DE3140485A1 - Einrichtung zur abgabe sehr kleiner fluessigkeitsmengen - Google Patents

Einrichtung zur abgabe sehr kleiner fluessigkeitsmengen

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Description

COHAUSZ & FLORACK
PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1
Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d
PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ DipL-lng. R. KNAUF ■ DipL-lng. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER
Jagenberg-Werke AG 02.10.1981
Himmelgeister Str. 107
4000 Düsseldorf
Einrichtung zur Abgabe sehr kleiner Plüssigkeitsmengen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur impulsweisen Abgabe sehr kleiner Flussigkeitsmengen, bestehend aus einem mit einer größeren Flüssigkeitsmenge füllbaren Meßgefäß, an dessen Ausgang ein Ausstoßorgan für eine Teilmenge angeschlossen ist, und aus einer auf den Flüssigkeitspegel des Meßgefäß tes ansprechenden Fühlereinrichtung.
Eine solche Einrichtung ist bekannt (DE-PS 27 08 422).
Sie dient dazu, beispielsweise H3O3 als Sterilisierungsmittel in Behälter einzusprühen. Für die Sterilisierung eines mit Kunststoff beschichteten Kartons als Behälter für 1 Liter Milch genügt in der Regel 0,3 cm H2O3. Um sparsam eine wirksame Sterilisierung zu erreichen, ist es erforderlich, diese Mengen genau einzuhalten. Diese Forderung wird mit der bekannten Einrichtung erfüllt. Mit der bekannten Einrichtung ist es aber nur möglich, die abgegebene Flüssigkeitsmenge pro Packung zu mitteln,
O0 da nur die Gesamtmenge des Meßgefäßtes erfaßt werden kann.
35 225
K/N
3H0485
Wird ein Behälter aufgrund eines Fehlers nicht mit
Desinfektionsmittel besprüht, dafür aber an die anderen Behälter etwas mehr Desinfektionsmittel abgegeben, wird dieser Fehler nicht festgestellt.
5
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der genauer als bisher die abgegebene Flüssigkeitsmenge festgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fühleinrichtung einen Kondensator, der sich mindestens über den gesamten Bereich des veränderlichen Flüssigkeitspegels im Gefäß erstreckt und dessen Dielektrikum die im Gefäß befindliche Flüssigkeit ist, und einen Kapazitätsmesser für den Kondensator aufweist.
Anders als bei der bekannten Einrichtung wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht der Mittelwert der hex mehreren Abgaben abgegebenen Flüssigkeitsmenge, sonderndie Flüssigkeitsmenge jeder einzelnen Abgabe festgestellt. Als Maß für die abgegebene Flüssigkeitsmenge wird die Änderung der Kapazität des Kondensators herangezogen.
Um unabhängig von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit zu sein, sollte der Kondensator mindestens eine gegenüber der Flüssigkeit elektrisch isolierte Elektrode aufweisen. Der Kapazitätswert des Kondensators kann für verschiedene Steuerungszwecke herangezogen v/erden, z. B. zum Befüllen des Meßgefäßes mit Flüssigkeit. IM besonders markante Werte für die dann notwendigen Signale bei einem maximalen Pegel (Abschaltsignal für den Füllvorgang) und minimalen Pegel (Einschaltsignal für Neubefüllung) zu erhalten, sollte die Elektrode nur bis zimmaximal zulässigen Flüssigkeitspegel elektrisch isoliert sein. In diesem Fall ergibt sich bei
der Neubefüllung des Gefäßes ein Sprung im Kapazitätswert, wenn der Flüssigkeitspegel über den isolierten Teil der Elektrode ansteigt. Ebenso ergibt sich ein Sprung im Kapazitätswert, wenn der Flüssigkeitspegel bis unter die Elektrode fällt.
Für die Ausbildung der Elektroden gibt es verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise ist die Elektrode im Gefäßals Stab oder Platte angeordnet und die Gegenelektrode ist die Gefäßwand oder ein im Gefäß angeordneter Stab oder Platte.
Die Kapazitätsmessung läßt sich auf einfache Weise dadurch verwirklichen, daß der Kapazitätsmesser aus einem Oszillator, in dessen Schwingkreis als frequenzbestimmendes Teil der Kondensator angeordnet ist, und aus einem Frequenzmesser besteht.
Die Änderung des Flüssigkeitspegels läßt sich sehr genau mit einem Vergleicher zum Ermitteln der Kapazitäts- bzw. Frequenzänderung feststellen. Als Vergleicher eignet sich ein von einem Impulsgenerator ges-takteter Aufwärts- Abwärtszähler, dessen Eingang nach jeder Flüssigkeitsabgabe für die Dauer einer bestimmten Anzahl von Schwingungen des Oszillators für Zählimpulse geöffnet wird. Sofern dem Oszillator ein Impulsformer für Rechteckimpulse zugeordnet ist, läßt sich der Zähler sehr genau takten.
Da jede Flüssigkeitsabgabe gemessen wird, können Störgrößen schneller als früher berücksichtigt werden. Vorzugsweise liefert deshalb der Vergleicher das der abgegebenen Flüssigkeitsmenge entsprechende Signal als Istwert an eine Regeleinrichtung für die Einstellung des Ausstoßorgans.
Im folgendem wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungs-
—* 7 —
beispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert.
In einem mit Desinfektionsmittel, z. B. H-O» füllbaren Meßgefäß 1 sind zwei stabförmige Elektroden 2,3 parallel zueinander und zur Achse des Gefäßes angeordnet. Eine der beiden Elektroden 2,3 steckt in einem isolierenden Mantel 4. Der Mantel 4 erstreckt sich über eine Höhe H von einem unteren Pegel bis zu einem oberen Pegel. Das Meßgefäß 1 kann über eine Leitung 5 mit steuerbarem Ventil 6 mit Desinfektionsmittel aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter gefüllt werden. Aus dem Meßgefäß 1 wird das Desinfektionsmittel impulsweise. über eine Leitung 7 mit steuerbaren Ventil 8 einem Ausstoßorgan 9 in Form eines Injektors 9 ausgebracht, der über ein steuerbares Ventil 10 mit Luft betreibbar ist.
Die beiden Elektroden 2,3 zwischen denen Desinfektionsmittel als Dielektrikum wirkt, bilden einen Kondensator, der parallel zu einem Kondensator C eines Schwingkreises eines Oszillators 11 geschaltet ist. Der mit einem Impulsformer ausgestattete Oszillator 11 liefert Rechteckimpulse an einen Zähler 12, der von einem Zählimpulsgenerator Zählimpulse erhält. Der Zähler 12 ist als Aufwärts- Abwärtszähler ausgebildet.
In Abhängigkeit vom Pegelstand des Desinfektionsmittels im Meßgefäß 1 ändert sich die Kapazität des von den Elektroden 2,3 gebildeten Kondensators, und damit auch die Schwingfrequenz des Oszillators 11. Wenn der Flüssigkeitspegel bis über den isolierenden Mantel 1 steigt, stellt sich in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Desinfektionsmittel im Extremfall Kurzschluß zwischen den Elektroden 3,4 ein. Der Oszillator hört dann auf zu schwingen. In jedem Fall ergibt sich aber am Übergang von nicht isolierten Teil der
Elektrode 2 zum isolierten Teil ein Sprung in der Kapazität, der sich in einem Sprung der Frequenz bemerkbar macht. Auch ergibt sich ein Sprung in der Frequenz, wenn der Flüssigkeitspegel bis unter die unteren Enden der Elektroden 2,3 fällt. Im dazwischenliegenden Bereich ändert sich die Frequenz kontinuirlich mit dem Flüssigkeitspegel.
Die Sprünge in der Frequenzänderung werden von einem Steuergerät 14 aufgenommen, das die Zufuhr von Flüssigkeit zum Auffüllen des Meßgefäßtes 1 steuert. Fällt der Flüssigkeitspegel auf das untere Niveau ab, wird das Ventil 6 geöffnet und Flüssigkeit in das Meßgefäß 1 eingelassen. Sobald der Flüssigkeitspegel das obere Ende des isolierenden Mantels 4 erreicht, sperrt die Steuereinrichtung 14 das Ventil 6 ab.
Wird in dem dazwischenliegenden Bereich durch das Ausstoßorgan 9 Flüssigkeit im Meßgefäß 1 entnommen, dann findet nach jeder Abgabe eine Kapazität-bzw. Frequenzmessung statt. Dies geschieht in der Weise, daß für die Dauer eines oder einer bestimmten Anzahl von Rechteckimpulsen des Oszillators 11 der Zähler 12 für Zählimpulse des Zählimpulsgenerators 13 geöffnet wird. Die dabei eingezählte Zahl wird gespeichert. Nach der nächsten Abgabe wird der Zähler 12 für die Dauer eines Rechteckimpulses oder einer bestimmten gleichen Zahl von Rechteckimpulsen geöffnet. In diesem Fall zählt der Zähler 12 zurück, so daß sich aus diesen beiden Zählvorgängen eine Differenz ergibt, die ein Maß für die abgegebene Flüssigkeitsmenge ist. Diese Flüssigkeitsmenge wird in einem Display 15 zur Anzeige gebracht.
Der festgestellte Meßwert kann auch dazu benutzt werden, durch Störgrößen beeinflußte ungenaue Abgabemenge; zu
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1 korrigieren. In diesem Fall ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die einen Sollwert S erhält, den sie mit dem Istwert vergleicht. Bei einer Soll-Istwert Abweichung gibt die Regeleinrichtung ein Stellsignal an die Ventile 8,10.
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Claims (8)

  1. 3H0485
    COHAUSZ & FLORACK
    PATENTAN WALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1
    Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d
    PATENTANWÄLTE:
    Dipl.-Ing. W, COHAUSZ · DipL-lng. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER
    Ansprüche
    ""θ Einrichtung zur Abgabe sehr kleiner, mit einem -" Meßgefäß zu kontrollierender Flüssigkeitsmengen, bestehend aus einem mit einer Flüssigkeitsmenge füllbaren Meßgefäß, an dessen Auslaß ein Ausstoßorgan für eine Teilmenge angeschlossen ist, und aus einer auf dem Flüssigkeitspegel des Meßgefäßes ansprechenden Fühleinrichtung, insbesondere mit einem Steuergerät für eine Fülleinrichtung, die vom Steuergerät bei Erreichen des maximal zulässigen unteren Flüssigkeitspegel ein Signal zum Füllen des Meßgefäßes und bei Erreichen des maximal zulässigen oberen Flüssigkeitspegel ein Signal zum Beenden des Füllvorgangs erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (2,3,4,11) einen Kondensator (2,3), der sich mindestens über den gesamten Bereich(H) des veränderlichen Flüssigkeifcspegels im Meßgefäß (1) erstreckt und dessen Dielektrikum die im Heßgefäß (1) befindliche Flüssigkeit ist, und einen Kapazitätsmesser (12,13) für den Kondensator (2,3) aufv?eist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator (2,3) mindestens eine gegenüber der Flüssigkeit elektrisch isolierte Elektrode (2) aufweist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrode (2) nur bis zunmaximal zulässigen Flüssigkeitspegel elektrisch isoliert ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrode (2) im Gefäß als Stab oder Platte angeordnet ist und die Gegenelektrode die Gefäßwand oder ein im Gefäß angeordneter Stab (3) oder Platte ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a durch gekennzeichnet, daß der Kapazitätsmesser (11,12,13) aus einem Oszillator (11), in dessen Schwingkreis als frequenzbestiinmendes Teil der Kondensator (2,3) angeordnet ist und aus einem Frequenzmesser (12,13) besteht.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5,dadurch g e kennzeichnet, daß der Kapazitäts- bzw.
    Frequenzmesser (11,12) nach jeder Flüssigkeitsabgabe einen Meßwert an einen Vergleicher zum Ermitteln der Kapazitäts- bzw. Frequenzänderung als Maß für die abgegebene Flüssigkeitsmenge liefert. 30
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß der" Vergleicher aus einem von einem Zählimpulsgenerator (13) getakteten Aufwärts-Abwärtszähler (12) besteht, dessen Eingang nach jeder Flüssigkeitsabgabe für die Dauer einer bestimmten An-
    1 zahl von Schwingungen des Oszillators (11) für Zählimpulse geöffnet wird.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7,dadurch g e 5 kennzeichnet, daß der Vergleicher das der abgegebenen Flüssigkeitsmenge entsprechende Signal als Istwert an eine Regeleinrichtung 16 für die Einstellung des Ausstoßorgans (9) liefert.
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