DE3729242A1 - Verfahren zur niveaumessung von in einem gefaess befindlichen fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niveaumessung von in einem Gefäß befindlichen Flüssigkeiten, insbesondere von Metallschmelzen sehr hoher Temperatur, mit einem quasi ruhenden Tauchkörper.

Insbesondere bei der Herstellung dünner Bänder aus Metall oder glasartigen Metallen, bei der ein Strahl eines ge­ schmolzenen Metalls oder glasartiger Metallegierungen aus einem Schmelztiegel über eine Düse auf die Oberfläche einer sich rasch drehenden Kühlwalze oder dergleichen ge­ spritzt wird, ist es wichtig, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Stärke des Bandes stets ein gleichbleibender Flüssigkeitsdruck auf der Düse lastet. Dies setzt wiederum die Einhaltung eines vorgegebenen konstanten Flüssigkeits­ niveaus voraus. Da die unmittelbare Messung des Niveaus wegen der meist sehr hohen Temperatur der Schmelze nicht moglich ist, werden indirekte Meßverfahren zur Niveau­ messung bevorzugt. Diese erfordern jedoch einen relativ hohen meßtechnischen Aufwand, ohne daß die Meßgenauigkeit entsprechend zunimmt.

Ein weiterer Nachteil dieser indirekten Meßmethoden ist, daß insbesondere an der Außenseite des Flüssigkeitsgefäßes selbst Meßfühler oder dergleichen angebracht werden müssen, die einer erhöhten Wärmebeanspruchung ausgesetzt sind und daher meist noch gekühlt werden müssen, was einen zusätzlichen erhöhten fertigungstechnischen Aufwand bedeutet. Da die Lebensdauer des Gefäßes begrenzt ist, müssen dann auch die diesem zugeordneten Meßanordnungen ersetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart zu gestalten, daß auf eine relativ einfache Meßeinrichtung zurückgegriffen werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß aus dem Signal einer die hydrostatische Auftriebskraft eines Tauchkörpers messenden Kraftmeßeinrichtung die Niveauhöhe des Flüssigkeits­ spiegels errechnet wird. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel im Prinzip dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläu­ tert.

Mit 1 ist ein Gefäß, z. B. ein Tiegel, bezeichnet, in dem sich eine Flüssigkeit 2 befindet, deren Niveau 3 gemessen bzw. konstant gehalten werden soll. Die Flüssigkeit 2 kann eine Schmelze von sehr hoher Temperatur sein, wie dies beispielsweise bei glasartigen Metall-Legierungsschmelzen meist der Fall ist. Mit 4 ist ein Zulaufstutzen für flüssige Schmelze und mit 5 ein Ablaufstutzen bezeichnet. Der Ablaufstutzen 5 kann unmittelbar über eine Gießdüse mit einer sich schnell drehenden Kühlwalze oder derglei­ chen in Wirkverbindung stehen, um ein draht- oder band­ förmiges Gut herzustellen. Das Gefäß 1 kann mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Heizelement versehen sein, mit dem eine bestimmte Temperatur in dem Gefäß 1 aufrechterhalten werden kann. Der Ablaufstutzen 5 ist mit einem Ventil 6 versehen, welches von einer Stange 7 in Pfeilrichtung 8 betätigt werden kann. Die Stange 7 ist durch eine Öffnung 9 im Deckel 10 des Gefäßes 1 hindurch­ geführt. Ein durch den Deckel 10 geführter Stutzen 11 dient zum Anschuß einer Druckleitung, um bei dicht abge­ schlossenem Deckel 10 einen bestimmten Druck im Inneren des Gefäßes 1 aufrechterhalten zu können. Der Druck kann von einem bestimmten Gas erzeugt werden.

Gemäß der Erfindung ist ein in die Flüssigkeit 2 ein­ tauchender Tauchörper 12 vorgesehen, der aus einem Material besteht, welches sowohl der Aggresivität der Schmelze als auch der erhöhten Temperatur derselben standhalten muß. Vorzugsweise wird man ein geeignetes Keramikmaterial verwenden, das besonders chemisch und thermisch widerstandsfähig ist. Der Tauchkörper 12 weist eine dem Meßbereich angepaßte Länge auf, damit die Line­ arität der Messung erhalten bleibt.

Der Tauchkörper 12 steht bei dem gewählten Ausführungs­ beispiel über eine Stange 13 mit einer Kraftmeßeinrichtung 14 in Verbindung. Vorzugsweise wird als Kraftmeßeinrich­ tung 14 eine Kraftmeßdose verwendet, die praktisch weglos arbeitet. Symbolisierte Leitungen 15 deuten an, daß die Kraftmeßeinrichtung 14 ein der Auftriebskraft des Tauch­ körpers 12 proportionales Signal abzugeben in der Lage ist.

Die Stange 13 ist durch eine Öffnung 16 im Deckel 10 geführt. Sie ist ferner mit einer Membrane 17 versehen, die über einen Faltenbalg 18 mit dem Deckel 10 dichtend in Verbindung steht. Schließlich ist die Stange 13 noch mit einer Kugelführung 19 versehen, die eine sichere seitliche Führung gewährleistet.

Wie Beschreibung und Zeichnung erkennen lassen, findet die erfindungsgemäße Niveaumessung nach dem Gesetz von Archi­ medes statt: der hydrostatische Auftrieb eines Körpers ist gleich dem Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit.

Die in der Zeichnung dargestellte Kraftmeßeinrichtung 14, beispielsweise eine Kraftmeßdose, zeigt ohne Flüssigkeit 2 (Schmelze) die Kraft des Gewichtes des Tauchkörpers 12, vermindert um die Kraft, die durch den Gasdruck im Inneren des Gefäßes 1 an der Membrane 17 erzeugt wird, an.

Wird jetzt Flüssigkeit (Schmelze) durch den Zulaufstutzen 4 zugeführt, so erfährt der Tauchkörper 12 einen Auftrieb, der nur abhängig ist vom verdrängten Volumen des Tauch­ körpers 12 sowie dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit 1 (Schmelze).

Durch eine geeignete Rechnersteuerung, z. B. einen Mikro­ prozessor, läßt sich jetzt unter Berücksichtigung aller Parameter aus dem Signal der Kraftmeßeinrichtung der Pe­ gelstand der Flüssigkeit errechnen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Niveaumessung von in einem Gefäß befind­ lichen Flüssigkeiten, insbesondere von Metallschmelzen sehr hoher Temperatur, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus dem Signal einer die hydro­ statische Auftriebskraft eines Tauchkörpers (12) messenden Kraftmeßeinrichtung (14) die Niveauhöhe errechnet wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tauchkörper (12) mit der Kraftmeßeinrichtung (14) über eine durch eine Ab­ deckung oder einen Deckel (10) des die Flüssigkeit (2) enthaltenden Gefäßes (1) geführte Stange (13) verbunden ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (13) in einer Kugelführung (19) gelagert ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem luftdicht abgeschlossenen Gefäß (1) mit der Stange (13) eine den Druck im Inneren des Gefäßes (1) erfassende Membrane (17) verbunden ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Tauch­ körper (1) eine dem Meßbereich angepaßte Länge aufweist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkörper (1) aus einem Material besteht, welches in Bezug auf die im Gefäß (1) befindlichen Flüssigkeiten (2) absolut resistent ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die vorzugsweise Verwendung von keramischem Material für den Tauchkörper (1).