DE2847411A1

DE2847411A1 - Vibration level detector for e.g. viscous materials - has forced oscillation resonant vibrator with synchronised electrical stimuli applied independently of external vibration

Info

Publication number: DE2847411A1
Application number: DE19782847411
Authority: DE
Inventors: Vsevolod Andreevitsch Markelov
Original assignee: BARANOVSKIJ ANATOLIJ ALEKSANDROVITSCH
Current assignee: BARANOVSKIJ ANATOLIJ ALEKSANDROVITSCH
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2847411C2

Abstract

Detector has a mechanical oscillation level sensor and a mechanical oscillation stimulation and electrical sensing system connected to a warning device via an amplifier. Unit has high operating reliability and employs forced stimulation of the mechanical oscillator which achieves its resonant frequency independent of external vibration sources. The mechanical vibration system is shock stimulated by a vibration generator and produces outputs to the level transducer and the amplifier input. The output of the amplifier is limited by a voltage amplitude limiting circuit which drives a differentiating stage input. The differentiating stage output provides an electrical input to the vibration generator, thus enabling the stimuli to be synchronised with the mechanical vibrations.

Description

VIBRATIONSFÜLLSTANDMELDER F SCHUTT- UND VISKOSE GUTER Die Erfindung bezieht sicb auf Einrichtungen zur Füll standmessung und betrifft insbesondere Vibrationsfüllstandmelder für Schütt- und viskose Güter. VIBRATION LEVEL DETECTOR F BULK AND VISCOSE GOOD The invention sicb relates to devices for level measurement and relates in particular to vibration level indicators for bulk and viscous goods.

Die Erfindung kann zur Füllstandkontrolle von in Behälter technologischer Apparate z. B. in Bunker, Zisternen, Tanks u. ä. gefüllten Schütt- und viskosen Gütern verwendet werden. The invention can be used for level control of technological containers Apparatus e.g. B. in bunkers, cisterns, tanks and the like filled bulk and viscous Goods are used.

Vibrationsfüllstandmelder finden in verschiedenen Produktionszweigen Anwendung. Vibration level indicators can be found in various branches of production Use.

Bekannt ist z. B. ei ibrationsfüllstandmelder (s. Is known z. B. ei ibration level indicator (s.

"Endress und Hauser - Messen und Steuern", 1968, Nr. 17, S. 15), bestehend aus einem Füllstandgeber, der in Form eines mecanischen der Schwingungssystems (Stimmgabel) ausgeführt und der auf einem aninneren seitenwand des mit Meßgut zu füllenden Behälters befestigten Tragkörper angeordnet ist. Dieser Geber weist zwei auf dem Woch der Stimmgabel angebrachte und elektrisch miteinander mittels eines Verstärkers gekoppelte piezoelektrische Meßwandler auf. Der Füllstandmelder enthält weiterhin eine an den Verstärkerausgang angeschlossene Ausgangmeldeeinrichtung."Endress and Hauser - Measuring and Controlling", 1968, No. 17, p. 15) from a level sensor, which is in the form of a mechanical vibration system (tuning fork) executed and on an inner side wall of the material to be filled Container attached support body is arranged. This giver assigns two to the week Tuning fork attached and electrically coupled to one another by means of an amplifier piezoelectric transducers. The level indicator also contains one to the Amplifier output connected output signaling device.

Der erste piezoelektrische Meßwandler versetzt das mechanische Schwingungssystem in Schwingungen, während der zweite piezoelektrische Meßwandler (Schwingungsaufnehmer) die Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems aufnimmt und in eine ihrer Amplitude proportionale Spannung umwandelt. t. Diese Spannung wird dann vom Verstärker verstärkt und dem ersten piezo elektrischen Meßwandler zugeführt. Das beschriebene System bildet somit ein Selbstschwingungssystem' in dem die Schwingungen mit einer durch die Eigenfrequenz des mechanischen Schwinguilgs systems des Füllstandsgebers bestimmten Frequenz erregt werden. The first piezoelectric transducer offsets the mechanical vibration system in vibrations, while the second piezoelectric transducer (vibration sensor) absorbs the vibrations of the mechanical vibration system and converts it into one of them Converts amplitude to proportional voltage. t. This voltage is then used by the amplifier amplified and fed to the first piezoelectric transducer. The described System thus forms a self-oscillation system 'in which the oscillations with a by the natural frequency of the mechanical vibration system of the level sensor certain frequency are excited.

Beim Berühren des mechanischen Schwingungssystems mit Meßgut werden seine Schwingungen gedämpft. Die Schwingungen im Geber werden unterbrochen, infolgedessen liegt am ausgang des zweiten piezoelektrischen Meßwandlers kein Signal an. When the mechanical vibration system comes into contact with the material to be measured its vibrations dampened. The vibrations in the encoder are interrupted as a result there is no signal at the output of the second piezoelectric transducer.

Demzufolge wird die Ausgangsmeldeeinrichtung stromlos die und gibt ein Signal über 9 Füllung des Behälters des technologischen Apparates mit dem Meßgut bis zu dem Höhestand, auf dem der Füllstandgeber angebracht ist. As a result, the output signaling device is de-energized and gives a signal about 9 filling of the container of the technological apparatus with the material to be measured up to the level at which the level sensor is attached.

Der beschriebene Füllstandmelder ist durch unzureichenden Schutz vor Störungen gekennzeichnet, die durch unter Industriebedingungen übliche .7ibrationen, Stöße usw. hervorgerufen werden. Unter Einwirkung derartiger Störungen rungen sind falsche Auslöst des Melders in den Fällen nicht ausgeschlossen, wenn der Geber von Meßgut überschüttet wird und auf seinen Tragkörper, und folglich auf die piezoelektrischen Meßwandler, fremde Wibrationen bzw. Stöße übertragen werden, in dessen Spektrum der Eigenfrequenz der piezoelektrischen Meßwandler und des mechanischen Schwingungssystems des Gebers naheliegende Frequenzen enthalten sind. The level indicator described is inadequate protection marked against malfunctions caused by vibrations common under industrial conditions, Shocks, etc. are caused. Under the influence of such disruptions are Incorrect triggering of the detector cannot be ruled out in cases when the transmitter of The material to be measured is poured over and onto its support body, and consequently onto the piezoelectric Transducers, external vibrations or shocks are transmitted in its spectrum the natural frequency of the piezoelectric transducers and the mechanical vibration system the encoder's obvious frequencies are included.

Der schwingungserzeugende und -auSnehmende Meßwandler und das mechanische Schwingungssystem müssen im genannten Melder frequenzmäßig in einem breiten Temperaturbereich strong aufeinander abgestimmt sein, da Frequenzänderungen ihrer Schwingungen zu einer entsprechenden Änderung des Ubertragungsfaktors des Melders und seinem falschen Auslösen führen. The transducer generating and removing vibrations and the mechanical one The frequency of the vibration system must be within a wide temperature range in the above-mentioned detector Strongly coordinated, as frequency changes of their oscillations increase a corresponding change in the transmission factor of the detector and its wrong one Triggering lead.

Die Gewährleistung derartiger strenger obereinstimmung ist unter Industriebedingungen überaus schwierig.Ensuring such strict compliance is under industrial conditions extremely difficult.

Die piezoelektrischen Meßwandler dieses Melders sind nah am Meßgut angeordnet und seinen Temperatureinwirkungen ausgesetzt. Da die Curie-Temperatur des piezoelektrischen Werk 0 stoffes nur 130 C beträgt, kann der Melder nicht bei höheren Temperaturen betrieben werden und ist untauglich für Anwendung in vielen Produktionszweigen, z. B. bei Gewinnung von Soda, Zement und dgl. The piezoelectric transducers of this detector are close to the material to be measured arranged and exposed to its temperature effects. Because the Curie temperature of the piezoelectric material is only 130 C, the detector cannot operated at higher temperatures and is unsuitable for use in many Branches of production, e.g. B. when obtaining Soda, cement and the like.

Bekannt ist auch ein Vibrationsfüllstandmelder (UdSSR-Erf. A vibration level indicator is also known (USSR-Erf.

schein 262418), der einen in Form eines mechanischen Schwingungssystems (Stab) ausgeführten Füllstandgeber und eine mit diesem in Wechselwirkung stehende Einrichtung zur Versetzung des mechanischen Schwingungssystems in Schwingungen und Umwsldlung dieser in elektrische Schwingungen aufweist, die in Art zweier mittels eines Bandverstärkers mit einer einen Frequenzdemodulator und eine AusgangsverstärkungsstuSe aufweisenden Ausgangsmeldeeinrichtung elektrisch gekoppelten Wicklungen ausgeführt ist.Schein 262418), one in the form of a mechanical vibration system (Stick) executed level sensor and one with this interacting Device for setting the mechanical oscillation system into oscillations and Umwsldlung this has in electrical oscillations, which in the manner of two means a band amplifier with a frequency demodulator and an output amplification stage having output reporting device carried out electrically coupled windings is.

Sinne der Wicklungen, die zur Erregung der Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems dient, ist an den Verstärkerausgang, die andere, die mechanische Schwingungen in elektrische umwandelt, an den Verstärkereingang angeschlossen. Damit bilden die Wicklungen des Rückkopplungskreis des Verstärkers und stellen zusammen mit dem Geber einen selbsterregten Oszillator dar. Sense of the windings responsible for exciting the vibrations of the mechanical Vibration system is used, is to the amplifier output, the other, the mechanical Converts vibrations into electrical ones, connected to the amplifier input. In order to form the windings of the amplifier's feedback circuit and put together represents a self-excited oscillator with the encoder.

Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers wird beim unterbrochenen Rückkopplungskreis so eingestellt, daß die Schwing gungserzeugung sowohl beim Vorhandensein als auch beim Fehlen des Meßgutes möglich ist. Das Frequenzband des Verstärkers überdeckt die Eigenfrequenzen des mechanischen Schwingungssystems. An den Verstärkerausgang ist der Frequenzdemodulator angeschlossen, in dem die vom Oszillatorausgang abgenommene Spannung in Gleichspannungsänderungen umgewandelt wird. Das gewonnene Signal wird in der Ausgangsstufe verstärkt. Ist das mechanische Schwingungssystem nicht in Meßgut eingetaucht, entstehen in diesem Schwingungen mit einer einer der Ligenfrequenzen des mechan chen Schwingungssystems gleichen Frequenz, da sogar überaus geringe Schwingungen dieses Systems infolge Schwankungen der Speisespannung oder Vibrationen von Konstruktionsbauelementen vom Verstärker verstärkt und über Erregungswicklungen ins Schwingungssystem in Phase mit einer zufällig entstandenen Schwankung der Speisespannung eingeführt werden. The gain of the amplifier becomes when the feedback loop is broken set so that the vibration generation both in the presence and is possible in the absence of the material to be measured. The frequency band of the amplifier is covered the natural frequencies of the mechanical oscillation system. To the amplifier output the frequency demodulator is connected, in which the one taken from the oscillator output Voltage is converted into DC voltage changes. That won Signal is amplified in the output stage. Is the mechanical vibration system If not immersed in the material to be measured, vibrations occur in this with one of the League frequencies of the mechanical oscillation system are the same frequency, because they are extremely low vibrations of this system as a result of fluctuations in the supply voltage or Vibrations from structural components amplified by the amplifier and via excitation windings into the oscillation system in phase with a random fluctuation in the supply voltage to be introduced.

Die beiden Wicklungen sind auf dem mechanischen Schwindie gungssystem angeordnet. Dabei sind die Wicklungen undMdiese mit dem Verstärker verbindenden Leitungen gegenseitig abzuschirmen. Dies erschwert die Gestaltung des Füllstandgebers und vermindert seine Zuverlässigkeit. The two windings are on the mechanical Schwindie supply system arranged. The windings and M are connecting these to the amplifier Shield cables from one another. This complicates the design of the level sensor and reduces its reliability.

Da die Eigenfrequenzen des mechanischen Schwingungssystems des beschriebenen Melders im engen Band von 200 bis 400 Hz liegen, sind für zweiseitige Begrenzung des Durch laßbereiches des Verstärkers mit gleichmäßiger Phasenkennlinie entsprechende Filter einzuführen, was wesentlich die Gestaltung des Verstärkers und folglich des Melders im Ganzen erschwert und eine weitere nachteilige Wirkung auf seine Zuverlässigkeit ausübt. Since the natural frequencies of the mechanical oscillation system of the described Detectors in the narrow band of 200 to 400 Hz are for two-sided limitation corresponding to the passage range of the amplifier with a uniform phase characteristic Introduce filters, which is essential to the design of the amplifier and, consequently, of the Detector as a whole made more difficult and a further detrimental effect on its reliability exercises.

Die konstruktionsmäßig komplizierte Einrichtung zur ersetzung des mechanischen Schwingungssystems in Schwingungen und Umwandlung dieser in elektrische Schwingungen ist in der Nähe vomeßgut angeordnet und seiner Temperatur-, Korrosions - und anderen Einwirkungen ausgesetzt. Dies erschwert die Anwendung des beschriebenen Füllstandmelders F,ltZ Füllstandkontrolle von aggressiven Medien. The structurally complex device to replace the mechanical vibration system into vibrations and conversion of these into electrical ones Vibrations is located near vomeßgut and its temperature, corrosion - and other influences. This complicates the application of the described Level indicator F, ltZ level control of aggressive media.

Zweck der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden t die Betriebssicherheit des Melders zu erhöhen. The purpose of the invention is to avoid the disadvantages described t to increase the operational safety of the detector.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Vibratonsfüllstandmelder für Schütt- und viskose Güter zu schaffen, deren Aufbau eine höhere Betriebssicherheit 5 aufweist, was infolge liner Zwangerregung der Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems auf der Frequenz seiner Eigenschwingungen unabhängig von Einflüssen fremder Schwingungserzeuger erreicht wird. The invention is based on the object of such a vibrating level indicator for bulk and viscous goods to create their structure a higher operational reliability 5 has what is due to the linear forced excitation of the vibrations of the mechanical vibration system at the frequency of its natural vibrations independent of the influences of external vibration generators is achieved.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der fibrationsfüllstandmelder für Schütt- und viskose Güter, bestehend Fullstandgeber aus einemvin Form eines mechanischen Schwingungssystems und einer mit diesem Schwingungssystem in Wechselwirkung stehenden Einrichtung zur Versetzung des mechanischen Schwingungssystems in Schwingungen und Umwandlung dieser in elektrische Schwingungen,Vmittels eines Verstärkers mit einer Ausgangsmeldeeinrichtung elektrisch gekoppelt ist; gemäß der Erfindung zusätzlich einen Schwingungsgenerator mit Stoßerregung der Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems, dessen Ausgang an den Füllstandgeber und an den Verstärkereingang angeschlossen ist, einen Spannungsamplitudenbegrenzer, dessen Eingang dem Verstärkerausgang zugeführt ist, und eine Differenzierkette enthält, die eingangsseitig an den Ausgang des Spannungsamplitudenbegrenzers angeschlossen und ausgangsseitig mit dem Schwingungsgenerator mit Stoßerregung der Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems elektrisch gekoppelt ist. The problem posed is achieved in that the vibration level indicator for bulk and viscous goods, consisting of a level sensor consisting of a mechanical oscillation system and one with this oscillation system in interaction standing device for setting the mechanical oscillation system in oscillation and converting these into electrical oscillations, V by means of an amplifier with an output reporting device is electrically coupled; according to the invention in addition a vibration generator with shock excitation of the vibrations of the mechanical vibration system, its output is connected to the level sensor and to the amplifier input is a voltage amplitude limiter, the input of which is fed to the amplifier output is, and contains a differentiation chain that is connected to the input side exit of the voltage amplitude limiter and on the output side with the vibration generator with shock excitation of the vibrations of the mechanical vibration system electrical is coupled.

vine derartige Ausführung des \Tibrationsfällstandmelders ermöglicht es, erzwungene periodische Erregung des mechanischen Schwingungssystems synchron mit seinen Eigenschwingungen vorzunehmen. Änderungen der Eigenfrequenz des mechanischen Schwingungssystems, die unter Betriebsbedingungen infolge des Klebenbleibens von Meßgut am Geber, Umgebungstemperaturschwankungen, Alterung des Geberstoffes usw. entstehen, werden deshalb keine auswirkungen auf den Betrieb des Melders haben.vine enables such a design of the \ Tibrationfall level detector it, forced periodic excitation of the mechanical oscillation system synchronously to undertake with its natural vibrations. Changes in the natural frequency of the mechanical Vibration system that occurs under operating conditions as a result of sticking Measured material on the encoder, ambient temperature fluctuations, aging of the encoder material, etc. will therefore have no effect on the operation of the detector.

Das Wesen der Erfindung wird im weiteren an Hand der ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht; es zeigt Fig. 1 ein Funktionsschaltbild des erfindungsgemäßen Vibrationsfüllstandmelders für Schütt- und viskose Güter; Fig. 2 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Füllstandgebers; Fig. 3 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Schwingungsgenerators mit Stoi3erregung, der un die Differenzierkette und an die Einrichtung zur Versetzung des mecanischen Schwingungssystems in Schwingungen und Umwandlung dieser in elektrische Schwingungen angeschlossen ist; Fig. 4 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Verstärkers; Fig. 5 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Ausgangsmeldeeinrichtung Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen angeführt. The essence of the invention is detailed below on the basis of the Description of an embodiment with reference to the accompanying drawings illustrates; 1 shows a functional diagram of the vibration level indicator according to the invention for bulk and viscous goods; Fig. 2 is a basic circuit diagram of the invention Embodiment of the level sensor; Fig. 3 is a basic circuit diagram of the invention Embodiment of the vibration generator with shock excitation, the un the differentiating chain and to the device for causing the mechanical vibration system to vibrate and conversion of this into electrical vibrations is connected; Fig. 4 shows a basic circuit diagram of the exemplary embodiment of the amplifier according to the invention; 5 shows a basic circuit diagram of the exemplary embodiment of the output reporting device according to the invention Below is an embodiment of the invention with reference to the enclosed Drawings listed.

Der ~Wibrationsffillstandmelder für Schütt- und viskose Güter weist einen Füllstandgeber 1 (Fig. 1) auf, der an den Ausgang eines Schwingungsgenerators 2 mit Stoßerregung und an den Eingang eines Verstärkers 3 angeschlossen ist. An den Ausgang des Verstärkers 3 ist eine Ausgangsmeldeeinrichtung 4 und ein Spannungsamplitudenbegrenzer 5 angeschlossen. Der Ausgang des Spannunsamplitudenbegrenzers 5 ist mittels einer DiffeT renzicrkette 6 an den Schwingungsgenerator 2 mit Stoßerregung gekoppelt. The ~ vibration level indicator for bulk and viscous goods indicates a level sensor 1 (Fig. 1), which is connected to the output of a vibration generator 2 with shock excitation and connected to the input of an amplifier 3. At the output of the amplifier 3 is an output signaling device 4 and a voltage amplitude limiter 5 connected. The output of the voltage amplitude limiter 5 is by means of a Differential chain 6 coupled to the vibration generator 2 with shock excitation.

Der Füllstandgeber 1 weist ein aus einem Stab 8, der an einer auf einem Tragkörper 10 angebrachten Membran 9 befestigt ist, bestehendes mechanisches Schwingungssystem 7 (Fig. 2) auf. Der Füllstandgeber 1 enthält weiterhin eine Einrichtung 11 zur Versetzung des mechanischen Schwingungssystems 7 7 in Schwingungen und Umwandlung dieser in elektrische Schwingungen bestehend aus einer Wicklung 12 mit einem ferromagnetischen Kern 13, die als ein Elektromagnet und ein magnetischer Modulationsweggeber dient und Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems in Wechselspannung mit einer der des mechanlschen Schwingungssystems gleichen Frequenz umwandelt. The level sensor 1 has a from a rod 8, which is on one a support body 10 attached membrane 9 is attached, existing mechanical Oscillation system 7 (Fig. 2). The level sensor 1 also contains a device 11 to move the mechanical oscillation system 7 7 into oscillations and conversion this in electrical oscillations consisting of a winding 12 with a ferromagnetic Core 13, which serves as an electromagnet and a magnetic modulation displacement transducer and oscillations of the mechanical oscillation system in alternating voltage with a that of the mechanical Vibration system converts the same frequency.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthalt der Schwingungsgenerator 2 mit Stolierregung einen Thyristor 14 (Fig. 3), der mit der Wicklung 12 mittels eines Entladungakondensators 15 gekoppelt ist. Ein Widerstand 16 dient zum Aufladen des Kondensators 15 von einer Speisequelle 17, dessen Ausgang auf der Zeichnung dargestellt; ist, LUr zeitbestimmende Kreis des Schwingungsgenerators 12 mit Stoßerregung ist in Art eines Emitterfolgers mit einem Transistor 18 ausgeführt. Im Basiskreis des Transistors 18 ist die von einem Widerstand 19 und einem Speicherkondensator 20 gebildete zeitbestimmende RC-Kette vorhandeln Der Emitterkreis des Emitterfolgers weist eine die Ansprechschwelle des Thyristors 14 bestimmende Zenerdiode 21 auf. Ein Widerstand 22 dient zur Strombegrenzung des Transistors 18 zum Zeitpunkt seines öffnens, ein Widerstand 23 bildet zusammen mit dem Eingangswiderstand des Thyristors 14 die Belastung des genannten Emitterfolgers. Eine Diode 24 ist zur Entladung des Speicherkondensators 20 beim Ansprechen des Thyristors 14 bestimmt. In the preferred embodiment, the vibration generator includes 2 with stoling excitation a thyristor 14 (Fig. 3), which is connected to the winding 12 by means of a discharge capacitor 15 is coupled. A resistor 16 is used for charging of the capacitor 15 from a supply source 17, the output of which on the drawing shown; is, LUr timing circuit of the vibration generator 12 with shock excitation is designed in the manner of an emitter follower with a transistor 18. In the base circle of transistor 18 is that of a resistor 19 and a storage capacitor The time-determining RC chain formed is present. The emitter circuit of the emitter follower has a Zener diode 21 which determines the response threshold of the thyristor 14. A resistor 22 is used to limit the current of the transistor 18 at the time of its open, a resistor 23 forms together with the input resistance of the thyristor 14 the load on the emitter follower mentioned. A diode 24 is used to discharge the Storage capacitor 20 when the thyristor 14 responds.

In Fig 3 ist weiterhin die mit einem Widerstand 25, einem Kondensator 26 und einer Diode 27 aufgebaute Differenzierkette 6 dargestellt. In Fig. 3 is also the one with a resistor 25, a capacitor 26 and a diode 27 constructed differentiating chain 6 is shown.

Der Verstärker 3 ist mit zwei Transistoren 28, 29 (Fig. 4) mit direkten Kopplungen zwischen den stufen ausgelegt. Der Gleichstrombetrieb des Verstärkers wird von der RC-Kette mit Widerständen 30, 31 und einem Kondensator 32 gewährleistet. The amplifier 3 has two transistors 28, 29 (Fig. 4) with direct Couplings designed between the stages. The DC operation of the amplifier is used by the rc chain Resistors 30, 31 and a capacitor 32 guaranteed.

Widerstände 33, 34 dienen als Belastung in den Verstärkungs stufen. Die Kondensatoren 55, 36 sind zur Trennung der Gleichstromkopplungen bestimmt. JL'in Widerstand 37 dient zur Kopplung mit Synchronisationskreisen. Ein Stabilisierelement 38 dient Maximumbegrenzer 5 dar Ausgangsspannungsamplitude des Verstärkers 3. Ein Kondensator 39 schließt die Erregung des Verstärkers 3 auf hohen Frequenzen aus.Resistors 33, 34 are used as a load in the gain stages. The capacitors 55, 36 are intended to separate the direct current couplings. JL'in Resistor 37 is used for coupling with synchronization circuits. A stabilizing element 38 is used for the maximum limiter 5 for the output voltage amplitude of the amplifier 3. A Capacitor 39 excludes the excitation of the amplifier 3 at high frequencies.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausgangsmeldeeinrichtung 4 enthält einen Transistor 40, in dessen Kollektorkreis ein elektromagnetisches Relais 41 eingeschaltet ist. Das Relais 41 ist durch einen Kondensator 42 geshuntet. Im Emitterkreis des Transistors 40 ist eine die Ansprechschwelle der Ausgangsmeldeeinrichtung 4 bestimmende Zenerdiode 43 vorhanden. In den Basiskreis des Transistors 40 sind als ein Demodulator dienende Dioden 44 und 45 sowie ein Kondensator 46 mit einem Widerstand 47 eingeschaltet. Der mit einem Widerstand 48 und einer Zenerdiode 49 ausgelegte Kreis dient zur Gewinnung eines Ausgangssignals für kontakt lose Automatikeinrichtungen. Das Relais 41 weist Kontakte 50, 51 auf, mit deren Hilfe entsprechende Meldelampen 52 und 53 ein- bzw. ausgeschaltet werden. The output reporting device 4 shown in FIG. 5 contains a Transistor 40, in the collector circuit of which an electromagnetic relay 41 is switched on is. The relay 41 is shunted by a capacitor 42. In the emitter circle of the The transistor 40 is a response threshold of the output signaling device 4 determining Zener diode 43 present. In the base circuit of the transistor 40 are used as a demodulator serving diodes 44 and 45 and a capacitor 46 with a resistor 47 switched on. The circuit designed with a resistor 48 and a Zener diode 49 is used for extraction an output signal for contactless automatic devices. The relay 41 has Contacts 50, 51 open, with the help of which corresponding indicator lamps 52 and 53 are switched on or off. turned off.

Der beschriebene Füllstandmelder von Schütt- und viskosen Gütern arbeitet folgendermaßen: Der Schwingungsgenerator 2 mit Stoßerregung erzeugt kurzzeitige Impulse, deren Dauer wesentlich kleiner, während die als die Takt dauer etliche Male größer t Eigenperiode des mechanischen Schwingungssystems 7 sind. Die von dem Schwingungsgenerator 2 erzeugten kurzzeitigen Impulse gelangen an die Wicklung 12 und erregen stoßartig Schwingungen im mechanischen Schwingungssystem 7. Da das letztere im ungedämpften Zustand eine hohe Güte aufweist, werden seine Schwingungen während der Zeitspannenzwischen nacheinanderfolgenden Impulsen noch nicht gedämpft. The level indicator described for bulk and viscous goods works as follows: The vibration generator 2 with shock excitation generates short-term Impulses whose duration is much smaller, while the than the tact duration several times greater than the natural period of the mechanical oscillation system 7. The short-term pulses generated by the vibration generator 2 reach the Winding 12 and excite sudden vibrations in the mechanical vibration system 7. Since the latter has a high quality in the undamped state, its Oscillations during the time between successive pulses not muffled.

Während der Zeitspanne zwischen den Erregungsimpulsen werden die Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems 7 von derselben Spule 12 aufgenommen und in Wechselspannung umgewandelt, die dem Eingang des mit der Spule 12 gekoppelten Verstärkers 3 zugeführt wird. Die vom Verstärker 3 verstärkter mit der Eigenfrequenz des mechanischen Jchwingungssstems 7 frequenzgleiche Wechselspannung gelangt an den Eingang der Ausgangsme ldeeinrichtung 4. During the period between the excitation pulses, the Vibrations of the mechanical vibration system 7 picked up by the same coil 12 and converted to AC voltage that is applied to the input of the coil 12 coupled Amplifier 3 is supplied. The amplified by the amplifier 3 with the natural frequency of the mechanical oscillation system 7, alternating voltage of the same frequency is applied the input of the output signaling device 4.

In der Ausgangsmeldeeinrichtung 4 wird diese Wechselspannung in Gleichspannung umgewandelt, die das elektromagnetische Stellrelais 41 errogt uid zum Auslösen rings. Das Relais schaltet durch seine Kontakte 50 und 51 den Speisekreis der Lampe 52 bzw. 53 ein, die da Vorhandensein bzv.das Fehlen des Meßgutes auf der Einstellungshöhe des mechanischen Schwingungssystems 7 signalisiert. Die vom Verstärker 5 verstärkte Wechselspannung wird ankommend an den Spannungs amplitudenb e -grenzer 5 der Maximumbegrenzung derart unterzogen, daß am Begrenzerausgang eine nahezu rechteckige Wechselspannung entsteht. In the output signaling device 4, this alternating voltage is converted into direct voltage converted, which errogt the electromagnetic control relay 41 uid to trigger rings. The relay switches the supply circuit of the lamp 52 through its contacts 50 and 51 or 53, indicating the presence or absence of the material to be measured at the setting height of the mechanical oscillation system 7 signals. The amplified by amplifier 5 AC voltage is arriving at the voltage amplitude limiter 5 of the maximum limitation subjected in such a way that at the limiter output an almost rectangular one AC voltage arises.

Mit Hilfe der an den Ausgang des Begrenzers 5 angeschlossenen Differenzierkette 6 werden diese Impulse differenziert. Infolgedessen entsteht am Ausgang der Differenzierkette 6 eine Folge synchronisierender Impulse, jeder von denen zeitlich mit dem Beginn der Schwingungsperioden des mechanischen Schwingungssystems 7 übereinstimmt.With the help of the differentiating chain connected to the output of the limiter 5 6 these impulses are differentiated. As a result, the chain of differentiation occurs at the output 6 a sequence of synchronizing pulses, each of which timed at the beginning of the oscillation periods of the mechanical oscillation system 7 coincides.

Die synchronisierenden Impulse lösen den Schwingungsgene rator 2 mit Stoßerregung zu den Zeitpunkten aus, die streng mit dem Beginn der Eigenperioden des mechanischen Schwingungssystems 7 übereinstimmen. Da die Erregungsinpulse vom Ausgang des Schwingungsgenerators 2 an der mit dem mechanischen Schwingungssystem 7 in Wechselwirkung stehendeaSpule 12 ankommen, werden die von der letzteren erzeugten periodischen Einwirkungen streng in Phase mit den Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems 7 liegen und die Schwingungen werden damit auf seiner Eigenfrquenz gehalten. The synchronizing impulses release the vibration generator 2 with shock excitation at the points in time that strictly correspond to the beginning of the natural periods of the mechanical oscillation system 7 match. Since the excitation pulses from Output of the vibration generator 2 at the one with the mechanical vibration system 7 interacting coil 12 arrive, those generated by the latter periodic actions strictly in phase with the vibrations of the mechanical Oscillation system 7 lie and the oscillations are thus on its natural frequency held.

In dem Fall, wenn der Geber 1 des Vibrationsüllstandmelders in (las Meßgut eintaucht, wird die Güte des mechanischen Schwingungssystems 7 wesentlich vermindert und seine Schwingungen werden nach der Einwirkung auf das System 7 eines Erregerimpulses vom Schwingungsgenerabors 2 sehr schnell gedämpft. Infolgedessen gelangen an den Eingang der ausgangsmeldeeinrichtung 4 nur sehr kurzzeitige Erregerimpulse, die nach der Mittelung im mit den Bauelementen 40, 41, 42, 441 45, 46 und 47 (Fig. 5) aufgebauten Kreis im Basiskreis des Transistors 40 eine wesentlich unter der von der Zenerdiode 43 bestimmten Ansprechschwelle des Transistors liegende Gleichspannung erzeugen. Der Strom des Transistors 40 wird dabei vermindert, und das elektromagnetische Relais 41 wird ausgeschaltet. Durch die Kontakte 50, 51 des Relais 41 wird die entsprechende Lampe eingeschaltet, die vom Vorhandensein des Meßgutes auf der Einstellungshöhe des Gebers signalisiert.In the event that the transmitter 1 of the vibration level indicator is immersed in the material to be measured, the quality of the mechanical vibration system 7 is significantly reduced and its vibrations are reduced after the action on the system 7 an excitation pulse from the vibration generator 2 damped very quickly. As a result, only very brief excitation pulses reach the input of the output signaling device 4, which after averaging in the circuit in the base circuit of the transistor 40 built up with the components 40, 41, 42, 441 45, 46 and 47 (FIG the Zener diode 43 generate specific response threshold of the transistor lying DC voltage. The current of the transistor 40 is reduced and the electromagnetic relay 41 is turned off. Through the contacts 50, 51 of the relay 41, the corresponding lamp is switched on, which signals the presence of the material to be measured at the setting level of the transmitter.

Änderungen der Eingenfrequenz des mechanischen Schwingungssystems 7, die unter Betriebsbedingungen infolge einer anderung seiner Masse z. B. aufgrund von festklebenden Meßgut oder infolge einer mit Umgebungstemperaturänderungen bzw. mit Alterung des Schwingungssystems. verbundenen änderung der Steifigkeit möglich sind, werden keinerlei Auswirkungen auf Änderungen der Erregugsbedingungen des Schwingungssystems haben, da in Übereinstimmung mit den Frequenzänderungen des Schwingungssystems die zeitliche Lage der synchronisierenden Impulsen verändert wird. Changes in the natural frequency of the mechanical oscillation system 7, which under operating conditions as a result of a change in its mass z. B. due to of stuck material to be measured or as a result of changes in ambient temperature or with aging of the vibration system. associated change in stiffness is possible have no effect on changes in the excitation conditions of the oscillation system have, since in accordance with the frequency changes of the vibration system the the timing of the synchronizing pulses is changed.

Damit wird im vorliegenden Füllstandmelder aufgrund der periodischen Zwangerregung der Schwingungen des mechani schen Schwingungssystems mit Hilfe des Schwingungsgenerators 2 mit Stoßerregung, der mit der durch Umwandlung derselben Schwingungen gewonnenen Wechselspannung synchronisiert wird, eine strenge Übereinstimmung der Erregungseinwirkung mit der Eigenfrequenz des mechanischen Schwingungssystems erreicht. Letzten Endes hat dies eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des Melders und eine Vereinfachung der Gestaltung des Gebers, eines seiner anfälligsten Bauelemente , zu Folge. L e e r s e i t e This means that in the present level indicator due to the periodic Forced excitation of the vibrations of the mechanical vibration system's rule with the help of the Vibration generator 2 with shock excitation, which with the conversion of the same Oscillations obtained alternating voltage is synchronized, a strict match the excitation effect with the natural frequency of the mechanical Vibration system reached. Ultimately, this has an increase in reliability of the detector and a simplification of the design of the encoder, one of its most vulnerable Components, as a result. L e r s e i t e

Claims

Vibration level indicator for bulk and viscous goods consisting of one in the manner of a mechanical vibration system and one with this System interacting device for moving the mechanical oscillation system in vibrations and conversion of these into electrical vibrations, which by means of a Amplifier is electrically coupled to an output signaling device, gekennyeichnet by a vibration generator (2) with shock excitation of the vibrations of the mechanical Vibration system (7), its output to the level sensor (1) and to the input an amplifier (3) is connected, a voltage amplitude limiter (5), the input of which is fed to the output of the amplifier (3), and leads the differentiating chain (6) the input side to the output of the voltage amplitude limiter (5) and On the output side with the vibration generator (2) with shock excitation of the vibrations of the mechanical vibration system (7) is electrically coupled.

PATENT CLAIM