DE3416206A1

DE3416206A1 - Measurement method and measurement circuit for determining the liquid level in a transparent level-indicating tube

Info

Publication number: DE3416206A1
Application number: DE19843416206
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 6802 Ladenburg Raab
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1984-05-02
Publication date: 1984-11-08

Abstract

A light beam (5) is transmitted at right angles through a level-indicating tube (1) to a photo-electric receiver (4). In this case, the total reflection of the light beam which occurs at the curvature (meniscus) of the liquid level (6) is used to assign to the liquid level the received signal corresponding to the light intensity greatly reduced thereby. For this purpose, the received signal is evaluated in a microprocessor (9), a time-division multiplex circuit (7) being interposed for the purpose of a quasi-continuous measurement of levelin the case of a multiplicity of arranged one on top of the other receivers (4). <IMAGE>

Description

tMeßverfahren und Meßschaltung zur Bestimmung des Flüssig-tMeasuring method and measuring circuit for determining the liquid

keitsstandes in einem transparenten Standanzeigerohr Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes in einem transparenten Standanzeigerohr gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Meßschaltung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 4 zur Durchführung des Meßverfahrens.keitsstandes in a transparent level indicator tube The invention relates to a measuring method for determining the liquid level in a transparent one Level indicator tube according to the preamble of claim 1. The invention also relates a measuring circuit according to the preamble of claim 4 for carrying out the measuring method.

Für die Bestimmung des Flüssigkeitsstandes in einem transparenten Standanzeigerohr ist es bekannt, daß zur Messung Lichtschranken, die außen am Rohr angebracht werden, benutzt werden können. Die Meßmethode hat den Vorteil, daß in das Standanzeigerohr keine Einbauten eingebracht werden müssen. Sehr vorteilhaft ist außerdem, daß die Meßwertaufnehmer normalerweise sehr klein dimensioniert sind und auch im nachhinein ohne großen Aufwand am Rohr angebracht werden können. Diese herkömmliche optische FUllstandsmessung nutzt die Absorption von Licht in einer Flüssigkeit.For determining the liquid level in a transparent Level indicator tube, it is known that to measure light barriers on the outside of the tube attached, can be used. The measuring method has the advantage that in the level indicator tube does not have to be installed. Very advantageous is also that the transducers are usually very small and can also be attached to the pipe afterwards with little effort. These conventional optical level measurement uses the absorption of light in a Liquid.

Die MeBmethode hat Jedoch den Nachteil, daß sie bei optisch-transparenten Flüssigkeiten nicht anwendbar ist.However, the measurement method has the disadvantage that it works with optically transparent Liquids is not applicable.

Außerdem kann der Meßeffekt sehr klein sein und sich mit der Zeit durch Umwelteinflüsse (z.B. Verschmutzungen der optischen Flächen) oder aber auch durch Veränderung der Absorptionseigenschaften der Flüssigkeit selbst verändern.In addition, the measuring effect can be very small and change over time by environmental influences (e.g. soiling of the optical surfaces) or else change by changing the absorption properties of the liquid itself.

Daher ist bei einer Schwächung des Lichtes nicht immer eindeutig feststellbar, ob diese von der absorbierenden Flüssigkeit oder von Veränderungen der Lichtschranke, der Flüssigkeit oder der optischen Flächen hervorgerufen wird.Therefore, when the light is weakened, it is not always clearly identifiable whether this is due to the absorbing liquid or changes in the light barrier, caused by the liquid or the optical surfaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren und eine Meßschaltung zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes in einem transparenten Standanzeigerohr zu entwickeln, die bei Anwendung einer optischen Meßmethode sowohl bei transparenten Flüssigkeiten als auch bei sich verändernden Absorptionseigenschaften der Flüssigkeiten zuverlässige Meßergebnisse gewährleisten.The invention is based on the object of a measuring method and a Measuring circuit for determining the liquid level in a transparent level indicator tube to develop the application of an optical measurement method both with transparent Liquids as well as changing Absorption properties ensure reliable measurement results of the liquids.

Die Aufgabe wurde durch ein Meßverfahren und eine Meßschaltung gelöst wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet sind.The object was achieved by a measuring method and a measuring circuit as they are characterized in the claims.

Das Meßverfahren und die Meßschaltung gemäß der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The measuring method and circuit according to the invention are as follows explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing.

Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung der Meßanordnung Figur 2 einzelne Stufen des Meßablaufs bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel Figur 3 den den Stufen nach Figur 2 zugeordneten Verlauf des Ausgangssignals des Empfängers Figur 4 ein Blockschaltbild der Meßschaltung.They show: FIG. 1 a schematic representation of the measuring arrangement FIG. 2 individual stages of the measuring process with a falling liquid level, FIG. 3 the course of the output signal of the receiver assigned to the stages according to FIG FIG. 4 is a block diagram of the measuring circuit.

Ein transparentes Standanzeigerohr 1 (Figur 1), z.B. ein Glasrohr, wie es gewöhnlich an Behältern oder Apparaten außen angebracht ist, wird von einer Halterung 2 so umschlossen, daß sich eine daran befestigte Lichtquelle 3 genau gegenüber einem daran befestigten Empfänger 4 befindet. Die Lichtquelle kann eine Licht emittierende Diode (LED), eine Miniglühlampe oder ein Teil einer langgezogenen Glühfadenlampe sein. Der Empfänger ist entweder ein breitbandig empfangendes Fotoelement mit kleinen geometrischen Abmessungen oder ein sehr schmalbandig empfangender Fototransistor. Ein von der Lichtquelle 3 ausgehender Lichtstrahl 5 durchsetzt einen Meniskus 6 (Meßstufe I in Figur 2), d.h. einen gekrümmten Flüssigkeitsspiegel, der sich bei einem bestimmten, von der zu beobachtenden Flüssigkeit abhängigen Innendurchmesser des Standanzeigerohrs 1 ausbildet. Beim Übergang des Lichtstrahls von der Flüssigphase in die darüber befindliche Gasphase erfolgt dann Totalreflegion, wenn der Brechungsindex der Flüssigphase größer als der der Gasphase ist. Dabei bestimmt der Brechungsindex den Grenzwinkel der Totalreflexion. Bei einer wäßrigen Flüssigkeit mit einem Brechungsindex von n etwa gleich 1,3 und Luft mit einem Brechungsindex von n = l tritt Totalreflexion bei einem Einfallwinkel von etwa 500 auf (Meßstufe II). Betrachtet man den Intensitätsverlauf des Lichtstrahls am Empfänger 4, so geht dieser genau zum Zeitpunkt der Totalreflexion durch ein Minimum, welches nur wegen des vorhandenen Streulichts nicht ganz zu Null wird. Der Meßeffekt durch Totalreflexion hängt nur vom Brechungsindex ab. Die Ausbildung des Meniskus ist für ein und dieselbe Rohrgeometrie und Flüssigkeit eine Konstante. In Figur 3 ist dieser Zustand als erstes Maximum des Ausgangssignals des Empfängers, das der Lichtintensität umgekehr proportional ist, erkennbar.A transparent level indicator tube 1 (Figure 1), e.g. a glass tube, as it is usually attached to the outside of containers or apparatus, is carried out by a Bracket 2 enclosed so that an attached light source 3 is exactly opposite an attached receiver 4 is located. The light source can be a light emitting one Diode (LED), a mini light bulb or part of an elongated filament lamp be. The receiver is either a broadband receiving photo element with small geometric dimensions or a very narrow-band receiving phototransistor. A light beam 5 emanating from the light source 3 passes through a meniscus 6 (Measuring stage I in Figure 2), i.e. a curved liquid level, the inside diameter depending on the liquid to be observed of the level indicator tube 1 forms. At the transition of the light beam from the liquid phase in the gas phase located above there is total reflection when the refractive index the liquid phase is greater than that of the gas phase. The refractive index determines the critical angle of total reflection. In the case of an aqueous liquid with a refractive index of n approximately equal to 1.3 and air with a refractive index of n = 1 occurs total reflection at an angle of incidence of about 500 to (level II). Looking at the intensity curve of the light beam at the receiver 4, it goes exactly at the time of total reflection by a minimum, which is not entirely zero because of the scattered light that is present will. The measuring effect due to total reflection depends only on the refractive index. Training of the meniscus is a constant for one and the same tube geometry and fluid. In Figure 3, this state is the first maximum of the output signal of the receiver, that is inversely proportional to the light intensity.

Ist die Lichtquelle 3 ein Laser, so erfährt der scharf gebündelte, intensive Lichtstrahl 5 beim Durchlaufen des Meniskus nochmals eine Ablenkung: Bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel wird der Einfallwinkel E des Lichtstrahls auf die Waagrechte des Spiegels immer gröBer, so daß ein erheblicher Anteil des Strahls reflektiert wird und so wie derum der Empfänger 4 viel Licht erhält (MeßstuRe III). If the light source 3 is a laser, the sharply bundled, intense light beam 5 when passing through the meniscus another deflection: At falling liquid level is the angle of incidence E of the light beam on the The horizontal of the mirror is getting larger, so that a considerable portion of the beam is reflected and so, in turn, the receiver 4 receives a lot of light (MessstuRe III).

Der Empfänger 4 erfährt ein weiteres Mal ein Intensitätsminimum (Meßstufe IV), wenn der vom Flüssigkeitsspiegel reflektierte Strahl an der Krümmung des Meniskus ein zweites Mal reflektiert wird. Dies entspricht wiederum einem zweiten Maximum des Ausgangssignals. Der zeitliche Abstand der beiden Intensitätsminima ist ein direktes Maß für die 'Geschwindigkeit des durch den Lichtstrahl laufenden Flüssigkeitsspiegels. Der räumliche Abstand der beiden Reflexionsstellen läßt sich durch Vorgabe einer konstanten Änderungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstandes und Messung der Zeit zwischen den beiden Intensitätsminima erhalten. Das Auftreten eines Intensitätsminimums am Empfänger gibt eine Zuordnung des Flüssigkeitsstandes zum Ort des Empfängers auf dem transparenten Standanzeigerohr. Nach weiterem Absinken des Flüssigkeitsspiegels erreicht der Lichtstrahl den Empfänger wieder mit hoher Intensität (Meßstufe V). Es versteht sich, daß der Meßablauf bei steigendem Flüssigkeitsspiegel sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge erhalten wird. The receiver 4 experiences an intensity minimum one more time (measuring stage IV) when the beam reflected from the liquid level at the curvature of the meniscus is reflected a second time. This in turn corresponds to a second maximum of the output signal. The time interval between the two intensity minima is a direct measure for the 'Speed of through the beam of light running liquid level. The spatial distance between the two reflection points can be achieved by specifying a constant rate of change of the liquid level and measuring the time between the two intensity minima. The appearance an intensity minimum on the receiver gives an assignment of the liquid level to the location of the recipient on the transparent level indicator tube. After further sinking of the liquid level, the light beam reaches the receiver again at a higher level Intensity (level V). It goes without saying that the measuring process takes place when the liquid level rises is obtained analogously in reverse order.

In Figur 4 ist ein Beispiel eines Blockschaltbildes für eine kontinuierliche Standüberwachung dargestellt. Das transparente Standanzeigerohr 1 ist dabei der Glasteil eines Hochdruckschauglases für Drücke von bis zu 60 bar. In Figure 4 is an example of a block diagram for a continuous Stand monitoring shown. The transparent level indicator tube 1 is the Glass part of a high pressure sight glass for pressures of up to 60 bar.

Hochdruckschaugläser enthalten zwei sich gegenüberliegende Gläser, durch die normalerweise der Stand visuell beobachtet werden kann. Die Beobachtungsschlitze haben dabei Ausmaße von etwa 150 mm Höhe, 10 mm Breite und 20 mm Tiefe. High pressure sight glasses contain two opposing glasses, through which the stand can normally be observed visually. The observation slots have dimensions of about 150 mm in height, 10 mm in width and 20 mm in depth.

Um den Stand über die ganze Schauglashöhe von 150 mm zu erfassen, sind übereinander 31 Empfänger 4 mit einer sehr schmalen Empfangscharakteristik eingesetzt. Die Empfänger sind in einer Halterung untergebracht, die direkt in den Beobachtimgsschlitz des Schauglases eingesetzt werden kann. Über ein Bandkabel 15 sind die Empfänger mit einer Zeitmultiplexschaltung 7 verbunden. Als Lichtquelle 3 ist eine langgezogene Gldhfadenlampe, die ebenfalls so mechanisch gestaltet ist, daß sie exakt in den Beobachtungsschlitz parat, eingesetzt. Es ist dabei nicht notwendig, daß die Intensität der Lichtquelle über die gesamte Meßstrecke gleich ist. Intensitätsunterschiede lassen sich durch unterschiedliche Verstärkungsfaktoren der Empfän- ger 4 ausgleichen. Die elektronische Anpassung der Empfänger an die Lichtintensität erfolgt gleichfalls auf der Zeitmultiplexschaltung 7. Diese sollte nicht allzu weit von den Empfängern entfernt sein, um Störungen auf den Signalleitungen zu vermeiden. Von der Zeitmultiplexschaltung 7 wird Jeweils nur ein Empfängersignal an einen Analog/Digital-Wandler 8 weitergegeben. Der A/D-Wandler liefert ein Signal, das mit einem Mikroprozessor 9 weiterverarbeitet werden kann. Statt des A/D-Wandlers 8 kann auch eine Impulserkennung verwendet werden, die, sofern ein Intensitätsminimum erfaßt wird, lediglich ein binäres Signal an den Mikroprozessor weitergibt. Diese Art der Meßsignalumwandlung wird vor allem dann erfolgen, wenn mit einer Laserlichtquelle auch die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsstandsänderung bestimmt werden soll. To capture the level over the entire height of the sight glass of 150 mm, are one above the other 31 receivers 4 with a very narrow reception characteristic used. The receivers are housed in a holder that fits directly into the Observation slot of the sight glass can be used. Via a ribbon cable 15 the receivers are connected to a time division multiplex circuit 7. As a light source 3 is an elongated filament lamp, which is also designed mechanically, that it is precisely placed in the observation slot. It is not necessary to that the intensity of the light source is the same over the entire measuring distance. Differences in intensity can be determined by different amplification factors of the ger 4 balance. The electronic adaptation of the receiver to the light intensity also takes place on the time division multiplex circuit 7. This should not be too far away from the receivers in order to avoid interference on the signal lines. From the time division multiplex circuit 7 only one receiver signal is sent to an analog / digital converter 8 passed. The A / D converter provides a signal that is processed by a microprocessor 9 can be further processed. Instead of the A / D converter 8, pulse detection can also be used are used, which, if an intensity minimum is detected, only a transmits a binary signal to the microprocessor. This type of measurement signal conversion will take place especially when using a laser light source also the speed the change in fluid level is to be determined.

Bei der oben beschriebenen Lichtquelle 3 wird Jedoch das gesamte Signal eines Empfängers 4 erfaßt und in ein BinErsignal umgewandelt. Das Intensitätsminimum wird im Mikroprozessor bestimmt. Die Verarbeitung des Signals im Mikroprozessor ist in zwei Hauptprogramme aufgeteilt: 1. in einem Schnellsuchlauf, der lediglich die Aufgabe hat, den Empfänger mit dem Intensitätsminimum zu finden 2. in eine Feinbestimmung des Flüssigkeitsstandes, die mittels eines im Verarbeitungsprogramm festgelegten Interpolationsverfahrens des zeitlichen Verlaufs dreier Empfängersignale arbeitet.However, with the light source 3 described above, the entire signal a receiver 4 is detected and converted into a binary signal. The intensity minimum is determined in the microprocessor. The processing of the signal in the microprocessor is divided into two main programs: 1. A quick search that only has the task of finding the receiver with the minimum intensity 2. in a fine determination the liquid level, which is determined by means of a Interpolation method of the time course of three receiver signals works.

Mittels dieser Rechnerroutine des Mikroprozessors läßt sich der Stand bei der gewünschten MeRstrecke von 150 mm auf 2,5 mm genau bestimmen. FÜr eine Standregelung ist dies im allgemeinen vollkommen ausreichend, insbesondere twenn eine Reproduzierbarkeit von etwa 5 % erreicht werden kann.Using this computer routine of the microprocessor, the status at the desired measuring distance of 150 mm to an accuracy of 2.5 mm. For a stand regulation this is generally perfectly sufficient, in particular twenn a reproducibility of about 5% can be achieved.

Vom Mikroprozessor werden Jedoch nicht nur die Standwerte errechnet, sondern auch der Analog/Digital-Wandler 8 und ein Digital/Analog-Wandler 10 sowie die Zeitmultiplexschaltung 7 gesteuert. An den D/A-Wandler 10 ist eine Anzeigeeinrichtung 11 angeschlossen, an der der Flüssigkeitsstand abgelesen werden kann. Weiterhin kann festgestellt werden, ob ein vorgegebener Alarmpunkt für den Flüssigkeitsstand über oder unterschritten wird. Dabei ist eine Einrichtung 16 für die Eingabe von Sollwerten vorgesehen. Es erfolgt dabei eine Ansteuerung eines potentialfreien Relais 12, das eine Alarmeinrichtung 13 schaltet. Schließlich zeigt die Meßwertverarbeitung wiederum aufgrund von Softwareroutinen des Mikroprozessors auch Fehler in der Schaltung an. However, the microprocessor does not only calculate the standard values, but also the analog / digital converter 8 and a digital / analog converter 10 as well the time division multiplex circuit 7 is controlled. A display device is attached to the D / A converter 10 11 connected, on which the fluid level can be read. Farther can be used to determine whether a predetermined alarm point for the liquid level is over or under. There is a device 16 for the input of Setpoints provided. A potential-free relay is activated 12, which switches an alarm device 13. Finally, shows the measured value processing in turn due to software routines of the microprocessor also errors in the circuit at.

Es werden aber auch Veränderungen der optischen Flächen oder der zu beobachtenden Flüssigkeit detektiert, die im Gegensatz zur ursprünglichen Eichung eine Standerfassung nicht mehr zulassen. In beiden Fällen wird eine Statussignallampe 14 angeschaltet. But there are also changes to the optical surfaces or the detected liquid to be observed, which is in contrast to the original calibration no longer permit level detection. In both cases there is a status signal lamp 14 switched on.

Im Gegensatz zu den bekannten optischen Lichtschrankenmeßverfahren zur Standerfassung von Flüssigkeiten ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bestimmung des Flüssigkeitsstandes vom Brechungsindex und nicht vom Absorptionskoeffizienten der Flüssigkeit abhängig. Die Nachteile einer absorbtiven Messung werden damit vermieden, da es sich bei der Totalreflexion um einen eindeutigen Ja-Nein-Effekt handelt. Auch bei transparenten Flüssigkeiten geht bei Überschreiten des Grenzwinkels der Totalreflexion die Lichtlntensität am Empfänger praktisch auf Null zurück bzw. der Empfänger erhält lediglich noch den Streulichtanteil. Daraus folgt ein extrem großer Signal-Rauschabstand und damit eine sehr leichte Weiterverarbeitung des MeSsig- hals. Beläge an den optischen Flächen oder auch zunehmende Verschmutzungen der Flüssigkeit beeinträchtigen den Meßeffekt nicht, sofern der Empfänger bei durchgehendem Lichtstrahl noch ausreichend Licht erhält. In contrast to the known optical light barrier measuring method for level detection of liquids is in the method according to the invention Determination of the liquid level from the refractive index and not from the absorption coefficient depending on the liquid. The disadvantages of an absorbent measurement are thus avoided, because total reflection is a clear yes-no effect. Even in the case of transparent liquids, total reflection occurs when the critical angle is exceeded the light intensity at the receiver is practically reduced to zero or the receiver receives it only the scattered light component. This results in an extremely large signal-to-noise ratio and thus very easy further processing of the MeSsig- throat. Deposits on the optical surfaces or increasing contamination of the liquid do not affect the measuring effect, provided that the receiver has a continuous light beam still receives sufficient light.

Besonders einfach im Aufbau und störsicher gegenüber Umgebungselnflüssen, insbesondere Umgebungslicht, wird das Meßverfahren durch Verwendung von IR-lichtemittierenden Dioden mit intengrierter Linse. Derartige LED haben eine sehr scharfe Abstrahlcharakteristik, so daß der für das Meßverfahren notwendige Lichtstrahl ohne weitere Hilfsmittel erzeugt werden kann. Verwendet man außerdem Empfänger, die nur das von der IR-LED abgegebene Licht empfangen, so spielen Umgebungslichteinflüsse auf den Empfänger, die insbesondere den Rauschpegel verändern, keine Rolle. Der Flüssigkeitsstandsensor reduziert sich damit auf eine Halterung, die das transparente Standanzeigerohr umschließt und lediglich eine Lichtquelle und einen Empfänger enthält, wobei die Versorgung der optoelektronischen Bauteile und die Meßsignalverarbeitung in einer vom Sensor entfernten Meßsignalauswertung vorgenommen werden kann. Particularly simple to set up and immune to interference from environmental flows, especially ambient light, the measuring method is made by using IR light emitting Integrated lens diodes. Such LEDs have a very sharp radiation characteristic, so that the light beam required for the measuring process without any further aids can be generated. If you also use receivers that only use the IR-LED receive emitted light, so ambient light influences play on the receiver, which in particular change the noise level, does not matter. The liquid level sensor is thus reduced to a bracket that encloses the transparent level indicator tube and contains only a light source and a receiver, the supply the optoelectronic components and the measurement signal processing in one of the sensor remote measurement signal evaluation can be carried out.

In manchen Fällen, sei es aus Intensitätsgründen oder aus Gründen einer möglichen IR-Absorbtion der Flüssigkeit, ist die Verwendung von weißem Licht vorteilhaft. Zur Erzeugung eines Lichtstrahls sind auch hier keine weiteren optischen Bauelemente notwendig, sofern Empfänger verwendet werden, die einen sehr engen Empfangswinkel haben. Für den Meßeffekt spielt es dabei keine Rolle, ob es sich um einzelne Lichtquellen, also z.B. Miniglühlampen, oder um eine langgezogene Glühfadenlampe handelt. In some cases, be it for intensity reasons or for reasons One possible IR absorption of the liquid is the use of white light advantageous. Here, too, there are no further optical ones to generate a light beam Components required if receivers are used that have a very narrow reception angle to have. For the measurement effect, it does not matter whether it is individual light sources, E.g. mini light bulbs, or an elongated filament lamp.

Eine langgezogene Lichtquelle ist dann vorteilhaft, wenn mindestens zwei oder mehrere Empfänger zum Einsatz kommen. An elongated light source is advantageous if at least two or more receivers are used.

Mit zwei schmalbandigen Empfängern, die in einem bestimm- "ten Abstand zueinander an dem optisch transparenten Behälter angebracht sind, läßt sich eine Zweipunktregelung für den Flüssigkeitsstand aufbauen. Der Durchlauf des Meniskus durch den oberen Empfangsstrahl bestimmt das zulässige Flüssigkeitsmaximum und analog dazu der untere Empfänger das zulässige Minimum. With two narrow-band receivers that are "th Distance from one another are attached to the optically transparent container, can set up a two-point control for the liquid level. The passage of the meniscus the upper receiving jet determines the maximum permissible liquid and analog in addition, the lower recipient the permissible minimum.

Der Übergang zu einer kontinuierlichen oder zumindest quasi-kontinuierlichen Flüssigkeitsstandbestimmung erfolgt durch eine möglichst enge Anordnung vieler Empfänger über die gesamte interessierende Meßstrecke. Bei sinkendem oder steigendem Flüssigkeitsstand in dem transparenten Standanzeigte rohr werden nacheinander die einzelnen Empfänger angesprochen, d.h., sie geben ein dem durch Totalreflexion entstehenden Intensitätsminimum entsprechendes elektrisches Meßsignal ab. Erfaßt man lediglich das vom Empfänger gemeldete Intensitätsmininum, so ist die Auflösung der Standmessung gleich dem Abstand der einzelnen Empfänger. The transition to a continuous or at least quasi-continuous The liquid level is determined by arranging many receivers as close as possible over the entire measuring section of interest. When the liquid level rises or falls The individual receivers are displayed one after the other in the transparent level indicator tube addressed, i.e. they give the minimum intensity resulting from total reflection corresponding electrical measurement signal. If one only grasps that from the recipient reported intensity minimum, the resolution of the stand measurement is equal to the distance of the individual recipient.

Ist eine größere Auflösung des Flüssigkeitsstandes notwendig und lassen sich die Empfängerabstände aus geometrischen Überlegungen nicht verringern, so muß ein weiteres Kriterium gefunden werden, um auch eine Aussage über den Flüssigkeitsstand zwischen zwei Empfängern zu bekommen. Is a greater resolution of the liquid level necessary and If the distance between the receivers cannot be reduced due to geometrical considerations, so another criterion has to be found in order to make a statement about the fluid level to get between two recipients.

Dies läßt sich erreichen, wenn nicht nur das Intensitätsminimum sondern der gesamte Intensitätsverlauf an einen Empfänger untersucht wird. Hierbei treten hinsichtlich der Meßslgnalverarbeitung, insbesondere bei sich schnell änderndem Stand, erhebliche meßtechnische Probleme auf. Für eine elektronische Verarbeitung weitaus einfacher ist es daher, wenn dafür lediglich eine weitere Impuls-Erkennung vorgenommen wird. Dies läßt sich erreichen, wenn als Lichtquelle ein Laser, z.B. ein Helium-Neonlaser, eingesetzt wird. Die Intensität von Helium-Neonlasern ist dabei ausreichend groß, so daß einerseits eine optische Aufspaltung in viele Lichtstrahlen oder andererseits ein Scan des Lichtstrahls durchgeführt werden kann. Der Vorteil dieser Lichtquelle liegt in dem scharf gebündelten Strahl, der in Kombination mit einem schmalbandigen Empfänger einen weiteren wünschenswerten Meßeffekt hervorruft. This can be achieved if not only the intensity minimum but the entire intensity profile is examined on a receiver. Step here with regard to the measurement signal processing, especially in the case of rapidly changing Stand, significant metrological problems. For electronic processing It is therefore much easier if only one more impulse detection is required is made. This can be achieved if a laser, e.g. a helium-neon laser is used. The intensity of helium-neon lasers is at the same time sufficiently large so that, on the one hand, there is an optical split in many light beams or, on the other hand, a scan of the light beam can be performed can. The advantage of this light source lies in the sharply focused beam, the in combination with a narrowband receiver another desirable one Measurement effect.

Dieser besteht in der Möglichkeit, eine höhere Standauflösung zu bekommen, indem mit Hilfe des Mikroprozessors aus der Geschwindigkeit der änderung des Flüssigkeitsstandes der Stand zwischen zwei Empfängern rechnerisch bestimmt wird.This consists in the possibility of getting a higher stand resolution, by using the microprocessor from the speed of the change in the liquid level the status between two recipients is determined by calculation.

Die beschriebene Flüssigkeitsstandmessung erweist sich in der Praxis hinsichtlich der Installation und Wartung als weitaus problemloser als die übliche Standerfassung mittels Differenzdruckmeßzellen. Weiterhin ist die Montage einer derartigen Standmessung auch bei schon laufendem Prozeß möglich. Ein Eingriff in die Installation des Prozesses ist nicht notwendig, da normalerweise wichtige Flüssigkeitsstände auch visuell kontrolliert werden, so daß dafür wiederum Standanzeigerohre vorhanden sind. Weiterhin vorteilhaft für den praktischen Einsatz ist es, daß die Empfängerhalterung in einer Dicke von nur 5 mm ausgeführt werden kann, so daR z.B. bei einem 10 mm breiten Beobachtungsschlitz eines Hochdruckschauglases nach wie vor die gewünschte visuelle Standüberwachung möglich ist. Mittels abbildender Optik oder durch die Kombination einer Laser--Lichtquelle mit einem Lichtleiter, die das Licht vom transparenten Standanzeigerohr zu dem Empfänger übertragen, ist es möglich, auch in sehr heißer Umgebung bzw.The liquid level measurement described proves itself in practice far easier than the usual in terms of installation and maintenance Level detection by means of differential pressure measuring cells. Furthermore, the assembly is a Such level measurement is also possible when the process is already running. An intervention in the installation of the process is not necessary as it is normally important fluid levels can also be checked visually, so that level indicator tubes are again available for this are. It is also advantageous for practical use that the receiver holder can be made with a thickness of only 5 mm, so that for example a 10 mm wide observation slit of a high-pressure sight glass is still the desired one visual stand monitoring is possible. By means of imaging optics or through the Combination of a laser light source with a light guide that draws light from the transparent one Level indicator tube transmitted to the receiver, it is possible even in very hot Environment or

durch heiße Standanzeigerohre hindurch Standerfassungen vorzunehmen. Zeic f make level readings through hot level indicator tubes. Zeic f

Claims

Claims 1. Measuring method for determining the liquid level in a transparent level indicator tube in which a light beam passes through the level indicator tube perpendicular to its axis is sent to a photoelectric receiver and the receiver signal dependent on the light intensity influenced by the liquid is evaluated for a level indicator, characterized in that a level indicator tube is chosen in which the liquid level forms a meniscus, and the on total reflection of the light beam resulting from the curvature of the liquid level it is used that corresponds to the greatly reduced light intensity Assign the receiver signal to the liquid level.

2. Measuring method according to claim 1, characterized in that by means of Another reflection of the light beam at the curvature of the liquid level, which in turn greatly reduces the light intensity at the photoelectric receiver is, a second receiver signal is generated from its time interval to Receiver signal due to total reflection and the spatial distance between the two reflection points in the direction of the pipe axis the speed of the rising or falling liquid level is determined.

3. Measuring method according to claim 2, characterized in that with the help the speed of the liquid level at least in the vicinity of the measuring point a continuous determination of the position is carried out.

'4. Measuring circuit for carrying out the measuring method according to the claims 1 to 3, with a light source (3) on the one hand a transparent level indicator tube (1) and a photoelectric receiver (4) on the opposite side of the Rohres, which include the level indicator tube like a light barrier, and an evaluation device connected to the receiver, characterized in that, that the receiver (4) has an analog / digital converter (8) with a microprocessor (9) is connected to which a display device (11) and a device (16) for entering setpoints are connected, with a potential-free Relay (12) an alarm device (13) is controlled.

5. Measuring circuit according to claim 4, characterized in that the Light source an infrared light emitting diode with narrow radiation characteristics and the receiver assigned to it only allows infrared light to pass through Filter is provided.

6. Measuring circuit according to claim 4 and 5, characterized in that for a quasi-continuous liquid level indicator along the axis of the level indicator tube (1) several light sources (3) and receiver (4) are arranged close together and the outputs of the receivers are connected to a time division multiplex circuit (7) are whose output via an analog / digital converter (8) with a microprocessor (9) communicates.

7. Measuring circuit according to claim 6, characterized in that instead several individual light sources a rod-shaped light source is provided and the individual receivers illuminated by it have a narrow directional characteristic.