DE3344880A1 - Level-limiting value transmitter for liquid containers or the like - Google Patents

Level-limiting value transmitter for liquid containers or the like

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DE3344880A1 DE19833344880 DE3344880A DE3344880A1 DE 3344880 A1 DE3344880 A1 DE 3344880A1 DE 19833344880 DE19833344880 DE 19833344880 DE 3344880 A DE3344880 A DE 3344880A DE 3344880 A1 DE3344880 A1 DE 3344880A1
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Lothar 2940 Wilhelmshaven Sabrowsky
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Abstract

The invention relates to a level-limiting value transmitter for liquid containers or the like having a sensor tube (3), which is arranged at the end of a probe tube (1) and has a temperature-dependent sensor (4). A specific electrical heating power is fed to this sensor (4), as a result of which an equilibrium temperature and a corresponding resistance value are set up, depending on whether the sensor tube (3) dips into the liquid or not. In order to enlarge the permissible working range of such a limiting value transmitter, there is connected upstream of the said sensor (4) a compensation resistor (9) which ensures that the heating power fed to the sensor (4) is matched to the ambient temperature. <IMAGE>

Description

Füllstandg-Grenzwertgeber für Flüssigkeitsbehälter oderLevel limit switch for liquid containers or

dergleichen Die Erfindung betrifft einen Füllstand-Grenzwertgeber für Flüssigkeitsbehälter oder dergleichen mit einem am Ende eines Sondenrohres angeordneten Fühlerrohr mit einem temperaturabhängigen Fühler, dem eine bestimmte elektrische Heizleistung zuführbar ist, die zu einer Gleichgewichtstemperatur und einem entsprechenden Widerstandswert abhängig davon führt, ob das Fühlerrohr in die Flüssigkeit eintaucht oder nicht.The like The invention relates to a level limit value transmitter for liquid containers or the like with one arranged at the end of a probe tube Sensor tube with a temperature-dependent sensor to which a specific electrical Heating power can be supplied to an equilibrium temperature and a corresponding The resistance value depends on whether the sensor tube is immersed in the liquid or not.

Solche Füllstand-Grenzwertgeber werden im Zusammenhang mit dem Füllen von ortsfesten oder beweglichen Tanks (Tankwagen) mit brennbaren, anderen gefährlichen Flüssigkeiten sowie Flüssigkeiten, die kritisch in bezug auf den Wasserschutz sind, benutzt, um ein Überfüllen und damit Überlaufen der Tanks sicher zu vermeiden. Mit solchen Füllstand-Grenzwertgebern arbeiten elektronische Uberwachungsschaltungen zusammen, die bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitspegels, gemeldet durch den Füllstand-Grenzwertgeber, ansprechen und entweder die Füllpumpen automatisch abschalten oder aber deutliche Alarmsignale geben.Such level limit indicators are used in connection with filling of stationary or movable tanks (tank trucks) with flammable, other dangerous Liquids as well as liquids that are critical with regard to water protection, used to safely avoid overfilling and thus overflowing of the tanks. With such level limit indicators operate electronic monitoring circuits together, when a certain liquid level is reached, reported by address the level limit indicator and either the filling pumps automatically switch off or give clear alarm signals.

Solche Anlagen und Anlagenkomponenten wie auch Füllstand-Grenzwertgeber unterliegen strengen Qualitätsanforderungen, die in einem Zulassungsverfahren erfüllt werden müssen, ehe die Geräte eingesetzt werden dürfen.Such systems and system components as well as level limit indicators are subject to strict quality requirements that are met in an approval process before the devices can be used.

Es sind bereits Füllstand-Grenzwertgeber bekannt, die diese behördlichen Anforderungen in bezug auf die Zuverlässigkeit erfüllen (DE-PS 22 60 070). Die bei solchen Grenzwertgebern sich am Fühlerrohr bzw. Meßfühler einstellende Gleichgewichtstemperatur liegt um einen bestimmten Wert über der Umgebungstemperatur. Damit ist der Widerstand des Meßfühlers im nicht eingetauchten Zustand abhängig von der Umgebungstemperatur.There are already level limit indicators known that these official Meet requirements in terms of reliability (DE-PS 22 60 070). The at such limit value transmitters set equilibrium temperature at the sensor tube or sensor is a certain value above the ambient temperature. With that is the resistance of the probe when not immersed depending on the ambient temperature.

Dies hat nicht nur zur Folge, daß die Außentemperatur des Fühlerrohres u.U. einen nicht mehr zulässigen Temperaturwert erreicht (gefährlich bei brennbaren Flüssigkeiten), sondern die Auswertung durch die Auswerteschaltung nicht mehr sicher erfolgen kann. Bisher bekannte Grenzwertgeber konnten deshalb nur für einen stark eingeschränkten Bereich der Umgebungstemperatur zugelassen werden.This not only has the consequence that the outside temperature of the sensor tube may have reached a temperature value that is no longer permissible (dangerous with flammable Liquids), but the evaluation by the evaluation circuit is no longer reliable can be done. So far known limit indicators could therefore only be strong for one restricted range of ambient temperature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllstand-Grenzwertgeber zu schaffen, der über einen größeren Umgebungstemperaturbereich sicher arbeitet. Dies wird dadurch erreicht, daß in/an dem Sondenrohr außerhalb des Eintauchbereiches ein Kompensationswiderstand angeordnet ist, der zur Steuerung der dem Meßfühler zugeführten elektrischen Leistung abhängig von der Umgebungstemperatur dient.The invention is based on the object of a level limit value transmitter to create that works safely over a larger ambient temperature range. This is achieved in that in / on the probe tube outside of the immersion area a compensation resistor is arranged to control the sensor The electrical power supplied is used depending on the ambient temperature.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllstand-Grenzwertgebers und Figur 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform.Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims refer to. The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments explained. They show: FIG. 1 a longitudinal section through a first embodiment of the fill level limit transmitter according to the invention and FIG. 2 shows a longitudinal section through a second embodiment.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Grenzwertgeber ist am Ende eines Sondenrohres 1 mit verhältnismäßig großer Wandstärke eine Abschlußplatte 2 angeordnet. In einer Bohrung der Abschlußplatte 2 ist ein stiftförmiges Fühlerrohr 3 eingesetzt, das an seinem Ende einen Meßfühler 4 enthält. Alle Teile 1, 2 und 3 bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Edelstahl und die Teile sind durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden.The limit indicator shown in Figure 1 is at the end of a probe tube 1 arranged with a relatively large wall thickness an end plate 2. In a Bore of the end plate 2, a pin-shaped sensor tube 3 is used, the contains a sensor 4 at its end. All parts 1, 2 and 3 are preferably made Made of stainless steel and the parts are welded or soldered together tied together.

Als Meßfühler 4 wird ein Silizium-Temperatursensorelement benutzt, wie es z.B. in den "Valvo-Technische Informationen für die Industrie", Nr. 80 1031, beschrieben wird. Dieses Silizium-Temperatursensorelement 4 ist im unteren Ende des Fühlerrohres 3 angeordnet und in einem Einbettungsmaterial 7 aus Aluminiumoxyd-Keramik hermetisch eingeschlossen. Dieses Material hat die Eigen-Schaft einer guten Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig guten elektrischen Isoliereigenschaften.A silicon temperature sensor element is used as the sensor 4, as it e.g. in the "Valvo-Technische Informations für die Industrie", No. 80 1031, is described. This silicon temperature sensor element 4 is in the lower end of the sensor tube 3 and arranged in an embedding material 7 made of aluminum oxide ceramic hermetically sealed. This material has the inherent shank of good thermal conductivity with good electrical insulation properties at the same time.

Die aus dem Fühlerrohr 3 herausragenden Anschlußleitungen 5 und 6 sind durch das Sondenrohr 1 zu dessen anderem Ende herausgeführt und enden in einer entsprechenden Anschlußdose 10 (Fig 2). Das Sondenrohr 1 ist mit Epoxydharz 8 ausgegossen, um eine einwandfreie Abdichtung und Fixierung der Anschlußleitungen 5 und 6 zu gewährleisten. Im Verlauf der Anschlußleitung 6 ist noch ein weiteres Bauelement 9 eingeschleift, das noch später beschrieben wird.The connecting lines 5 and 6 protruding from the sensor tube 3 are led out through the probe tube 1 to its other end and end in a corresponding junction box 10 (Fig 2). The probe tube 1 is filled with epoxy resin 8, to ensure proper sealing and fixing of the connecting lines 5 and 6. In the course of the connection line 6, another component 9 is looped in, which will be described later.

Obwohl in dem Ausführungsbeispiel nur ein Meßfühler 4 vorgesehen ist, ist es selbstverständlich auch möglich, stattdessen zwei oder mehrere Meßfühler 4 für besondere Zwecke anzuordnen. Es können in dem stiftförmigen Fühlerrohr z. e. zwei Meßfühler 4 in Achsrichtung räumlich hintereinander angeordnet sein. Aus Sicherheitsgründen ist entweder eine der beiden Anschlußleitungen, 5 oder 6, mit dem metallischen Sondenrohr 1 verbunden, oder es sind entsprechende Erdungswiderstände vorgesehen, die an eine oder beide Anschlußleitungen 5 oder 6 angeschlossen sind.Although only one sensor 4 is provided in the exemplary embodiment, it is of course also possible to use two or more sensors instead 4 to be ordered for special purposes. It can in the pin-shaped sensor tube z. e. two sensors 4 can be arranged spatially one behind the other in the axial direction. the end For safety reasons, either one of the two connecting lines, 5 or 6, is with connected to the metallic probe tube 1, or there are corresponding grounding resistances provided, which are connected to one or both connecting lines 5 or 6.

Wie bereits früher erwähnt, ist im Sondenrohr 1 der Figur 1 ein weiteres Bauelement 9 angeordnet, das als Kompensationswiderstand dient. Dieser Kompensationswiderstand 9 ist ein ebenfalls temperaturabhängiges Bauelement, das dazu dient, den Einfluß der Umgebungstemperatur auf den Meßbereich des Meßfühlers 4 in der Weise auszugleichen, daß er bei ansteigender Umgebungstemperatur die dem Meßfühler 4 zugeführte Heizleistung vermindert, um zu einem größeren zulässigen Arbeitsbereich des Grenzwertgebers zu führen.As already mentioned earlier, there is another in the probe tube 1 of FIG Component 9 arranged, which serves as a compensation resistor. This compensation resistor 9 is a temperature-dependent component that serves to reduce the influence to compensate the ambient temperature on the measuring range of the sensor 4 in such a way, that when the ambient temperature rises, the heating power supplied to the sensor 4 is increased reduced in order to increase the permissible working range of the limit indicator to lead.

Dieser Kompensationswiderstand 9 ist vorzugsweise im thermischen Kontakt mit der Innnenwand des Sondenrohres 1 angeordnet, und zwar außerhalb des Eintauchbereiches des zu überwachenden Flüssigkeitspegels. Dieser Kompensationswiderstand 9 ist auf der Innenwand aufzementiert oder aufgeklebt und in der umgebenden Epoxydharzmasse 8 sicher eingebettet.This compensation resistor 9 is preferably in thermal contact arranged with the inner wall of the probe tube 1, outside of the immersion area the liquid level to be monitored. This compensation resistor 9 is on cemented or glued to the inner wall and in the surrounding epoxy resin compound 8 securely embedded.

Zur Funktion des Kompensationswiderstandes wird folgendes ausgeführt: Wird dem Meßfühler 4 im Betrieb eine bestimmte elektrische Heizleistung zugeführt, so stellt sich, wenn das Fühlerrohr 3 noch nicht in die zu überwachende Flüssigkeit eintaucht, eine bestimmte Gleichgewichtstemperatur ein, die einen entsprechenden Widerstandswert des Meßfühlers 4 zur Folge hat. Taucht das Fühlerrohr 3 in die Flüssigkeit ein, so wird ihm mehr Wärmeenergie entzogen, und es stellt sich eine niedrigere Gleichgewichtstemperatur und damit ein niedrigerer Widerstandswert ein.The following is carried out for the function of the compensation resistor: If the sensor 4 is supplied with a certain electrical heating power during operation, so it turns out when the sensor tube 3 is not yet in the liquid to be monitored immersed, a certain equilibrium temperature, which a corresponding Resistance value of the sensor 4 has the consequence. Immerses the sensor tube 3 in the liquid one, more heat energy is withdrawn from it, and a lower one arises Equilibrium temperature and thus a lower resistance value.

Dieser Unterschied zwischen den Widerstandswerten des Meßfühlers 4 wird von einer (nicht gezeigten) Auswerteschaltung erkannt und als Alarm- oder Abschaltkriterium gewertet.This difference between the resistance values of the probe 4 is recognized by an evaluation circuit (not shown) and used as an alarm or switch-off criterion rated.

Die im nicht eingetauchten Zustand des Fühlerrohres 3 sich einstellende Gleichgewichtstemperatur liegt um einen bestimmten Wert über der Umgebungstemperatur. Ist diese höher, so stellt sich auch gleichzeitig eine höhere Gleichgewichtstemperatur und damit ein entsprechend höherer Widerstandswert des Meßfühlers 4 ein. Dies hat nicht nur zur Folge, daß die Außentemperatur des Fühlerrohres u.U. einen nicht mehr zulässigen Temperaturwert erreicht (gefährlich bei brennbaren Flüssigkeiten), sondern auch daß die Auswertung durch die Auswerteschaltung nicht mehr sicher erfolgen kann.The setting in the non-immersed state of the sensor tube 3 Equilibrium temperature is a certain value above the ambient temperature. If this is higher, there is also a higher equilibrium temperature at the same time and thus a correspondingly higher resistance value of the sensor 4. this has not only result in the outside temperature of the sensor tube reaches a temperature value that is no longer permissible (dangerous with flammable liquids), but also that the evaluation by the evaluation circuit is no longer reliable can.

Diese Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur führt dazu, daß Grenzwertgeber der bisherigen Art nur für einen eingeschränkten Bereich der Umgebungstemperatur zugelassen werden konnten. Dieser Nachteil wird durch den erfindungsgemäßen Grenzwertgeber vermieden oder zumindest stark gemildert. Der in Figur 1 gezeigte Kompensationswiderstand 9 ist ein Bauelement mit positivem Temperaturkoeffizienten und in Serie mit dem Meßfühler 4 geschaltet.This dependence on the ambient temperature leads to limit switches of the previous type only for a limited range of ambient temperature could be admitted. This disadvantage is caused by the limit indicator according to the invention avoided or at least greatly mitigated. The compensation resistor shown in FIG 9 is a positive temperature coefficient component and is in series with the Sensor 4 switched.

Bei höherer Umgebungstemperatur steigt der Widerstand des Kompensationswiderstandes 9 an, so daß die dem Meßfühler 4 zugeführte Heizleistung vermindert wird. Hierdurch wird bewirkt, daß die Gleichgewichtstemperatur am Meßfühler 4 nicht so stark mit der Umgebungstemperatur ansteigt, wie es ohne Kompensationswiderstand 9 der Fall wäre.At a higher ambient temperature, the resistance of the compensation resistor increases 9, so that the heating power supplied to the sensor 4 is reduced. Through this the effect is that the equilibrium temperature at the sensor 4 is not so strong the ambient temperature rises, as is the case without a compensation resistor 9 were.

Durch geeignete Dimensionierung des Kompensationswiderstandes 9 und eventuelle Verwendung von parallel oder in Serie geschalteten Zusatzwiderständen kann der Temperaturverlauf der Kombination so bemessen werden, daß sich unabhängig von der Umgebungstemperatur eine im wesentlichen gleichbleibende Gleichgewichtstemperatur am Meßfühler 4 einstellt.By suitably dimensioning the compensation resistor 9 and possible use of additional resistors connected in parallel or in series the temperature profile of the combination can be dimensioned so that it is independent from the ambient temperature to an essentially constant equilibrium temperature set on sensor 4.

Es ist auch möglich, einen Kompensationswiderstand mit negativem Temperaturkoeffizienten zu verwendens der - eventuell zusammen mit geeigneten Abgleichwiderständen ° dann parallel zum Meßfühler 4 geschaltet werden muß.It is also possible to use a compensation resistor with a negative temperature coefficient to use the - possibly together with suitable balancing resistors ° then must be connected in parallel to sensor 4.

Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grenzwertgebers. Der Kompensationswiderstand 19 ist hier im Gegensatz zur Figur 1 in einer am oberen Ende des Sondenrohres 1 angeordneten Anschlußdose 10 angeordnet, um hier die Umgebungstemperatur der Luft zu messen. Mit dem Bezugszeichen 11 ist ein aus der Anschlußdose 10 herausführendes Anschlußkabel bezeichnet, das zu einem (nicht gezeigten) Meßgerät führt.Figure 2 shows another embodiment of the limit value transmitter according to the invention. In contrast to FIG. 1, the compensation resistor 19 is at the top here End of the probe tube 1 arranged junction box 10 arranged to here the ambient temperature to measure the air. With the reference numeral 11 is a leading out of the junction box 10 Connection cable denotes, which leads to a (not shown) measuring device.

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Claims (7)

Patentansprüche: I Füllstand-Grenzwertgeber für Flüssigkeitsbehälter oder dergleichen mit einem am Ende eines Sondenrohres angeordneten Fühlerrohr mit einem temperaturabhängigen Meßfühler, dem eine bestimmte elektrische Heizleistung zuführbar ist, die zu einer Gleichgewichtstemperatur und entsprechendem Widerstandswert abhängig davon führt, ob das Fühlerrohr in die Flüssigkeit eintaucht oder nicht, dadurch gekennzeichnet, daß in/an dem Sondenrohr (1) außerhalb des Eintauchbereiches ein Kompensationswiderstand (9, 19) angeodnet ist, der zur Steuerung der dem Meßfühler (4) zugeführten elektrischen Leistung abhängig von der Umgebungstemperatur dient. Claims: I Level limit value transmitter for liquid containers or the like with a sensor tube arranged at the end of a probe tube a temperature-dependent sensor that has a certain electrical heating output can be fed to an equilibrium temperature and corresponding resistance value depending on whether the sensor tube is immersed in the liquid or not, characterized in that in / on the probe tube (1) outside the immersion area a compensation resistor (9, 19) is angeodnet, which is used to control the sensor (4) the electrical power supplied is used depending on the ambient temperature. 2. Füllstand-Grenzwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswiderstand (9) im oberen Teil des Sondenrohres (1) im Wärmekontakt mit der Innenwand steht. 2. Level limit indicator according to claim 1, characterized in that that the compensation resistor (9) in the upper part of the probe tube (1) in thermal contact with the inner wall. 3. Füllstand-Grenzwertgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswiderstand (9) mit gut wärmeleitendem Material auf die Innenwand des Sondenrohres (1) aufzementiert oder aufgeklebt ist. 3. Level limit indicator according to claim 2, characterized in that that the compensation resistor (9) with a highly thermally conductive material on the inner wall the probe tube (1) is cemented or glued on. 4. Füllstand-Grenzwertgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sondenrohr (1) mit Epoxydharz (8) ausgegossen und der §(ompensationswiderstand (9) hierin eingegossen ist. 4. level limit indicator according to claim 2 or 3, characterized in that that the probe tube (1) is filled with epoxy resin (8) and the § (compensation resistor (9) is poured into it. 5. Füllstand-Grenzwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswiderstand (19) in der Anschlußdose (10) des Sondenrohres (1) angeordnet ist. 5. level limit indicator according to claim 1, characterized in that that the compensation resistor (19) in the junction box (10) of the probe tube (1) is arranged. 6. Füllstand-Grenzwertgeber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswiderstand einen positiven Temperaturkoeffizienten hat und in Serie mit dem Meßfühler geschaltet ist.6. Level limit indicator according to one or more of the claims 1 to 5, characterized in that the compensation resistance is positive Has temperature coefficients and is connected in series with the sensor. 7. Füllstand-Grenzwertgeber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensat ionswi derstand einen negativen Temperaturkoeffizienten hat und parallel zu dem Meßfühler geschaltet ist.7. Level limit indicator according to one or more of the claims 1 to 5, characterized in that the Kompensat ionswi resistance a negative Has temperature coefficients and is connected in parallel with the sensor.
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