DE3611632C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei elektrischen Schaltvorrichtungen für große Ströme und
Spannungen sind die festen und beweglichen elektrischen
Kontakte häufig in gasdichten Kammern angeordnet, die als
Schutzgas Schwefelhexafluorid enthalten. Wenn in den Kammern
solcher Vorrichtungen Lecks entstehen und das Schwefelhexa
fluorid durch diese ausströmt und eventuell dafür Luft in die
Kammern einströmt, kann dies zur Zerstörung der Schalt
vorrichtungen führen und unter Umständen sogar Brände und
Explosionen verursachen. Es ist nun bereits bekannt, solche
Schaltvorrichtungen mit Einrichtungen zur Ermittlung und
Überwachung der Dichte des in den Kammern vorhandenen Fluids
auszurüsten. Zu diesem Zweck wird eine Wand der Kammer mit
einem Fenster versehen und in der Kammer ein zweiarmiger Hebel
um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert. Der Hebel ist
am sich im Bereich des Fensters befindenden Ende mit einem
Anzeigeorgan und am anderen Ende mit einem Antriebskörper
versehen. Bei Änderungen der Dichte des in der Kammer vor
handenen Fluids wird der Hebel wegen des ändernden Auftriebs
verschwenkt, so daß die Stellung des Anzeigeorgans ein Maß
für die Dichte gibt. Die zum Lagern des Hebels dienenenden Lager
sind jedoch empfindlich auf Erschütterung und Korrosionsvor
gänge, was die Zuverlässigkeit dieser Einrichtungen, insbeson
dere bei langdauernder Verwendung, beeinträchtigt. Zudem sind
Schaltvorrichtungen häufig an dunklen Stellen montiert, so
daß es schwierig ist, die Stellung des Anzeigeorgans visuell
zu ermitteln.
Es sind nun bereits für andere Anwendungen bestimmte Einrich
tungen zum Messen der Dichte von Fluiden bekannt, die einen
mechanisch schwingfähig von einem Support gehaltenen Körper,
eine elektronische Schaltung und elektrisch mit dieser ver
bundene Detektions- und Erregungsmittel aufweisen, um die
Schwingungen des Schwingkörpers zu ermitteln, bzw. solche zu
erzeugen.
Aus der US-Patentschrift 34 20 092 sind beispielsweise Dichte
meß-Einrichtungen bekannt, die ein längliches, dichtes Gehäuse
aufweisen, in dem eine Stimmgabel angeordnet ist und das an
seinen einander abgewandten Enden je mit einem Anschluß für
eine Fluidleitung versehen ist. Am Mantel des Gehäuses sind
bei zwei sich diametral gegenüberstehenden Stellen ein Schwin
gungsdetektor und ein Schwingungserreger unlösbar befestigt,
die je einen am Mantel festgeschweißten, ein Loch von diesem
durchdringenden Polschuh und eine auf der Außenseite des
Gehäuses angeordnete Spule aufweisen. Diese Einrichtungen sind
nicht für die Ermittlung der Dichte von Schwefelhexafluorid in
elektrischen Schaltvorrichtungen vorgesehen und wären dazu
auch gar nicht geeignet. Für eine solche Anwendung müßte man
nämlich den Innenraum des Gehäuses über mindestens eine
Fluidleitung fluidmäßig mit dem Innenraum der die elektri
schen Kontakte enthaltenden Kammer einer Schaltvorrichtung
verbinden oder das ganze Gehäuse in eine solche Kammer ein
setzen und die Spulen über elektrische Durchführungen mit
einer sich außerhalb der Kammer befindenden elektronischen
Schaltung und Anzeigemitteln verbinden, was beides aufwendig
und anfällig auf die Entstehung von Lecks wäre.
Aus der US-Patentschrift 41 14 423 und der DE-AS 28 31 963 sind ferner Dichtemeß-
Einrichtungen bekannt, die als Schwingkörper eine ebene,
schwingfähig an einem Support gehaltene Platte aufweisen. Der
Support ist an einem vom zu messenden Fluid durchströmten Rohr
befestigt und derart ausgebildet, daß sich der Schwingkörper
im Inneren des Rohres befindet. Die Detektions- und Erregungs
mittel weisen mindestens einen Schwingungsdetektor und minde
stens einen Schwingungserreger auf, wobei die Schwingungsde
tektoren und -erreger entweder mit Polschuhen und Spulen oder
piezoelektrischen Kristallen versehen und elektrisch über
fluiddichte, elektrische Durchführungen mit einer außerhalb
des Rohres angeordneten, elektronischen Schaltung verbunden
sind. Diese Einrichtungen sind ebenfalls nicht zur Ermittlung
und Überwachung der Dichte von Schwefelhexafluorid in Kammern
von elektrischen Schaltvorrichtungen vorgesehen und wären für
diesen Zweck zu teuer.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zum Ermitteln, nämlich Messen und/oder Überwachen der Dichte
mindestens eines Fluids zu schaffen, die Nachteile der bekann
ten Einrichtungen behebt. Die Einrichtung soll vor allem
ermöglichen, die Dichte von sich in abgeschlossenen Räumen
befindlichen Fluiden mit möglichst geringer Leckgefahr zu
ermitteln, und dabei kostengünstig herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung der einleitend ge
nannten Art gelöst, die erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Weiterbil
dungen der Einrichtung gehen aus den vom Anspruch 1 abhängigen
Ansprüchen hervor.
Die Erfindung hat ferner eine Verwendung der Einrichtung
gemäß dem Anspruch 13 zum Gegenstand.
Die erfindungsgemäße Einrichtung dient zum Ermitteln, nämlich
zum Messen und/oder Überwachen der Dichte mindestens eines
Fluids. Das letztere befindet sich dabei im allgemeinen in
einem durch eine Wandung gegen die Umgebung abgegrenzten Raum,
nämlich etwa als ruhendes Fluid in einer Kammer oder als
strömendes Fluid in einer Leitung. Der den Schwingkörper
haltende Support kann dann dauernd derart an der Wandung
befestigt sein, daß sich der Schwingkörper im das Fluid
enthaltenden Raum befindet. Die Detektions- und Erregungs
mittel können von der Umgebung her am Support befestigt werden,
und zwar vorzugsweise lösbar. Da der Support keine seine
Trennwand durchdringende, gasdichte Durchführungen von elek
trischen Leitern oder magnetischen Polschuhen oder sonstigen
Elementen benötigt, kann die Einrichtung mit verhältnismäßig
geringem Aufwand lecksicher ausgebildet werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in besonders vorteil
hafter Weise für Anwendungen konzipiert werden, bei denen
Fluiddichten in mehreren, örtlich voneinander getrennten
Innenräumen zu ermitteln sind. Die Einrichtung kann beispiels
weise mehrere, je dauernd an der Wandung einer Kammer be
festigte, je einen Schwingkörper haltende Supporte und minde
stens eine, etwa nur eine einzige, Detektions- und Erregungs
mittel haltende Halterung aufweisen, die wahlweise vorüber
gehend lösbar an verschiedenen Supporten befestigt werden
kann, um die Dichte des in der betreffenden Kammer vorhandenen
Fluids zu messen. Zum Beispiel kann eine elektrische Anlage
für die Stromversorgung einer Stadt elektrische Schaltvorrich
tungen umfassen, mit denen je die Stromversorgung eines
Quartiers oder eines Industriekomplexes ein- und ausgeschaltet
werden kann und die je mit einer elektrische Kontakte und
Schwefelhexafluorid enthaltenden Kammer versehen sind. An der
Wandung von jeder dieser Kammern kann ein einen Schwingkörper
haltender Support befestigt sein. Solche Schaltvorrichtungen
werden im allgemeinen nur selten und in großen Zeitabständen
geschaltet, die beispielsweise in der Größe von Wochen,
Monaten oder sogar Jahren liegen können. Bei einer derartigen
Anlage kann man jedes Mal vor der Vornahme eines Schaltvor
gangs und/oder zusätzlich in periodischen Zeitabständen vor
übergehend eine Detektions- und Erregungsmittel haltende
Halterung am Support der betreffenden Schaltvorrichtung
befestigen, um die Dichte des Schwefelhexafluorids zu kontrol
lieren. Da für die Ermittlung der in verschiedenen Kammern
vorhandenen Fluiddichten nur eine einzige Halterung mit
Detektions- und Erregungsmitteln und natürlich auch nur eine
elektronische Schaltung benötigt werden, sind die Kosten der
zum Ermitteln der Fluiddichte dienenden Einrichtung wesentlich
kleiner, als wenn für jede Schaltvorrichtung eine komplette,
separate Einrichtung zur Fluiddichteermittlung vorhanden wäre.
Während die Fluiddichten in diesem Fall in fluidmäßig voll
ständig getrennten Kammer-Innenräumen ermittelt werden, könnte
man aber auch mehrere, je einen Schwingkörper haltende Sup
porte vorsehen, um die Fluiddichten in Innenräumen oder Innen
raumbereichen zu ermitteln, die etwa wie Innenräume von
Vorrichtungen gewisser chemischer Produktionsanlagen derart
fluidmäßig miteinander verbunden sind, daß in ihnen ver
schiedene Fluiddichten vorhanden sein können.
Ähnliche Kosteneinsparungen lassen sich auch bei Einrichtungen
und Anlagen anderer Art erzielen, bei denen an verschiedenen
Stellen vorübergehende Messungen oder Kontrollen einer Fluid
dichte vorzunehmen sind.
Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeich
nung zeigt die
Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer Anlage mit
elektrischen Schaltvorrichtungen und einer
Einrichtung zum Ermitteln der Fluiddichten, die
Fig. 2 einen Schnitt durch einen eine Stimmgabel
haltenen Support, die
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Detektions- und
Erregungsmittel haltende Halterung, die
Fig. 4 ein elektrisches Blockschema der Einrichtung
zum Ermitteln der Fluiddichte und die
Fig. 5 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf
verschiedener Spannungen.
Die in der Fig. 1 dargestellte Anlage oder Einrichtung weist
mindestens zwei und vorzugsweise mehr elektrische Schaltvor
richtungen auf, von denen drei schematisch gezeichnet und mit
1 bezeichnet sind. Jede Schaltvorrichtung 1 besitzt eine
gasdichte Kammer 3 mit einer zum Teil in der Fig. 2 darge
stellten Wandung 5 und einem Innenraum 7. In diesem sind nicht
dargestellte elektrische Kontakte, nämlich mindestens ein
fester und mindestens ein manuell oder elektromagnetisch oder
in anderer Weise bewegbarer Kontakt angeordnet. Die Schalt
vorrichtungen 1 haben ferner mit den Kontakten verbundene
Anschlüsse und können etwa als ein- oder mehrpolige Ein/Aus-
und/oder Umschalter ausgebildet sein. Der Innenraum 7 jeder
Kammer 3 enthält ein Schutzgas, nämlich Schwefelhexafluorid.
Die Wandung 5 jeder Kammer 3 hat eine durchgehende Öffnung 5 a,
die mit einem Innengewinde versehen und durch eine Gewinde
bohrung gebildet ist. Eine Einrichtung zum Ermitteln der
Dichte mindestens eines Fluids, nämlich der Dichte des in den
Innenräumen 5 der Kammern 3 der verschiedenen Schaltvorrich
tungen 1 vorhandenen Schwefelhexafluorids, weist für jede
Schaltvorrichtung 1 einen mehrteiligen, starr und lösbar an
der Wandung 5 befestigten, länglichen Support 11 auf. Dieser
hat einen die Öffnung 5 a durchdringenden, zapfen- oder buch
senartigen Teil 13 mit einem außen an der Wandung 5 anlie
genden Kopf 13 a und einem von außen her in das Innengewinde
der Öffnung 5 a eingeschraubten Außengewinde 13 b. Der Kopf 13 a
ist auf seiner an der Wandung anliegenden Seite mit einer
Ringnut versehen und mit einer in diese eingesetzten Dichtung
15 abgedichtet. Der Teil 13 ist von seinem der Umgebung der
Kammern 3 zugewandten Ende her mit einem Loch 13 c versehen,
das zur Hauptsache aus einer Sackbohrung besteht. Deren die
Achse des Lochs 13 c umschließende, zylindrische Begrenzungs
fläche ist durch eine Ringnut in zwei Abschnitte unterteilt,
die eine von der Lochachse weggerichtete Rast-Vertiefung 13 d
bildet. Der Kopf 13 a ist noch mit mindestens einem zur Achse
des Teils 13 parallelen, aber exzentrischen Sackloch 13 e zum
Angreifen mit einem Schlüssel versehen. Das Loch 13 c ist an
seinem dem Innenraum 7 zugewandten Ende durch eine radiale,
ebene, öffnungsfreie und kompakte Trennwand 13 f abgeschlossen,
die zusammen mit den restlichen Abschnitten des Teils 13 aus
einem einstückigen Körper besteht. Am sich im Innenraum 7
befindenden Ende des Teils 13 ist eine längliche, beidenends
offene, im allgemeinen hohlzylindrische Hülse 17 starr und
mindestens einigermaßen fluiddicht befestigt, etwa auf einen
zylindrischen Außenflächenabschnitt des Teils 13 aufgepreßt
und/oder mit diesem verleimt. Die Längsöffnung der Hülse 17
weist an ihrem dem Teil 13 abgewandten Ende eine Erweiterung
mit einem Innengewinde 17 c auf. Ein Gewindezapfen 19 besitzt
einen in das Innengewinde 17 c eingeschraubten Gewindeteil
sowie einen an der dem Teil 13 abgewandten Endfläche der
Hülse 17 anliegenden Kragen und schließt das der Trennwand
13 f abgewandte Ende des Innenraums der Hülse 17 mehr oder we
niger dicht ab. Die Hülse 17, oder genauer gesagt, der sie
bildende Mantel, hat in der Nähe des der Trennwand 13 f abge
wandten Endes eine Ringnut 17 a und mindestens eine Öffnung,
nämlich beispielsweise vier über den Hülsen-Umfang verteilte,
vom Boden der Ringnut 17 a in ihren Innenraum führende Löcher
17 b. Ein hohlzylinderförmiges, die Ringnut 1 a sowie die Lö
cher 17 b umschließendes Filtersieb 21 ist zwischen dem Kra
gen des Gewindezapfens 19 und einer Schulter der Außenfläche
der Hülse 17 gehalten. Der Gewindezapfen 17 ist auf seiner dem
Innern der Hülse 17 zugewandten Seite mit einem Sackloch,
nämlich einer Gewindebohrung versehen. In der Hülse 17 ist
eine einen mechanischen, elastisch deformierbaren Schwingkör
per 23 bildende Stimmgabel angeordnet. Diese weist zwei
parallel zur Längsachse des Supports 11 verlaufende, schwing
fähig gehaltene Zinken, einen diese verbindenden Steg und
einen mit diesem zusammenhängenden Gewindezapfen auf, der in
die Gewindebohrung des Gewindezapfens 19 eingeschraubt ist und
die Stimmgabel derart lösbar mit dem Support 11 verbindet,
daß die bei den freien Enden der Zinken vorhandenen Zinken-
Endflächen der Trennwand 13 f zugewandt sind. Der die Stimm
gabel enthaltende Innenraum der Hülse 17 ist durch die Lö
cher 17 b und die Löcher des Filtersiebs 21 hindurch fluid
mäßig mit dem die Hülse 17 umgebenden Bereich des Kammer-
Innenraums 7 verbunden. Dabei befinden sich die Löcher 17 b in
der Nähe der der Trennwand 13 f abgewandten, durch einen Steg
verbundenen Enden der Stimmgabelzinken, so daß von den
letzteren mindestens die der Trennwand 13 f zugewandten Hälften
von einem kompakten, lochfreien Abschnitt der Hülse 17 um
schlossen sind.
Die Einrichtung zum Ermitteln der Dichte weist ferner eine
wahlweise lösbar mit einem der Supporte 11 verbindbare,
längliche, mehrteilige Halterung 31 auf, deren Ausbildung aus
der Fig. 3 ersichtlich ist. Die Halterung 31 ist mit einer
länglichen, zu ihrer Längsachse im allgemeinen rotations
symmetrischen Hülse 33 versehen, deren einer Endabschnitt 33 a
eine zylindrische Außenfläche hat, an die eine Ringnut 33 b
anschließt. In der Nähe ihres anderen Endes hat die Hülse 33
einen radial nach außen ragenden Bund 33 c. Der an diesen
anschließende Endabschnitt der Hülse 33 ist mit einem Außen
gewinde 33 d versehen. Die Hülse 33 besitzt durchgehende
Längsöffnung, die durch eine Einschnürung getrennte, verschie
dene Durchmesser besitzende Abschnitte aufweist. Auf der
Außenseite der Hülse 33 ist zwischen deren Endabschnitt 33 a
und dem Bund 33 c ein hülsenförmiger Handgriff 35 begrenzt
axial verschiebbar geführt und gehalten. Der Handgriff 35 ist
im Bereich der Ringnut 33 b mit einem dünneren, in diese
eingreifenden Fortsatz versehen, der durch von seinem freien
Ende her in ihn eingeschnittene Einschnitte in mehrere federn
de Zungen 35 a unterteilt ist. Diese sind an ihren freien Enden
mit von der Längsachse der Halterung 31 weg nach außen
ragenden Rast-Vorsprüngen 35 b versehen. Ein Spulenträger 37
hat einen axial verschiebbar in der Hülse verschiebbaren
Schaft 37 a und an seinem beim Endabschnitt 33 a der Hülse 33
aus dieser herausragenden Ende einen topfförmigen Endab
schnitt 37 b. Dessen Innenraum ist am schaftseitigen Ende durch
den Schaft 37 a und einen mit diesem zusammenhängenden, ring
förmigen Wandteil abgeschlossen, während er am anderen Ende
offen ist. Der Außendurchmesser des topfförmigen Endab
schnitts 37 b und derjenige des Endabschnitts 33 a der Hülse 33
sind annähernd gleich dem Innendurchmesser der den Hauptteil
des Lochs 13 c bildenden Sackbohrung, so daß die Endabschnit
te 33 a, 37 b annähernd radial spielfrei in das Loch 13 c steck
bar sind. Am die Einschnürung der Längsöffnung der Hülse 33
durchdringenden Ende des Schaftes 37 a ist eine Schraube lösbar
befestigt, deren Kopf einen Anschlag 39 bildet. Zwischen
diesem und einem am dem Endabschnitt 33 a abgewandten Ende der
Hülse 33 starr an dieser befestigten Abschlußring 41 ist eine
Feder 43 in der Hülse 33 angeordnet. Die Feder 43 greift am
Anschlag 39 an und drückt diesen gegen die Einschnürung der
Längsöffnung der Hülse 33. Im topfförmigen Endabschnitt 37 b
ist ein zu dessen und zur Längsachse der ganzen Halterung 31
koaxialer Kern 45 angeordnet und einenends starr mit dem
topfförmigen Endabschnitt 37 b verbunden. Im zwischen dem
Mantel des topfförmigen Endabschnitts 37 b und dem Kern 45
vorhandenen, kreisringförmigen Zwischenraum ist eine Spule 47
mit einer Wicklung aus einem isolierten, elektrischen Leiter
befestigt. Auf das Außengewinde 33 d ist eine Kappe 49 auf
geschraubt, die im Zentrum ihrer Stirnwand ein Loch aufweist,
durch das ein Kabel 51 eingeführt und am Abschlußring 41
befestigt ist. Das Kabel 51 hat zwei isolierte, elektrische
Leiter, die mit elektrischen Verbindungsleitern durch den die
Feder 43 enthaltenden Abschnitt der Längsöffnung der Hülse 33
und durch im Anschlag 39 sowie im Schaft 37 a vorhandene Löcher
hindurch elektrisch mit der Wicklung der Spule 47 verbunden
sind. Die beiden Verbindungsleitungen können beispielsweise
durch die beiden Endabschnitte des die Spulenwicklung bildenden
Leiters gebildet sein und sind im Bereich des Schafts 37 a
durch strichpunktierte Linien dargestellt.
Der zum Support 11 gehörende Teil 13 und insbesondere die von
einem Abschnitt von ihm gebildete Trennwand 13 f bestehen aus
einem unmagnetischen oder, genauer gesagt, nicht ferromagne
tischen Material, beispielsweise einem unmagnetischen, rost
freien Stahl. Dagegen bestehen die Hülse 17, der Schwing
körper 23, der Spulenträger 37 und eventuell auch noch der
Gewindezapfen 19 sowie das Filtersieb 21 aus einem ferroma
gnetischen, aber magnetisch weichen, d. h. nicht permanent
magnetischen Material. Der Kern 45 besteht aus einem ferroma
gnetischen Material das mindestens zum Teil permanentmagnetisch
ist. Der Kern 45 kann beispielsweise zum Teil aus einem
Samarium-Kobalt-Permanentmagneten und zum Teil aus magnetisch
weichem Stahl bestehen.
Wenn die Halterung 31 in der in der Fig. 1 dargestellten
Weise lösbar mit einem der Supports 11 verbunden ist, stecken
ein Teil der Hülse 33, mindestens Teile der Zungen 35 a und der
topfförmige Endabschnitt 37 b des Spulenträgers 37 im Loch 13 c
des zapfen- oder buchsenartigen Teils 13 des Supports 11. Die
Rast-Vorsprünge 35 b der Zungen 35 a sind dann infolge der
Federwirkung der Zungen 35 a in die Rast-Vertiefung 13 d einge
rastet. Die Feder 43 drückt den Spulenträger 37 gegen die
Trennwand 13 f, so daß entweder der topfförmige Spulenträger-
Endabschnitt 37 b oder der Kern 45 und vorzugsweise beide
dieser Teile mit ihren sich in der Fig. 3 unten befindenden
Enden an der Trennwand 14 f anliegen. Die nur eine einzige
Wicklung aufweisende Spule 47 bildet zusammen mit dem topf
förmigen Endabschnitt 37 b des Spulenträgers 37 und dem Kern 45
Detektions- und Erregungsmittel 53 zur induktiven Detektion
bzw. elektromagnetischen Erregung von Schwingungen des Schwing
körpers 23 durch die Trennwand 13 f hindurch, wobei die der
letzteren zugewandten Enden des Spulenträger-Endabschnitts 37 b
und Kerns 45 als magnetische Polschuhe dienen.
Die in der Längsrichtung des Supports 11 und der Stimmgabel
zinken gemessene Abmessung der Trennwand 13 f und der zwischen
dieser und den freien Enden der Stimmgabelzinken vorhandenen
Spalte sind vorzugsweise wesentlich kleiner als der quer dazu
gemessene Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen
der beiden Stimmgabelzinken. Die Trennwand 13 f soll jedoch
vorzugsweise ausreichend starr sein, daß sie durch die
zwischen dem Innenraum 7 der Kammer 3 und der in deren Umge
bung vorhandene Druckdifferenz nicht nennenswert deformiert
wird. Der Kern 45 kann im Querschnitt beispielsweise kreis
förmig sein und einen Durchmesser haben, der ungefähr gleich
dem Abstand der beiden Stimmgabelzinken voneinander ist. Die
axiale Abmessung des Lochs 13 c ist vorzugsweise so viel
größer als die parallel dazu gemessene Dicke des die Öff
nung 5 a begrenzenden Abschnitts der Wandung 5, daß sich die
Trennwand 13 f und mindestens ein wesentlicher Teil des topf
förmigen Endabschnitts 37 b, des Kerns 45 und der Wicklung 47
auf der dem Innenraum 7 zugewandten Seite des die Öffnung 5 a
begrenzenden Abschnitts der Wandung 5 befinden und gleich wie
Abschnitte der Stimmgabelzinken von einem kompakten, loch
freien Abschnitt der ferromagnetischen Hülse 17 umschlossen
werden.
Die die Rast-Vorsprünge 35 b auf ihren sich in der Fig. 3 oben
und unten befindenden Seiten begrenzenden Flächen und die den
Rast-Vorsprüngen 35 b zugewandten Flächen des Endabschnitts 33 a
der Hülse 33 sind von der Längsachse weg nach unten, d. h. zu
demjenigen Ende der Halterung 31 und der Detektions- und
Erregungsmittel 53 geneigt, das bei im Support 11 steckender
Halterung 31 der Trennwand 13 f zugewandt ist. Wenn eine Person
den Handgriff 35 der in einem Support 11 steckenden Halterung
31 manuell faßt und von der betreffenden Kammer 3 wegzieht,
werden die Rast-Vorsprünge dadurch aus der Rast-Vertiefung 13 d
ausgerastet, so daß die Halterung 31 vom Support 11 getrennt
und beispielsweise in einen der andern vorhandenen Supporte
gesteckt werden kann. Wenn hingegen unbeabsichtigt das Kabel 51
der in einem Support 11 steckenden Halterung 31 vom betreffen
den Support 11 weggezogen werden sollte, laufen die einander
zugewandten Flächen des Hülsen-Endabschnitts 33 a und der
Rast-Vorsprünge 35 b aufeinander auf, wodurch die letzteren von
der Längsachse der Halterung 31 weg tiefer in die Rast-
Vertiefung 13 d hineingedrückt werden und eine Trennung der
Halterung 31 vom Support 11 verhindern.
Eine elektronische Meß- und/oder Überwachungsvorrichtung 61
besteht aus einem Gerät mit einem Gehäuse und einer in diesem
untergebrachten elektronischen Schaltung, deren Blockschema in
der Fig. 4 dargestellt ist und die als Ganzes mit 63 bezeich
net ist. Die beiden Enden der Wicklung der Spule 47 der
Detektions- und Erregungsmittel 53 sind elektrisch durch die
beiden Leiter des Kabels 51 mit der elektronischen Schaltung
63, nämlich mit dem Eingang eines einen beispielsweise als
Schmitt-Trigger geschalteten Verstärker aufweisenden Impuls
formers 65 verbunden. Dabei kann beispielsweise das eine
Wicklungsende mit dem eigentlichen Eingangsanschluß des zum
Impulsformer gehörenden Verstärkers und das andere Wicklungs
ende mit dem Massenanschluß der Schaltung 63 und des Impuls
formers 65 verbunden sein. Dessen Ausgang ist mit dem Eingang
eines Frequenzteilers 67 verbunden, der die Anzahl der ihm
zugeführten Impulse durch die beispielsweise vier betragende
Zahl n teilt. Der Ausgang des Frequenzteilers 67 ist über
eine Steuerschaltung 69 mit dem Eingang eines einen Verstärker
aufweisenden Erregungssignalgebers 71 verbunden. Dessen Aus
gang ist mit der Wicklung der Spule 47 und damit auch mit dem
Eingang des Impulsformers 65 verbunden. Ferner ist eine Aus
werteschaltung 73 vorhanden, deren Eingang beispielsweise an
den Ausgang des Erregungssignalgebers 71 angeschlossen ist und
die zwei Ausgänge aufweist. Diese sind je mit einem
optischen Signalgeber 75 bzw. 77 verbunden. Die Signalgeber
75, 77 können beispielsweise je eine Leuchtdiode aufweisen und
sind derart angeordnet, daß die von ihnen erzeugten Licht
signale auf der Außenseite des Gehäuses der Meß- und/oder
Überwachungsvorrichtung 61 sichtbar sind. Die letztere ist
ferner mit einem Speisespannungsteil 81 versehen, der die
verschiedenen elektronischen Bauteile mit den notwendigen
Betriebsspannungen versorgt und beispielsweise eine Batterie,
einen manuell betätigbaren Ein/Aus-Schalter 83 und eine
automatische Ausschaltvorrichtung aufweist. Ferner kann noch
eine nicht dargestellte Testvorrichtung vorhanden sein.
Nun soll anhand der Fig. 5 die Arbeitsweise der Meß-
und/oder Überwachungsvorrichtung 61 erläutert werden. In der
Fig. 5 ist zuunterst eine Abszissenachse gezeichnet, auf der
der Verlauf der Zeit t aufgetragen ist. Ferner sind die
zeitlichen Verläufe von verschiedenen, bezüglich der elektri
schen Masse gemessenen Spannungen, nämlich im Diagramm von
oben nach unten, der über der Spule 47 vorhandenen Spannung U s ,
der am Ausgang des Impulsformers 65 vorhandenen Spannung U i ,
der am Ausgang des Frequenzteilers 67 vorhandenen Spannung U f
und der am Ausgang der Steuerschaltung 69 vorhandenen Span
nung U p dargestellt.
Wenn die in der Kammer 3 von einer der elektrischen Schalt
vorrichtungen vorhandene Gasdichte überprüft werden soll,
schaltet eine Bedienungsperson mit dem Schalter 83 die Vor
richtung 61 ein, prüft mit der allenfalls vorhandenen Testvor
richtung die korrekte Funktion der Vorrichtung 61 und steckt
die Halterung 31 mit den von dieser gehaltenen Detektions- und
Erregungsmitteln 53 in das Loch 13 c des zur betreffenden
Schaltvorrichtung 1 gehörenden Supports 11. Zwischen dem
Schwingkörper 23 und den Detektions- und Erregungsmitteln 53
kann durch mindestens ein magnetisches Feld Kraft und/oder
Energie durch die kompakte Trennwand 13 f hindurch übertragen
werden. Nach dem Einsetzen der Halterung 31 in den Support 11
wird der Schwingkörper 23 von zufällig durch das "Rauschen"
der elektronischen Schaltung entstandenen, der Spule 47
zugeführten, elektrischen Signale zum Schwingen angeregt und
beginnt nach einer kurzen Einschwingzeit mit der von der
Dichte des im Innenraum 7 vorhandenen Fluids abhängigen
Resonanzfrequenz zu schwingen. Der schwingende Schwingkör
per 23 induziert in der Wicklung der Spule 47 eine Spannung
mit sinusförmigen zeitlichem Verlauf. Die durch die Induktion
erzeugte Komponente der über der Spulenwicklung vorhandenen
Spannung U s bildet eine Folge von wellenförmigen Detektions-
Signalen 91, deren Periodendauern gleich denjenigen der
Schwingkörper-Schwingungen sind. Der Impulsformer 65 erzeugt
aus der Spannung U s bei jedem Detektions-Signal 91 einen
Impuls. Die Anstiegsflanke und Abfallflanke von jedem dieser
Impulse liegen jeweils bei den beiden aufeinanderfolgenden,
eine negative Halbwelle der Spannung U s begrenzenden Null
durchgängen der Spannung U s . Die vom Impulsformer 65 kommen
den, eine konstante Höhe und eventuell etwas variierende
Breiten aufweisenden Impulse 95 der Spannung U i werden dem
Frequenzteiler 67 zugeführt, der für jeden vierten dieser
Impulse 95 einen Impuls 97 erzeugt. Die Impulse 97 gelangen
zur Steuerschaltung 69, die Steuersignale, nämlich rechteckige
Steuerimpulse 99 erzeugt und dem Erregungssignalgeber 71
zuführt. Die Steuerschaltung 69 weist zum Beispiel zwei in
Serie geschaltete, monostabile Kippschaltungen auf, von denen
die erste die Anfangsflanken, nämlich die Anstiegsflanken der
ihr zugeführten Impulse um eine konstante Zeitdauer verschiebt
und die zweite eine konstante Impulsdauer festlegt. Die
Anfangsflanken der von der Steuerschaltung erzeugten Steuer
impulse 99 sind bezüglich denjenigen der Impulse 97 um ein
Viertel einer beim Betrieb auftretenden Periodendauer der
Schwingkörper-Schwingungen, etwa der mittleren Periodendauer
der letzteren, verschoben und zwar verzögert. Die Verschiebung
der Anfangsflanken entspricht also, bezogen auf die momentane
Periodendauer der Schwingkörper-Schwingungen und abhängig vom
momentanen Wert dieser Periodendauer, einem mehr oder weniger
genau 90° betragenden Phasenwinkel. Die Dauern der Impulse 99
werden durch die Steuerschaltung 69 auf einen Wert festgelegt,
der kleiner als die Periodendauer einer Schwingkörper-Schwin
gung und höchstens ungefähr und beispielsweise zumindest
annähernd gleich der halben, momentanen Periodendauer der
Schwingkörper-Schwingungen ist. Der Erregungssignalgeber
verstärkt die ihm zugeführten Impulse 99 und führt die ver
stärkten, mindestens ungefähr rechteckförmigen Impulse der
Spule 47 zu, wo sie den im obersten Teildiagramm der Fig. 5
strichpunktiert dargestellten Teilen der Detektions-Signale
überlagert werden und Erregungs-Signale 93 bilden, deren
Spannungsmaxima wesentlich größer sind als diejenigen der vom
Schwingkörper 23 induzierten Detektions-Signale. Die Anfangs
flanke, nämlich die Anstiegsflanke eines Erregungs-Signals 93
liegt jeweils bei einem Spannungsminimum, d. h. bei einem
Wellental der in der Spule 47 induzierten Spannung. Die
Erregungs-Signale 93 gelangen sowohl zum Eingang des Impuls
formers 65 als auch zur Wicklung der Spule 47, so daß die
letztere bei jeder n-ten, d. h. vierten Schwingkörper-Schwin
gung während eines Teils von dieser ein impulsförmiges Ma
gnetfeld erzeugt und dem Schwingkörper 23 die zur Aufrecht
erhaltung der Schwingungen notwendige Energie in optimaler
Phasenlage zuführt.
Bei einer bestimmten, vorgegebenen Ausbildung des Schwingkör
pers 23 gibt dessen Schwingungs-Resonanzfrequenz ein Maß für
die Dichte des in der Kammer vorhandenen Fluids, wobei die
Resonanzfrequenz mit wachsender Dichte abnimmt. Die Auswerte
schaltung 73 enthält digital arbeitende Schaltungsmittel, um
eine mit der Schwingungsfrequenz des Schwingkörpers 23 ver
knüpfte Größe, nämlich beispielsweise die Periodendauer der
zu ihm gelangenden Erregungs-Signale 93 zu erfassen und mit
einem vorgegebenen Referenzwert zu vergleichen, der einem
bestimmten Dichte-Grenzwert entspricht. Das in den Kammern 3
der Schaltvorrichtungen 1 vorhandene Schwefelhexafluorid hat
im Normalfall eine bestimmte, vogegebene Dichte. Diese
entspricht je nach der Art der Schaltvorrichtungen 1 und
den Größen der von diesen zu schaltenden, elektrischen
Spannungen und Strömen bei einer 20°C betragenden Temperatur
einem bestimmten Druck, der im allgemeinen größer ist als
der Umgebungsluftdruck und beispielsweise in der Größe von
120 bis 130 Kilopascal (1,2 bis 1,3 Bar) liegen kann. Wenn
die Dichte des Schwefelhexafluorids im Kammer-Innenraum 7 der
Schaltvorrichtung 1, mit der die Halterung 31 verbunden ist,
mindestens gleich dem genannten, vorgegebenen Dichte-Grenz
wert ist, führt die Auswertschaltung 73 dem Signalgeber 75
eine elektrische Spannung zu, so daß dieser beispielsweise
grün leuchtet. Falls hingegen wegen eines Lecks Schwefel
hexafluorid aus der Kammer 5 ausströmt und eventuell teil
weise durch in die Kammer 5 eingeströmte Luft ersetzt worden
ist und die Dichte des im Kammer-Innenraum 7 vorhandenen
Gases oder Gasgemisches dadurch unter den vorgesehenen Dichte-
Grenzwert abgenommen hat, führt die Auswerteschaltung 73
dem Signalgeber 77 eine kontinuierliche oder intermittierende
Spannung zu, so daß dieser beispielsweise rot leuchtet bzw.
blinkt und dadurch anzeigt, daß die Dichte im Kammer-Innen
raum 7 zu klein geworden ist.
Die Schaltvorrichtungen 1 werden bei den vorgesehenen Anwen
dungen im allgemeinen nur in verhältnismäßig großen Zeit
abständen betätigt, die beispielsweise im Normalfall Tage,
Wochen, Monate oder sogar Jahre betragen können. Die in den
Kammer-Innenräumen 7 der verschiedenen Spaltvorrichtungen 1
vorhandenen Fluid-Dichten können nun beispielsweise periodisch
und/oder jeweils vor der Änderung des Schaltzustandes einer
bestimmten Schaltvorrichtung in der vorgängig beschriebenen
Weise kontrolliert werden. Da die Schaltvorrichtungen 1 unter
Umständen relativ weit von einander entfernt sein können, ist
die Meß- und/oder Überwachungsvorrichtung 61 vorteilhafter
weise tragbar ausgebildet. Wenn der Speisespannungsteil 81 mit
einer automatischen Abschaltvorrichtung versehen ist, schaltet
diese die Vorrichtung 61 nach deren Benutzung für eine Kon
trolle einer Fluiddichte jeweils nach einer gewissen vorgege
benen Betriebszeit automatisch aus.
Die Einrichtung ist aus den bereits in der Einleitung erörter
ten Gründen lecksicher und kostengünstig. Die Tatsache, daß
die Detektions- und Erregungsmittel 53 nur eine einzige
Spule 47 aufweisen, trägt ebenfalls zur Niedrighaltung der
Kosten der Einrichtung bei und ermöglicht zudem, die Halte
rung 31 verhältnismäßig klein und handlich auszubilden.
Wenn die Halterung 31 im Loch 13 c eines Supports 11 steckt und
an diesem fixiert ist, umschließt die ferromagnetische Hülse
17 die Trennwand 13 f und mindestens die dieser zugewandten
Endabschnitte der Stimmgabelzinken und der Detektions- und
Erregungsmittel 53, und nämlich die ganze Stimmgabel. Die
ferromagnetische Hülse 17 schirmt daher die induktive und
magnetische Wechselwirkungen zwischen der Stimmgabel und den
Detektions- und Erregungsmitteln 53 gegen äußere, andere
Magnetfeler ab. Dies hat unter anderem den Vorteil, daß es
für die Ermittlung der Dichte belanglos ist, ob die Wandung 5
der Kammer 3 aus einem unmagnetischen oder einem ferromagne
tischen Material besteht. Da sich die Löcher 17 b bei Stellen
der Stimmgabel befinden, bei denen diese fast keine Schwing
bewegungen mehr ausführt, ist die Stimmgabel auch weitgehend
gegen akustische Störeinflüsse abgeschirmt. Beispielsweise
können die Kammer-Wandungen bei der Ermittlung der Dichte die
Reflexion der von der Stimmgabel ausgestrahlten Schallwellen
praktisch nicht beeinflussen und daher auch keine Fehler durch
Veränderung dieser Reflexion verursachen.
Die Einrichtung zum Ermitteln der Dichte kann in verschiedener
Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise kann man zusätz
lich zu den optischen Signalgebern 75, 77 oder statt diesen
einen die Dichte analog oder digital anzeigenden Anzeigeteil
und/oder einen akustischen Signalgeber vorsehen, der beim
absinken der Dichte unter einen vorgegebenen Grenzwert ein
akustisches Signal erzeugt.
Falls eine Halterung 31 mit Detektions- und Erregungsmitteln
53 und einer elektrisch mit diesen verbundenen Meß- und/oder
Überwachungsvorrichtung 61 zum Überwachen der Dichte von
Schaltvorrichtungen verwendet werden soll, bei denen die Soll-
oder Nennwerte der Dichten des Schwefelhexafluorids verschie
den sind, kann man die Meß- und/oder Überwachungsvorrichtung
61 mit einem Bereichsumschalter ausrüsten und/oder in die ver
schiedenen Kammern unterschiedlich ausgebildete Schwingkör
per 23 einbauen, die trotz verschiedenen Soll- oder Nennwerten
der Dichten beim Vorhandensein dieser Soll- oder Nennwerte
alle mit der gleichen Resonanzfrequenz schwingen.
Die Steuerschaltung 69 könnte statt der zwei Kippschaltungen
einen PLL-Schaltkreis (Phase Locked Loop) mit einem Phasenver
gleicher sowie einem durch die von diesem erzeugte Spannung
gesteuerten Oszillator, mindestens einen Impulsformer und eine
Logikschaltung aufweist. Beim Betrieb könnte der PLL-Schalt
kreis zusammen mit dem Impulsformer eine periodische Rechteck-
Impulsfolge erzeugen, deren Frequenz das Zweifache der Schwin
gungsfrequenz des Schwingkörpers 23 beträgt. Die Logikschal
tung könnte dem Erregungssignalgeber 71 als Steuersignal bei
jedem achten Impuls dieser Rechteck-Impulsfolge einen Steuer
impuls 99 zuführen. Die Anfangsflanken diese Steuerimpulse
können gegen die Anfangsflanken der vom Frequenzteiler 67
erzeugten Impulse 97 genau um ein Viertel der momentanen
Periodendauer der Schwingkörper-Schwingungen verschoben, und
zwar verzögert sein, so daß also die Anfangsflanken der
Steuerimpulse gegen diejenigen der vom Frequenzteiler erzeug
ten Impulse dann bei jeder auftretenden Periodendauer der
Schwingkörper-Schwingungen, bezogen auf diese, um einen genau
90° betragenden Phasenwinkel nachverschoben sind. Die Breiten
der Steuerimpulse können bei allen beim Betrieb stattfindenden
Schwingkörper-Schwingungen genau eine halbe Periodendauer von
diesen betragen. Der Erregungssignalgeber 71 würde die Steuer
impulse verstärken und die daraus resultierenden Impulse als
Erregungs-Signale der Spule 47 zuführen, wobei die Anstiegs
flanken dieser Erregungs-Signale bei allen Frequenzen der
Schwingkörper-Schwingungen jeweils genau bei einem Wellental,
d. h. einem Spannungsminimum der Spulenspannung U s liegen. Die
Auswerteschaltung 73 könnte entweder wie beim in der Fig. 4
dargestellten Blockschema mit dem Ausgang des Erregungssignal
gebers 71 oder mit einem Ausgang der Logikschaltung verbunden
sein. Im letzteren Fall kann die Logikschaltung der Auswerte
schaltung zum Beispiel eine Impulsfolge zuführen, deren Fre
quenz gleich der Schwingungsfrequenz des Schwingers ist. Die
einen PLL-Schaltkreis aufweisende Steuerschaltung kann ferner
noch eine Starterschaltung aufweisen, die nach dem Einschalten
der Einrichtung zusammen als Wobbelgenerator wirkt, der einen
Frequenzbereich überstreicht, der die beim Betrieb benötigte
Frequenz der Erregungs-Signalfolge enthält und automatisch
ausgeschaltet wird, sobald der Schwingkörper mit seiner Reso
nanzfrequenz schwingt.
Ferner könnte der Frequenzteiler 67 die Frequenz der ihm zu
geführten Impulse statt durch vier durch eine andere ganze,
mindestens zwei betragende Zahl teilen. Falls eine Steuerschal
tung mit einem PLL-Schaltkreis verwendet wird, könnte deren
Oszillator auch eine Signalfolge mit einer Frequenz erzeugen,
die statt das Zweifache ein größeres Vielfaches der Schwing
körper-Schwingungsfrequenz beträgt. Statt daß die Logikschal
tung für jedes achte ihr vom Oszillator zugeführte Signal
einen Steuerimpuls erzeugt, könnte sie auch für einen anderen,
größeren und kleineren Teil der vom Oszillator kommenden
Signale einen Steuerimpuls erzeugen, wobei sie aber höchstens
für jedes zweite und vorzugsweise höchstens für jedes vierte
der genannten Signale einen Steuerimpuls erzeugen soll.
Des weiteren könnte die elektronische Schaltung beispielsweise
derart geändert werden, daß der Erregungssignalgeber während
einer Gruppe von Detektions-Signalen statt nur eines Erre
gungs-Signals 93 jeweils zwei Pakete mit mehreren, beispielsweise
zwei Erregungs-Signalen erzeugt, deren zeitlicher Abstand
gleich der Periodendauer der Detektions-Signale ist. Dabei
soll aber die Anzahl der pro Zeiteinheit erzeugten Erregungs-
Signale vorzugsweise kleiner sein als die Anzahl der während
der gleichen Zeiteinheit entstehenden Detektions-Signale, so
daß während gewisser Zeitintervalle Schwingkörper-Schwingun
gen stattfinden und Detektions-Signale auftreten, ohne daß
Erregungs-Signale erzeugt werden. Man könnte jedoch den
Frequenzteiler 67 auch weglassen, so daß bei jeder Schwingung
des Schwingkörpers ein Erregungs-Signal erzeugt wird, dessen
Dauer aber vorzugsweise wesentlich kleiner sein sollte als die
ganzen und vorteilhafterweise sogar noch kleiner als die halbe
Periodendauer einer Schwingkörper-Schwingung.
Statt den Schwingkörper vollständig aus einem ferromagneti
schen Material herzustellen, könnte man ihn eventuell nur zum
Teil, beispielsweise mindestens in seinem den Detektions- und
Erregungsmitteln zugewandten Bereich mit mindestens einem
ferromagnetischen Abschnitt versehen. Zudem könnte man die den
Schwingkörper bildende Stimmgabel durch einen andersartigen
Schwingkörper, etwa eine Platte gemäß der bereits in der
Einleitung erwähnten US-Patentschrift 41 14 423 ersetzen. Des
weiteren könnte man Detektions- und Erregungsmittel vorsehen,
die für die Detektion und Erregung je mindestens eine separate
Spule aufweisen. Eventuell könnte man sogar Detektions- und
Erregungsmittel vorsehen, die mit dem Schwingkörper nicht
durch magnetische, sondern durch elektrische Felder durch eine
Trennwand hindurch in Wirkverbindung stehen oder bringbar
sind.
Die Anzahl der dauernd je einen Schwingkörper 23 haltenden
Supporte 11 kann selbstverständlich an die Anzahl der vor
gesehenen Kammern 3 oder allfälligen sonstigen Meßstellen
angepaßt werden. Dabei kann die gesamte Einrichtung natürlich
auch mehr als eine dauernd Detektions- und Erregungsmittel 53
haltende Halterung 31 aufweisen, wobei aber vorzugsweise mehr
Supporte 11 als Halterungen 13 vorhanden sind.
Während die Halterung 31 beim beschriebenen Ausführungsbei
spiel durch ein- oder ausrastbare Rastmittel wahlweise mit
einem der Supporte 11 verbindbar ist, könnte man auch andere
lösbare Verbindungsmittel, etwa miteinander verschraubbare
Teile vorsehen, um eine Halterung lösbar mit einem Support zu
verbinden.
Man könnte ferner vorsehen, die zum Erregen und Aufrechter
halten der Schwingungen des Schwingkörpers 23 dienenden elek
tronischen Schaltungsmittel, d. h. im Fall der Verwendung
des in der Fig. 4 dargestellten Blockschemas die Blöcke 65,
67, 69, 71 in eine die Spule haltende Halterung einzubauen.
Diese Schaltungsmittel könnten dann über ein Kabel mit der
Auswerteschaltung verbunden sein. Falls die Halterung mit
der Spule unlösbar am Support befestigt sein sollte, könnte
man zwischen den genannten Schaltungsmitteln und dem Kabel
eine trennbare elektrische Steckverbindung vorsehen.
Man kann nicht nur elektrische Schalt-Kontakte, sondern auch
andere, zumindest teilweise blanke, elektrische Leiter, ins
besondere zum Erstellen lös- und/oder trennbarer elektrischer
Verbindungen, zum Beispiel Verteiler mit Stromschienen und
Abzweigungen, in mit Schwefelhexafluorid gefüllten Kammern
anordnen und mit erfindungsgemäßen Einrichtungen die Dichte
des in den Kammern vorhandenen Gases ermitteln und überwachen.
Möglicherweise könnten die Kammern der Schaltvorrichtungen
oder sonstigen elektrischen Vorrichtungen statt mit Schwefel
hexafluorid mit einem anderen Gas gefüllt werden, das inert
und elektrisch isolierend ist, vorzugsweise eine größere
Dichte als Luft hat und der Bildung von Funken und Licht
bogen entgegenwirkt.
Zudem kann die erfindungsgemäße Einrichtung für die Ermitt
lung der Dichte von irgendwelchen anderen Fluiden als Schwe
felhexafluorid vorgesehen werden. Da bei den erfindungsgemä
ßen Einrichtungen für die Ermittlung der Dichte eines Fluids
keine elektrischen Spannungen in den das Fluid enthaltenden
Raum eingeleitet werden müssen, sind diese Einrichtungen ins
besondere sehr gut für die Ermittlung der Dichte von Fluiden
geeignet, die brennbar sind und/oder bei denen Explosions
gefahr besteht.
Claims (13)
1. Einrichtung zum Ermitteln der Dichte mindestens eines
Fluids, mit einem Support (11), einem von diesem gehaltenen
Schwingkörper (23), Detektions- und Erregungsmitteln (53) zur
Detektion und Erregung von Schwingungen des Schwingkörpers
(23) und einer elektrisch mit den Detektions- und Erregungs
mitteln (53) verbundenen, elektronischen Schaltung (63),
wobei der Support (11) eine den Schwingkörper (23) fluiddicht
von der Umgebungsatmosphäre trennende Trennwand (13 f) auf
weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektions- und
Erregungsmittel (53) auf der dem Schwingkörper (23) abge
wandten Seite der Trennwand (13 f) an einer lösbar mit dem
Support (11) verbundenen Halterung (31) befestigt sind und
über mindestens ein Feld durch die Trennwand (13 f) hindurch
mit dem Schwingkörper in Wechselwirkung stehen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens derjenige Bereich der Trennwand (13 f), durch den
hindurch die Detektions- und Erregungsmittel (53) in Wechsel
wirkung mit dem Schwingkörper (23) steht, einstückig, kompakt
und frei von Durchführungen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Support (11) und die Halterung (31) durch in
einander eingerastete und wieder ausrastbare Rastmittel (13 d,
35 a, 35 b) miteinander verbunden sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Support (11) ein Loch (13 c) aufweist,
das bei seiner tiefsten Stelle durch die Trennwand (13 f)
begrenzt ist, und daß die Detektions- und Erregungsmittel
(53) mindestens zum Teil lösbar in das Loch (13 c) steckbar
sind, wobei das Loch (13 c) vorzugsweise durch ein durch einen
einstückigen Teil (13) begrenztes Sackloch gebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in der die Achse des Lochs (13 c) umschließenden Begren
zungsfläche von diesem mindestens eine von der Achse wegge
richtete Rast-Vertiefung (13 d), beispielsweise eine Ringnut,
vorhanden ist und daß die Halterung (31) mindestens einen von
der Achse ihres in das Loch (13 c) steckbaren Teils weg nach
außen vorstehenden, federnd gehaltenen Rast-Vorsprung (35 b)
aufweist, der in die Rast-Vertiefung (13 d) einrastbar ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der
Schwingkörper (23) durch eine Stimmgabel mit zwei Zinken
gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zinken an
ihren freien Enden begrenzenden Endflächen der Trennwand (13 f)
zugewandt sind, wobei der Support (11) vorzugsweise mit einer
Hülse (17) versehen ist, von der mindestens der Abschnitt,
welcher die der Trennwand (13 f) zugewandten Hälften der Zinken
umschließt, lochfrei ist und die Hülse (17) in ihrem den
freien Enden der Zinken abgewandten Bereich mindestens eine
Öffnung, beispielsweise über den Umfang ihres Mantels ver
teilte Löcher (17 b), aufweist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die
Detektions- und Erregungsmittel (53) zum Erfassen bzw. Erzeu
gen mindestens eines für die Erzielung der genannten Wechselwirkung dienenden, magnetischen Feldes ausgebildet sind und
der Schwingkörper (23) mindestens in einem Bereich, dem die
Detektions- und Erregungsmittel (53) zuzuwenden bestimmt sind,
aus ferromagnetischem Material besteht, dadurch gekennzeich
net, daß die Trennwand (13 f) aus einem nicht ferrogmagneti
schen Material, beispielsweise unmagnetischem, rostfreiem
Stahl, besteht, wobei der Support (11) vorzugsweise einen
ferromagnetischen, magnetisch weichen, beispielsweise durch
eine Hülse (17) gebildeten Teil aufweist, der die Trennwand
(13 f), mindestens einen dieser zugewandten Abschnitt des
Schwingkörpers (23) und auf der diesem abgewandten Seite der
Trennwand (13 f) einen Raumbereich umschließt, der mindestens
einen Abschnitt der Detektions- und Erregungsmittel (53)
enthält oder aufnehmen kann.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Detektions- und Erregungsmittel (53) eine elektrisch mit
der elektronischen Schaltung (63) verbundene Spule (47)
aufweisen, die sowohl zum Erfassen als auch zum Erzeugen eines
magnetischen Feldes dient, und daß die elektronische Schal
tung (63) ausgebildet ist, um von einer Wicklung der Spule
(47) kommende Detektions-Signale (91) zu verarbeiten und
dieser Wicklung mindestens bei einem Teil der Schwingungen des
Schwingkörpers (23) elektrische Erregungs-Signale (93) zuzu
führen.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektronische Schaltung (63) ausgebildet ist, um der Spule
(47) bei jeder n-ten Schwingung des Schwingkörpers (23) ein
Erregungs-Signal (93) zuzuführen, wobei n eine ganze, minde
stens gleich zwei und beispielsweise gleich vier betragende
Zahl ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß die elektronische Schaltung (63) einen Impulsformer
(65), um bei Nulldurchgängen der beim Schwingen des Schwing
körpers (23) in der Spule (47) induzierten Spannung Impulse
(95) zu erzeugen, eine Steuerschaltung (69) und einen Erre
gungssignalgeber (71) aufweist, und daß die Steuerschaltung
(69) derart ausgebildet und mit dem Erregungssignalgeber (71)
verbunden ist, daß dieser als Erregungs-Signale (93) Impulse
erzeugt, deren Anfangsflanken gegen diejenigen der vom Impuls
former (65) erzeugten Impulse (95) verschoben sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerschaltung einen Phasenvergleicher, einen durch die
von diesem erzeugte Spannung steuerbaren Oszillator zum
Erzeugen einer Signalfolge, deren Frequenz das Zweifache oder
ein anderes Vielfaches der Schwingungsfrequenz des Schwin
körpers beträgt, und eine Logikschaltung aufweist, um höch
stens für jedes zweite, vorzugsweise höchstens für jedes
vierte und beispielsweise für jedes achte vom Oszillator
erzeugte Signal einen Steuerimpuls zu bilden und dem Erre
gungssignalgeber (71) zuzuführen.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Wandung (5), die
einen ein Fluid enthaltenden Innenraum (7) begrenzt,
und mindestens zwei je einen Schwingkörper (23)
haltende Supporte (11) vorgesehen sind, von denen
jede an der Wandung (5) bzw. einer der Wandungen (5)
befestigt ist, und daß die Detektions- und Erregungs
mittel (53) zur Ermittlung der Dichte des Fluids in
dem den Schwingkörper (23) enthaltenden Bereich des
Innenraumes (7) wahlweise von der Außenseite der
Wandung (5) her lösbar an einem der Supporte (11) be
festigt sind.
13. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 12, um die
Dichte eines Gases, insbesondere eines inerten, eine größere
Dichte als Luft aufweisenden Gases, zum Beispiel von Schwe
felhexafluorid, in Kammern (3) zu ermitteln und zu kontrol
lieren, die zumindest teilweise blanke, elektrische Leiter,
wie zum Erstellen von lös- und/oder trennbaren, elektrischen
Verbindungen dienende Leiter, zum Beispiel Kontakte von
Schaltvorrichtungen (1) enthalten.
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1986
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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