Vorrichtung sollen Pegel oder Mengenströme der leitenden Flüssigkeit oder eines anderen Fluids in einem Behälter oder in einem Strömungskanal, beispielsweise bei einem Wehr oder in einer Rinne, bestimmt werden. Bei der Messung des Pegels des Fluids in einem Behälter soll die .die Messung ausführende Sonde bündig mit der Wand des Behälters angeordnet sein, damit eine nachteilige Beeinflussung der Strömung oder der Bewegung des Fluids in dem Behälter durch die Sonde oder umgekehrt ausgeschlossen ist. Durch die bündige Anordnung der Sonde bezüglich der Wand des Behälters soll eine Ansammlung von Fasermaterial an der Sonde verhindert werden, was die Messung oder die Strömung des Fluids nachteilig beeinflussen könnte.According to the invention, an improved method and has provided an improved apparatus for measuring the level of a conductive liquid in a kettle or container will. With this method and the device, levels or volume flows of the conductive liquid are to be determined or another fluid in a container or in a flow channel, for example in a weir or in a Gutter, be determined. When measuring the level of the fluid in a container, the probe performing the measurement be arranged flush with the wall of the container, thus adversely affecting the flow or movement of the fluid in the container is excluded by the probe or vice versa. The flush arrangement of the Probe with respect to the wall of the container is to prevent an accumulation of fiber material on the probe, which is the Measurement or the flow of the fluid could adversely affect.

Die Sonde soll so an der Wand des Behälters angebracht werden, daß sich aus einem angesammelten Belag des Fluids bzw. aus einer Fluidschicht auf der Sonde keine nachteiligen Auswirkungen ergeben. Die Sonde soll insgasamt der Krümmung der Wand des Behälters oder der Strömungskanals entsprechen. Die Sonde soll leicht in einem bereits vorhandenen Behälter oder Strömungskanal installierbar sein. Änderungen der Dielektrizitätskonstanten des Isolationsmaterials in der Meßsonde sollen die Messung eines Pegels einer leitenden Flüssigkeit nicht nachteilig beeinflussen können. Weiterhin soll die Sonde in der Lage sein, das Vorhandensein eines unerwünschten isolierenden Belags auf der Sonde festzustellen und Einwirkungen dieses Belags auf die Pegelmessung auszuschließen. Die vorstehend erwähnten Maßnahmen sollenThe probe should be attached to the wall of the container in such a way that an accumulated coating of the fluid or result in no adverse effects from a fluid layer on the probe. The probe should take into account the curvature correspond to the wall of the container or the flow channel. The probe should easily be in an existing container or flow channel can be installed. Changes in the dielectric constant of the insulation material in the measuring probe are intended to measure a level of a conductive liquid can not adversely affect. Furthermore, the probe should be able to detect the presence of an undesired to determine the insulating coating on the probe and to exclude the effects of this coating on the level measurement. The aforementioned measures are intended to

-erreicht werden, ohne daß die Fähigkeit der Sonde beeinträchtigt wird, einem Abriebseffekt durch die Materialien zu widerstehen, welche durch den Strömungskanal hindurchfließen- Schließlich soll die Sonde noch auf einfache Weise eichbar sein.can be achieved without impairing the capability of the probe will resist abrasion from the materials flowing through the flow channel. Finally, the probe should be easy to calibrate.

In Übereinstimmung mit diesen und anderen Zielen umfaßt das erfindungsgemäße HF-Sondensystem eine Sonde, die zur Messung des Pegels einer im wesentlichen leitenden Flüssigkeit an einer Oberfläche in einem Behälter anbringbar ist, wobei die Oberfläche, wenn sie mit einem Belag der Flüssigkeit überzogen bzw. beschichtet ist, über die leitende Flüssigkeit wirksam geerdet ist. Die Sonde hat eine leitende Sondenelektrode, die sich in Längsrichtung längs der Sonde angrenzend an ihre Vorderseite erstreckt, und eine leitende Schutzelektrodeneinrichtung, die sich in Längsrichtung längs der Sonde erstreckt. Die Schutzelektrodeneinrichtung hat seitliche Abschnitte, die sich seitlich nach außen über die seitlichen Enden der Sondenelektrode hinaus erstreckt. Dazwischen sind innere Feststoffisolationseinrichtungen angeordnet, welche die Sondenelektrode und den hinteren Abschnitt der Schutzelektrode isolieren. Äußere Feststoffisolationseinrichtungen bedecken die leitende Schutzelektrodeneinrichtung und die leitende Sondenelektrode derart, daß die leitende Flüssigkeit mit der Sondenelektrode an den seitlichen Abschnitten der leitenden Schutzelektrodeneinrichtung kapazitiv eng gekoppelt ist. Vorzugsweise wird die Koppelung zwischen den seitlichen Abschnitten der Schutzelektrode und der leitenden Flüssigkeit dadurch erreicht, daß sich die seitlichen Abschnitte seitlich nach außen um einen Abstand erstrecken können, der um wenigstens das Sechsfache größer ist als die Stärke der Feststoffisolationseinrichtung, welche die Schutzelektrodeneinrichtung bedeckt, geteilt durch die Dielektrizitätskonstante der Feststoffisolationseinrichtung. Das Sondensystem hat weiterhin Einrichtungen, um das Potential der Schutzelektrodeneinrichtung auf im wesentlichen dem gleichen Potential wie die Sondenelektrode zu halten.Included in accordance with these and other goals the RF probe system according to the invention is a probe which is used to measure the level of an essentially conductive liquid is attachable to a surface in a container, the surface when covered with a coating of the liquid is coated or coated, through which the conductive liquid is effectively grounded. The probe has a conductive one A probe electrode extending longitudinally along the probe adjacent its front face, and a conductive one Protective electrode device which extends in the longitudinal direction along the probe. The protective electrode device has lateral sections that extend laterally outward beyond the lateral ends of the probe electrode. Inner solid insulation devices are arranged in between, which isolate the probe electrode and the rear portion of the guard electrode. External solid insulation devices cover the conductive protective electrode device and the conductive probe electrode in such a way that that the conductive liquid with the probe electrode on the lateral sections of the conductive protective electrode device is capacitively closely coupled. The coupling between the lateral sections of the protective electrode is preferred and the conductive liquid is achieved in that the lateral portions turn laterally outward can extend a distance which is at least six times greater than the thickness of the solid insulation device, which covers the protective electrode device, divided by the dielectric constant of the solid insulation device. The probe system furthermore has devices for the potential of the protective electrode device at substantially the same potential as the probe electrode.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Schutzelektrode einen hinteren Abschnitt, der neben und hinter der Sondenelektrode angeordnet ist.In a preferred embodiment, the protective electrode has a rear portion disposed next to and behind the probe electrode.

Damit die Sonde zum Messen des Mengenstroms bzw. der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch einen Strömungskanal verwendet werden kann, kann die Sondenelektrode derart ausgebildet werden, daß sie eine frontale seitliche Abmessung hat, die mit zunehmendem Abstand ausgehend von einem Längsende der Sonde zunimmt. Die seitlichen Abschnitte d=;r Schutzelektrodeneinrichtung erstrecken sich dann seitlich nach außen über die seitlichen Enden der Sondenelektrode um einen größeren Abstand mit abnehmendem Abstand von einem Längsende der Sonde hinaus.So that the probe for measuring the mass flow or the flow velocity the liquid can be used through a flow channel, the probe electrode can be so be designed that it has a frontal lateral dimension, which with increasing distance starting from a The longitudinal end of the probe increases. The lateral sections d =; r Protective electrode devices then extend laterally outward over the lateral ends of the probe electrode a greater distance with decreasing distance from a longitudinal end of the probe.

Das System umfaßt weiterhin Spur- bzw. Führungseinrichtungen mit einer Längsnut für die Aufnahme der Sonde, welche die Bewegung der Sonde durch die Nut ermöglichen. Die flexibel ausführbare Führung kann an der Wand oder an einem anderen Halteteil des Behälters oder des Strömungskanals angebracht werden. Alternativ kann die Führung innerhalb der Wand oder innerhalb des Halteteils ausgebildet werden. Die Führung hat eine Doppelfunktion. Sie dient nämlich einerseits zum Halten einer Sonde, die vorzugsweise sehr dünn ist, während sie andererseits auch das Entfernen der Sonde aus dem Behälter für einen Ersatz, Reparaturzwecke oder für eine Eichung ermöglicht.The system further comprises track or guide devices with a longitudinal groove for receiving the probe, which the Allow the probe to move through the groove. The flexibly executable guide can be on the wall or on another Holding part of the container or the flow channel are attached. Alternatively, the guide can be inside the wall or be formed within the holding part. The leadership has a double function. On the one hand, it serves to hold a probe, which is preferably very thin, while on the other hand it also involves removing the probe from the container for replacement, repair purposes or for calibration enables.

Bei einer speziellen Ausführungsform erstreckt sich die Spur bzw. Führung längs eines gekrümmten Abschnittes eines .Strömungskanals derart t daß die Sonde selbst gekrümmt ist, um der Krümmung der Wand des Strömungskanals zu entsprechen. Fü£ die Annahme dieser Krümmung kann die Sonde einen flexiblen Schichtaufbau haben, der durch eine geeignete -Ätzung einer leitenden Oberfläche auf einer Seite eines In a particular form from the guide track or guide a .Strömungskanals extends along a curved portion such that t the probe itself is curved to the curvature of the wall to correspond to the flow channel. For the assumption of this curvature , the probe can have a flexible layer structure which, by suitable etching of a conductive surface on one side of a

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isolierenden Substrates derart ausgebildet werden kann, daß die Sondenelektrode und seitliche Schutzelektroden gebildet v/erden, während die leitende Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite des isolierenden Substrates als hintere Schutzelektrode dient. Die äußere Isolation kann zwei Bahnen bzw. Folien umfassen, die längs der seitlichen Enden durch Heißsiegelung befestigt sind.insulating substrate can be formed such that the probe electrode and lateral protective electrodes while the conductive surface is on the opposite side of the insulating substrate as rear protective electrode is used. The outer insulation can comprise two sheets or foils, which run along the side Ends are attached by heat sealing.

Die äußere Isolationseinrichtung kann ein Vinylidenfluoridpolmerisat mit hohem Molekulargewicht aufweisen, dessen Dielektrizitätskonstante über vier hinausgeht, so daß eine enge kapazitive Koppeliing eines leitenden Belags auf den seitlichen Abschnitten der Schutzelektrodeneinrichtung gewährleistet ist, während gleichzeitig ein Widerstand gegenüber einem Abrieb in einem Strömungskanal geschaffen wird.The outer insulation device can be a vinylidene fluoride polymer have a high molecular weight whose dielectric constant exceeds four, so that one close capacitive coupling of a conductive coating on the lateral sections of the protective electrode device is ensured, while at the same time a resistance to it abrasion is created in a flow channel.

Das System kann einstellbare Halterungseinrichtungen aufweisen, die zum Befestigen einer Sonde in verschiedenen Stellungen auf einer Oberfläche oder an einer Wand des Behälters benutzt werden. Die Halterungseinrichtungen ermöglichen das Entfernen der Sonde von ihnen für Eichzwecke und ein Ersetzen der Sonde an den Halterungseinrichtungen in einer'vorher festgelegten Stellung. Zusätzlich können in Längsrichtung längs der Sonde unter einer transparenten Außenisolation Indizes angebracht werden, welche die Eichung erleichtern. The system may include adjustable brackets which are used to mount a probe in various positions on a surface or wall of the container. The retaining means allow the removal of the probe of them for calibration purposes and replacement of the probe to the support means in a 'predetermined position. In addition, indices can be attached in the longitudinal direction along the probe under a transparent outer insulation, which facilitate the calibration.

Das Sondensystem kann weiterhin Einrichtungen zum Erwärmen der Probe aufweisen* um dadurch das Auflösen eines Belags, beispielsweise Fett, zu erleichtern, welcher sich auf der Außenseite der Sonde bilden kann. Die Einrichtungen zum Erwärmen können die Schutzelektrode selbst umfassen, die insgesamt.schlangenförmig ausgebildet sein kann, um so als ein Widerstand zu dienen. Alternativ kann ein gesondertes Heizelement an der Rückseite der Sonde angrenzend an dieThe probe system can continue to have facilities for heating of the sample * in order to dissolve a deposit, for example fat, which can form on the outside of the probe. The facilities for Heating can include the protective electrode itself, which can be designed in a serpentine manner so as to be a resistance to serve. Alternatively, a separate heating element can be placed on the back of the probe adjacent to the

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hinteren Abschnitte der Schutzelektrodeneinrichtung verwendet werden. Wenn die Sonde in die Führung eingesetzt wird, können die Heizeinrichtungen sandwichartig zwischen der Basis der Längsnut in der Führung und der Sonde eingesetzt werden.rear sections of the protective electrode device are used. When the probe is inserted into the guide the heating devices can be sandwiched between the base of the longitudinal groove in the guide and the probe will.

In der Sonde können zusätzliche Elektrodeneinrichtungen vorgesehen v/erden, die durch eine äußere Isolation abgedeckt sind und Änderungen der Dielektrizitätskonstanten der äußeren Isoliereinrichtung messen. Derartige zusätzliche Elektrodeneinrichtungen schließen in Kombination mit geeigneten Kompensationseinrichtungen die Einflüsse irgendwelcher Änderungen der Dielektrizitätskonstanten der äußeren Isolationseinrichtung auf die Messung des Flüssigkeitspegels aus.Additional electrode devices can be provided in the probe v / earths, which are covered by an outer insulation and changes in the dielectric constant of the outer Measure insulation device. Such additional electrode devices include in combination with suitable compensation devices the effects of any changes in the dielectric constant of the external insulation device based on the measurement of the liquid level.

Erfindungsgemäß sollen auch unerwünschte Hohlräume oder Luftspalte zwischen einer Sondenelektrode und der Isolierung der Sonde im wesentlichen ausgeschlossen werden, d. h. daß jede Aufspaltung in Schichten zwischen einer Sondenelektrode und der Sondenisolation, welche solche Luftspalte bilden würde, im wesentlichen vermieden wird. Diese Aufspaltung in Schichten zwischen der Sondenelektrode und der Sondenisolierung soll im wesentlichen auch dann ausgeschlossen bleiben, wenn die Sonde lange Zeit in heißes Wasser eingetaucht wird. Die als Schichtkörper ausgebildete Sonde soll gleichförmig sein, außerdem soll jede Verwindung oder Verdrehung vermieden werden.According to the invention, undesired cavities or Air gaps between a probe electrode and the insulation of the probe are essentially eliminated, d. H. that any splitting into layers between a probe electrode and the probe insulation which form such air gaps would be essentially avoided. This split into layers between the probe electrode and the probe insulation should be essentially excluded even if the probe is immersed in hot water for a long time. The probe designed as a layered body should be uniform, and any twisting or twisting should also be avoided will.

Dm dies zu erreichen, hat die Sonde eine leitende Sondenelektrodeneinrichtung, die sich in Längsrichtung längs der Sonde erstreckt und eine Vielzahl von öffnungen aufweist, die durch die Sondenelektrodeneinrichtung von einer Seite zur anderen hindurchgehen. Auf gegenüberliegenden Seiten der Sondenelektrodeneinrichtungen erstrecken sich in Längsrichtung dieser Einrichtungen wärmegehärtete Isoliereinrichtungen. Die Isoliereinrichtungen erstrecken sich durchTo achieve this, the probe has a conductive probe electrode device, which extends in the longitudinal direction along the probe and has a plurality of openings, passing through the probe electrode means from side to side. On opposite sides of the probe electrode means, thermosetting insulating means extend in the longitudinal direction of these means. The isolating devices extend through

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die Öffnungen und üben auf die Elektrodeneinrichtung über deren Oberfläche Druckkräfte aus. Die Druckkräfte auf diethe openings and exert compressive forces on the electrode device via its surface. The compressive forces on the

Sondenelektrodeneinrichtungen sollen größer als 7 kp/cmProbe electrode devices should be larger than 7 kp / cm

(1oo psi) sein und vorzugsweise 35 kp/cm (5oo psi) überschreiten. (100 psi) and preferably exceed 35 kp / cm (500 psi).

Um die gewünschten kompressiven Kräfte zu erhalten, ist die mittlere minimale Stärke der Isoliereinrichtung gemessen von der Sondenelektrodeneinrichtung zwischen benachbarten Öffnungen und der Außenfläche der Isoliereinrichtung größer als 1o % des mittleren minimalen Abstandes zwischen den Öffnungen in der Sondenelektrode. Vorzugsweise ist die mittlere minimale Stärke größer als der mittlere minimale Abstand, wobei maximale kompressive Kräfte bzw. Druckkräfte erreicht werden, wenn die mittlere minimale Stärke wenigstens dem 1 1/2-fachen mittleren minimalen Abstand sind.To obtain the desired compressive forces, the mean minimum strength of the isolation device is measured by of the probe electrode means between adjacent openings and the outer surface of the insulating means is greater than 1o% of the mean minimum distance between the openings in the probe electrode. Preferably the middle one minimum strength greater than the mean minimum distance, with maximum compressive forces or compressive forces being reached when the mean minimum thickness is at least 1 1/2 times the mean minimum distance.

Um die gewünschten Druckkräfte zu gewährleisten, muß die Sondenelektrodeneinrichtung von einer ausreichenden Isolierung umgeben werden. Dies erfordert eine bestimmte minimale Stärke gemessen von der Sondenelektrodeneinrichtung zur Außenfläche der Isoliereinrichtung. In gleicher Weise erfordert dies eine bestimmte minimale Querschnittsbemessung der Öffnungen in der Sondenelektrodeneinrichtung. Die mittlere maximale Querschnittsabmessung der Öffnungen in der Sondenelektrodeneinrichtung soll jedoch kleiner sein als das Zweifache der mittleren minimalen Stärke der Isolation, -um den richtigen Randeffekt zu gewährleisten.In order to ensure the desired compressive forces, the Probe electrode device must be surrounded by adequate insulation. This requires a certain minimum Thickness measured from the probe electrode assembly to the outer surface of the isolation assembly. Requires in the same way this is a certain minimum cross-sectional dimensioning of the openings in the probe electrode device. The middle however, the maximum cross-sectional dimension of the openings in the probe electrode device should be smaller than twice the mean minimum thickness of the insulation - to ensure the correct edge effect.

Bei einer speziellen Ausführungsform hat die Sondenelektrode eine Vielzahl von leitenden Fäden. Diese Filamente bzw. Fäden können zu einem Netz bzw. Gitter verwoben werden. Bei einer anderen Ausführungsform hat die Sondenelektrodeneinrichtung eine Folie bzw. Bahn eines leitenden Materials mit einer Vielzahl von geätzten Öffnungen, wobei die Ränder der Öffnungen abgerundet sind.In a special embodiment, the probe electrode has various conductive threads. These filaments or threads can be woven into a network or lattice. In another embodiment, the probe electrode means a sheet of conductive material having a plurality of etched openings with the edges the openings are rounded.

Um zu gewährleisten, daß entsprechende Druckkräfte erreicht werden, ist es wesentlich, daß die Temperatur für die Wärmeaushärtung größer ist als die Arbeitstemperatur der Sonde. Man möchte deshalb eine Wärmeaushärtungstemperatur haben, die oberhalb von 38°C (1oo°F) liegt, vorzugsweise eine Temperatur von über 1oo°C (212°F).To ensure that appropriate compressive forces are achieved it is essential that the temperature for thermosetting is greater than the working temperature of the probe. One would therefore like to have a heat setting temperature, which is above 38 ° C (100 ° F), preferably a temperature above 100 ° C (212 ° F).

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Isoliereinrichtung ein thermoplastisches Material auf. Das thermoplastische Material kann ein Fluorkohlenstoffharz in Form eines kristallinen Vinylidenfluoridpolymerisates mit hohem Molekulargewicht sein, welches eine Dielektrizitätskonstante von mehr als vier hat. Bei Benutzung eines solchen thermoplastischen Materials beträgt die Aushärtungstemperatur wenigstens 188°C (37o°F), wobei diese Temperatur den Gelpunkt des Materials bildet.In a further preferred embodiment, the insulating device has a thermoplastic material. That thermoplastic material can contain a fluorocarbon resin in the form of a crystalline vinylidene fluoride polymer high molecular weight, which is a dielectric constant of more than four has. When using such a thermoplastic material, the curing temperature is at least 188 ° C (37o ° F), which temperature constitutes the gel point of the material.

Als vorteilhaft hat sich weiterhin erwiesen, auf das Isolationsmaterial vor dem Erhitzen auf die Aushärttemperatur Druck auszuüben. Dieser Druck wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß jede Luft zwischen der Isoliereinrichtung und der Sondenelektrode evakuiert wird. Dann wird auf die Isoliereinrichtung- ein Fluiddruck ausgeübt.It has also proven advantageous to use the insulation material apply pressure before heating to the curing temperature. This pressure is preferably achieved by that any air between the isolating device and the probe electrode is evacuated. Then the isolating device a fluid pressure is applied.

Gegenstand der Erfindung sind somit zahlreiche Ausführungsformen von Sonden zum Messen des Flüssigkeitspegels in einem Behälter einschließlich des Mengenstroms durch einen Kanal. Die Sonden umfassen jeweils eine leitende Sondenelektrode und eine Schutzelektrodeneinrichtung mit einem hinteren Abschnitt, der zwischen der Wand des Behälters und der Sondenelektrode angeordnet 1st:, und mit einem seitlichen Abschnitt, der sich von den seitlichen Enden der Sondenelektrode nach außen erstreckt. Die Sondenelektrode und die Schutzelektrodeneinrichtung sind durch eine innere Feststoffisolierung voneinander getrennt, während eine äußere Feststoffisolierung die Sonde so überzieht; daß d-le Schutzelektrodeneinrichtung und dieThe invention thus relates to numerous embodiments of probes for measuring the liquid level in a container, including the mass flow through a channel. The probes each include a conductive probe electrode and guard electrode means having a rear portion disposed between the wall of the container and the probe electrode, and a side portion extending outward from the side ends of the probe electrode. The probe electrode and the protective electrode device are separated from one another by an inner solid insulation, while an outer solid insulation covers the probe in this way; that d-le protective electrode device and the

6 Q S-B 2 8 / 0 912 original inspected6 Q SB 2 8/0 912 originally inspected

-Sondenelektrode von der leitenden Flüssigkeit abgetrennt sind. Dadurch, daß die Schutzelektrodeneinrichtung auf im wesentlichen das gleiche Potential wie die Sondenelektrode getrieben wird, kann der Abschnitt eines leitenden Belags, der sich auf den seitlichen Abschnitten der Schutzelektrodeneinrichtung angesammelt hat, kapazitiv mit dem Potential der Schutzelektrod^neinrichtung gekoppelt werden, wodurch der nachteilige Effekt eines leitenden Belags reduziert wird, der sich auf der Sondenelektrode angesammelt hat.- The probe electrode is separated from the conductive liquid. Characterized in that the protective electrode device on im essentially the same potential as the probe electrode is driven, the section of a conductive coating, which has accumulated on the lateral sections of the protective electrode device, capacitively with the potential of the Protective electrode devices are coupled, whereby the disadvantageous effect of a conductive coating is reduced, that has accumulated on the probe electrode.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Strömungskanal mit einer Verengung und mit in dem Kanal angeordneten Sonden für die Erfassung des Mengenstroms.1 is a plan view of a flow channel with a constriction and with probes arranged in the channel for recording the volume flow.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Strömungskanals von Fig. 1.FIG. 2 shows a side view of the flow channel of FIG Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Sonde Eur Erfassung des Mengenstroms bzw. der Strömungsgeschwindigkeit. ■ .Fig. 3 is a cross section through an embodiment of a probe Eur for detecting the mass flow or the flow velocity. ■.

Pig. 4 ist eine Ansicht längs der Linie 4-4 von Fig. 3.Pig. 4 is a view taken along line 4-4 of FIG. 3.

Fig. 5a bis 5g zeigen schematisch Sonden und Sondenpotentiale zur Erläuterung der Vorteile einer Sonde gemäß Fig. 3 undFIGS. 5a to 5g schematically show probes and probe potentials for explaining the advantages of a probe according to FIGS. 3 and

Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer zweiten Ausfuhrungsform einer Fühlersonde. Fig. 6 is a sectional view of a second embodiment of a sensing probe.

Fig. 7 ist eine Ansicht längs der Linie 7-7 von Fig. 6. FIG. 7 is a view taken along line 7-7 of FIG. 6.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer Führung für die Halterung der Sonde von Fig. 6 und 7. 8 is a sectional view of a guide for supporting the probe of FIGS. 6 and 7.

QRfGINAL INSPECTEDQRfGINAL INSPECTED

Fig. 9 ist eine Draufsicht auf die Führung von Fig. 8, die an der Wand eines Strömungskanals angebracht ist.Figure 9 is a top plan view of the guide of Figure 8 attached to the wall of a flow channel.

Fig. 1o zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Ausführungsform einer Fühlersonde.Fig. 1o shows a further embodiment in a sectional view a sensor probe.

Fig. 11 ist eine Ansicht längs der Linie 11-11 von Fig. 1o.Figure 11 is a view taken along line 11-11 of Figure 10.

Fig. 12a bis 12e erläutern ein Verfahren zur Herstellung einer Sonde der Figuren 1ο und 11.Figures 12a to 12e illustrate a method of manufacture a probe of Figures 1ο and 11.

Fig. 13 zeigt in einer Schnittansicht die Sonde von Fig. 1o und 11 in einer an einem Strömungskanal angebrachten Führung.FIG. 13 shows the probe of FIG. 1o in a sectional view and 11 in a guide attached to a flow channel.

Fig. 14 zeigt in einer Schnittansicht die Sonde von Fig. 1o und 11 in einer Führung, die in der Wand eines Strömungskanals ausgebildet ist.FIG. 14 shows the probe from FIG. 1o in a sectional view and 11 in a guide which is in the wall of a flow channel is trained.

Fig. 14a zeigt die Sonde von Fig. 1o und 11 in einer Führung, die sich von der Wand des Strömungskanals aus erstreckend ausgebildet ist.14a shows the probe from FIGS. 1o and 11 in a guide, which is designed to extend from the wall of the flow channel.

Fig. 15 zeigt in einer Schnittansicht die Sonde und Führung von Fig. 13 an einer mechanischen Halterung in einem Strömung skanal .FIG. 15 shows a sectional view of the probe and guide from FIG. 13 on a mechanical holder in a flow skanal.

Fig. 16 zeigt in einer Schnittansicht die Sonde von Fig. Io und 11 ait einem integralen bzw. ein Stück damit bildenden Heizelement.Fig. 16 shows the probe of Fig. Io in a sectional view and 11 ait integral with it Heating element.

Fig. 17 zeigt in einer Schnittansicht die Sonde von Fig. 16 in einer Führung für die Anbringung an der Wand des Strömungskanals. FIG. 17 shows, in a sectional view, the probe from FIG. 16 in a guide for attachment to the wall of the flow channel.

Fig. 18 zeigt in einer Schnittansicht eine alternative Ausführungsform einer Schutzelektrode für die Sonde der Figuren Io und 11, die als Heizelement verwendbar ist.18 shows an alternative embodiment in a sectional view a protective electrode for the probe of Figures Io and 11, which can be used as a heating element.

Fig. 19 zeigt in einer Schnittansicht eine Sonde ähnlich der der Figuren 1o und 11 mit einer zusätzlichen Elektrode, welche Änderungen des Dielektrizitätsstroms der Außenisolierung mißt. * ·19 shows a sectional view of a probe similar to FIG Figures 1o and 11 with an additional electrode, which changes in the dielectric current of the external insulation measures. * ·

Fig. 2o zeigt in einer Schnittansicht Einrichtungen zum Haltern einer Sonde in einer vorkalibrierten Stellung an der gekrümmten Wand eines Strömungskanals.Fig. 2o shows in a sectional view devices for Holding a probe in a pre-calibrated position on the curved wall of a flow channel.

Fig. 21a und 21b zeigen in schematischen Darstellungen die zweifache Eigenschaft der Sonden, die längs einer gekrümmten Wand eines Strömungskanals angebracht sind.FIGS. 21a and 21b show in schematic representations the dual property of the probes that are attached along a curved wall of a flow channel.

Fig. 22 und 23 zeigen Schaltbilder, wie sie für die verschiedenen Ausführungen der Sonden verwendbar sind.22 and 23 show circuit diagrams as they can be used for the various designs of the probes.

Fig. 24 ist ein Blockschaltbild, welches in Verbindung mit einer Sonde der Ausführungsform von Fig. 19 verwendbar ist,Fig. 24 is a block diagram useful in conjunction with a probe of the embodiment of Fig. 19;

Fig. 25 zeigt schematisch die Bedeutung der hinteren Schutzelektrode. Fig. 25 shows schematically the meaning of the rear protective electrode.

Fig. 26 zeigt in einer Schnittansicht eine Sondef anhand derer ein weiteres bedeutendes Merkmal der Erfindung erläutert wird. 26 shows a sectional view of a probe f, with the aid of which a further important feature of the invention is explained.

Fig. 27 zeigt in einer vergrößerten Schnittansichfc die Sonde von Fig. 26 längs der Linie 27-27 von Fig. 28.27 shows the probe in an enlarged sectional view of FIG. 26 along line 27-27 of FIG. 28.

Fig. 28 zeigt in einer teilweise aufgebrochenen Draufsicht einen Abschnitt der Sonde von Fig. 27.Fig. 28 shows in a partially broken away plan view a portion of the probe of FIG. 27.

603828/0912 original inspected603828/0912 originally inspected

Fig. 29 zeigt in einer Schnittansicht eine v/eitere Ausführungsform einer Sonde, die ähnlich der von Fig. 26 ist.29 shows a further embodiment in a sectional view a probe similar to that of FIG.

Fig. 3o ist eine Schnittansicht der Sonde von Fig. 29 längs der Linie 31-31 von Fig. 31.FIG. 30 is a sectional view of the probe of FIG. 29 taken along line 31-31 of FIG. 31.

Fig. 31 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen Abschnitt der Sonde von Fig. 3o.Figure 31 is a top plan view, partially broken away, of a portion of the probe of Figure 30.

Fig. 32 zeigt in einer Schnittansicht eine Preßvorrichtung zur Herstellung der Ausführungsformen der Sonden der Figuren 26 bis 28.32 shows in a sectional view a pressing device for producing the embodiments of the probes of the figures 26 to 28.

Fig. 33 veranschaulicht die erste Verfahrensstufe der Vorrichtung von Fig. 32.FIG. 33 illustrates the first method stage of the device from FIG. 32.

Fig. 34 veranschaulicht die zweite Verfahrensstufe der Vorrichtung von Fig. 32.34 illustrates the second process stage of the device of Fig. 32.

Fig. 35 veranschaulicht die dritte Verfahrensstufe der Vorrichtung von Fig. 32.35 illustrates the third process stage of the device of Fig. 32.

Fig. 36 zeigt die Beziehung der Sondenelemente zueinander bei der in Fig. 33 gezeigten Verfahrensstufe.FIG. 36 shows the relationship of the probe elements to one another in the process stage shown in FIG. 33.

Fig. 37 zeigt die Beziehung der Elemente zueinander bei der Verfahrensstufe gemäß Fig. 3.4.37 shows the relationship of the elements to one another in the method stage according to FIG. 3.4.

Fig. 38 zeigt die Beziehung der Elemente zueinander nach der Zuführung von Wärme. Fig. 38 shows the relationship of the elements to each other after the application of heat.

Fig. 39 zeigt schematisch einen isolierten Elektrodenfaden. 39 schematically shows an insulated electrode thread.

Pig. 4o zeigt in einem Diagramm die an dem Faden von Fig. unter verschiedenen Bedingungen erzeugten Drucke, Pig. 4o shows in a diagram the prints produced on the thread of FIG. 1 under different conditions,

609826/0912609826/0912

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Fig. 41 zeigt schematisch einen isolierten Abschnitt einer planparallelen Elektrode.41 schematically shows an isolated portion of a plane-parallel electrode.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Mengenstrom- bzw. Strömungsgeschwindigkeits-Fühlsonden 1o und 12 sind so angeordnet, daß sich die Sondenlängsachse vertikal in die geerdete Flüssigkeit erstreckt ', die in einem StrömungskanalThe Mengenstrom- or shown in the figures 1 and 2 flow velocity sensing probes 1o and 12 are arranged so that the probe longitudinal axis extends vertically in the grounded fluid 'that in a flow channel

14 mit einer Verengung 16 strömt. Da der Mengenstrom der -Flüssigkeit durch den Kanal zunimmt und abnimmt, steigt und fällt die obere Höhe innerhalb des Strömungskanals.14 with a constriction 16 flows. Since the mass flow of the -Liquid through the channel increases and decreases, the top level rises and falls within the flow channel.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer HF-Leitwert-Fühlsonde für die Verwendung als Sonde 12, die an einer geerdeten WandA preferred embodiment of an HF conductivity sensor probe for use as a probe 12 attached to a grounded wall

15 des Ströiimngskanals 14 gemäß Fig. 1 anbringbar ist, wird im folgenden anhand der Figuren 3 und 4 beschrieben. Wie in diesen Figuren gezeigt ist, hat die Sonde ein isolierendes Substrat 18 mit einer leitenden Elektrodensonde 2o, die sich in Längsrichtung über die Vorderseite der Sonde erstreckt. Die Sonde hat weiterhin eine leitende Schutzelektrode 22, die auf das gleiche Potential wie die Sondenelektrode 2o15 of the flow channel 14 according to FIG. 1 can be attached, is is described below with reference to FIGS. 3 and 4. As shown in these figures, the probe has an insulating one Substrate 18 with a conductive electrode probe 2o, which is extends longitudinally across the front of the probe. The probe also has a conductive protective electrode 22, which is at the same potential as the probe electrode 2o

'treibbar ist und die sich in Längsrichtung über die Rückseite der Sonde so erstreckt, daß das Substrat 18 zwischen der Sondenelektrode 2o und der Schutzelektrode 22 liegt.'is driftable and which extends lengthways over the back of the probe so that the substrate 18 lies between the probe electrode 2o and the protective electrode 22.

Entsprechend einem wesentlichen Merkmal der Erfindung erstreckt sich die leitende Schutzelektrode 22 von der Hinterseite des Sondenelektrode 2o an deren gegenüberliegenden seitlichen Enden aus seitlich nach außen und um die Vorderseite der Sonde 12 herum, so daß jeder Belag aus leitender Flüssigkeit, der sich auf der Sonde 12 ansammelt, vollständig auf das Potential der Schutzelektrode 22 gekoppelt wird und eine Widerstandskoppelung des leitenden Belags um die Seiten der Sonde herum mit der Wand 15 des Strömungskanals ausschließt, die wirksam geerdet ist. Die vollständige Koppelung des Belags an den Seiten der Sonde 12 in der Nähe der Schutzelektrode 22 wird dadurch gewährleistet,, daß eineExtends according to an essential feature of the invention the conductive protective electrode 22 from the rear side of the probe electrode 2o to the opposite one lateral ends out laterally and around the front of the probe 12 so that each coating is made of conductive Liquid that collects on the probe 12 is completely coupled to the potential of the protective electrode 22 and a resistive coupling of the conductive coating around the sides of the probe with the wall 15 of the flow channel which is effectively grounded. The full Coupling of the coating on the sides of the probe 12 in the vicinity of the protective electrode 22 is ensured, that a

JNSPECTEDJNSPECTED

äußere Feststoffisolierungseinrichtung in Form einer Büchse 24 vorgesehen wird, die mittels Wärmeschrumpfung hergestellt wird, so daß die Kapazität C von der Schutzelektrode zur Oberfläche der Sonde bezüglich der Kapazität C des isolierenden Überzugs 24 von der Vorderfläche der Sondenelektrode 2o zur Vorderfläche des isolierenden Überzugs 24 wesentlich ist, d. h. wenigstens 5o % der Kapazität C beträgt. Infolge der gleichförmigen Stärke der Büchse 24 ist die Kapazität über die Büchse 24 pro Flächeneinheit an der Schutzelektrode 24 gleich der Kapazität über die Büchse 24 pro Flächeneinheit der Sondenelektrode 2o.outer solid insulation device in the form of a can 24 is provided, which is produced by means of heat shrinkage, so that the capacitance C from the protective electrode to Surface of the probe with respect to the capacitance C of the insulating coating 24 from the front surface of the probe electrode 2o is essential to the front surface of the insulating coating 24, i.e.. H. is at least 5o% of the capacity C. As a result The uniform thickness of the sleeve 24 is the capacitance across the sleeve 24 per unit area on the guard electrode 24 equals the capacitance across the sleeve 24 per unit area of the probe electrode 2o.

Dadurch, daß die Widerstandskoppelung um die Sonde herum beseitigt ist, kann die Kapazität gegenüber Erde bzw. Masse, wie sie von der Sondenelektrode 2o gemessen wird, entsprechend dem Verfahren gemäß der US-PS 3 746 975 gemessen werden, so daß die Einflüsse des Belags, der sich auf der Sonde angesammelt hat, ausgeschlossen sind. Die Basis für diese bekannte Messung besteht darin, daß ein Belag nach einer bestimmten Länge als eine unendliche Übertragungslinie wirkt, deren charakteristische Endimpedanz vorhersagbar ist. Die Widerstands- und Kapazitätskomponenten werden gemessen. Die Auswirkungen des Belags können berechnet und ausgeschlossen werden. Dies stimmt unter der Annahme, daß die Widerstandskoppelung sich in Längsrichtung längs des Fühlelementes der Sonde zu der leitenden zu messenden Flüssigkeit erstreckt, anstatt um die Probe herum zu einer geerdeten Wand. Da die leitende Schutzelektrode 24, die mit ihrem frontalen Abschnitt 26 vollständig mit dem Überzug gekoppelt ist, verhindert, daß ein Widerstandsstrom um die Sonde herum fließt, tritt der überzug bzw. der Belag als ein Modell der unendlichen Übertragungslinie in Erscheinung, die die Verwendung des Verfahrens gemäß der US-PS 3 746 975 ermöglicht.By eliminating the resistive coupling around the probe is, the capacitance to earth or ground, as measured by the probe electrode 2o, can accordingly measured by the method according to US Pat. No. 3,746,975, so that the influences of the plaque which has accumulated on the probe has, are excluded. The basis for this known measurement is that a coating after a certain Length acts as an infinite transmission line, the characteristic final impedance of which is predictable. The resistance and capacitance components are measured. The effects of the pavement can be calculated and excluded will. This is true under the assumption that the resistance coupling extends in the longitudinal direction along the sensing element of the Probe extends to the conductive liquid to be measured, rather than around the sample to a grounded wall. Since the conductive protective electrode 24, which with its frontal section 26 is completely coupled to the coating, prevents that a resistive current flows around the probe, the coating occurs as a model of the infinite Line of transmission in appearance which enables the method of US Pat. No. 3,746,975 to be used.

Die erfindungsgemäße Sonde 2o zeichnet sich dadurch aus, äaß die seitliche Abmessung der Sondenelektrode mit abnehmendem Abstand von einem Längsende der Sonde aus, wieThe probe 2o according to the invention is characterized in that the lateral dimensions of the probe electrode decrease Distance from one longitudinal end of the probe, like

60SB28/0S12 ~ INSPECTED .60SB28 / 0S12 ~ INSPECTED .

■_.-.- ■ ■■ . *■■ -■■■-■ ■_■"" ""* ' "* sas*'*??*■ _.-.- ■ ■■. * ■■ - ■■■ - ■ ■ _ ■ "" "" * '"* sas *' * ?? *

dies in Fig. 4 gezeigt ist, abnimmt. Der vordere Abschnitt
26 der Sonde ist so ausgelegt, daß seine seitliche Abmessung mit abnehmendem Abstand von dem Längsende der Sonde zunimmt. Als Ergebnis der charakteristischen Ausbildung des vorderen Abschnitts der Schutzelektrode erhöht sich die Widerstandskoppelung des Belags auf der Sonde, wenn die obere Höhe der Flüssigkeit abnimmt, so daß die Auswirkungen des Widerstands belags auf die Kapazitätsmessung weiter verringert werden.
this is shown in Fig. 4 decreases. The front section
26 of the probe is designed so that its lateral dimension increases as the distance from the longitudinal end of the probe decreases. As a result of the characteristic formation of the front portion of the guard electrode, the resistive coupling of the coating on the probe increases as the upper level of the liquid decreases, so that the effects of the resistance coating on the capacitance measurement are further reduced.

Die Sondenelektrode kann so ausgelegt werden, daß sie genau die Strömung in dem speziellen Kanal, in dem sie angeordnet ist, anzeigt. Diesbezüglich kann die Sonde nach folgender
Gleichung ausgelegt werden:
The probe electrode can be designed to accurately indicate the flow in the particular channel in which it is located. In this regard, the probe can according to the following
Equation can be interpreted:

b = k^H^"1) CDb = k ^ H ^ " 1) CD

wobei b die Breite der Sonde,
k.. eine Konstante
o< eine Konstante, die von der Form des
where b is the width of the probe,
k .. a constant
o <a constant that depends on the form of the

Strömungskanals abhängt, und
H die Höhe des Stroms über, dem Nullströmungspegel sind.
Flow channel depends, and
H is the amount of current above the zero flow level.

Die Strömung durch den Kanal kann durch folgende Gleichung
ausgedrückt werden:
The flow through the channel can be expressed by the following equation
can be expressed:

Q =Q =

Für ein volles Verstädnis der Bedeutung der Schutzelektrode 22 mit ihrem vorderen Abschnitt 26 und der Einflüsse der
Beläge auf die Sondenmessung wird auf die Figuren 5a bis
5g Bezug genommen, in denen Sonden mit Belägen dargestellt
sind. Wie aus Fig. 5a zu ersehen ist, ist in einer leitenden-Flüssigkeit £ eine nicht charakterisierte Sondenelektrode ρ mit einem isolierten Überzug angeordnet. Wenn der Pegel der
For a full understanding of the importance of the protective electrode 22 with its front section 26 and the influences of the
Deposits on the probe measurement is shown in FIGS. 5a to
Reference is made to 5g, in which probes are shown with deposits
are. As can be seen from FIG. 5a, an uncharacterized probe electrode ρ with an insulated coating is arranged in a conductive liquid E. When the level of the

608856/0912608856/0912

leitenden Flüssigkeit t fällt, verbleibt ein Belag c auf der Sondenelektrode p. Wie in Fig. 5a gezeigt ist, ist die Sondenelektrode ρ in einer Entfernung von der leitenden Wand des Behälters oder des Strömungskanals angebracht, d. h« die Sonde ρ ist in der Position der Sonde 1o gemäß Fig. 1 installiert. conductive liquid t falls, a coating c remains on the probe electrode p. As shown in Fig. 5a, the probe electrode ρ is mounted at a distance from the conductive wall of the container or flow channel, i.e. h «the probe ρ is installed in the position of the probe 1o according to FIG.

Wie aus Fig. 5b zu ersehen ist, ist das Potential oder die Spannung des Belags c gemäß Fig. 5a, was durch die Linie ν dargestellt ist, im wesentlichen konstant über der BreiteAs can be seen from Fig. 5b, the potential or the voltage of the coating c is shown in FIG. 5a, which is indicated by the line ν is shown, essentially constant across the width

oder der seitlichen Abmessung der Sonde ρ und liegt nur etwas, nämlich um einen Potentialabfall d, unterhalb des Potentials oder der Spannung ν der Sonde selbst. Da die Flüssigkeit leitend ist und sich die Flüssigkeit Z. in einem geerdeten Behälter oder Strömungskanal befindet, wird der Potentialpegel der Flüssigkeit C durch die Linie V£ dargestellt, die auf Masse bzw. Erde gehalten ist. Aus Fig. 5b sieht man, daß der Belag selbst einen sehr geringen Einfluß auf die Sondenmessung hat, da das Potential, gesehen von der Sondenelektrode ρ aus, über dem Flüssigkeitspegel C im wesentlichen das gleiche wie das Potential ν der Sonde selbst ist, so-or the lateral dimension of the probe ρ and is only slightly, namely by a potential drop d, below the potential or the voltage ν of the probe itself. Since the liquid is conductive and the liquid Z. is in a grounded container or flow channel, the Potential level of the liquid C represented by the line V £, which is held at ground or earth. From Fig. 5b it can be seen that the deposit itself has a very little influence on the probe measurement, since the potential, seen from the probe electrode ρ, over the liquid level C is essentially the same as the potential ν of the probe itself, so-

P
lange die Sonde nicht an einer geerdeten Wand oder an einem
P.
do not place the probe on a grounded wall or on a

Abstützteil in dem Behälter oder Strömungskanal befestigt ist.Support part is attached in the container or flow channel.

Fig. 5c zeigt die Befestigung der Sonde ρ an einer Wand w derart, daß ein Belag der Flüssigkeit £ sich über die Sondenelektrode ρ und längs der Wand w erstreckt. Da der Belag c wiederum leitend ist, bildet der Belag c einen Widerstandsweg zur Erde von der Sondenelektrode ρ zu der geerdeten Flüssigkeit £.5c shows the attachment of the probe ρ to a wall w in such a way that a coating of the liquid extends over the probe electrode ρ and extends along the wall w. Since the lining c is again conductive, the lining c forms a resistance path to earth from the probe electrode ρ to the earthed liquid £.

Wie in Fig. 5d gezeigt ist, erzeugt der Belag c gemäß Fig. 5c, der einen Weg zur Erde bildet f der einen relativ kleinen Widerstand hat, einen sehr wesentlichen Belagfehler, da das 'Sondenpotential ν , wie es in Fig. 5d gezeigt ist, das As shown in FIG. 5d, the coating c according to FIG. 5c, which forms a path to earth f which has a relatively low resistance , produces a very significant coating error, since the probe potential ν , as shown in FIG. 5d , the

■r . · ■ -■ r. · ■ -

\\ .. -- . ;. ; ORIGINAL WSPECTEDORIGINAL WSPECTED

; 609826/0912; 609826/0912

gleiche bleibt, das Überzugspotential ν jedoch beträchtlich zur Erde an den seitlichen Enden abfällt, nämlich um einen Potentialabfall von 3d. Dadurch erhält man einen Überzugsfehler, wenn die Sonde längs der Wand des Behälters angebracht ist, der gegenüber dem Fall sehr groß ist, wenn die Sonde von der Wand entfernt angebracht und der Belag c die gleiche Stärke und die Sonde ρ die gleiche Breite oder seitliche Abmessung haben.remains the same, but the coating potential ν is considerable falls to the earth at the lateral ends, namely by one Potential drop of 3d. This results in a coating failure when the probe is placed along the wall of the container which is very large compared to the case when the probe is attached away from the wall and the covering c the the same thickness and the probe ρ have the same width or lateral dimension.

Aus Fig. 5e ergibt sich, daß eine Sonde mit unendlicher Breite längs der Wand des Behälters oder des Strömungskanals angebracht werden kann, ohne daß sich ein wesentlicher Belagsfehler ergibt. Wie in Fig. 5e gezeigt ist, ist das Belagspotential ν im wesentlichen konstant und liegt nur etwas unter dem Sondenpotential ν (ein Abfall von d) längs der gesamten Breite der Sonde. Vom praktischen Standpunkt aus ist es jedoch nicht möglich, die Sonde unendlich breit zu machen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Sondenelektrode, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, ausgelegt werden muß, um eine Anzeige des Mengenstroms durch einen Strömungskanal zu erhalten. In diesem Fall wird die Sondenelektrode an ihrem unteren Ende sehr schmal.From Fig. 5e it follows that a probe with infinite Width can be attached along the wall of the container or the flow channel without causing a significant flaw. As shown in FIG. 5e, the coating potential ν is essentially constant and is only slightly below the probe potential ν (a drop in d) along the entire width of the probe. From a practical point of view however, it is not possible to make the probe infinitely wide. This is particularly the case when the probe electrode, as shown in Fig. 3 and 4, must be designed to provide an indication of the mass flow through a flow channel to obtain. In this case, the probe electrode becomes very narrow at its lower end.

Dadurch, daß eine Schutzelektrode g, wie dies in Fig, 5f gezeigt ist, an den seitlichen Enden der Sondenelektrode ρ und der Wand w vorgesehen wird, erhält man die Vorteile einer relativ breiten Sondenelektrode, ohne daß die Sondenelektrode ρ selbst übermäßig breit gemacht zu werden braucht. Da die Schutzelektrode g auf im wesentlichen das gleiche Potential wie die Sondenelektrode ρ gebracht ist, fällt das Potential ν , wie es in Fig. 5g gezeigt ist, über der ganzen Breite der Sondenelektrode ρ plus der Schutzelektrode g ab. Der tatsächliche Abfall an den seitlichen Enden der Sondenelektrode ρ ist jedoch nicht groß, d. h. das Potential v_ an den seitlichen Enden beträgt nicht mehr als 25 % des Potentialabfalls zwischen v· in der Mitte der Sonde ρ und By providing a guard electrode g as shown in Fig. 5f at the lateral ends of the probe electrode ρ and the wall w, the advantages of a relatively wide probe electrode are obtained without making the probe electrode ρ itself excessively wide needs. Since the protective electrode g is brought to essentially the same potential as the probe electrode ρ, the potential ν, as shown in FIG. 5g, drops over the entire width of the probe electrode ρ plus the protective electrode g. However, the actual drop at the lateral ends of the probe electrode ρ is not great, ie the potential v_ at the lateral ends is not more than 25% of the potential drop between v · in the middle of the probe ρ and

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dem Potential ν der Sondenelektrode selbst. Wie in Fig. 5g gezeigt ist, ist das Potential ν an der Sondenelektrode ρ im wesentlichen konstant und liegt nur etwas unter dem Potential ν der Sondenelektrode ρ selbst, wodurch der Belagfehler auf ein Minimum reduziert wird. Vorzugsweise ist die Absenkung, d. h. der Potentialabfall ν von der Mitte der Sondenelektrode ρ zu dem seitlichen Ende, geringer als der Spannungsabfall zwischen ν und ν an der Mitte der Sonde.the potential ν of the probe electrode itself. As shown in Fig. 5g, the potential ν on the probe electrode is ρ essentially constant and is only slightly below the potential ν of the probe electrode ρ itself, whereby the deposit error is reduced to a minimum. Preferably the Lowering, d. H. the potential drop ν from the center of the probe electrode ρ to the side end, less than that Voltage drop between ν and ν at the center of the probe.

Daraus läßt sich schließen, daß zunächst die Fühlsonde oder die Sondenelektrode ρ so breit wie möglich sein soll, so daß die kapazitive Koppelung über die isolierende Abdeckung der Sondenelektrode so hoch wie möglich ist. Zusätzlich sollte die Sondenelektrode g sich zwischen den seitlichen Enden der Sondenelektrode ρ und irgendeiner benachbarten Wand so erstrecken, daß sie mit dem Belag so gut wie möglich ohne Belastung bzw.Ladung möglich ist. Erfindungsgemäß wird nun die Schutzelektrode g als vollständig gekoppelt mit der leitenden Flüssigkeit angesehen, wenn die kapazitive Koppelung wenigstens 5o % der kapazitiven Koppelung zwischen der Flüssigkeit und der Sondenelektrode ρ ausmacht. Insgesamt hat sich gezeigt, daß die seitlichen Abschnitte, die sich seitlich nach außen um einen wesentlich größeren Abstand als die minimale Stärke der äußeren Isolation erstrecken, die erforderliche vollständige Koppelung schaffen. Der Abstand ist größer als der Abstand zwischen den seitlichen Abschnitten der Schutzelektrode und der Sondenelektrode plus der Stärke der Schutzelektrode. Vorzugsweise ist der Abstand wenigstens um das Sechsfache größer als die Stärke der Außenisolationsbeschichtung der Schutzelektrode geteilt durch die Dielektrizitätskonstante der Außenisolierung. Bei den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Sonden kann sich die seitliche Erstreckung als eine Funktion des Abstandes von dem Ende der Sonde ändern. Der Abstand um das "Sechsfache" ist über, der ganzen Meßlänge der Sonde oder wenigstens einem wesentlichen Abschnitt davon anwendbar.From this it can be concluded that initially the sensing probe or the probe electrode ρ should be as wide as possible, so that the capacitive coupling via the insulating cover of the probe electrode is as high as possible. In addition, should the probe electrode g extend between the lateral ends of the probe electrode ρ and any adjacent wall so that that it is possible with the covering as well as possible without any load or charge. According to the invention is now the protective electrode g is viewed as fully coupled with the conductive liquid when the capacitive coupling makes up at least 5o% of the capacitive coupling between the liquid and the probe electrode ρ. Overall has it has been shown that the lateral sections, which are laterally outwardly by a much larger distance than the minimum thickness of outer insulation, creating the required full coupling. The distance is greater than the distance between the lateral sections of the protective electrode and the probe electrode plus the thickness the protective electrode. The distance is preferably at least six times greater than the thickness of the outer insulation coating of the protective electrode divided by the dielectric constant of the external insulation. In the The probes shown in Figures 3 and 4 can vary the lateral extent as a function of the distance from the end of the probe. The distance by "six times" is about, the entire measuring length of the probe or at least a substantial portion thereof applicable.

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-Bei der weiteren Aus führ ungs form einer Sonde, wie sie in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist, hat eine Unterleg- oder Schutzelektrode 32 ein leitendes Substrat, welches gemessen von vorn nach hinten relativ dick ist, verglichen mit einer Sondenelektrode 34 und einem dazwischenliegenden Isolationsmaterial 36. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 gibt das dicke Schutzelektrodensubstrat 32 der Probe die mechanische Festigkeit, die bei der Sonde gemäß Fig. 3 und von dem dicken isolierenden Substrat 18 aufgebracht wird. Jeder Belag, der sich an der Sonde gemäß Fig. 6 und 7 angrenzend an die vorderen Abschnitte 4o der Schutzelektrode ansammelt, ist vollständig mit dem Potential der Schutzelektrode dadurch gekoppelt, daß die einzige Isolation zwischen dem überzug und der Schutzelektrode 32 eine Büchse 38 und die vorderen Abschnitte 4o der Schutzelektrode 32 sind. Dies führt dazu, daß die Kapazität C über den vorderen Abschnitten 4o nicht wesentlich kleiner ist als die Kapazität C der Sondenelektrode 34 durch den überzug 38 hindurch. Das Schutzelektrodensubstrat 32 hat eine gekrümmte Vorderseite, so daß die Benutzung eines Wärmeschrumpfrohres für die Büchse 38 möglich ist, wodurch die Lufträume zwischen der Schutzelektrode 32 und der Büchse 38 auf ein Minimum reduziert werden.- In the further embodiment of a probe, as shown in As shown in Figures 6 and 7, a backing or guard electrode 32 has a conductive substrate which is measured is relatively thick from front to back compared to a probe electrode 34 and an insulating material 36 therebetween. In the embodiment according to FIGS gives the thick protective electrode substrate 32 of the sample the mechanical strength that is required in the case of the probe according to FIGS. 3 and from the thick insulating substrate 18 is deposited. Any coating that is adjacent to the probe according to FIGS. 6 and 7 accumulates at the front sections 4o of the protective electrode, is completely with the potential of the protective electrode coupled in that the only insulation between the coating and the protective electrode 32 is a sleeve 38 and the front portions 4o of the protective electrode 32 are. This leads to the fact that the capacitance C over the front Sections 4o is not significantly smaller than the capacitance C of the probe electrode 34 through the coating 38 through. The guard electrode substrate 32 has a curved front side so that the use of a heat shrink tube for the sleeve 38 is possible, whereby the air spaces between the protective electrode 32 and the sleeve 38 on a To be reduced to a minimum.

Die leitende Schutzelektrode 32 hat eine Heizspule 42 zum Erwärmen des gesamten Sondenaufbaus auf eine Temperatur, bei welcher die Bildung eines Belags, beispielsweise aus Fett, auf der Sonder verhindert wird. Wenn die verfügbare Energieversorgung begrenzt ist, braucht das Heizelement nur dann aktiviert zu werden, wenn sich auf der Sonde eine Fettschicht mit vorher festgelegter Dicke angesammelt hat. Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine zusätzliche Fühlelektrode 44, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, vorgesehen wird, welche von der Büchse 38 abgedeckt wird. Dadurch, daß die Elektrode 44 unter dem Längsende der Sondenelektrode angeordnet wird, befindet sich die Fühlelektrode 44 in einerThe conductive protective electrode 32 has a heating coil 42 for Heating the entire probe structure to a temperature, in which the formation of a deposit, for example from fat, is prevented on the special. If the available Energy supply is limited, the heating element only needs to be activated if there is a Has accumulated a layer of fat of a predetermined thickness. This can be achieved by adding an additional Sense electrode 44, as shown in FIG. 7, is provided, which is covered by the sleeve 38. As a result of that the electrode 44 is placed below the longitudinal end of the probe electrode, the sensing electrode 44 is in a

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Stellung, in welcher der Aufbau einer Fettschicht auch dann feststellbar ist, wenn der Flüssigkeitspegel des Strömungskanals relativ niedrig ist. Durch periodisches Auflösen irgendeiner Fettansaminlung bleiben die Indizes auf der Sonde sichtbar.Position in which the build-up of a layer of fat can also be determined when the liquid level in the flow channel is relatively low. By periodically dissolving any accumulation of fat, the indices will remain on the probe visible.

Fig. 8 zeigt eine Führung 48 mit einer Oberfläche 46 zum Anbringen an der Wand 52 eines Strömungskanals, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Führung umfaßt eine konkave Ausnehmung 5ο für die Aufnahme der Sonde der Figuren 6 und 7. Wenn die Führung derart installiert ist, daß die Längsachse der konkaven Ausnehmung 15 sich vertikal über die Wand 52 des Strömungskanals erstreckt, kann die Sonde gemäß Fig. 6 und 7 vertikal über die Führung bewegt werden, um so die Eichung der Sonde zu erleichtern.FIG. 8 shows a guide 48 having a surface 46 for attachment to the wall 52 of a flow channel, as shown in FIG Fig. 9 is shown. The guide comprises a concave recess 5ο for receiving the probe of FIGS. 6 and 7. When the guide is installed so that the longitudinal axis of the concave recess 15 extends vertically across the wall 52 of the flow channel, the probe according to FIGS. 6 and 7 can be moved vertically over the guide so as to achieve the To facilitate calibration of the probe.

Eine weitere Ausführungsform der Sonde ist in den Figuren und 11 gezeigt. Diese Sonde, die relativ billig herzustellen ist, hat einen Schichtaufbau mit einem inneren Isolationssubstrat 6o mit innenliegenden Klebeschichten 62 und 64, welche eine Sondenelektrode 66 und eine vordere Schutzelektrode 68 an der Vorderseite des Substrats 6o und eine hintere Schutzelektrode 7o an der Hinterseite des Substrats 6o haftend halten. Dieser Aufbau wird dann zwischen zwei Schichten bzw. Folien einer äußeren Isolation 72 und 74 mit äußeren Klebeschichten 62 und 64 sandwichartig eingebracht und dazwischen durch Heißsiegelung längs der Ränder 78 gehalten. Wie aus Fig. 11 zu ersehen ist, ist die Sondenelektrode 66 gekennzeichnet und von der vorderen Schutzelektrode 68 durch einen geringen Abstand 8o getrennt. Eine Sonde dieser Art kann sehr dünn gebaut sein, d, h. mit einer Stärke von weniger als 9,5 mm (3/8") und vorzugsweise weniger als 1,6 mm (1/161*) .Another embodiment of the probe is shown in FIGS. This probe, which is relatively cheap to manufacture, has a layer structure with an inner insulating substrate 6o with internal adhesive layers 62 and 64, which have a probe electrode 66 and a front protective electrode 68 on the front side of the substrate 6o and a rear protective electrode 7o on the rear side of the substrate 6o hold in place. This structure is then sandwiched between two layers or foils of outer insulation 72 and 74 with outer adhesive layers 62 and 64 and held between them by heat sealing along the edges 78. As can be seen from FIG. 11, the probe electrode 66 is identified and separated from the front protective electrode 68 by a small distance 8o. A probe of this type can be made very thin, i. E. with a thickness of less than 9.5 mm (3/8 ") and preferably less than 1.6 mm (1/16 1 *) .

Im folgenden wird anhand der Figuren loa bis 1of ein Verfahren zur Herstellung einer Sonde der Figuren 1o und 11In the following, a method for producing a probe of FIGS. 10 and 11 will be described with reference to FIGS

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"beschrieben. Das bloße Substrat 60, wie es in Fig. 1oa gezeigt ist, wird zuerst mit den inneren Klebeschichten 62 und 64, beispielsweise mit einem Polyesterklebstoff Im, beschichtet, wie dies in Fig. 12b gezeigt ist. Danach werden eine Kupferfolie 7o und eine Kupferfolie 67 über die Klebeschichten 62 und 64 gelegt, wie dies in Fig. 12c gezeigt ist. Zu dieser Zeit kann die Folie 67 geätzt werden, um die Sondenelektrode 66 und die vordere Schutzelektrode 68 zu bilden, wie dies in Fig. 12d gezeigt ist. Anschließend werden die Schichten bzw. Bahnen 72 und 74 über die äußeren Klebeschichten 62 und 64 aufgebracht und der Gesamtaufbau unter Wärme und Druck, wie dies in Fig. 12e gezeigt ist, laminiert. Die Ränder der Bahnen 12 und 74 werden abschließend aneinander längs der seitlichen Enden zur Vervollständigung der Sonde durch Heißsiegelung verbunden.". The bare substrate 60 as shown in Fig. 1oa is first coated with the inner adhesive layers 62 and 64, for example with a polyester adhesive Im, as shown in Figure 12b. Thereafter, a copper foil 7o and a copper foil 67 are placed over the adhesive layers 62 and 64 as shown in Fig. 12c. At this time, the foil 67 can be etched to form the probe electrode 66 and the front guard electrode 68 as shown in Fig. 12d. Then the Layers or webs 72 and 74 applied over the outer adhesive layers 62 and 64 and the overall structure below Heat and pressure as shown in Figure 12e are laminated. The edges of the webs 12 and 74 are terminated with one another along the lateral ends for completion connected to the probe by heat sealing.

Ein besonderer Vorteil einer Sonde, wie sie in den Figuren 1o und 11 gezeigt ist, ist ihre Flexibilität, so daß sie in einer gekrümmten Führung anbringbar ist, welche der Krümmung der Wand in einem Behälter oder Strömungskanal entspricht, d. h. die sich vertikal und horizontal erstreckt. In diesem Fall kann das Substrat 60 aus Mylar bestehen, einem Polyester auf der Basis von Äthylenglykol und Terephthalsäure. Mylar bietet die erforderliche Flexibilität und Abstützung für den Sondenaufbau und hat gleichzeitig eine ausreichend niedrige Dielektrizitätskonstante, um die Sondenelektrode 66 gegenüber der hinteren Schutzelektrode 7o zu isolieren.A particular advantage of a probe, as shown in Figures 1o and 11, is its flexibility, so that it can be attached in a curved guide, which corresponds to the curvature of the wall in a container or flow channel corresponds to, d. H. which extends vertically and horizontally. In this case, the substrate 60 can be made of Mylar, a polyester based on ethylene glycol and terephthalic acid. Mylar offers the flexibility you need and support for the probe assembly and at the same time has a sufficiently low dielectric constant to to insulate the probe electrode 66 from the rear protective electrode 7o.

Vorzugsweise haben die äußeren Isolationsfolien bzw. -bahnen 7o und 72 eine hohe Festigkeit, so daß sie dem Abrieb und einem Durchschlagen von strömenden Teilchen widerstehen. Vorzugsweise, haben die Schichten bzw. Bahnen 7o und 72 eine sehr hohe Dielektrizitätskonstante, so daß sie das Potential der vorderen Schutzelektrode 68 wirksam mit dem an der angrenzenden Sonde angesammelten BelagPreferably, the outer insulating films or webs 7o and 72 have a high strength, so that they Resist abrasion and strikethrough from flowing particles. Preferably, the layers or webs 7o and 72 have a very high dielectric constant, so that the potential of the front protective electrode 68 is effective with the plaque accumulated on the adjacent probe

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kapazitiv koppeln. In diesem Fall hat sich für die Verwendung als äußere Isolation der Sonde als besonders geeignet ein Fluorkohlenstoffharz erwiesen, beispielsweise ein kristallines Vinylidenfluoridpolymerisat mit hohem Molekulargewicht und einer Dielektrizitätskonstanten, die größer als vier ist. Ein besonders günstiges Material für diesen Zweck ist auch ein Vinylidenfluoridpolymerisat hohen Molekulargewichtes mit einer Dielektrizitätskonstanten von acht und hohen Abriebs- oder Durchschlags- bzw. Durchschneidewiderstandswerten {Kynar).capacitive coupling. In this case, the probe has proven to be particularly suitable for use as an external insulation a fluorocarbon resin, for example a crystalline one Vinylidene fluoride polymer with a high molecular weight and a dielectric constant greater than four is. A particularly favorable material for this purpose is also a high molecular weight vinylidene fluoride polymer with a dielectric constant of eight and high abrasion or puncture resistance values {Kynar).

Der Hauptvorteil des Einsatzes eines hohen Anforderungen genügenden- Fluorkohlenwasserstoffes, wie Kynar, in einer Sonde, wie sie in den Figuren 1o und 11 gezeigt ist, ergibt sich dadurch, daß die Kombination der mechanischen und elektrischen Eigenschaften das System in die Lage versetzt, Belagbildungen auf der Sonde zu ignorieren. Das Ausmaß, in welchem die Belagbildungen vernachlässigt werden können, hängt von dem bekannten Meßverfahren (US-PS 3 746 975) ab sowie von der Kapazität pro Flächeneinheit der Sondenisolation. Je höher die kapazitive Koppelung der Sonde ist, desto kleiner ist der Fehler aufgrund von Belägen, die sich auf dem Sondenelement abscheiden. Insgesamt kann die Kapazität über das Isolationsmaterial durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:The main advantage of using a high quality fluorocarbon such as Kynar in one Probe, as shown in Figures 10 and 11, results because the combination of mechanical and electrical properties enables the system to To ignore the formation of deposits on the probe. The extent to which plaque formation is neglected depends on the known measuring method (US Pat. No. 3,746,975) and on the capacity per unit area the probe isolation. The higher the capacitive coupling of the probe, the smaller the error due to deposits, which are deposited on the probe element. Overall, the capacitance across the insulation material can be as follows Can be expressed in the equation:

K.AK-c = -^ i (3)K.AK-c = - ^ i (3)

wobei K^ eine Konstantewhere K ^ is a constant

A die Oberfläche der IsolationA the surface of the insulation

K3 die Dielektrizitätskonstante undK 3 is the dielectric constant and

t die Stärke der Isolation sind.t are the strength of isolation.

Da Kynar ein sehr zähes Material ist, d. h. widerstandsfähig gegenüber Abrieb und "Durchschneiden", kann es sehr dünn sein. So kann beispielsweise das Kynar weniger alsSince Kynar is a very tough material, that is, it is resistant to abrasion and "cut through", it can be very thin. For example, the Kynar can do less than

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halb so stark wie Teflon sein und trotzdem den gleichen Widerstand gegenüber "Durchschneiden bzw. Durchschlagen" haben. Zusätzlich ermöglicht die hohe Dielektrizitätskonstante von acht für Kynar verglichen mit etwa 2,2 für Teflon eine Kapazitätskopplung bei Kynar, welche 3,6-mal größer ist als bei der gleichen Teflonstärke. Die kombinierte Wirkung der verringerten Stärke bei Kynar, verglichen mit der von Teflon, und der größeren Dielektrizitätskonstanten bei Kynar., verglichen mit Teflon, gibt bei einer mit Kynar beschichteten Sonde eine Koppelungskapazität, die wenigstens um das Sieben- bis Achtfache höher ist als bei einer mit Teflon beschichteten Sonde. Da die gesteigerte Fähigkeit der Sonde, Belagbildungen zu Ignorieren, gleich der Quadratwurzel der Steigerung der Koppelungskapazität ist, werden bei einer Sonde, bei v/elcher Kynar eingesetzt ist, die Fehler■aufgrund der Belagbildung um mehr als ein Drittel der Fehler reduziert, die bei einer Sonde, v?elche Teflon benutzt, auftreten.be half as strong as Teflon and still have the same resistance to "cutting through or puncturing" to have. Additionally, the high dielectric constant of eight allows for Kynar compared to about 2.2 for Teflon a capacity coupling at Kynar, which is 3.6 times larger than with the same Teflon thickness. The combined Effect of reduced strength in Kynar compared to that of Teflon and the higher dielectric constant at Kynar., compared to Teflon, gives a coupling capacitance for a probe coated with Kynar, which is at least seven to eight times higher than with a probe coated with Teflon. Since the Increased ability of the probe to ignore plaque formation, equal to the square root of the increase in coupling capacity, will be achieved with a probe, with v / elcher Kynar is used, the errors ■ due to the formation of deposits by more less than a third of the errors encountered with a probe using Teflon.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die Sonde selbst besonders dünn sein soll, damit Störungen der Strömung oder der Flüssigkeitsbewegung in einem Behälter vermieden werden. Eine dünne Sonde ist jedoch sehr schwierig zu installieren, da sie so flexibel sein kann, daß die sich nicht selbst abstützen kann, d. h. keinen Widerstand gegen Biegung hat, wenn sie um rechte Winkel bezüglich der Strömung oder der Flüssigkeitsbewegung in dem Behälter gedreht wird. Dieser Nachteil besteht im allgemeinen dann, wenn das Verhältnis der Sondenbreite zur Stärke größer als 2o : 1 ist. Zusätzlich möchte man gewöhnlich die Sonde so installieren, daß ihr Entfernen für ein Ersetzen, eine Reparatur und die Kalibrierung einfach ist.From the foregoing it can be seen that the probe itself should be particularly thin so that disturbances of the flow or the movement of liquid in a container are avoided. However, a thin probe is very difficult to install because it can be so flexible that it does not fit itself can support, d. H. has no resistance to bending when at right angles with respect to the flow or the Liquid movement is rotated in the container. This There is generally a disadvantage when the ratio of the probe width to the thickness is greater than 2o: 1. Additionally One usually wants to install the probe so that it can be removed for replacement, repair, and calibration is easy.

Hinsichtlich der Installierungsanforderungen kann die flexible Sonde gemäß Fig. 1o und 1.1 in eine Führung bzw. Spur 82 so eingeführt werden, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. For installation requirements, the flexible probe of FIGS. 10 and 1.1 can be inserted into a track 82 as shown in FIG.

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Die Führung hat eine Öffnung 48, die insgesamt der Form der entfernbaren Sonde entspricht. Die Führung 84 kann dann an der Wand 15 des Strömungskanals auch dann angebracht werden, wenn die Wand 15 gekrümmt ist, da die Führung ebenso wie die Sonde flexibel sein kann. Die Öffnung 84 in der Sonde 82 wird im wesentlichen von der Sonde ausgefüllt, wo daß irgendwelche Risse und Ritzen, in welchen sich Material ansammeln kann, vermieden sind.The guide has an opening 48 which generally corresponds to the shape of the removable probe. The guide 84 can then the wall 15 of the flow channel can also be attached if the wall 15 is curved, since the guide as well as the Probe can be flexible. The opening 84 in the probe 82 is essentially filled by the probe, where any Cracks and cracks, in which material can collect, are avoided.

Es ist auch möglich, eine ausgesparte Führung 86 in der Wand 15, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist, auszubilden, wobei die Öffnung 88 durch die Führung der Form der entfernbaren Sonde entspricht. Alternativ kann die Wand 15 selbst so ausgebildet oder durch Formen hergestellt werden, daß sie eine Öffnung 88 aufweist, welche als ausgesparte Führung für die Sonde dient, wie dies in Fig. 14a gezeigt ist. Bei den Ausführung sformen von Fig. 14 und 14a möchte man insbesondere die Stärke der Sonde beschränken, wenn die Viand 15 relativ dünn ist. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, ist die Führung 82 an einem mechanischen Abstützelement 9o in einem Kessel oder Behälter installiert. Da die entfernbare Sonde Schutzelektroden aufweisen würde, kann das Abstützelement 9o v/irksam wie im Falle der Wand 15 bei der Ausführungsformen der Figuren 13 und 14 geerdet werden. Das mechanische Halterungselement 9o verjüngt sich an seinen Enden, so daß der Einfluß des Halterungselementes 9o auf die Strömung durch einen Strömungskanal auf ein Minimum reduziert ist.It is also possible to form a recessed guide 86 in the wall 15, as shown in FIG. 14, wherein opening 88 through the guide corresponds to the shape of the removable probe. Alternatively, the wall 15 itself can be designed in this way or by molding to have an opening 88 which acts as a recessed guide for the Probe serves as shown in Fig. 14a. In the embodiments of FIGS. 14 and 14a, one particularly wishes limit the strength of the probe if the viand 15 is relatively thin. As shown in FIG. 15, the guide 82 is installed on a mechanical support element 9o in a boiler or container. As the removable probe protective electrodes would have, the support element 9o v / effective as in the case of the wall 15 in the embodiments of the figures 13 and 14 must be earthed. The mechanical support element 9o tapers at its ends, so that the influence of the Retaining element 9o is reduced to a minimum on the flow through a flow channel.

Fig. 16 zeigt eine Sonde der Ausführungsform gemäß Fig. Io und 11, mit der Ausnahme, daß ein gesondertes Heizelement 92 in dem Schichtaufbau hinter der Schutzelektrode 7o, jedoch zwischen den Isolierschichten 72 und 74 eingeschlossen ist. Wenn das Heizelement 92, welches ein geeignetes Widerstandsheizelement sein kann, flexibel ist, kann der gesamte in Fig. 16 gezeigte Aufbau in die Führungen 82 und 86 gemäß Fig. 13, 14 und 15 eingeführt werden, wie dies in Fig. 17FIG. 16 shows a probe of the embodiment according to FIG and 11, with the exception that a separate heating element 92 in the layer structure behind the protective electrode 7o, however is sandwiched between the insulating layers 72 and 74. If the heating element 92, which is a suitable resistance heating element 16 is flexible, the entire structure shown in FIG. 16 can be incorporated into guides 82 and 86 according to FIG Figs. 13, 14 and 15 are introduced as in Fig. 17

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gezeigt ist. Alternativ kann das Heizelement 92 außerhalb und hinter dem laminierten Sondenaufbau in der Längsöffnung 94 einer Führung 96 angeordnet werden.is shown. Alternatively, the heating element 92 may be outside and behind the laminated probe assembly in the longitudinal opening 94 of a guide 96 can be arranged.

Als weitere Variante kann die hintere Schutzelektrode 7o der Sonde gemäß Fig. 1o und 11 insgesamt schlangenförmig ausgebildet sein, so daß man für die Sonde eine Schutzelektroden- und Heizelementkombination erhält. Eine solche schlagenförmige Schutzelektrode 94 ist in Fig. 18 in Verbindung mit einer Wechse!stromquelle 96 gezeigt, die mit der Schutzelektrode 94 über einen Isolationsumformer 97 mit einer niedrigen Kapazitätskoppelung gekoppelt ist. Die Schutzelektrode 94 ist weiterhin mit einer gezeigten Schutzpotentialquelle verbunden. Bei dieser Anwendung soll eine niedrige kapazitive Koppelung eine kapazitive Koppelung mit einer Impedanz bedeuten, die bezüglich der Impedanz der Schutzklemme hoch ist, mit welcher die Schutzelektrode verbunden ist.As a further variant, the rear protective electrode 7o of the probe according to FIGS. 1o and 11 can overall be serpentine be designed so that a protective electrode and heating element combination is obtained for the probe. Such Beat-shaped guard electrode 94 is connected in FIG shown with an alternating current source 96, which with the protective electrode 94 is coupled via an insulation converter 97 with a low capacitance coupling. the Protective electrode 94 is also connected to a source of protective potential shown. In this application, a low capacitive coupling means capacitive coupling with an impedance which is relative to the impedance of the Protective terminal to which the protective electrode is connected is high.

Die Kapazität über die Außenisolation einer erfindungsgemäßen Sonde soll der Kapazität entsprechen, die von der Sonde gemessen wird, da die Flüssigkeit oder die Materialien, deren Pegel zu messen ist, im wesentlichen leitend sind. Somit erzeugt' jede Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Isolation abhängig von der Temperatur einen Fehler. Um dies zu vermeiden, haben die in den Figuren 1o und 11 gezeigten Sonden eine Kompensationselektrode 98, die unter dem unteren Ende der Sondenelektrode 66 angeordnet und gegenüber der Schutzelektrode durch einen geeigneten Abstand isoliert ist, was durch ein entsprechendes Ätzen der leitenden Folie er reicht werden kann, welche die vorderen Schutzelektroden und die Sondenelektrode 66 bildet. Durch Messen der Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Außenisolation 72, die in Pig. 19nnicht gezeigt ist, und durch Verwendung dieses Ergebnisses derart, daß die Messung der Kapazität über die Isolation 72, die neben der Sondenelektrode 66 unter dem Pegel der The capacitance across the external insulation of a probe according to the invention should correspond to the capacitance which is measured by the probe, since the liquid or the materials, the level of which is to be measured, are essentially conductive. Thus, any change in the dielectric constant of the insulation, depending on the temperature, creates an error. To avoid this, the probes shown in FIGS. 10 and 11 have a compensation electrode 98 which is arranged below the lower end of the probe electrode 66 and is isolated from the protective electrode by a suitable distance, which can be achieved by appropriate etching of the conductive foil which forms the front guard electrodes and the probe electrode 66 . By measuring the change in the dielectric constant of the outer insulation 72, which is described in Pig. 19n is not shown, and by using this result such that the measurement of the capacitance across the insulation 72 adjacent to the probe electrode 66 is below the level of the

60982S/0912 , _ 60982S / 0912, _

. GRJGiNAL. GRJGiNAL

leitenden Flüssigkeit liegt, kompensiert und korrigiert wird, kann man genaue Messungen des Flüssigkeitspegels erhalten. Die kompensierende Sondenelektrode 98 ist in einer Position angeordnet, die immer unter der Flüssigkeit in dem Behälter oder Strömungskanal bleibt.conductive liquid is compensated and corrected, you can get accurate measurements of the liquid level obtain. The compensating probe electrode 98 is placed in a position that is always under the liquid remains in the container or flow channel.

Eine Sonde, wie sie in den Figuren 1o und 11 gezeigt ist, kann außerhalb des Strömungskanals vorgeeicht und dann in den Strömungskanal zurückgebracht und an der geeigneten Stelle leicht montiert werden. Wie aus Fig. 2o zu ersehen ist, hat eine Installiervorrichtung an der Wand des Strömungskanals eine Basisplatte 1oo, welche einen Haltebügel Io2 an einem Gewindezapfen 1o4 trägt. Der Bügel 1o2, der mittels einer geeigneten Einrichtung an dem oberen Ende der Sonde 1o6 befestigt ist, kann von dem Zapfen 1o4 durch Entfernen einer Flügelmutter 1o8 leicht abgenommen v/erden. Wenn die Sonde 1o6 aus dem Strömungskanal einmal entfernt ist, kann sie in jedem geeigneten Eichbehälter so eingebracht werden, daß ein geeigneter Null-Pegel eingestellt wird. Die Sonde 1o6 mit dem Haltebügel 1o2 kann dann auf den Zapfen 1o4 zurückgebracht und auf dem geeigneten Null-Pegel dadurch positioniert werden, daß die Muttern 11o in die entsprechende Stellung auf dem Zapfen 1o4 gebracht werden. Dann kann die Flügelmutter 1o8 an dem Zapfen 1o4 so befestigt werden, daß der Bügel 1o2 in der entsprechenden Stellung festgeklemmt, wird. Um das Positionieren der Sonde 1o6 in der Null-Pegel-Position zu erleichtern, können geeignete Indizes, wie sie an der Sonde der Figuren 4 und 7 gezeigt sind, benutzt werden. Die Basisplatte 1oo der Halterungseinrichtung kann an der Wand 15 durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise durch einen Gewindebolzen 112 befestigt werden. Die Sonde 1o6 erstreckt sich in eine Führung 114 mit einer gekrümmten Längsnut. Die Sonde 1o6 muß deshalb flexibel genug sein, um dieser Nut folgen zu können, wenn sie in die Führung eingebracht wird. Um zu gewährleisten, daß die Sonde 1o6 bezüglich der Wand 15 nicht angehoben oder abgesenkt *wird, ist eineA probe, as shown in Figures 10 and 11, can be pre-calibrated outside the flow channel and then in brought back the flow channel and easily mounted in the appropriate location. As can be seen from Fig. 2o is, an installation device on the wall of the flow channel has a base plate 1oo which has a retaining bracket Io2 carries on a threaded pin 1o4. The bracket 1o2, which by means of suitable means at the upper end of the Probe 1o6 is attached, can be easily removed from the pin 1o4 by removing a wing nut 1o8. if Once the probe 106 has been removed from the flow channel, it can be placed in any suitable calibration container that a suitable zero level is set. The probe 1o6 with the retaining bracket 1o2 can then be placed on the pin 1o4 returned and positioned at the appropriate zero level by inserting the nuts 11o into the corresponding Position on the pin 1o4 are brought. Then the wing nut 1o8 can be attached to the pin 1o4 so that that the bracket 1o2 is clamped in the corresponding position. About positioning the probe 1o6 in the zero level position To facilitate this, suitable indices such as those shown on the probe of Figures 4 and 7 may be used. The base plate 1oo of the mounting device can be attached to the wall 15 by suitable devices, for example by a threaded bolt 112 can be attached. The probe 1o6 extends into a guide 114 with a curved one Longitudinal groove. The probe 1o6 must therefore be flexible enough to be able to follow this groove when it is introduced into the guide will. To ensure that the probe 1o6 is not raised or lowered * with respect to the wall 15, a

609826/0912609826/0912

ORiGiNAL INSPECTEDORiGiNAL INSPECTED

- 3ο -- 3ο -

-Drahtsicherung vorgesehen, die sich zwischen dem Bügel 1o2 und der untersten Mutter 11o sowie durch öffnungen in dem Bügel 1o2 erstreckt.-Wire fuse is provided, which extends between the bracket 1o2 and the lowermost nut 11o and through openings in the Bracket 1o2 extends.

Wie vorstehend erwähnt, ist eine Sonde oft so anzubringen, daß sie der Krümmung einer Wand in einem Strömungskanal oder einem anderen Behälter entspricht. Wenn die Sonde jedoch der Krümmung der Wand in einem Strömungskanal folgt, muß die Sonde gegenüber einer Sonde, die sich vertikal erstreckt, anders ausgebildet sein. So ist beispielsweise eine spezielle Ausbildung einer Sonde erforderlich, die bündig an der Wand eines kreisförmigen Rohres angebracht ist, wie dies in Fig. 21a gezeigt ist. Die Sonde 12o erstreckt sich dabei über eine Hälfte des Rohres 122. Die Höhe H der Flüssigkeit in der Rohr entspricht der untergetauchten Länge H1. Der Radius des Rohres ist R. Der Mengenstrom durch das Rohr kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:As noted above, it is often necessary to mount a probe to match the curvature of a wall in a flow channel or other container. However, if the probe follows the curvature of the wall in a flow channel, the probe must be designed differently from a probe that extends vertically. For example, a special design of a probe is required which is attached flush to the wall of a circular tube, as shown in FIG. 21a. The probe 12o extends over half of the tube 122. The height H of the liquid in the tube corresponds to the submerged length H 1 . The radius of the pipe is R. The mass flow through the pipe can be expressed by the following equation:

Q = K4H* (4)Q = K 4 H * (4)

wobei K. eine Konstante ist und die Breite der Sonde durch folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:where K. is a constant and the width of the probe can be expressed by the following equation:

b = K5H*""1 b = K 5 H * "" 1

wobei K5 eine Konstante ist und die Beziehung zwischen H und H. für ein kreisförmiges Rohr gilt:where K 5 is a constant and the relationship between H and H. for a circular tube is:

• τ?—tr• τ? —Tr

r Arc cos. C-r Arc cos. C-

H1 =| ^- I 2 TTR (5)H 1 = | ^ - I 2 TTR (5)

In ähnlicher Weise kann bei einem sogenannten "Leopold Logco"-Gerinne, wie es in Fig. 21b gezeigt ist, wobei H die Höhe des Stroms über dem Null-Pegel und H1 die Länge der von dem StromSimilarly, in a so-called "Leopold Logco" flume, as shown in Fig. 21b, where H is the height of the flow above the zero level and H 1 is the length of the flow

809828/0912809828/0912

. ORIGINAL INSPECTED rf' ". ORIGINAL INSPECTED rf '"

bedeckten Sonde darstellt, der Mengenstrom durch folgende -Gleichung ausgedrückt werden:covered probe represents the mass flow through the following -Equation can be expressed:

Q= K6HQ = K 6 H

1,5471.547

(6)(6)

wobei K, eine Konstante ist und die Breite der Sonde durch οwhere K, is a constant and is the width of the probe through ο

folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:the following equation can be expressed:

b = K7H0'547 .b = K 7 H 0 ' 547 .

wobei K- eine Konstante ist und für die Höhe H1 unter den geraden Wänden des Gerinnes gilt:where K- is a constant and the following applies to the height H 1 under the straight walls of the channel:

Are cosAre cos

2TR2TR

36o36o

(7)(7)

Nimmt man an, daß der halbkreisförmige Teil des Gerinnes einen Radius von 7,5 cm (3") und die Breite b der Sonde .2,5 cm (1") bei einer Höhe H von 12,5 cm (5") hat, so ergeben sich für die Sonde folgende Werte:Assume that the semicircular part of the flume has a radius of 7.5 cm (3 ") and the width b of the probe .2.5 cm (1") with a height H of 12.5 cm (5 "), so the following values result for the probe:

H- inThere iumium W1InW 1 in (inch)(inch) mmmm (inch)(inch) OO (Q)(Q) 00 (0)(0) 3,613.61 (ο.142)(ο.142) 7,627.62 (o.3o)(o.3o) 6,916.91 (ο.272)(ο.272) 14,9914.99 (o.59)(or 59) 1o,341o, 34 (o.4o7)(o.4o7) 28,4528.45 (U 12)(U 12) 13,1113.11 (ο.516)(ο.516) 41,6641.66 (1.64)(1.64) 14,7814.78 (ο.582)(ο.582) 54,6154.61 (2.15)(2.15) 17,3717.37 (ο.684)(ο.684) 67,3167.31 (2.65)(2.65) 19,2319.23 (Ο.757)(Ο.757) 8o,o18o, o1 (3.15)(3.15) 21,5921.59 (ο,85)(ο, 85) 1o5,411o5.41 (.4.15)(.4.15) 25,4o25.4o (1.O)(1.O) 130,81130.81 (5.15)(5.15)

609826/0912609826/0912

ORIGfNAL INSPECTEDORIGfNAL INSPECTED

Dies kann mit der Charakterisierung einer geraden Sonde in einem sogenannten Leopold Logco-Gerinne ausgehend von folgenden Werten verglichen werden:This can be done by characterizing a straight probe in a so-called Leopold Logco channel can be compared based on the following values:

H inThere mmmm (inch)(inch) mmmm W inW in (inch)(inch) 00 (O)(O) OO (O)(O) 6,356.35 (O.25)(O.25) 4,934.93 (O.194)(O.194) 12,7o12.7o (O.5)(O.5) 7,197.19 (O.283)(O.283) 25,4o25.4o (1.O)(1.O) Ίο,52Ίο, 52 (O.414)(O.414) 38,1o38.1o (1.5)(1.5) 13,1413.14 (O.517)(O.517) 5o,8o5o, 8o (2.O)(2.O) 15,3715.37 (o.6o5)(o.6o5) 63,5o63.5o (2.5)(2.5) 17,3717.37 (O.684)(O.684) 76,2o76.2o (3.O)(3.O) 19,2219.22 (O.757)(O.757) 1o1,601o1.60 (4.O)(4.O) 21,5921.59 (O.85)(O.85) 127,oo ·127, oo (5.O)(5.O) 25,4o25.4o (1.O)(1.O)

Um auf einfache Weise zu erkennen, daß die Eigenschaften verschieden sind, kann die Beziehung zwischen H und W und H1 und W1 wie nachstehend gezeigt normalisiert v/erden;To easily see that the characteristics are different, the relationship between H and W and H 1 and W 1 may be normalized as shown below;

H inThere . mm. mm (inch)(inch) mmmm W inW in (inch)(inch) OO (O)(O) OO (O)(O) 1,271.27 (o.o5o)(o.o5o) 4,914.91 (O.194)(O.194) 2,542.54 (0.I00)(0.I00) 7,197.19 (O.283)(O.283) 5,o85, o8 (0.200)(0.200) 1o,521o, 52 (O.414)(O.414) 7,627.62 (o.3oo)(or 300) 13,1413.14 (O.517)(O.517) 1o,161o, 16 (0.400)(0.400) 15,3715.37 (o.6o5)(o.6o5) 12,7o12.7o (0.500(0.500 17,3717.37 (O.684)(O.684) 15,2415.24 (0.600)(0.600) 19,2219.22 (O.757)(O.757) 2o,322o, 32 (o-83o)(o-83o) 21,5921.59 (o.85o)(or 85o) 25,4o25.4o (Loo)(Loo) 25,4o25.4o
(1.000)

(1,000)

609826/0912609826/0912

H1 H 1 mmmm inin (inch)(inch) OO (O)(O) 1,471.47 (o.o58)(o.o58) 2,922.92 (Ο.115)(Ο.115) 5,515.51 (Ο.217)(Ο.217) 8.o88.o8 (o.318)(or 318) 1o,591o, 59 (o.417)(o.417) 13,o813, o8 (o.515)(o.515) 15.5415.54 (Ο.612)(Ο.612) 2o,712o, 71 (0.806)(0.806) 25,4o25.4o . (Loo). (Loo)

25558172555817 inin (inch)(inch) W1 W 1 (0)(0) ramR.A.M (Ο.142)(Ο.142) 00 (Ο.272)(Ο.272) 3,613.61 (o.4o7)(o.4o7) 6,916.91 (Ο.516)(Ο.516) 1o,341o, 34 (Ο.582)(Ο.582) 13,1113.11 (Ο.684)(Ο.684) 14,7814.78 (Ο.757)(Ο.757) 17,3717.37 (o.85o)(or 85o) 19,2319.23 (1.000)(1,000) 21,5921.59 25,4o25.4o

Fig. 22 zeigt eine Schaltung, in welcher die Kapazität zwischen den Sondenelektroden, beispielsweise zwischen der Sondenelektrode 66 der Figuren 1o und 11, und Erde bzw. Masse geraessen wird. Die Schaltung hat einen HF-Oszillator 13o mit fester Frequenz, der eine Brückenschaltung 132 über einen Transformator 134 treibt bzw. steuert, dessen Sekundärwicklung eine Seite der Brücke 132 bildet. Die von der Sondenelektrode erfaßte Kapazität wird durch einen variablen Kondensator 136 dargestellt, der zwischen einen Kondensator 138 und Masse bzw. Erde geschaltet ist. Jede Änderung an dem Kondensator 136, welche die Änderung des zu messenden Flüssigkeitspegels darstellt, werzeugt ein Signal parallel zu einem Spann- bzw. Überbrückungskondensator 14o. Das Signal parallel zu diesem Kondensator 14o kann einem Verstärker 142 zur Erzeugung eines Schutzpotentials und einer Ausgangsklemme 144 zugeführt werden, wobei dieses Potential gleich dem Potential der Sondenelektrode ist.Fig. 22 shows a circuit in which the capacitance between the probe electrodes, for example between the Probe electrode 66 of Figures 10 and 11, and earth or ground is eaten. The circuit has a fixed frequency RF oscillator 13o that connects a bridge circuit 132 through a Transformer 134 drives or controls, the secondary winding of which forms one side of the bridge 132. The one from the probe electrode sensed capacitance is represented by a variable capacitor 136 connected between a capacitor 138 and ground or earth is connected. Any change in the capacitor 136 that is the change in the liquid level being measured represents, wert a signal in parallel to a voltage or bypass capacitor 14o. The signal in parallel with this capacitor 14o, an amplifier 142 for generating a protective potential and an output terminal 144 are supplied, this potential being the same is the potential of the probe electrode.

In manchen Fällen kann die Schutzelektrode auf ein Potential getrieben werden, welches nicht zu jedem Zeitpunkt gleich dem Potential der Sondenelektrode ist. Dies kann dadurchIn some cases the protective electrode can be driven to a potential which is not the same at all times is the potential of the probe electrode. This can be done by

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_ "54 -_ "54 -

erreicht werden, daß die Verbindung öes Überbrückungskondensators 14o und der Sekundärwicklung des Transformators 134 mit der Schutzelektrode an einer Ausgangsklemme 148 verbunden werden. Das Potential an der Klemme 148 ist gleich dem Potential an der Sondenelektrode, wenn sich die Brücke im Gleichgewicht befindet. Bei der in Fig. 23 gezeigten Schaltung erhält man das Potential für die Schutzelektrode an der Ausgangsklemme 15o eines Verstärkers 152, der peirallel zur Sondenelektrode 136 geschaltet ist.be achieved that the connection öes bridging capacitor 14o and the secondary winding of the transformer 134 with the protective electrode at an output terminal 148 get connected. The potential at terminal 148 is equal to the potential at the probe electrode when the bridge is in place is in equilibrium. In the circuit shown in Fig. 23, the potential for the guard electrode is obtained at the output terminal 15o of an amplifier 152, the parallel is connected to the probe electrode 136.

Wenn die Sonde eine kompensierende Elektrode 98, wie sie in der Sonde von Fig. 19 gezeigt ist, aufweist, muß eine zusätzliche Schaltung vorgesehen werden, damit man ein kompensiertes Ausgangssignal erhält. Eine solche Schaltung ist in Fig. 24 gezeigt, in welcher eine Sondeneinheit 154 die in Fig. 22 gezeigte Schaltung darstellt. Das Ausgangssignal aus der Sondeneinheit 154 stellt das Signal parallel zum Überbrückungskondensator 14o dar. Eine ähnliche Schaltung, bei v/elcher die gemessene Sondenkapazität 136 durch die Kapazität zwischen der kompensierenden Elektrode 98 der , Sonde von Fig. 19 und Masse ersetzt wird, ist als kompensierende Einheit 156 in Fig. 24 gezeigt. Das Ausgangssignal aus der Sondeneinheit 154 und das Ausgangssignal aus der kompensierenden Einheit 156 werden dann einem Teiler 158 zugeführt, der ein kompensiertes Ausgangssignal erzeugt, welches von Änderungen der Dielektrizitätskonstanten der äußeren Sondenisolation nicht beeinträchtigt ist.If the probe has a compensating electrode 98 such as that shown in the probe of FIG additional circuitry can be provided so that a compensated output signal is obtained. One such circuit is 24, in which a probe unit 154 represents the circuit shown in FIG. The output signal from the probe unit 154 represents the signal in parallel with the bypass capacitor 14o. A similar circuit, at v / elcher the measured probe capacitance 136 by the capacitance between the compensating electrode 98 of FIG , Probe of FIG. 19 and ground is shown as compensating unit 156 in FIG. The output signal from the probe unit 154 and the output signal from the compensating unit 156 then become a divider 158 which generates a compensated output signal, which is not affected by changes in the dielectric constant of the outer probe insulation.

Im vorstehenden wurde die Bedeutung der vorderen Schutzelektroden oder frontalen Abschnitte der Schutzelektrode herausgestellt. Die hintere. Schutzelektrode oder der hintere Abschnitt der Schutzelektrode ist jedoch ebenfalls von beträchtlicher Bedeutung, wie aus dem nachstehenden Zahlenbeispiel für die Sonde gemäß Fig. 25 hervorgeht. Die Sonde hat eine äußere Isolation 16o mit einer Kapazität C . DieThe foregoing has emphasized the importance of the front guard electrodes or frontal sections of the guard electrode exposed. The rear. However, the protective electrode or the rear section of the protective electrode is also of of considerable importance, as can be seen from the following numerical example for the probe according to FIG. The probe has an outer insulation 16o with a capacitance C. the

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Isolierung 16o deckt die Sondenelektrode 162 ab. Die Innenisolation 164 trennt die Sondenelektrode 162 von einer Schutzelektrode 166, wobei die Kapazität C die Kapazität über der Isolation 164 darstellt. Eine hintere Isolation 168 bedeckt die Schutzelektrode 166. Wie in Fig. 25 ebenfalls gezeigt ist, beträgt die Stärke über der IsolationInsulation 16o covers the probe electrode 162. The inner insulation 164 separates the probe electrode 162 from a protective electrode 166, the capacitance C being the capacitance over the insulation 164. A rear insulation 168 covers the protective electrode 166. As in FIG. 25, too shown, the thickness is above the insulation

16o d und die Stärke über der Isolation 164 d, . a b16o d and the thickness over the insulation 164 d,. away

Die Sonde von Fig. 25 soll Flüssigkeitspegel in einem Parshall-Gerinne messen. Die Sonde hat eine aktive Länge von etwa 61o im (24"). Die Sonde ist gerade und hat eine Breite von 25,4 mm (1").The probe of Fig. 25 is intended to measure liquid levels in a Parshall flume. The probe has an active length of about 61o in (24 "). The probe is straight and has a 25.4mm (1 ") wide.

Für eine solche Sonde ergibt sich eine Kapazität zuFor such a probe there is a capacitance to

K8AKq AKq K 8 AK q AK q

C = -2—Ξ. = 6,97—- (Ο.235") (8)C = -2 - Ξ. = 6.97—- (Ο.235 ") (8)

wobei C die Kapazität in pFwhere C is the capacity in pF

K0 eine KonstanteK 0 a constant

A die Fläche in ram (sq inch)A is the area in ram (sq inch)

d der Abstand in mm (inch) Κ- die Dielektrizitätskonstante der Isolierung sind.d is the distance in mm (inch) Κ- the dielectric constant of the Isolation are.

Die Dielektrizitätskonstante Kg des Materials soll 2,5, die Stärke d und d, der Isolation 16o und 164 o,5o8 mm (o.o2o") betragen. Aus dem vorstehenden läßt sich die Kapazität C durch folgende Gleichung berechnen: aThe dielectric constant K g of the material should be 2.5, the thickness d and d of the insulation 16o and 164 o.5o8 mm (o.o2o "). From the above, the capacitance C can be calculated by the following equation: a

Ca = 29,4 L (9)C a = 29.4 L (9)

wobei L die Länge der Sonde ist, die von der Flüssigkeit in dem Gerinne bedeckt wird.where L is the length of the probe covered by the liquid in the flume.

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Die Sonde soll für einen Maximalpegel von 1oo mm (4") benutzt werden, was einer vollen Skalenablesung vonThe probe is intended to be used for a maximum level of 100 mm (4 "), which is a full scale reading of

C = (29,4)· (4) = 117,5 pF (1o)C = (29.4) * (4) = 117.5 pF (1o)

elel

entspricht. Durch ähnliche Berechnungen erhält man für die Kapazität C,is equivalent to. By similar calculations we get for the capacitance C,

η - (Q/235)· (2,5) (1)- (24) b T7 η - (Q / 235 ) · ( 2.5) (1) - (24) b T7

Cb = 7o5 pF (12)C b = 7o5 pF (12)

C, ist die stehende Kapazität der Sonde und größer als C , wie dies vorstehend berechnet wurde, da 61 ο mm (24") derC, is the standing capacitance of the probe and is greater than C, as calculated above, since 61 ο mm (24 ") of the

Sonde zu C, betragen, während nur 1oo mm (4") zu C be Ιο a Probe to C, while only 1oo mm (4 ") to C be Ιο a

tragen. . ■wear. . ■

Nimmt man an, daß die Dielektrizitätskonstante Kg der Isolierung 164 sich um 5 % innerhalb eines Temperaturbereichs von 39 grd (7o°F) ändert, liegt die Änderung von Cfa bei 35,3 pF, was einer Verschiebung von 3o % im Null-Niveau des Systems entsprechen würde. Wenn man den Fehler infolge der stehenden Kapazität auf 3 % halten möchte, müßte die Isolationsstärke d, zehnmal größer sein, so daß C, = 7o,5 pF würde. Eine 5 %-ige Änderung der Dielektrizitätskonstanten Kg würde einen Fehler von 3,5 pF ergeben, was einen Fehler der stehenden Kapazität von etwa 3 % darstellen würde.Assuming that the dielectric constant K g of the insulation 164 changes 5% over a temperature range of 39 degrees (70 ° F), the change in C fa is 35.3 pF, which is a 3o% shift in the zero- Level of the system. If you want to keep the error due to the standing capacitance at 3%, the insulation thickness d, would have to be ten times greater, so that C, = 70.5 pF. A 5% change in the dielectric constant K g would result in an error of 3.5 pF, which would represent an error in standing capacitance of about 3%.

Wenn deshalb die Schutzelektrode 166 auf Massenpotential gebracht wird, gibt es eine Grenze, wie dünn die Sonde gemacht werden kann. Bei dem vorstehenden Zahlenbeispiel -würde die Sonde auf eine Stärke von 6,35 mm (o,25")Therefore, when the guard electrode 166 is brought to ground potential, there is a limit to how thin the probe is can be made. In the numerical example above - the probe would be adjusted to a thickness of 6.35 mm (0.25 ")

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begrenzt sein. Wenn die aktive Länge der Sonde größer wäre, müßte darüber hinaus die Sonde auch dicker sein. Eine Stärkenzunahme der Sonde ist jedoch dann unerwünscht, wenn die Sonde bündig an der Viand eines Gerinnes oder eines Behälters angebracht werden soll, um so die Störung der Strömung durch den Behälter oder das Gerinne auf ein Minimum zu reduzieren. Durch Treiben der Schutzelektrode 166 auf das Schutzpotential fällt jedoch die Kapazität C. aus der Meßgleichung heraus und die Sonde kann so dünn gemacht werden, wie dies die spezielle Anwendung erfordert. Die Verwendung einer hinteren Schutzelektrode ist dann besonders wichtig, wenn der Schutz entfernbar in einer Führung angeordnet ist, da es nicht möglich ist, ein Ansammeln von Flüssigkeit hinter der Sonde in einer solchen Führung zu verhindern.be limited. In addition, if the active length of the probe were greater, the probe would also have to be thicker. An increase in strength However, the probe is undesirable if the probe is flush with the viand of a channel or container should be installed so as to reduce the disturbance of the flow through the container or the channel to a minimum. By driving the protective electrode 166 to the protective potential, however, the capacitance C. drops out of the measurement equation and the probe can be made as thin as the particular application requires. The use of a rear guard electrode is particularly important when the protection is removably arranged in a guide, as it is not possible is to prevent an accumulation of liquid behind the probe in such a duct.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sonde ist in Fig. 26 gezeigt. Diese Ausführungsform hat wiederum einen Schichtaufbau mit einer Sondenelektrode 2oo, einer vorderen Schutzelektrode 2o2 und einer hinteren Schutzelektrode 2o4. Die Elektroden sind innerhalb einer Isolierung eingekapselt, die ein wärmehärtbares Isoliermaterial 2o8 aufweist, welches Druckkräfte auf die Sondenelektrode 2oo ausübt.Another embodiment of a probe according to the invention is shown in FIG. Again, this embodiment has a layer structure with a probe electrode 2oo, a front protective electrode 2o2 and a rear protective electrode 2o4. The electrodes are encapsulated within an insulation which comprises a thermosetting insulating material 2o8, which exerts pressure forces on the probe electrode 2oo.

Die Sondenelektrode 2oo und die Schutzelektroden 2o2 und 2o4 haben eine Vielzahl von öffnungen, die von einem Drahtnetz 2Io gebildet werden, welches etwas vergrößert in Fig. 27 gezeigt ist. Durch Verwendung eines wärmehärtbaren Materials für die Isolation 2o8, welches beim Abkühlen schrumpft, und durch die Vielzahl von öffnungen 212 in dem Netz 21o, wie es in Fig. 28 gezeigt ist, werden über die Oberflächen der Sondenelektrode 2oo, 2o2 und 2o4 einschließlich der Oberfläche an den öffnungen kompressive Kräfte bzw. Druckkräfte ausge-The probe electrode 2oo and the protective electrodes 2o2 and 2o4 have a large number of openings, which are made of a wire mesh 2Io are formed, which is somewhat enlarged in FIG. 27 is shown. By using a thermosetting material for the insulation 2o8, which shrinks when it cools, and through the plurality of openings 212 in the mesh 21o, like it shown in Fig. 28 are over the surfaces of the probe electrode 2oo, 2o2 and 2o4 including the surface compressive forces or pressure forces exerted at the openings

2 übt. Diese Druckkräfte überschreiten 7 kp/cm (1oo psi) bei der2 practices. These compressive forces exceed 7 kgf / cm (100 psi) at the

2 Oberfläche und vorzugsweise 35 kp/cm (5oo psi) unter normalen Betriebsbedingungen.2 surface and preferably 35 kp / cm (500 psi) below normal operating conditions.

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Bei dem in den Figuren 26 bis 28 gezeigten Sondenaufbau ist jedes Drahtnetz 21ο von Isoliermaterial so umgeben, daß es mechanisch jeden Draht in dem Netz 21o greift. DasIn the probe structure shown in FIGS each wire mesh 21ο is surrounded by insulating material in such a way that that it mechanically grips every wire in the net 21o. That

heißt mit anderen Worten, daß alle Zwischenräume zwischen den Maschen 21 ο mit dem Isoliermaterial gefüllt sind. Dadurch wird gewährleistet, daß Wasser oder eine andere Flüssigkeit, deren Mengenstrom oder Tiefe gemessen werden soll, sich nicht in Taschen oder Hohlräumen in der Nähe der Sondenelektrode 2oo sammeln kann. JCede Ansammlung von Wasser angrenzend an die Sondenelektrode 2oo würde die Kalibrierung der Sonde ändern, da die Dielektrizitätskonstante von Wasser das 8o-fache der Dielektrizitätskonstanten von Luft beträgt.in other words, that all spaces between the meshes 21 o are filled with the insulating material. This ensures that water or another liquid, its flow rate or depth are measured should not be able to collect in pockets or cavities near the probe electrode 2oo. JCede collection of Water adjacent to the probe electrode 2oo would change the calibration of the probe since the dielectric constant of water is 8o times the dielectric constant of air.

Der mechanische Eingriff und die Druckkräfte um die Drähte der Maschen 21 ο herum wird erreicht, wenn das wärmehärtbare Material'sich um die Drähte des Netzes 21 ο herum zusammenzieht, wenn die Sonde nach dem Wärmehärten gekühlt wird. Bei einer speziellen Ausfuhrungsform ist das Isoliermaterial ein thermoplastisches Material, welches durch die Öffnungen 212, die von dem Netz 21 ο gebildet werden, zum Zeitpunkt der Wärmehärtung eine Schmelzbindung herbeiführt. "Anschließend wird das thermoplastische Material gekühlt, um die Druckkräfte zu erzielen. Für die Verwendung als thermoplastische Isolation 2o8 wird als thermoplastisches Material Polyvinylidenfluorid (Kynar) besonders bevorzugt. Es können jedoch auch andere Fluorkohlenstoffharze benutzt werden, zu denen beispielsweise FEP (fluoriertes Äthylenpropylen) gehört.The mechanical engagement and the compressive forces around the wires of the meshes 21 o around is achieved when the thermosetting Material is tightening around the wires of the net 21 ο, when the probe is cooled after heat setting. In a special embodiment, the insulating material is a thermoplastic material, which through the openings 212, which are formed by the network 21 o, for Time of heat curing brings about a fusion bond. "The thermoplastic material is then cooled in order to achieve the compressive forces. For use as a Thermoplastic insulation 2o8 is particularly preferred as the thermoplastic material polyvinylidene fluoride (Kynar). However, other fluorocarbon resins can also be used, including, for example, FEP (fluorinated ethylene propylene) heard.

Es hat sich gezeigt, daß das Umklammern der Drähte in dem Netz 21 ο dadurch auf ein Maximum gebracht werden kann, daß eine Vielzahl von im wesentlichen im gleichen Abstand angeordneten öffnungen sich über der Länge und Breite der Sondenelektrode 2oo sowie über die Schutzelektroden 2o2 und 2o4 erstreckt. Dabei ist wesentlich, daß jeder Faden oderIt has been shown that the clasping of the wires in the network 21 ο can be brought to a maximum in that a plurality of substantially equally spaced openings extend over the length and width of the Probe electrode 2oo and extends over the protective electrodes 2o2 and 2o4. It is essential that each thread or

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Draht von einer entsprechenden Isolationsmenge umgeben wird. Es hat sich gezeigt, daß die mittlere maximale Querschnittsabmessung d der öffnungen mehr als 1o % des mittleren Durchmessers des minimalen Abstandes d der Drähte zwischen den Öffnungen in der Sondenelektrode sein soll. Darüber hinaus ist es wesentlich, daß der Abstand d zwischen benachbarten öffnungen bezogen auf die Stärke der Isolation nicht zu groß wird. Die Stärke t. der Isolation, gemessen von der Sondenelektrode zur Außenseite der Sonde, soll deshalb mehr als Io % des Abstandes d betragen. Vorzugsweise ist die Stärke t. größer als d , wobei das Optimum erreicht wird, wenn t.i 2d ist, so daß ein gutes mechanisches Umfassen an der Elektrode erzeugt wird. Um das eigentliche HF-Feld an der Elektrode sicherzustellen, soll die minimale Querschnittsabmessung d der öffnungen nicht mehr als das Zweifache der Stärke t. der Isolation betragen. Schließlich hat sich gezeigt, daß durch Vermeidung scharfer Kanten oder Ecken an den öffnungen in den Elektroden ein besseres mechanisches Umgreifen an der Elektrode erreicht wird. Aus diesem Grund benutzt man vorzugsweise als Elektrode ein Drahtnetz, wie es in den Figuren 26 bis 28 gezeigt ist, da die öffnungen von Litzen oder Fäden des Netzes gebildet werden, die im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt haben.Wire is surrounded by an appropriate amount of insulation. It has been shown that the mean maximum Cross-sectional dimension d of the openings more than 1o% of the mean diameter of the minimum distance d of Wires should be between the openings in the probe electrode. In addition, it is essential that the distance d between adjacent openings is not too large in relation to the strength of the insulation. The strength t. the isolation, measured from the probe electrode to the outside of the probe, should therefore be more than Io% of the distance d. Preferably the strength is t. greater than d, the optimum being reached when t.i is 2d such that a good mechanical grip on the electrode is produced. To ensure the actual HF field on the electrode, the minimum cross-sectional dimension d of the openings should not be more than twice the thickness t. the Isolation. Finally, it has been shown that by avoiding sharp edges or corners at the openings in a better mechanical grip around the electrode is achieved. For this reason it is preferable to use a wire mesh as an electrode, as shown in FIGS. 26 to 28, since the openings of the strands or threads of the network are formed which have a substantially circular cross-section.

In den Figuren 29 bis 31 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei welcher eine Vielzahl von öffnungen 214 in einer Sondenelektrode 216 und in Schutzelektroden 218 ausgebildet sind. Die Isolation 22o bildet wieder ein sich durch die öffnungen 214 erstreckendes Kontinuum, wie dies in Fig. 3o gezeigt ist.'In FIGS. 29 to 31 there is a further embodiment in which a plurality of openings 214 are formed in a probe electrode 216 and in protective electrodes 218 are. The insulation 22o again forms a continuum extending through the openings 214, like this is shown in Fig. 3o. '

Die öffnungen in der Sondenelektrode 216 und in den Schutzelektroden 218 werden jedoch nicht von einem Drahtnetz sondern durch Ätzen leitender Folien gebildet, welche die Sondenelektrode 216 und die Schutzelektroden 218 bilden.The openings in the probe electrode 216 and in the protective electrodes 218 are not formed by a wire mesh but by etching conductive foils, which the Probe electrode 216 and guard electrodes 218 form.

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Wie aus Fig. 3o zu ersehen ist, führt diese Ätzung zu einer natürlichen Abrundung des Metalls an den Rändern der Öffnungen 214, V7odurch ein maximales mechanisches Spannen erreicht wird. Der geeignete Abstand d , die Stärke t. und die Öffnungsabmessung d werden durch bekannte phototechnische Verfahren, wie sie bei der Herstellung gedruckter Schaltungen verwendet werden, genau eingestellt. Vorzugsweise sind die Abmessung d und die Stärke t wenigstens gleich 25% des Abstandes d , wobei keine Abrundung an den öffnungen angenommen wird, und vorzugsweise größer als d , wobei das Optimum erreicht wird, wenn d und t. größer als d sind.As can be seen from Fig. 3o, this etching leads to a natural rounding of the metal at the edges of the openings 214, V7o achieved by maximum mechanical tensioning will. The appropriate distance d, the strength t. and the opening dimension d are determined by known phototechnical ones Process as used in the manufacture of printed circuits, precisely adjusted. Preferably they are Dimension d and thickness t at least equal to 25% of the distance d, with no rounding assumed at the openings becomes, and preferably greater than d, the optimum being achieved when d and t. are greater than d.

Das Ätzen der öffnungen 214 kann gleichzeitig mit der Formgebung der Elektroden 216 und 218 erfolgen, wie dies anhand der Figuren 12a bis 12e erläutert wurde. Die Sondenelektrode 216 kann deshalb ähnlich wie die in Fig. 11 gezeigte gebaut sein. Dies gilt auch für die Sonde 2oo und die angrenzende Schutzelektrode 2o2 gemäß Fig. 26, obwohl bei dieser Elektrode die Eigenschaften durch mechanisches Zuschneiden oder Ätzen ebenfalls erreicht werden können.The etching of the openings 214 can be carried out simultaneously with the shaping of electrodes 216 and 218 take place, as has been explained with reference to FIGS. 12a to 12e. The probe electrode 216 can therefore be constructed similarly to that shown in FIG. This also applies to the probe 2oo and the adjacent one Protective electrode 2o2 according to FIG. 26, although the properties of this electrode are obtained by mechanical cutting or Etching can also be achieved.

Die Vorrichtung zum Herstellen der Schxchtstrukturen gemäß Fig. 26 und 29 wird nun anhand von Fig. 32 erläutert. Die Befestigungsvorrichtung weist eine Basisplatte 222 mit einem Kanal 224 für die Aufnahme der Elemente 226 der Sonde auf. über und unter den Elementen 226 sind in dem Kanal 224 Kissen 228 positioniert. Die Kissen haben vorzugsweise eine sehr stark polierte Oberfläche, die einer Oberfläche entspricht, wie sie durch FEP-Teflon geschaffen wird, um so eine glatte laminierte Oberfläche zu erzeugen, welche den Aufbau irgendeines Belags auf der So/ide in starkem Ausmaß verhindert. Unmittelbar über dem oberen Kissen 228 ist ein Einsatz 23o angeordnet, der den Druck auf den Schichtaufbau überträgt.The device for producing the shaft structures according to FIGS. 26 and 29 will now be explained with reference to FIG. 32. the Fastening device comprises a base plate 222 with a channel 224 for receiving the elements 226 of the probe on. Cushions 228 are positioned in channel 224 above and below elements 226. The pillows preferably have one very heavily polished surface, which corresponds to a surface such as is created by FEP Teflon, and so on to create a smooth laminated surface, which will greatly reduce the build-up of any coating on the pad prevented. Immediately above the upper cushion 228, an insert 23o is arranged, which applies the pressure to the layer structure transmits.

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ORJGINAL1N3PECTED ""ORJGINAL1N3PECTED ""

Über der Länge des Schichtaufbaus 226 in der Kammer 222 soll ein gleichförmiger Druck aufgebracht werden. Dies wird durch eine flexible Dichtung 232 erreicht, die sich über dem Einsatz 23o erstreckt, so daß eine im wesentlichen luftdichte Kammer gebildet wird. Die Dichtung 232 ist durch Bolzen 236 abdichtend gehalten, die sich durch Druckdichtungen 234 und die Dichtung 232 in Öffnungen in der Basis 222 erstrecken. Eine Evakuierung der Kammer unter der Dichtung 232 wird über eine Vakuumöffnung 238 in der Basis 222 erreicht.Over the length of the layer structure 226 in the chamber 222 a uniform pressure should be applied. This is achieved by a flexible seal 232 that extends over the Insert 23o extends so that a substantially airtight chamber is formed. The seal 232 is through Bolts 236 held in a sealing manner, which extend through pressure seals 234 and the seal 232 in openings in the Base 222 extend. Evacuation of the chamber under the seal 232 is via a vacuum port 238 in the base 222 reached.

Um den Einschluß irgendwelcher Luftblasen in dem Schichtaufbau 226 zu verhindern, wird die Kammer, in welcher der Aufbau 226 angeordnet ist, evakuiert, bevor jeweils Druck auf den Schichtaufbau 226 aufgebracht wird. Dies wird mittels eines Brückenelementes 24o erreicht, welches an einem Halterungselement 244 durch Bolzen 242 befestigt ist. Das Element 244 ist seinerseits an einem Einsatz 23o mittels Bolzen 245 befestigt. Das Brückenelement 24o wird über der Basis 222 durch Bolzen 246 gehalten, die an einer Druckdichtung 236 zum Anliegen kommen. Wenn die Kammer, in welcher der Schichtaufbau 226 angeordnet ist, über die öffnung 238 evakuiert wird und alle Luftblasen entfernt worden sind, können die Bolzen 242 entfernt werden, so daß das Entfernen der Brücke 24o möglich ist, während der Atmosphärendruck gleichmäßig einen geeigneten Laminierungsdruck auf die Elemente des Aufbaus 226 ausübt. Die gesamte Vorrichtung kann dann in einem Ofen für ein Erwärmen bis zum Gelpunkt des thermoplastischen Isolationsmaterials angeordnet werden, um so die gewünschte Schmelzbindung durch die Vielzahl von öffnungen in den Elektroden der Sonde hindurch zu erreichen.In order to prevent the entrapment of any air bubbles in the layer structure 226, the chamber in which the Structure 226 is arranged, evacuated before each pressure is applied to the layer structure 226. This is done using a bridge element 24o which is attached to a support element 244 by bolts 242. The element 244 is in turn fastened to an insert 23o by means of bolts 245. The bridge element 24o is over the base 222 held by bolts 246 which come to rest against a pressure seal 236. If the chamber in which the Layer structure 226 is arranged, evacuated via the opening 238 and all air bubbles have been removed, For example, the bolts 242 can be removed so that the removal of the bridge 24o is possible while at atmospheric pressure uniformly applies appropriate lamination pressure to the elements of assembly 226. The entire device can then be placed in an oven for heating to the gel point of the thermoplastic insulation material, in order to achieve the desired fusion bond through the large number of openings in the electrodes of the probe.

Fig. 33 zeigt die Elemente eines Sondenaufbaus vor der Laminierung sandwichartig zwischen den Kissen 228 angeordnet, die in dem Kanal 224 der Basis 222 sitzen. Wie man sieht, ist der Kanal 224 noch nicht evakuiert« Außerdem istFig. 33 shows the elements of a probe assembly prior to Lamination sandwiched between pads 228 that sit in channel 224 of base 222. How one sees, channel 224 has not yet been evacuated «Besides, it is

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bisher kein Druck auf die zu laminierenden Elemente ausgeübt worden. Darüber hinaus gibt es Luftspalte zv/ischen jedem Drahtnetz 21ο und den thermoplastischen Bahnen 28o, die die Isolation 2o8 von Fig. 26 bilden. Um zu gewährleisten, daß das Netz 21o in der richtigen Stellung in dem laminierten Aufbau bleibt, kann das Netz 21 ο nach der Ausrichtung angeheftet werden, beispielsweise an der mittleren thermoplastischen Folie 25o.so far no pressure has been exerted on the elements to be laminated been. In addition, there are air gaps between each wire mesh 21ο and the thermoplastic webs 28o that the Form isolation 2o8 of FIG. To ensure that the net 21o is in the correct position in the laminated Structure remains, the network 21 ο can be attached after the alignment, for example on the middle thermoplastic Slide 25o.

Wie in Fig. 34 gezeigt ist, sitzt die Dichtung 232 abdichtend an der Oberseite der Basis 222, so daß eine im wesentlichen luftdichte Kammer in dem Kanal 224 gebildet wird. Um die Bildung von Luftblasen zv/ischen den Komponenten 21o und 25o zu verhindern, trägt das Brückenelernent 24o den Einsatz 23o mittels der Bolzen 246. Die Vorrichtung wird in dem in Fig. gezeigten Zustand solange gehalten, bis die ganze Luft über die Vakuumöffnung 238 abgezogen worden ist.As shown in Fig. 34, the gasket 232 is sealingly seated on the top of the base 222 so that a substantially airtight chamber is formed in the channel 224. To prevent the formation of air bubbles between components 21o and 25o To prevent this, the bridge element 24o carries the insert 23o by means of the bolts 246. The device is in the manner shown in Fig. state shown until all the air has been withdrawn via the vacuum port 238.

Wenn die Luft vollständig aus der Kammer in dem Kanal 224 evakuiert worden ist, wird die Brücke 24o entfernt und der Atmosphärendruck drückt die Elemente der Sonde in eine komprimierte Stellung, wie sie in Fig. 35 gezeigt ist. Der auf die Sondenelemente über den Einsatz 23o ausgeübte Druck tritt vor jeder Erwärmung der Sondenelemente auf. Es hat sich gezeigt, daß es besonders wichtig ist, daß dieser Druck vor dem Erwärmen aufgebracht wird, damit die darauffolgende Aufhebung innerer Spannungen während des Erhitzens nicht zu einer Schrumpfung oder Verformung des Kunststoffs führt. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß der sehr gleichförmige Auf den Einsatz infolge des Atmosphärendrucks aufgebrachte Druck eine Gleichförmigkeit über dem Laminat gewährleistet, indem jedes Schwimmen der verschiedenen Gitterelektroden 21ο verhindert wird. Wenn die Sonde sehr lang ist, wäre dieser gleichförmige Druck mittels mechanischer Einrichtungen nur sehr schwierig zu erzielen. Durch Verwendung des Fluiddrucks, wie er von der Atmosphäre geboten wird, wird die Gleichförmig-, keit des Druckes gewährleistet und man erhält ein gleichförmiges Laminat.When the air has been completely evacuated from the chamber in channel 224, bridge 24o is removed and atmospheric pressure pushes the elements of the probe into a compressed position as shown in FIG. The pressure exerted on the probe elements via the insert 23o occurs prior to any heating of the probe elements. It has been shown that it is particularly important that this pressure is applied before heating so that the subsequent release of internal stresses during heating does not lead to shrinkage or deformation of the plastic. It has also been found that the very uniform pressure applied to the insert as a result of atmospheric pressure ensures uniformity across the laminate by preventing any floating of the various grid electrodes 21 o. If the probe is very long, this uniform pressure would be very difficult to achieve by mechanical means. By using the fluid pressure as is offered by the atmosphere, the Gleichförmig-, pressure ness guarantees and gives a uniform laminate.

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"Die ganze in Fig. 35 gezeigte Vorrichtung, bei welcher der Atmosphärendruck auf den Einsatz 23o drückt, wird dann in eine beheizte Presse oder einen Ofen so eingesetzt, daß eine Schmelzbindung der thermoplastischen Folien durch die öffnungen in den Netzelektroden 21ο eintritt. Die Temperatur des Ofens oder der Presse soll gewährleisten, daß die thermoplastischen Eahnen bzw. Folien 25o eine Temperatur erreichen, die wenigstens gleich der Temperatur des Gelpunkts der thermoplastischen Folien ist. Im Falle von Polyvinylidenfluoridfolien 25o (Kynar) genügt eine Temperatur von 188 C {37o°F), um eine Schmelzbindung durch die Öffnungen in den Netzelektroden 21 ο zu erzielen. Diese Temperatur liegt unter dem Gelpunkt von FEP, der bei 288°C (55o°F) liegt, so daß die Verwendung von FEP als Kissen 228 gewährleistet ist. Wenn jedoch FEP als thermoplastisches Bahnmaterial benutzt wird, muß die Temperatur der Bahnen 288°C betragen oder diese Temperatur überschreiten (55o°F), während die Kissen 228 eine hochgradig polierte Oberfläche eines anderen Materials, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, aufweisen."The whole of the device shown in Fig. 35 in which atmospheric pressure pushes the insert 23o is then placed in a heated press or oven so that a fusion bond of the thermoplastic films occurs through the openings in the network electrodes 21ο. The temperature of the oven or the press should ensure that the thermoplastic materials or foils reach a temperature of 25o which is at least equal to the temperature of the gel point of the thermoplastic films. In the case of polyvinylidene fluoride films 25o (Kynar), a temperature of 188 C {37o ° F) is sufficient to melt a bond through the openings in the Mesh electrodes 21 ο to achieve. This temperature is below the gel point of FEP, which is 288 ° C (55o ° F), so that the use of FEP as a cushion 228 is guaranteed. However, when using FEP as a thermoplastic sheet material the temperature of the tracks must be 288 ° C or exceed this temperature (55o ° F) while the pads 228 have a highly polished surface of a different material, for example made of stainless steel.

In Fig. 36 sind die Bahnen aus thermoplastischem Material 25o und die Netzelektroden 21 ο durch Luft voneinander getrennt im Abstand angeordnet, wie dies bei Fig. 33 gezeigt ist. Bei Fig. 37 ist die Luft evakuiert und der Druck angelegt worden, entsprechend Fig. 35. In Fig. 38 wird dem Aufbau Wärme zugeführt, so daß sich eine Schmelzbindung durch die öffnungen in den Elektroden 21ο ergibt, wodurch das mechanische Angreifen an den Litzen in dem Drahtnetz gewährleistet ist.In FIG. 36, the webs of thermoplastic material 25o and the mesh electrodes 21 o are separated from one another by air spaced as shown in FIG. In Fig. 37 the air is evacuated and the pressure is applied according to FIG. 35. In FIG. 38, heat is applied to the structure so that a fusion bond occurs the openings in the electrodes 21ο, which means that the mechanical attack on the strands in the wire mesh is guaranteed.

unter Benutzung der vorstehenden Maßnahmen' zur Herstellung von laminierten Sonden zeigt sich, daß diese gegen eine Aufspaltung in Schichten besonders widerstandsfähig sind. Auch wenn die Sonde in Wasser bei relativ hohen Temperaturen .eingeführt wird, widersteht die Sonde jeder Aufspaltung inusing the above measures for production Laminated probes show that they are particularly resistant to splitting into layers. Even if the probe is inserted into water at relatively high temperatures, the probe will withstand any splitting into

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Schichten, was sonst zum Ansammeln von Wasser in Lufttaschen in der Nähe der Sondenelektroden führen könnte. Die Flüssigkeit, in welche die Sonde eingeführt wird, muß eine Temperatur haben, die geringer ist als die Härtungstemperatur der Isolation. Deshalb muß bei Temperaturen wärmegehärtet werden, die nicht niedriger als 49°C (12o°F) sind, wobei diese Temperatur die maximale Umgebungstemperatur darstellt, der eine Sonde wahrscheinlich ausgesetzt wird, und vorzugsweise über 1oo°C (212°F), dem Siedepunkt des Wassers. Das heißt mit anderen Worten, daß die Hartungstemperatur des Isolationsmaterials höher sein soll als die Temperatur der Flüssigkeit, in welche die Sonde eingetaucht wird.Layers of what could otherwise cause water to collect in pockets of air near the probe electrodes. The liquid, into which the probe is inserted must have a temperature which is lower than the curing temperature of the Isolation. Therefore, it must be thermoset at temperatures not lower than 49 ° C (120 ° F), which is the temperature represents the maximum ambient temperature a probe is likely to be exposed to, and preferably above 100 ° C (212 ° F), the boiling point of water. That means with In other words, that the hardening temperature of the insulation material should be higher than the temperature of the liquid, into which the probe is immersed.

Die Art und Weise, in welcher die Druckkräfte um die Sondenelektroden herum entwickelt werden, wird im folgenden anhand von Fig. 39 näher erläutert. In dieser Figur ist. ein Einzeldraht 3oo einer Drahtnetzelektrode gezeigt, der von einer Isolation 3o2 umgeben ist. a ist der innere Radius, b der äußere Radius der Isolation 3o2. Wenn P dem inneren radialenThe way in which the compressive forces around the probe electrodes are developed around will be explained in more detail below with reference to FIG. 39. In this figure is. a single wire 3oo a wire mesh electrode is shown, which is surrounded by an insulation 3o2. a is the inner radius, b is the outer radius of the insulation 3o2. If P is the inner radial

2
Druck in kp/cm (psi), wobei der Längsdruck gleich Null ist, Δ a die Änderung des inneren Radius infolge von P, Δ b die Änderung des äußeren Radius infolge von Pf E der Elastizitätsmodul und V das Poissonsche Verhältnis sind, gilt für das in Fig. 39 gezeigte Modell:
2
Pressure in kp / cm (psi), where the longitudinal pressure is zero, Δ a is the change in the inner radius due to P, Δ b is the change in the outer radius due to P f E is the modulus of elasticity and V is Poisson's ratio, applies to the model shown in Fig. 39:

+V) Π1)+ V) Π 1 )


b -a

b -a

= P I (-2^) (21)= PI (-2 ^) (2 1 )

(3f)(3f)

E b -aT E b -aT

b -a 60982670912 . —b -a 60982670912. -

ORIGINAL SNSPEOTBDORIGINAL SNSPEOTBD

Es wird angenommen, daß das durch die Gleichung (41) veranschaulichte Modell den Druck darstellt, der an dem Draht 3oo anliegt, wenn die Isolation 3o2 um den Einzeldraht 3oo herum schrumpft. Das Poissonsche Verhältnis ν kann durch folgende Gleichung ausgedrückt v/erden:It is believed that the illustrated by the equation (4 1) model represents the pressure applied to the wire 3oo when the insulation 3O2 shrinks around the individual wire around 3oo. The Poisson's ratio ν can be expressed by the following equation: v / earth:

wobei G der Scherelastizitätsmodul ist. Das Poissonsche Verhältnis v> kann jedoch auch folgendermaßen ausgedrückt werden:where G is the shear modulus of elasticity. The Poisson's ratio v> however, it can also be expressed as follows:

V = (6·)V = (6)

wobei K der räumliche Elastizitätsmodul ist. Der Nenner von Gleichung (41J ist eine Konstante. Der auf den Draht 2o2 ausgeübte Druck ist deshalb eine Funktion des Produkts der Schrumpfung A a am inneren Radius der Isolation 3o2 und des Elastizitätsmoduls der Isolierung E.where K is the spatial modulus of elasticity. The denominator of equation (4 1 J is a constant. The pressure exerted on wire 2o2 is therefore a function of the product of the shrinkage A a at the inner radius of insulation 3o2 and the modulus of elasticity of insulation E.

In Fig. 4o ist der Druck P gezeigt, der auf den Draht 3oo von der Polyvinylidenfluoridisolierung 3o2 (Kynar) ausgeübt wird, wobei von einer spezifischen Schrumpfung von etwa 1,5 % ausgegangen wird. Die obere Kurve 3o4 des Diagramms zeigt, daß der Druck nahezu linear ansteigt, wenn die Isolation größer wird, jedoch einen Grenzwert zu erreichen beginnt, wenn das Verhältnis von b/a etwa vier ist. Von dem Druck aus gesehen heißt dies, daß es nichts bringen würde, wenn die Isolation dicker als etwa das Dreifache des Radius des Drahtes oder als das 1 1/2-fache des Drahtdurchmessers wäre. Die untere Kurve 3o6 des Diagramms zeigt jedoch deutlich, daß die Zunahme des Verhältnisses von b/a bis zu zwei eine sehr wesentliche Erhöhung des Drucks ergibt, der auf den Draht 3oo durch die Isolation 3o2 ausgeübt wird.In FIG. 4o the pressure P is shown which is exerted on the wire 3oo by the polyvinylidene fluoride insulation 3o2 (Kynar) where a specific shrinkage of about 1.5% is assumed. The upper curve 3o4 of the diagram shows that the pressure increases almost linearly as the insulation increases, but begins to reach a limit value, when the ratio of b / a is about four. From the point of view of the pressure, this means that it would be of no use if the insulation is thicker than about three times the radius of the wire or than 1 1/2 times the wire diameter were. The lower curve 306 of the diagram clearly shows, however, that the increase in the ratio from b / a up to two results in a very substantial increase in the pressure exerted on the wire 3oo through the insulation 3o2.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

255581?255581?

Das Modell des rundes Drahtes zeigt deshalb, daß jede Isolationsstärke einen zwangsweisen Druck auf den Draht solange ausübt, wie eine Schrumpfung der Isolation gegeben ist. Diese Schrumpfung kann, wie vorstehend erläutert wurde, solange aufrechterhalten werden, wie die Isolation bei einer Temperatur gehärtet wird, die höher ist als die maximale Betriebstemperatur. Da jedoch viele thermoplastische Materialien, die für die Vervrendung als Isolation 3o2 besonders geeignet sind, nach einer anfänglichen Spannung entspannen, muß ein Druck in ausreichender Höhe anfänglich aufgebracht werden, um einen entsprechenden Druck und ein Angreifen an dem Draht 3oo auch nach der Entspannung zu gewährleisten.The round wire model therefore shows that any thickness of insulation creates a compulsory pressure on the wire as long as there is a shrinkage of the insulation. This shrinkage can, as explained above as long as the insulation is cured at a temperature higher than that maximum operating temperature. However, since many thermoplastic materials that are suitable for use as insulation 3o2 Are particularly apt to relax after an initial tension, a pressure of sufficient height must be applied initially be applied to a corresponding pressure and a grip on the wire 3oo even after relaxation guarantee.

Anhand von Fig. 41 wird nun auf bahnartige leitende Elektroden Bezug genommen, welche eingeätzte öffnungen haben, so daß ein Elektrodenabschnitt 3o8 verbleibt, der im wesentlichen im Querschnitt rechteckig ist und von dem Isolationsmaterial 31o umgeben wird. Der auf den Elektrodenabschnitt 3o8 ausgeübte Druck, der eine Funktion der Elektrodenstärke ist, ist wegen der rechteckigen Natur des Elektrodenabschnittes 3o8 verschieden von dem Fall, bei welchem ein runder Draht benutzt wird. Insbesondere verhindert die Metallelektrode 3o8 jede wesentliche Bewegung an den Ecken 312 der Elektrode. Außerdem werden die Isolationsmaterialien 31 ο in seitlicher Spannung längs der Flächen 314 und 316 gehalten, wie dies durch die Pfeile 318 bzw. 32o gezeigt ist. Wegen der seitlichen Spannung, die durch die Pfeile 318 und 32o dargestellt ist, widersteht die Isolation 31o jeder Durchbiegung, die für die Ausübung von Druck auf die Metallelektrodenoberflächen 314 und 316 erforderlich wäre. Bei einer sehr dünnen Isolation ist der Druck in Radialrichtung nicht hoch genug, um die Isolation wegen ihrer seitlichen Spannung zu biegen. Dies hat zum Ergebnis, daß auf die ebenen Oberflächen derWith reference to FIG. 41, reference is now made to sheet-like conductive electrodes which have etched openings so that an electrode section 3o8 remains which is essentially rectangular in cross section and is surrounded by the insulation material 31o. The pressure exerted on the electrode portion 3o8, which is a function of the electrode thickness, is different from the case where a round wire is used because of the rectangular nature of the electrode portion 3o8. In particular, the metal electrode 308 prevents any substantial movement at the corners 312 of the electrode. In addition, the insulation materials 31 o are held in lateral tension along surfaces 314 and 316, as shown by arrows 318 and 32o, respectively. Because of the lateral stress illustrated by arrows 318 and 32o, the insulation 31o withstands any deflection that would be required to apply pressure to the metal electrode surfaces 314 and 316. If the insulation is very thin, the pressure in the radial direction is not high enough to bend the insulation because of its lateral tension. This has the result that on the flat surfaces of the

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Elektrode 3o8 im wesentlichen kein Druck ausgeübt wird. Wenn die Isolationsstärke zunimmt, wird der Radialdruck höher und gegebenenfalls groß genug, um die Einflüsse der unter Spannung stehenden Isolation zu überwinden, wobei Druck auf die Flächen 315 und 316 der Elektrode 3o8 übertragen wird.Electrode 3o8 essentially no pressure is applied. As the insulation strength increases, the radial pressure increases higher and possibly large enough to overcome the effects of the live insulation, whereby Pressure is applied to surfaces 315 and 316 of electrode 3o8.

Die in Fig. 26 und 29 gezeigten Sonden können in Verbindung mit den in den Figuren 22 und 23 gezeigten Schaltungen verwendet werden. Die unbekannte Kapazität 136 stellt die Kapazität aus der Sondenelektrode 2oo der in Fig. 26 gezeigten Sonde und der Masse oder die Kapazität zwischen der Sondenelektrode 216 der in Fig. 29 gezeigten Sonde und Erde dar.The probes shown in FIGS. 26 and 29 can be used in conjunction with the circuits shown in FIGS. 22 and 23 will. The unknown capacitance 136 represents the capacitance from the probe electrode 2oo of that shown in FIG Probe and the ground or the capacitance between the probe electrode 216 of the probe shown in Fig. 29 and Earth.

Es können zahlreiche wärmehärtbare Isolationsmaterialien verwendet werden, die sich durch eine Schrumpfung nach der Wärmehärtung auszeichnen. Das Wärmehärten kann durch eine exotherme Reaktion innerhalb des Isolationsmaterials anstelle der Aufbringung einer äußeren Wärme erreicht werden.A wide variety of thermosetting insulation materials can be used that tend to shrink after Distinguish heat curing. The thermosetting can take place by an exothermic reaction within the insulation material the application of external heat can be achieved.

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Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS HF-Sondenanordnung zum Messen des Pegels einer im wesentlichen leitenden Flüssigkeit in einem Behälter, gekennzeichnet durch eine Sonde zum Anbringen auf einer Oberfläche (15) eines Behälters (14) , so daß sie sich durch den Oberflächenspiegel der Flüssigkeit erstreckt, mit einer leitenden Sondenelektrode (2o), die sich in Längsrichtung längs der Sonde angrenzend an ihre Vorderseite und von der Oberfläche weg erstreckt, mit einer leitenden Schutzelektrodeneinrichtung (22), die sich in Längsrichtung längs der Sonde (12) erstreckt und seitliche Abschnitte aufweist, die sich seitlich nach außen von dem Abschnitt der Sondenelektrode (2o) erstrecken, mit einer inneren Feststoffisoliereinrichtung (18), welche die Sondenelektrode (2o) und die Schutzelektrodeneinrichtung (22) abstützt, und mit einer äußeren Feststoffisoliereinrichtung (24), welche die leitende Sondenelektrode (2o) und die Schutzelektrodeneinrichtungen (22) abdeckt, wobei sich die seitlichen Abschnitte seitlich nach außen über den Abschnitt der SondeneJLektrode (2o) um einen Abstand hinauserstrecken, der um wenigstens das Sechsfache größer ist als die Stärke der Feststoff isolationseinrichtung (24), welche die Schutzelektrodeneinrichtung (22) überzieht, geteilt durch die Dielektrizitätskonstante der Feststoffisolationseinrichtung, und wobei Einrichtungen zum Halten des Potentials der Schutzelektrodeneinrichtung (22) auf im wesentlichen dem gleichen Potential der Sondenelektrode (2o) vorgesehen sind.RF probe assembly for measuring the level of a substantially conductive liquid in a container, characterized by a probe for attachment to a surface (15) of a container (14) so that it extends through the surface level of the liquid, with a conductive probe electrode (2o), which extends longitudinally along the probe adjacent its front and away from the surface, with a conductive protective electrode device (22), which extends in the longitudinal direction along the probe (12) extends and has lateral portions that extend laterally outward from the portion of the Probe electrode (2o) extend, with an inner solids insulating device (18), which the probe electrode (2o) and the protective electrode device (22) is supported, and with an outer solids isolating device (24), which covers the conductive probe electrode (2o) and the protective electrode devices (22), whereby the lateral sections extend laterally outwards over the section of the probe electrode (2o) extend beyond a distance that is at least six times greater than the thickness of the solids insulation device (24), which covers the protective electrode device (22), divided by the dielectric constant of the solid insulation means, and wherein means for holding the Potential of the protective electrode device (22) at essentially the same potential of the probe electrode (2o) are provided. 609826/0912609826/0912 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenelektrode (2o) eine vordere seitliche Abmessung hat, die mit zunehmendem Abstand von einem Längsende der Sonde aus zunimmt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the probe electrode (2o) has a front side Has dimension which increases with increasing distance from a longitudinal end of the probe. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Abschnitte der Elektrodeneinrichtung sich seitlich nach außen über den Abschnitt der Sondenelektrode um einen Abstand hinauserstrecken, der mit abnehmendem Abstand von dem Längsende der Sonde größer wird.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the lateral sections of the electrode device extend laterally outward beyond the section of the probe electrode by a distance, which increases with decreasing distance from the longitudinal end of the probe. 4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Erwärmen der Sonde zum Auflösen einer Fettabscheidung auf der Sonde.4. Arrangement according to claim 1, characterized by devices to warm the probe to dissolve a fat deposit on the probe. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzelektrode als Heizeinrichtung für die Sonde verwendet wird.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the protective electrode as a heating device for the Probe is used. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzelektrode schlangenförmig ausgebildet ist.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the protective electrode is serpentine is. 7. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine heizende Steuerelektrode zum Anfassen der Kapazität einer Fettablagerung auf der Sonde.7. Arrangement according to claim 4, characterized by a Heating control electrode for touching the capacity of a fat deposit on the probe. 8. Sonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die heizende Steuerelektrode unter einem Ende der Sondenelektrode angeordnet ist.8. A probe according to claim 7, characterized in that the heating control electrode under one end of the Probe electrode is arranged. 809826/0912809826/0912 - 5ο -- 5ο - 9. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung mit wenigstens einer Längsnut für die Aufnahme der Sonde, welche eine Bewegung der Sonde in der Ausnehmung in einer Richtung parallel zur Längsabmessung der Sonde ermög-. licht.9. Arrangement according to claim 1, characterized by a guide device with at least one longitudinal groove for receiving the probe, which a Movement of the probe in the recess in a direction parallel to the longitudinal dimension of the probe enabled. light. lo. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Ausnehmung innerhalb der Oberfläche des Behälters ist.lo. Arrangement according to claim 9, characterized in that that the guide means is a recess within the surface of the container. 1t. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Erwärmen der Sonde, wobei Heizeinrichtungen auf der Rückseite der Sonde in der Führungseinrichtung angeordnet sind.1t. Arrangement according to claim 9, characterized by means for heating the probe, wherein heating means are arranged on the back of the probe in the guide device. 12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzelektrode eine teilweise Hülse aufweist, welche eine hohle Kammer bildet, die die innere Feststoffisolierungseinrichtung aufnimmt, wobei die seitlichen Abschnitte der Schutzelektrode eine vordere Wand der Hülle mit einer Öffnung in der Wand haben, die in ihrer Form zur Sondenelektrode komplementär ist, wobei die Sondenelektrode in der Öffnung angeordnet ist und diese im wesentlichen ausfüllt.12. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the protective electrode has a partial sleeve which is hollow Chamber forms the inner solids isolation device receives, with the lateral portions of the protective electrode a front wall of the sheath having an opening in the wall which is complementary in shape to the probe electrode, wherein the probe electrode is arranged in the opening and essentially fills them out. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Isoliereinrichtung ein im wesentlichen rohrförmiges Teil aufweist.13. Arrangement according to claim 12, characterized in that that the outer insulating device comprises a substantially tubular part. 14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzelektrode ein leitendes Substrat aufweist, dessen Stärke von vorn nach hinten wesentlich größer ist als die Sondenelektrode.14. Arrangement according to claim 1, characterized in that the protective electrode is a conductive substrate whose thickness from front to back is significantly greater than the probe electrode. 609826/0912609826/0912 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Isoliereinrichtung ein im wesentlichen rohrförmiges Teil aufweist.15. Arrangement according to claim 14, characterized in that the outer insulating device is a substantially having tubular part. 16. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzelektrodeneinrichtung weiterhin einen hinteren Abschnitt aufweist, der neben und hinter der Sondenelektrode angeordnet ist.16. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the protective electrode device furthermore has a rear section, which is next to and behind the probe electrode is arranged. 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abschnitt der Sondenelektrodeneinrichtung und die seitlichen Abschnitte der Schutzelektrodeneinrichtungen gegeneinander durch die innere Peststoffisoliereinrichtung isoliert sind.17. The arrangement according to claim 16, characterized in that the rear portion of the probe electrode device and the lateral portions of the protective electrode devices against each other by the internal pesticide isolation devices are insulated. 18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet r daß die äußere Feststoffisoliereinrichtung eine Heißsiegelung längs ihrer seitlichen Enden aufweist. R that the outer longitudinal Feststoffisoliereinrichtung 18. A device according to claim 17, characterized in that a heat seal of their lateral ends. 19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Feststoffisoliereinrichtung ein Vinylidenfluoridpolymerisat mit hohem Molekulargewicht aufweist, welches eine Dielektrizitätskonstante von über vier hat.19. The arrangement according to claim 18, characterized in that the outer solids isolation device Vinylidene fluoride polymer having a high molecular weight, which has a dielectric constant of over four has. 20. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Isoliereinrichtung ein Vinylidenfluoridpolymerisat mit einem hohen Molekulargewicht aufweist, dessen Dielektrizitätskonstante über vier beträgt.20. The arrangement according to claim 1, characterized in that the outer insulating device comprises a vinylidene fluoride polymer with a high molecular weight, the dielectric constant of which is greater than four . 21. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Laminataufbau, wobei seitliche Abschnitte und die Sondenelektrode auf die innere Feststoffisoliereinrichtung geätzt sind. 21. The arrangement according to claim 1, characterized by a laminate structure, wherein lateral sections and the probe electrode are etched onto the inner solid insulation device. 609826/0912609826/0912 22. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einstellbare Halteeinrichtung zum Halten der Sonde in verschiedenen Stellungen an der geerdeten Oberfläche des geerdeten Behälters, so daß ein Entfernen der Sonde aus der Halteeinrichtung für Eichzwecke und zum Ersetzen der Sonde an der Halteeinrichtung in einer vorher festgelegten Stellung möglich ist.22. The arrangement according to claim 1, characterized by an adjustable holding device for holding the Probe in various positions on the grounded surface of the grounded container, allowing removal the probe out of the holding device for calibration purposes and for replacing the probe on the holding device is possible in a predetermined position. 23. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Elektrodeneinrichtung zum Messen der Änderungen der Dielektrizitätskonstanten der äußeren Isolationseinrichtung, wobei diese zusätzliche Elektrodeneinrichtung gegenüber der Sondenelektrode und der Schutzelektrodeneinrichtung isoliert ist, die von der Außenisolation überzogen sind.23. Arrangement according to claim 1, characterized by an additional electrode device for measuring of changes in the dielectric constant of the outer insulation device, this being additional Electrode device opposite the probe electrode and the protective electrode device is insulated, which are covered by the outer insulation. 24. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Längsachse der Sonde in der vertikalen und in der horizontalen Richtung erstreckt.24. The arrangement according to claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the probe is in the vertical and extends in the horizontal direction. 25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenelektrode eine zunehmende seitliche Abmessung mit zunehmendem Abstand von dem untersten Ende der Sonde hat.25. Arrangement according to claim 24, characterized in that the probe electrode has an increasing lateral Has dimension with increasing distance from the lowermost end of the probe. 26. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete Haltefläche eine Wand des Behälters ist und daß eine Führung vorgesehen ist, die der Kontur der Wand folgt, wobei sich die Wand in einer vertikalen und in einer horizontalen Richtung erstreckt und die Sonde flexibel ist, so daß sie sich der Führung, wenn sie in diese eingesetzt ist, anpaßt. 26. The arrangement according to claim 1, characterized in that the grounded holding surface is a wall of the container is and that a guide is provided which follows the contour of the wall, the wall in a extends vertically and in a horizontal direction and the probe is flexible so that it extends the guide, when it is inserted into this, adapts. 609826/0912609826/0912 27. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde auf der Oberfläche des Strömungskanals anbringbar ist und die Sondenelektrode der Gleichung genügt:27. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the probe is on the surface of the flow channel attachable and the probe electrode satisfies the equation: b = I^h (IK-I) b = I ^ h (IK-I) wobei b die seitliche Abmessung der Sondenelektrode,where b is the lateral dimension of the probe electrode, K eine Konstante,Not a constant <X eine Konstante, die von der Krümmung der Wand in dem Ströxuungskanal abhängt, und<X is a constant determined by the curvature of the Wall in the flow channel depends, and H die Höhe ist, mit welcher sich die Sondenelektrode über den Null-Strömungspegel in dem Strömungskanal erstreckt.H is the height at which the probe electrode moves above the zero flow level in extends the flow channel. 28. Anordnung nach Anspruch. 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eine gekrümmte Behälterwand ist,28. Arrangement according to claim. 27, characterized in that the surface is a curved container wall, 29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein kreisförmiges Rohr ist,29. Arrangement according to claim 28, characterized in that the container is a circular tube, 30. HF-Sondenanordnung zum Messen des Pegels von leitenden Flüssigkeiten, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Behälter mit einer leitenden Flüssigkeit und einer Haltefläche, die sich wenigstens etwas vertikal derart erstreckt, daß die Flüssigkeit längs dieser Fläche bei Änderungen des Flüssigkeitspegels steigt oder fällt, durch eine an dieser Fläche derart angebrachte Sonde, daß die Längsachse der Sonde sich wenigstens etwas vertikal erstreckt, wobei die Sonde eine leitende Sondenelektrode, die sich in Längsrichtung längs der Sonde erstreckt, eine leitende Schutzelektrodeneinrichtung mit einem hinteren Abschnitt, der daneben zwischen der Viand und der Sondenelektrode angeordnet ist, und mit seitlichen30. RF probe assembly for measuring the level of conductive Liquids, in particular according to one of the preceding claims, characterized by one Container with a conductive liquid and a holding surface that is at least slightly vertical extends such that the liquid rises along this surface with changes in the liquid level or falls through a probe attached to this surface in such a way that the longitudinal axis of the probe is extending at least somewhat vertically, the probe having a conductive probe electrode extending longitudinally extending along the probe, a conductive protective electrode device having a rear portion, which is arranged next to it between the Viand and the probe electrode, and with lateral 609326/0312609326/0312 Abschnitten, die sich seitlich nach außen über die seitlichen Enden der Sondenelektrode um einen Abstand hinaus erstrecken, der im wesentlichen größer t ist als der minimale Abstand zwischen den seitlichen Abschnitten und der Schutzelektrode plus der Stärke der Schutzelektrodeneinrichtung, und eine äußere Feststoffisoliereinrichtung aufweist, welche die Sonde außenseitig zum Isolieren der Schutzelektrodeneinrichtung und der Sondenelektrode gegenüber der leitenden Flüssigkeit und der Halterungsfläche umgibt und die äußere Isoliereinrichtung eine freiliegende Fläche in Kontakt mit der leitenden Flüssigkeit und eine verdeckte Fläche in Kontakt mit der Haltefläche aufweist, und durch Einrichtungen zum Halten des Potentials der Schutzelektrode auf im wesentlichen dem gleichen Potential der Sondenelektrode .Portions extending laterally outwardly beyond the lateral ends of the probe electrode by a distance, the substantially greater t having as the minimum distance between the side portions and the guard electrode plus the thickness of the protective electrode means, and an outer Feststoffisoliereinrichtung which the Surrounding the probe on the outside for isolating the protective electrode device and the probe electrode from the conductive liquid and the mounting surface, and the outer insulating device has an exposed surface in contact with the conductive liquid and a covered surface in contact with the holding surface, and by means for holding the potential of the protective electrode at substantially the same potential as the probe electrode. 31. Verfahren zum Herstellen einer Sonde zum Messen von Fluidpegeln, dadurch gekennzeichnet, daß leitende Oberflächen auf die gegenüberliegenden Seiten eines isolierenden Substrates aufgebracht werden, daß eine der Oberflächen so geätzt wird, daß sie eine sich in Längsrichtung erstreckende Sondenelektrode zwischen einem Paar von Schutzelektroden auf einer dieser Seiten des Substrates bildet, und daß eine Isolation auf der Außenseite der leitenden Oberflächen aufgebracht wird.31. Method of making a probe for measuring Fluid levels characterized in that conductive surfaces on opposite sides of a insulating substrate are applied that one of the surfaces is etched so that it is a longitudinally extending probe electrode between a pair of guard electrodes on one these sides of the substrate and that an insulation on the outside of the conductive surfaces is applied. 32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Isolation durch Anordnen von zwei Isolationsfolien nebeneinander an den leitenden Flächen und durch Erwärmen der seitlichen Enden der Folien ausgeführt wird.32. The method according to claim 31, characterized in that the application of the insulation by arranging of two insulating foils next to each other on the conductive surfaces and by heating the lateral ones Ends of the slides running. 609826/0912609826/0912 33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Außenseite aufgebrachte Isolation ein Vinylidenfluoridpolynierisat mit hohem Molekulargewicht und einer Dielektrizitätskonstanten von über vier ist.33. The method according to claim 31, characterized in that that the insulation applied to the outside is a vinylidene fluoride polymer with a high molecular weight and a dielectric constant greater than four. 34. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Oberflächen auf gegenüberliegenden Seiten des isolierenden Substrates durch Aufkleben aufgebracht werden34. The method according to claim 31, characterized in that that the conductive surfaces on opposite sides of the insulating substrate by gluing be applied 35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation, die auf die Außenseite der Oberflächen aufgebracht wird, auf die äußersten Seiten der leitenden Flächen mittels Klebung aufgebracht werden.35. The method according to claim 34, characterized in that the insulation applied to the outside of the surfaces is applied, applied to the outermost sides of the conductive surfaces by means of gluing will. 36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Oberflächen, der Klebstoff und das isolierende Substrat zur Bildung eines Schichtaufbaus Wärme und Druck ausgesetzt werden.36. The method according to claim 34, characterized in that the conductive surfaces, the adhesive and the insulating substrate to be exposed to heat and pressure to form a layer structure. 37. Verfahren zum Messen des Pegels von Flüssigkeiten in einem Behälter unabhängig von einem angesammelten Belag, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil einer Sonde mit einer isolierten Sondenelektrode und seitlich nach außen angeordneten isolierten Schutzelektroden in der leitenden Flüssigkeit in der Nähe eines Halteelementes in Längsrichtung so untergetaucht wird, daß jeder sich an der Sonde ansammelnde Belag sich Über die Schutzelektroden erstreckt, bevor ein Kontakt mit dem wirksam geerdeten Halteelement erfolgt, daß die Schutzelektroden auf im wesentlichen das gleiche Potential wie die Sondenelektrode getrieben werden und daß das Potential der Schutzelektrode mit37. A method for measuring the level of liquids in a container independently of an accumulated deposit, characterized in that a part of a probe with an insulated probe electrode and laterally outwardly arranged insulated protective electrodes is submerged in the conductive liquid in the vicinity of a holding element in the longitudinal direction is that any deposit accumulating on the probe extends over the protective electrodes before contact is made with the effectively grounded holding element, that the protective electrodes are driven to essentially the same potential as the probe electrode and that the potential of the protective electrode is also driven 809826/0912809826/0912 dem leitenden Belag über die Isolation, welche die Schutzelektroden abdeckt, kapazitiv so gekoppelt wird, daß der Potentialabfall des Überzugs zwischen den seitlichen Enden und der Mitte der Sondenelektrode innerhalb 25 % cies Potentialabfalls zwischen der Sondenelekt-rode und dem überzug in der Mitte der Sondenelektrode beibehalten wird.the conductive covering over the insulation, which the Protective electrode covers, is capacitively coupled so that the potential drop of the coating between the side ends and the center of the probe electrode within 25% of this potential drop between the probe electrode and the coating in the Center of the probe electrode is maintained. 38. Sonde zur Verwendung in HF-Meßsystemen für Flüssigkeitspegel, gekennzeichnet durch eine leitende Sondenelektrode, die sich in Längsrichtung längs der Sonde erstreckt, durch leitende Schutzelektrodeneinrichtungen mit seitlichen Abschnitten, die sich seitlich nach außen über die seitlichen Enden der Sonde hinaus erstrecken, und mit einem hinteren Abschnitt, der sich hinter der Sondenelektrodeneinrichtung erstreckt, durch eine innere Isoliereinrichtung, die zwischen der Sondenelektrode und dem hinteren Abschnitt der Schutzelektrddeneinrichtung angeordnet ist, und durch eine äußere Isoliereinrichtung, die mit der Sondenelektrode und den seitlichen Abschnitten der Schutzelektrode in Kontakt steht und eine freiliegende vordere Fläche der Sonde bildet, die direkt in Kontakt mit den Flüssigkeiten, kommt, wobei die seitlichen Abschnitte sich seitlich nach außen von den seitlichen Enden der Sondenelektrode um einen Abstand erstrecken, der wesentlich größer ist als die minimale Stärke der äußeren Isoliereinrichtung in Kontakt mit der Sondenelektrode zwischen den seitlichen Enden.38. Probe for use in HF measuring systems for liquid levels, characterized by a conductive probe electrode, which extends in the longitudinal direction along the probe, through conductive protective electrode devices with side sections that extend laterally outwards over the side ends of the Probe extending out, and having a rear portion that extends behind the probe electrode assembly extends, through an inner insulating means, which is between the probe electrode and the rear Section of the protective electrode arranged is, and by an outer insulating device connected to the probe electrode and the lateral Sections of the guard electrode is in contact and forms an exposed front surface of the probe, which comes in direct contact with the liquids, with the side sections facing laterally extend outside of the lateral ends of the probe electrode by a distance which is substantially greater is as the minimum thickness of the outer insulator in contact with the probe electrode between the side ends. 609826/0912609826/0912 39. HF-Sondenanordnung zum Messen des Pegels von einer im wesentlichen leitenden Flüssigkeit in einem Behälter, gekennzeichnet durch eine dünne, flexible . Sonde, welche entfernbar an einer Fläche des Behälters derart anbringbar ist, daß sie sich über den Oberflächenpegel der Flüssigkeit erstreckt, wobei die Sonde eine leitende Sondenelektrode, die sich in Längsrichtung längs der Sonde angrenzend an deren Vorderseite und von der Fläche weg erstreckt, eine leitende hintere Schutzelektrodeneinrichtung, die sich in Längsrichtung längs der Sonde erstreckt, eine innere Feststoffisoliereinrichtung, die zwischen der Sondenelektrode und dem hinteren Abschnitt der Schutzelektrode diese isolierend angeordnet ist, und mit einer äußeren Feststoffisoliereinrichtung, die mit der leitenden Sondenelektrode in Kontakt steht, und durch Einrichtungen zum Halten des Potentials der Schutzelektrodeneinrichtung auf im wesentlichen dem gleichen Potential der Sondenelektrode,39. RF probe assembly for measuring the level of a substantially conductive liquid in a container, characterized by a thin, flexible. Probe, which is removably attached to a surface of the container is attachable so that it extends above the surface level of the liquid, wherein the probe has a conductive probe electrode extending longitudinally along the length of the probe adjacent to it the front of which extends away from the surface, a conductive rear protective electrode device, extending longitudinally along the probe, an internal solids isolator interposed between the probe electrode and the rear section of the protective electrode, this is arranged in an insulating manner, and with an external solid insulation device in contact with the conductive probe electrode, and by means for maintaining the potential of the guard electrode means at substantially the same potential of the probe electrode, 40. Sonde zur Verwendung in HF-Meßsystemen für einen Flüssigkeitspegel, gekennzeichnet durch eine leitende Sondenelektrodeneinrichtung, die sich in Längsrichtung längs der Sonde erstreckt, wobei die Sondenelektrodeneinrichtung eine Vielzahl von öffnungen hat, die sich durch die Sondenelektrodeneinrichtung hindurch von der einen Seite zur anderen erstrecken, und durch eine wärmegehärtete Isoliereinrichtung, die sich in Längsrichtung längs der Sondenelektrodeneinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten davon erstreckt, wobei die Isoliereinrichtung sich durch die öffnungen erstreckt und Druckkräfte auf die Sondenelektrodeneinrichtung über deren Oberfläche ausübt.40. Probe for use in RF measurement systems for one Liquid level characterized by a conductive probe electrode device extending lengthways extends along the probe, the probe electrode device having a plurality of openings, extending through the probe electrode assembly from side to side, and by thermosetting insulating means extending longitudinally along the probe electrode means extends on opposite sides thereof, the isolating means extending through the Extends openings and compressive forces on the probe electrode device exerts over their surface. 609826/0912609826/0912 -41. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung ein thermoplastisches Material aufweist.-41. Probe according to Claim 4o, characterized in that the insulating device is a thermoplastic Having material. 42. Sonde nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Fluorkohlenstoffharz aufweist.42. Probe according to claim 41, characterized in that the thermoplastic material is a fluorocarbon resin having. 43. Sonde nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorkohlenstoffharz ein kristallines
Vinylidenfluoridpolymerisat mit hohem Molekulargewicht und einer Dielektrizitätskonstanten von über vier ist.
43. Probe according to claim 42, characterized in that the fluorocarbon resin is a crystalline
High molecular weight vinylidene fluoride polymer with a dielectric constant greater than four.
44. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung Druckkräfte von über 7 kp/cm2 (loo psi) bei 38°C (1oo°F) ausübt.44. A probe according to claim 4o, characterized in that the isolating device exerts pressure forces of over 7 kp / cm 2 (loo psi) at 38 ° C (100 ° F). 45. Sonde nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung Druckkräfte von über 35 kp/cm2 (5oo psi) bei 38°C (loo°F) ausübt.45. A probe according to claim 44, characterized in that the isolating device exerts compressive forces in excess of 35 kp / cm 2 (500 psi) at 38 ° C (loo ° F). 46. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenelektrodeneinrichtung eine Vielzahl von leitenden Einzelfäden aufweist.46. Probe according to claim 4o, characterized in that the probe electrode device has a plurality of conductive filaments. 47. Sonde nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenelektrodeneinrichtung ein Netz
aus leitenden Filamenten aufweist,
47. Probe according to claim 46, characterized in that the probe electrode device is a network
made of conductive filaments,
48. Sonde nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Stärke der Isolation gemessen
von der Oberfläche eines Filamentes zwischen benachbarten öffnungen und der Außenfläche der
Isoliereinrichtung wenigstens 1o % des Durchmessers des Filamentes beträgt.
48. Probe according to claim 46, characterized in that the minimum thickness of the insulation is measured
from the surface of a filament between adjacent openings and the outer surface of the
Isolation device is at least 1o% of the diameter of the filament.
609826/0912609826/0912 255*581?255 * 581? 49. Sonde nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere minimale Querschnittsabmessung der öffnungen in der Sondenelektrodeneinrichtung wenigstens 1o % des Durchmessers des Filamentes beträgt.49. Probe according to claim 48, characterized in that the mean minimum cross-sectional dimension of the openings in the probe electrode device at least 10% of the diameter of the filament amounts to. 50. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenelektrodeneinrichtung eine leitende Folie mit einer Vielzahl von öffnungen aufweist.50. Probe according to claim 4o, characterized in that the probe electrode device is a conductive one Has film with a plurality of openings. 51. Sonde nach Anspruch 5o, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere minimale Stärke der Isoliereinrichtung gemessen von der Sondenelektrodeneinrichtung zwischen benachbarten öffnungen und der Außenfläche der Isoliereinrichtung größer als51. Probe according to claim 5o, characterized in that the mean minimum thickness of the insulating device measured by the probe electrode device between adjacent openings and the The outer surface of the isolating device is greater than 1o % des mittleren minimalen Abstandes zwischen öffnungen in der Sondenelektrode ist.1o% of the mean minimum distance between openings in the probe electrode. 52. Sonde nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere minimale Stärke größer ist als der mittlere minimale Abstand.52. Probe according to claim 51, characterized in that the mean minimum strength is greater than the mean minimum distance. 53. Sonde nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere minimale Stärke wenigstens gleich dem 1 1/2-fachen des mittleren minimalen Abstands ist.53. Probe according to claim 52, characterized in that the mean minimum strength is at least equal 1 1/2 times the mean minimum distance. 54. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere minimale Querschnittsabmessung der öffnungen in der Sondenelektrodeneinrichtung kleiner ist als das- Zweifache der mittleren minimalen Stärke.54. Probe according to claim 4o, characterized in that the mean minimum cross-sectional dimension of the openings in the probe electrode device is smaller than twice the mean minimum Strength. 55. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenelektrodeneinrichtung eine Vielzahl von geätzten öffnungen aufweist.55. Probe according to claim 4o, characterized in that the probe electrode device has a multiplicity of etched openings. • «• « 809826/0912809826/0912 - 6ο - 255581?- 6ο - 255581? 56. Sonde nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Sondenelektrodeneinrichtung an den öffnungen, die in einer Vielzahl vorhanden sind, abgerundet ist.56. Probe according to claim 55, characterized in that the surface of the probe electrode device at the openings, which are available in a large number, is rounded. 57. Sonde nach Anspruch 4o, gekennzeichnet durch eine Schutzelektrodeneinrichtung, die sich seitlich nach außen über die Sondenelektrodeneinrichtung hinauserstreckt und davon isoliert ist, wobei die Schutzelektrodeneinrichtung ebenfalls eine Vielzahl von öffnungen ?iufweist, die sich durch die Schutzelektrode von einer Seite zur anderen erstrecken, und sich die Isoliereinrichtung durch die Vielzahl von öffnungen der Schutzelektrodeneinrichtung erstreckt und Druckkräfte auf die Schutzelektrodeneinrichtung über deren Oberfläche ausübt.57. Probe according to claim 4o, characterized by a protective electrode device which extends laterally extends outwardly beyond the probe electrode assembly and is insulated therefrom, wherein the protective electrode device likewise has a multiplicity of openings which are extend through the guard electrode from side to side, and the insulating device through the plurality of openings of the protective electrode device and compressive forces on the Protective electrode device exerts over the surface thereof. 58. Sonde nach Anspruch 4o, gekennzeichnet durch eine leitende Schutzelektrodeneinrichtung mit seitlichen Abschnitten, die sich seitlich nach außen über die seitlichen Enden der Sondenelektrodeneinrichtung hinauserstrecken,und mit einem hinteren Abschnitt, der sich hinter der Sondenelektrodeneinrichtung erstreckt, wobei die Schutzelektrodeneinrichtung eine Vielzahl von öffnungen aufweist, die sich durch den seitlichen Abschnitt und den hinteren Abschnitt von einer Seite zur anderen Seite erstrecken, und die Isoliereinrichtungen Druckkräfte auf die Schutzelektrodeneinrichtung über deren Oberfläche ausüben.58. Probe according to claim 4o, characterized by a conductive protective electrode device with lateral Sections that extend laterally outward over the lateral ends of the probe electrode device extend out, and having a rear portion extending behind the probe electrode means, wherein the protective electrode device has a plurality of openings which extend through the lateral section and the rear section extend from side to side, and the Isolation devices Pressure forces on the protective electrode device exercise over their surface. 59. Sonde nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Sondenelektrodeneinrichtung eine vordere seitliche Abmessung hat, die mit zunehmendem Abstand von einem Längsende der Sonde aus zunimmt.59. A probe according to claim 4o, characterized in that the conductive probe electrode device has a front lateral dimension which increases with increasing Distance from one longitudinal end of the probe increases. 609826/0912609826/0912 - 61 - 255581?- 61 - 255581? 60. Verfahren zum Herstellen einer HF-Sonde zum Messen von Flüssigkeitspegeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmehärtbares Isoliermaterial auf die Außenseite einer Sondenelektrode mit einer Vielzahl von durch die Elektrode hindurchgehenden öffnungen aufgebracht wird und daß das Isoliermaterial so wärmegehärtet wird, daß eine wesentliche Druckkraft auf die Sondenelektrode über ihrer Oberfläche nach dem Kühlen ausgeübt wird, wobei das wärmegehärtete Isoliermaterial ein durch die öffnungen gehendes Kontinuum bildet.60. A method for producing an RF probe for measuring liquid levels, characterized in that a thermosetting insulating material on the outside of a probe electrode having a plurality of openings passing through the electrode is applied and that the insulating material is so heat-cured that a substantial compressive force is exerted on the probe electrode over its surface after Cooling is applied with the thermoset insulating material forming a continuum through the openings forms. 61. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmehärtung bei einer über 38°C (1oo°F) liegenden Temperatur ausgeführt wird.61. The method according to claim 60, characterized in that that the thermosetting is carried out at a temperature in excess of 38 ° C (100 ° F). 62. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmehärten bei einer über 1oo°C (212°F) liegenden Temperatur ausgeführt wird.62. The method according to claim 60, characterized in that the heat curing at a temperature above 100 ° C (212 ° F) lying temperature is executed. 63. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsmaterial ein Paar thermoplastischer Folien aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Sondenelektrode angeordnet werden, wobei die Folien auf den Gelpunkt während der Wärmehärtung erhitzt werden, so daß eine Schmelzverbindung durch die öffnungen ausgebildet wird.63. The method according to claim 60, characterized in that the insulation material is a pair of thermoplastic Has foils which are arranged on opposite sides of the probe electrode, the Foils are heated to the gel point during heat curing, so that a fusion bond occurs through the openings is formed. 64. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß Druck auf die Folien ausgeübt wird, um die Folien gegen die Sondenelektrode zu pressen.64. The method according to claim 60, characterized in that pressure is exerted on the foils to the foils to press against the probe electrode. 609826/0912609826/0912 65. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Drucks auf das Isoliermaterial dadurch erfolgt, daß jede Luft zwischen den Folien und der Sqndenelektrode evakuiert wird und Fluiddruck auf die Seiten des Isoliermaterials ausgebüt wird, die von der Elektrode wegweisen.65. The method according to claim 64, characterized in that that the application of the pressure on the insulating material takes place in that any air between the foils and evacuating the ground electrode and applying fluid pressure to the sides of the insulating material, pointing away from the electrode. 66. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zwischen dem Isoliermaterial und der Sondenelektrode vor dem Aufbringen von Fluiddruck auf das Isoliermaterial evakuiert wird.66. The method according to claim 64, characterized in that the air between the insulating material and the Probe electrode is evacuated before applying fluid pressure to the insulating material. 67. Verfahren nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf das Isoliermaterial vor dem Erhitzen auf den Gelpunkt ausgeübt wird.67. The method according to claim 65, characterized in that the pressure on the insulating material before heating is applied to the gel point. 68. Verfahren zur Verwendung einer HF-Meßsonde für einen Flüssigkeitspegel mit Elektrodeneinrichtungen, die eine Vielzahl von sich durch die Sondenelektrodeneinrichtung von einer Seite zur anderen erstreckenden Öffnungen und Isoliereinrichtungen aufweist, die bei einer Härtungstemperatur wärmegehärtet werden, so daß Druckkräfte auf die Sondenelektrodeneinrichtung über deren Oberfläche nach dem Abkühlen unter die Härtungstemperatur ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde in einem Strömungskanal angeordnet wird und daß Flüssigkeit durch den Strömungskanal fließen gelassen wird, so daß wenigstens ein Teil der Sonde untergetaucht wird, wobei die Flüssigkeit eine Temperatur hat, die im wesentlichen unter der Härtungstemperätur liegt, um so die Druckkräfte auf die Sondenelektrode beizubehalten.68. Method of using an RF liquid level probe with electrode devices that a plurality of side-to-side extending through the probe electrode means Has openings and insulating means which are thermoset at a curing temperature so that Compressive forces are exerted on the probe electrode device via the surface thereof after cooling below the hardening temperature, characterized in that that the probe is placed in a flow channel and that liquid flow through the flow channel is left so that at least a portion of the probe is submerged with the liquid at a temperature has, which is substantially below the hardening temperature, so as to reduce the compressive forces on the probe electrode to maintain. 609826/0912609826/0912 LeerseiteBlank page
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