DE2907900A1 - Regulator to control liquid level - has resistive probe coupled to regulator to allow tank discharge to be controlled - Google Patents

Regulator to control liquid level - has resistive probe coupled to regulator to allow tank discharge to be controlled

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    • G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
    • G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
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    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/241—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid for discrete levels

Abstract

A liquid level controller to maintain a constant flow discharge from a tank is designed to provide high accuracy and to be unresponsive to transients caused by surface wave action. A resistive probe (1a) mounted on an insulated bracket (3) provides an accurate value for the height of the liquid (N) in the tank. The regulator circuit (4) operates on a sampling time base selected to ensure that any short duration transients are ignored. Liquid level is maintained at the required value by the regulator output being used to control the setting of a valve (6) located in the discharge line (7). When operating in this mode the pumped supply operates at a preset value. An alternative mode uses the regulator signal to control the pump.

Description

Messgerät zum Ermitteln und Anzeigen von Measuring device for determining and displaying

Anderungen einer konstant zu haltenden Niveauhöhe eines Flüssigkeitsspiegels Die Erfindung betrifft ein Messgerät zum Ermitteln und Anzeigen von iCnderungen einer konstant zu haltenden Niveauhöhe eines Flüssigkeitsspiegels durch Widerstandsmessung. Changes in a level of a liquid level that is to be kept constant The invention relates to a measuring device for determining and displaying changes a level of a liquid level to be kept constant by measuring the resistance.

Bei verschiedenen automatischen Herstellungsverfahren ist es erforderlich , die Niveauhöhe eines Flüssigkeitsspiegels möglichst konstant zu halten. Dies ist beispielsweise bei Kartonmaschinen der Fall, wo ein ständiger Wasserzufluss und Wasserabfluss stattfindet und beim Wasserüberlauf an Rundsieben ein weitgehend gleichbleibender Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten werden muss. Um dies zu erreichen, wird die Niveauhöhe des Flüssigkeitsspiegels gemessen und Anderungen entweder von Hand oder automatische ausgeglichen.It is required in various automatic manufacturing processes to keep the level of a liquid level as constant as possible. This is This is the case, for example, with cardboard machines, where there is a constant flow of water and Water drainage takes place and a largely constant rate of water overflow on round sieves Fluid levels must be maintained. To achieve this, the Level of the liquid level measured and changes either by hand or automatic balanced.

Bekannt sind hierfür Druckmessdosen3 die Druckschwankungen aufgrund veränderter Flüssigkeitshöhen übertragen. Mit solchen Druckmessdosen, auch wenn sie empflindlich gestaltet werden können, ist es schwierig, kleinere Druckschwankungen zu messen, da eine Andering des Flüssigkeitsniveaus von beispielsweise nur etwa - 0,2 cm lediglich eine sehr geringe Druckänderung bewirkt, Ferner sind solche Druckmessdosen verhältnismässig kompliziert und daher kostspielig. Zum Betreiben der Druckmessdose muss ein Gegendruck erzeugt werden. Hierzu wird reine, gefilterte und staubfreie Messinstumentenluft benötigt, die über einen Kompressor erzeugt und gefiltert wird.The pressure fluctuations due to pressure measurement cells3 are known for this of changed liquid levels. With such Pressure cells, even if they can be made sensitive, it is difficult to cope with minor pressure fluctuations to measure, since a change in the liquid level of, for example, only about - 0.2 cm causes only a very small change in pressure. Furthermore, such pressure cells are relatively complicated and therefore expensive. For operating the pressure load cell a counter pressure must be generated. This is done using pure, filtered and dust-free Instrument air is required, which is generated and filtered by a compressor.

Ein anderes bekanntes Messverfahren beruht auf Anderung des Lurtwiderstandes bei Schwankungen der Niveauhöhe des Flüssigkeitsspiegels. Bei diesem Verfahren wird ein Rohr verwendet, das über dem Flüssigkeitsspiegel geführt und durch das Luft geleitet wird. Wenn sich der Abstand zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem Rohrende >ndert, ändert sich auch der Luftwiderstand, der dann gemessen wird. Dieses Verfahren ist nicht sehr genau, da äussere Einflüsse nicht ausgeschaltet werden können.Another known measuring method is based on changing the Lurt resistance in the event of fluctuations in the level of the liquid level. In this procedure a tube is used that runs above the liquid level and through the air is directed. When the distance between the liquid level and the end of the pipe > changes, the air resistance, which is then measured, also changes. This method is not very precise, as external influences cannot be eliminated.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Messgerät zum Ermitteln und Anzeigen von Kriderungen einer konstant zu haltenden Niveauhöhe eines Flüssigkeitsspiegels durch Widerstandsmessung zu schaffen, das eine problemlose und genaue Messung gestattet, einfach zu handhaben, weitgehend wartungsfrei und wirtschaftlich herzustellen ist.The object of the invention is to provide a measuring device for determining and displaying of a level of a liquid level that has to be kept constant to create by measuring resistance, which allows a problem-free and accurate measurement, easy to use, largely maintenance-free and economical to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch ein Messgerät der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine zur elektrischen Widerstandsmessung ausgelegte, auf verschiedene Niveauhöhen des Flüssigkeitsspiegels einstellbare und in die Flüssigkeit (v) eintauchbare Meßsonde (1) vorgesehen und über einen Stromkreis an einem Regler angeschlossen ist.This task is performed by a measuring device of the type mentioned at the beginning solved, which is characterized in that one for electrical resistance measurement designed, adjustable to different levels of the liquid level and A measuring probe (1) which can be immersed in the liquid (v) is provided and via a circuit is connected to a controller.

Der Regler ist auf entsprechende Bezugswerte einstellbar und weist einen Korrekturkreis zur Regulierung des Flüssigkeitsablaufes oder des Flüssigkeitszulaufes auf. Dem Korrekturkreis ist ein Signalgeber zugeordnet und er ist vorzugsweise auf einen Zeitwert einstellbar.The controller can be set to appropriate reference values and has a correction circuit for regulating the liquid flow or the liquid supply on. A signal generator is assigned to the correction circuit and is preferably open a time value adjustable.

Der Korrekturkreis ist mit einem Steuerventil einer Ablaufleitung oder mit einer Pumpenregelung einer Zulaufleitung für Flüssigkeit verbunden.The correction circuit is a drain line with a control valve or connected to a pump control of a supply line for liquid.

Mit dem erfindungsgemässen Messgerät wird die Niveauhöhe der Flüssigkeit durch eine in die Flüssigkeit getauchte Spitze der Meßsonde gemessen.Voraussetzung hierfür ist, dass eine leitende Flüssigkeit vorliegt. Wasser, das bei Industrieverfahren verwendet wird, erfüllt dieses Erfordernis. Die Grösse der von einer solchen leitenden Flüssigkeit benetzten Fläche der Spitze der Meßsonde ist ein Kriterium für den elektrischen Widerstand zwischen der Flüssigkeit und der Meßsonde. Der Widerstand wird im Regler verarbeitet, der auf einen entsprechenden Bezugswert als Nullwert der Niveauhöhe des Flüssigkeitsspiegels geeicht ist.With the measuring device according to the invention, the level of the liquid measured by a tip of the measuring probe immersed in the liquid this is that there is a conductive liquid. Water used in industrial processes is used meets this requirement. The size of such a senior Liquid wetted area of the tip of the measuring probe is a criterion for the electrical Resistance between the liquid and the measuring probe. The resistance is in the regulator processed, which is based on a corresponding reference value as a zero value of the level height the liquid level is calibrated.

Der Regler ist mit einem Korrekturkreis ausgerüstet, der Korrekturen der Niveauhöhe des Flüssigkeitsspiegels automatisch durchführt. Zu diesem Zweck wird der Regler auf einen Zeitwert eingestellt, so dass nur echte Anderungen der Niveauhöhe angezeigt werden und nicht Kurzzeitschwankungen, die beispielsweise auf Wellenbewegungen zurückzuführen sind, die das Flüssigkeitsniveau an sich nicht verkndern. Solche Wellenbewegungen dürfen nur im Mittel auf genommen werden. Durch die Zeitwerteinstellung wird der wahre Wert des Flüssigkeitszuflusses und -abflusses erst nach einer vorgegebenen Zeitspanne angegeben. Sobald eine Korrektur des Flüssigkeitsspiegels erforderlich ist, wird der Zufluss oder der Abfluss der Flüssigkeit geregelt.The controller is equipped with a correction circuit, the corrections the level of the liquid level is carried out automatically. To this end the controller is set to a time value so that only real changes in the Level height are displayed and not short-term fluctuations, for example on Wave movements can be traced back, which do not change the liquid level per se. Such wave movements may only be recorded on average. By setting the time value the true value of the liquid inflow and outflow only becomes apparent after a predetermined one Time span specified. As soon as a correction of the fluid level is required the inflow or outflow of the liquid is regulated.

Der Korrekturkreis ist vorzugsweise so ausgelegt, dass stets eine Korrektur bestimmter Grösse automatisch vorgenommen wird.The correction circuit is preferably designed so that there is always one Correction of certain size is made automatically.

Er ist entweder mit einem Steuerventil eines Pldssigkeitsablaufs oder mit einer Pumpenregelung für den Flüssigkeitszulauf verbunden. Tritt eine Störung auf, betätigt der Korrekturkreis im Regler das entsprechende Stellglied. Wenn nach der eingestellten Anzahl der Korrekturen, beispielsweise zwei oder drei Korrekturen gleicher Art im Zeitintervall, die Störung nicht behoben wird, erfolgt keine weitere automatische Korrektur, sondern es wird ein Warnsignal gesendet. Die Bedienungsperson wird dann von Hand entsprechend korrigieren oder die Störung beseitigen.It is either a liquid drain or with a control valve connected to a pump control for the liquid supply. A malfunction occurs on, the correction circuit in the controller operates the corresponding actuator. If after the set number of corrections, for example two or three corrections of the same type in the time interval that the fault is not rectified, no further occurs automatic correction, but a warning signal is sent. The operator will then correct accordingly by hand or eliminate the fault.

Mit dem erfindungsgemässen Messgerät kann eine änderung der Niveauhöhe iis Flüssigkeitsspiegels frühzeitig erkannt und es kann entsprechend eingegriffen werden. Die Meßsonde ist nicht aufwendig und ihre Spitze ist unempfindlich, praktisch wartungsfrei und kann einfach durch Wasser abgespült werden.With the measuring device according to the invention, a change in the level height iis liquid level is detected at an early stage and appropriate action can be taken will. The measuring probe is not expensive and its tip is insensitive, practical maintenance-free and can simply be rinsed off with water.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Mess- und Regelschemas für das erfindungsgemässe Messgerät erläutert.The invention is based on a measurement shown in the drawing and control schemes for the measuring device according to the invention are explained.

In seiner einfachsten Form besteht das Messgerät aus einer Meßsonde 1 mit einer konischen Spitze la, die über einen Stromkreis 2, 2a an einem Regler 4 angeschlossen ist. Die Meßsonde ist durch eine isolierte Befestigung 3 an einem Flüssigkeitsbehälter B höhenverstellbar angebracht. Die Spitze la der Meßsonde 1 ist in die Flüssigkeit F im Flüssigkeitsbehälter B eingetaucht, derart, dass eine bestimmte Mantelfläche der Spitze von der Flüssigkeit F umspült wird. Die eingestellte Niveauhöhe N der Flüssigkeit F soll konstant bleiben bzw. konstant gehalten werden.In its simplest form, the measuring device consists of a measuring probe 1 with a conical tip la, which is connected to a controller via a circuit 2, 2a 4 is connected. The measuring probe is by an insulated attachment 3 on a Liquid container B attached so that it can be adjusted in height. The tip la of the measuring probe 1 is immersed in the liquid F in the liquid container B such that a The liquid F flows around a certain surface of the tip. The set The level N of the liquid F should remain constant or be kept constant.

In der Nähe des Bodens des Flüssigkeitsbehälters B ist eine Ablaufleitung 7 für die Flüssigkeit vorgesehen, während ober-8.Near the bottom of the liquid container B is a drain pipe 7 intended for the liquid, while upper-8.

halb des Flüssigkeitsspiegels eine Zulaufleitung in den Flüssigkeitsbehälter B mündet.half of the liquid level a feed line into the liquid container B opens.

Der Regler 4 ist schematisch dargestellt und enthält die einzelne Regelkreise (nicht dargestellt), die für verschiedene durchzuführende Arbeiten ausgelegt sind, nämlich einen Korrekturkreis, einen Zeittaktkreis und einen Signalgeber. Die einzelnen Bauteile bzw. Regelkreise sind nicht gezeigt, da es sich um Schaltungen handelt, die an sich bekannt sind und noch ihrer Funktion ausgewählt werden können. Der Korrekturkreis wird so eingestellt, dass er jeweils eine Korrektur bestimmter Grösse vornimmt. Er ist vorzugsweise mit einem Zeitstellkreis versehen, der auf eine bestimmte Zeitspanne zwischen zwei Korrekturvorgängen, die sogenannte Totzeit, eingestellt wird. Sobald eine Korrektur vom Regler 4 vorgenommen ist, schaltet die Totzeit ein, während der sich das Flüssigkeitsniveau einpendelt. Wenn nach Ablauf der eingestellten Totzeit die gewünschte Niveauhöhe noch nicht erreicht ist, erfolgt eine weitere Korrektur.The controller 4 is shown schematically and contains the individual Control loops (not shown) designed for various work to be carried out are, namely a correction circuit, a timing circuit and a signal generator. the individual components or control loops are not shown because they are circuits acts that are known per se and can still be selected for their function. The correction circle is set in such a way that it determines a correction in each case Greatness. It is preferably provided with a time setting circuit, the to a certain period of time between two correction processes, the so-called dead time, is set. As soon as a correction has been made by controller 4, the Dead time during which the liquid level levels off. If after expiration The desired level has not yet been reached after the set dead time has elapsed another correction.

Korrektur- und Zeitstellkreis können so ausgelegt und eingestellt werden, dass beispielsweise nach drei Korrekturen keine weitere Korrektur erfolgt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel zu diesem Zeitpunkt nicht die gewünschte Höhe erreicht hat, wird ein Signal gegeben, das der Bedienungsperson anzeigt, dass eine grössere Störung vorliegt.Correction and timing circuit can be designed and set in this way be that after three corrections, for example, no further correction is made. If the liquid level does not reach the desired level at this point a signal is given which indicates to the operator that a larger There is a fault.

Die Korrektur kann entweder durch Flüssigkeitsablauf oder durch Flüssigkeitszulauf vorgenommen werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Korrekturkreis des Reglers 4 über eine elektrische Leitung 5 mit einem in der Ablaufleitung 7 eingebauten Steuerventil 6 verbunden. Bei Anstieg der Niveauhöhe N des Flüssigkeitsspiegels wird das Steuerventil 7 entsprechend dei im Korrekturkreis eingestellten Korrekturgrösse weiter geöffnet oder weiter geschlossen, wenn die Niveauhöhe N sinkt. In diesem Fall bleibt der Zulauf der durch eine Pumpe 9 in der Zulaufleitung 8 geförderten Flüssigkeitsmenge konstant.Correction can be made either by draining the fluid or by adding fluid be made. In the illustrated embodiment, the correction circuit is of the controller 4 via an electrical line 5 with a built-in in the drain line 7 Control valve 6 connected. When the level N of the liquid level rises the control valve 7 is adjusted according to the correction variable set in the correction circuit further open or further closed when the level height N falls. In this In this case, the feed remains that is conveyed by a pump 9 in the feed line 8 Constant amount of liquid.

Andererseits kann der Korrekturkreis mit einer Pumpenregelung (nicht dargestellt) verbunden werden. In diesem Fall wird bei erforderlichen Korrekturen die Förderleistung der Pumpe 9 erhöht oder gedrosselt. Der Ablauf der Flüssigkeit bleibt dabei konstant.On the other hand, the correction circuit can be equipped with a pump control (not shown). In this case, if corrections are required the delivery rate of the pump 9 increased or throttled. The drain of the liquid remains constant.

Der Stromkreis 2, 2a der Meßsonde 1 wird auf einen Bezugswert, d. h. auf einen Mess-Istwert geeicht. Dieser wird auf O gestellt, wenn über eine Langzeit eine bestimmte gleichbleibende Spannung herrscht, die der umspülten Fläche der Spitze la der Meßsonde 1 entspricht. Solange diese Spannung während des Betriebs der Maschine gleich bleibt, zeigt das Messgerät den Messwert O an, bzw. verharrt in Ruhestellung. Dabei erfolgt eine kontinuierliche Messung, die jedoch ohne Einfluss auf das Messgerät ist. Sobald aber eine Störung im Flüssigkeitsniveau auftritt, also der Istwert über- oder unterschritten wird, tritt der Regler 4 in Funktion.The circuit 2, 2a of the measuring probe 1 is set to a reference value, i.e. H. calibrated to an actual measured value. This is set to O if over a long term there is a certain constant tension, that of the surface of the tip that is washed around la corresponds to the measuring probe 1. As long as this voltage during the operation of the machine remains the same, the measuring device displays the measured value O or remains in the rest position. This takes place a continuous measurement, but without any influence on the meter. But as soon as there is a disturbance in the fluid level, so the actual value is exceeded or not reached, the controller 4 comes into operation.

Durch die Trägheitseinstellung der Regelkreise im Regler 4 wird erreicht, dass der wahre Wert des Stroflusses, entsprechend dem Widerstand zwischen der Spitze la der Meßsonde 1 und der Flüssigkeit F, erst nach einer vorgegebenen Zeit erreicht wird. Auf diese Weise lässt sich auch bei Wellenbewegung ein weitgehend genauer Messwert ermitteln.The inertia setting of the control loops in controller 4 achieves that the true value of the current flow, corresponding to the resistance between the tip la of the measuring probe 1 and the liquid F, only reached after a predetermined time will. In this way, a largely more accurate picture can be obtained even when there is a wave movement Determine the measured value.

Das erfindungsgemässe Messgerät ermöglicht demnach Langzeitstörungen auf zunehmen, wobei vorübergehende Störungen unberücksichtigt bleiben.The measuring device according to the invention therefore enables long-term disturbances to increase, whereby temporary disturbances are not taken into account.

Das Mess- und Regelschema zeigt die Einfachheit des Mess- und Korrekturvorganges sowie die leichte Handhabung des erfindungsgemässen Messgerätes, das automatische Korrekturen bei Anderungen der Niveauhöhe N eines konstant zu haltenden FlUssigkeitsspiegels in bestimmten Grössenordnungen vornimmt, bei grösseren Störungen aber ein Signal sendet. Die Widerstandsmessung anhand umspülter Flächenbereiche der Spitze la der Meßsonde 1 ist unkompliziert und genau, so dass mit grosser Sicherheit und dabei auf einfache Weise ein gewünschter Flüssigkeitsspiegel konstant gehalten werden kann.The measurement and control scheme shows the simplicity of the measurement and correction process and the easy handling of the measuring device according to the invention, the automatic Corrections for changes in the level N of a liquid level to be kept constant in a certain order of magnitude, but a signal in the case of larger disturbances sends. The resistance measurement based on the surface areas of the tip la the washed around Measuring probe 1 is uncomplicated and accurate, so that with great certainty and at the same time a desired liquid level can be kept constant in a simple manner can.

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Claims (5)

A n s p r ü c h e 1. Messgerät z' Ermitteln und Anzeigen von Anderungen einer konstant zu haltenden Niveauhöhe eines Flüssiglçeitsspiegels durch Widerstandsmessung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine zur elektrischen Widerstandsmessung ausgelegte, auf verschiedene Niveauhöhen (N) des Flüssigkeitsspiegels einstellbare und in die Flüssigkeit (F) eintauchbare Meßsonde (1) vorgesehen und über einen Stromkreis (2, 2a) an einem Regler (4) angeschlossen ist. R e p e r i ts 1. Measuring device z 'Determination and display of changes a level of a liquid level to be kept constant by measuring the resistance, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that one is used to measure electrical resistance designed, adjustable to different levels (N) of the liquid level and a measuring probe (1) which can be immersed in the liquid (F) is provided and via a circuit (2, 2a) is connected to a controller (4). 2. Messgerät nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) auf entsprechende Bezugswerte einstellbar it und einen Korrekturkreis zur Regulierung eines Flüssigkeitsablaufes oder eines Flüssigkeitszulaufes aufweist. 2. Measuring device according to claim 1> characterized in that the Controller (4) can be set to appropriate reference values and a correction circuit for regulating a liquid outflow or a liquid inflow. 3. Messgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Korrekturkreis ein Signalgeber zugeordnet ist. 3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the correction circuit a signal transmitter is assigned. 4. Messgerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturkreis aur einen Zeitwert einstellbar ist. 4. Measuring device according to claim 2 and 3, characterized in that the correction circuit can only be set for a time value. 5. Messgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regulierung der Niveauhöhe (ion) des Flüssigkeitsspiegels der Korrekturkreis über eine Leitung (5) mit einem Steuerventil (6) einer Ablaufleitung (7) oder über eine Leitung mit einer Pumpenregelung für die Förderleistung einer Pumpe (9) in einer Zulaufleitung (8) verbunden ist. 5. Measuring device according to claims 1 to 4, characterized in that that the correction circuit is used to regulate the level (ion) of the liquid level via a line (5) with a control valve (6) a drain line (7) or via a line with a pump control for the delivery rate of a pump (9) in a feed line (8) is connected.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3411153A1 (en) * 1983-03-28 1984-10-04 Elvio Villar S. Costanzo Cuneo Bernardi AUTOMATIC CONDENSATE DRAIN VALVE IN COMPRESSED AIR SYSTEMS
WO1998038556A1 (en) * 1997-02-27 1998-09-03 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. A method of regulating the level in a buffer tank
WO2017054788A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Biovendor Instruments A.S. Multi-axis handling device designed to transfer biological samples and a method of transferring biological samples using the multi-axis handling device

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