DE2947109A1 - Leitwertfuehlsonde - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Leitwertfühlsonden, die manchmal auch als RF-Sonden bezeichnet und dazu verwendet werden,
den Zustand und/oder den Pegel von Materialien zu bestimmen.
Es sind bereits Leitwertfühlsonden und/oder RF-Fühlsonden
bekannt, die eine Kapazität für die Messung der Natur und der Zusammensetzung sowie für den Pegel von Materialien
aufweisen, so daß die Pegelablesung in etwa bezüglich Änderungen der Dielektrizitätskonstante des Materials
kompensiert werden kann, dessen Pegel zu messen ist (US PSen 2 622 442 und 3 230 770). Dabei wird eine langgestreckte
Sonde verwendet, die eine leitende Pegelmessungssondenelektrode sowie eine leitende Bezugs- oder Zusammensetzungssondenelektrode
aufweist, welche in Längsrichtung im Abstand von den Pegelsondenelektroden angeordnet sind, so daß sie einem
Ende der Sondenkonstruktion näher sind. Die Zusammensetzungssondenelektrode übt die wesentliche Funktion zum Kompensieren
von Änderungen in der Dielektrizitätskonstante der Materialien innerhalb des Behälters aus, in welchem die Sonde eingeführt
ist, so daß das Pegelmeßsondenelement genau den Pegel der Materialien trotz Änderungen der Dielektrizitätskonstante
der Materialien innerhalb des Behälters messen kann.
Obwohl die Verwendung der Zusammensetzungssondenelektrode Änderungen
der Dielektrizitätskonstanten kompensiert und deshalb die Genauigkeit der Sonde verbessert, kann der Einsatz der
Zusammensetzungssondenelektrode ein Streuen und ein Lecken erzeugen, was die Pegelmessung stört. So sind beispielsweise
bei den bekannten Anordnungen Leiter verwendet, die von der Pegelmeßsondenelektrode weg führen, die sich in unmittelbarer
Nähe der Pegelmeßsondenelektroden erstreckt und eine unerwünschte Kapazität erzeugen könnte, welche die Pegelmessung und/oder
die Zusammensetzungsmessung stört bzw. verzerrt, die ihrerseits die kompensierte Pegelmessung verzerren würde. Darüber
hinaus könnte eine Streuung bzw. eine Randwirkung zwischen
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den Zusammensetzungssondenelektroden und den Pegelmeßsondenelektroden
mit der gleichen Wirkung eintreten. Zusätzlich zu den Streueffekten zwischen den Pegelmeßsondenelektroden
und den Zusammensetzungsmeßsondenelektroden können ernsthafte Streueffekte bzw. Randeffekte zwischen den Zusammensetzungsmeßsondenelektroden
und dem Behälter auftreten. Da man das Zusammensetzungssondenelement in unmittelbarer Nähe
des Behälterbodens anordnen möchte um zu gewährleisten, daß das Zusammensetzungssondenelement immer eingetaucht ist,
ist es erforderlich, das Zusammensetzungssondenelement am Ende des Sondenaufbaus anzuordnen und deshalb der Streuung
bzw. der Randwirkung bezüglich des Behälterbodens auszusetzen. Dies kann natürlich die Fähigkeit des Zusammensetzungssondenelements
beeinträchtigen, Änderungen der Dielektrizitätskonstante des Materials im Behälter genau zu kompensieren.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Leitwertmeßsondenvorrichtimg so auszubilden, daß
der Zustand der Materialien in einem Behälter einschließlich eines kompensierten Pegels unabhängig von Änderungen der
Zusammensetzung, der Dichte oder der Dielektrizitätskonstante der Materialien genau gemessen werden kann. Die erfindungsgemäße
Anordnung soll an einer einzigen Stelle in den Behälter einführbar sein, so daß ihr Einsatz unter einer Vielfalt von
Bedingungen, einschließlich der Retromontage vorhandener Behälter erleichtert wird.
Die erfindungsgemäße Sondenvorrichtung soll in der Lage sein,
Zustände in der Nähe des Behälterbodens zu messen, sie soll leicht gereinigt werden können, von Sonden in unmittelbarer
Nähe eines Rührers oder anderer Bedingungen am Boden eines Behälters unbeeinflußt bleiben, einfach, robust und zuverlässig
sowie billig sein, zusammen mit isolierenden oder leitenden Materialien benutzbar sein und von Druckänderungen
nicht beeinträchtigt werden. Sie Sondenvorrichtung soll weiterhin die Installierung elektronischer Schaltungen ent-
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fernt von der Sonde ermöglichen, in einfacher Weise vorher eichbar sein, wobei die Sonde dafür in der Lage sein muß,
ohne daß Beschichtungseinflüsse berücksichtigt werden, und die vorstehenden Vorteile ermöglichen, während gleichzeitig
Änderungen der Dielektrizitätskonstante der Sondenisolierung kompensiert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Leitwertfühlsonde gelöst, die
in der Lage ist, den Pegel von Materialien zu fühlen. Diese Sonde hat eine Pegel- oder Zustandsmeßsondenelektrode mit
einem leitenden Material sowie eine Zusammensetzungsmeßsondenelektrode oder eine Zusammensetzungssondenelektrode
mit einem leitenden Material. Zwischen einem Leiter, der von einer der Elektroden weggeht, und der weiteren Elektrode ist
eine Abschirmung mit einem leitenden Material angeordnet. Die Abschirmung ist ebenfalls zwischen dem Leiter und den
Materialien innerhalb des Behälters vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist die leitende Abschirmung ebenfalls zwischen
den Sondenelementen angeordnet. Schließlich kann sich die leitende Abschirmung über die Zusammensetzungssondenelektrode
hinaus erstrecken, die an einem Ende der Sonde angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sonde länglich ausgebildet. Die Zusammensetzungssondenelektrode
und die Pegelmeßsondenelektrode sind in Längsrichtung in einem Abstand zueinander längs der Sonde angeordnet, wobei die
Gesamtlänge der Zusammensetzungssondenelektrode geringer als die der Pegelelektrode ist, wodurch gewährleistet ist, daß
die Zusammensetzungselektrode voll und dauernd eingetaucht ist. Die leitende Abschirmung und der Leiter verlaufen in Längsrichtung
über der Sonde. Die Zusammensetzungssondenelektrode und die Pegelmeßsondenelektrode sind vorzugsweise im wesentlichen
zylindrisch. Der Leiter erstreckt sich durch die Pegelmeßsondenelektrode in eine Richtung insgesamt parallel zur Achse
der Sonde. Die Abschirmung erstreckt sich ebenfalls über die
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Pegelmeßsondenelektrode in eine Richtung insgesamt parallel zur Achse der Sonde derart, daß sie zwischen dem Leiter und
der zylindrischen Sondenelektrode angeordnet ist. Die gesamte Sonde einschließlich der Pegelmeßsonde, der Zusammensetzungselektrode und des Abschnitts der Abschirmung, der sich über
die Zusammensetzungssondenelektrode hinaus erstreckt, sowie der Abschnitt der Abschirmung, der sich radial nach außen
zwischen der Pegelmeßsondenelektrode und der Zusammensetzungssondenelektrode erstreckt, ist mit einer Isoliereinrichtung
überdeckt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Koaxialkabel mit dem inneren Leiter versehen, das
als Leiter dient, der zur Zusammensetzungssondenelektrode und dem äußeren Leiter führt, der einen Teil der Abschirmung
bildet.
Bei einer weiteren Ausführungsform umschließt eine zylindrische Elektrode den Sondenaufbau, wodurch eine Voreichung des Aufbaus
möglich ist. Diese zusätzliche Elektrode kann mit der Sonde verwendet werden, wenn die Materialien in dem Behälter eine
ausreichend niedrige Viskosität haben, so daß sie in der Sonde zwischen der umschließenden Elektrode und der Isolierung,
Welche die Pegelmeß- und Zusammensetzungsmeßsondenelektroden bedeckt, frei nach oben und unten strömen kann.
Die Sonde gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann zusammen mit einer Schaltungseinrichtung benutzt werden, so daß die Leitwertmessung bzw. Admittanzmessung der Pegelmeßelektrode
mit der Admittanzmessung der Zusammensetzungssondenelektrode kombiniert werden kann, um den Pegel von Materialien
in dem Behälter zu bestimmen. Die Schaltung hat weiterhin Einrichtungen zum Treiben bzw. Steuern der Abschirmung auf
ein Potential, welches im wesentlichen gleich dem der Pegelmeßsondenelektrode und der Zusammensetzungsmeßsondenelektrode
ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein einzelnes längliches Leitwertfühlsondeneleitient, welches einen langgestreckten Sonden-
uu f bau aufweist. Das Element hat. eine leitende Pegelmeßsondenelektrode
und eine leitende Zusammensetzungssondenelektrode, die in Längsrichtung im Abstand von der Pegelmeßsondenelektrode
angeordnet ist und näher an einem Ende der Sonde liegt. Zwischen dem Pegelmeßsondenelement und dem Zusammensetzungssondenelement
und über das Zusammensetzungssondenelement an dem Ende der Sonde hinaus, erstreckt sich eine leitende
Abschirmung. Der gesamte Aufbau ist innerhalb eines Isoliermaterials eingeschlossen. Bei einer Ausführungsform ist eine
zylindrische Erdungselektrode oder Abschirmung um den Sondenaufbau herum angeordnet.
Der verwendete Ausdruck Pegel- oder Zustandsmeßelektrode bezeichnet
eine Elektrode, die in der Lage ist, den Materialpegel ohne Korrektur oder ohne Kompensation von Änderungen in dem
Material zu messen, beispielsweise der Dichte oder Dielektrizitätskonstante sowie von Änderungen der Dielektrizitätskonstante
der Sondenisolierung. Der verwendete Ausdruck Zusammensetzungsmeß-
oder Kompensationselektrode bezeichnet eine Elektrode, die in der Lage ist, verschiedene Änderungen zu messen, beispielsweise
der Materialdichte oder der Dielektrizitätskonstante sowie von Änderungen der Dielektrizitätskonstante der Sondenisolierung.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch im Schnitt eine erfindungsgemäße Sonde;
Fig. 2 die Sonde von Fig. 1 zusammen mit einem konzentrischen
Abschirmungselement zur Erleichterung genauer Ablesungen und zum Ermöglichen einer
Voreichung;
Fig. 3 im Schnitt das eine Ende der Sonde von Fig. 1;
Fig. 4 im Schnitt das andere Ende der Sonde von Fig. 1; und
Fig. 5 das Blockschaltbild einer in Verbindung mit den Sonden der Fig. 1 bis 4 verwendeten Schaltung.
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SCHIFF ν. FONER STREHL SCHOBEL-HOPF EBEJINGHAUS FINCK
Die in Fig. 1 gezeigte einzige längliche Sondenanordnung bzw. das gezeigte Einzelelement ermöglicht einen Einzeleintritt
in einen Behälter. Es hat eine Pegel- oder Zustandsmeßelektrode 10 und eine Zusammensetzungsmeß- oder Kompensationselektrode 12, die in Längsrichtung im Abstand von der Pegelelektrode
10 so angeordnet ist, daß sie dem Ende 14 der Sonde näher ist, welches sich in der Nähe des Bodens 16 eines
Behälters 18 befindet. Die Pegelmeßsonde 10 ist für das Messen des Pegels von Materialien ausgelegt, wenn der Pegel 20 sich
in dem Behälter 18 ändert. Die Zusammensetzungselektrode 12, die bezogen auf die Elektrode 10 kurz ist, ist immer unter
den Pegel 20 untergetaucht und kompensiert Änderungen in der Zusammensetzung, Dichte oder Dielektrizitätskonstante der
Materialien in dem Behälter 18 sowie des Isoliermaterials 36. Die Zusammensetzungselektrode 12, die ein leitendes Material
ebenso wie die Pegelmeßelektrode 10 hat, ist mit einer nicht gezeigten Schaltung mittels eines Leiters verbunden, beispielsweise
mittels einer Leitung oder einem Draht 22, der sich von dem Ende der Sonde 14 insgesamt längs der Achse der Sonde weg
erstreckt.
Erfindungsgemäß ist der Leiter 22 gegenüber der Pegelmeßelektrode 10 durch eine Einrichtung in Form einer leitenden Abschirmung
abgeschirmt, die einen äußeren Leiter 24 eines Koaxialkabels aufweist, dessen innerer Leiter der Leiter 22 ist. Der äußere
Leiter oder die Abschirmung 24 ist deshalb zwischen dem inneren Leiter 22 und der Pegelmeßelektrode 10 angeordnet, während sie
gleichzeitig zwischen dem Leiter 22 und den Materialien in dem Behälter 18 angeordnet ist. Dies hat zur Folge, daß die
Einflüsse einer Streukapazität oder der Admittanz bzw. des Leitwerts
zwischen dem Leiter 22 und den Materialien innerhalb des Behälters oder der Pegelmeßelektrode im wesentlichen ausgeschlossen
sind.
Erfindungsgemäß hat die Abschirmung der Sonde weiterhin ein
leitendes Element 28, welches sich von einer Verbindung 32 mit dem Leiter 24 im Bereich 30 nach außen erstreckt, so daß es
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zwischen der Pegelmeßelektrode 10 und der Kompensationselektrode 12 angeordnet ist. Die Länge des Elements 28 gemessen über
der Längsachse der Sonde ist sehr kurz und dient dazu, eine Streuung bzw. einen Randeinfluß zwischen den Elektroden 10
und 12 zu verhindern. Die Abschirmung erstreckt sich weiterhin axial längs der Sonde zu dem Ende 14, wo sie nach außen
in dem Bereich 34 verläuft und Störeffekte zwischen der Zusammensetzungselektrode
12 und dem Boden 16 des Behälters 18 verhindert. Die Länge des Schutzes 28, der über das Ende der
Elektrode hinaus verläuft, ist wesentlich für die Verhinderung von Streueinflüssen am Boden 16 des Behälters 18, der auf
Masse bzw. Erdpotential gehalten ist und sich in unmittelbarer Nähe des Sondenendes befindet. Es ist deshalb sehr
günstig, daß die sehr kleine Elektrode gut abgeschirmt ist.
Der Leiter 28 wird von den Elektroden 10 und 12 durch eine Isolation 29 getrennt, der gesamte Sondenaufbau ist mit
Isoliermaterial 36 vom Ende 14 nach oben an der Kompensationselektrode
12 und der Pegelmeßelektrode 10 vorbei überzogen.
Der gesamte Sondenaufbau kann erfindungsgemäß in einer zylindrischen
geerdeten Abschirmungselektrod<i 38 eingeschlossen werden, die im Abstand außerhalb des Isoliermaterials 36 angeordnet
ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Eine solche Erdungs- bzw. Massenelektrode 38 gewährleistet einen konstanten Abstand
zwischen den Elektroden 10 und 12 und Masse, so daß eine Mehrdeutigkeit ausgeschlossen ist, die sich ergeben könnte, wenn
der Abstand zur Wand des Behälters 18a unbekannt ist oder sich ändert, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Eine solche Elektrode
38 kann immer dann verwendet werden, wenn die Flüssigkeit relativ unviskos ist, beispielsweise keine Aufschlämmung ist,
so daß sie sich nach oben in den Raum zwischen der Sonde und der Abschirmung 38 entsprechend dem tatsächlichen Pegel 20
der Materialien in dem Behälter 18 bewegen kann. Dadurch kann die Sonde vorgeeicht bzw. vorkalibriert werden, da der Abstand
zur Wand des Behälters 18 belanglos wird. Die Elektrode 38 kann dann nicht verwendet werden, wenn das Material, dessen Pegel
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ORIGINAL INSPECTED
zu messen ist, ziemlich viskos ist.
Der Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Sonde wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 näher erläutert.
In Fig. 3 ist zu sehen, daß die Verbindung der Pegelmeßelektrode 10 über eine Schraube 40 erfolgt, die durch einen
Träger 42 eingeführt ist, der an einem leitenden Bund 44 sitzt, der in Gewindeeingriff mit dem Ende der Pegelmeßelektrode
10 steht. Zum Halten des Bundes 44 an Ort und Stelle an der Pegelmeßelektrode 10 ist eine Stiftschraube 46 vorgesehen.
Der Anschluß an die Zusammensetzungssondenelektrode 12 erfolgt an einer Schraube 48, die in einen leitenden Mantel 5O geschraubt
ist, der an dem inneren Leiter 22 des Koaxialkabels 26 befestigt ist. Eine Leitung 49, die gestrichelt gezeichnet
ist, kann mit der Schraube 48 verbunden werden und geht durch eine öffnung 52 in der Wand der Sonde, die einen weiteren
Teil 54 der Abschirmung bildet. Der Anschluß an die Abschirmung 54 erfolgt mittels einer Schraube 56, die an einem Träger 58
an dem äußeren Ende der Sonde angrenzend an einen Stecker 57 befestigt ist. Eine Abschirmung 59 um die Leitung 49 herum
kann sich zu einem entsprechend ausgebildeten Gerät erstrecken, das anhand von Fig. 5 erläutert wird.
Wie aus Fig. 3 weiter zu ersehen ist, ist die Sonde einfach durch Verwendung eines Drucksteckers 61 montiert, der in Ge- ;
windeeingriff mit einem Paßstück 63 steht. Das Paßstück 63 ist seinerseits in einen Flansch 65 geschraubt, der zur Wand
des Behälters gehört. Die Sonde wird wirksam gehalten, wobei das Metall der Elektrode 10 eine Abstützung bildet, so daß
eine robuste Konstruktion erreicht wird.
In Fig. 1 ist zur Vereinfachung nicht gezeigt, daß die Sonde, wie dies aus Fig. 4 zu ersehen ist, einen Isoliermantel 60 hat,
der zwischen der Pegelmeßelektrode 10 angeordnet ist und im Gewindeeingriff daran am Ende 62 befestigt ist. Die Isolierung
ist weiterhin im Gewindeeingriff an einem Abschnitt 64 der Abschirmung 28 festgelegt.
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Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, erstreckt sich die Abschirmung 28 nach oben durch die Isolierung 60 innerhalb der Pegelmeßelektrode
10 über einen Abstand zu einem Punkt, an dem die Verbindung 32 mit dem äußeren Leiter 24 des Koaxialkabels 26
erfolgt.
Wie weiter aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist der Endabschnitt des Bereichs 34 der Abschirmung 28 nicht massiv, wie dies
in Fig. 1 gezeigt ist, sondern relativ hohl, so daß eine zylindrische Isolierung 66 und ein innerer zylindrischer
Abschirmungsabschnitt 68 aufgenommen werden kann, der in eine
Schraube 70 eingeschraubt ist. In das Ende 14 der Sonde innerhalb des zylindrischen Isoliermantels oder des Überzugs 36
ist ein Isolierstopfen 72 eingeführt.
Die Zusammensetzungssondenelektrode 12 hat eine wesentlich geringere Länge als die Pegelmeßsonde 10. Dies ermöglicht
Messungen innerhalb des Behälters 18, und zwar relativ nahe am Boden, da die Zusammensetzungselektrode 12 aufgrund ihrer
relativ geringen Länge immer in den Pegel 20 der Flüssigkeit im Behälter 18 eingetaucht ist oder sich unter dem Pegel 20
befindet.
Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung kann zusammen mit der Sonde oder mit Sonden der Fig. 1 bis 4 verwendet werden. Die
Schaltung hat eine Pegelmeßschaltung 74, die mit dem Pegelmeßsondenelement oder mit der Pegelmeßsondenelektrode 10 verbunden
ist, sowie eine Zusammensetzungsmeßschaltung 76, die mit dem Zusammensetzungssondenelement oder der Zusammensetzungssondenelektrode
12 verbunden ist. Das Ausgangssignal aus der Pegelmeßschaltung 74 und aus der Zusammensetzungsmeßschaltung
76 kann an einer Teilerschaltung 78 kombiniert werden, wodurch ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches den kompensierten
oder tatsächlichen Pegel 20 der Flüssigkeit in dem Behälter darstellt, und zwar annähernd kompensiert oder korrigiert
hinsichtlich Änderungen der Dielektrizitätskonstante der Flüssig-
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keit. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Pegelmeßschaltung
74 und die Zusanunensetzungsmeßsschaltung 76 mit dem Teiler 78 über einen vieradrigen Transmitter 80
verbunden. Wie aus Fig. 5 weiterhin zu ersehen ist, erzeugen die Pegelmeßschaltung 74 und die Zusanunensetzungsmeßschaltung
76 ein Eingangssignal für die Abschirmungssteuerschaltung 82, so daß die Abschirmung 28 auf im wesentlichen das gleiche
Potential wie die Pegelmeßelektrode 10 und die Zusammensetzungselektrode 12 getrieben wird.
Die Isolierung 36 kann eine Vielzahl von Materialien ohne Berücksichtigung der Stabilität der Dielektrizitätskonstanten
aufweisen, da die Zusammensetzungselektrode 12 und die Pegelmeßelektrode 10 im wesentlichen gleich beeinflußt werden.
Ein besonders vorteilhaftes Isoliermaterial ist ein Vinylidenfluoridpolymerisat
mit hohem Molekulargewicht, dessen Dielektrizitätskonstante mehr als 4 beträgt (Kynar). Diese Isolierung
kann über eine Preßbindung mit der Sonde verbunden werden, wodurch Luftspalte ausgeschlossen werden, so daß die Sonde
unabhängig von Druckänderungen ist. Die Isolierung 36 kann auch weggelassen werden, wenn die Sonde dazu verwendet wird,
den Zustand von nicht leitenden Materialien zu messen.
Obwohl nur eine einzige Zusammensetzungs- oder Kompensationselektrode
gezeigt ist, kann auch eine Vielzahl solcher Elektroden verwendet werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform werden die Abschirmungen, die den Elektroden 10 und 12 zugeordnet sind und dazwischen angeordnet
sind, auf dem gleichen Potential gehalten. Sie können jedoch auch auf unterschiedliche Potentiale gebracht werden.
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Claims (25)
1.ILeitwertfühlsonde zum Fühlen des Pegels von Materialien
^—in einem Behälter, gekennzeichnet durch eine Zustandsmeßsondenelektrode (10) aus einem
leitenden Material, eine Kompensationssondenelektrode (12) aus einem leitenden Material, durch einen Leiter (22), der
mit der einen Elektrode (12) verbunden ist und durch leitende Abschirmeinrichtungen (24), die zwischen dem
Leiter (22) und der anderen Elektrode (10) sowie zwischen dem Leiter (22) und den Materialien im Behälter (18) angeordnet
sind.
2. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die leitende Abschirmung (22) auch zwischen den Sondenelektroden (10, 12) angeordnet ist.
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3. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Abschirmung
(28) sich über die eine Sondenelektrode (12) von der anderen Sondenelektrode (10) weg gerichtet hinaus erstreckt
4. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sonde länglich ist, und daß die Zusammensetzungssondenelektrode (12)
sowie die Pegelmeßsondenelektrode (10) in Längsrichtung im Abstand zueinander längs der Sonde angeordnet sind.
5. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zusammensetzungssondenelektrode
(12) bezogen auf die Meßsondenelektrode (10) kurz ist.
6. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (24)
und der Leiter (22) sich in Längsrichtung der Sonde erstrecken.
7. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (24)
räumlich zwischen der Kompensationssondenelektrode (12) und der Zustandsmeßsondenelektrode (10) angeordnet ist.
8. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Abschirmung (24)
in Längsrichtung über die Kompensationssondenelektrode (12) hinaus erstreckt.
9. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abschirmung (24) räumlich zwischen der Kompensationssondenelektrode (12)
und der Zustandsmeßsondenelektrode (10) angeordnet ist und sich in Längsrichtung über die Kompensationssondenelektrode
(12) hinaus erstreckt.
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SCHIFF ν. IXlNER STREHI. SCHOBfcL-HOPF EBBINGHAUS KINCK
10. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationssondenelektrode
(12) im wesentlichen zylindrisch ist, daß die Zustandsmeßsondenelektrode (10) im wesentlichen
zylindrisch ist, daß sich der Leiter (22) durch die Zustandsmeßsondenelektrode (10) und die Kompensationssondenelektrode
(12) in eine Richtung insgesamt parallel zur Achse der Zustandsmeßsondenelektrode (10) erstreckt,
und daß die Abschirmung (24) sich durch die Zustandsmeßsondenelektrode (10) insgesamt parallel zur Achse
der Zustandsmeßsondenelektrode (10) erstreckt.
11. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch eine Isolierung (36) , die die Kompensationssondenelektrode (12) und die Zustandsmeßsondenelektrode
(10) dicht abdeckt.
12. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (36)
aus einem Vinylidenflouridpolymerisat mit hohem Molekulargewicht besteht, dessen Dielektrizitätskonstante größer
als 4 ist.
13. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Koaxialkabel (26)
mit einem inneren Leiter (22) und einem äußeren Leiter (24), wobei der Leiter (22) der innere Leiter des Kabels
(26) ist, während die Abschirmung (24) der äußere Leiter des Kabels (26) ist.
14. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abschirmung
radial nach außen zu einer Stelle zwischen der Kompensationssondenelektrode (12) und der Zustandsmeßsondenelektrode
(10) erstreckt.
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SCHIFF ν. FONER STBEHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK *·
15. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abschirmung
(24, 28) über die Kompensationssondenelektrode (12) hinaus von der Zustandsmeßelektrode (10) weg erstreckt.
16. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine Schaltung zum Kombinieren des Leitwerts, der an der Zustandsmeßelektrode
(10) gemessen wird, mit dem Leitwert, der an der Kompensationssondenelektrode (12) gemessen wird, um den Materialpegel
korrigiert hinsichtlich Änderungen der Art des Materials festzustellen.
17. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (24)
auf ein Potential getrieben wird, das im wesentlichen gleich dem der Zustandsmeßsondenelektrode (10) und der
Kompensationssondenelektrode (12) ist.
18. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die leitende
Abschirmung (24) über die eine Sondenelektrode (10) hinaus in einer Richtung von der anderen Sondenelektrode (12)
weg sowie über die andere Sondenelektrode (12) in entgegengesetzter Richtung weg von der einen Sondenelektrode
(10) und der anderen Sondenelektrode (12) erstreckt.
19. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 18, dadurch geke nnzeichnet, daß die Sonde länglich
ausgebildet ist, und daß die Kompensationssondenelektrode (12) näher an dem einen Ende (14) und die Zustandsmeßsondenelektrode
näher am anderen Ende angeordnet ist.
030024/0691
29Α7Ί09
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20. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abschirmung
(24) über die Zustandsmeßsondenelektrode (10) in der entgegengesetzten Richtung hinaus erstreckt.
21. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 20, gekennzeichnet
durch ein Koaxialkabel (26) mit einem inneren Leiter und einem äußeren Leiter, wobei die Abschirmung
(24) von dem äußeren Leiter des Koaxialkabels gebildet wird, während der innere Leiter (22) mit der Kompensationssondenelektrode
(12) verbunden ist.
22. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Abschirmung (38), die
mit dem äußeren Leiter an einen Ende der Sonde verbunden ist.
23. Leitwertfühlsonde, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Fühlen der Pegel von Materialien
innerhalb eines Behälters, gekennzeichnet durch eine Zustandsmeßsondenelektrode (10) mit einem
leitenden Material, die sich näher an einem Ende der Sonde befindet, durch eine Kompensationssondenelektrode
(12) mit einem leitenden Material, die sich näher am anderen Ende der Sonde befindet und durch eine leitende
Abschirmung (24) , die zwischen der Zustandsmeßsondenelektrode (10) und der Kompensationssondenelektrode (12) angeordnet ist.
24. Leitwertfühlsonde nach Anspruch 23, gekennzeichnet
durch eine zusätzliche leitende Abschirmung, die angrenzend an ein Ende der Sonde angeordnet ist und
in Längsrichtung von der Kompensationssondenelektrode derart verschoben ist, daß die Kompensationssondenelektrode
(12) zwischen der zusätzlichen Abschirmung und der Zustandsmeßsondenelektrode (10) angeordnet ist.
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25. Leitwertfühlsonde, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Fühlen der Pegel von Materialien
innerhalb eines Behälters, gekennzeichnet durch eine Zustandsmeßsondenelektrode (10) mit
einem leitenden Material, durch eine Kompensationssondenelektrode (12) mit einem leitenden Material,
die in Längsrichtung von der Zustandsmeßsondenelektrode (10) verschoben ist, und durch eine leitende Abschirmung
(24), die angrenzend an ein Ende der Sonde angeordnet und in Längsrichtung von der Kompensationssondenelektrode aus
derart verschoben ist, daß die Kompensationssondenelektrode (12) sich zwischen der Abschirmung (24) und der Zustandsmeßsondenelektrode
(10) befindet.
030024/0691
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|---|---|---|---|
| US05/963,300 US4208909A (en) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | Admittance sensing probe having multiple sensing elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2947109A1 true DE2947109A1 (de) | 1980-06-12 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19792947109 Withdrawn DE2947109A1 (de) | 1978-11-24 | 1979-11-22 | Leitwertfuehlsonde |
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|---|---|
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| GB (1) | GB2040468B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0040888A1 (de) * | 1980-05-21 | 1981-12-02 | P. MAASKANT & ZONEN B.V. | Kapazitive Messeinrichtung |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4383444A (en) * | 1980-04-21 | 1983-05-17 | Robertshaw Controls Company | Microprocessor based capacitance level detection system |
| US4347741A (en) * | 1980-07-17 | 1982-09-07 | Endress & Hauser, Inc. | Control system for a capacitive level sensor |
| US4851831A (en) * | 1981-05-13 | 1989-07-25 | Drexelbrook Engineering Co. | Two-wire level measuring instrument |
| US5049878A (en) * | 1981-05-13 | 1991-09-17 | Drexelbrook Engineering Company | Two-wire compensated level measuring instrument |
| US4485673A (en) * | 1981-05-13 | 1984-12-04 | Drexelbrook Engineering Company | Two-wire level measuring instrument |
| US4503424A (en) * | 1981-10-13 | 1985-03-05 | Cargill, Inc. | Protected sensor for granular materials |
| GB8412461D0 (en) * | 1984-05-16 | 1984-06-20 | Schlumberger Electronics Uk | Fluid level measurement system |
| GB2179454A (en) * | 1985-08-21 | 1987-03-04 | Agar Corp Ltd | Probe for measuring, and/or for exercising a control in dependence upon the value of, a characteristic of a material, and method of using saidd probe |
| US4757252A (en) * | 1985-10-25 | 1988-07-12 | Drexelbrook Controls, Inc. | Probe system for measuring the condition of materials |
| US5263363A (en) * | 1988-02-11 | 1993-11-23 | Agar Corporation, Ltd. | Apparatus and method for determining the percentage of a fluid in a mixture of fluids |
| US4924702A (en) * | 1989-03-10 | 1990-05-15 | Kavlico Corporation | Liquid level sensor |
| GB9122380D0 (en) * | 1991-10-22 | 1991-12-04 | Importex Uk Limited | Surface sensing equipment |
| US5682788A (en) * | 1995-07-12 | 1997-11-04 | Netzer; Yishay | Differential windshield capacitive moisture sensor |
| US6490920B1 (en) * | 1997-08-25 | 2002-12-10 | Millennium Sensors Ltd. | Compensated capacitive liquid level sensor |
| US5973415A (en) * | 1997-08-28 | 1999-10-26 | Kay-Ray/Sensall, Inc. | Capacitance level sensor |
| CA2658772C (en) | 2000-02-29 | 2013-07-30 | Gen-Probe Incorporated | Fluid dispense and liquid surface verification system and method |
| US7804599B2 (en) * | 2008-07-24 | 2010-09-28 | MGM Instruments, Inc. | Fluid volume verification system |
| US8756992B2 (en) | 2011-09-14 | 2014-06-24 | Alstom Technology Ltd | Level detector for measuring foam and aerated slurry level in a wet flue gas desulfurization absorber tower |
| CN110332974B (zh) * | 2017-11-16 | 2020-12-04 | 山东大学 | 一种潜流人工湿地水位探测仪及其探测方法 |
| US10996095B2 (en) | 2018-07-24 | 2021-05-04 | Sensata Technologies, Inc. | Dielectric-constant-insensitive fluid level sensor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2622442A (en) * | 1949-06-10 | 1952-12-23 | Phillips Petroleum Co | Apparatus for measuring liquid levels |
| US2950426A (en) * | 1956-06-26 | 1960-08-23 | Simmonds Precision Products | Capacitor for conductive liquids |
| US3079797A (en) * | 1960-12-15 | 1963-03-05 | Honeywell Regulator Co | Fluid level sensing apparatus |
| DE2449097C3 (de) * | 1974-10-15 | 1978-06-01 | Pfaudler-Werke Ag, 6830 Schwetzingen | Meßumformer zur kapazitiven Füllstandsmessung von Flüssigkeitsfüllungen |
| US4010650A (en) * | 1974-12-26 | 1977-03-08 | Ford Motor Company | Apparatus for generating an electrical signal indicative of liquid level |
-
1978
- 1978-11-24 US US05/963,300 patent/US4208909A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-11-19 GB GB7939882A patent/GB2040468B/en not_active Expired
- 1979-11-22 DE DE19792947109 patent/DE2947109A1/de not_active Withdrawn
- 1979-11-22 JP JP15189079A patent/JPS55109924A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0040888A1 (de) * | 1980-05-21 | 1981-12-02 | P. MAASKANT & ZONEN B.V. | Kapazitive Messeinrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2040468B (en) | 1983-09-01 |
| JPS55109924A (en) | 1980-08-23 |
| GB2040468A (en) | 1980-08-28 |
| US4208909A (en) | 1980-06-24 |
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|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS |
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| 8141 | Disposal/no request for examination |