DE2600556A1

DE2600556A1 - Wandler und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2600556A1
Application number: DE19762600556
Authority: DE
Inventors: William Ganderton
Original assignee: Tioxide Group Ltd
Current assignee: Tioxide Group Ltd
Priority date: 1975-01-11
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1976-08-05
Also published as: ZA76136B; GB1486375A; AU8755475A; US4052900A; FR2297403A1; FR2297403B1; SE7600158L; CA1043879A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

D1PL.-ING. H.Weickmann, Dipi^-PhtcS. Dk. K.Fincke SP/MY Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

BRITISH TITAN LIMITED Billingham, Teesside TS23 1PS/England

Wandler und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Wandler, und zwar insbesondere einen Wandler, der einen kontrollier- bzw. steuerbaren oder variablen Ausgang einer gewünschten Form hat; außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Wandlers.

Gemäß der Erfindung besitzt der Wandler ein hohl ausgebildetes Trägerteil, auf dem eine Primärspule angebracht ist, die mit einer Wechselstromquelle verbindbar ist; sowie eine Sekundärspule, die um die Primärspule herum angebracht ist; weiterhin eine Anzahl von elektrisch leitenden Verbindungsstücken, die im Abstand befindliche Windungen der Sekundärspule verbinden; und die Enden der Sekundärspuie sind mit einer Empfangseinrichtung für induzierten elektrischen Strom auf einer gewünschten Spannung verbindbar.

Das Gerät bzw. die Einrichtung nach der Erfindung ist ein Wandler, der besonders dazu anwendbar ist, eine Ausgangs-

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spannung einer gewünschten Form über der Sekundärspule zu erzeugen, wenn ein Kern, der aus einem magnetisch empfindlichen Material bzw. einem Material mit magnetischer Suszeptibilität besteht bzw. ein solches Material aufweist, innerhalb des hohlen Trägers angeordnet ist. Bisher erzeugte ein Wandler, der aus einer Primärspule und einer Sekundärspule besteht, an der Sekundärspule eine Ausgangsspannung von nichtlinearen Charakteristika, wenn ein Kern von magnetisch suszeptiblem Material in den Wandler eingeführt wird. Das ist nachteilig, beispielsweise dann, wenn der Wandler dazu benutzt werden soll, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die z.B. Änderungen im Niveau einer Flüssigkeit in einem Tank repräsentiert. In diesem speziellen Fall wäre es vorteil; haft, wenn sich die Ausgangs spannung linear mit der Änderung des Niveaus der Flüssigkeit verändern würde, damit man auf diese Weise eine geradlinige Beziehung zwischen der Position des Kerns und der Ausgangsspannung erhält.

Der· Wandler nach der Erfindung besitzt eine Sekundärspule eines speziellen Aufbaus, so daß die Ausgangsspannung in gewünschter Weise variiert werden kann. Das wird im Ergebnis dadurch erzielt, daß unter geeigneten Intervallen entlang der Länge der Sekundärspule eine Anzahl von Windungen der Spule durch Kurzschluß herausgenommen werden. Dieses Herausnehmen durch Kurzschließen wird dadurch erreicht, daß man die kurzzuschließenden Windungen der Spule miteinander verbindet, und das erreicht man durch die Verwendung von Verbindungsstücken, die entweder einzelne Drahtlängen sein können, welche an geeigneten Windungen angebracht sind, oder durch Verbindung benachbarter Windungen der·Wicklung miteinander, beispielsweise durch ein elektrisch leitfähiges Material, wie etwa Lot bzw. Lötmetall, leitfähiges Harz bzw. leitfähigen Kunststoff oder eine leitfähige Anstreichbzw. Bestreichzusammensetzung, und zwar werden so viele benachbarte Windungen miteinander verbunden, bis die erforder-

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liehe· Anzahl von Windungen der Wicklung durch Kurzschluß herausgenommen ist. Vorzugsweise besitzt der Wandler einzelne Drahtverbindungsstücke, welche die Herausnahme durch Kurzschluß bewirken, und diese Verbindungsstücke sind axial entlang der Länge der Sekundärspulen in im Abstand befindlichen Intervallen angeordnet. Alternativ kann die Sekundärspule von einer Anzahl von kurzen Spulen gebildet sein, die im Abstand längs des Wandlers angeordnet und durch leitfähige Verbindungsstücke in Reihe geschaltet sind.

Gewünsentenfalls kann der Wandler zwei oder mehr Sekundärspulen aufweisen; ein vorteilhafter Aufbau umfaßt zwei Sekundärspulen, die in Reihe geschaltet sind, wobei die äußere dieser Sekundärspulen die leitfähigen Verbindungsstücke in im Abstand befindlichen Intervallen trägt, während die innere dieser beiden Sekundärspulen in konventioneller Weise gewickelt ist. Der Ausgang vom Wandler ist, wenn zwei oder mehrere Sekundärspulen angewandt werden, die gesamte Summenspannung über die Sekundärspulen.

Der Wandler hat eine Primärspule, die auf ein hohles Trägerteil gewickelt ist und üblicherweise eine zylindrische Form besitzt. Das Trägerteil kann aus einem geeigneten Metall, wie z.B. rostfreiem Stahl, Kupfer oder Messing, ausgebildet sein, oder es kann alternativ aus einem geeigneten Plastikbzw. Kunststoff- oder Harzmaterial ausgebildet sein, vorausgesetzt, daß dieses Material in der Lage ist, irgendwelcher Erwärmung zu widerstehen, die im Wandler während des Gebrauchs erzeugt werden kann. Das hohle Trägerteil kann irgendeinen geeigneten Querschnitt besitzen, und es ist vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material ausgebildet. Der Träger und die zugeordneten Spulen können jede gewünschte Länge haben, und der Aufbau kann sich bis zu einer Länge von beispielsweise 2 m oder sogar langer erstrecken, ohne daß sich irgendwelche damit verbundene, unerwarteten Nachteile ergeben. Es können

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auch sehr kurze Wandler von nur wenigen Millimetern Länge gemäß der Erfindung ausgebaut werden.

Die Enden des Trägers können mit Halteflanschen zum Halten der Enden der gewickelten Spulen versehen sein, und, sofern das gewünscht ist, können diese Flansche zusätzlich eine Befestigungseinrichtung für den Wandler bilden.

Die Primärspule und die Sekundärspule werden von elektrisch leitfähigen Drähten gebildet, die im allgemeinen eine isolierende Beschichtung tragen₀ Eine Isolationsschicht ist im allgemeinen zwischen den einzelnen Spulen und auch zwischen der Primärspule und dem Träger angeordnet.

Im allgemeinen sind die Drähte, welche die Primär-und die Sekundärspule bilden, Kupferdrähte, es kann jedoch auch irgendein anderer, geeigneter metallischer Draht verwendet werden. Normalerweise hat der Draht eine Abmessung von 16 bis 25 englischen Standarddrahtstärken, und die Anzahl der Windungen des Drahts entlang der Länge des Wandlers ist diejenige, die man erhält, wenn die gewählte Drahtabmessung in enger Windungsbeziehung entlang der Länge des Wandlers gewickelt wird.

Die Anzahl von Windungen der Sekundärspule, die durch Verbindungsstücke mittels Kurzschluß herausgenommen werden, hängt von der gewünschten Form des Ausgangs des Wandlers ab. Die Anzahl von verwendeten Verbindungsstücken hängt ebenfalls in entsprechender Weise von der gewünschten Linearität des endgültigen Ausgangs und auch von der Anzahl der verwendeten Sekundärspulen ab. Es wurde gefunden, daß dann, wenn zwei Sekundärspulen angewandt werden, weniger Verbindungsglieder bzw. -stücke erforderlich sind, als in dem Fall, in welchem nur eine Sekundärspule im Wandler vorhanden ist.

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Wie vorher bereits ausgeführt wurde, ermöglicht es der Wandler macht der Erfindung, den Ausgang der Sekundärspule so zu formen, daß er modifiziert wird. Beispielsweise kann die Position der ¥erbindungsstücke und deren Anzahl so gewählt werden* daß sich der Ausgang des Wandlers in einer linearen Beziehung zur Position des Kerns verändert, wenn letzterer entlang der !Länge des Wandlers eingeführt wird, und der Aufbau ist in diesem Falle so, daß sich höchstens Ί% ¥ariation bzw. Abweichung von der Linearität ergibt.

Allgemein gesagt, ist eine größere Anzahl von ¥erbindungsstücken für einen höheren Linearitätsgrad des Ausgangs erforderlich, als das für einen niedrigeren Linearitätsgrad der Fall ist· Beispielsweise wurde es als wünschenswert gefunden, daß für eine Linearität innerhalb von 126 wenigstens zehn ¥erbindungsstücke angewandt werden, wohingegen für eine Linearität innerhalb von 5% des Ausgangs ungefähr fünf ¥erbindungsstüeke erforderlich sind. Jedoch wurde auch gefunden, daß es durch Auswahl -von geeigneten Längen der Verbindungsstücke möglich ist, eine Linearität innerhalb von 1% des Ausgangs durch ¥erwendung von nur neun ¥erbindungsstücken zu erzielen.

Für einen Wandler, der eine bekannte ¥ariation des Ausgangs bei jeder Position des Kerns innerhalb des Trägers hat, hat es sich als empfehlenswert erwiesen, die ¥erbindungsstücke entlang der Sekundärspule gemäß einem speziellen Herstellungsverfahren zu positionieren bzw. anzuordnen.

Der Kern kann stangen- oder rohrförmig sein, und die Quer-* schnittsfornn sowie die Abmessung ist nicht kritisch in Bezug auf das Trägerteil. Es können Träger- bzw. Haltelager, sofern das gewünscht ist, für eine spezielle Anwendung verwendet werden.

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Mit der Erfindung wird außerdem ein Yerfahren zur Herstellung eines Wandlers zur Verfugung gestellt, der eine gewünschte Aus gangs abweichung bzw. -variation von der Linearität hat, und dieses Verfahren umfaßt dieVerfahrensschritte des Wickeins einer Primärspule auf ein hohles Trägerteil; des Wickeins einer Sekundärspule zum Bin- bzw. Umschließen der Primärspule; des Position!erens einer Anzahl von axial im Abstand befindlichen Verbindungsstücken entlang der Sekmidärspule, wobei jedes Verbindungsstück im Abstand befindliche Windungen der Sekundärspule verbindet; und des KaIibrierens des Wandlers durch Anwendung einer gewünschten Spannung über der Primärspule, Einfügen eines aus einem magnetischen Material ausgebildeten Kerns in den Träger bis zu einer gewünschten Position längs des Trägers» die einem speziellen Verbindungsstück entspricht» Messung des Spannungsausgangs über der Sekundärspule und Einstellung der Position der Befestigung des speziellen Verbindungsstücks mit der Sekundärspule zum Zwecke des Erzeugens des gewünschten Ausgangs über der Sekundärspule mit dem Kern in der gewünschten Position, Wiederholung der Kalibrierung nach Bewegen des Kerns so, daß er der Position eines anderen Verbindungsstücks entspricht, bis der Ausgang über der Sekundärspule die gewünschte Variation bzw. Abweichung von der Linearität bei jeder Position des Kerns hat.

Das Verfahren zum Herstellen eines Wandlers, wie es im unmittelbar vorhergehenden Absatz beschrieben ist, ermöglicht es, einen Wandler zu kalibrieren, so daß die Ausgangs spannung über der Sekundärspule jede gewünschte spezielle Form entsprechend der Position des Kerns hat. Im allgemeinen wird die Kalibrierung begonnen, wenn der Kern nur eine kurze Entfernung in den Träger eingeführt worden ist, und die Ausgangsspannung über der Sekundärspule wird so eingestellt, daß sie sich auf einem gewünschten Minimum befindet. Vorteilhafterweise wird der Kern dann bewegt, um die gesamte Länge des Trägers einzunehmen, so daß der volle Spannungsbereich,

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der yon der Sekundärspule erhalten wird, ermittelt werden kann. Normalerweise wird die Anzahl der zu verwendenden Verbindungsstücke vor der Kalibrierung bestimmt, und diese werden axial entlang der Länge der Sekundärspule auf einer vorläufigen Basis angebracht bzw. zusammengefügt. Die endgültige Positionierung der Verbindungsstücke erhält man während der Kalibrierung. Das spezielle Verfahren, das für die Kalibrierung eines Wandlers beschrieben wurde, ermöglicht es, einen Wandler zu erhalten, der eine bekannte Ausgangsvariation hat, und dieses Verfahren ist insbesondere vorteilhaft für die Herstellung eines Wandlers, der eine Ausgangsvariation von nur +0,5% von der Linearität besitzt.

Beim Gebrauch wird der Wandler mit einer geeigneten elektrischen Schaltung verbunden, durch die ihm ein Wechselstrom über der Primärspule zugeführt wird, sowie mit einer geeigneten Schaltung zum Ermitteln des Ausgangs der Sekundärspule. Typischerweise kann die Primärspule von einem Transformator gespeist werden, und die Sekundärspule kann mit einem Spannungsmesser, beispielsweise einem Voltmeter, oder einem Registrierstreifen über irgendeine andere erforderliche elektrische Ausrüstung verbunden werden.

Ein Wandler nach der Erfindung, der eine Ausgangsspannungsvariation von nur + 0,5% von der Linearität hat, ist insbesondere brauchbar, wenn er dazu verwendet wird, eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die gemäß der Veränderung des Niveaus einer Flüssigkeit in einem abgedichteten bzw. abgeschlossenen Tank variiert. Zum Beispiel kann der Kern mit einem Schwimmer verbunden sein, der sich in Übereinstimmung mit der Veränderung des Niveaus einer Flüssigkeit bewegt, und die Ausgangsspannung wird auf einem Spannungsmesser oder einem Registrierstreifen angezeigt, wodurch eine Anzeige des Niveaus der Variation im Niveau der Flüssigkeit im Tank gegeben wird. Diese Art der Niveauanzeige ist insbesondere

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brauchbar, wenn es erwünscht ist, daß die Flüssigkeit außer Berührung mit Luft und in einem abgedichteten bzw. abgeschlossenen Behälter gehalten werden soll.

Wandler, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind, können bei Frequenzen von nur wenigen Hertz bis zu wenigstens mehreren Kilohertz nach Erfordernis betrieben werden. Der Wandler ist besonders vorteilhaft mit einer normalen elektrischen Hauptfrequenz von beispielsweise 50 bis 60 Hz betreibbar.

Wenn man einen gemäß der Erfindung aufgebauten Wandler verwendet, dann besteht die einfachste Form einer erforderlichen elektronischen Schaltung nur aus einem geeigneten elek- , trischen Wechselstromversorgungsgerät und einem geeigneten Spannungsmesser zum Messen des Ausgangs; aber, sofern das erforderlich ist, kann die Instrumentierung aus einem Oszillatorantrieb zusammen mit einem phasenempfindlichen Detektor bestehen, so daß man einen Gleichstromausgang erhält.

Der Betrieb der Einrichtung ist nicht auf Umgebungstemperatur beschränkt, sondern bei Verwendung von geeigneten Konstruktionsmaterialien arbeitet der Wandler zufriedenstellend bei niedrigen oder bei erhöhten Temperaturen, wobei der Temperaturbereich nur durch die physikalischen und die magnetischen Eigenschaften der Konstruktionsmaterialien beschränkt ist.

Einer der wichtigsten Vorteile von erfindungsgemäß aufgebauten Wandlern besteht darin, daß die Hublänge des Kerns mit großer Annäherung genauso groß wie die Gesamtlänge des Wandlers ist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig.1 bis 5 der Zeichnung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wandlers näher erläutert; es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht des Wandlers;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Wandler;

Fig. 3 eine Aufsicht auf den Wandler in schematiseher Form;

Fig. 4 eine elektrische Schaltung, die mit dem Wandler gemäß den Fig. 1, 2 und 3 verbunden werden kann; und

Figo 5 eine Niveauermittlungs- bzw. -fülleinrichtung, die einen Wandler gemäß den Fig. 1, 2 und 3 aufweist.

Der in den Fig. 1,2 und 3 gezeigte Wandler besitzt einen hohlzylindrischen Spulenkörper 1 aus rostfreiem Stahl, der Flansche 2 und 3 hat. Der Spulenkörper 1 ist mit einer isolierenden Schicht 4 von Glasband bewickelt, und auf dieser isolierenden Schicht 4 wird eine Primärspule 5 gehalten bzw. ist diese Spule angeordnet, die ihrerseits aus isoliertem Kupferdraht ausgebildet ist, der eine Abmessung von 22 englischen Standarddrahtstärken hat. Die Primärspule 5 ist von einer weiteren, isolierenden Schicht 6 von Glasband umgeben, und auf dieser isolierenden Schicht 6 wird eine Sekundärspule 7 gehalten bzw. ist diese Sekundärspule angeordnet, die ihrerseits aus gleichartigem Kupferdraht ausgebildet ist, wie er für die Ausbildung der Primärspule 5 verwendet worden ist. Die Sekundärspule 7 ist in gleichartiger Weise von einer isolierenden Schicht 8 von Glasband eingeschlossen, und es ist eine äußere oder zusätzliche Sekundärspule 9 auf dieser Schicht aus Glasband gewickelt.

Die jeweiligen Enden der Spulen 5, 7 und 9 enden in .einem auf dem Wandler angebrachten Anschlußkasten 10.

Die äußere Spule 9 wird zum Zwecke des Schutzes der gesamten Einrichtung von einer isolierenden Schicht umgeben.

In Fig. 3 ist eine Mehrzahl von Verbindungsstücken 11 gezeigt, die axial längs des Wandlers und voneinander im Ab-

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stand befindlich angebracht sind. Diese Verbindungsstücke verbinden im Abstand befindliche Windungen der äußeren Spule 9 des Wandlers.

Gemäß Fig. 4 ist der mit 12 bezeichnete Wandler mit dessen zugeordneter elektrischer Schaltung und zugeordneten Komponenten verbunden» Die Primärspule 5 des Wandlers ist nach dieser Darstellung mit dem Ausgang eines Konstantspannungstransformators 13 verbunden. Die Sekundärspule 7 ist in Reihe mit der äußeren Spule 8 geschaltet, und der Gesamtausgang ist als Einspeisung über einen Brückengleichrichter 14 angeschlossen« Ein Ausgang vom Brückengleichrichter 14 ist mit einem Widerstand 15 und einem einstellbaren Potentiometer 16 und von da über einen Widerstand 17 mit einem Ausgangsanschluß 18 verbunden. Der andere Ausgang des Brückengleichrichters 14 ist an ein anderes einstellbares Potentiometer 19 angeschaltet und von da über einen Widerstand 20 nach Masse und zu dem anderen Ausgangsanschluß 21 geführte Ein Nebenschluß, der einen Widerstand 22 und einen Kondensator 23 umfaßt, ist zwischen die beiden Ausgänge des Brückengleichrichters 14 gelegt.

Die Zuleitung vom Konstantspannungstransformator 13 .zur Primärspule 5 ist angezapft und mit einem zweiten Brückengleichrichter 24 verbunden, und ein Ausgang des letzteren ist über die Widerstände 25 und 26 mit dem einstellbaren Potentiometer 19 verbunden. Der andere Ausgang ist über die Verbindung 27 an Masse geführt, und ein Nebenschluß, der einen Kondensator 28 aufweist, ist über die Ausgänge des Gleichrichters 24 gelegt.

Der Ausgang 18 ist über einen Widerstand 29 mit dem Ausgang 21 verbunden.

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Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung, bei welcher der Konstantspannungstransformator an eine Netzstromversorgung mit einer Spannung von 240 V und 50 Hz angeschlossen wird, haben die Widerstände und Kondensatoren folgende Werte:

Widerstand	15	100	16	0hm	16	V
Widerstand	17	22	19	kOhm	16	V
Widerstand	20	47	0hm	10	kOhm
Widerstand	22	100	0hm	100	0hm
Widerstand	25	470	0hm
Widerstand	26	47	0hm
Widerstand	29	22	kOhm
Kondensator 23		1000	/uF
Kondensator 28		47	/UF /
einstellbares Potentiometer
einstellbares Potentiometer

Der Wandler, der in Fig. 3 gezeigt ist, wird gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt, während dem ein spezielles Verfahren, das für die Kalibrierung des Wandlers und die Positionierung der Verbindungsstücke geeignet ist, vorgenommen wird, wie es nachstehend ebenfalls erläutert ist:

(1) Die verschiedenen Spulen und isolierenden Schichten werden auf den Trägerspulenkörper 1 gewickelt. Die Länge der Spulen beträgt 132,08 cm. Die Spulen werden in der in Fig. 4 dargestellten Weise geschaltet, und ein digitaler Spannungsmesser wird über die Ausgänge 18 und 21 geschaltet. Eine elektrische Versorgungsspannung von 240 V, 50 Hz, wird mit dem Konstantspannungstransformator 13 verbunden,· so daß der Wandler erregt wird, und vor dem weiteren Verfahren läßt man eine Aufwärmzeit von 30 Minuten verstreichen.

(2) Das einstellbare Potentiometer 19 wird so eingestellt, daß man auf dem digitalen Spannungsmesser eine Null Volt-Ablesung ohne Positionierung des Kerns innerhalb des Wandlers erhält. Ein Kern, der aus einem magnetisch

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suszeptiblen Material ausgebildet ist, wie beispielsweise Flußeisen, wird durch das Ende, welches den großen Flansch trägt, bis halbwegs bzw. bis zur Hälfte entlang der Länge des Wandlers in den Wandler 1 eingeführt. Die Null-Ablesung auf dem digitalen Spannungsmesser bzw. Voltmeter sollte nicht um mehr als +1 mV für jede Position des Kerns variieren, und wenn das so ist, dann ist der Wandler richtig gewickelt und geschaltet. Wenn eine Variation von mehr als + 1 mV bemerkt wird, dann ist eine Korrektur erforderlich.

(3) Ein Streifen 30 von Lack-, Überzugs-, Emailüberzugs- oder derglo Beschichtung der äußeren Spule 9 wird entlang der Länge der Spule entfernt, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Der Streifen hat eine Breite von ungefähr 13 mm.

(4) Die Länge A der äußeren Wicklung wird begrifflich in 10 gleiche Längen (A/10) unterteilt, wie in Fig. gezeigt ist, und die zehn im gleichen Abstand voneinander befindlichen Stellen werden mit Y1 bis Y10 markiert, wie gezeigte

(5) Zehn kompensierende Verbindungsstücke von mit Polyvinylchlorid isoliertem Draht werden hergestellt bzw. vorbereitet.

(6) Jedes Ende jedes jeweiligen kompensierenden Verbindungsstückes 11 wird an die markierten Stellen Y1, Y2....Y10 angelötet, wobei sichergestellt wird, daß jedes Verbindungsstück fest mit dem Ende von nur einer Spulenwindung verbunden ist und daß das Lot sich nicht auf benachbarte Spulenwindungen ausbreitet.

(7) Das andere Ende jedes kompensierenden Verbindungsstücks wird (zeitweilig) an den ungefähren Mittelpunkt jeder der entsprechenden abgemessenen Längen angelötet. Diese Stellen sind in Fig. 3 mit X1, X2 ... X10 angedeutet.

(8) Der Wandler mit dem über den Ausgang geschalteten digitalen Spannungsmesser wird wieder erregt, und man läßt 30 Minuten zum Zwecke der Aufwärmung des Wandlers verstreichen.

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(9) Für eine gewünschte Ausgangsspanne von 1 V zwischen den Ausgängen 18 und 21 und eine maximale Variation von der Linearität von +0,5% wird die endgültige Positionierung der Verbindungsstücke 11 in der nachstehend erläuterten Weise vorgenommen.

Der Flußeisenrohrkern wird so eingeführt, daß er sich nur gerade innerhalb desjenigen Endes des Wandlers befindet, an dem der große Flansch 3 angebracht ist. Das Potentiometer 19 wird dann so eingestellt, daß der auf dem digitalen Spannungsmesser registrierte Wert Null ist. Der Flußeisenrohrkern wird dann vollständig entlang der Länge des Wandlers eingeführt, und das einstellbare Potentiometer 16 wird so einge- , stellt, daß die auf dem digitalen Spannungsmesser angezeigte Ausgangsspannung 1,00 V ist. Der rohrförmiger Kern wird derart bewegt, daß das Ende des Kerns mit der Markierung Y1 übereinstimmt, und die zeitweise Verbindung X1 des entsprechenden Verbindungsstücks wird so eingestellt, daß die Ausgangsspannung 10% des vollen Skalenausschlags beträgt (d.h. 0,100 V + 0,001 V). Die übrigen Verbindungsstücke werden positioniert, indem man den Kern so bewegt, daß das Ende jeweils an den Positionen Y2, Y3 ... Y9 endet, und die jeweiligen, zeitweilig angebrachten Verbindungsenden X2, X3 ... X9 werden richtig positioniert, so daß die gewünschte Ausgangsspannung in jeder Position des rohrförmigen Kerns erzeugt wird.

(10) Schließlich wird die Null-Anzeige erneut überprüft, und die gewünschte Ausgangsspannung wird in jeder Position des Kerns überprüft, bevor man eine äußere Isolierschicht aufbringt, mit der die Verbindungsstücke 11 eingeschlossen bzw. isoliert werden.

Eine Niveauanzeigeeinrichtung ist in Fig. 5 in auseinandergezogener Darstellung veranschaulicht. Die Einrichtung weist im wesentlichen eine Anbringungsplatte 40 auf, die auf der Oberseite eines Speicherbehälters 41 angebracht wird. Die Anbrin-

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gungsplatte 40 hat eine zentrale Öffnung, innerhalb derer ein kurzes Rohr 42 fest und sicher positioniert ist, und dieses Rohr trägt an seinem oberen Ende einen Ring 43, der mit Bohrungen zur Aufnahme von Stutzen 44 versehen ist, die sich ihrerseits auf einer ringförmigen Halteplatte 45 befinden. Die Stutzen 44 ermöglichen es, den Ring 43 und die Platte 45 sicher mittels Muttern 46 und Unterlegscheiben 47 aneinander zu befestigen. Ein Dichtungsring 48 wird zwischen dem Ring 43 und der Platte 45 angeordnet.

Die Platte 45 ist an dem oberen Ende eines Rohrs 49 angebracht, welches sich nach abwärts durch die Platte 40 erstreckt und an seinem unteren Ende mit einem Dichtungsring 50 versehen ist.

Der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Wandler ist, wie die Darstellung erkennen läßt, mit seinem zylindrischen Spulenkörper 1 über der Platte 45 angebracht und wird mittels Stutzen 51 und Muttern 52 mit dieser in enger Übereinstimmung gehalten. Dichtungsringe 53, 54 und 55 sind zwischen dem Ende 3 des Wandlers und der Platte 45 angeordnet. Das andere Ende des zylindrischen Spulenkorpers 1 des Wandlers ist mit Stutzen 56 versehen, die eine Befestigung einer Abdeckungsplatte 57 unter Verwendung von Muttern 58 ermöglichen. Die Abdeckungsplatte ist mit einem Handgriff 59 versehen. Eine aus nichtmagnetischem Material ausgebildete Stange 60 hängt von der Abdeckungsplatte 37 innerhalb des zylindrischen Spulenkorpers 1 herab und besitzt an ihrem unteren Ende ein Gewinde, trägt eine Mutter 61 und eine untere Verriegelungs- bzw. Gegenmutter 62. Eine Buchse 63 ist innerhalb des oberen Endes des Flußeisenrohrs 64 eingeschraubt, welches den Kern des Wandlers bildet. Die Buchse ist mittels Muttern 66 und 67 an einem Dichtungsring 65 befestigt und verschiebbar auf der Stange 60 angebracht. ■ .

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Die Mutter 61 bildet einen Anschlag für die Abwärtsbewegung des Rohrs 64 innerhalb der Einrichtung, und sie ermöglicht es außerdem, durch Entfernung der Abdeckungsplatte 57, das Rohr nach aufwärts durch die Einrichtung herauszuziehen bzw. zu entfernen. Das Rqhr 64 verläuft durch den Dichtungsring 50 am unteren Ende des Rohrs 40 und ist an einem Schwimmer befestigt, der sich innerhalb des Behälters 41 befindet.

Im Gebrauch wird der Niveauanzeiger, der in Fig. 4 veranschaulicht ist, auf dem Behälter 41 befestigt, und der Wandler sowie dessen zugehörige elektrische Schaltung, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird an einen Spannungsmesser oder an ein Aufzeichnungsregistriergerät angeschlossen, so daß die Ausgangsspannung des Wandlers von der oberen Spule 9 angezeigt bzw. aufgezeigt wird, wenn sich das Niveau der Flüssigkeit in dem Tank bzw. Behälter verändert. Der Schwimmer 68 folgt der Veränderung des Niveaus der Flüssigkeit, und die Bewegung des Schwimmers bewirkt, daß sich das Rohr 64 innerhalb des Wandlers bewegt und die Ausgangsspannung erzeugt. Das Aufzeichnungsmittel, beispielsweise ein Registrierstreifen, oder der Spannungsmesser kann gewünschtenfalls so kalibriert werden, daß das Niveau der Flüssigkeit in dem Behälter direkt angezeigt bzw. aufgezeichnet wird.

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Claims

Patentansprüche 1.J Wandler mit einem hohlen Trägerteil, auf dem eine

angebracht ist, die mit einer Wechselstromquelle verbunden werden kann, sowie eine Sekundärspule, die um die Primärspule herum angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungsstücken (11) axial im Abstand entlang der Länge der Sekundärspule (7,9) angeordnet ist, wobei jedes Verbindungsstück im Abstand befindliche Windungen der Sekundärspule verbindet und die Enden der Sekundärspule mit einer Empfangseinrichtung (14-29) für induzierten elektrischen Strom mit bzw. bei einer gewünschten Spannung verbindbar sind.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Verbindungsstück eine Länge Draht (11) ist.

3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Verbindungsstück durch Verbinden der erforderlichen Anzahl benachbarter Windungen der Sekundärspule (7,9) mit leitfähigem Material gebildet ist.

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Windungen der Sekundärspule (7,9) durch Lot oder ein leitfähiges Harz oder eine leitfähige Anstrich- bzw. Aufbringungszusammensetzung verbunden sind.

5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Sekundärspulen (7,9) vorhanden sind, wobei die äußere Sekundärspule (9) dieser Sekundärspulen mit den elektrisch leitfähigen Verbindungsstükken (11) versehen ist.

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6ο Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Trägerteil (1) eine zylindrische Form hat und vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material ausgebildet ist.

7. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Trägerteil (1) aus einem Plastik- bzw. Kunststoff- oder Harzmaterial bzw. einem harzhaltigen Material ausgebildet ist.

8. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Trägerteil (1) an jedem seiner Enden einen Halteflansch (2,3) zum Halten der Enden der auf dem Trägerteil angebrachten Spulen (5,7,9) hat.

9. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spulen (5,7,9) bildende Draht eine Stärke von 16 bis 25 englischen Standarddrahtstärken hat.

10. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierungsschicht (4,6,8) zwischen den einzelnen Spulen (5,7,9) und zwischen der Primärspule (5) und dem Trägerteil (1) angeordnet ist.

11. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von fünf bis zehn axial im Abstand angeordnete, elektrisch leitfähige Verbindungsstücke (11) vorgesehen sind, um ein Ausgangssignal zwischen den Enden, der Sekundärspule (7,9) zu erzeugen, das innerhalb von 5% Linearität liegt, wenn die Primärspule (5) mit einer Wechselstromquelle (13) verbunden ist.

12. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule (7,9) von einer Anzahl

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von kurzen Spulen gebildet ist, die entlang des Wandlers im Abstand angeordnet und durch die leitfähigen Verbindungsstücke (11) in Reihe geschaltet sind.

13. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während des Gebrauchs die Primärspule (5) mit einem Transformator (13) verbunden ist und die Empfangseinrichtung (14-29) für induzierten elektrischen Strom einen Spannungsmesser aufweist.

14. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (14-29) für induzierten elektrischen Strom einen Registrierstreifen oder eine sonstige aufzeichnende Registriereinrichtung aufweist.

15. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während des Gebrauchs ein aus einem magnetischen Material hergestellter Kern (64) in dem hohlen Trägerteil (1)angeordnet ist„

16. Wandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (64) mit einem Schwimmer (68) verbunden ist, welcher in Ansprechung auf die Bewegung einer Flüssigkeit bewegbar ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Wandlers, insbesondere eines Wandlers nach einem der Ansprüche 1 bis 16, der eine gewünschte Ausgangsvariation von der Linearität hat, wobei das Verfahren das Wickeln einer Primärspule auf ein hohles, nichtmagnetisches Trägerteil sowie das Wickeln einer Sekundärspule, welche die Primärspule umschließt, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von axial im Abstand befindlichen Verbindungsstücken längs der Sekundärspule angeordnet wird, wobei jedes Verbindungsstück im Ab-stand befindliche Windungen der Sekundärspule verbindet; und daß der Wandler dadurch kalibriert wird, daß man eine ge-

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wünschte Spannung an die Enden der Primärspule anlegt, einen aus einem magnetischen Material ausgebildeten Kern in das Trägerteil einführt, und zwar zu einer gewünschten Position längs des Trägerteils, die mit einem speziellen Verbindungsstück übereinstimmt, daß man die Ausgangsspannung zwischen den Enden der Sekundärspule mißt und die Anbringungsposition des speziellen Verbindungsstücks an der Sekundärspule so einstellt, daß der gewünschte Ausgang über der Sekundärspule erzeugt wird, wobei sich der Kern in der gewünschten Position befindet; daß man diese Kalibrierung wiederholt, nachdem man den Kern bewegt hat, so daß er mit der Position eines anderen Verbindungsstücks übereinstimmt; und zwar bis die Sekundärspule die gewünschte Variation von der Linearität bei jeder Position des Kerns hat.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kalibrierung der Kern zunächst um eine kurze Entfernung in das Trägerteil eingeführt und die Ausgangsspannung über der Sekundärspule auf ein gewünschtes Minimum eingestellt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern während der Kalibrierung, nachdem das erste Verbindungsstück so angeordnet worden ist," daß eine Ausgangsspannung von einem gewünschten Minimum erzeugt wird, dann so bewegt wird, daß er die gesamte Länge des hohlen Trägerteils einnimmt, so daß die maximale Ausgangsspannung erzielt bzw. ermittelt wird.

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