DE2714435B2 - Verfahren und Steuereinrichtung zur Steuerung der Entnahme von Bier oder anderen gashaltigen Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Entnahme von Bier oder anderen gashaltigen Flüssigkeiten aus Behältern, wobei die Flüssigkeit über eine Rohr- und/nder Schiauchleitung einer Aufnahmestelle zugeführt und eine sich beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse in der Flüssigkeit ändernde physikalische Eigenschaft der Flüssigkeit

Vy an einer vorgegebenen Meßstelle der Leitung gemessen und ein dem jeweiligen Wert dieser Eigenschaft entsprechendes Meßsignal erzeugt wird, in Abhängigkeit von dem die Beendigung der Entnahme beim Überschreiten eines Schwellenwertes erfolgt. Weiter

V) bezieht sich die Erfindung auf eine Steuereinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Verfahren und Steuereinrichtungen der genannten απ sind bekannt (DE-OS 24 43 243). Hierbei bildet das erzeugte Meßsignal die gemessene physikalische

γ, Eigenschaft der Flüssigkeit, beispielsweise deren Dichte oder deren Lichtdurchlässigkeit, analog ab, und dieses analoge Meßsignal wird mit einem vorgegebenen und vorzugsweise einstellbaren Schwellenwert verglichen. Falls das Meßsignal den Schwellenwert überschreitet.

M) wird ein binäres Steuersignal erzeugt, das die Beendigung der Entnahme bewirkt, beispielsweise indem ein in die Leitung eingeschaltetes Ventil geschlossen wird. Hierdurch wird verhindert, daß ungebundene Gaseinschlüsse zur Aufnahmestelle, beispielsweise einer

bs Flaschenabfüllmaschine, gelangen.

Bei dem bekannten Verfahren muß der Schwellenwert, bei dem das Steuersignal erzeugt wird, demjenigen Wert der gemessenen Eigenschaft der Flüssigkeit

angepaßt werden, den diese dann aufweist, wenn noch keine ungebundenen Gaseinschlüsse vorhanden sind. Diesert Wert kann zeitlich bei der Entnahme aus demselben Behälter schwanken, beispielsweise wenn Bier gegen Ende der Entnahme einen geringen, jedoch noch zulässigen Hefegehalt aufweist Besonders stark können die Werte der gemessenen Eigenschaften dann schwanken, wenn dieselbe Leitung mit derselben Meßstelle nacheinander bei der Entnahme aus verschiedenen Behältern verwendet wird und wenn die in diesen Behältern enthaltenen Flüssigkeiten verschiedene Konsistenzen haben. So muß beispielsweise dann, wenn nacheinander dunkleres und helleres Bier entnommen wird, der Schwellenwert der jeweiligen Dichte bzw. Lichtdurchlässigkeit angepaßt werden, damit das Steuersignal einerseits nicht bereits zu früh, d. h. noch vor dem Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse, erzeugt wird, und andererseits nach dem Auftreten solcher Gaseinschlüsse unverzögert auftritt. Die sachgemäße Einstellung des Schwellenwertes ist daher sehr wichtig. Andererseits ist diese Einstellung jedoch in der Praxis schwer vorzunehmen, da sie sich an Erfahru.igswerten orientieren muß. Zudem steht auch meist kein für diese Aufgabe besonders qualifiziertes Bedienungspersonal bereit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß der Schwellenwert trotz unterschiedlichen Werten der gemessenen physikalischen Eigenschaft in einfacher Weise einstellbar ist

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein dem zeitlichen Differential des Meßsignals zumindest annähernd proportionales Signa! erzeugt und dieses mit dem Schwellenwert verglichen wird.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird aus dem Meßsignal zunächst ein Signal erzeugt, daß dem zeitlichen Differential des Meßsignals entspricht. Das so gewonnene Signal hat zumindest annähernd den Ruhewert Null, solange sich die physikalische Eigenschaft der Flüssigkeit in Abwesenheit ungebundener Gaseinschlüsse zeitlich nicht oder wenig ändert. Dies gilt unabhängig von dem tatsächlichen Wert der physikalischen Eigenschaft, so daß eine Anpassung des Schwellenwertes an diesen tatsächlichen Wert nicht erforderlich ist. Dns zumindest annähernd dem zeitlichen Differential proportionale Signal erfährt beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse eine starke Amplitudcnändemng. Es wird mit dem für ihn vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Dieser Schwellenwert kann konstant gehalten werden, selbst wenn sich die physikalische Eigenschaft in Abwesenheit von ungebundenen Gaseinschlüssen ändern sollte.

Die Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus von einer bekannten Steuereinrichtung mit einer an der von der Flüssigkeit durchströmten Leitung angeordneten Meßvorrichtung, die eine sich beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse in der Flüssigkeit ändernde physikalische Eigenschaft der Flüssigkeit mißt und eine dem gemessenen Wert der Eigenschaft proportionale Meßspannung erzeug!, und mit einer mit der Meßspannung beaufschlagten Steuerschaltung, wobei die Steuerschaltung eine Schwellwertschaltung umfaßt, die beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwerts ihres Eingangssignals ein Steuersignal erzeugt, das das Schließen eines in die Leitung eingeschalteten Ventils und/oder Stillsetzen einer in die Leitung eingeschalteten Pumpe bewirkt, um beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse die Entnahme zu beenden. Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist diese Steuereinrichtung derart ausgebildet, daß die Steuerschaltung eine mit dem zeitlichen Differential der Meßspannung proportionale Spannung erzeugt, mit der als Eingangssignal die Schwellwertschaltung beaufschlagt ist

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung

ic gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele einer Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 eine Einrichtung zur Entnahme von Bier mit einer den Entnahmevorgang steuernden Steuereinrichtung,

Fig.2 konstruktive Einzelheiten der Einrichtung gem. F ig. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild von Teilen der Steuereinrichtung gem. Fig. 1,

Fig.4 in genauerer Darstellung Teile des Blockschaltbilds gemäß F i g. 3,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuereinrichtung gemäß Fijr. 1 bis 4.

Fig.6 als Blockschaltbild Teile einer anderen Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß Fig. 1,

F i g. 7 teilweise als Blockschaltbild Teile einer dritten möglichen Ausführungsform der Steuereinrichtung jo gemäß Fig. 1,

F i g. 8 eine mögliche schaltungslechnische Abwandlung der Steuereinrichtung gemäß F i g. 7,

F i g. 9 teilweise als Blockschaltbild Teile einer vierten möglichen Ausführungsform der Steuereinrichtung η gemäß Fig. I.

F i g. 1 zeigt eine Einrichtung zur Entnahme von Bier aus liegend angeordneten Druckbehältern. Einfachheitshaiber ist nur ein solcher Behälter 10 gezeigt. An dessen zugänglicher Stirnseite ist an seiner Uncerseite ein Rohrstutzen 12 angeordnet, der mittels eines Ventils 14 abschließbar ist. Über eine Schlauchleitung 16 ist er mil einem sog. Verschneidbock 18 verbunden. Der Verschnddbock 18 weist mehrere Einlaßrohre 20 auf, die jeweils zu einer in Fig. 1 nicht gezeigten ■T) Schaulaterne und zu einem Auslaßrohr 22 führen, und alle Auslaßrohre 22 münden in ein Sammelrohr 24. An dieses ist eine weitere Leitung 26 angeschlossen, in die eine Pumpe 28 eingeschaltet ist und die beispielsweise zu einer Abfülleinrichtung führt. In jedes Auslaßrohr 22 ■>o des Verschneidbocks 18 ist ein steuerbares Ventil 30 eingeschaltet. Zur Steuerung der Pumpe 28 und der Ventile 30 ist eine Steuerschaltung 32 vorgesehen, die Steuersignale in Abhängigkeit von einer gemessenen physikalischen Eigenschaft des entnommenen Bieres r> erzeugt. Zur Messung dieser Eigenschaft ist an jedem Einlaßrohr 20 eine Meßvorrichtung 34 vorgesehen. Weiter ist stromab der Meßvorrichtung 34 jeweils eine gleichartige weitere Meßvorrichlung 36 am Auslaßrohr 22 vorgesehen; das von der weiteren Meßvorrichtung Mi 36 erzeugte Meßsignal dient in noch zu erläuternder Weise als Referenzsignal, das bei der Gewinnung eines dem zeitlichen Differential des Meßsignals annähernd proportionalen Signals verwendet wird.

Der in F i g. 2 dargestellte, ein Fahrgestell 38 t>i umfassende und Hierdurch ortsveränderliche Verschneidbock 18 weist eine Gruppe von beispielsweise drei bis fünf parallel zueinander angeordneten Einlaßrohren 20, Schaulaiernen 54 und Auslaßrohren 22 auf.

Die Einlaßrohre 20 umfassen jeweils einen von einer Schlauchanschlußstelle 42 ausgehenden, waagerechten, unteren Schenkel 44, einen etwa gleich langen, senkrechten Schenkel 46 und einen an dessen oberes Ende anschließenden, wieder waagerecht verlaufenden Schenkel 50, der oberhalb des unteren Schenkels 44 liegt und dessen Länge annähernd derjenigen des unteren Schenkels 44 entspricht. Das Auslaßrohr 22 ist von einem einzigen, senkrechten Schenkel gebildet, so daß Einlaßrohr 20 und Auslaßrohr 22 gemeinsam annähernd entsprechend einem Quadrat verlaufen. Die Verbindungsstelle von Einlaßrohr 20 und Alislaßrohr 22 ist als T-Stück 52 ausgebildet, auf dessen oberem senkrechten Schenkel eine Schaulaterne 54 sitzt. Alle Schaulaternen 54 sind mittels jeweils eines handbetätigten Ventils 56 entlüftbar; die Ventile 56 sind an eine gemeinsame Entlüftungs- und Spülleitung 58 angeschlossen. Alle Auslaßrohre 22 münden in das waagerechte Sammelrohr 24. Kurz oberhalb von diesem ist in das untere Ende des Auslaßrohres 22 jeweils das steuerbare Ventil 30 eingeschaltet, das einen pneumatischen Stellantrieb 59 aufweist. Die Meßvorrichtungen 34 liegen jeweils im unteren Schenkel 44 des Einlaßrohres 20 nahe der Schlauchanschlußstelle 42. während die weitere Meßvorrichtung 36 jeweils unmittelbar oberhalb des Ventils 3o angeordnet ist. Die Steuerschaltung 32 (Fig. 1) umfaßt einen Schaltschrank 32/4, der auf den oberen Schenkeln 50 mehrerer Einlaßrohre 20 befestigt ist, sowie einen elektropneumatischen Verstärker 32S, der auf den unteren Schenkeln 44 liegt.

Im Betrieb wird nicht nur, wie in Fig. 1 dargestellt, ein einziger Behälter 10 mit dem Verschneidbock 18 verbunden, sondern es werden an diesen im allgemeinen zumindest zwei und vorzugsweise mehrere Behälter 10 angeschlossen, die in vorgebbar programmierter Folge entleert werden. Dabei können gewünschtenfalls auch zwei oder mehr Behälter gleichzeitig entleert werden, beispielsweise um verschiedene Chargen miteinander zu verschneiden. Die Programmierung erfolgt mittels einstellbarer, von der Oberseite des Schaltschranks 32/4 he^r zugänglicher, in Fi g. 2 nicht dargestellter Schalter. Beim Beginn der Entnahme des Bieres aus einem Behälter 10 wird außer dem Ventil i4 das zugeordnete steuerbare Ventil 30 geöffnet, wodurch der Behälter 10 über die Schlauchleitung 16, das Einlaßrohr 20, das Auslaßrohr 22, das Sammeirohr 24 und die Leitung 2b entleert wird. Sobald der Behälter 10 völlig entleert ist, wird das zugeordnete Ventil 30 völlig geschlossen. Gleichzeitig wird dann ein anderes steuerbares Ventil 30 völlig geöffnet, um einen in der Programmfolge nachfolgenden Dehälter 10 zu entleeren. Noch vor der Beendigung der Entnahme des Bieres aus einem Behälter 10 durch völliges Schließen des zugeordneten steuerbaren Ventils 30 wird dieses teilweise geschlossen, um das Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse vor der vollständigen Beendigung der Entnahme zu verhindern, während gleichzeitig das steuerbare Ventil 30, das dem in der Programmfolge nächsten Behälter 10 zugeordnet ist, teilweise geöffnet wird. Hierauf wird noch einzugehen sein.

Die wesentlichen Teile der Steuerschaltung 32 (Fig. 1), die im Schaltschrank 32,4 (Fig.2) untergebracht sind, sind in einer möglichen Ausführungsform in F i g. 3 dargestellt Hierbei liefert die Meßvorrichtung 34 ein Meßsignal in Gestalt einer Meßspannung M, die dem jeweiligen Wert der gemessenen physikalischen Eigenschaft am Ort der Meßvorrichtung 34 (Fig. 1, 2), d.h. beim Eintritt des Bieres in den Verschneidbock Ϊ8, proportional ist. Die weitere Meßvorrichtung 36, die mit der Meßvorrichtung 34 bauartgleich ist, liefert ein weiteres Meßsignal, das als Referenzsignal dient. Das Referenzsignal wird von einer Referenzspannung R dargestellt. Wenn ein geringes, in der Leitung 12,16,20, 22, 24, 26 bewegtes Flüssigkeitsvolumen die weitere Meßvorrichtung 36 passiert, ist es bereits um eine vorgegebene Totzeit T, zuvor an der Meßvorrichtung 34 vorbeigeflossen; die Totzeit T₁ ist das Produkt aus der

in Strömungsgeschwindigkeit des Bieres multipliziert mit dem Abstand zwischen Meßvorrichtung34 und weiterer Meßvorrichtung 36 im Strömungsweg, also annähernd mit der Summe der Längen des Eintrittsrohres und des Auslaßrohres 22. Daher stellt die von der weiteren

r, Meßvorrichtung 36 gelieferte Referenzspannung R den Wen der Meßspannung M zu einem gegenüber dem jeweiligen Zeitpunkt zurückliegenden Zeitpunkt dar. Meßspannung M und Referenzspannung R werden mittels einer Vergleichsschaltung 60 verglichen. Die

_'o hierdurch erzeugte Differenzspannung D ist annähernd dem zeitlichen Differential der Meßspannung M proportional. Sie hat. abgesehen von einer ggf. bauartbedingten konstanten Spannungskomponente, stets den Wert Null, solange keine merklichen

»i Veränderungen der gemessenen physikalischen Eigenschaft auftreten, gleichgültig welchen absoluten Wert die gemessene physikalische Eigenschaft vor dem Auftreten von ungebundenen Gaseinschlüssen hat. also ob es sich beispielsweise um ein dunkles oder ein helles

in Bier handelt, das aus dem Behälter 10 (Fig. I) entnommen wird.

Die von der Vergleichsschaltung 60 erzeugte Spannung D wird einem Schwellwertschalter 62 zugeführt. Zuvor jedoch werden aus der Spannung D

η höherfrequente Signalanteile ausgefiltert, wozu ein Tiefpaß 64 dient. Dessen Grenzfrequenz kann zwischen 0.5 Hz und 30 Hz liegen. Beim Ausführungsbeispiel ist sie zwischen 1 Hz und 15 Hz beliebig einstellbar, um die Steuereinrichtung dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen zu können. Durch die Unterdrückung höherfrequenter Signalanteile in der Spannung D werden kurzfristige Schwankungen des Meßsignals und/oder des Referenzsignals, die auf Störungsursachen beruhen können, unterdrückt.

Wenn erst einmal die Meßspannung M einen wesentlich anderen Wert als die Referenzspannung κ aufweist und damit die Spannung D von Null verschiedene, größere Werte annimmt, kann davon ausgegangen werden, daß diese Veränderung der Spannung D auf das Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse im Bier zurückzuführen ist Die Watil des Schwellenwertes, bei dem der Schwellwertschalter 62 ein Steuersignal abgibt, ist daher nicht kritisch. In der Praxis hat sich gezeigt daß der Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 ausgehend von einer Biersorte gewählt werden kann, die einen mittleren Stammwürzegehalt aufweist der zwischen demjenigen von hellem Bier und Malzbier liegt. Es ist dann nicht erforderlich, den einmal fest eingestellten Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 zu verändern, selbst wenn unterschiedliche Biersorten nacheinander aus verschiedenen Behältern 10 entnommen und über dasselbe Einlaßrohr 20 und dasselbe Auslaßrohr 22 geführt werden und somit dieselbe Meßvorrichtung 34 und dieselbe weitere Meßvorrichtung 36 passieren. Gewünschtenfalls kann jedoch auch der Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 in der Weise automatisch veränderlich gemacht werden, daß er von der

MeBspannung M abhängig ist. In diesem Fall kann der Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 in Abhängigkeit von der gefilterten MeBspannung M verändert werden. Als Schwellwertschalter 62 wird dann eine Ausführung mit verstellbarem Schwellenwert verwendet, deren den Schwellenwert steuerndem Steuereingang ein Tiefpaß vorgeschaltet ist, der seinerseits der MeC Errichtung 34 unmittelbar nachgeschaltet ist und der eine Grenzfrequenz aufweist, die merklich (vorzugsweise mindestens um das Zehnfache) niedriger als diejenige des Tiefpasses 64 liegt.

Beim Überschreiten seines konstant vorgegebenen oder in der vorstehend erläuterten Weise automatisch veränderlichen Schwellenwertes erzeugt der Schwellwertschalter 62 ein Steuersignal, das einem Eingang 66.1 einer Programmschaltung 68 zugeführt wird, die weitere gleichartige Eingänge 66.2 bis 66.5 aufweist. Hierauf werden die an deren Ausgängen 70.1 bis 70.5 Schwellwertschalters 62 den ersten Eingang 66.1 beaufschlagt. Nach dem Schließen des Schalters 74 kann also je nach dem gewählten Programmablauf ein Signal am ersten Ausgang 70.1 erscheinen, um das der dargestellten Meßvorrichtung 34 zugeordnete Ventil 30 (F i g. 2) zu öffnen. Durch dieses Signal am Ausgang 70.1 wird ein Zeitglied 83 gesetzt. Dieses erzeugt unverzögert an seinem Ausgang ein Signal, das während einer vorgegebenen Zeitdauer aufrechterhalten wird. Das Signal wird einem Steuereingang des Schwellwertgliedes 62 zugeführt, wodurch dessen Schwellenwert sehr stark erhöht wird. Damit wird verhindert, daß während einer Anlaufzeit, in der die Entleerung des zugeordneten Behälters 10 (Fig. I) beginnt, ein Steuersignal erzeugt werden könnte, das eine Fortschaltung in der gewählten Programmfolge bewirken könnte. Hierdurch wird berücksichtigt, daß oft zu Beginn des Entnahmevorganges in der Leitung 12, 16, 20, 22, 24, 26 eine Flüssigkeit

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320 (Fig. 2) und von dort zu den Ventilen 30 übertragenen Ausgangssignale verändert. Beispielsweise fällt das Ausgangssignal am Ausgang 70.1 fort, während ein Ausgangssignal am Ausgang 70.2 erscheint. Diese Veränderung bewirkt, daß das dem zuvor entleerten Behälter 10 (Fig. I) zugeordnete, vom Atispang 70.1 gesteuerte Ventil 30 (F i g. 1, 2) geschlossen v>.ird und daß das in der Programmfolge nächste, vom Ausgang 7OJ gesteuerte Ventil 30 geöffnet wird.

Der Ablauf des vorgegebenen Programms zur entleerung mehrerer Behälter 10 (Fig. I) wird beim Aiisf ihrungsbcispiel dadurch eingeleitet, daß ein Schalter 74 geschlossen wird. Ebenfalls wäre es allerdings auch möglich, einen Drucktaster vorzusehen, der ein Speicherelement setzt, das hierauf ein Ausgangssignal abgibt, und das Speicherelement bei Ablauf des vorgegebenen Programms zu löschen. Das durch das Schließen des Schalters 74 erzeugte Signal wird einem Eingang 72 der Programmschaltung 68 zugeführt, worauf der Beginn des Programmablaufs in dieser ausgelöst wird. Im übrigen bewirkt das Signal vom Schalter 74 die Einschaltung eines nicht dargestellten Hauptschalters für die Leistungsversorgung der Pumpe 28 (Fig. 1), die Speisung der Spannungsvorsorge sämtlicher Teile der Steuerschaltung 32 und die Auslösung weiterer, hier nicht beschriebener Funktionen was durch einen Pfeil 75 angedeutet ist Mach dem Schließen des Schalters 74 gibt die Programmschaltung 68 auf einem ihrer Ausgänge 70.1 bis 70J — im obigen Beispiel auf dem Ausgang 70.1 — ein Signal ab, um eines der steuerbaren Ventile 30 (Fig. 1, 2) zu öffnen. Gleichzeitig wird der dem hierdurch entleerten Behälter 10 zugeordnete Teil der Steuerschaltung 32 (F i g. 1) in Betneb genommen; die Steuerschaltung 32 umfaßt neben dem in F i g. 3 oberhalb der Programmschaltung 68 dargestellten Teil weitere, gleichartige Teile, deren Gesamtanzahl — im Ausführungsbeispiel fünf — der Gesamtanzahl der Schlauchanschlußstellen 42 des Verschneidbocks 18 und damit der Anzahl der Meßvorrichtungen 34, Einlaßrohre 20, Schaulaternen 54, Auslaßrohre 22 und weiteren Meßvorrichtungen 36 sowie der Anzahl der Eingänge 66.1 bis 663 und Ausgänge 70.1 bis 703 der Programmschaltung 68 entspricht

Das der in Fig.3 dargestellten Meßvorrichtung 34 unmittelbar folgende steuerbare Ventil 30 (F i g. 2) wird, wie bereits erwähnt, durch das am ersten Ausgang 70.1 der ProgrammschaJtung 68 auftretende Signal gesteuert während das Steuersignal vom Ausgang des übereinstimmt, wodurch sich eine von Null verschiedene Spannung D ergeben könnte, die fälschlich zu einem Steuersignal am Ausgang des Schwellwertschalters 62 führen könnte. Erst nach Ablauf der Anlaufzeit fällt das Ausgangssignal des Zeitglieds 83 fort, der vorgegebene

2ί Schwellenwert des Schwellwertglieds 62 wird eingestellt, und nun kann dieses das Steuersignal abgeben, sobald sich die gemessene physikalische Eigenschaft des Bieres so stark ändert, daß hieraus auf das Vorliegen ungebundener Gaseinschlüsse zu schließen ist.

jo In der Praxis hat sich gezeigt, daß ungebundene Gaseinschlüsse im Bier bereits vor völliger Entleerung des Behälters HO (Fig. 1) auftreten können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich im Behälter 10 oberhalb der inneren Mündung des Rohrstutzens 12 ein

J5 trichterförmiger Flüssigkeitswirbel bildet, durch den hindurch im Behälter 10 oberhalb des Bieres vorhandene Luft zusammen mit dem Bier abgeführt wird. Hierdurch besteht die Gefahr, daß die Entnahme des Bieres aus dem Behälter 10 bereits beendet wird, wenn dieser noch nicht vollständig entleert ist. Um diese Schwierigkeit üu vermeiden, wird das zugeordnete steuerbare Ventil 30 teilweise geschlossen, beispielsweise auf ein Drittel seines maximalen Durchtrittsquerschnitts, wenn das Bierniveau im Behälter 10 unter eine vorgegebene Höhe oberhalb der inneren Mündung des Rohrsiutzens 12 abgesunken ist.

Grundsätzlich wäre es möglich, das Absinken des Bierniveaus unter die vorgegebene Höhe in an sich bekannter Weise mittels einer Niveau-Meßvorrichtung,

so beispielsweise eines von einem Schwimmer betätigten Kontakts, in oder an dem Behälter 10 festzustellen. Dies wäre jedoch mit erhöhtem konstruktiven Aufwand verbunden, und elektrische Verbindungsieitungen von den Behältern 10 zu der am Verschneidbock 18 vorgesehenen Steuerschaltung 32 wären mechanischen Beschädigungen ausgesetzt und würden, da sie jeweils zusammen mit der zugehörigen Schlauchleitung 16 an den Verschneid bock 18 angekoppelt bzw. von diesem abgekuppelt werden müßten, einen erhöhten Bedienungsaufwand verursachen. Diese Nachteile werden bei dem Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 32 (Fig. 1) gemäß Fig.3 sowie bei den nachfolgend noch zu beschreibenden weiteren Ausführungsbeispielen vermieden. Es wird dabei von der Erkenntnis ausgegangen, daß das Bier innerhalb des Behälters 10 einen in riöuenrichlüiig unterschiedlichen Gehalt an gelöstem Sauerstoff aufweist; der Sauerstoffgehalt ist an der Oberfläche des Bieres, die der im Behälter 10

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enthaltenen Luft ausgesetzt ist, am höchsten, nimmt von der Oberfläche ausgehend nach unten über eine Strecke von einem oder mehreren Dezimetern stark ab und hat im darunterliegenden Volumen einen annähernd konstanten Wert. Dies ist besonders ausgeprägt dann der Fall, wenn der Behälter wie in F i g. 1 eine annähernd liegend-zylindrische Gestalt hat, da dann bei gefülltem Behälter eine nur sehr geringe Oberfläche des Bieres mit Luft in Berührung steht und sich eine große Oberfläche, in die Luft eindiffundieren kann, erst mit zunehmender Entleerung des Behälters 10 bildet. Auch bei anderer, beispielsweise quaderförmiger Gestalt des Behälters hat sich jedoch gezeigt, daß sich eine ausgeprägt unterschiedliche Sauerstoffverteilung in Höhenrichtung des Behälters innerhalb des Bieres ergibt, da in der Praxis der Luftsauerstoff während der l^agerdauer des Bieres im Behälter keine genügende Zeit hat, bis zu einer homogenen Verteilung im Volumen

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Die vorstehende Erläuterung hinsichtlich des Sauerstoffgehalts gilt in entsprechender Weise auch dann, wenn im Behälter 10 oberhalb des Bieres ein anderes Gas i*!s Luft vorhanden ist Auch in diesem Falle ergibt sich innerhalb des Bieres ein von dessen Oberfläche aus nach unten abnehmender Gehalt an gelöstem Gas bzw. an einem Bestandteil dieses Gases. Dieselben Überlegungen gelten im übrigen auch für andere Flüssigkeiten als Bier, beispielsweise für Limonaden.

Wenn beim Entleeren des Behälters 10 die Oberfläche des Bieres absinkt, erhöht sich der Gehalt des entnommenen Bieres an gelöstem Sauerstoff, wenn die Oberfläche des Bieres bis zu einer Höhe von mehreren Dezimetern über der Mündung des Rohrstutzens 12 abgesunken ist Um das Absinken unter die vorgegebene Höhe festzustellen, unterhalb von der die Gefahr eines Einsaugens von Luft bei unverminderter Förderleistung bestehen würde, genügt es daher grundsätzlich, den Sauerstoffgehalt des entnommenen Bieres zu messen und das zugeordnete steuerbare Ventil 70 dann teilweise zu schließen, wenn der gemessene Sauerstoffgehalt einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet Damit zur Messung des Sauerstoffgehalts keine zusätzliche Meßvorrichtung erforderlich ist wird zweckmäßig die Meßvorrichtung 34 und ggf. die weitere Meß vorrichtung 36 so ausgebildet daß die von ihr erfaßte physikalische Eigenschaft nicht nur durch ungebundene Gaseinschlüsse, sondern auch durch den Sauerstoffgehalt beeinflußt wird. Denkbar wäre es beispielsweise, die Meßvorrichtung 34 so auszubilden, daß sie den Gesamt-Gasgehalt an gelöstem und ggf. nicht gelöstem Gas im Bier erfaßt Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die elektrische Leitfähigkeit des Bieres mittels eines Wechselstroms zu messen, da eine derartige Messung leicht durchführbar ist keine nachteilige Veränderung des Bieres bewirkt und ein sehr gut auswertbares und genaues Meßsignal liefert

Ebenso wie bei der Überwachung auf ungebundene Gaseinschlüsse ist es bei der Messung des Sauerstoffgehalts günstig, wenn nicht nur dessen Absolutwert mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, sondern wenn zuvor das Meßsignal differenziert wird, so daß nur zeitliche Änderungen des Sauerstoffgehalts erfaßt und ausgewertet werden. Dies erfolgt bei dem in F i g. 3 dargestellten AusführungsbeispieL

Zur Erfassung des Sauerstoffgehalts weist der in Fig.3 dargestellte Teil der Schalteinrichtung ein zusätzliches, mit der Spannung D beaufschlagtes Tiefpaßfilter 80 sowie einen zusätzlichen, dem Tiefpaßfilter 80 nachgeschalteten Schwellwertschalter 82 auf. Das Tiefpaßfilter 80 kann von gleicher Bauart sein wie das Tiefpaßfilter 64 und mit letzterem auch hinsichtlich seiner Grenzfrequenz übereinstimmen.

Der Schwellwertschalter 82 gibt an seinem Ausgang ein Steuersignal bereits bei einem Schwellenwert ab, der geringer ist als derjenige des Schwellwertschalters 62, da die durch den erhöhten Sauerstoffgehalt bewirkte

to Erhöhung der Spannung O betragsmäßig geringer ist als diejenige Erhöhung, die sich beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse ergibt. Das vom weiteren Schwellwertschalter 82 ggf. erzeugte Steuersignal wird einem Eingang 84.1 der Programmschaltung 68 zugeführt die

r> weitere gleichartige Eingänge 84.2 bis 84.5 aufweist Hierdurch wird die Amplitude des am Ausgang 70 1 anstehenden Signals auf ein Drittel ihres vorherigen Wertes verringert und der Durchschnittsquerschnitt des zugeordneter· steuerbaren Ventils 30 :n gleichen Maße verkleinert indem dieses teilweise geschlossen wird. Durch die sich hierdurch stromauf des steuerbaren Ventils 30 ergebende geringere Strömungsgeschwindigkeit wird vermieden, daß sich innerhalb des jeweils entleerten Behälters 10 ein Flüssigkeitswirbcl oberhalb der inneren Mündung des Rohrstutzens 12 bilden könnte, durch den Luftblasen mitgerissen würden. Gleichzeitig mit der Verringerung der Signalamplitude am Ausgang 70.1 wird die Entleerung des in der Programmfolge nächsten Behälters 10 begonnen, indem

to das ihm zugeordnete steuerbare Ventil 30 teilweise geöffnet wird. Hierzu erscheint beispielsweise am Ausgang 70.2 ein Signal, dessen Aptitude zwei Drittel desjenigen Maximalwertes aufweist den sie zur völligen öffnung des Ventils 30 aufweist. Dadurch wird erreicht

r> daß die Summe der Durchtrittsquerschnitte der beiden nun jeweils teilweise geöffnet steuerbaren Ventile 30 dem maximalen Durchtrittsquerschnitt eines einzigen, voll geöffneten steuerbaren Ventils 30 gleicht daß also die Förderleistung der Pumpe 28 (Fig. I) trotz der Drosselung des Bierstroms aus dem bereits teilweise entleerten Behälter 10 konstant bleibt Diese Verfahrensweise hat auch den Vorteil, daß trotz Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Bieres, das aus dem teilweise geleerten Behälter 10 stammt wegen des Verschneidens

4S mit dem Bier aus dem in der Programmfolge nächsten Behälter 10 der Sauerstoffgehalt des Bieres, das über die Pumpe 28 abgefördert wird, nur unmerklich erhöht wird.

Der Schwellenwert des weiteren Schwellwertschal-

V) ters 82 kann in entsprechender Weise wie derjenige des Schwellwertschalters 62 automatisch in Abhängigkeit von der Meßspannung M über ein vorgeschaltetes Tiefpaßfilter mit besonders niedriger Grenzfrequenz gesteuert werden. Weiter erfolgt eine Veränderung des Schwellenwertes des weiteren Schwellwertschalters 82 ebenso wie desjenigen des Schwellwertschalters 62 durch das Ausgangssignal des Zeitgfieds 83 derart daß während einer Anlaufzeit die Abgabe eines Steuersignals verhindert wird.

w F i g. 4 zeigt einige Teile der Steuereinrichtung gemäß F ig. 3 genauer. Meß vorrichtung 34 und weitere Meßvorrichtung 36 sind von jeweils einer Sekundärwicklung 90, 90/ eines Transformators 92 gespeist dessen Primärwicklung 94 an einer 50-Hz-Wechselspan-

<· - nung liegt solange der Schalter 74 (F i g. 3) geschlossen ist Parallel zur Sekundärwicklung 90 iiegt ein Leerlauf-Belastungswiderstand 96 und die Reihenschaltung eines Widerstands 98 mit einer Voih&cg-Gleicti-

richterbrücke löö. Mit den beiden Anschlüssen des somit von einem Wechselstrom durchflossenen Widerstands 98 nt jeweils eine Elektrode 102,104 verbur, Jen. Die Elektroden 102,104 tauchen an der Meflstelle in das Bier ein, so daß das zwischen ihnen liegende Biervoiumen einen elektrischen Nebenweg zum Widerstand 98 bildet sind von einem geringen Wechselstrom durchflossen isL Je nach der Leitfähigkeit des Bieres fließt zwischen den Elektroden 102,104 und damit über die Gleichrichterbrücke 100 ein mehr oder minder starker Wechselstrom. Der Ausgang der Glcichrichterbrücke 100 ist mit einem Widerstand 106 belastet. Die an diesem abfallende Gleichspannung ist bei Außerachtlassung des noch vorhandenen Wechselspannungsanteils und des auf dem Strom über den Widerstand 98 r, beruhenden, konstanten Gleichspannungsanteils der Leitfähigkeit des Bieres unmittelbar und direkt proportional. Die Spannung am Widerstand 106 wird über eine Diode ίΟβ einem Tlsiⁿ2ßi!!ier 110 zi^eiiihrt, dBS einen Langswidersvand HZ einen über den Längswiderstand 112 ladba; „τι Kondensator 114 und einen diesem parallel geschalteten Querwiderstand 116 aufweist. Der Verbindungspunkt 118 zwischen Längswiderstand 112 und Kondensator 114 bildet den Ausgang der Meßvorrichtung 34, an dem die Meßspannung M i-, abgenommen wird. Damit diese keine schädlich hohen Werte annehmen kann, ist dem Kondensator 114 zusätzlich eine Zenerdiodc 120 parallel geschaltet.

Der Aufbau der zusätzlichen Meßeinrichtung 36 ist mit derjenigen der Meßeinrichtung 34 identisch; die mil jo den Teilen der Meßvorrichtung 34 übereinstimmende·! Teile der weiteren Meßvorrichtung 36 sind nut Bezugszeichen bezeichne!, die sich von denjenigen der Meßvorrichtung (z.B. HO) durch einen zugefügten Strich (z. B. 110*) unterscheiden. r,

Durch die Tiefpässe HO, 110' werden aus der Meßspannung Mund der Referenzspannung R diejenigen Signalanteilc ausgefiltert die eine höhere Frequenz als die jeweilige Grenzfrequenz haben. Die Grenzfrequenzen beider Tiefpässe HO, 110' sind untereinander gleich. Die jeweilige Grenzfrequenz wird vorzugsweise zwischen 0,5 Hz und 30 Hz und insbesondere zwischen I Hz und 10 Hz gewählt

Bezeichnet man die Widerstandswerte der Widerstände 112, 116 als nu, r„_b und die Kapazität des .n Kondensators 114 mit du. so beträgt die Grenzfrequenz fr, 110 des Tiefpasses 110

/πι 10 —

^Γ112 + ^rll6

Beim Ausführungsbeispiel wurde gewählt Γιΐ2 = 5,1 kOhm. /ii_fc=39kOhm. α_Μ=10μΡ. Damit ergibt sich /bim= 1.45 Hz.

Gegenüber der Grenzfrequenz /ei 10 des Tiefpaßfilters 110 und der gleichen Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 110' höhere Signalfrequenzen in der Meßspannung M und der Referenzspannung R werden unterdrückt. Solche höhere Frequenzen beruhen nämlich im allgemeinen auf Störeinflössen, beispielsweise dem ^o Auftreten einzelner GasMäschen oder Hefepartikeln, die ohne Schwierigkeit in der Schaulaterne 54 (F i g. 2) bzw. in einem nachgeschalteten Filter abgeschieden werden können und daher nicht zu einer Beendigung des Entnahmevorganges führen sollen. Weiterhin werden auch durch die Tiefpaßfiiter i i0, i 10*' die in der Spannung am Widerstand 106, 106' enthaltenen Wechselspannungsanteile unterdrückt Zwar sind diese Wechselspannungsanteile in der Meßvorrichtung 34 und in der weiteren Meßvorrichtung 36 miteinander in Phasenübereinstimmung, so daß sie sich beim nachfolgenden Vergleich von Meßspannung M und Referenzspannung R durch Differenzbildung kompensieren würden, jedoch ist dies in der Praxis wegen der niemals vollständigen Gleichtaktunterdrückung nur annühc-nd der Fall. Die Tiefpässe 110,110' vermeiden daher völlig das Auftreten eines Wechselanteils in der Spannung D.

Die die Spannung D erzeugende Vergleichsschaltung 60 umfaßt einen Operationsverstärker 122, dessen nicht invertierender Eingang über einen Eingangswiderstand 124 von der Meßspannung Mund dessen invertierender Eingang über einen Eingangswiderstand 126 von der Referenzspannung R beaufschlagt ist. Zwischen Ausgang und invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 122 ist ein Rückkopplungswiderstand 128 geschaltet. Weiter ist diesem ein Kondensator 130 narajjpj gpsrhalipi. Dadurch wirkt der Operationsverstärker 122 als Tiefpaß. Seine Grenzfrequenz wird vorzugsweise den Grenzfrequenzen der Tiefpässe 110, 110' gleich gewählt, wodurch eine noch verstärkte Unterdrückung von Störsignalen erfolgt.

Die Spannung D wird in F i g. 4 dem Tiefpaß 64 zugeführt. Dieser weist einen Operationsverstärker 132 auf, dessen nicht invertierender Eingang über einen Eingangswiderstand 134 mit der Spannung D beaufschlagt ist, während seinem invertierenden Eingang über einen Eingangswiderstand 136 eine Spannung zuführbar ist, die an einem Potentiometer 138 eingestellt werden kann. Zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 132 und dessen nicht invertierenden Eingang ist ein Rückkopplungswiderstand 140 geschaltet, so daß der Operationsverstärker 132 ein reines P-Verhalten aufweist. Mit der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 132 wird über einen verstellbaren Längswiderstand 142 ein Kondensator 144 geladen. Der Kondensator 144 unterdrückt höherfrequente Signalanteilc, wodurch sich das Tiefpaßverhalten ergibt. Der Verbindungspunkt 14ö von Längswiderstand 142 und Kondenstor 144 dient als Ausgang des Tiefpasses 64. Bezeichnet man mit rn?, c\u den Widerstandswert des Längswiderstands 142 bzw. die Kapazität des Kondensators 144, so gilt fürdieGrenzfrequen.: fc^des Tiefpasses 64:

I

*--^{T r}142 ' ^C 144

Beim Ausführungsbeispiel ist /Ί42 verstellbar zwischen 1 kOhm und 11 kOhm, während die Kapazität den Wert θϊ44=10μΡ hat. Damit ist die Grenzfrequenz zwischen 1,45 Hz und 16 Hz verstellbar.

Der Schwellwertschalter 62 weist als Schaltelement einen Schalttransistor 148 auf, der mit dem Ausgangssignal des Tiefpasses 64 über einen Basisvorwiderstand 150 beaufschlagt wird und dessen Basis-Emitter-Strecke eine in Sperrichtung geschaltete Diode 152 parallel geschaltet ist Bei einem vorgegebenen Schwellenwert der Ausgangsspannung des Tiefpasses 64 und damit der Eingangsspannung des Schwellwertschalters 62 wird der Schalttransistor 148 leitend, wodurch über die in Reihe mit ihm geschaltete Spule 154 eines Relais ein Strom fließt, der das Relais zum Anziehen bringt und dessen Kontakt 156 schließt Hierdurch wird die positive Speisespannung als Steuersignal auf den Ausgang des Schwellwertschalters 62 geschaltet Der Relaisspule 154 ist eine Freilaufdiode 158 parallel geschaltet

Der Schwellenwert, bei dem der Schwellwertschalter 62 das Steuersignal erzeugt, ist durch die zum Leitendmachen des Schaittransistors 148 erforderliche £ingangsspsinnung vorgegeben. Eine Verstellung des Schwellenwerts irt daher im Schwellwertschalter 62 selbst nichl: möglich. Sie kann jedoch durch die Einstellung des Potentiometers 138 im Tiefpaß 64 erfolgen; je größer die am Potentiometer 138 abgenommene Spannung ist, desto höher muß der Wert der Spannung D sein, um am Ausgang des Operationsverstärkers 132 und damit am Ausgang des Tiefpasses eine positive Ausgangsspannung zu erzeugen. Wenn man also, wie anhand von Fig.3 erläutert, den Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 automatisch in Abhängigkeit von der Meßspannung M mittels eines zwischengeschalteten Tiefpasses geringer Grenzfrequenz steuern will, so wird man in der Praxis durch dessen Ausgangssignal die am Potentiometer 138 abfallende Gesamtspannung steuern und hierdurch eine Veränderung des Schwellenwertes erreichen, bei dem der Schwellwertschalter 62 das Steuersignal erzeugt.

Um den Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 während der Anlaufzeit durch das Ausgangssignal des Zeitglied.es 83 (Fig.3) so hoch zu legen, daß die Erzeugung eines Steuersignals am Ausgang des Schwellwertschalters 62 ausgeschlossen ist, ist im Ausführungsbeispiel der Fig.4 ein Transistor 160 vorgesehen, der der Basis-Ernitter-Strecke des Schalttransistors 148 parallel geschaltet ist. Durch das Ausgangssignal des Zeitglieds 83 wird der Transistor 160 leitend gemacht, wodurch verhindert wird, daß der Schalttransistor 148 leitend werden kann. Der Schwellenwert des Schwellwertschalters 62 ist damit gewissermaßen unendlich hoch.

Der Schaltungsaufbau des weiteren Tiefpasses 80 und des weiteren Schwellwertschalters 82 ist identisch mit demjenigen des Tiefpasses 64 bzw. des Schwellwertschalters 62; mit den Teilen letzterer übereinstimmende Teile des weiteren Tiefpasses 80 und des weiteren Schwellwertschalters 82 sind mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem angefügten Strich bezeichnet. Wie bereits anhand von F i g. 3 erläutert, besteht jedoch eine Abweichung in der Funktion insofern, als der weitere Schwellwertschalter 82 bereits bei einem geringeren Schwellenwert als der Schwellwertschalter 62 ein Steuersignal erzeugt. Da die Schaltschwelle des weiteren Schwellwertschalters 82 ebenso wie diejenige des Schwellwertschalters 62 konstruktiv fest vorgegeben ist., wird der Schwellenwert, bei dessen Überschreiten durch Spannung D der weitere Schwellwertschalter 82 sein Steuersignal erzeugt, im weiteren Tiefpaß 80 eingestellt. Die durch die Einstellung des dortigen Potentiometers 138' an diesem abgenommene Spannung ist geringer als die am Potentiometer 138 des Tiefpasses 64 eingestellte Spannung, so daß der weitere Tiefpa'J 80 bereits bei geringeren Werten der Spannung D als der Tiefpaß 64 ein positives Ausgangssignal erzeugt.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 erfolgt eine Ausfilterung höherfrequenter Signalanteile in drei Stufen, nämlich erstens mittels der Tiefpasse 110,110' in Meßvorrichtung 34 und weiterer Meßvorrichtung 36, zweitens durch das Tiefpaßverhalten der Vergleichsschaltung 60 und schließlich durch den Tiefpaß 64 bzw. den weiteren Tiefpaß 80. Ersichtlich kann bei geringeren Anforderungen an die Aussiebung höherfrequenter Signalanteile wenigstens eine dieser Stufen entfallen. Auch weitere Abwandlungen gegenüber Fig.4 sind selbstverständlich möglich; so können beispielsweise die Transistoren 160, 16C anstelle den Steuerstrecken der Schalttransistoren 148, 14C den Kondensatoren 144, 144' der Tiefpässe 64,80 parallel geschaltet werden, um während der Anlaufzeit zu verhindern, daß von den Schwellwertschaltern 62, 82 Steuersignale erzeugt werden können.

Das Diagramm der F i g. 5 zeigt den Verlauf einiger Größen und Signale bei einem Enmahmevorgang

ίο mittels der Steuerschaltung 32 (Fig.1) bei deren Ausbildung gemäß Fig.1 bis 4. Die Signale bzw. Größen sind jeweils in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Die Kurven S_n, Sw, Sa stellen die Signalzustände am Ausgang des Schalters 74, an dem

is dem entleerten Behälter 10 (Fig.1) zugeordneten Ausgang 70.1 der Programmschaltung 68, bzw. am Ausgang des Zeitglieds 83 dar. i.34, L₃₆ sind die Leitwerte des Bieres beim VorbeifueBen an der Meßvorrichtung 34 bzw. an der weiteren Meßvorrichtung 36. M, R, D bezeichnen die Meßspannung, die Referenzspannung und die Spannung.

Zu einem Zeitpunkt Ib wird der Schalter 74 geschlossen und das Signal Sn erzeugt, um den Programmablauf der Programmschaltung 68 in Gang zu setzen. Vor dem Zeitpunkt U> ist das dem zu entleerenden Behälter 10 (Fig. 1) zugeordnete steuerbare Ventil 30 noch nicht geöffnet, so daß Bier gleicher Konsistenz an der Meßvorrichtung 34 der weiteren Meßvorrichtung 36 stillsteht. Dieses Bier kann noch von einem vorhergehenden Entleerungsvorgang eines anderen Behälters stammen und kann daher eine relativ geringe Leitfähigkeit Lm, L» aufweisen, wodurch ivleßspannung M und Referenzspannung R vor dem Zeitpunkt ίο relativ geringe, jedoch untereinander gleiche Werte aufweisen. Die Spannung D hat daher vor dem Zeitpunkt ίο den Wert NuIL

Zum Zeitpunkt ίο erscheint das Signal S70.1 am Ausgang 70.1 der Programmschaltung 68, um das dem zu entleerenden Behälter 10 zugeordnete steuerbare Ventil 30 (F i g. 1,2) voll zu öffnen. Gleichzeitig wird die Pumpe 28 eingeschaltet Weiter erscheint zum Zeitpunkt ίο das Ausgangssignal des Zeitglieds 83, das nach Ablauf von dessen Verzögerungszeit zu einem Zeitpunkt ti wieder verschwindet

Durch das öffnen des steuerbaren Ventils 30 (F i g. 1 2) zum Zeitpunkt ίο beginnt das Bier, durch die Leitung zu strömen und dementsprechend an der Meßvorrichtung 34 und der weiteren Meßvorrichtung 36 vorbeizu fließen. Die Leitfähigkeit Lm nimmt daher kurze Zeil nach dem Zeitpunkt Ib einen neuen Wert an, der derr Sauerstoffgehalt des nunmehr aus dem Behälter K (F i g. 1) entnommenen Bieres entspricht Im Diagramrr handelt es sich als Beispiel um eine Erhöhung dei Leitfähigkeit gegenüber demjenigen Bier, das vor derr

" Zeitpunkt ίο an der MeBvorrichtung 34 vorhanden war Weiter ist im Diagramm durch Schwankungen dei Leitfähigkeit Ln erkennbar, daß einige Luftblasen ar der Meßvorrichtung 34 vorbeiströmen.

Das nunmehr entnommene Bier mit verändertei

Leitfähigkeit erreicht die weitere Meßvorrichtung 3( um die Totzeit T, später als die MeBvorrichtung 34, was sich in einem um die Totzeit T, verzögerten Anstieg dei Leitfähigkeit Lx im Diagramm ausdrückt. Die au Luftblasen beruhenden Schwankungen der Leitfähig keit Lm am Ort der MeBvorrichtung 34 treten in dei Kurve der Leitfähigkeit L* am Ort der weiterer Meßvorrichtung 36 nicht auf, da die Luftblasen von dei Schaulaterne 34 (Fig.2) aufgenommen werden um

nicht die weitere Meßvorrichtung 36 passieren.

Die Kurven der Meßspannung Mund der Referenzspannung R folgen der Leitfähigkeit Lm bzw. L« mit geringer, durch die Verzögerungswirkung der Tiefpässe 110, HO' (Fig.4) bewirkter Verzögerung und haben wegen deren Tiefpaßwirkung einen stärker geglätteten Verlauf. Die als Differenz zwischen Meßspannung M und Referenzspannung R erhaltene Spannung D nimmt durch die Schwankungen der Meßspannung M kurz nach dem Zeitpunkt fo kurzzeitig relativ hohe Werte an, bei der sie im Diagramm den Schwellenwert x& des weiteren Schwellwertschalters 82 (F i g. 3,4) überschreitet. In anderen Fällen kann auch der Schwellenwert x& des Schwellwertschalters 62 (F i g. 3, 4) überschritten werden. Trotz dieser Schwellwertüberschreitungen werden keine Steuersignale erzeugt, die die Strömungsgeschwindigkeit verringern oder die Entnahme beenden, da dies durch das bis zum Zeitpunkt ti anstehende Ausgangssignal 5»j des Zeitglieds 83 (F i g. 3) verhindert wird.

Gegen Ende des Emnahrnevorganges steigt der Gehalt an gelöstem Luftsauerstoff im Bier an, wodurch die Kurven Lu, L» sowie die Meßspannung M und die Referenzspannung R abfallen und die Spannung D ansteigi. Zu einem Zeitpunkt ti erreicht die Spannung D den Schwellenwert x₈2 des weiteren Schwellwertschalters 82 (F i g. 3,4), wodurch das Signal S70.1 auf ein Drittel seiner ursprünglichen Signalamplitude abfällt und der Durchtrittsquerschnitt des geöffneten Ventils 30 (F i g. 1, J) entsprechend verringert wird.

Würde zum Zeitpunkt h die Strömungsgeschwindigkeit nicht verringert, so würden die Leitfähigkeit, die Meßspannung, die Referenzspannung und die Spannung D entsprechend den gestrichelt eingezeichneten Kurvenästen L 34. L 36. M'. fl'bzw. D' verlaufen. Es würde dann noch vor vollständiger Entleerung des Behälters 10(Fig. 1) Luft indessen Rohrstutzen 12eindringen,die Luftblasen würden beim Vorbeilauf an Meßvorrichtung 34 und weiterer Meßvorrichtung 36 entsprechende Signaländerungen bewirken, und die Spannung D würde einen relativ hohen Wert annehmen, bei dem eine Beendigung erfolgen müßte. Tatsächlich aber gestattet die nach dem Zeitpunkt I3 verringerte Strömung eine völlige Entleerung des Behälters 10. Erst wenn diese erreicht ist, werden zu einem Zeitpunkt U Luftblasen oder Hefe mitgeführt, was sich in einem starken Absinken der Leitfähigkeit Lu und der Meßspannung M und einem entsprechenden Anstieg der Spannung D ausdrückt, die hierdurch den Schwellenwert *« überschreitet. Das hierdurch erzeugte Steuersignal am Ausgang des Schwellwertschaltcrs 62 (F i g. 3,4) bewirkt in bereits erläuterter Weise das Verschwinden des Signals S70.1 und damit das Schließen des zugeordneten steuerbaren Ventils 30 (Fig. 1, 2). Gleichzeitig wird dann ein dem Signal S70.1 entsprechendes weiteres Ausgangssignal der Programmschaltung 68(F i g. 3), das bereits zuvor vom Zeitpunkt t_} ab mit zwei Dritteln seiner maximalen Signalamplitude erzeugt wurde, auf seine maximale Signalamplitude angehoben, und hierdurch wird ein weiteres steuerbares Ventil 30 voll geöffnet. Die Entleerung eines weiteren Behälters IO (Fig. 1) erfolgt — abgesehen von der anfänglich zwischen tj und U des Diagramms verminderten Strömungsgeschwindigkeit — wieder in der beschriebenen Weise: der Zeitpunkt tj im Diagramm entspricht für den neuen Entnahmevorgang dem Zeitpunkt ίο bei dem zuvor beschriebenen Vorgang.

Ans dem Diagramm der F i g. 5 ist erkennbar, daß die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit vor Beendigung der Entnahme außer einer vollständigen Entleerung des Behälters 10 (Fig. 1) noch weitere Vorteile mit sich bringt Erstens nimmt durch die verringerte Strömungsgeschwindigkeit des Bieres die Spannung D einen größeren Wert an, als sich andernfalls bei Verlauf entsprechend dem Kurvenast D' ergäbe. Damit wird die Auswertung der Spannung D mittels des Schwellwertschalters 62 (Fig.3, 4) erleichtert Zweitens wird mit größerer Sicherheit vermieden, daß die Meßvorrichtung 34 passierende Gasblasen, die nicht in der Schaulateme 54 (Fig.2) abgeschieden werden, bis in das Sammelrohr 24 (Fig. 1, 2) gelangen, da jetzt die Totzeit, die vom Passieren der Meßvorrichtung 34 bis zum Eintritt in das Sammelrohr 24 vergehen würde, annähernd das Dreifache der ursprünglichen Totzeit T₁ beträgt

Bei den in den F ΐ g. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsformen der Steuerschaltung 32 (Fig. 1) entfällt die weitere Meßvorrichtung 36; bei den Ausführungsformen gemäß F i g. δ bis S wird die Referenzspannung R aus der Meßspannung M gewonnen, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.9 aus der Meßspannung M unmittelbar die deren zeitlichem Differential proportionale Spannung gewonnen wird. Bei diesen Ausführungsformen ist die mit F i g. 3 übereinstimmende Programmschaltung 68 einfachheitshalber nicht gezeigt

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 ist ein

j(i Zeitglied 83' so ausgebildet, daß es nach Beginn des Entnahmevorganges während der Anlaufzeit kein Ausgangssignal erzeugt und danach während einer kurzen, zur Einspeicherung der Meßspannung M in einen Speicher 162 ausreichenden Zeitdauer das

π Ausgangssignal abgibt. Durch das Ausgangssignal des Zeitglieds 83' wird nämlich kurzzeitig ein Schalter 164 geschlossen, der den Ausgang der Meßvorrichtung 34 mit dem Eingang des Speichers 162 verbindet. Am Ende des Speichervorganges setzt die Rückflanke des dann verschwindenden Ausgangssignals des Zeitglieds 83' einen binären Speicher 166, der zuvor durch die Vorderflanke des beim Schließen des Schalters 74 erzeugten Signals oder durch die Vorderflanke des Signals vom zugeordneten Ausgang 70.1 der Pro-

4ί grammschaltung 68 (F i g. 3) gelöscht wurde; die beiden letztgenannten Signale werden seinem Löscheingang über ein ODER-Glied 168 zugeführt. Der gesetzte Speicher 166 gibt ein Ausgangssignal ab, durch das ein weiterer Schalter 170 geschlossen wird. Über diesen

>o wird nun die Meßspannung M dem Vergleichsglied 60 zugeführt, das die Meßspannung M mit der vom Ausgang des Speichers 162 gelieferten Referenzspannung R vergleicht. Hierdurch wird wieder die Spannung D gewonnen, die zwei Auswerteschaltungen 63, 81

v, zugeführt wird. Die Auswerieschaltung 63 entspricht in Funktion und Aufbau der Reihenschaltung des Tiefpaßfilters 64 und des Schwellwertschalters 62 (F i g. 3, 4), während die Auswerteschaltung 81 in Funktion und Aufbau dem weiteren Tiefpaßfilter 80 und dem weiteren

μ Schwellwertschalter 62 (Fig. 3, 4) entspricht. Das vom Ausgang der Auswerteschaltung 63 erzeugte Steuersignal wird einem der Eingänge 66.1 bis 665 der Programmschaltung 68 (F i g. 3) zugeführt, während das von der weiteren Auswerteschaltung 81 ggf. erzeugte

b5 Steuersignal einen der Eingänge 84.1 bis 84.5 beaufschlagt.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung gemäß Fig. 6 ist weitgehend derjenigen nach Fig. I bis 5

gleich. Die Referenzspannung R hat lediglich einen konstanten Wert, der dem Wert der MeBspannung M nach Ablauf der Anlaufzeit, also zum Zeitpunkt fi in F i g. 5, gleicht, wodurch die Spannung D bei gleicher Verstärkung höhere Werte annehmen kann. Dies wird durch dir Wahl der Schwellenwerte der Auswerteschaltungen 63, 81 berücksichtigt, so daß auch hier zum Zeitpunkt 13 (Fig.5) die Strömungsgeschwindigkeit verringert und zum Zeitpunkt I₄ die Entnahme beendet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.7 wird mit der Meßspannung Mder Eingang eines Verstärkers 174 mit Tiefpaßverhalten beaufschlagt Mittels dessen wird sie verstärkt und gefiltert und einer Vergleichsschaltung 176 zugeführt, die die Spannung D erzeugt; der Verstärker 174 kann in Abänderung des Dargestellten auch entfallen.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Verstärker 174 im wesentlichen von einem Operationsverstärker 178 gebildet, dessui invertierendem Eingang die Meßspannung M über einen Eingangswiderstand !SO zugeführt ist, während der nicht invertierende Eingang über einen Eingangswiderstand 182 an einer Spannung liegt, die an einem Potentiometer 184 einstellbar ist. Zur Erzielung eines Tiefpaßverhaltens besteht die Rückkopplung zwischen Ausgang und invertierendem Eingang außer aus einem Widerstand 186 auch aus einem Kondensator 188. Der Ausgang des Operationsverstärkers 178 speist ein Potentiometer 190, dessen Abgriff den Ausgang des Verstärkers 174 bildet. κ»

Die Vergleichsschaltung 176 weist zwei Feldeffekttransistoren 192, 194 auf, deren Hauptstromstrecken in Reihe mit einem Widerstand 1% zwischen das negative und das positive Speisesparnungspotential geschaltet sind. Die Leitfähigkeit des Felii./fekttransistors 192 r> wird — jedenfalls innerhalb eines interessierenden Wertebereichs der Meßspannung M — proportional zur Meßspannung M verändert, da die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 192 an den Ausgang des Verstärkers 174 angeschlossen ist. Die Leitfähigkeit des m weiteren Feldeffekttransistors 194 wird mittels eines Reglers 198 derart gesteuert, daß die Spannung am Verbindungspunkt 200 beider Feldeffekttransistoren 192, 194 einen vorgegebenen Wert, beispielsweise den Wert Null, aufweist. Dieser Wert kann an einem .r> Potentiometer 202 als Sollwert eingestellt und dem Regler 198 vorgegeben werden. Der Istwert-Eingang des Reglers 198 ist zur Regelung der Spannung am Verbindungspunkt 200 an diesen angeschlossen. Der Regler 198 folgt jedoch Änderungen des Istwerts der ·,<> Spannung am Verbindungspunkt 200 nicht unverzögert, sondern mit einer Zeitkonstanten, die zwischen 3 s und 300 s und vorzugsweise zwischen 10 s und 150 s liegt. Diese Zeitkonstantc ist also sehr viel größer als diejenige, mit der die Leitfähigkeit des Feldeffekttransi- -,-> stors 192 einer sprunghaften Änderung der Leitfähigkeit des Bieres folgt und die sich aus dem Ticfpaßvcrhalten des Tiefpasses 110(Fi g. 4) und des Verstärkers 174 ergibt. Hierdurch führen langsame Änderungen der Meßspannung M nicht zu einem Ausgangssignal am mi Verbindungspunkt 200, während schnellere Änderungen der Meßspannung M, wie sie beim Anstieg des Sauerstoffgehalts gegen Ende des Entnahmevorganges und beim Auftreten von ungebundenen Gaseinschlüssen auftreten, ein merkliches Ausgangssignal am Verbin- _h-, dungspunkt 200 bewirken.

Das Ausgangssignal des Reglers 198, mit dem die Leitfähigkeit des weiteren Feldeffekttransistors 194 gesteuert wird, kann als Referenzsignal angesehen werden, mit dem die Meßspannung M verglichen wird, da dieses Referenzsignal Änderungen der Meßspannung M verzögert folgt und somit einen Wert der gemessenen physikalischen Eigenschaft (Leitfähigkeit) des Bieres repräsentiert, den die physikalische Eigenschaft zu einem gegenüber dem jeweiligen Zeitpunkt zurückliegenden Zeitpunkt hatte. Die Spannung des Verbindungspunkts 2OG stellt daher die Spannung Ddar. Die Auswertung der Spannung D erfolgt wieder in der vorbeschriebenen Weise. Während der Anlaufzeit verhindert das Ausgangssignal des Zeitglieds 83 die Abgabe von Steuersignalen durch die Auswerteschaltungen 63, 81, beispielsweise auf die anhand F i g. 4 für die Schwellwertschalter 62,82 beschriebene Art

Fig.8 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Vergleichsschaltung 176, bei der der Regler 198 (F i g. 7) in besonders einfacher Weise durch ein ÄC-GIied ersetzt ist Dessen Widerstand 204 ist an den Verbindungspunkt 200 der Feldeffekttransistoren 192, 194 angeschlossen, während der Kondensator 206 mit dem dem Verbindungspunkt 200 abgewandten Hauptelektrodenanschluß des weiteren Feldeffekttransistors 194 verbunden ist Die Steuerelektrode des weiteren Feldeffekttransistors 194 ist an den Verbindungspunkt 208 von Widerstand 204 und Kondensator 206 angeschlossen. Die Zeitkonstante, mit der die Spannung am Verbindungspunkt 208 und damit die Leitfähigkeit des weiteren FeldefiFekttransistors 194 Änderungen der Spannung am Verbindungspunkt 200 und damit Änderungen der Meßspannung M(F i g. 7) folgt, ist das Produkt aus dem Widerstandswert des Widerstands 204 und der Kapazität des Kondensators 206.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 9 wird eine dem zeitlichen Differential der Meßspannung M proportionale Spannung — wegen der gleichartigen Wirkung mit der Spannung D(F i g. 3 bis 7) ebenfalls mit dem Bezugszeichen D bezeichnet — unmittelbar aus der Meßspannung M mittels eines Differentiators 210 erhalten, der die Meßspannung M zeitlich differenziert. Der Differentiator 210 umfaß', eingangsseitig ein differenzierend wirkendes /?C-Glied, das aus einem Kondensator 212 und einem Widerstand 214 besteht. Die am Widerstand 214 abfallende Spannung wird dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers-,216 zugeführt, dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang über einen Widerstand 218 verbunden ist. Weiter ist zwischen den invertierenden Eingang una Masse ein Kondensator 220 gelegt, durch den ein zusätzliches Hochpaßverhalten erreicht wird; nur Signalanteile der Meßspannung M mit gegenüber der Grenzfrequenz tiefen Frequenzen werden differenziert, während höherfrequenic Signalanteile unterdrückt werden. Haben die Kondensatoren 212, 220 dieselbe Kapazität c, und die Widerstände 214, 218 denselben Widerstandswert r, so ist die Grenzfrequenz des Differentiators 210

Diese Grenzfrequen/ wird /weckmäßig mehrfach größer als diejenige des Tiefpasses 110 (Fig.4) der Meßvorrichtung 34 gewählt.

Während der Anlaufzeit schließt das dann vorliegende Ausgangssignal des Zeitglieds 83 den Ausgang des Operationsverstärkers 216 mittels eines dann leitenden Transistors 222 kurz. Hierdurch wird wieder während der Anlauf/eil verhindert, daß die Auswertcschaltungcn

S3, 8t Steuersignale abgeben können. In. übrigen entspricht die Wirkungsweise der Steuereinrichtung wieder derjenigen der Steuereinrichtungen nach den F ig. 6 bis 8.

In den Fig.6 bis 9 nicht erwähnte Teile entsprechen gemäß ihren Bezugszeichen den in vorangehenden Figuren erläuterten Teilen mit gleichen Bezugszeichen.

Abwandlungen der Steuereinrichtung gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind selbstverständlich möglich. So kann beispielsweise die Steuereinrichtung anstelle der Meßspannung M, der Referenzspannung R und der Spannung D andere als elektrische Signale, insbesondere pneumatische Signale erzeugen und verarbeiten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Entnahme von Bier oder anderen gashaltigen Flüssigkeiten aus Behältern, wobei die Flüssigkeit über eine Rohr- und/oder Schlauchleitung einer Aufnahmestelle zugeführt und eine sich beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse in der Flüssigkeit ändernde physikalische Eigenschaft der Flüssigkeit an einer vorgegebenen Meßstelle der Leitung gemessen und ein dem jeweiligen Wert dieser Eigenschaft entsprechendes Meßsignal erzeugt wird, in Abhängigkeit von dem die Beendigung der Entnahme beim Überschreiten eines Schwellenwertes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem zeitlichen Differential des Meßsignals zumindest annähernd proportionales Signal erzeugt und dieses mit dem Schwellenwert verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine physikalische Eigenschaft gemessen wird, die vom Gehalt der Flüssigkeit an gelöstem Gas abhängt, vorzugsweise die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ungewollte Beendigung der Entnahme während einer vorgegebenen Anlaufzeit ab Beginn der Entnahme verhindert wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Meßsignal und/oder dem mit dem Schwellenwert zu vergleichenden Signal diejenigen Signalanteile aus gefiltert werden, die eine hiV.iere Frequenz als eine vorgegebene Grenzfrequenz haben, die vorzugsweise zwischen 03 Hz und ."· 0 Hz, insbesondere zwischen I Hz und 10 Hz, liegt

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei der Durchlaßquerschnitt der Leitung verringert und/oder die Förderleistung einer in die Leitung eingeschalteten Pumpe verringert wird, wenn der Behälter annähernd entleert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest annähernd dem Differential des Meßsignals proportionale Signal zusätzlich mit einem gegenüber dem Schwellenwert geringeren, weiteren Schwellenwert verglichen wird und daß in Abhängigkeit von diesem Vergleich die Verringerung erfolgt.

6. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer an der von der Flüssigkeit durchströmten Leitung angeordneten Meßvorrichtung, die eine sich beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse in der Flüssigkeit ändernde physikalische Eigenschaft der Flüssigkeit mißt und eine dem gemessenen Wert dieser Eigenschaft proportionale Meßspannung erzeugt, und mit einer mit der Meßspannung beaufschlagten Steuerschaltung, wobei die Steuerschaltung eine Schwellwertschaltung umfaßt, die beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwerts ihres Eingangssignals ein Steuersignal erzeugt, das das Schließen eines in die Leitung eingeschalteten Ventils und/oder das Stillsetzen einer in die Leitung eingeschalteten Pumpe bewirkt, um beim Auftreten ungebundener Gaseinschlüsse die Entnahme zu beenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (32) eine dem zeitlichen Differential der Meßspannung M zumindest annähernd proportiona

Ie Spannung D erzeugt, mit der als Eingangssignal die Schwellwertschaltung (62; 63) beaufschlagt ist

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (32) eine Vergleichsschaltung (60; 176) umfaßt, die die Meßspannung M mit einer Referenzspannung R vergleicht, deren Wert dem Wert der Meßspannung M zu einem gegenüber dem jeweiligen Zeitpunkt zurückliegenden Zeitpunkt entspricht.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Meßvorrichtung (34) an der Leitung (12,16,20,22,24,26) eine dieser Meßvorrichtung (34) gleiche, weitere Meßvorrichtung (36) angeordnet ist und daß die von dieser erzeugte weitere Meßspannung der Vergleichsschaltung (60) als Referenzspannung R zugeführt ist

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise analog wirkenden Speicher (162). in den in Abhängigkeit von einem das öffnen des Ventils (30) und/oder das Einschalten der Pumpe (28) bewirkenden Signal S70.1 der Wert der Meßspannung M einspeicherbar ist und der bei gespeichertem Wert die diesem proportionale, zumindest annähernd konstante Referenzspannung R abgibt

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ^kennzeichnet daß ein in Abhängigkeit von einem das öffnen des Ventils (30) und/oder das Einschalten der Pumpe (28) bewirkenden Signal Sm in Gang setzbares Zeitglied (83; 83') vorgesehen ist dessen Ausgangssignal während einer vorgegebenen Anlaufzeit von vorzugsweise 5 s bis 50 s die Erzeugung des Steuersignals verhindert