DE2711799A1

DE2711799A1 - Fuellstandsmesser fuer fluessigkeiten oder schuettfaehige gueter

Info

Publication number: DE2711799A1
Application number: DE19772711799
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Trappe
Original assignee: GEFI GmbH
Current assignee: GEFI GmbH
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1978-09-21

Description

Fullstandsmesser für Flüssigkeiten oder schüttfähige
Güter Die Erfindung betrifft einen Füllstandsmesser für Flüssigkeiten oder schüttfähige Güter, insbesondere für Dampfkessel oder Dampfspeicher mit einem durch Zufuhr bzw. Entnahme von Dampf sich verändernden Wasserstand, der mit Hilfe wenigstens einer Meßelektrode und eines dieser zugeordneten Steuergerätes gemessen und konstant gehalten wird.
Derartige Füllstandsmesser sind bekannt. Das Meßsignal wird aus der kapazitiven Widerstandsänderung eines aus der Elektrode und der Behälterwandung gebildeten Kondensators abgeleitet, bei dem das Füllgut mit seinem veränderlichen Füllstand das Dielektrikum bildet. Handelt es sich um nichtmetallische Behälter, dann werden auch zwei Elektroden bzw.
Sonden verwendet. Derartige Füllstandsmesser sind zwar grundsätzlich funktionsfähig, ihre Meßgenauigkeit läßt aber zu wünschen übrig, weil die elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaften des Füllgutes von Fall zu Fall variieren können. Das gilt nicht nur für kapazitive, sondern auch für konduktive Messungen, bei denen das Meßsignal aus dem elektrischen Widerstand des zwischen den beiden Elektroden befindlichen Füllgutes abgeleitet wird. Deshalb bereitet insbesondere die Fullstandsmessung von Wasser in Dampfkesseln oder Dampfspeichern Schwierigkeiten, denn das Meßergebnis wird durch sich ändernde Eigenschaften des Wassers und durch gegebenenfalls vorhandene Verunreinigungen verfälscht. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Füllstandsmesser anzugeben, der unabhängig von den elektrischen oder dielektrischen oder sonstigen Kennwerten des Füllgutes arbeitet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Meßelektroden vorgesehen sind und dazu zusätzlich zwei vollständig in die Flüssigkeit oder das schüttfähige Gut getauchte und an das Steuergerät angeschlossene Referenzelektroden angeordnet sind. Im Rahmen der Erfindung wird als Elektrode jeder geeignete Meßfühler verstanden.
Die vollständig getauchten Referenzelektroden liefern ein Vergleichssignal oder Eichsignal, mit dem die von den Meßelektroden gelieferten Werte korrigiert werden können. Das erfolgt zweckmäßig unmittelbar in einem Steuergerät, das nach bevorzugter Ausführungsform ein Mikroprozessor ist, der die eingehenden Meß- und Referenzsignale vergleicht, die Meßsignale korrigiert und die korrigierten Signale weiterleitet. Gegebenenfalls kann der Mikroprozessor auch weitere Steuer- oder Regelaufgaben übernehmen. Damit läßt sich der Füllstand sehr genau messen. Wichtig ist lediglich, daß die Meßelektroden und die Referenzelektroden in dasselbe Füllgut eingetaucht sind.
Das läßt sich z.B. dadurch verwirklichen, daß die Referenzelektroden im gleichen Behälter wie die Meßelektroden angeordnet sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Referenzelektroden in einem gesonderten Behälter anzuordnen, wenn dafür Sorge getragen wird, daß sich in diesem dasselbe Füllgut wie in der Hauptbehälter befindet.
Das oben beschriebene Meßprinzip eignet sich sowohl für ohmsche, kapazitive oder induktive Widerstandsmessung. Es arbeitet folglich zuverlässig, wenn die Meßelektroden mit dem Füllmedium einen veränderlichen ohmschen oder kapazitiven Widerstand bilden,oder wenn die Meßelektroden zu einer Spule zusammengeschlossen sind, die mit dem Füllmedium einen veränderlichen induktiven Widerstand bilden.
Zur Vereinfachung des Aufbaus empfiehlt es sich, wenn die Referenzelektroden in gleicher Weise wie die Meßelektroden ausgebildet sind. Das gilt sowohl für den Aufbau als auch für die geometrische Anordnung von Referenzelektroden bzw. Meßelektroden. Insbesondere können die Referenzelektroden identisch wie die Meßelektroden ausgebildet sein. Dann läßt sich nämlich das gesuchte Meßsignal als Bruchteil des Referenzsignals angeben.
Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung einen Füllstandsmesser für einen Dampfspeicher.
Der dargestellte Dampfspeicher weist einen Behälter 1 auf, aus dem über eine Leitung 2 mit einer Pumpe 3 Wasser entnommen und durch einen Wärmetauscher 4 geleitet sowie anschließend in den Behälter 1 zurückgeführt wird. Im oberen Teil des Behälters befindet sich eine Entnahmeleitung 5 mit einem Absperrorgan 6, über die Dampf entnommen werden kann. Mit einer weiteren Pumpe 7 kann durch eine Leitung 8 mit einem gesteuerten Absperrorgan 9 der durch Dampfentnahme auftretende Wasserverlust ausgeglichen werden. Grundsätzlich ist auch eine andere Anordnung als die beschriebene möglich.
Zur Einhaltung des gewünschten Wasserstandes ist ein Füllstandsmesser vorgesehen, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Meßelektroden 10, 11 besteht, die teilweise in das im Behälter 1 befindliche Wasser eintauchen und von denen Leitungen 12, 13 zu einem als Mikroprozessor ausgebildeten Steuergerät 14 führen. Der Füllstandsmesser weist ferner zwei Referenzelektroden 15, 16 auf, die vollständig im Wasser des Behälters 1 getaucht sind und die ebenfalls über Leitungen 17, 18 an das Steuergerät 14 angeschlossen sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Meßelektroden 10, 11 im wesentlichen senkrecht und die Referenzelektroden 15, 16 im wesentlichen waagerecht angeordnet. Es ist ohne weiteres auch möglich, die Referenzelektroden 15, 16 in anderer Weise anzuordnen, wenn nur sichergestellt ist, daß die Referenzelektroden auch bei verhältnismäßig niedrigem Wasserstand im Behälter 1 vollständig getaucht bleiben.
Im übrigen führt vom Steuergerät 14 eine Steuerleitung 19 zum Absperrorgan 9.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Meßelektroden 10, 11 mit dem Wasser m Behälter 1 einen ohmschen Widerstand, der sich mit dem jeweiligen Füllstand des Behälters 1 ändert. Bei Anderung des Füllstandes ändert sich auch das von den Meßelektroden 10, 11 angegebene Signal, das im Steuergerät 14 mit dem von den Referenzelektroden 15, 16 abgegebenen Signal verglichen bzw. unter Berücksichtigung dieses Referenzsignals korrigiert wird. Entsprechend dem eigentlichen Meßsignal wird dann das Absperrorgan 9 verstellt und der Wasserstand auf die gewünschte Höhe gebracht. Bei dem dargestellten Füllstandsmesser sind Meßfehler, die sich aus unkontrollierbaren Anderungen der elektrischen Eigenschaften des Wassers ergeben, z.B. Änderungen der Härtegrade, vom Wasser mitgeführte Verunreinigungen und dergleichen, ausgeschlossen, weil sich diese Änderungen in gleicher Weise auf das von den Meßelektroden wie auch auf das von den Referenzelektroden abgegebene Signal auswirken.
Ordnet man mehrere Referenzelektrodenpaare in unterschiedlicher Höhe an, dann können auch die Eigenschaften inhomogener Schüttgüter oder Flüssigkeiten, z.B. bei Schichtungen (unten Salzsohle, oben Wasser), berücksichtigt werden.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche IiFüllstandsmesser für Flüssigkeiten oder schüttfähige Güter, insbesondere für Dampfkessel oder Dampfspeicher mit einem durch Zufuhr bzw. Entnahme von Dampf sich verändernden Wasserstand, der mit Hilfe wenigstens einer Meßelektrode und eines dieser zugeordneten Steuergerätes gemessen und konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Meßelektroden (10, 11) vorgesehen sind und dazu zwei vollständig in die Flüssigkeit oder das schüttfähige Gut getauchte und an das Steuergerät (14) angeschlossene Referenzelektroden (15, 16) angeordnet sind.
2. Füllstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzelektroden (15, 16) im gleichen Behälter (1) wie die Meßelektroden (10, 11) angeordnet sind.
3. Füllstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzelektroden (15, 16) in einem gesonderten Behälter angeordnet sind.
4. Füllstandsmesser nach einem der Anspruche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ijeßeleltroden (10, 11) mit dem Füllmedium einen veränderlichen ohmschen Widerstand biden.
5. Füllstandsmesser nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden (10, 11) mit dem Füllmedium einen veränderlichen kapazitiven Widerstand bzw.

eine veränderliche Kapazität bilden.
6. Füllmedium nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neßelektroden (10, 11) zu einer Spule zusammengeschlossen sind, die mit dem Füllmedium einen veränderlichen induktiven Widerstand bzw. eine veränderliche Induktivität bildet.
7. Füllstandsmesser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzelektroden (15, 16) in gleicher Weise wie die Meßelektroden (10, 11) ausgebildet sind.
8. ullstandsmesser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Referenzelektrodenpaare in unterschiedlicher Höhe angeordnet sind.