DE2827032A1

DE2827032A1 - Detektorschaltung

Info

Publication number: DE2827032A1
Application number: DE19782827032
Authority: DE
Inventors: Joe L Aldrich
Original assignee: Keystone International Holdings Corp
Current assignee: Keystone International Holdings Corp
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1978-06-20
Publication date: 1979-08-16
Also published as: US4222267A; AU3609778A; CA1129033A; AU525105B2; GB1603377A; JPS54108663A

Description

"Detektorschaltung"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Nachweis des Vorhandenseins oder des l'ehlens von Material an einer bestimmten Stelle. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Systeme zur Bestimmung der Menge des an einer Stelle angesammelten Materials. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren können besonders angewendet werden im Falle von Material, das in Behältern wie Kisten oder Silos gespeichert ist, wobei die vorhandene Materialmenge durch Nachweis der Pegelhöhe des Materials bestimmt werden kann. Geeignete Anzeige- oder Warnvorrichtungen können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ausgelöst werden, und Systeme zur weiteren Zugabe oder zum Entfernen von Material können ferner beim Nachweis des Materialpegels mit Hilfe der vorliegenden Erfindung betrieben werden.

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Bei verschiedenen bekannten Systemen zur Messung des Materialpegels in Behältern werden mechanische, in die Behälter ragende Sonden verwendet. Die Sonde wird jeweils in Schwingungen versetzt und die physikalischen Kenngrößen der elastischen Schwingungen, die von der ixm die Sonde vorhandene Materialmenge beeinflußt werden, werden in Abhängigkeit von der vorhandenen Materialmenge ausgewertet.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen werden die Veränderungen von einer oder mehreren elektrischen Kenngrößen gemessen, die vom Vorhandensein von Material in verschiedenen Pegelhöhen im Behälter beeinflußt werden. Der kapazitive Widerstand einer Sonde oder mehrerer Sonden kann gemessen werden, um die Menge des vorhandenen Materials anzuzeigen. Der Betrieb einer Oszillatorschaltung mit einer Resonanzsonde kann für ein Steuersystem verwendet werden, das dann auf das Vorhandensein von Material in der Nähe der Resonanzsonde anspricht.

Die US-Patente 3 807 231 und 3 935 970 beschreiben ein Meßsystem und ein zugehöriges Steuersystem, wobei die Reaktanz einer Antennensonde als Funktion des Materialpegels in dem neben der Antenne befindlichen Behälter schwankt. Der Scheinwiderstand der Antenne wird zur Steuerung der Frequenz eines Sendersignals benutzt, das dann mit einem Bezugssignal konstanter Frequenz zusammengefaßt wird. Die Frequenz des sich ergebenden Differenzsignals wird zum Betrieb einer den Materialpegel anzeigenden Vorrichtung

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verwendet und dient außerdem zur Erzeugung von bteuerini'ormation, mit der automatische Systeme zur Hachregelung des Materialpegels betrieben werden.

Eine amplxtudenmodulierte Detektorschaltung ist in der am 20. Oktober 1977 eingereichten US-Patentanmeldung Serial ITo. ü44 040 beschrieben worden. Ein quarzgesteuerter Oszillator erzeugt hierbei ein Signal konstanter Amplitude, das durch einen Lastwiderstand an eine Antennensonde geleitet wird. Veränderungen, die sich durch das Vorhandensein des nachzuweisenden Materials um die Antennensonde in der Amplitude des Signals ergeben, werden durch Veränderungen der Größe einer Gleichspannung ausgedrückt. Die veränderliche Spannung wird mit einer Bezugsspannung zusammengefaßt, und das dabei erhaltene Signal wird an eine Umschalt-Schaltung angelegt, deren Ausgangssignal dann vom Vergleich des durch die Zusammenfassung erhaltenen Signals mit einer zweiten B e zugs s pannung a bhängt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine mit einem Lastwiderstand zusammenwirkende Antennensonde, die eine Scheinwiderstandsbrücke bildet, die ihrerseits von einem von einem Oszillator erzeugten Signal konstanter Frequenz und konstanter Amplitude gespeist wird. Die Antennensonde erstreckt sich an eine Stelle, an der das Vorhandensein oder das Fehlen von Material nachgewiesen werden soll. Die Antennensonde kann in einer bestimmten Höhe in einem Behälter für das Material angebracht werden.

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Wenn Material nahe genug an die Antenne herangebracht wird, ändert sich deren Scheinwiderstand infolge der veränderten Permeabilität der Umgebung. Die Impedanzänderung kann sich aus einer Veränderung des kapazitiven Widerstands, einer rein ohmischen Veränderung oder einer Verbindung beider Änderungen ergeben. Die Abnahme des Scheinwiders bands der Antenne infolge des in der Umgebung der Antenne vorhandenen Materials führt dazu, daß die Amplitude des an die SchOinwiderstandsbrücke geführten Signals zwischen dem Lastwiderstand und der Antennen-Detektorschaltung abnimmt.

Das an der Seheinwiderstandsbrücke auftretende Signal, dessen Amplitude damit das Vorhandensein oder das Fehlen von Material um die Antennensonde anzeigt, wird gleichgerichtet und mit einer Umkehrstufe integriert, um eine Gleichspannung zu erzeugen, deren Größe damit auch vom Vorhandensein oder Fehlen von Material um die Antennensonde abhängt. Diese veränderliche Gleichspannung wird an die Vergleichsstufe einer Umschalt-Schaltung angelegt, in der die Spannung mit einer Bezugsspannung verglichen wird. Die Ausgangesignale der Umschalt-Schaltung hängen davon ab, ob die veränderliche Gleichspannung kleiner als die Bezugsspannung ist. Das Fehlen oder das Vorhandensein von Material um die Antennensonde bestimmt den Relativwert der Gleichspannung, der mit der Bezugsspannung der Umschalt-Schaltung verglichen wird.

Die Ausgangesignale der Umschalt-Schaltung können ihrerseits zum Betrieb einer Steuereinheit oder eines anderen

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Systems verwendet werden; dabei können Anzeige- oder Warnvorrichtungen beim Vorhandensein oder Fehlen von Material um die Antennensonde herum ausgelöst werden. Auch können Systeme, die dem Behälter oder Silo mit seiner Antennensonde Material zuführen können, entsprechend den AusgangsSignalen der Umsclialt-Schaltung in Betrieb genommen werden; ferner können Systeme in Betrieb genommen werden, die Material -aus dem Behälter dann abführen.

Die Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung läßt sich einregeln, um Veränderungen Rechnung zu tragen, die verschiedene nachzuweisende Materialien auf den Scheinwiderstand der Antennensonde ausüben können. Wenn die vorliegende Erfindung dazu benutzt werden soll, den Pegel eines Kunststoffs oder anderen Materials, das den Scheinwiderstand der Antennensonde nur verhältnismäßig geringfügig beeinflußt, nachzuweisen, wird die Ansprechempfindlichkeit des Schaltkreises heraufgesetzt. Wenn die Pegelstände von Materialien, wie z.B. Zement, die den Scheinwiderstand der Antennensonde verhältnismäi3ig stark beeinflussen, nachgewiesen werden sollen, wird die Empfindlichkeit des Schaltkreises auf den niedrigen Wert eingestellt. Es ist vorteilhaft, die Schaltungen der vorliegenden Erfindung zu regeln, um die Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung auf Werten zu halten, die den relativen Einfluß des Scheinwiderstands der Antennensonde berücksichtigen. Menn die Empfindlichkeit zu hoch ist, kann die Umschalt-Schaltung nämlich auf Rauschen oder andere

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Störsignale ansprechen. Wenn die Empfindlichkeit andrerseits zu niedrige ist, kann die Umschalt-Schaltung nicht in der richtigen Weise ansprechen, wenn der Pegelstand des Materials um die Antennensonde in ihr eine Scheinwiderstandsänderung bewirkt.

Rückkopplung ist in der Vergleichsschaltung vorgesehen, die die Eingangssignale zur Umschalt-Schaltung jedes Mal verändert, wenn die Ausgangssignale dieser Schaltung sich ändern. Das hat zur Folge, daß bei einer Veränderung der Ausgangssignale des Umschaltkreises infolge einer unter die Bezugsspannung absinkenden veränderlichen G-leichspannung sich die veränderliche Spannung mindestens um einen vorgegebenen Spannungsbereich ändern muß, damit eine weitere Veränderung in den Ausgangssignalen der Umschalt Schaltung zustande kommt. Der Scheinwiderstand der Antennensonde muß sich deshalb über einen Scheinwiderstandsbereich verändern, um die Ausgangssignale der Umschalt-Schaltung zu verändern. Diese Hysteresis in der Umschalt-Schaltung hat zum Zweck, unerwünschte Veränderungen in den Ausgangesignalen der Umschalt-Schaltung zu verhindern, die sich durch Rauschen oder minimale Veränderungen in der Impedanz der Antennensonde ergeben können, da derartige geringe Änderungen auftreten können, während die veränderliche Gleichspannung bei Werten nahe der Bezugsspannung der Vergleichsstufe ist. Eine falsche Anzeige des Vorhandenseins oder Fehlens von Material um die Antennensonde aufgrund äußerer Einflüsse wird deshalb

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vermieden, einerseits durch, die Rückkopplung und andrerseits durch, die richtige Einstellung der Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung.

Zur Umschalt-Schaltung gehört eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Diode; die Umschalt-Schaltung dient ferner als Eichschaltung für den Detektor. Der Detektor wird geeicht mit der Antennensonde an ihrem richtigen Ort, beispielsweise in einem Silo, und mit der Umgebung der Sonde frei von einem ihren Scheinwiderstand beeinflussenden Material, Die Empfindlichkeit wird dann eingestellt, um eine möglichst große Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung zu erzielen; der Lastwiderstand der Scheinwiderstandsbrücke wird so eingeregelt, daß die veränderliche Gleichspannung gerade über der Bezugsspannung liegt. Anschließend kann die Empfindlichkeit so eingeregelt werden, daß sie dem von der Antennensonde nachzuweisenden Material entspricht.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Antennensonde an einer Stelle vorgesehen, an der das Vorhandensein oder Fehlen von Material nachgewiesen werden soll. Die Antennensonde bildet einen Teil einer Scheinwiderstandsbrücke, die mit einem Oszillatorsignal konstanter Frequenz und konstanter Amplitude gespeist wird. Das Oszillatorsignal wird gleichgerichtet und integriert, um eine Gleich-* spannung zu erhalten, die den Scheinwiderstand der Antennensonde kennzeichnet. Diese veränderliche Spannung wird in einer Umschalt-Schaltung mit einer Bezugsspannung vergli—

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chen, und in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs nimmt eine Ausgangsspannung bestimmte Werte an. Die gesamten Schaltungen werden mit einer vom nachzuweisenden Material freien Umgebung eingeeicht, in der später die Antennensonde verwendet werden soll. Die Ansprechempfindlichkeit der Umschalt-Schaltung wird entsprechend dem relativen Einfluß des nachzuweisenden Materials auf den Scheinwiderstand der Antennensonde eingestellt. Wenn das Vorhandensein von den Scheinwiderstand"geringfügig beeinflussendem Material festgestellt werden soll, wird die Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung auf hohe Werte gebracht. Wenn dagegen den Scheinwiderstand stark beeinflussende Materialien nachzuweisen sind, wird die Empfindlichkeit entsprechend heruntergeregelt. Wach dieser Einregelung der Schaltung und der richtigen Einstellung der Empfindlichkeit variiert die Amplitude des in der Antennensonde auftretenden Signals entsprechend den Veränderungen des Antennenscheinwiderstands, der durch das Vorhandensein oder Fehlen von Material um die Antennensonde herum beeinflußt wird. Die Amplitudenmodulation des an der Scheinwiderstandsbrücke auftretenden Signals äußert sich in Änderungen der an die Umschalt-Schaltung angelegten Gleichspannung. Durch Vergleich der veränderlichen Gleichspannung mit der Bezugsspannung in der Umschalt-Schaltung wird ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Größe davon abhängt, ob sich die Antenne in ihren Scheinwiderstand beeinflussenden Material befindet.

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Die beim Vorhandensein bzw. Fehlen von Material um die Antennensonde erzeugten Ausgangssignale können erfindungsgemäß zur Steuerung verschiedener Hilfsvorrichtungen verwendet werden. Beispielsweise können Anzeigevorrichtungen verwendet werden, die dann das Fehlen oder das Vorhandensein von Material auf der Höhe, auf der die Antennensonde angebracht ist, anzeigen. Ferner können Warnvorrichtungen durch die Aus gangs signale ausgelöst v/erden. Systeme, die Material dem Behälter mit der Antennensonde zugeben, können eingeschaltet bzw. abgeschaltet werden je nach, den Werten der vom erfindungsgemäßen Detektor abgegebenen Ausgangssignale. Es können auch. Systeme zur Entfernung von Material aus dem Behälter mit dem Ausgangssignal des Detektors gesteuert werden.

Die Antennensonde der vorliegenden Erfindung kann in an sich bekannter Weise ausgeführt werden und dabei so konstruiert sein, daß sie das Auftreffen von schweren und/oder schabenden Materialien widersteht, deren Fehlen oder Vorhandensein nachgewiesen werden soll. Der ganze Detektor kann verhältnismäßig kompakt ausgeführt werden. Der Oszillator, der das der Scheinwiderstandsbrücke zugeführte Signal konstanter Amplitude erzeugt, wird so aufgebaut, daß er verhältnismäßig stark ausgesteuert werden kann. Die Amplitude des die Scheinwiderstandsbrücke speisenden Signals kann deshalb auf hohen Werten gehalten werden, sodaß an der Umsehalt-Schaltung ein verhältnismäßig hohes Signal:Rausch-Verhältnis auftritt, selbst wenn die Antennensonde stark belastet wird.

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Die im Rahmen der .iürfindung verwendete Antennensonde kann deshalb verhältnismäßig groß sein und sich weit in das Innere eines Behälters erstrecken.

Der Detektor der vorliegenden Erfindung ergibt verhältnismäßig stabile, starke Oszillatorsignale für die Antennensonde. Die Hysteresis der Umschalt-öchaltung stabilisiert die Ausgangssignale des Detektors und verstärkt damit die Zuverlässigkeit, mit der die Detektor-Ausgangssignale das Vorhandensein oder das fehlen von Material an der Stelle der Antennensonde angeben. Die Möglichkeit, die Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung entsprechend der Art des nachzuweisenden Materials einzustellen, erhöht die Betriebssicherheit bei der Verwendung des Detektors zum Nachweis von Material an der Stelle der Antennensonde und verhindert gleichzeitig ein starkes Absinken des Signal:Rausch-Verhältnisses in der Umschalt-Schaltung.

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können unter verschieäenartigen Verhältnissen zum nachweis des Vorhandenseins oder Fehlens verschiedener Materialien benutzt werden. Wie im folgenden noch ausgeführt, kann mehr als ein erfindungsgemäßer Detektor in bestimmten Anwendungsfällen verwendet vier den.

Pigur 1 ist ein Querschnitt durch einen mit dem erfindungsgemäßen Detektor versehenen Behälter mit Material, der an einen Zuführungsmechanismus für das Material angeschlossen ist.

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2 ist eine Figur 1 ähnelnde Darstellung und verdeutlicht den Betrieb des Detektors in verschiedenen Stellungen.

Figur 5 ist ein Blockschaltbild und dient zur Erläuterung der Kennzeichen der vorliegenden Erfindung.

Figur 4 ist schließlich eine schematische Darstellung der in einer vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Schaltungen.

Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Detektor 10 im Oberteil eines Behälters 12 eingebaut, der eine Menge von Material M enthält. Zum Detektor 10 gehören ein Bchaltungskasten mit elektrischen Schaltungen, eine im Behälter 12 nach unten ragende Antennensonde 16 und eine Anschlußverbindung 18, mit der der Detektor 10 im Behälter angebracht ist. Dabei ist die Antennensonde von den Wandungen des Behälters isoliert. Der Aufbau des Behälters 12 ist an sich bekannt, und der Behälter hat an seinem unteren Ende eine Abgabeöffnung 20, die mit einem mit Scharnieren gelagerten Verschluß verschlossen werden kann. Wenn die Verschlußklappe 22 in die mit gestrichelten Linien dargestellte Stellung bewegt worden ist, fließt das im Behälter 12 enthaltene Material unter dem Einfluß der Schwerkraft aus der Abgabeöffnung 20 ab.

Ein Zuführungssystem 24 ist an der Oberseite" des Behälters 12 angebracht, um Material durch eine Öffnung 26 in den Behälter einzuleiten. Das dargestellte Zuführungssystem 24 umfaßt ein von einem Motor 30 getriebenes Förderband. 28;

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der Motor 30 ist mit einer geeigneten Anschlußverbindung 32 an eine Steuereinheit 34 angeschlossen. Steuereinheit 34 steht über Anschlüsse 36 mit den in Detektor 10 untergebrachten Schaltungen in Verbindung. Wie im folgenden noch erläutert, kann der Detektor 10 die Steuereinheit 34 entsprechend dem vom Detektor im Behälter nachgewiesenen Materialpegel steuern, wobei die Steuereinheit dann beispielsweise die Zugabe von Material zum Behälter über das Zuführungssystem 24 beendigen kann.

Der in Figur 2 dargestellte Behälter 12' ist mit einem Detektor 10' versehen, der an einer Seite des Behälters angebracht isto Das Zuführungssystem 24 für das Material wird wieder über die Steuereinheit 34 betrieben, die über Anschlüsse 38 an den Detektor 10' angeschlossen ist. Ein zweiter Detektor 10" ist an einer Seite des Behälters 12' in einer tieferen Stellung als der Detektor 10' angeordnet und über eine Anschlußverbindung 40 mit der Steuereinheit 34 verbunden. In diesem Fall kann die Zugabe von Material an den Behälter 12' über die mit dem unteren Pegeldetektor 10" betriebene Steuereinheit 34 ausgelöst werden, während der Detektor 10' auf dem oberen Pegel die Zugabe von Material abbricht.

Figur 3 zeigt schematisch die zum erfindungsgemäßen Pegeldetektor gehörigen elektrischen Schaltungen. Ein Oszillator 42 liefert ein Signal konstanter Frequenz und konstanter Amplitude. Die Antennensonde 16 wird mit dem von Oszillator 42 abgegebenen Signalen gespeist. Der Scheinwiderstand der

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Antennensonde 16 hängt davon ab, ob die Antennensonde in das in Figuren 1 und 2 dargestellte Material M eintaucht. Bei der Anhäufung von Material um die Antennensonde 16 nimmt deren Scheinwiderstandsbelastung zu und die Signalamplitude sinkt am Punkt A ab. Das vom Punkt A kommende Signal wird von einer Umwandler stuf e 46 in ein Gleichspannungssignal umgewandelt, dessen G-röße von der Signalamplitude am Punkt A abhängt. Die am Punkt B von der Umwandlerstufe 46 erzeugte Gleichspannung veränderlicher G-röße wird an eine Schaltung 48 für Eichen und Umschaltung übertragen. In der Schaltung 4β wird das von B kommende Signal mit einer Bezugsspannung verglichen und dazu verwendet, aufgrund des Vergleichs die Schaltung 48 von einem Zustand in einen anderen umzuschalten. Eine Schaltung 50 zur Smpfindlichkeits— regelung stellt den Bezugspegel in der Umschalt-Schaltung entsprechend dem Einfluß ein, den das um die Antennensonde nachzuv/eisende Material auf diese ausüben kann. Von der Ausführung der Umschalt-Schaltung 48 hängen die an Steuereinheit 34 abgegebenen Signale ab. In Figuren 1 und 2 ist die Steuereinheit 34 außerhalb des Schaltungskastens 14 der Detektoren 10, 10' und 10" dargestellt, doch kann die Steuereinheit einen Teil der gesamten elektronischen Schaltungen des Detektors bilden»

Die in Figur 3 dargestellten Abschnitte 42 - 50 enthalten die in Figur 4 von gestrichelten Linien umschlossenen Bauelemente. Im Oszillator 42 sind drei Umkehrstufen 52, 54 und

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in Reihe geschaltet; die Ausgangssignale der Reihe werden von Umkehrstufe 56 durch Widerstände 58 und 60 an den Eingang der ersten Umkehrstufe 52 zurückgeführt. Diese drei Umkehrstufen erzeugen durch die Rückkopplungsschleife Schwingungen, deren Frequenz von den Verzögerungszeiten jeder einzelnen Umkehrstufe abhängt» Ein Kondensator 62 ist der Rückkopplungsleitung parallelgeschaltet, um die Frequenz der von den in Reihe geschalteten Umkehrstufen erzeugten Schwingungen zu erniedrigen und zu stabilisieren. Ein Signal mit konstanter Frequenz und konstanter Amplitude steht damit am Punkt 0 zur Verfügung.

Das am Punkt C auftretende Oszillatorsignal wird den als Pufferstufe wirkenden, parallelgeschalteten drei Umkehrstufen 64, 66 und 68 zugeführt. Ziel der Pufferstufe ist es, die Aussteuerungsfähigkeit des Oszillatorsignals zu erhöhen. Das am Punkt D auftretende Ausgangssignal kann deshalb mit verhältnismäßig großer Amplitude aufrecht erhalten werden, selbst wenn starke Belastungen der Signalquelle auftreten. Das vom Oszillator 42 erzeugte Signal kann deshalb in langen Antennensonden verwendet werden.

Schwingungen konstanter Frequenz und konstanter Amplitude treten am Punkt D des'Oszillators 42 auf und werden durch einen Ankopplungswiderstand 70 weitergeleitet. Die von Widerstand 70 abgehenden Wellen können beliebige Form haben, doch wird im vorliegenden Beispiel eine Rechteckwelle betrachtet. Diese Rechteckwelle wird über den veränderlichen

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Lastwiderstand 72 an Punkt A geleitet. Der Widerstand 72 bildet zusammen mit der Antennensonde 16 eine Scheinwiderstandsbrücke. Wegen der verhältnismäßig hohen Frequenz der. Rechteckwelle (der Kondensator 62 wird im allgemeinen so gewählt, daß eine Frequenz von 1 MHz erzeugt wird) ist die Seheinwiderstandsbrücke im wesentlichen kapazitiv. Am Punkt A ist aus der Rechteckwelle aufgrund des Widerstands 72 und der Belastung der Antennensonde 16 eine Sägezahnwelle gewordene Form und Amplitude der Sägezahnwelle am Punkt A hängen dann von der Scheinwiderstandsbelastung der Antennensonde 16 durch Meßfühlerschaltung 44 ab.

Das am Punkt A auftretende Sägezahnsignal wird von Umkehrstufe 46 über eine Halbleiterdiode 82 empfangen, die das Signal gleichrichtet und nur dessen positive Anteile an eine Filter-Integrator-Schaltung durchläßt. In ihr ist ein Kondensator 84 parallel zu einem Widerstand 86 und einer Diode 88 geschaltet«, Die Filter-Integrator-Schaltung erzeugt eine positive Gleichspannung, deren Amplitude proportional der Amplitude des Sägezahnsignals am Punkt A ist. Die Ausgangssignale der Filter-Integrator-Stufe am Umwandler 46 werden über einen Ankopplungswiderstand 90 zum Punkt B geführt. Wenn die Seheinwiderstandsbelastung der Antennensonde 16 dann infolge des sich um die Antennensonde aufhäufenden Materials abnimmt, nimmt die Amplitude des Sägezahnsignals am Punkt A ab und die am Kopplungswiderstand 90 auftretende Spannung verringert sich.

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Die am Punkt D auftretende modulierte Gleichspannung wird an den positiven oder nichtumkehrenden Eingang 92 eines als Vergleichsstufe wirkenden Punktionsverstärkers 94 angelegt, der in der Schaltung 4B für Eichen und Umschaltung als Vergleichsstufe dient. Die Spannungswerte +V und -V treten an den Klemmen 96 bzw. 98 auf. Eine Bezugsspannung wird an den negativen oder umkehrenden Eingang 100 der Yergleichsstufe 94 angelegt. Die von der Vergleichsstufe 94 an ihrer Ausgangsklemme 102 erzeugte Spannung hat den Wert +V, solange die an den Eingang 92 angelegte Spannung nicht unter die an den Bezugseingang 100 angelegte Spannung absinkto Palis die am Eingang 92 auftretende Spannung unter die Spannung des Eingangs 100 absinkt, nimmt die an Klemme 102 auftretende Ausgangsspannung den Wert -V an.

Die an der Ausgangsklemme 102 der Vergleichsstufe 94 auftretende Spannung +V bzw. -V wird über einen Ankopplungswider stand. 104 an die Aus gangs klemme 106 übertragen. Sie steht an Klemme 106 zur Weiterleitung an Steuereinheit 34 (siehe Figuren 1 - 3) oder eine andere Vorrichtung zur Signal-· anzeige oder Betriebssteuerung zur Verfügung. Die Umschalt Schaltung 48 kann dabei den einen oder anderen Zustand annehmen, d.h. Ausgangssignale mit zwei möglichen Werten erzeugen, je nach dem Vorhandensein oder Fehlen von Material um die Antennensonde 16 herum. Die beiden von der Schaltung 48 erzeugten Signale dienen dann als Eingangssignale z.B. . für die Steuereinheit 34. In ihr können die Eingangssignale

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zum Betrieb von einem oder mehreren Relais verwendet werden, mit denen der Betrieb des Zuführungssystems 24 der Figuren 1 und 2 gesteuert werden kann; die Signale können ferner auch zum Betrieb von Anzeige- oder Warnvorrichtungen verwendet werden, mit denen den Pegelstand des Materials im Behälter 12 oder 12' betreffende Information übermittelt wird. Diese Steuer- und Anzeigevorrichtungen werden je nach dem Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Detektors verwendet und werden im folgenden nicht im einzelnen beschrieben, da sie an sich bekannt sind.

Um den Hysteresis-Effekt zu erhalten, geht von der Ausgangsklemme 102 der Vergleichsstufe 94 über einen Widerstand 108 eine Rückkopplungsleitung an die Eingangsklemme Die Widerstände 90 und 108 bilden einen Spannungsteiler zwischen der von der Umkehrstufe 46 erzeugten Gleichspannung und der Ausgangsspannung der Vergleichsstufe am Punkt 102. Die Gleichspannung der Umkehrstufe 46 beträgt gewöhnlich etwa 2,5 V, während am Ausgang 102 der Vergleichsstufe eine Spannung von +6 V auftritt. Da der Spannungsabfall im Spannungsteiler hauptsächlich im Widerstand 108 auftritt, kann ein Hysteresis-Effekt von etwa +20 mV am Eingang 92 erhalten werden. Wenn die Ausgangsspannung an der Klemme 102 zwischen +V und -V variiert, wird der von Umkehrstufe 46 erzeugten Gleichspannung eine Spannung von beispielsweise +20 mV überlagert. Das hat zur Folge, daß die am Punkt B auftretende Spannung, die dem Eingang 92 der Ver-

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gleichsstufe 94 zugeführt wird, um mindestens 20 Millivolt variieren muß, damit sich das Ausgangesignal der Vergleichsstufe 94 ändert, nachdem die Veränderung der Ausgangsspannung am Punkt B zunächst zu einer Veränderung der Ausgangssignale der Vergleichsstufe geführt hat. Verhältnismäßig geringfügige Veränderungen der am Punkt B auftretenden Spannung durch Rauschen oder andere Störwirkungen, die beispielsweise auf die Antennensonde 16 wirken können, ergeben damit keine unerwünschten Schwankungen in den Ausgangssignalen der Vergleichsstufe 94.

Das an der Ausgangsklemme 102 auftretende Signal wird über einen Widerstand 110 an den Basisanschluß eines pnp-Transistors 112 angelegt. Der Emitteranschluß des Transistors 112 ist mit einer Stromquelle +V verbunden, die auch über einen verhältnismäßig niederohmigen Widerstand 114 mit dem Basisanschluß dieses Transistors verbunden ist. Der Kollektoranschluß des Transistors 112 ist mit einer Licht emittierenden Diode 116 verbunden. Die andere Seite der Licht emittierenden Diode 116 ist über einen Widerstand 118 geerdet.

Wenn der Ausgang der Vergleichsstufe 94 auf +V liegt, verhindern die positiven, an der Basis des Transistors 112 auftretenden Signale Stromfluß durch den Emitter und es fließt dann kein Strom durch die Licht emittierende Diode 116, von der in diesem P-all kein Licht emittiert wird. Wenn der Ausgang der Vergleichsstufe 94 an -V liegt, fließt Strom vom +V-PoI der Stromquelle durch den Emitter an die Basis des

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Transistors 112. vV'enn ein negatives Signal an die Basis des Transistors 112 angelegt wird, fließt Strom durch die Licht emittierende Diode 116, die damit ein Lichtsignal aussendet. "Wenn die Amplitude des Signals am Punkt A so ist, daß die am Eingang 92 auftretende Gleichspannung größer als die am Eingang 100 der Vergleichsstufe 94 auftretende Bezugsspannung ist, ist das Ausgangssignal an Klemme 106 etwa auf dem Wert +V und das positive, an der Basis des Transistors 112 auftretende Signal führt dazu, daß die Licht emittierende Diode 116 nicht aufleuchtet. Beim Abfall der Signalamplitude am Punkt A auf V/er te, die die Gleichspannung am Eingang 92 unter den Wert der Bezugsspannung am Eingang 100 der Vergleichsstufe 94 bringen, beträgt der Wert des Ausgangssignals an Klemme 106 etwa -V, und das negative, an der Basis des Transistors 112 auftretende Signal hat zur Folge, daß die Licht emittierende Diode 116 Licht aussendet.

Die an den Eingang 100 der Vergleichsstufe 94 angelegte Bezugsspannung wird von der Schaltung 50 zur Empfindlichkeitsregelung über den mit dem geerdeten Kondensator 122 als Filter zusammengeschalteten Widerstand 120 geliefert. Die Schaltung 50 umfaßt einen aus elf Widerständen aufgebauten Spannungsteiler 124; die Widerstände sind in Reihe zwischen Erde und einer Halbleiterdiode 126 geschaltet. Die Anode der Diode 126 ist an den +V-PoI einer Stromquelle angeschlossen, die die Spannung am Spannungsteiler liefert. Diode 126 dient zur Temperaturkompensation und bewirkt, daß

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die am Spannungsteiler anliegende Spannung gleichsinnig mit der am Punkt B auftretenden Spannung bei Temperaturschwankungen variiert.

Die Verbindungsstellen der Widerstände des Spannungsteilers 124 können wahlweise mit dem Punkt 33 zwischen dem Widerstand 120 und dem Kondensator 122 mit Hilfe eines Schalters 128 verbunden werden. Die jeweilige Kontaktstelle am Spannungs teiler wird gewählt, indem man den Schalter 128 so verstellt, daß der zum Punkt E führende Mittelanschluß 128a mit einem der Anschlüsse 1-9 und 0 verbunden ist. Die am Punkt E dann auftretende positive Spannung ist grölBer bei höheren Kennziffern der Anschlüsse des Schalters 128 (wobei in diesem Fall Null die höchste Zahl darstellt); die Spannungen sind bei niedrigeren Kennziffern der Anschlüsse entsprechend niedriger. Schalter 128 wird im Betrieb auf die Stellungen 1-9 gebracht, um die Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung 48 einzustellen. Der Schalter 128 wird bei der Einregelung oder Eineichung der Schaltung auf Null gestellt, wie im folgenden noch erläutert. Je höher die Stellung des Schalters 148 in Bezug auf die Anschlüsse 1-9 und 0 (wobei 0 den höchsten Wert darstellt), umso höher ist die am Punkt E auftretende Spannung und damit auch die am Eingang 100 der Vergleichsstufe 94 auftretende Spannung. Bei derartig hohen Bezugsspannungswerten am Eingang 100 verändert sich das Ausgangssignal an Klemme 106 der Umschalt-Schaltung 48 beim Auftreten von Material um die Antennensonde 16 selbst bei

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einer verhältnismäßig geringen Abnahme der Gleichspannung am Punkt B. Bei "niedrigeren" Stellungen des Schalters 128, die eine niedrigere Spannung am Punkt E und damit auch am Eingang 100 ergeben, müssen die Veränderungen der am Punkt B auftretenden Gleichspannung größer sein, um die an Klemme 106 auftretenden Ausgangssignale zu verändern. Die Betriebs empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung erhöht sich damit, wenn dxe Stellung des Schalters 128 auf höhere Anschlußnummern umgeschaltet wird; die Stellung 9 entspricht der Stellung größter Betriebsempfindlichkeit. Entsprechend ist dann Stellung 1 die der geringsten Empfindlichkeit zugeordnete Schaltstellung des Schalters 128.

Die Einstellung des veränderlichen Widerstands 72 bestimmt den Betriebswert der am Punkt A auftretenden Spannung und damit den Betriebswert des am Punkt B auftretenden Gleichspannungssignals«, Die Detektorschaltung läßt sich in der folgenden Weise einregeln oder eichen. Die Antennensonde wird in den Behälter, beispielsweise den Kasten oder Silo 12, in dem die Sonde verwendet werden soll, eingesetzt und wird vom umgebenden, ihren Scheinwiderstand verändernden Material freigehalten. Der Schalter 128 der Schaltung 50 zur Empfindlichkeitsregelung wird auf die Stellung 0 gebracht, sodaß die maximale Spannung am Punkt E auftritt« Anschließend wird der veränderliche Widerstand 72 so eingestellt, daß die Licht emittierende Diode 116 gerade aufleuchtet. Dieses Aufleuchten zeigt an, daß die am Eingang 92 auftretende

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Spannung gerade oberhalb der am Eingang 100 auftretenden Bezugsspannung liegt. Wenn dies eintritt, ist die Detektorschaltung gerade richtig auf Behälter 12 mit der in ihm enthaltenen Antennensonde 16 abgestimmt.

Nach der richtigen Eichung der Detektorschaltung wird Schalter 128 auf einen der Anschlüsse 1-9 entsprechend den elektrischen Eigenschaften des Materials, dessen Pegel im Behälter 12 überwacht werden soll, eingestellt. Im Falle von Materialien mit verhältnismäßig geringem Einfluß auf den Scheinwiderstand der Antennensonde 16 wird Schalter 128 auf einen Anschluß mit verhältnismäßig hoher Kennziffer eingestellt. Wenn z.B. Materialien wie Kunststoffe im Behälter 12 gelagert werden sollen, kann Stellung 9 ües Schalters 128 gewählt werden,, Wenn die nachzuweisenden Materialien größeren Einfluß auf den Scheinwiderstand der Antennensonde 16 haben, werden niedrigere Kennziffern des Schalters 128 benutzt. Wenn beispielsweise Zement im Behälter 12 gelagert wird, kann Schalter 128 auf Stellung 1 gebracht werden.

Der erfindungsgemäße Detektor kann in jede gewünschten Stellung zum Nachweis des Vorhandenseins oder Fehlens von Material gebracht werden, das den Scheinwiderstand der Antennensonde 16 verändern kann. Derartige Veränderungen kommen durch das Vorhandensein oder Fehlen von Material zustande, das die Permeabilität des Raumgebiets beeinflußt, in das die von der Antennensonde induzierten elektromagnetischen Felder abgestrahlt werden. Nach Einsetzen des Detektors in seine

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Stellung und beim Fehlen von die Antennensonde 16 umgebenden Materialien wird nach umschalten des Schalters 128 auf die Stellung O die Detektorschaltung in der oben beschriebenen Weise eingeregelt, indem Widerstand 72 so verdreht wird, daß die Licht emittierende Diode 116 gerade aufleuchtet. Die am Eingang 92 der Vergleichsstufe 94 auftretende Spannung übersteigt dann gerade die am Eingang 100 anliegende Bezugsspannung. Der Schalter 128 der Schaltung zur Empfindlichkeitsregelung wird dann auf eine der Stellungen 1-9 umgeschaltet, wobei die Umschaltung von den elektromagnetischen Eigenschaften des nachzuweisenden Materials abhängt, wie· oben beschrieben. Nachdem diese Einstellungen des Widerstands 72 und des Schalters 128 vorgenommen worden sind, ist der Detektor betriebsbereit.

Die für den Detektor unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 vorgeschlagenen Stellungen sind nur Beispiele. Der erfindungsgemäße Detektor kann in praktisch jeder Stellung und in Materialbeförderungssystemen aller Art verwendet werden. Pur das Beispiel, nicht aber zur Angabe der Begrenzung wird die in Figur 1 dargestellte Anordnung betrachtet. Wenn kein Material im Behälter 12 enthalten ist oder wenn der Pegel des Materials unterhalb dem unteren Ende der Antennensonde 16 liegt, wird das am Punkt A auftretende Signal nicht von irgendeiner äußeren Belastung der Antennensonde beeinflußte Die am Eingang 92 auftretende Spannung übersteigt gerade die Bezugsspannung am Eingang 100, je nach Stellung des Schalters

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128 zur Einregelung der Empfindlichkeit. Je größer die mit Schalter 128 eingestellte Empfindlichkeit ist, umso näher kommen sich die an Eingängen 92 und 100 auftretenden Spannungen. Die Ausgangsspannung der Vergleichsstufe 94 beträgt dann +V und die Licht emittierende Diode 116 ist abgeschaltet. Wenn das Material allmählich den Behälter 12 auffüllt, wird die Antennensonde 16 mindestens teilweise vom Material umgeben. Wenn der Scheinwiderstand der Antennensonde 16 dann durch das die Antennensonde umgebende Material verringert wird, nimmt das am Punkt A auftretende Signal in seiner Amplitude ab. Die Folge ist, daiB die von Stufe 46 gelieferte Ausgangsspannung abnimmt und daß die am Punkt B auftretende Spannung absinkt, wodurch die am Eingang 92 anliegende Spannung kleiner als die am Bezugseingang anliegende Spannung wird. Die von Vergleichsstufe 94 stammende, an der Ausgangsklemme 106 auftretende Spannung erreicht den Wert -V und die Licht emittierende Diode 116 wird eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt hat die über Widerstand 108 an die Eingangsklemme 92 der Vergleichsstufe führende Rückkopplung die Spannung an diesem Eingang um etwa 20 Millivolt vermindert. Bei der Veränderung der Spannung an der Ausgangsklemme 106 verändert sich das Eingangssignal an die Steuereinheit 34, wodurch in dem in Figur 1 dargestellten Fall das Förderband 28 angehalten wird.

Bei der Entnahme von Material aus Behälter 12 wird die Antennensonde 16 freigelegt und ihr Scheinwiderstand nimmt

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wieder den ursprünglichen Wert an, der den Fall der von den Scheinwiderstand veränderndem Umgebungsmaterial freien Antenne kennzeichnet. Wenn dies eintritt, nimmt die Signalamplitude am Punkt A zu, und deshalb steigt die Ausgangsspannung der Umkehrstufe 46. Bei der Zunahme der Spannung am Punkt B nimmt auch die Eingangsspannung der Klemme 92 der Vergleichsstufe zu. Wenn die Eingangsspannung an Klemme 92 größer wird als die Bezugsspannung an Eingang 100, kehrt das an Klemme 102 auftretende Ausgangesignal auf den Wert -V zurück, wodurch die Spannung an der Ausgangsklemme auf etwa -V verändert wird und die Licht emittierende Diode 116 abgeschaltet wird. Die Rückkopplung an die Eingangsklemme 92 der Vergleichsstufe 94 nimmt um 40 Millivolt auf einen um 20 Millivolt größeren Wert als die von Umkehrstufe 46 erzeugte Gleichspannung zu, die damit von dem von Punkt A kommenden Eingangssignal abhängt. Um die Spannung an der Ausgangsklemme 106 wieder zu verändern, muß die von Umkehrstufe 46 erzeugte Gleichspannung um 20 Millivolt negativer als die an Eingang 100 auftretende Bezugsspannung werden.

Zweck dieser Rückkopplung an den Eingang 92 der Vergleichsstufe ist es, stabilen Betrieb des Pegeldetektors auch bei Rauschen oder anderen äußeren Störeffekten zu gewährleisten, die den Scheinwiderstand der Antennensonde 16 geringfügig fluktuieren lassen. Derartige Schwankungen des Scheinwiderstands der Antennensonde 16 können auch auftreten, wenn Material neben der Antennensonde in

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den Behälter 12 geschüttet wird. Die Ausgangssignale der Umschalt-Schaltung 48 werden dadurch nicht beeinflußt von von außen kommenden Fluktuationen des Scheinwiderstands der Antennensonde 16, die nicht von den mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren nachzuweisenden Veränderungen in der Umgebung der Sonde herrühren.

Die Ausgangssignale der Umschalt-Schaltung 48 können an eine Steuereinheit, wie die oben beschriebene Steuereinheit 34 geführt werden, um eine oder mehrere Vorrichtungen zu betreiben, die die Umgebung der Antennensonde 16 verändern können_e Die Steuereinheit 34 kann ferner zum Betrieb von Vorrichtungen verwendet werden, z.B. von Systemen zur Entnahme von Material aus der Umgebung der Antennensonde 16 und/oder zur Zugabe von Material zu diesem Gebiet. In dem in Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiel können die von Umschaltschaltung 48 abgegebenen Ausgangssignale schließlich die Zugabe von Material zu dem die Antennensonde 16 enthaltenden Behälter steuern und/oder auch die Entnahme von Material aus dem Behälter regeln.

Im Falle der in Figur 2 dargestellten Anordnung können die von Klemme 106 der Umschalt-Sohaltung des unteren Detektors 10" abgegebenen Ausgangssignale dazu verwendet werden, über die Steuereinheit 34 die Zugabe von Material mit Hilfe des Zuführungssystems 24 an den Behälter 12' auszulösen«, Wenn der Pegel des Materials im Behälter 12' unter die Höhe des Detektors 10" absinkt, kann die Veränderung, die in der

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an Ausgangsklemme 106 auftretenden Spannung bei der Zunahme der Gleichspannung am Punkt B stattfindet, zur Umschaltung eines Relais in Steuereinheit 34 und damit zum Einschalten des Zuführungssystems 24 verwendet werden. Wenn der Pegel im Behälter dann über die Höhe des Pegeldetektors 10" ansteigt, kann die Veränderung der Ausgangsspannung an Klemme 106 des unteren Pegeldetektors 10" einfach nicht zur Abschaltung des Zuführungssystems 24 verwendet werden. Das Zuführungssystem 24 läßt sich beispielsweise durch, das die Höhe des Detektors 10' erreichende Material im Behälter 12' abschalten, da das Material dann eine Abnahme der Spannung am Punk't B und eine entsprechende Veränderung der Spannung an Klemme 106 der Umschalt-Schaltung 48 des Pegeldetektors 10' bewirkt. In diesem Jail kann Steuereinheit 34 dann dazu verwendet werden, den weiteren Betrieb des Zuführungssystems 24 zu unterbrechen Wenn in ähnlicher V/eise der Pegel des Materials in Behälter 12' unter die Höhe des oberen Detektors 10' absinkt, kann die Veränderung der Ausgangssignale dieses Detektors einfach ignoriert und nicht zur Inbetriebnahme des Zuführungssystems 24 verwendet werden. Die Zuführung von Material an Behälter 12' kann wieder aufgenommen werden, wenn der Pegel des Materials in Behälter 12' unter die Höhe des unteren Pegeldetektors 10" abfällt.

Die spezielle Anwendung des Pegeldetektors der vorliegenden Erfindung und der mit ihm zu steuernde Betriebsvorgang bestimmen die Verwendung der Ausgangssignale der

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Umschalt-Schaltung 48 und legen damit auch die Art der Steuereinheit 34 oder ähnlicher verwendbarer Steuereinheiten fest« Die Umschalt-Schaltung 4B läßt sich modifizieren, indem man die Rückkopplung an den positiven Eingang 92 der Vergleichsstufe 94 durch eine Gegenkopplung an den Eingang 100 ersetzt, wobei sich dann ein Analog-Ausgangssignal an Klemme 102 für den Betrieb nachgeschalteter Vorrichtungen ergibt.

Verschiedene Bauformen der Antennensonde 16 eignen sich. Eine Metallstange oder ein in geeigneter Weise auslaufendes Metallkabel können als Antennensonde verwendet werden. Vorzüge der einen oder anderen Bauform können sich aus der jeweiligen Anwendung ergeben» Durch die erhöhte Aussteuerungsfähigkeit der Oszillatorschaltung 42 wird die Verwendung verhältnismäßig langer Antennensonden möglich. Da außerdem die Empfindlichkeit der Umschalt-Schaltung 4ü mit Hilfe der Schaltung 50 zur Empfindlichkeitsregelung eingestellt werden kann, ergeben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung große Wahlmöglichkeiten für die Ausführung der Antenne.

Der erfindungsgemäße Pegeldetektor kann zum Nachweis des Vorhandenseins oder Fehlens verschiedener Materialien verwendet werden, da jedes Material einen Einfluß auf die Scheinwiderstandsbelastung der Antennensonde 16 hat. Das Ausmaß der Einwirkung, die verschiedene Materialien auf den Scheinwiderstand der Antennensonde haben, läßt sich mit der vorliegenden Erfindung kompensieren, indem die

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Schaltung für die Einpfindlichkeitsregelung in der oben beschriebenen Weise eingestellt wird. Die Schaltung 48 zur Eichung und Umschaltung kann so eingestellt werden, daß die Ausgangssignale an Klemme 106 schnell und zuverlässig durch jedes Material verändert v/erden, dessen Einwirkung die Antennensonde 16 erfährt.

Die obige Beschreibung der vorliegenden Erfindung diente nur zur Erläuterung und Darstellung der Erfindung; verschiedene Abänderungen können sowohl am Verfahren als auch an den Einzelheiten der dargestellten Vorrichtung im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum Nachweis des Vorhandenseins oder Fehlens von Material an einer Stelle, gekennzeichnet durch a) Einrichtungen zur Erzeugung eines Oszillatorsignals, b) Antennensondeneinrichtungen zur Anbringung an der Nachweissteile und zum Empfang des Oszillatorsignals, c) Umkehreinrichtung en zur Erzeugung einer Spannung, deren Größe von der Amplitude des Oszillatorsignals abhängt, d) von der Spannung gesteuerte Sehalteinrichtungen zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das vom Vorhandensein oder Fehlen von Material an der Nachweissteile abhängt, und e) Einrichtungen zur Empfindlichkeitssteuerung, mit denen wahlweise die Ansprechempfindlichkeit der Sehalteinrichtungen eingeregelt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Scheinwiderstandsbrücke mit den Antennensondeneinrichtungen zur Erzeugung eines Eingangesignals für die

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Umkehr einrichtungen, dessen Amplitude von der Scheinwiderstandsbelastung der Antennensondeneinrichtungen abhängt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen Vergleichs einrichtungen umfassen, deren Ausgangssignale das von der Amplitude der Spannung abhängige Ausgangssignal im Vergleich mit einer Bezugsspannung steuern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen das Schwingungssignal als Signal konstanter Frequenz und konstanter Amplitude erzeugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen ferner eine Rückkopplung enthalten, mit der die Spannung je nach dem Wert des Ausgangssignals der Vergleichsstufe erhöht oder vermindert wird, um einen Spannungsbereich zu definieren, über den die Spannung variiert werden muß, um eine Veränderung der Ausgangssignale der Schalteinrichtungen zu erreichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen ferner Eicheinrichtungen umfassen, und daß die Scheinwiderstandsbrücke ferner veränderliche Widerstände enthält, sodaß die Spannung in Bezug auf die Bezugsspannung durch Veränderung der veränderlichen Widerstände eingestellt werden kann, wobei die Eicheinrichtungen den Zustand der Einstellung anzeigen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Signalerzeugungseinrichtungen umfassen: a) eine erste Umkehrstufe zur Erzeugung des Schwingungssignals, b) Einrichtungen zur Stabilisierung der frequenz des Schwingungssignals, und c) eine zweite Umkehrstufe zur Erhöhung der Belastbarkeit des Sohwingungssignals.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitssteuerungseinrichtungen eine Spannungswählerstufe umfassen, mit der wahlweise Spannungen an die Schalteinrichtungen angelegt werden können, um den Wert der Bezugsspannung wählen zu können.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (34), die die von den Sehalteinrichtungen erzeugten Ausgangssignale empfängt und nachgeordnete Vorrichtungen mit Hilfe der Ausgangesignale steuert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen ferner Eicheinrichtungen umfassen, und daß die Scheinwiderstandsbrücke ferner veränderliche Widerstände enthält, mit denen die Spannung in Bezug auf die Bezugsspannung durch Veränderung des Widerstands eingeregelt werden kann, wobei die Eicheinrichtungen den Zustand der Einstellung anzeigen*

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen ferner eine Rückkopplung enthalten, mit der die Spannung je nach dem Wert der Ausgangssignale der Vergleichsstufe erhöht oder vermindert werden kann, um einen Spannungsbereich zu definieren, über den die

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g variiert verden muß, um eire Veränderung der Ausren^ssi^ii&le o.';-r -ehalteinrichtungen zu erzielen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die ^npfindliolilreitssteuerungseinriohtungen eine dpanliUrit.'C'v/älilsturG eüi-iislcen, die wahlweise spannungen zum Anlegen an die oehaiteinrichtungen abgibt, um damit den V/oi-t der Bezugs spannung su wählen.

1;·. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dais die ochalteini'ichtungen ferner eine Ilückkopplung enthalten, mit der die oy&nnung .je nach der Aus gangs spannung der Verrleichsstuie erhöht oder vermindert werden kann, um einen üpaimungübereich su definieren, über den die Spannung variiert werden muß, um eine Veränderung der Ausgangesignale der οehalteinrichtungen zu erzielen,

1-i-, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJb ferner eine Steuereinheit (34) vorgesehen ist, die die von den Schalteinrichtungen erzeugten Ausgangssignale empfängt und mit diesen nachgeschaltete Hilfsvorrichtungen steuert.

1?. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal ein digitales oignal ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daf3 das Aus gangs signal ein Analogsignal ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Empfindlichkeitssteuerung weitere Einrichtungen zur bpannungswahl umfassen, mit denen wahlweise

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Spannungen an die iielialteinrichtungen angelegt werden können, im deren Ansr.rechempfinilichkeit auf das Vorhandensein oder Pelilen von Material an der Nachweisstelle einzuregeln.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß a) die behalteinrichtungen Vergleichseinrichtungen umfassen, deren Ausgangssignale das Ausgangssignal entsprechend dem Spannungswert einregeln, der von den Umkehrstufen beim Vergleich mit einer Bezugsspannung erzeugt wurde, und daß ta) die Einrichtungen zur Empfindliehkeitssteuerung Einrichtungen zur Spannungswahl enthalten, mit denen v/ahlweise Spannungen an die Schalt einrichtungen angelegt v/erden können, um die E eaugs spannung festzulegen, v/o durch die Größe der Veränderung der von den Umkehrstufen erzeugten Spannung zur Erzeugung eines veränderten Ausgangssignals festgelegt v/erden kann.

19. Vorrichtung nach Anspruch !β, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Spannungswahl umfassen: a) einen mehrere v/iderstände umfassenden Spannungsteiler und b) einen Eiiofindlichkeitsumschalter, mit dem wahlweise Spannungen von den Kontaktstellen zwischen Widerständen des Spannungsteilers an die Schalteinrichtungen angelegt werden können, um auf diese V/eise die Größe der Bezugs spannung festzulegen.

20. System zum Nachweis des Materialpegels in einem Behälter, gekennzeichnet durch a) eine im Behälter (12) angebrachte Antennensonde (16), b) Einrichtungen (42) zur

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Err,eugun;· silier üszillatorsignals konstanter Amplitude, das dei¹ AntennensondG (16) eingespeist wird, c) Umkehrstufen (<rö), die das der Antennensonde (16) zugeführte Oszillatorsigna.l empfangen und eine opannung in Abhängigkeit von der Amplitude des empfangenen Ossillatorsignals erzeugen, d) οehalteinrichtungen (4B), die die von den Umkehrstufen (46) erzeugten spannungen empfangen und ein Ausgangssignal erzeugen, dessen wert vom Vergleich der besagten opannung mit eine:--¹ Be Kug-'j spannung abhängt, und e) Einrichtungen (i?O) zur Empx'intiiiCiiiceit isi.euerun;-, ;iit denen der Wert der Bezugsi-3 pannung eirv--;ei'e.-\Lt wird, am damit die Ansprechempfindlich— keil der Jnaalteinriehtungen einzustellen, v/o durch die Gröi3e der Veränderung der von den ümkehrstufen (46) erzeugten, für eine Veränderung des Ausgangssignals benötigten Spannung festgelegt wird.

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Empfindlichkeitssteuerung umfassen: a) einen aus mehreren //iderst^:inden aufgebauten Spannungsteiler ( ItNi-) und b) einen Empf indlichkeitsumschalter (128), mit dem wahlweise Spannung von den Kontaktstellen zwischen Widerständen des Spannungsteilers (124) an die Schalteinrichtungen (4S) angelegt werden kann, um auf diese Weise den Wert der Bezugsspannung festzulegen.

22. b'ysxem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Uchalteinrichtungen (43) Vergleichseinrichtungen umfassen, die die von den Umkehrstufen erzeugte Spannung mit der

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ORIGINAL INSPECTED

BeZugsspannung vergleichen, daß äie oehalteinrichtungen eine .Rückkopplung aufweisen, mit der in Abhängigkeit von äen Ausgangssignalen der Vergleichsstufe die Spannung erhöht oder verringert wird, um damit einen Spannungsbereich zu definieren, über den sich die von den Umkehrstufen erzeugte Spannung verändern muß, um eine Veränderung der Ausgangssignale der Vergleichsstufe hervorzurufen, daß die Aus gangs signale der Vergleichsstufe vierte annehmen, die vom Vergleich der Spannung mit der B.ezugsspannung abhängen, und daß die von den oclialteinrxciitungen erzeugten Ausgangssignale vom Wert der Ausgangssignale der Vergleichsstufe abhängen.

23. System nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch a) einen mit der Antennensonde (16) zusammenwirkenden veränderlichen Widerstand (72), der eine Scheinwiderstandsbrücke bildet, in die das Ossiilatorsignal eingespeist wird, wobei dann die Umkehrstufen das Oszillatorsignal von einem Punkt zwischen dem veränderlichen Widerstand und der Antennensonde empfangen, und b) einen Teil der Sehalteinrichtungen bildende Eicheinrichtungen, mit denen der veränderliche Widerstand eingeregelt werden kann, um den Wert der besagten Spannung gegenüber der Bezugsspannung festzulegen, wobei die Eicheinrichtungen die Beziehung zwischen der besagten Spannung und der Bezugsspannung anzeigen.

24. System nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (34), die die Ausgangssignale der Schaltein-

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richtungen empfängt und über sie nachgesehaltete Vorrichtungen steuert.

25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
da» die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen zur
Zugabe von Material an den Behälter umfassen.

26. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen zur Entfernung von Material aus dem Behälter umfassen.

27. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen umfassen,
die das Vorhandensein oder Fehlen von Material an der Antennensonde (16) anzeigen.

2c. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgangssignale digitale Signale sind.

29. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale Analogsignale sind.

30. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Osaillatorsignal von den Einrichtungen zur Signalerzeugung als Signal konstanter Frequenz und konstanter Amplitude erzeugt wird.

31. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Signalerzeugung umfassen: a) eine erste Umkehrschaltung zur Erzeugung des Oszillatorsignals, b) Einrichtungen zur Stabilisierung der Frequenz des Oszillatorsignals, und c) eine zweite Umkehrschaltung, die die Belastbarkeit des Oszillatorsignals erhöht.

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32. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Schalteinrichtungen Vergleichseinrichtungen enthalten, mit denen die von den Umkehrstufen erzeugte Spannung mit der Bezugsspannung verglichen wird, b) die Schalteinrichtungen eine Rückkopplung enthalten, mit der in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Vergleichsstufe die Spannung erhöht oder verringert wird, urn dadurch einen Spannungsbereich zu definieren, über den die von den Umkehrstufen erzeugte Spannung variiert werden muß, um eine Änderung der Ausgangssignale der Vergleichsstufe zu erzielen, c) die Ausgangs signale der Vergleichsstufe vierte annehmen, die vom Vergleich der besagten Spannung mit der Bezugsspannung abhängen, und d) die von den Schalteinrichtungen erzeugten Ausgangssignale vom Wert der Ausgangssignale der Vergleichsstufe abhängen.

33. System nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch

a) einen veränderlichen, mit der Antennensonde (16) eine mit dem Oszillatorsignal gespeiste Scheinwiderstandsbrücke bildenden Widerstand, wobei die Umkehrstufen das Oszillatorsignal von einem Punkt zwischen dem veränderlichen Widerstand und der Antennensonde empfangen, und b) einen Teil der Schalteinrichtungen bildende iSicheinrichtungen, mit denen der veränderliche Widerstand zur Festlegung und Steuerung besagter Spannung in Bezug auf die Bezugsspannung verändert v/erden kann, wobei die Jiicheinrichtungen die Beziehung zwischen besagter Spannung und der Bezugsspannung anzeigen.

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54. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Sjrstem ferner eine Steuereinheit enthält, die die Ausgangssignale der Schalteinrichtungen empfängt und über diese Ausgangssignale nachgeschaltete Vorrichtungen steuert»

35. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen zur Zugabe von Material an den Behälter umfassen.

36. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen zur Entnahme von Material aus dem Behälter umfassen.

37. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen umfassen, die das Vorhandensein oder Fehlen von Material an der Antennensonde anzeigen.

38. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale digitale Signale sind.

39. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale Analogsignale sind.

40. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das System mindestens eine zusätzliche Anordnung umfaßt, die aus einer Antennensonde, Einrichtungen zur Signalerzeugung, Umkehrstufen, Schalteinrichtungen und Einrichtungen zur Empfindlichkeitssteuerung nach Anspruch 20 bestellt, wobei die Antennensonde auf einer anderen Höhe als die erste Antennensonde des Anspruchs 20 angebracht werden kann.

41. System nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß

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das System ferner Steuereinrichtungen zum Empfang der Ausgangssignale der Sehalteinrichtungen der Systeme enthält, und daß mit diesen Steuereinrichtungen nachgesehaltete Vorrichtungen gesteuert werden.

42_O System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen zur Zugabe von Material an den Behälter umfassen.

43. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen zur Entfernung von Material aus dem Behälter umfassen.

44. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen Einrichtungen umfassen, die das Vorhandensein oder Fehlen von Material an den Antennensonder. anzeigen.

45. Verfahren zum Nachweis des Vorhandenseins oder Fehlens von Material an einer Stelle, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Anbringung einer Antennensonde an der Stelle, b) Einsetzen eines mit der Antennensonde zusammenwirkenden veränderlichen Widerstands, um eine Scheinwiderstandbrücke zu bilden, c) Einsatz einer Umkehrstufe, mit der Oszillatorsignale zu Spannungswerten umgewandelt werden, die von der Amplitude des Oszillatorsignals abhängen, d) Verwendung einer Umschalt-Schaltung zum Empfang der Spannungswerte und zum Vergleich derselben mit einer Bezugsspannung unter Erzeugung eines vom Vergleich abhängigen Ausgangssignals, e) Anbringung von Einrichtungen zur

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Empfindlichkeitßsteuernng, mit denen wahlweise der Wert der Bezugsspannung eingeregelt werden kann, f) Einspeisung eines Oszillatorsignals in die Scheinwiderstandsbrücke, Übertragung des Oszillatorsignals von einem Punkt an der fjcheinwiderstandsmeßbrücke zwischen dem veränderlichen Widerstand und der Antennensonde an die Umkehrstufe zur Umwandlung in eine opannung, und Anlegen dieser Spannung an die Umschalt-Uchaltung, und g) Erzeugung eines Ausgangssignals durch die Umschalt-Schaltung entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs besagter Spannung mit der Besugsspannung.

46. Verfahren nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch die Einregelung des veränderlichen Widerstands beim fehlen des nachzuweisenden Materials an der Stelle, wobei der Widerstand so eingestellt wird, daß die Spannung gerade den Wert der Bezugsspannung übersteigt.

47. Verfahren nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Einsatz von Rückkopplungseinrichtungen als Teil der Umschalt-Schaltung, womit ein Spannungsbereich definiert wird, über den sich besagte Spannung verändern muß, um das Ausgangssignal zu verändern.

48. Verfahren nach Anspruch 45, ferner gekennzeichnet durch die zusätzliche Einregelung der Einrichtungen zur Empfindlichkeitssteuerung, um damit den Wert der Bezugsspannung zu verändern.

49. Verfahren nach Anspruch 45, ferner gekennzeichnet durch: a) Einsatz von Steuereinrichtungen zum Empfang des

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Ausgangssignals, und b) Steuerung von nachgeschalteten Vorrichtungen mit den dteuereinrichtungen bein Auftreten des Ausgangssignals.

50. Verfahren nach Anspruch 49, zusätzlich gekennzeichnet durch die Verwendung der nachgeschalteten Vorrichtungen für die Zugabe von Material an besagter Stelle.

51. Verfahren nach Anspruch 49, ferner gekennzeichnet durch die Verwendung der nachgeschalteten Vorrichtungen zur Entfernung von Material von besagter Stelle.

52. Verfahren nach Anspruch 45, ferner gekennzeichnet durch Ausführung der in Anspruch 45 beschriebenen Verfahrensschritte mit mindestens einer zusätzlichen Antennensonde, die an einer anderen Stelle angebracht ist, um damit mindestens ein weiteres Ausgangssignal zu erzeugen.

53. Verfahren nach Anspruch 52, ferner gekennzeichnet durch: a) Einsatz von Steuereinrichtungen zum Empfang des Ausgangssignals, und b) Steuerung von nachgeschalteten Vorrichtungen mit den Steuereinrichtungen beim Auftreten der Ausgangss.ignale.

54. Verfahren nach Anspruch 53, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen zur Zugabe von Material an besagten Stellen verwendet werden.

55. Verfahren nach Anspruch 53, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Vorrichtungen zur Entfernung von Material von besagten otellen verwendet werden.

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