DE2806672A1

DE2806672A1 - Messanordnung fuer den fuellzustand eines fluessigkeitstanks

Info

Publication number: DE2806672A1
Application number: DE19782806672
Authority: DE
Inventors: Axel Egnell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-16
Publication date: 1978-08-31
Also published as: US4193303A; JPS53108471A; NO780503L; NO147160C; GB1579525A; SE407980B; NO147160B; SE7701740L

Description

RAINER-ANDREAS PAUL-ALEXANOER

Telefon0 8161/620 91 l/MUMCM O \Λ/Λ^ΙΧΓΤΙ"-> Schneggstr.a-5,Postfach 172£ Telex:526547 pawa d l\ U Π N Q IN Ot VV AU KtK

Telegr. PAWAMUC-FREISING dipl-ing. DiPU-INQ-U-DiPL-WmTSCR-INQ. D-8050 FREISING / MÖNCHEN

Herr 16 EG 0101 2/ko

Axel Egnell

Kungsgatan 20

440 30 MARSTRAND/SCHWEDEN

Meßanordnung für den Füllzustand eines Flüssigkeitstanks

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung für den Füllzustand eines Flüssigkeitstanks.

Füllstands-Meßgeräte unterschiedlicher Arten sind bekannt, jedoch weisen alle diese bekannten Geräte und Anordnungen den Nachteil auf, daß sie die Dichte oder das spezifische Gewicht der Flüssigkeit nicht berücksichtigen, und in vielen Fällen selbst den Gas- oder Luftdruck im Tank unberücksichtigt lassen. Als Folge hiervon kann, wenn beispielsweise ein Schiff seine Tanks bei vergleichsweise geringer Temperatur gefüllt hat und dann in wärmere Gebiete fährt, der Ausdehnungsraum in den Tanks ausgefüllt werden, und wenn diese Ausdehnungsräume zu klein bemessen worden sind, so expandiert die Flüssigkeit und strömt über. Der Grund für eine solche

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falsche Bemessung und Berechnung liegt darin, daß der Druckfühler in der Nähe des Tankbodens zu einer Meßanzeige führt, die lediglich dem Druck oder Gewicht der Flüssigkeitssäule entspricht, die auf dem Fühler lastet. Ohne Kenntnis des spezifischen Gewichtes der Flüssigkeit kann die Füllhöhe der Flüssigkeit nicht berechnet werden. Wenn darüberhinaus das spezifische Gewicht der Flüssigkeit bei Temperaturänderungen ebenfalls schwankt, so entspricht die Information des Zulieferers der Flüssigkeit über deren spezifisches Gewicht nicht in jedem Falle demjenigen der tatsächlich geladenen Flüssigkeit, was eine Berechnung des erforderlichen Ausdehnungsraumes weiter kompliziert.

Mit der Erfindung sollen diese Nachteile vermeidet werden und soll eine Meßanordnung der eingangs bezeichneten Gattung geschaffen· werden, die einfach im Aufbau ist und ohne Energiezufuhr autark arbeitet, so daß eine 100%-ige Explosions- und Feuersicherheit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt haben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 schematisch vereinfacht und teilweise im Schnitt eine erfindungsgemäße Meßanordnung, wobei der Tank bis zur maximal zulässigen Füllhöhe gefüllt ist,

Fig. 2 und 3 in vergrößerter Darstellung Schnitte durch den oberen bzw. unteren Druckmeßfühler,

Fig. 4 und 5 eine Vorderansicht bzw. Rückansicht des Anzeigegerätes der Meßanordnung in einer dem leeren Tank entsprechenden Anzeigestellung und

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Fig. 6 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Meßanordnung mit elektronischen Bauteilen zur Signalübermittlung.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Tank, beispielsweise ein Schiffstank bezeichnet„ der Tankwände 2, einen Tankboden 3 und eine Tankabdeckung 4 aufweist« Unmittelbar oberhalb des Tankbodens 3 ist ein erster Druckfühler 5 angeordnet„ der ein Gehäuse 6 besitzt, an dessen Unterseite eine Druckzelle 7 vorgesehen ist. Die Druckzelle 7 weist eine Druckplatte 8 auf, an der ein Faltenbalg 9 angesetzt ist, wobei die Druckplatte 8 mittels einer Druckstange 10 od« dgl. an ein hydraulisches doppeltwirkendes Druckglied 11 angeschlossen ist» Das Druckglied 11 weist Druckkammern 14 und 15 aufj, die durch Stangen 13 miteinander verbunden und zu beiden Seiten einer Stützplatte 12 angeordnet sind, die im Gehäuse 6 befestigt ist. Abdeck-Membrane 16, 17 der Druckkammern 14, 15 sind mittels Distanzstücken 18, 19 starr gegen die Stützplatte 12 festgelegt, in der Kanäle 20, 21 vorgesehen sind, die in je einer der Druckkammern 14 bzw. 15 enden. Der Kanal 20 verbindet die Druckkammer 14 mit einer ansteigenden, als Rohr ausgebildeten Leitung 22 im oberen Teil des Gehäuses 6, während der Kanal 21 den Innenraum der Druckkammer 15 mit einer zweiten aufsteigenden, entsprechend ausgebildeten Leitung 23 verbindet. Die aufsteigenden Leitungen 22 und 23 haben eine gegenüber den zugehörigen Kanälen 20 und 21 erheblich größere Querschnittsfläche. Die Druckkammer 14, der Kanal 20 und die Leitung 22 bilden ebenso wie die Druckkammer 15, der Kanal 21 und die aufsteigende Leitung 23 je ein hydraulisches System, in dem die aufsteigenden Leitungen 22 und 23 nur teilweise mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind. Der Innenraum der Druckzelle 7 steht mit dem Innenraum des Gehäuses 6 in Verbindung, welches wiederum über eine Leitung 24 mit dem Raum oberhalb des höchstzulässigen Füllstandes h_max im Tank 1 in Verbindung steht. Um den Faltenbalg 9 gegen korrosive Angriffe zu schützen,, ist der FaIten-

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/ΤΙ

balg 9 in einer äußeren Druckzelle eingeschlossen, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, auf die über eine Membran od. dgl. der Außendruck im Tank 1 wirkt und die mittels eines geeigneten flüssigen Druckübertragungsmediums die Druckplatte entsprechend beaufschlagt.

Die beiden aufsteigenden Rohre oder Leitungen 22 und 23 sind mit ihren oberen Teilen je an eine Leitung 25 bzw. 26 angeschlossen, die zu einer ersten Anzeigeeinrichtung 27 in der Form eines durchsichtigen U-förmigen Rohres 28 führt, dessen freie Schenkelenden in ein Flüssigkeitsspeichergefäß 29 bzw. 30 münden. Im U-Rohr 28 und in teilweiser Füllung auch in den Flüssigkeitsspeichergefäßen 29 und 30 sind zwei nicht miteinander mischende Flüssigkeiten unterschiedlicher Farbe vorgesehen, die eine definierte Trennlinie gegeneinander bilden. An einem· der Schenkel des U-Rohres 28 ist eine Ableseskala vorgesehen, die Anzeigemarkierungen beispielsweise von 0 bis 100 aufweist.

Somit weist der Druckfühler 5 ein hydropneumatiscb.es Meßwert-Übertragungssystem zur Anzeigeeinrichtung 27 auf, wobei eine Änderung des Druckes in der Flüssigkeit im Tank 1 auf die Druckzelle 7 wirkt, die über die Druckkammern 14 und 15 den Flüssigkeitsstand in den aufsteigenden Leitungen 22 und 23 entsprechend einstellt. Die Flüssigkeitssäulen in den aufsteigenden Leitungen 22 und 23 dienen als Verdrängerkolben in dem anschließenden Pneumsiik-System, und die in den Leitungen 25 und 26 eingeschlossene Luft überträgt einen Druckanstieg oder einen Druckabfall proportional in die Flüssigkeitepeichergefäße 29 und 30, wo dieser Druck zu einer entsprechenden Einstellung der Trennlinie in der Flüssigkeitssäule im U-Rohr 28 führt. Die unterschiedlichen Höhen der Flüssigkeitssäulen in den aufsteigenden Leitungen 22 und 23 wirken wie entsprechende iColbenbewegungen, wobei das Produkt des Kolben- bzw. Flüssigkeitshubes und der wirksamen Quer-

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schnittsfläche der jeweiligen aufsteigenden Leitung 22 und das Verdrängungsvolumen ergeben.

Im oberen Bereich des Tanks 1 und in einem festen Abstand unterhalb des höchst zulässigen Füllstandes h_max im Tank 1 sind zwei Druckfühler 32 und 33 in einer Baueinheit angeordnet, wobei die an der Ober- bzw. Unterseite dieser Baueinheit liegenden druckempfindlichen Oberflächen der Druckfühler in einem gegenseitigen Abstand c (vgl. Fig. 1) liegen. Die Druckfühler 32 und 33 bestehen in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls aus Druckzellen, wobei der untere Druckfühler 32 konstruktiv ganz dem Druckfühler 5 mit dem Unterteil des Gehäuses 6 entsprechen kann und der Druckfühler 33 spiegelbildlich an der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist; für funktioneile entsprechende Teile des unteren Druckfühlers 33 sind daher die entsprechenden Bezugszeichen wie für den Druckfühler 5 gewählt worden. Die beiden Druckfühler 32 und 33 sind in der aus Fig. 2 im einzelnen ersichtlichen Weise starr mittels Druckstangen 10, 13 und 34 miteinander verbunden. Der Innenraum der Druckzellen beider Druckfühler 32 und 33 steht mit dem Innenraum des Gehäuses in Verbindung, der über eine Leitung 35 mit dem Raum oberhalb des höchstzulässigen Füllstandes ^_13x in Verbindung steht. Aufsteigende Rohre oder Leitungen 36 und 37 dieser Baueinheit sind mittels Leitungen 38 und 39 mit einer zweiten Anzeigeeinrichtung 40 verbunden, die ebenfalls ein U-förmiges durchsichtiges Meßrohr 41 aufweist, dessen freie Schenkelenden je in ein Flüssigkeitsspeichergefäß 42 bzw. münden. Die Flüssigkeitsspeichergefäße 42, 43 sind teilweise mit zwei nicht mischenden Flüssigkeiten unterschiedlicher Farbe gefüllt, wobei die Trennlinie zwischen den beiden Flüssigkeiten eine Anzeigelinie bildet. Eine Skaleneinteilung ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch sind die Anzeigemarkierungen von 0 bis 100 der Ableseskala 31 beiden Anzeigeeinrichtungen 27 und 40 gemeinsam und bilden die einzige Ablesung, die für die Anzeigeeinrichtung 40 erforderlich ist.

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Die Druckplatten 44 und 45 der Druckfühler 32 und 33 sind so bemessen, daß ihre wirksamen Flächen umgekehrt proportional der Höhe der auf ihnen lastenden Flüssigkeitssäule sind, also umgekehrt proportional dem Abstand a bzw. b der Druckplatte 44 bzw. Druckplatte 45 von der maximalen Füll—

Standshöhe "K_n^. Wenn der Tank 1 mit frischem Wasser gefüllt max

wird, so übt dieses einen Druck auf den oberen Druckfühler aus, welcher über die dunklei^e Flüssigkeitssäule im U-Rohr der Anzeigeeinrichtung 40 die Trennlinie vom Bereich des Skalenwertes 100 bis zum Skalenwert 0 drückt. Das hydropneumatische System ist so ausgelegt, daß die Verlagerung der Flüssigkeitssäule in der Anzeigeeinrichtung 40 von der Markierung 100 zur Markierung 0 dem Abstand c entspricht, also dem Abstand zwischen den Druckplatten 44 und 45 der Druckfühler 32^ bzw. 33. Wenn die Füllstandshöhe im Tank 1 bis auf die Höhe der Druckplatte 45 des Druckfühlers 33 angestiegen ist, so wird dieser wirksam und gibt einen Druckimpuls in der Gegenrichtung, der dazu führt, daß die Trennlinie in der Flüssigkeitssäule in der Anzeigeeinrichtung an der Markierung 0 umkehrt und zur Markierung 100 zurückkehrt. Der Abstand b von der Druckplatte 45 zur höchstzulässigen Füllstands höhe h_jn ist so gewählt, daß der höchstzulässige Füllstand im Tank 1 erreicht wird, wenn die Trennlinie zwischen den verschiedenfarbigen Flüssigkeiten in der Anzeigeeinrichtung 40 die Markierung 100 erreicht hat. Wenn der Tank nun beispielsweise mit Dieselöl oder Seewasser gefüllt wird, so kehrt die Trennlinie zwischen den Flüssigkeiten der Anzeigeeinrichtung 40 unterhalb der Markierung um, was jedoch ohne Interesse ist, da lediglich die Markierung 100 als Füllhöhenanzeige dient. Während der gesamten Messung werden beide Druckfühler 32 und 33 durch den Gasoder Luftdruck im Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Tank 1 beeinflußt, so daß sich eine Druckkompensation ergibt, also der Meßausschlag nicht durch unterschiedlichen Luft-

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oder Gasdruck oberhalb der Flüssigkeit im Tank verfälschend beeinflußt wird.

Damit nicht das Gewicht der verschiedenen Bauteil der Druckfühler wie Druckplatten, Verbindungsstangen usw. das Meßergebnis beeinflussen, ist der Flüssigkeitsdruck aus der aufsteigenden Leitung 23 und 37> die mit der Druckkammer 15 verbunden sind, etwas höher als der entsprechende Flüssigkeitsdruck aus den aufsteigenden Leitungen 22 und 36, so daß sich ein Ausgleich ergibt.

Die Dimensionierung der Anordnung in Anpassung an eine gegebene Tanlchöhe erfolgt durch geeignete Wahl der wirksamen druckbeaufschlagten Fläche des Druckfühlers 5, bei dem eine Feineinstellung dadurch vorgenommen werden kann₅ daß Verdrängerkörper wie beispielsweise prismatische Stangen in die aufsteigenden Leitungen 22 und 23 eingesetzt werden» Hierdurch ergibt sich eine Erhöhung des Hubes der koibenartig wirkenden Flüssigkeiten, wird jedoch das gewünschte Hubvolumen aufrechterhalten.

Da das Signalübertragungsmedium zwischen den Druckfühlern und den Anzeigeeinrichtungen Luft unter Atmosphärendruck istj, erfolgt die Messung autark und automatisch sowie mit hoher Genauigkeit hydropneumatisch. Da die Flüssigkeitssäulen in den Anzeigeeinrichtungen 27 und 40 sowohl eine Speiseleitung als auch eine Abflußleitung aufweisen, sind die Meßergebnisse unabhängig von Themperaturschwankungen.

Im Gebrauch wird bei der Füllung des Tankes mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Öl, der Druckfühler 5 einem zunehmend höherem Druck ausgesetzt, der die Anzeigeeinrichtung 27 derart beeinflußt, daß die im Beispielsfalle gemäß Fig« 1 dunklere Flüssigkeitssäule von der Markierung 0 aus nach oben ansteigt= Wenn die Flüssigkeit im Tank den Druckfühler 32 erreicht„ so

wird auch dieser mit Druck beaufschlagt, und wenn beispielsweise der Abstand c zwischen den beiden Druckfühlern 32 und 33 0,5 m und der Abstand zwischen der Druckplatte 44 des Druckfühlers 32 und der maximalen Füllstands höhe h_jnax beispielsweise 1 m beträgt, so kann die Wiederauffüllung des Tanks 1 bis genau zum höchstzulässigen Füllstand h_jnax erfolgen, da die Meßanzeige der Anzeigeeinrichtung 40 während des letzten Meters der Füllung verfolgt werden kann. Die Füllung wird beendet, wenn die Flüssigkeitssäule im Ableseschenkel der Anzeigevorrichtung 40 den Weg von der Markierung 100 herunter zur Markierung 0 und wieder hinauf zur Markierung 100 zurückgelegt hat. In dieser Stellung kann das spezifische Gewicht der Flüssigkeit an der zweiten Anzeigeeinrichtung 27 abgelesen werden, wobei im Beispielsfalle gemäß Fig. 1 das spezifische Gewicht 0,95 beträgt, da die Flüssigkeitssäule im Schenkel 28 der Anzeigeeinrichtung 27 beim Wert 95 stehenblieb.

Mit der erläuterten Meßanordnung kann somit der höchstzulässige Füllstand ^_3x der Flüssigkeit im Tank 1 unabhängig vom spezifischen Gewicht der Flüssigkeit an der Anzeigeeinrichtung 40 abgelesen werden, wobei das spezifische Gewicht der Flüssigkeit gleichzeitig an der Anzeigeeinrichtung 27 abgelesen werden kann. Mittels der Tragfähxgkextstabellen des Schiffsherstellers, die für jeden Tank vorliegen und daher die Angaben in Prozenten der Höhe enthalten, können das Gewicht und das Volumen des Tankinhalts einfach errechnet werden.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann auch eine elektronische oder kombiniert hydropneumatisch—elektronische Meßwertüber— tragung in solchen Fällen erfolgen, in denen die Explosionsgefahr sehr gering oder vernachlässigbar ist. Bei dieser Ausführungsform können als Druckfühler entweder Druckfühlerbauarten gemäß dem vorherigen Ausführungsbeispxel verwendet

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werden, oder aber auch übliche elektronische Druckfühler, die beispielsweise induktiv, kapazitiv oder piezo-elektrisch arbeiten. Im Beispielsfalle der Fig. 6 mögen elektronisch arbeitende Druckfühler verwendet werden, wobei der erste Druckfühler 5' am Boden 3 des Tankes oder in dessen unmittelbarer Nähe angebracht ist, ein zweiter Druckfühler 32' in einem Abstand S„ unterhalb des höchstzulässigen Füllstandes

h^.,,, und ein dritter Druckfühler 33' in einem Abstand S„ unterjnax l

halb des höchst zulässigen Füllstandes \_iax angeordnet ist; schließlich ist ein vierter Druckfühler 47 in unmittelbarer Nachbarschaft der oberen Abdeckung des Tankes 1 oberhalb des Flüssigkeilsspiegels angeordnet. Die Druckfühler 5¹, 32', 33' und 47 erzeugen elektrische Signale a, b, c und d, die an einen elektronischen Meßdatenumwandler 46 gelegt werden und proportional zum Umgebungsdruck im Bereich der entsprechenden Druckfühler sind. Das Ausgangssignal d des Druckfühlers 47 ist somit proportional dem Gas- oder Luftdruck G im Tank 1, der oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche herrscht. Die Signale c, d und a der Druckfühler 33', 32' und 5' sind proportional zur Flüssigkeitshöhe oberhalb der entsprechenden Druckfühler, zur Dichte der Flüssigkeit und zum Gas- oder Luftdruck im Tank 1, der auf die Flüssigkeitsoberfläche wirkt und direkt auf diese Druckfühler wirkt, wenn diese von der Flüssigkeit im Tank unbeeinflußt sind.

Der Meßdatenumwandler 46 besteht in der vorliegenden Ausführungsform aus Eingangsdifferenzverstärkern, wobei der erste Eingangsdifferenzverstärker F- die Signale d und c aus den Druckfühlern 47 und 33' erhält und das Signal d vom Signal c subtrahiert, so daß sich eine Kompensation für den Gasdruck G im Tank ergibt, und das Differenzsignal mit einem Faktor f₁ verstärkt, so daß sich ein Ausgangssignal k₁ ergibt. An einem zweiten Differenzverstärker F₂ liegen die Signale b und d aus den Druckfühlern 32 und 47, wobei das Signal d vom Signal b abgezogen wird, so daß sich eine Kompensation für den Gas-

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druck G im Tank 1 ergibt, und wonach das Differenzsignal mit einem Faktor f„ verstärkt wird und ein Ausgangssignal k_o ergibt. Die Ausgangssignale k- und k₂ ergeben sich somit zu k₁ = f _Λ (c - d) und k₂ = f₂ (b - d). Wenn für die Signale die entsprechenden Werte gesetzt werden, also d = G, c = S- + G und b = Sp + G, so ergibt sich für die Ausgangssignale k- = Ir₁ (S₁ +G- G) und k₂ = P₂ (S₂ + G-G). \-Jerw. die maximale Füllhöhe \_iax somit unabhängig von der Dichte der Flüssigkeit angezeigt werden soll, so v/erden die Verstärkungsfaktoren f,. und f„ so gewählt, daß die Ausgangssignale k^ und k^ gleich sind, wenn die Flüssigkeit die vorbestimmte maximale Füllstandshöhe h_max erreicht hat. Wenn gilt: k^ = k₂, so gilt demzufolge auch f₁ (S₁ + G - G) = f₂ (S₂ +G-G), also:

Somit soll der Verstärkungsfaktor f₁ eine Konstante f₂ S₀Zs₁ sein. Die Signale k₁ und k₂ beeinflussen einen dritten Differenzverstärker F«_f in dem das Signal k₂ vom Signal k₁ abgezogen wird und die sich ergebende Differenz zu einem Ausgangssignal ko verstärkt wird, welches einer ersten Anzeigeeinrichtung 40' zugeführt wird, die analog oder digital arbeiten kann.

Wenn der Tank 1 leer ist, so zeigt die Anzeigeeinrichtung 40' einen Anfangswert 100 an. Wenn der Tank 1 gefüllt wird und der Flüssigkeitsspiegel den Druckfühler 32' erreicht, so fällt die Meßanzeige auf den Wert 0. Wenn der Flüssigkeitsspiegel den Druckfühler 33' erreicht, so wird die Meßanzeigebewegung umgekehrt, und wenn die Meßanzeige 100 erreicht ist, so wird damit angezeigt, daß die maximale Füllstandshöhe h_max erreicht ist und die Füllung des Tanks 1 beendet ist.

Der Druckfühler 5¹, der am Boden des Tanks 1 angeordnet ist, legt ein Signal a an einen vierten Differenzverstärker F* im Meßdatenumwandler 46. Das Ausgangssignal k^ aus dem Differenz-

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verstärker F₄ besteht aus der Differenz zwischen dem Signal a und dem Signal d, so daß eine Kompensation des Gasdruckes G im Tank 1 erfolgt, und wird anschließend mit einem Faktor f₄ verstärkt, der so gewählt ist, daß die Anzeigeauslenkung einer zweiten digitalen oder analogen Anzeigeeinrichtung 27' das spezifische Gewicht der eingefüllten Flüssigkeit anzeigt. Im Bedarfsfalle kann das Signal k._r welches dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit entspricht, einer weiteren, nicht näher dargestellten Signalverarbeitungsschaltung zugeführt werden, in der für unterschiedliche Flüssigkeitshöhen der Wert addiert werden kann, der dem gemessenen Volumen des Tanks entspricht, wobei entsprechende Daten in den herstellersei tig gelieferten Tragfähigkeitstabellen (bearing table) oder Füllungstabellen zur Verfügung stehen. Eine gemäß den Gewichtseinheiten, beispielsweise Tonnen, geeichte Anzeigeeinrichtung im Anschluß an diese Signalverarbeitungsschaltung kann somit für eine vorbestimmte Füllstandshöhe das Gewicht etwa in Tonnen anzeigen.

Durch die Erfindung wird es möglich, daß die Füllung des Tanks genau an einer vorbestimmten Füllhöhe unabhängig von der Dichte der Flüssigkeit und Änderungen des Flüssigkeitsspiegels in der Nähe der maximalen Füllstandshöhe h_jnax beispielsweise infolge von Wärmeeinflüssen und hierdurch bewirkten Dichte änderungen, abgebrochen und die Füllstandshöhe sowie die Dichte auch einfach angezeigt werden können. Eine Alarmanlage kann ohne weiteres vorgesehen werden und ein Warnsignal erzeugen, wenn der maximale Füllstand \,_ax aus irgendeinem Grunde überschritten wird. Weiterhin kann entweder mittels entsprechender Tabellen oder direkt in der vorstehend erläuterten Weise an einem weiteren Anzeigegerät das Gesamtgewicht der geladenen Flüssigkeit abgelesen werden.

Die elektronischen Druckfühler können ohne weiteres so angeordnet werden, daß ihre druckempfindlichen Flächen im wesentlichen

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senkrecht liegen, so daß möglicherweise anhaftende Glrückstände od. dgl. das Meßergebnis nicht beeinflussen. Wenn ein Ölrückstand sich bei den hydraulisch arbeitenden Druckfühlern zeigen würde, so könnte eine solche Gewichtserhöhung ganz einfach dadurch kompensiert werden, daß die Entlüftungsschrauben an den Flüssigkeitsspeichergefäßen der Anzeigeeinrichtungen gelöst werden.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So könnten beispielsweise die hydraulischen Druckfühler zusammen mit einer elektronischen Datenübertragung und Datenanzeige verwendet werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE

RAINER-ANDREAS PAUL-ALEXANDER

Telefon 0 8161/6 2091 I/I I LJ M C M D \Λ/ΛΓ^Ι/ΙΓη Schneggstr. 3-5, Postfach 172i

Telex:526547 pawa d MJ Π IN L IN & VV AU I\ L. K

r. PAWAMUC-FREISING dipl-inq. dipl-ing. u. dipl.-wirtsch.-inq. D-8050 FREISING / MÖNCHEN

Herr 16 EG 0101 2/st

Axel Egnell
Kungsgatan 20

30 Marstrand/Schweden

Patentansprüche

,J Meßanordnung für den Füllzustand eines Flüssigkeitstanks, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Druckfühler (5; 5') in unmittelbarer Nachbarschaft des Bodens (3) des Tanks (i) oder direkt am Boden (3) vorgesehen ist, daß ein zweiter und dritter Druckfühler (32, 33; 32', 33') in unterschiedlichen festen Höhenlagen (a, b; S , S ) unterhalb des höchstzulässigen Füllstandes (^_x) angeordnet sind, daß eine Einrichtung (47) zur Kompensation von Änderungen des Luft- oder Gasdruckes (G) im Tank vorgesehen ist, daß eine erste Anzeigeeinrichtung (27_f 27') oder Signalverarbeitungseinheit zur Anzeige oder Verarbeitung der Meßdaten aus dem ersten Druckfühler (5; 5¹) vorgesehen ist, und daß eine zweite Anzeigeeinrichtung (40; 40') oder Signalverarbeitungseinheit zur Anzeige oder Verarbeitung der Differenz zwischen den Meßdaten des zweiten und des dritten Druckfühlers (32; 32· bzw. 33; 33¹) vorgesehen ist.
2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckfühler (5) einen doppelt-wirkenden

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j naokqsreioht|

Kolben, doppelt-wirkende Druckzellen oder Druckkammern (14, 15) oder dgl. in einem Gehäuse (6) aufweist, wobei die Kolbenstange (1O) oder dgl. des Kolbens oder Druckkammeranordnung mit einer Druckoberflache (8) zusammenarbeitet, welche vom Flüssigkeitsdruck im Tank beaufschlagt i£t, Vina daß das Innere des Gehäuses (6) und die Rückseite der druckbeaufschlagen Fläche (8) unter dem Gas- oder Luftdruck im Kaum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Tank (1) stehen.
3. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Druckfühler (32, 33) zu einer Baueinneit zusammengefaßt sind, welche einen doppelt-wirkenden Kolben, eine doppelt-wirkende Druckkammeranordnung oder dgl. in einem Gehäuse (6) aufweist, wobei eine durchgehende Kolbenstange (34) oder dgl. des Kolbens oder der Druckkammeranordnung mit einem Ende mit der Unterseite einer druckempfindlichen, vom .Flüssigkeitsdruck im Tank beaufschlagten Fläche (45) und das gegenüberliegende Ende mit der Oberseite einer druckempfindlichen, vom Flüssigkeitsdruck im Tank (1) beaufschlagten Oberfläche (44) zusammenarbeitet, daß der Innenraum des Gehäuses (6) und die einander zugewandten Innenseiten der druckempfindlichen Oberflächen (44, 45) dem Gas- oder Luftdruck im Bereich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Tank (1) ausgesetzt sind, und daß die Größe der druckempfindlichen Flächen (44, 45) des zweiten und dritten Druckfühlers (32 bzw. 33) umgekehrt proportional der Höhe der Flüssigkeitssäule sind, die bei vollem Tank (1) auf den jeweiligen Druckfühler (32, 33) wirkt.
4. Meßanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf positive und negative Druckänderungen ansprechenden Druckkammern (14, 15) des doppelt-wirkenden

Kolbens oder der doppelt-wirkenden Druckkammeranordnung des Druckfühlers (5, 32, 33) je mit einer aufsteigenden, vorzugsweise als Rohr ausgebildeten Leitung (22, 23, 36, 37) verbunden sind, wobei der Flüssigkeitshub und das Flüssigkeitshubvolumen in der jeweiligen aufsteigenden Leitung beispielsweise durch in die aufsteigende Leitung einsetzbare Verdrängerkörper vorzugsweise einstellbar gehalten sind.
5. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckfühler mittels Leitungen (25, 26 bzw. 38, 39) für ein pneumatisches Medium mit je einer Anzeigeeinrichtung (27, 40). verbunden ist, die ein transparentes, U-förmiges Meßrohr (28, 41) aufweist, dessen freie Schenkelenden an 'ein Flüssigkeitsspeichergefäß (29? 30 bzw. 42, 43) angeschlossen sind, wobei die transparenten U-Rohre und teilweise die Flüssigkeitsspeichergefäße mit zwei nicht miteinander mischenden Flüssigkeiten verschiedener Farbe gefüllt sind, so daß sich zwischen den Flüssigkeiten eine definierte Trennlinie herausbildet, welche an der ersten Anzeigeeinrichtung (27) das spezifische Gewicht der Flüssigkeit bei voller Füllung des Tanks anzeigt und bei der zweiten Anzeigeeinrichtung (40) die höchst-zulässige Füllstandshöhe (h ) anzeigt.
6. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten (b, c) aus den Druckfühlern (32', 33'), die in festen Abständen (S₁, S ) vom Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind, in Eingangsdifferenzverstärkern (F , F₂) verarbeitbar sind, daß die Meßdaten (d) aus einem unterhalb der oberen Abdeckung des Tanks (1) oberhalb des höchst zulässigen Füllzustandes (h ) angeordneten Druckfühler (47) von den Meßdaten (b„ c) der mit festen Abständen (S , S₂) angeordneten Druckfühler (32% 33') abgezogen werden, daß die Ausgangssignale (k „ k )

aus diesen Verstärkern (F„, F₀) mit einem Faktor f„ bzw.

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f_p verstärkt sind, wobei f der Quotient der Abstände (S /S ) ist, daß die AusgangssignaIe k und k einem dritten Eingangsdifferenzverstärker (F„) zuführbar sind, in welchem das Ausgangssignal k₂ vom Ausgangssignal k abgezogen wird, und daß das dieser Differenz (k - k ) entsprechende Ausgangssignal (k₃) einer Anzeigevorrichtung (40*) zugeführt wird.
7. Meßanordnung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten (a) von dem am Boden (3) des Tanks (i) angeordneten Druckfühler (5') an einem Verstärker (F₄) liegen, in dem die Meßdaten (d) des unterhalb der Abdeckung des Tanks (1) angeordneten Druckfühlers (47) von den Meßdaten (a) des bodenseitigen Druckfühlers (5') abgezogen und mit einem Faktor f. verstärkt und in einer zweiten Anzeigeeinrichtung (27*) angezeigt werden.

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