DE2611729A1

DE2611729A1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING FLUID MEDIA

Info

Publication number: DE2611729A1
Application number: DE19762611729
Authority: DE
Inventors: Cornelius Leonard Gooley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1976-10-07
Also published as: GB1549072A

Description

körner<L Qt^eygrains <L Qt ^ ey

D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4Θ D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE SBD-8 MUNICH 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4Θ D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE SB

BERLIN: DIPL.-IN3. R. MÜLLER-BÖRNERBERLIN: DIPL.-IN3. R. MÜLLER-BORNER

MÜNCHEN: DIPL.-1NQ. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER MUNICH: DIPL.-1NQ. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KORNER

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Cornelius Leonard Gooley Glen Iris, Victoria/AustralienCornelius Leonard Gooley Glen Iris, Victoria / Australia

Verfahren und Vorrichtung zum Messen an fluidenMethod and device for measuring fluids

Medienmedia

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Messen von Fluidmengen und auf das Messen von Niveauänderungen an Flüssigkeiten« Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf das Feststellen von speziellen Effekten, wodurch die Erfindung ein weites Anwendungsgebiet hat. Die Erfindung dient weiterhin zur Unterscheidung verschiedenartiger Flüssigkeiten oder flüssigen MischungenοThe present invention relates to the measurement of quantities of fluids and to the measurement of changes in the level of liquids. Furthermore, the invention relates to the determination of special effects, whereby the invention has a wide field of application. The invention also serves to distinguish between different liquids or liquids Mixtures o

Es ist bekannt, dass man Flüssigkeitsmengen in einem Behälter mit Hilfe eines Schwimmers messen kann, der den Tankstand angibt«. Dieser Schwimmer kann mit einer mechanischen Anzeigeeinrichtung verbunden sein oder mit einem Rheostaten, dessen jeweiliger Widerstand den Tankstand angibt.It is known that you can measure the amount of liquid in a container with the help of a float that indicates the tank level «. This float can be connected to a mechanical display device or to a rheostat, its the respective resistance indicates the tank level.

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MÜNCHEN: TELEFON (O89) 225585 BERLIN: TELEFON (03O) 8312088MUNICH: TELEPHONE (O89) 225585 BERLIN: TELEPHONE (03O) 8312088 KABEL: PROPINDUS -TELEX O5 24 244 KABEL: PROPINDUS -TELEX 01 84057CABLE: PROPINDUS -TELEX O5 24 244 CABLE: PROPINDUS -TELEX 01 84 057

Andere Methoden zum Bestimmen von Flüssigkeitsmengen bestehen darin, dass man den Nebenschlusswiderstand einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit an einem Widerstand ausmisst, den man in die Flüssigkeit eintaucht. Da jedoch die Leitfähigkeit einiger Flüssigkeiten, wie beispielsweise Erdöl, nur sehr gering ist, sind genaue Messungen nach dieser Methode sehr schwierig.Other methods of determining the amount of liquid are to find the shunt resistance of an electrical conductive liquid is measured by a resistor that is immersed in the liquid. However, since the conductivity Some liquids, such as petroleum, are very small, accurate measurements using this method are very good difficult.

Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, dass man Kondensatorplatten in verschiedenen Höhen im Flüssigkeitstank anordnet ο Diese Kondensatorplatten sind unter Berücksichtigung der Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit abgestimmt und werden gewöhnlich dazu verwendet, ein Alarmsignal auszulösen, wenn die Flüssigkeit unter ein bestimmtes Niveau abgesunken ist ο Diese Messung ist nicht sehr genau und ausserdem teuer.Another well-known technique is that you can make capacitor plates arranged at different heights in the liquid tank ο These capacitor plates are to be taken into account adjusted to the dielectric constant of the liquid and are usually used to trigger an alarm signal, if the liquid has dropped below a certain level ο This measurement is not very accurate and besides expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Massnahmen zum Messen von Flüssigkeitsmengen anzugeben, insbesondere von Benzin oder anderen Flüssigkeiten in Automobiltanks oder Vorratsbehältern.The present invention is based on the object of specifying suitable measures for measuring amounts of liquid, especially of gasoline or other liquids in automobile tanks or storage containers.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass das Lichtdurchgangsverhalten der Flüssigkeit ausgemessen wird, wobei ein Lichtstrahl zwischen einer Lichtquelle und einem Photosensor durch die Flüssigkeit geleitet wird, wobei der Photosensor wenigstens teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig je nach Tankstand in die Flüssigkeit eingetaucht oder von ihr nicht umspült ist.The basic idea of the invention is that the light transmission behavior the liquid is measured, with a light beam between a light source and a photosensor is passed through the liquid, the photosensor at least partially, but preferably completely Depending on the tank level, it is either immersed in the liquid or not surrounded by it.

Die Lichtquelle und der Photosensor sind zweckmässigerweise so angeordnet, dass ein Lichtstrahl im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Flüssigkeit verläuft. Bei dazwischenliegenden Flüssigkeitsspiegeln und bei halbeingetauchter LichtquelleThe light source and the photosensor are expediently like this arranged that a light beam runs essentially parallel to the surface of the liquid. In between Liquid levels and with a semi-submerged light source

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können zwei verschiedene Effekte festgestellt werden. Der eine Effekt gibt ein Maximum an Licht, das vom Photosensor aufgenommen werden kann, und der andere Effekt ergibt ein Minimum an Licht, das vom Photosensor aufgenommen werden kann, je nach Tankstandhöhe. Die Lichtwerte, die vom Photosensor an diesen kritischen Maxima- und Minima-Tankstandniveaus empfangen werden, sind sehr verschieden von jenen Werten, die der Photosensor empfängt, wenn Lichtquelle und Photosensor in getauchtem und ungetauchtem Zustand sich befinden,. Diese Maxima- und Minima-Niveaus (nachfolgend kritische Maxima- und Minima-Niveaus genannt) sind sehr genau festlegbar und mit geeignet geformten Behältern und elektronischen Niveaumesskreisen auf ein Promille genau ausmessbar«two different effects can be observed. Of the one effect gives a maximum of light that can be picked up by the photosensor and the other effect gives one Minimum light that can be picked up by the photosensor, depending on the tank level. The light values obtained from the photosensor at these critical maximum and minimum tank levels are very different from the values that the photosensor receives when light source and The photosensor is in a submerged and non-submerged state. These maximum and minimum levels (hereinafter critical Maximum and minimum levels called) are very precisely definable and with suitably shaped containers and electronic Level measuring circles can be measured precisely to a per thousand "

Geraäss der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, eine relative Änderung im Tankstand festzustellen, in dem ein Maximum oder ein Minimum oder beides im Lichtübertragungsverhalten zwischen einer Lichtquelle und einem Photosensor festgestellt wird. Die Maxima und Minima treten bei Flüssigkeitsspiegeln auf, die zwischen der Lichtquelle und dem Photosensor liegen, die eingetaucht und ungetaucht sind.Geraäss the present invention, it is also possible to use a determine relative change in the tank level, in which a maximum or a minimum or both in the light transmission behavior is detected between a light source and a photosensor. The maxima and minima occur at liquid levels between the light source and the photosensor that are immersed and not immersed.

Die kritischen Niveaus können herangezogen werden, gleichgültig ob die Lichtquelle und der Photosensor in einem Behälter angebracht sind oder nicht« Man kann auch einen transparenten Behälter verwenden, wobei Lichtquelle und/oder Photosensor ausserhalb des Behälters angebracht sind.The critical levels can be used regardless of whether the light source and the photosensor are in one container attached or not «You can also use a transparent container, with light source and / or photosensor are attached outside the container.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Feststellen einer relativen Änderung im Tankstand, wobei ein Minimum oder ein Maximum oder beides im Lichtübertragungsverhalten zwischen einer Lichtquelle und einem Photosensor festgestellt wird und das Licht im allgemeinen parallel zur Oberfläche der Flüssig-The invention also includes a method of determining a relative change in fuel level, with a minimum or a Maximum or both in the light transmission behavior between a light source and a photosensor is determined and the light is generally parallel to the surface of the liquid

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keit verläuft. Die Maxima und Minima treten bei Flüssigkeitsspiegeln auf, die oberhalb und unterhalb eines Strahls liegen, der von der Lichtquelle zum Photosensor gesandt wird«speed runs. The maxima and minima occur at liquid levels that are above and below a jet, which is sent from the light source to the photosensor «

Bei den erfindungsgemässen Verfahren ist es wünschenswert, auch den Betrag des übertragenen Lichtes zu messen, wenn der Lichtstrahl getaucht und ungetaucht ist, da diese verschiedenen Werte zwei weitere Tankstandwerte angeben können_o In the process of this invention, it is desirable to measure the amount of transmitted light, when the light beam dipped and ungetaucht as these different values can specify two other tank level values _o

Vorzugsweise enthalten die Lichtquelle und der Photosensor optische Fasern, da diese in brennbare Flüssigkeiten eingebracht werden können, während die Hitze, die eine Lichtquelle und elektrische Ströme für die Lichtquelle entwickeln können, und die Messeinrichtungen von der Flüssigkeit ferngehalten werden können·The light source and the photosensor preferably contain optical fibers, since these are introduced into flammable liquids while the heat that a light source and electrical currents for the light source can develop and the measuring devices can be kept away from the liquid

Venn optische Fasern dazu verwendet werden, Licht in einem zur Oberfläche der Flüssigkeit parallelen Strahl zu leiten, wird ein gewisser Lichtwert vom Photosensor aufgenommen, wenn die Enden der Fasern eingetaucht sind. Das meiste Licht wird beim kritischen Maximum-Niveau, das wenigste Licht beim kritischen Minimum-Niveau empfangen, und ein Wert, der sich von den drei vorgenannten unterscheidet, wird empfangen, wenn die Enden der Fasern nicht in die Flüssigkeit eingetaucht sind« Dieser Flüssigkeitsspiegel ist niedriger im Lichtwert als wenn die Fasern eingetaucht sind· Wenn die Fasern leicht nach unten geneigt sind, dann sind die Lichtwerte, die an den getauchten und ungetauchten Fasern empfangen werden, gegenseitig vertauscht, d.h., mehr Licht wird empfangen in ungetauchtem Zustand als im getauchten Zustand«When optical fibers are used to guide light in a beam parallel to the surface of the liquid, a certain amount of light is picked up by the photosensor when the ends of the fibers are immersed. Most of the light will at the critical maximum level, the least light received at the critical minimum level, and a value that differs from the distinguishes three of the above, is received when the ends of the fibers are not immersed in the liquid « This liquid level is lower in light value than when the fibers are submerged · When the fibers are slightly down are inclined, then the light values that are received at the immersed and non-immersed fibers are mutually exchanged, that is, more light is received in the un-immersed Condition as in submerged condition "

Als Beispiel hierfür sei erwähnt, dass ein Detektorstrom mit einem Wert_e der sich mit dem Lichtübertragungsverhalten verändert, eine Zunahme von 100 Mikroampere kurz vor dem ErreichenAs an example of this, it should be mentioned that a detector current with a value _e that changes with the light transmission behavior, an increase of 100 microamps shortly before it is reached

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des kritischen Maximal-Niveaus (Fasern in eingetauchtem Zustand) auf ein Maximum von I50 Mikroampere am kritischen Maximai-Niveau zeigte. Beim Fallen des Flüssigkeitsspiegels wurde weiterhin eine schnelle Änderung im Detektorstrom festgestellt ₉ der bis auf Null fiel beim Erreichen des kritischen Minimum-Niveaus. Danach stieg der Detektorstrom wieder auf 20 Mikroampere, wenn der Strahl völlig ungetaucht verlief.of the critical maximum level (fibers in submerged state) to a maximum of 150 microamps at the critical maximum level. When the liquid level fell, a rapid change in the detector current was also detected ₉ which fell to zero when the critical minimum level was reached. The detector current then rose again to 20 microamps when the beam was completely immersed.

Die genannten Stromwerte erhielt man unter Verwendung eines weitrandigen 400 ml-Gefässes und einer kalibrierten Pipette, um Flüssigkeit daraus abzunehmen«. Um den Strom von 100 auf I50 Mikroampere zu verändern, wurden etwa 3|5 ml Flüssigkeit aus dem Gefäss genommen, was etwa 14,3 Mikroampere pro Milliliter entspricht. Die Änderung des Stromes war unter diesen Bedingungen etwa linear mit dem Maß entnommener Flüssigkeit_o Da ein elektrischer Schaltkreis ohne Schwierigkeiten so eingerichtet werden kann, dass er unter stabilen Bedingungen auf eine Änderung von 0,2 Mikroampere anspricht, ergibt sich, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren Flüssigkeitsmessungen mit einerThe current values mentioned were obtained using a wide-rimmed 400 ml vessel and a calibrated pipette in order to remove liquid from it «. In order to change the current from 100 to 150 microamps, about 3 ~ 5 ml of liquid were removed from the vessel, which corresponds to about 14.3 microamps per milliliter. The change of the current under these conditions was approximately linearly of removed with the level of liquid _o Since an electric circuit without difficulty can be set up to be responsive under stable conditions for a change of 0.2 microamperes, it follows that with the process of this invention Liquid measurements with a

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Genauigkeit von 10 ausgeführt werden können_o Eine noch grössere Genauigkeit kann man erreichen, wenn man Photosensoren in verschiedenen Höhenniveaus anordnet.-4
Accuracy of 10 can be achieved _o An even greater accuracy can be achieved if one arranges photosensors at different height levels.

Beim Übergang vom kritischen Maximum-Niveau zum kritischen Minimum-Niveau wurden etwa 6 ml Flüssigkeit entfernt, um eine Stromänderung von I50 Mikroampere auf Null herbeizuführen. Die Stromänderung war im Bereich zwischen I50 und 40 Mikroampere linear zur Entnahme der Flüssigkeit, was einem Verhältnis von etwa 36 Mikroampere/ml entspricht. Die Genauigkeit be-At the transition from the critical maximum level to the critical one At the minimum level, approximately 6 ml of liquid was removed to bring about a current change from 150 microamps to zero. The change in current was in the range between 150 and 40 microamps linear to the withdrawal of the liquid, which corresponds to a ratio of about 36 microamps / ml. The accuracy is

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trägt also ebenfalls 10 .-4
so also carries 10.

Die kritischen Maximum- und Minimum-Niveaus kann man ausmessen, wenn der Photosensor so ausgerichtet ist, dass er einen Lichtstrahl in einer horizontalen Ebene empfängt. Weiterhin ist eineThe critical maximum and minimum levels can be measured if the photosensor is oriented so that it emits a light beam receives in a horizontal plane. Furthermore is a

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Beleuchtung von oben erforderlich, beispielsweise durch ein Flutlicht. Es reicht auch eine Lichtquelle von 100 Watt in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche der Flüssigkeit aus, um eine genügende Messgenauigkeit zu erreichen. Wenn jedoch die Genauigkeit besser als 10 ^ sein soll, dann ist es besser, wenn der Lichtstrahl parallel zur Oberfläche der Flüssigkeit verläuft_o Er sollte dann von einer Lichtquelle abgegeben werden, die so eingerichtet ist, dass sie Licht im wesentlichen nur parallel zur Oberfläche der Flüssigkeit abgibt. Hierzu reicht bei Verwendung optischer Fasern an Lichtquelle und Photosensor eine Lichtleistung einer Lampe von 2,5 Watt aus οLighting from above is required, for example by floodlights. A light source of 100 watts in close proximity to the surface of the liquid is also sufficient to achieve sufficient measurement accuracy. However, if the accuracy is to be better than 10 ^, then it is better if the light beam runs parallel to the surface of the liquid _o It should then be emitted by a light source which is set up so that it emits light essentially only parallel to the surface of the Releases liquid. When using optical fibers on the light source and photosensor, a light output of 2.5 watts from a lamp is sufficient ο

Die Abstände der Faserenden sind vorzugsweise einstellbar, um bei den verschiedenen Flüssigkeiten geeignete Empfindlichkeiten einstellen zu können. Bevorzugte Abstände liegen zwischen 2 und 10 mm.The distances between the fiber ends are preferably adjustable in order to achieve suitable sensitivities for the various liquids to be able to adjust. Preferred distances are between 2 and 10 mm.

Die gleichen Eigenschaften wie mit optischen Fasern kann man erreichen, wenn man Leuchtdioden in naher Nachbarschaft zu Photozellen verwendet. Sowohl die Photozelle als auch die Leuchtdiode kann man in kleine G&as- oder Plastikgehäuse setzen, die ähnlich aussehen wie Taschenlampenbirnchen. Tragbaren Anwendungsformen kann so besser Rechnung getragen werden, als wenn optische Fasern oder lichtübertragende Stäbe verwendet werden, die sich von der Innenseite eines Flüssigkeitsbehälters nach aussen erstrecken. Elektrische Anschlussdrähte für Leuchtdioden und Photosensoren sind nämlich viel flexibler als optische Faserbündel« Wenn jedoch die Leitungen von Flüssigkeiten umspült sind und die Flüssigkeiten gefährlich sind, dann bietet sich eher die Verwendung von lichtleitenden Fasern an. Wenn optische Fasern in die Flüssigkeiten eingetaucht sind, dann ist es zweckmässig, die Enden des Faserstranges gegen den Eintritt der Flüssigkeit zu schützen,The same properties as with optical fibers can be achieved if light-emitting diodes are in close proximity to them Photocells used. Both the photocell and the light-emitting diode can be put in small G&A or plastic housings that look similar to flashlight bulbs. Portable Application forms can thus be better taken into account as if using optical fibers or light transmitting rods extending from the inside of a liquid container extend outwards. There are a lot of electrical connection wires for light emitting diodes and photosensors more flexible than optical fiber bundles «However, when the lines are bathed in liquids and the liquids are dangerous then the use of light-conducting fibers is more advisable. When optical fibers in the liquids are immersed, then it is advisable to protect the ends of the fiber strand against the entry of the liquid,

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entweder durch eine Plastikabdichtung oder durch Einbetten der Faserenden in eine Glaskapsel.either by plastic sealing or by embedding the fiber ends in a glass capsule.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann man auch Flüssigkeiten identifizieren, und zwar aus der Grosse der gemessenen Ströme. Es ergeben sich nämlich für verschiedene Flüssigkeiten verschiedene Ströme am kritischen Maximum-Niveau und kritischen Minimum-Niveau bei eingetauchten Fasern. Die Flüssigkeiten, die man auf diese Weise unterscheiden kann, können auch Mischungen verschiedener Flüssigkeiten sein.With the help of the present invention one can also identify liquids, namely from the size of the measured Currents. This is because there are different currents at the critical maximum level and for different liquids critical minimum level with immersed fibers. The liquids that can be distinguished in this way can also be mixtures of different liquids.

Als Beispiel sei genannt, dass ein Strom mit einer Stärke vonAn example is that a current with a strength of

2 Milliampere von einem Photosensor aufgenommen wurde, wenn das Licht durch Benzin fiel» Wenn die Flüssigkeit durch Kerosin ersetzt wurde, stieg der Strom bei ansonst gleichen Bedingungen auf 8 Milliampere. Bei Wasser wurde ein Strom von 1 Mikroampere festgestellt. Beim kritischen Maximum-Niveau ergab Benzin einen Strom von 10 Milliampere, Kerosin einen Strom von 15 Milliampere und Wasser einen Strom von2 milliamps was picked up by a photosensor when the light fell through gasoline »When the liquid passed through Kerosene was replaced, the current increased at otherwise the same Conditions to 8 milliamps. A current of 1 microampere was observed for water. At the critical maximum level gave gasoline a flow of 10 milliamps, kerosene a flow of 15 milliamperes, and water a flow of

3 Mikroampere. Beim Kritischen Minimum-Niveau war der Strom jeweils 0.3 microamps. The current was at the critical minimum level each 0.

Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt, nachdem die Verstärkung des verwendeten Gleichspannungsverstärkers angehoben worden war. Der Strom für Wasser betrug dann beim kritischen Maximum-Niveau 15 Milliampere, er betrug 4 Milliampere, wenn die Fasern eingetaucht waren. Bei der gleichen Verstärkungseinstellung ergab Holzalkohol einen Strom von 20 Milliampere beim kritischen Maximum-Niveau und 15 Milliampere bei eingetauchten Fasern.Further research was done after the reinforcement of the DC amplifier used had been raised. The electricity for water was then critical Maximum level 15 milliamps, it was 4 milliamps when the fibers were immersed. With the same gain setting Wood alcohol gave a current of 20 milliamps at the critical maximum level and 15 milliamps when immersed Fibers.

Als die Verstärkung so eingestellt war, dass sich ein Strom von 15 Milliampere ergab, wenn die Fasern eingetaucht waren bei Kerosin als gemessenem Medium, dann ergab sich bei sonstWhen the gain was adjusted to give 15 milliamps of current when the fibers were immersed with kerosene as the measured medium, then with otherwise

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unveränderten Bedingungen für Benzin ein Strom von 10 Milliampere, für Holzalkohol 20 Mikroampere und für Wasser überhaupt kein Strom. Bei kritischem Maximum-Niveau ergab sich für Kerosin ein Strom von kO Milliampere, für Benzin 26 Milliampere, für Holzalkohol 50 Mikroampere und für Wasser überhaupt kein Strom.unchanged conditions for gasoline a current of 10 milliamps, for wood alcohol 20 microamps and for water no current at all. At the critical maximum level, the result was a current of kO milliamps for kerosene, 26 milliamps for gasoline, 50 microamps for wood alcohol and no current at all for water.

Wenn verschiedene Flüssigkeiten mit anderen Flüssigkeiten oder Lösungen vermischt werden, dann ergibt sich eine Änderung im Lichtübertragungsverhalten durch die Flüssigkeit als Folge der Vermischung. Wenn die Mischung nicht homogen ist, dann kann man die einzelnen Bestandteile in der Mischung ermitteln. In einer Mischung aus Kerosin und Wasser kann man klar die beiden verschiedenen Flüssigkeiten unterscheiden. Kerosin schwimmt auf dem Wasser. Wenn man eine Sonde mit einer Lichtquelle und einem Photosensor in diese Mischung eintaucht, dann erhält man unterschiedliche Ströme vom Photosensor. Wenn die Sonde so in den Behälter gebracht wird, dass die Fasern des Photosensors am kritischen Maximum-Niveau für das Kerosin standen, dann ergab sich ein Strom von 17 Milliampere. Wenn die Fasern in das Kerosin eingetaucht waren, ergab sich ein Strom von 10 Milliampere. Als man die Sonde weiter absenkte, bis die Trennebene der beiden Flüssigkeiten erreicht war, dann ergab sich überhaupt kein Strom mehr. Senkte man die Sonde noch weiter ab, bis die Fasern in das Wasser eintauchten, dann ergab sich ebenfalls kein Strom. Wenn man jedoch die Verstärkung des Gleichspannungsverstärkers so einstellte, dass bei in Kerosin eingetauchten Fasern sich ein Anzeigestrom von 80 Milliampere ergab, dann ergab sich bei in Wasser eingetauchten Fasern ein Ausschlag von 4 Mikroampere. An der Trennebene der beiden Flüssigkeiten war der Strom jedoch nach wie vor Null.When different liquids are mixed with other liquids or solutions, a change occurs in the light transmission behavior through the liquid as Consequence of mixing. If the mixture is not homogeneous, then one can identify the individual components in the mixture. In a mixture of kerosene and water, one can clearly distinguish the two different liquids. Kerosene floats on the water. If you immerse a probe with a light source and a photosensor in this mixture, then you get different currents from the photosensor. When the probe is brought into the container so that the fibers of the photosensor were at the critical maximum level for the kerosene, then a current of 17 milliamperes resulted. If the Fibers immersed in kerosene resulted in a current of 10 milliamperes. When the probe was lowered further until the The separation plane of the two liquids was reached, then there was no more current at all. One lowered the probe further down until the fibers were immersed in the water, then there was no current either. However, if you have the reinforcement of the DC amplifier so that When the fibers were immersed in kerosene, the display current was 80 milliamperes, then when the fibers were immersed in water Fibers have a rash of 4 microamps. At the dividing line between the two liquids, however, the current was still as it was before zero.

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Bei einer Mischung aus Benzin und Wasser gab das kritische Maximum-Niveau für Benzin einen Strom von 18 Milliampere, beim Eintauchen der Lichtleitfasern in das Benzin einen Strom von 12 Milliampere und an der Trennfläche zwischen Benzin und Wasser betrug der Strom Null. Als die Fasern ins Wasser eintauchten, ergab steh ein Strom von k Mikroampere. Nach Änderung der Verstärkung soweit, dass sich ein Strom von kO Milliampere ergab, wenn die Fasern in das Benzin eingetaucht waren, ergab sich ein Strom von k Milliampere bei Eintauchen der Fasern in das Wasser, an der Trennebene war der Strom jedoch Null. Kurz vor Erreichen dieser Trennebene der zwei Flüssigkeiten wurde jedoch ein Impuls von 6 Milliampere Grosse festgestellt. Diese 6 Milliampere entsprechen dem kritischen Maximum-Niveau für das Wasser, während der Strom Null an der Trennfläche dem kritischen Minimum-Niveau für das Benzin zuzurechnen ist. Die Flüssigkeitsmenge zwischen diesen zwei letztgenannten Messwerten war praktisch vernachlässigbar_o Man kann hieraus ersehen, dass die Sonde zwei verschiedene Flüssigkeiten in Mischung voneinander unterscheiden kann und für jede der Bestandteile die kritischen Maximum- und Minimum-Niveaus angeben kann. Die Trennebene zwischen den zwei Flüssigkeiten kann ganz genau festgestellt werden.With a mixture of gasoline and water, the critical maximum level for gasoline gave a current of 18 milliamps, when the optical fibers were immersed in the gasoline a current of 12 milliamps and at the interface between gasoline and water the current was zero. When the fibers were immersed in the water, the current was k microamps. After changing the gain to such an extent that a current of kO milliamps was obtained when the fibers were immersed in the gasoline, a current of k milliamps was obtained when the fibers were immersed in the water, but the current was zero at the parting plane. Shortly before the two liquids reached this separation plane, however, an impulse of 6 milliamperes was detected. These 6 milliamperes correspond to the critical maximum level for the water, while the zero current at the interface is to be assigned to the critical minimum level for the gasoline. The amount of liquid between these two last-mentioned measured values was practically negligible _o It can be seen from this that the probe can differentiate between two different liquids in a mixture and can indicate the critical maximum and minimum levels for each of the components. The dividing line between the two liquids can be determined very precisely.

Bei eimern anderen Versuch war die Verstärkung für die Sonde so eingestellt, dass sich bei Holzalkohol ein Messwert von 17 Milliampere beim kritischen Maximum-Niveau und von 10 Milliampere bei in dem Holzalkohol eingetauchten Fasern ergab. Wenn man einen geringen Prozentsatz Wasser dem Holzalkohol zugab, fiel der Strom beim kritischen Maximum-Niveau auf 16 Milliampere und bei eingetauchten Fasern auf Null. Eine weitere Zugabe von Wasser senkte den Strom beim kritischen Maximum-Niveau auf 5 Milliampere. Bei eingetauchten Fasern war er weiterhin Null. Bei einer 50 Jtigen Mischung von Kerosin undIn buckets of other attempts, the reinforcement was for the probe adjusted so that wood alcohol has a reading of 17 milliamps at the critical maximum level and 10 milliamps with fibers immersed in the wood alcohol. If a small percentage of water was added to the wood alcohol, the current fell to 16 milliamps at the critical maximum level and to zero with the fibers immersed. Another Adding water lowered the current at the critical maximum level to 5 milliamps. When the fibers were immersed, he was still zero. With a 50% mixture of kerosene and

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Benzin ergaben sich Ströme, die zwischen den Strömen lagen, die man bei diesen Medien in völliger Reinheit messen kann.Gasoline resulted in flows that were between the flows that can be measured with these media in complete purity.

Eine solche Sonde kann sehr klein aufgebaut werden, so dass mit ihr sehr einfach und schnell verschiedene Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten in Mischung auch in kleinen Mengen untersucht werden können, sei es im Heim oder in der Industrie.Such a probe can be built very small, so that it can be used for different liquids very easily and quickly or liquids in a mixture can also be examined in small quantities, be it in the home or in industry.

Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemässen Verfahren
und Vorrichtungen bei der Untersuchung von Milch verwendet
werden können, um Fett- und Wassergehalt festzustellen, zur Identifizierung verschiedener Weinsorten und zur Bestimmung von deren Alkoholgehalt, zur Untersuchung von Detergenzien, medizinischen und chemischen Präparaten, gefährlichen Haushaltsflüssigkeiten u.dgl., zur Bestimmung der Löslichkeit
chemischer Präparate, der Homogenität von flüssigen Mischungen, von Pflanzenölen u.dgl..It has been shown that the inventive method
and devices used in the inspection of milk
can be used to determine the fat and water content, to identify different types of wine and to determine their alcohol content, to examine detergents, medical and chemical preparations, dangerous household liquids and the like, to determine their solubility
chemical preparations, the homogeneity of liquid mixtures, vegetable oils, etc.

Die Anbringung der Sonde an einem langen Tauchstab ermöglicht die Untersuchung grosser Flüssigkeitsvorräte. So kann man beispielsweise von oben feststellen, ob sich in einem Treibstofftank am Boden Wasser befindet und in welcher Höhe sich gegebenenfalls die Trennschicht zwischen Wasser und Treibstoff befindet. Zu diesem Zweck ist der Tauchstab zweckmässigerweise mit Markierungen versehen.The attachment of the probe to a long immersion rod enables the investigation of large liquid supplies. So you can, for example Determine from above whether there is water in a fuel tank on the ground and at what height it is the separating layer between water and fuel is located. The dipstick is useful for this purpose provided with markings.

Mit der Erfindung können auch die Feuchtigkeitsgehalte von
Dämpfen festgestellt werden. Wenn Dampf zwischen der Lichtquelle und dem Photosensor vorhanden ist, dann ändert sich der Meßstrom proportional zum Feuchtigkeitsgehalt im Dampf. Man kann die Erfindung beispielsweise dazu verwenden, die Zusammensetzung des Kraftstoff/Luftgemischs bei einem Verbrennungsmotor zu bestimmen, wenn die Messeinrichtung in die Ansaugleitung zwischen Vergaser und Einlassventil des Motors eingesetzt wird.With the invention, the moisture content of
Steaming can be detected. If there is steam between the light source and the photosensor, the measuring current changes proportionally to the moisture content in the steam. The invention can be used, for example, to determine the composition of the fuel / air mixture in an internal combustion engine when the measuring device is inserted into the intake line between the carburetor and the intake valve of the engine.

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Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen Ausführungsformen dargestellt sind, näher erläutert werden. Es zeigt:The invention is intended below with reference to the drawings in which embodiments are shown, are explained in more detail. It shows:

Figo 1A eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Einsatz in einen Treibstofftank;1A shows a schematic perspective view of a device according to the invention for use in a fuel tank;

Fig» 1B eine schematische Darstellung einer Anzeigeeinrichtung zur Ansteuerung durch die Vorrichtung nach Fig. 1A;FIG. 1B shows a schematic representation of a display device for control by the device according to FIG Fig. 1A;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer der Fig. 1A ähnlichen Vorrichtung zur Verwendung an einem Tauchstab, die zugleich die Anzeigeeinrichtung nach Fig. 1B enthält;FIG. 2 shows a schematic perspective illustration of a device for use similar to FIG. 1A on a dipstick, which at the same time contains the display device according to FIG. 1B;

Fig. 3 den elektrischen Schaltkreis in einer Vorrichtung nach den Figuren 1A und 1B;3 shows the electrical circuit in a device according to FIGS. 1A and 1B;

Fig. h den Kurvenverlauf der gemessenen Ströme über die Flüssigkeitsniveaus;FIG. H shows the course of the curve of the measured currents over the liquid levels; FIG.

Fig. 5 einen elektrischen Schaltkreis zur Erzeugung eines impulsförmigen und stetigen Stromes für eine vorbestimmte Menge wegzunehmender Flüssigkeit;Fig. 5 shows an electrical circuit for generating a pulsed and steady current for a predetermined Amount of fluid to be taken away;

Figo 6 eine schematische Darstellung einer Handmeßsonde, und6 shows a schematic representation of a hand-held measuring probe, and FIG

Fig. 7 einen Wechselstromkreis zur Verwendung einer pulsierenden Lichtquelle anstelle einer Gleichstromlicht-' quelle.7 shows an alternating current circuit for using a pulsating light source instead of a direct current light source. source.

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Fig» 1A zeigt die eigentliche Messvorrichtung mit einem Gehäuse 10, das im Gebrauch in einem Treibstofftank befestigt ist. Das Gehäuse trägt lichtleitende optische Fasern TF1-TF10, die an ihren oberen Enden von einer Lampe 13 bestrahlt werden. Die unteren Enden der Lichtleitfasern liegen in verschiedenen Höhen im Gehäuse 10 (entsprechend verschiedener Füllstände im Tank)« Das Gehäuse trägt ausserdem lichtempfangende optische Fasern RF1-RF10, deren untere Enden den jeweiligen Enden der lichtaussendenden Fasern gegenüberstehen und an deren oberen Enden jeweils Photodetektoren PT1-PT10 angeordnet sind»Fig »1A shows the actual measuring device with a Housing 10 which, in use, mounts in a fuel tank is. The housing carries light-conducting optical fibers TF1-TF10, which are irradiated by a lamp 13 at their upper ends will. The lower ends of the optical fibers are at different heights in the housing 10 (according to different Filling levels in the tank) «The housing also carries light-receiving optical fibers RF1-RF10, the lower Ends of the respective ends of the light emitting fibers facing each other and at the upper ends of which photodetectors PT1-PT10 are arranged »

Ein Vielfachkabel 16 leitet die Signale von den Photodetektoren PT1-PT10 zu der Anzeigeeinrichtung, die in Figo 1B dargestellt ist. Es sei betont, dass die Lampe 13 und die Detektoren PT1-PT10 nicht in dem Treibstofftank angeordnet zu sein brauchen und dass auf diese Weise keine elektrxscheiLextungen in der gefährlichen Umgebung des Treibstoffs und seiner Gase vorhanden sind. Die Anzeigeeinrichtung nach Fig. 1B enthält eine Anzahl von Lampen L1-L10, die beim Aufleuchten die Anzahl von Raumeinheiten im Tank angeben, die vom Treibstoff gefüllt sind» Diese Anzeige kann auch ein Digitalzähler 18 übernehmen, der mit Hilfe von Druckknöpfen 19A und 19B so ausgelöst werden kann, dass er eine Anzeige darüber abgibt, wieviel Kraftstoff aus dem Tank entnommen oder ihm hinzugefügt worden ist. Die Anzeigeeinrichtung enthält einen elektrischen Schaltkreis, der zusammen mit der Lampe 13· den Lichtleitfasern TF1-TF10 und RF1-RF10 sowie den Photodetektoren PT1-PT10 in Fig. 3 dargestellt ist.A multiple cable 16 carries the signals from the photodetectors PT1-PT10 to the display device shown in Fig. 1B. It should be emphasized that the lamp 13 and the detectors PT1-PT10 not to be placed in the fuel tank need and that in this way no electrical insulation are present in the hazardous environment of the fuel and its gases. The display device of Fig. 1B includes a number of lamps L1-L10 which, when lit, indicate the number of units of space in the tank that are used by the fuel are filled »This display can also be taken over by a digital counter 18 which, with the aid of pushbuttons 19A and 19B, can be set in such a way it can be triggered to display an advertisement how much fuel has been removed from or added to the tank. The display device contains an electrical one Circuit which together with the lamp 13 · the optical fibers TF1-TF10 and RF1-RF10 as well as the photodetectors PT1-PT10 is shown in Fig. 3.

Die Photodetektoren PT in Fig. 3 sind Phototransistoren. Im dargestellten Beispiel sind zehn lichtaussendende und lichtempfangende Faserbündel verwendet, der Einfachheit halber sind aber nur drei Phototransistoren PT1-PT3 von insgesamtThe photodetectors PT in Fig. 3 are phototransistors. In the example shown, there are ten light emitting and light receiving Fiber bundles are used, but for the sake of simplicity there are only three phototransistors PT1-PT3 out of a total of

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zehn Phototransistoren dargestellt. Den Gesamtschaltkreis muss man sich entsprechend ergänzt vorstellen. Die Anzeigelämpchen L sind Leuchtdioden L1-L10, die den entsprechenden Lichtleitfasern und Phototransistoren zugeordnet sind. Der Übersichtlichkeit halber sind nur die Leuchtdioden L1-L3 dargestellt.ten phototransistors shown. The overall circuit must imagine yourself supplemented accordingly. The indicator lamps L are light-emitting diodes L1-L10, which correspond to the optical fibers and phototransistors are assigned. For the sake of clarity, only the LEDs L1-L3 are shown.

Nachfolgend soll ein elektronischer Schaltkreis beschrieben werden, wie er jedem der lichtempfangenden Fasern zugeordnet ist. Der Kollektor -Jedes der Phot ο transistor en PT1-PT1O ist mit dem Basiskreis eines Transistor-Gleichstromverstärkers verbunden. Dieser Verstärker kann aus zwei Transistoren (TI und T2 für den Phototransistor PT1) bestehen, die in einer Darlington-Schaltung zusammengeschaltet sind. Der Ausgangsschalttransistor weist in seinem Kollektorkreis ein Anzeigeelement auf, wie beispielsweise eine Leuchtdiode L1. Mit Hilfe eines Trimmpotentiometers 12 im Basiskreis des Schalttransistors T2 oder des Treibertransistors TI (letzteres ist hier dargestellt) kann der Schalttransistor T2 vorgespannt werden. Auf diese Weise kann eine Einstellung in Abhängigkeit vom Faserabstand vorgenommen werden, so dass der Schalttransistor T2 nur dann schaltet, wenn eine Leitfähigkeit entsprechend 100 Mikroampere oder mehr (kritisches Maximum-Niveau bei eingetauchten Fasern) vom Phototransistor PT1 erzeugt wird. Venn der Schalttransistor eingeschaltet hat, dann brennt die Leuchtdiode L1 im Kollektorkreis ruhig. Dies bedeutet _s dass die lichtempfangenden Fasern im Tank von Flüssigkeit bedeckt sind. Wenn die Leitfähigkeit des Photo&ransistors abnimmt, dass beispielsweise nur noch 20 Mikroampere fliessen, dann schaltet der Schalttransistor wieder aus und die Sichtanzeige an der Leuchtdiode erlischt. Dies ist der Fall, wenn die lichtempfangenden Fasern nicht mehr von Flüssigkeit umspült sind.The following describes an electronic circuit associated with each of the light-receiving fibers. The collector - each of the phot ο transistor en PT1-PT1O is connected to the base circuit of a transistor direct current amplifier. This amplifier can consist of two transistors (TI and T2 for the phototransistor PT1) which are connected together in a Darlington circuit. The output switching transistor has a display element in its collector circuit, such as a light-emitting diode L1. With the aid of a trimming potentiometer 12 in the base circuit of the switching transistor T2 or the driver transistor TI (the latter is shown here), the switching transistor T2 can be biased. In this way, a setting can be made as a function of the fiber spacing, so that the switching transistor T2 only switches when a conductivity corresponding to 100 microamps or more (critical maximum level with immersed fibers) is generated by the phototransistor PT1. When the switching transistor has switched on, the light-emitting diode L1 in the collector circuit burns quietly. This _s means that the light receiving fibers in a tank of liquid are covered. If the conductivity of the photo transistor decreases, for example only 20 microamps flow, the switching transistor switches off again and the display on the light-emitting diode goes out. This is the case when the light-receiving fibers are no longer bathed in liquid.

Wenn sich der Flüssigkeitsspiegel beim kritischen Maximum-Niveau oder beim kritischen Minimum-Niveau befindet, dann zeigt derIf the liquid level is at the critical maximum level or at the critical minimum level, then the shows

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Phototransistor PTl sehr markant diese Zustände an. Da sich diese kritischen Niveaus von selbst sehr kurzzeitig zeigen, wenn die Flüssigkeit in Bewegung ist, werden beim Erreichen der kritischen Niveaus am Ausgang der Transistoren T1 und T2 Spannungsimpulse erzeugt_o Diese Impulse können durch einen geeigneten Schaltkreis, der mit 20 bezeichnet ist, einer numerischen Anzeigeeinrichtung, wie beispielsweise einem Digitalzähler 18, zugeführt werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die Impulse, die das Erreichen der kritischen Maximum-Niveaus anzeigen, einem elektronischen Taschenrechner zugeführt, der auf automatische Summierung geschaltet ist. Jeder Impuls aus dem Schaltkreis schaltet dann die digitale Anzeige dieses Rechners um einen Wert weiter. An manchen Zählern sind Ausgänge vorgesehen, die mit der Digitalanzeige verbunden sind und an die mehrere solcher Anzeigeeinheiten angeschlossen werden können, so dass eine grosse Anzahl von Impulse gezählt werden kann. Man kann hiermit auch Tochteranzeigegeräte ansteuern. Mit Hilfe eines Rückstellknopfes 19A kann man die Zählregister auf Null stellen.Phototransistor PTl very strikingly on these states. As these critical levels of themselves exhibit very short time when the liquid is in motion, the critical levels at the output of the transistors are produced T1 and T2 voltage pulses on reaching _o These pulses can by a suitable circuit is designated 20, a numerical Display device, such as a digital counter 18, are supplied. In one embodiment of the invention, the pulses which indicate that the critical maximum levels have been reached are fed to an electronic pocket calculator which is switched to automatic summation. Each pulse from the circuit then advances the digital display of this calculator by one value. On some counters outputs are provided which are connected to the digital display and to which several such display units can be connected so that a large number of pulses can be counted. This can also be used to control subsidiary display devices. The counting registers can be set to zero with the aid of a reset button 19A.

Wenn zwei optische Faserbündel an geeigneter Stelle in einem Tank bekannter Abmessungen angebracht sind, dann wird der Digitalzähler 18 in Betrieb gesetzt, wenn ein kritisches Flüssigkeitsniveau erreicht wird, und zwar je nach Wahl ein Maximum- oder Minimum-Niveau. Wenn die Flüssigkeit dieses kritische Niveau passiert, dann leuchtet eine der Leuchtdioden L1-L10 und zeigt an, dass die Flüssigkeit einen bestimmten Messpunkt passiert hat. Wenn die Flüssigkeit so weit gefallen ist, dass die Fasern nicht mehr von Flüssigkeit bedeckt sind und ein kritisches Niveau erreicht ist (Maximum- oder Minimum-Niveau), dann erlischt die Leuchtdiode und der Zähler 18 wird beeinflusst und zählt dieses Ereignis. Auf diese Weise kann der Kraftstoffverbrauch gemessen werden.When two bundles of optical fibers are appropriately placed in a tank of known dimensions, the Digital counter 18 put into operation when a critical liquid level is reached, depending on the choice Maximum or minimum level. When the liquid passes this critical level, one of the LEDs lights up L1-L10 and indicates that the liquid has passed a certain measuring point. When the liquid has fallen that far is that the fibers are no longer covered by liquid and a critical level has been reached (maximum or minimum level), then the light-emitting diode goes out and the counter 18 is influenced and counts this event. That way you can the fuel consumption can be measured.

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Durch Verwendung einer Mehrzahl von lichtaussenden und lichtempfangenden Faserbündeln, die in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind, ist es möglich, eine exakte Aussage darüber zu erhalten, wieviel Kraftstoff dem Tank zugeführt oder aus ihm entnommen worden ist. Als Beispiel, wie die Einrichtungen nach den Figuren 1A und 1B verwendet werden können, sei nachfolgendes erläutert.By using a plurality of light emitting and light receiving It is possible to make an exact statement about fiber bundles that are arranged at different altitudes to find out how much fuel has been added to or withdrawn from the tank. As an example, how the facilities can be used according to Figures 1A and 1B, is the following explained.

Es sei angenommen, der Kraftstofftank sei nahezu leer und das Fahrzeug, das mit der Erfindung ausgerüstet ist, wird zu einer Tankstelle gefahren und eine Nachfüllung von beispielsweise 8 Gallonen Treibstoff verlangt. Beim Füllen werden acht Impulse entsprechend acht kritischer- Niveaus erzeugt und der Digitalzähler 18 zählt diese. Gegebenenfalls kann auch ein akustisches Signal von dem Schaltkreis erzeugt werden, was mit 21 dargestellt ist, und zwar über das Relais RL1, wenn die acht Gallonen erreicht sind. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, den Schalter 22 auf die Stellung 8 zu schalten. Diese Schallquelle kann auch so geschaltet sein, dass sie ein Signal abgibt, wenn der Tankstand auf einen vorgegebenen unteren Wert gefallen ist. Zusätzlich zur Zählung am Digitalzähler 18 leuchten die Leuchtdioden L1-L8 auf. Durch Rückstell- und Voreinstellknöpfe 19A und 1°-B kann der Digitalzähler 18 so eingestellt werden, dass er die absolute Menge des verbrauchten Kraftstoffs anzeigt.Suppose the fuel tank is nearly empty and that Vehicle equipped with the invention is driven to a gas station and a refill of, for example 8 gallons of fuel required. When filling eight impulses corresponding to eight critical levels are generated and the Digital counter 18 counts these. If necessary, an acoustic signal can also be generated by the circuit, what is shown at 21, via the relay RL1, if the eight gallons are reached. For this purpose it is necessary to switch the switch 22 to position 8. This sound source can also be switched in such a way that it emits a signal when the tank level has reached a predetermined level lower value has fallen. In addition to counting on the digital counter 18, the LEDs L1-L8 light up. Through reset and preset buttons 19A and 1 ° -B can be used for the digital counter 18 can be set to show the absolute amount of fuel consumed.

Der in Fig. 2 gezeigte Tauchstab ist ähnlich aufgebaut zu den Bausteinen nach Fig. 1A und Fig. 1B, was sich auch in den Bezugszeichen ausdrückt. Die Energie für die Anordnung wird von Batterien im Gehäuse 51 geliefert. Der Tauchstab ist über ein Kabel 52 mit einer Kontrolleinrichtung verbunden. Der elektrische Schaltkreis für den Tauchstab gleicht dem nach Fig. 3. Zusätzlich ist ein fernsteuerbarer Schaltmechanismus vorgesehen, mit dem über das Kabel 52 beispielsweise eine Pumpe an- und abgeschaltet werden kann.The dipstick shown in Fig. 2 is constructed similarly to the modules according to Fig. 1A and Fig. 1B, which is also reflected in the Expresses reference numerals. The energy for the arrangement is supplied by batteries in the housing 51. The dipstick is over a cable 52 connected to a control device. The electrical circuit for the dipstick is the same Fig. 3. In addition, a remotely controllable switching mechanism is provided with the cable 52, for example, a Pump can be switched on and off.

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In geänderter Ausführung sind die Emitterströme der Schalttransistoren in den Gleichstromverstärkern zu einem summierenden Anzeigeinstrument geführt. Es sei beispielsweise angenommen, dass jeder Emitter 10 Milliampere abgibt. Wenn dan zehn Emitter im leitenden Zustand sind (entsprechend beispielsweise einer Menge von zehn Gallonen), dann ergibt sich ein Anzeigestrom von 100 Milliampere, der auf einem Messinstrument 23 (Fig. 3) angezeigt wird.The emitter currents of the switching transistors have been modified led in the direct current amplifier to a totalizing display instrument. For example, suppose that each emitter delivers 10 milliamperes. If then ten emitters are in the conductive state (corresponding to for example an amount of ten gallons), then the result is a display current of 100 milliamps, which on a Measuring instrument 23 (Fig. 3) is displayed.

Fig. k zeigt eine graphische Darstellung des Kurvenverlaufs des Stromes über dem Flüssigkeitsspiegel. Der Strom wird von einem Photosensor erzeugt, der Licht von einem lichtempfangenden optischen Faserbündel erhält, das von lichtemittierenden optischen Fasern angestrahlt wird. Die Fasern sind horizontal angeordnet ο Im Bereich A-B sind die Fasern eingetaucht. Der Bereich B-C gibt den Strom an, wenn der Flüssigkeitsstand vom eingetauchten Zustand zum kritischen Maximum-Niveau übergeht. C gibt den Messwert für das kritische Maximum-Niveau an. Der Bereich C-D verdeutlicht den annähernd linearen Zusammenhang des Stromes mit der Menge der entnommenen Flüssigkeit. Der Gesamtbereich C-E gibt die Stromänderung beim Übergang vom kritischen Maximum-Niveau zum kritischen Minimum-Niveau an. Der Bereich E-F steht für das kritische Minimum-Niveau. Im Bereich F-G steigt der Strom wieder an. In diesem Bereich geht der Flüssigkeitsstand vom kritischen Minimum-Niveau zu dem Zustand über, in dem die Fasern nicht mehr eingetaucht sind. Letzter Zustand, der sich nicht mehr ändert, wird durch den Bereich G-H ausgedrückt,FIG. K shows a graphic representation of the curve profile of the current over the liquid level. The current is generated by a photosensor which receives light from a light receiving optical fiber bundle which is irradiated by light emitting optical fibers. The fibers are arranged horizontally ο The fibers are immersed in area AB. The area BC indicates the current when the liquid level changes from the submerged state to the critical maximum level. C indicates the measured value for the critical maximum level. The area CD illustrates the approximately linear relationship between the current and the amount of liquid withdrawn. The total range CE indicates the change in current during the transition from the critical maximum level to the critical minimum level. The EF area stands for the critical minimum level. In the FG area, the current rises again. In this area, the liquid level changes from the critical minimum level to the state in which the fibers are no longer immersed. The last state that no longer changes is expressed by the area GH,

Fig. 5 zeigt einen einfachen Zähl- oder Steuerkreis, der beim kritischen Maximum-Niveau betätigt wird und über einen vorgegebenen Bereich von Flüssigkeitsentnahme oder -zuführung in Betrieb bleibt. In diesem Kreis ist PT1 ein Phototransistor, T1 ist ein Gleichstrom-Verstärkungstransistor, der so vorge-Fig. 5 shows a simple counting or control circuit, the critical maximum level is actuated and over a predetermined range of liquid withdrawal or supply in Operation remains. In this circuit, PT1 is a phototransistor, T1 is a direct current amplification transistor, which is

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spannt ist, dass er auf den vom Phototransistor gelieferten Strom von I50 Mikroampere anspricht. T2 ist ein zweiter Transistor und so vorgespannt, dass er dann anspricht, wenn der Phototransistor PT1 einen Strom von i40 Mikroampere liefert. Die Widerstände $h, 55 und 56 dienen der Erzeugung der genannten Vorspannungen. Der Emitter des Transistors T1 liegt über einen Widerstand 57 an Masse. Die Steuerelektrode eines Thyristors SCR1 ist mit dem Emitter des Transistors T1 verbunden. Ein Relais RlA ist zwischen die Anode des Thyristors SCR1 und den positiven Pol einer Spannungsquelle eingeschaltet. Der negative Pol einer Spannungsquelle ist geerdet. Die Kathode des Thyristors SCR1 ist mit dem Kollektor des Transistors T2 verbunden. Der Emitter von T2 ist geerdet. Die Schaltkontakte 58 des Relais RlA werden dazu verwendet, Zähl- oder Steuerfunktionen an andere Geräte weiterzugeben. Dieser Schaltkreis arbeitet wie folgt.What is exciting is that it responds to the current of 150 microamps supplied by the phototransistor. T2 is a second transistor and is biased in such a way that it responds when the phototransistor PT1 supplies a current of i40 microamps. The resistors $ h , 55 and 56 are used to generate the bias voltages mentioned. The emitter of the transistor T1 is connected to ground via a resistor 57. The control electrode of a thyristor SCR1 is connected to the emitter of the transistor T1. A relay RlA is connected between the anode of the thyristor SCR1 and the positive pole of a voltage source. The negative pole of a voltage source is grounded. The cathode of the thyristor SCR1 is connected to the collector of the transistor T2. The emitter of T2 is grounded. The switching contacts 58 of the relay RlA are used to pass on counting or control functions to other devices. This circuit works as follows.

Der Phototransistor gibt beim kritischen Maximum-Niveau einen Strom von I50 Mikroampere ab. Der Transistor T1 wird von diesem Strom in den leitfähigen Zustand geschaltet« Dies erzeugt einen Spannungsimpuls am Emitterwiderstand 57· Dieser Spannungsimpuls wird der Steuerelektrode des Thyristors SCR1 zugeführt und schaltet diesen in den leitfähigen Zustand. Hierdurch wird das Relais RlA zum Anziehen gebracht. Ausserdem wird der Transistor T2 mit Spannung vereorgt. Wie erwähnt, sind die Basen der Transistoren TI und T2 so vorgespannt, dass T1 nur dann in den leitfähigen Zustand gelangt, wenn der Strom von dem Phototransistor PTI I50 Mikroampere übersteigt, während der Transistor T2 in den leitfähigen, ι Zustand gelangt, wenn dieser Strom 1^0 Mikroampere übersteigt. Wenn also der Transistor T1 in den leitfähigen Zustand gelangt und den Thyristor SCR1 triggert, dann befindet sich die Basis des Transistors T2 bereits in leitfähigem Zustand. Wenn der Thyristor SCR1 leitet und positive Spannung über das Relais und seine Anode zumAt the critical maximum level, the phototransistor emits a current of 150 microamps. The transistor T1 is from this current is switched to the conductive state «This generates a voltage pulse at the emitter resistor 57 · This The voltage pulse is applied to the control electrode of the thyristor SCR1 and switches it to the conductive state. This causes the relay RlA to attract. Besides that the transistor T2 is supplied with voltage. As mentioned, the bases of the transistors TI and T2 are biased so that T1 only enters the conductive state when the current from the phototransistor PTI exceeds I50 microamps, while the transistor T2 in the conductive, ι state when this current exceeds 1 ^ 0 microamps. So if the transistor T1 goes into the conductive state and triggers the thyristor SCR1, then the base of the transistor T2 is located already in a conductive state. When the thyristor SCR1 conducts and positive voltage across the relay and its anode to the

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Kollektor des Transistors T2 gelangt, dann fliesst sofort Strom durch den Transistor T2, der einen Haltekreis für den Thyristor SCR1 und das Relais RlA darstellt. ¥enn der Strom unter 14O Mikroampere fällt, dann wird der Transistor T2 in den Sperrzustand versetzt, so dass der Thyristor SCR1 und das Relais RlA zum Abfallen gebracht werden_o Auf diese ¥eise ist ein Zähl- und Steuerkreis geschaffen, der in dem 10 Mikroampere-Bereich zwischen I50 und 14O Mikroampere arbeitet, nach dem die 150 Mikroampere erreicht waren.Collector of the transistor T2 arrives, then current flows immediately through the transistor T2, which represents a holding circuit for the thyristor SCR1 and the relay RlA. ¥ current hen under 14O microamps falls, the transistor T2 is put in the off state, so that the thyristor SCR1 and _o In this ¥ be the relay RIA made to fall else is a counting and control circuit provided in the 10 microamperes -Range between 150 and 140 microamps works after the 150 microamps were reached.

Aus der Darstellung in Fig. 4 geht hervor, dass dieser Be-From the illustration in Fig. 4 it can be seen that this

3 reich von 10 Mikroampere einer Flüssigkeitsmenge von 0,25 ^cm in einem Gefäss von 400 cm entsprechen. Diese Vorrichtung und die entsprechende Verfahrensweise kann somit dazu benutzt werden, eine bestimmte Flüssigkeitsmenge zu kontrollieren, die in den Behälter eingebracht oder aus ihm entnommen werden soll. Als Messpunkt kann die Spitze (Maximum) des Impulses oder der Durchgang (Minimum) verwendet werden.3 rich of 10 microampere ^{correspond to an amount of liquid of 0.25 cm} in a vessel of 400 cm. This device and the corresponding procedure can thus be used to control a certain amount of liquid that is to be introduced into the container or removed from it. The peak (maximum) of the pulse or the passage (minimum) can be used as the measuring point.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung, die zur Identifizierung von Flüssigkeiten verwendet werden kann. Ein Gestell 41 aus Kunststoff oder Metall trägt die lichtemittierenden Fasern 42, die von einer Lampe 50 angestrahlt werden, sowie die lichtempfangenden Fasern 43» an deren oberen Ende ein Photosensor 52 angebracht ist. Die unteren Enden der beiden Faserbündel 42 und 43 sind durch einen Spalt A voneinander getrennt. Dieser Spalt ist durch Einstellvorrichtungen 44 und 45 justierbar. Sie stellen zugleich einen Schutz für die freien Enden der Faserbündel dar. Die dem Photosensor 52 zugeordneten Fasern enden oben in einem Gehäuse 5I. Der Photosensor 52 ist an einen Gleichstromverstärker 46 angeschlossen. Ein Verstärkungsregler 47 lässt eine Einstellung des Stroms zu, der abgegeben wird,Fig. 6 shows an arrangement that can be used to identify liquids. A frame 41 made of plastic or metal supports the light-emitting fibers 42, which are illuminated by a lamp 50, as well as the light-receiving fibers Fibers 43 »a photosensor 52 is attached to their upper end is. The lower ends of the two fiber bundles 42 and 43 are separated from one another by a gap A. This gap is adjustable by adjusting devices 44 and 45. she at the same time represent a protection for the free ends of the fiber bundles. The fibers assigned to the photosensor 52 end above in a housing 5I. The photosensor 52 is on a DC amplifier 46 connected. A gain controller 47 allows an adjustment of the current that is delivered,

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wenn die lichtempfangenden Fasern über den Spalt A Licht empfangen. Der Strom wird von einem Messinstrument 49 angezeigte Mit einem Bereichsschalter ^k kann das Messinstrument auf Mikroampere oder Milliampere umgeschaltet werden. Es ist mit der eigentlichen Sonde über eine flexible Leitung 48 an Steckern 53 verbunden. Mit Hilfe der Einstellvorrichtungen und 45 kann ein optimaler Spalt zwischen den Enden der Faserbündel eingestellt werden, was sich nach der jeweils zu messenden Flüssigkeit richtet. So konnte beispielsweise gefunden werden, dass für Kerosin ein Spalt von 10 mm optimal war, für Wasser jedoch von 6 mm. Die Messung von Wasser mit einem 10 mm-Spalt, für den bei Kerosin eine maximale Anzeige erzielt wurde, brachte einen markanten Unterschied im Messstrom, woraus ersichtlich ist, dass mit dieser Sonde die Verschiedenartigkeit von Flüssigkeiten sehr leicht festgestellt werden kann.when the light receiving fibers receive light through the gap A. The current is indicated by a measuring instrument 49. With a range switch ^ k , the measuring instrument can be switched to microamps or milliamps. It is connected to the actual probe via a flexible line 48 on plugs 53. An optimal gap between the ends of the fiber bundles can be set with the aid of the setting devices and 45, which depends on the liquid to be measured in each case. For example, it was found that a gap of 10 mm was optimal for kerosene, but 6 mm for water. The measurement of water with a 10 mm gap, for which a maximum reading was achieved with kerosene, brought a marked difference in the measurement current, from which it can be seen that the diversity of liquids can be determined very easily with this probe.

Ein weiteres Verfahren zur Identifizierung von Flüssigkeiten verwendet zwei solche Sonden, die identische Messwerte für eine spezielle Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmieohung abgeben. Die Ausgangsgrössen dieser Sonden werden einem Differenzverstärker zugeführt, der gleichzeitig die zwei parallelen Kanäle verstärkt. Wenn die Grossen der beiden Kanäle gleich sind, dann erzeugt der Verstärker keine Ausgangsspannung, wenn die Werte jedoch voneinander abweichen, dann steht eine Ausgangsgrösse an. Wenn man die eine der Sonden in eine bekannte Flüssigkeit eintaucht und die andere Sonde, in die zu untersuchende Flüssigkeit eintaucht, dann ergibt eich aus der Ausgangsgrösse des Differenzverstärkers ein Hinweis auf die zu untersuchende Flüssigkeit*Another method of identifying liquids uses two such probes, which give identical readings for a particular liquid or liquid concentration. The output variables of these probes are fed to a differential amplifier which simultaneously amplifies the two parallel channels. If the sizes of the two channels are the same, then the amplifier does not generate an output voltage, but if the values differ from one another, an output value is available. If one of the probes is immersed in a known liquid and the other probe is immersed in the liquid to be examined, then the output variable of the differential amplifier gives an indication of the liquid to be examined *

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Bestimmte Flüssigkeiten zeigen unter dem Einfluss von Licht eine Veränderung im Lichtleitverhalten, wenn das Licht längere Zeit einwirkt. Um hieraus entstehende Messfehler auszuschalten, wird zweckmässigerweise die Aussendung des Lichts gepulst.Certain liquids show a change in the light guiding behavior under the influence of light if the light is used for a longer period of time Time acts. In order to eliminate the resulting measurement errors, the emission of the light is expediently pulsed.

Unter bestimmten Bedingungen, die durch hohe Temperaturen hervorgerufen werden, erzeugen manche Photosensoren Leckströme. Diese Leckströme können die Empfindlichkeit des Gleichstromverstärkers, der bei der Erfindung verwendet wird, bei niedrigen LichtIeistungen herabsetzen. Eine gepulste Lichtquelle lässt es zu, das im Photosensor erzeugte Signal über einen ¥echselstromverstärker zu verstärken, wodurch diese Nachteile vermieden sind.Under certain conditions caused by high temperatures, some photosensors generate leakage currents. These leakage currents can reduce the sensitivity of the DC amplifier used in the invention. reduce it at low light output. A pulsed A light source allows the signal generated in the photosensor to be amplified via an electric current amplifier, which these disadvantages are avoided.

Eine einfache Vorrichtung zum Pulsieren der Lichtquelle ist in Fig. 7 dargestellt. Als Energiequelle ist eine Gleichspannungsquelle, wie beispielsweise eine Batterie 61, vorgesehen, deren Stromzuführung zur Lampe 63 über einen Schalttransistor 62 verläuft. Die Basis des Transistors 62 ist mit einem frequenzvariablen Generator 60 verbunden, Dieser steuert nun den Strom, der durch die Lampe 63 fliesst. Diese leuchtet nun pulsierend mit einer vom Generator 60 vorgegebenen Frequenz, Als Lichtquelle kann auch hier eine Leuchtdiode verwendet werden« Vorteilhaft bei dieser Verfahrensweise ist auch, dass während der Leuchtzeiten die Lichtemission gegenüber dem Dauerbetrieb gesteigert werden kann, ohne dass das lichtemittierende Element dadurch beschädigt wird. Als Lichtquellen kommen auch Laser infrage_o Dies bietet sich besonders dort an, wo grössere Entfernungen zu überwinden sind, beispielsweise in Wasserreservoirs und Ölraffinerien.A simple device for pulsing the light source is shown in FIG. A direct voltage source, such as a battery 61, is provided as the energy source, the power supply of which to the lamp 63 runs via a switching transistor 62. The base of the transistor 62 is connected to a variable-frequency generator 60, which now controls the current that flows through the lamp 63. This now lights up in a pulsating manner at a frequency specified by the generator 60. A light-emitting diode can also be used here as a light source. Another advantage of this procedure is that the light emission can be increased during the lighting times compared to continuous operation without the light-emitting element being damaged as a result . Lasers can also be used as light sources _o This is particularly useful where long distances have to be overcome, for example in water reservoirs and oil refineries.

Die Verwendung von Amperemetern zum Anzeigen der sich ergebenden Ströme ergibt verschiedene Güteziffern für die verschiedenen Flüssigkeiten, Lösungen u.dgl.· Eine andere Möglichkeit,Using ammeters to display the resulting currents gives different figures of merit for the different ones Liquids, solutions, etc. Another possibility

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eine solche Güteziffer zu erhalten, besteht darin, den sich einstellenden Strom über eine bestimmte Zeitdauer abzutasten, ähnlich dem Verfahren, das in Digitalvoltmetern benutzt wird» Die Güteziffer kann dann an einem digitalen Anzeigeelement abgelesen werden.To get such a figure of merit consists in getting the to sample the current setting over a certain period of time, similar to the method used in digital voltmeters » The figure of merit can then be read on a digital display element.

Bei grossen Rohrinstallationen können die Faserbündel in die Rohre eingesetzt werden und unterscheiden dort die verschiedenen Flüssigkeiten, die durch die Rohre gepumpt werden und können so zur Unfallverhinderung beitragen.In the case of large pipe installations, the fiber bundles can be inserted into the pipes and differentiate between the different there Liquids that are pumped through the pipes and can thus help prevent accidents.

Da die erfindungsgemässe Einrichtung zugleich Flüssigkeiten identifizieren und den Flüssigkeitsspiegel feststellen kann, ist sie gegebenenfalls so einzurichten, dass sie zugleich Treibstoff und Wasser in einem Tank anzeigen kann. Steuergrössen, die zu Pumpen geführt werden, können so eingerichtet werden, dass sie zwischen Treibstoff und Wasser unterscheiden.Since the device according to the invention at the same time liquids can identify and determine the fluid level, it may need to be set up so that they can be used at the same time Can show fuel and water in one tank. Control variables that are fed to pumps can be set up in this way that they distinguish between fuel and water.

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Claims

Expectations

1. / Method for measuring fluid media, characterized in that that the change in the light transmission behavior between a light source and a photosensor a light beam is measured, which passes through the interface between one fluid medium and another fluid medium runs, which move relative to each other.

2. The method according to claim 1, characterized in that the difference in the transmission behavior of the light beam in the immersed state compared to the non-immersed state is detected,

3. A method for measuring a fluid medium, characterized in that that the maxima or minima or both in the light transmission behavior of a light beam between a light source and a photosensor which are immersed in the medium and not immersed «

k. Method according to claim 3 »characterized in that the light is received in a substantially horizontal plane.

5 »The method according to claim 3, characterized in that the light sensor or the photosensor emit light components running in horizontal and vertical planes or receive,

6, method according to claim 3 »characterized by its application for measuring liquid levels,

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7. The method according to claim 1 _t characterized by its application for determining differences between liquids.

Fluid measuring method, characterized in that the Light transmission behavior between a light source and a photosensor as a result of a change in the Properties of the fluid is measured.

9 · The method according to claim 8, characterized by its use for determining the moisture content of Gases.

10. Device for measuring fluid media, characterized in that that a light source (Tr), one of this irradiated photosensor (PT) and a separating surface between a fluid one passed by the light beam Medium and a further fluid medium are provided, the fluid media being moved relative to one another are.

11. Device for measuring a fluid medium, characterized by a photosensor (PT) to determine maxima or minima or both in the light transmission behavior, that occur in a light beam that occurs in the immersed or non-immersed state of the photosensor (PT) is measured.

12. The device according to claim 11, characterized in that the photosensor (PT) by a bundled light beam is illuminated.

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13 · Device according to claim 11 or 12, characterized in that that the photosensor (pt) picks up light rays from an essentially horizontal plane.

14. The device according to claim 12, characterized in that that light source or photosensor (PT) for emitting or receiving light with horizontal and vertical Components are set up.

ο Device according to claim 12, characterized in that that light source (tf) and photosensor (PT) for emitting and receiving a substantially horizontal Lichtbündeis are set up.

16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the light source is optical fibers (TF) contains.

17 · Device according to one of claims 12 to 16, characterized characterized in that the light source contains a light emitting diode (LD).

18. Device according to one of claims 11 to 17i characterized in that the photosensor contains optical fibers (RF)

19 · Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that several light sources (LDI-LDIO) and photosensors (PTI-PTIO) at different height levels are arranged.

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