DE4006567A1 - Continuous measuring appts. for liq. level in container - measures pressure differential between electrically non-conductive liq. and gas space above - Google Patents

Continuous measuring appts. for liq. level in container - measures pressure differential between electrically non-conductive liq. and gas space above

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DE4006567A1 DE19904006567 DE4006567A DE4006567A1 DE 4006567 A1 DE4006567 A1 DE 4006567A1 DE 19904006567 DE19904006567 DE 19904006567 DE 4006567 A DE4006567 A DE 4006567A DE 4006567 A1 DE4006567 A1 DE 4006567A1
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Abstract

A pressure sensor (2) with a diaphragm (5) is placed in the liq. One flat side (5a) of the diaphragm is exposed to the hydrostatic pressure (p1) of the liq., while its other flat side (5b) is subjected to the pressure (p2) of the gas space above the liq. via a tube passing through the liq. A measuring signal, produced by deflection of the diaphragm arising from the difference in pressure on its sides, is picked up for electronic processing to serve as a measure for the relative height of the liq. in the container. The diaphragm can be of silicon with implanted resistive paths (6), the value of the resistance of the latter being dependent on the deflection of the diaphragm. USE/ADVANTAGE - Esp. for freely selectable cryogenic liquids. Exact measuring without expensive appts.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zur konti­ nuierlichen Bestimmung der Füllstandshöhe einer elektrisch nicht-leitenden Flüssigkeit in einem Behälter mittels einer Differenzdruckmessung zwischen einem Flüssigkeits- und einem Gasraum.The invention relates to a measuring device for continuous Nuclear determination of the level of an electrical non-conductive liquid in a container by means of a Differential pressure measurement between a liquid and a Gas space.

Eine derartige Meßeinrichtung ist aus dem "Bericht über die Kälte-Klima-Tagung 1987 des Deutschen Kälte- und Klimatechnischen Vereins", Köln, 18. bis 20. November 1987, Seiten 81 bis 94 bekannt.Such a measuring device is from the "report about the German cold and climate conference 1987 Climate Technology Association ", Cologne, November 18-20, 1987, Pages 81 to 94 known.

Solchen Meßeinrichtungen sind dann kontinuierliche Meßmethoden zugrundegelegt, wenn die Kenntnis eines exakten Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter benötigt wird. In der ge­ nannten Veröffentlichung sind verschiedene Möglichkeiten auf­ gezeigt, kontinuierlich den Füllstand einer kryogenen Flüssig­ keit wie z. B. von den verflüssigten Gasen LN2 und LHe zu messen. Um ein zur Füllstandshöhe analoges Meßsignal zu erhal­ ten, kann man insbesondere die Druckdifferenz zwischen dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit und dem Druck des über ihr befindlichen Gasraumes heranziehen. Hierzu werden bei einer bekannten Ausführungsform der Druck in der Flüssigkeit und der Druck in dem Gasraum über kapillare Verbindungsleitungen einem außerhalb des Gefäßes befindlichen Druckmanometer zugeführt und dort gemessen. Auch kapazitive Meßsonden mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten sind bekannt. Sie erfordern, insbe­ sondere zur Bestimmung der Füllstandshöhe von LHe, eine sehr empfindliche und aufwendige Meßelektronik. Gegebenenfalls kön­ nen auch supraleitende Meßsonden eingesetzt werden. Wegen der hierfür erforderlichen Wärmeerzeugung sind sie jedoch für LHe weniger geeignet. Die einfachste Art einer Füllstandshöhen­ messung ist das sogenannte Schwimmerprinzip, das jedoch bei Flüssigkeiten mit geringer Dichte zu Schwierigkeiten führt.Such measuring devices are based on continuous measuring methods when knowledge of the exact level of a liquid in a container is required. In the ge publication mentioned different options are shown on continuously the level of a cryogenic liquid speed such. B. to measure the liquefied gases LN 2 and LHe. In order to obtain a measurement signal analogous to the level, one can in particular use the pressure difference between the hydrostatic pressure of the liquid and the pressure of the gas space above it. For this purpose, in a known embodiment, the pressure in the liquid and the pressure in the gas space are supplied via capillary connecting lines to a pressure manometer located outside the vessel and measured there. Capacitive measuring probes with different dielectric constants are also known. They require, especially for determining the level of LHe, a very sensitive and complex measuring electronics. If necessary, superconducting probes can also be used. However, because of the heat generation required for this, they are less suitable for LHe. The simplest type of level measurement is the so-called float principle, which leads to difficulties with liquids with low density.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Meßeinrich­ tung mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszuge­ stalten, daß sie ohne einen zu hohen apparativen Aufwand eine exakte Messung des Füllstandes von elektrisch nicht-leitenden, insbesondere beliebigen kryogenen Flüssigkeiten erlaubt.The object of the present invention is now a Meßeinrich with the above-mentioned features stalten that they without a high expenditure on equipment exact measurement of the level of electrically non-conductive, especially any cryogenic liquids allowed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Flüssigkeit ein Drucksensor mit einer Membran angeordnet ist, deren eine Flachseite dem hydrostatischen Druck der Flüssig­ keit und deren gegenüberliegende Flachseite über eine durch die Flüssigkeit hindurchführende Leitung dem Druck in dem Gasraum oberhalb der Flüssigkeit ausgesetzt sind, wobei ein von der Membran abzunehmendes, durch deren Durchbiegung aufgrund des Unterschiedes der an ihren beiden Flachseiten herrschenden Drücke hervorgerufenes Meßsignal als Maß der relativen Füll­ standshöhe einer nachgeschalteten Elektronik zur Weiterverar­ beitung zuzuführen ist.This object is achieved in that in the Liquid a pressure sensor with a membrane is arranged one flat side of the hydrostatic pressure of the liquid and its opposite flat side over a through the Liquid passing through the pressure in the gas space exposed above the liquid, with one of the Diaphragm to be removed, by their deflection due to the Difference between those prevailing on their two flat sides Press the measurement signal produced as a measure of the relative fill level of a downstream electronics for further processing processing is to be fed.

Die mit dieser Ausgestaltung der Meßeinrichtung verbundenen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß die Einrichtung verhältnismäßig einfach und kostengünstig mit handelsüblichen Einzelteilen aufzubauen ist. Dabei läßt sich ein gebräuchlicher Drucksensor verwenden, der ohne weiteres auch bei tiefen Tempe­ raturen und in Magnetfeldern betrieben werden kann. Somit ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung insbesondere in kryotechnischen Geräten der Supraleitungstechnik möglich.The associated with this configuration of the measuring device Advantages can be seen in particular in the fact that the facility relatively simple and inexpensive with commercially available To assemble individual parts. It can be a common one Use pressure sensor, which is also easy at low temperatures instruments and can be operated in magnetic fields. So is use of the measuring device according to the invention in particular possible in cryotechnical devices of superconductivity.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Meßeinrich­ tung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous embodiments of the measuring device according to the invention tion emerge from the subclaims.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die schematische Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. 1 ein Drucksensor für eine erfindungsgemäße Meßeinrichtung veran­ schaulicht ist. Fig. 2 zeigt eine solche Meßeinrichtung mit einem derartigen Drucksensor. Aus Fig. 3 geht eine weitere Ausführungsform einer Meßeinrichtung hervor. Ein für diese Einrichtung geeignetes Transport- und Spülrohr ist aus Fig. 4 ersichtlich. In den Figuren sind sich entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.To further explain the invention, reference is made below to the schematic drawing, in which FIG. 1 shows a pressure sensor for a measuring device according to the invention. Fig. 2 shows such a measuring device with such a pressure sensor. From Fig. 3, another embodiment shows a measuring device. A transport and rinsing tube suitable for this device can be seen in FIG. 4. In the figures, corresponding parts are provided with the same reference symbols.

Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung kann vorteilhaft mit einem handelsüblichen Drucksensor ausgestattet sein, der als ein Meß­ wandler die physikalische Größe "Druck" in ein elektrisches Signal umzuwandeln vermag. Der Aufbau und die Funktionsweise entsprechender Drucksensoren geht beispielsweise aus der Ver­ öffentlichung "Elektropraxis", Band 18, Heft 9, 1983, Seiten 30 bis 33 hervor. In Fig. 1 ist als Längsschnitt ein entsprechen­ der, allgemein mit 2 bezeichneter Drucksensor dargestellt. Er enthält in einem metallischen Gehäuse 3 als Kernstück einen Silizium(Si)-Körper 4. Dieser Körper ist z. B. durch Ätzen so strukturiert, daß er bis auf einen stützenden Randbereich 4a eine dünne Si-Membran 5 bildet. In dieser Membran sind z. B. durch Ionenimplantation dünne Widerstandsbahnen 6 erzeugt.The measuring device according to the invention can advantageously be equipped with a commercially available pressure sensor which, as a measuring transducer, can convert the physical variable "pressure" into an electrical signal. The structure and operation of corresponding pressure sensors can be found, for example, in the publication "Elektropraxis", Volume 18, Issue 9, 1983, pages 30 to 33. In Fig. 1, a corresponding to the, generally designated 2 pressure sensor is shown as a longitudinal section. It contains a silicon (Si) body 4 as the core in a metallic housing 3 . This body is e.g. B. structured by etching so that it forms a thin Si membrane 5 except for a supporting edge region 4 a. In this membrane, for. B. generated by ion implantation thin resistance tracks 6 .

Der somit topfartige Si-Körper 4 ist mit seinem Randbereich 4a an einem Bodenteil 3a des Gehäuses 3 so befestigt, daß er eine Öffnung 7 in diesem Bodenteil umschließt. Über diese Öffnung ist die dem Bodenteil 3a zugewandte Flachseite 5a der Membran 5 mit einem auf einem Druck p1 befindlichen Außenraum 8 verbun­ den.The thus pot-like Si body 4 is attached with its edge region 4 a to a bottom part 3 a of the housing 3 so that it encloses an opening 7 in this bottom part. This opening is the bottom part 3 verbun a facing flat side 5a of the membrane 5 with a p at a pressure 1 located outside the space 8.

Das Gehäuse 3 mündet auf seiner dem Bodenteil 3a abgewandten Seite in eine halsartige rohrförmige Öffnung. Über dieses Öffnungsrohr 9 ist der Innenraum 10 des Gehäuses und damit die entsprechende Flachseite 5b der Membran 5 an einen weiteren Druckraum auf einem Druck p2 anzuschließen. Bei Druckunter­ schieden p1 und p2 zwischen dem Innenraum 10 und dem über die Öffnung 7 angeschlossenen Außenraum 8 biegt sich dann die Mem­ bran 5 druckabhängig durch. Diese Durchbiegung führt dabei zu Widerstandsänderungen in den Widerstandsbahnen 6 nach dem soge­ nannten piezoresistiven Effekt. Um diese Widerstandsänderungen, die ein Maß für die Durchbiegung der Membran 5 und damit auch für den Druckunterschied |p1-p2| sind, detektieren zu können, sind die Widerstandsbahnen 6 mit entsprechenden Anschlußleitern 11a und 11b verbunden. An diese Leiter ist eine nachgeschaltete Elektronik anzuschließen.The housing 3 opens at its the bottom part 3 a side opposite to a neck-like tubular opening. Via this opening tube 9 , the interior 10 of the housing and thus the corresponding flat side 5 b of the membrane 5 can be connected to a further pressure chamber at a pressure p 2 . With pressure differences p 1 and p 2 between the interior 10 and the exterior space 8 connected via the opening 7 , the membrane 5 then bends depending on the pressure. This deflection leads to changes in resistance in the resistance tracks 6 according to the so-called piezoresistive effect. These changes in resistance, which are a measure of the deflection of the membrane 5 and thus also of the pressure difference | p 1 -p 2 | are to be able to detect, the resistance tracks 6 are connected to corresponding connecting conductors 11 a and 11 b. Downstream electronics must be connected to these conductors.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Relativdrucksensor 2 ist Teil einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung, deren prinzipieller Aufbau aus Fig. 2 als schematischer Schnitt hervorgeht. Mit Hilfe dieser allgemein mit 15 bezeichneten Einrichtung 2 ist die relative Höhe Δ h des Füllstandes einer elektrisch nicht­ leitenden Flüssigkeit 16 zu bestimmen. Bei dieser Flüssigkeit kann es sich insbesondere um ein kryogenes Medium wie z. B. LN2 oder LHe handeln. Diese Flüssigkeit füllt einen entsprechenden Behälter 17 bis zu einer Höhe h aus. In die Flüssigkeit 16 ist der Drucksensor 2 so weit bis zu einer Höhe h1 eingetaucht, daß seine Si-Membran 5 gegenüber der Oberfläche 16a um die Höhe h beabstandet ist. Im allgemeinen sollte h1 in der Nähe des Bo­ dens 17a des Behälters 17 liegen. An dem oberen Öffnungsrohr 9 des Drucksensorgehäuses 3 ist ein z. B. aus Cu bestehendes Rohr­ 18 druckfest angeschlossen. Dieses als Druckverbindungsleitung dienende Rohr ragt aus der Flüssigkeit 16 in den oberhalb die­ ser ausgebildeten, von einem Gas 19 eingenommenen Gasraum 20 soweit hinein, daß seine freie Mündung 18a immer oberhalb des höchsten zu erwartenden Füllstandes h im Behälter 17 liegt. Die mit dem Drucksensor 2 und dem Druckverbindungsrohr 18 gebildete Füllstandssonde 21 ist über Halterungen 22a und 22b an der Be­ hälterwand befestigt. Die Halterungen können zweckmäßig aus Kunststoff bestehen.The relative pressure sensor 2 illustrated in FIG. 1 is part of a measuring device according to the invention, the basic structure of which is shown in FIG. 2 as a schematic section. With the aid of this device 2 , generally designated 15, the relative height Δ h of the fill level of an electrically non-conductive liquid 16 can be determined. This liquid can in particular be a cryogenic medium such as e.g. B. LN 2 or LHe act. This liquid fills a corresponding container 17 up to a height h. The pressure sensor 2 is immersed in the liquid 16 up to a height h 1 such that its Si membrane 5 is spaced apart from the surface 16 a by the height h. In general, h 1 should be near the bottom 17 a of the container 17 . On the upper opening tube 9 of the pressure sensor housing 3 is a z. B. made of Cu tube 18 connected pressure-tight. This serving as a pressure connection pipe protrudes from the liquid 16 into the water formed above, occupied by a gas 19 gas space 20 so far that its free mouth 18 a is always above the highest expected level h in the container 17 . The level probe 21 is formed with the pressure sensor 2 and the pressure connecting pipe 18 is connected via supports 22 a and 22 b at the loading container wall mounted. The brackets can suitably consist of plastic.

Mit dem Drucksensor 2 ist so der DruckunterschiedWith the pressure sensor 2 is the pressure difference

Δp=|p1-p2|Δp = | p 1 -p 2 |

zwischen dem an seiner Membran 5 herrschenden hydrostatischen Druck p1 und dem in dem Gasraum 20 an der Mün­ dung 18a des Rohres 18 herrschenden Druck p2 zu messen. Das von dem Drucksensor 2 zu erzeugende Meßsignal ist dabei mit der re­ lativen Füllstandshöhe h über folgende Gleichung verknüpft:to measure between the prevailing on its membrane 5 hydrostatic pressure p 1 and the prevailing pressure 18 in the gas space 20 at the mouth 18 a of the tube 18 pressure p 2 . The measurement signal to be generated by the pressure sensor 2 is linked to the relative level h using the following equation:

ρfl und ρg sind die Dichten der Flüssigkeit 16 bzw. des Gases 19. g ist die Erdbeschleunigung (=9,81 m/s2).ρ fl and ρ g are the densities of liquid 16 and gas 19, respectively. g is the acceleration due to gravity (= 9.81 m / s 2 ).

Zur Weiterverarbeitung des an dem Drucksensor 2 zu gewinnenden Meßsignals ist eine Elektronik 23 vorgesehen, die insbesondere eine Spannungsversorgung, eventuell einen Signalverstärker sowie ein Anzeigegerät umfaßt. Zur elektrischen Versorgung des Drucksensors 2 wird nur eine Konstantspannung Uc von z. B. 5 V aus der Spannungsversorgung benötigt. Die am Drucksensor als Meßsignal abgenommene Ausgangsspannung (Signalspannung) Us ist vorteilhaft der Druckdifferenz Δp und damit der relativen Füll­ standshöhe Δh direkt proportional. Die erforderlichen elektri­ schen Verbindungsleitungen 24 zwischen der Elektronik 23 und dem Drucksensor 2 sind in der Figur nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet.For further processing of the measurement signal to be obtained at the pressure sensor 2 , electronics 23 are provided, which in particular comprise a voltage supply, possibly a signal amplifier and a display device. For the electrical supply of the pressure sensor 2 , only a constant voltage U c of z. B. 5 V required from the power supply. The output voltage (signal voltage) U s taken as a measurement signal at the pressure sensor is advantageously directly proportional to the pressure difference Δp and thus to the relative filling level Δh. The required electrical connection lines 24 between the electronics 23 and the pressure sensor 2 are indicated in the figure only by a broken line.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 2 wurde davon ausgegangen, daß der Drucksensor 2 bzw. die ihn enthaltende Füllstandssonde 21 einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung 15 starr über Halterun­ gen 22a und 22b innerhalb eines Behälters 17 angebracht ist. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, den Behälter so auszu­ gestalten, daß die Füllstandssonde nachträglich von außen in ihn einzuführen ist. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel geht aus dem in Fig. 3 gezeigten schematischen Schnitt hervor. Hierzu ist ein entsprechender Behälter 26 mit einem rohrförmi­ gen Öffnungsstutzen 27 versehen, der mit einem Flansch 18 dicht zu verschließen ist. An dem Flansch ist ein in den Öffnungs­ stutzen 27 hineinragendes Halterohr 29 befestigt. Mit diesem Halterohr ist das an dem Drucksensor 2 angebrachte Druckver­ bindungsrohr 18 einer Füllstandssonde 30 über einen Isolierkör­ per 31 aus Kunststoff starr verbunden. Damit ein druckmäßiger Ausgleich zwischen dem Gasraum 20 in dem Behälter 26 und der Mündung 18a des Rohres 18 gegeben ist, muß mindestens ein ent­ sprechender kanalartiger Durchlaß 32 in dem Isolierkörper 31 vorhanden sein. Durch diesen Durchlaß sind auch die elektri­ schen Verbindungsleitungen 24 hindurchgeführt. Die für diese Leitungen noch erforderlichen Durchführungen 33 durch den Flansch 28 können beispielsweise in diesen integriert sein.As shown in FIG. 2, it was assumed that the pressure sensor 2, or the containing him level sensor 21 is a measuring device according to the invention 15 mounted rigidly on brack gen 22 a and 22 b within a container 17. However, it is also readily possible to design the container in such a way that the level probe is subsequently to be inserted into it from the outside. A corresponding exemplary embodiment is evident from the schematic section shown in FIG. 3. For this purpose, a corresponding container 26 is provided with a tube-shaped opening 27 which is to be sealed with a flange 18 . On the flange, a protruding into the opening 27 protruding holding tube 29 is attached. With this holding tube is attached to the pressure sensor 2 Druckver connection tube 18 of a level probe 30 via a Isolierkör by 31 made of plastic rigid. So that a pressure compensation between the gas space 20 in the container 26 and the mouth 18 a of the tube 18 is given, at least one ent speaking channel-like passage 32 must be present in the insulating body 31 . Through this passage, the electrical connecting lines 24 are also passed. The bushings 33 through the flange 28 that are still required for these lines can be integrated into the latter, for example.

Bei Füllstandsmessungen nach dem Differenzdruckprinzip kann gegebenenfalls bei kalten Flüssigkeiten und vor allem bei LHe generell das Problem bestehen, daß die Druckanschlußleitungen durch kondensierte Gase blockiert werden. Bei einem Einbau gemäß Fig. 2 kann diese Schwierigkeit dadurch vermieden wer­ den, daß man den ganzen Behälter 17 zunächst evakuiert und dann mit dem späteren Füllmedium im warmen, gasförmigen Zustand füllt. Entsprechende Spültechniken sind allgemein bekannt.When measuring the level according to the differential pressure principle, there may be the problem with cold liquids and especially with LHe that the pressure connection lines are blocked by condensed gases. With the assembly of FIG. 2, this difficulty can be avoided by the who, that the whole container 17 first evacuated and then warm with the later filling medium in that fills gaseous state. Corresponding flushing techniques are generally known.

Mit Hilfe des in Fig. 4 schematisch als Längsschnitt gezeig­ ten Transport- und Spülrohres 34 kann man bei einer Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 3 die von außen eingebrachte Füllstands­ sonde 30 für sich evakuieren und mit dem späteren Meßmedium (Flüssigkeit 16) füllen. Das Medium ist dabei meist gasförmig, kann aber auch in Form eines Gas/Flüssigkeitsgemischs vorlie­ gen. Als Sonde 30 sind die mit dem Flansch 28 gemäß Fig. 3 starr verbundenen Teile einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung bezeichnet. Das diese Sonde 30 aufnehmende Transport- und Spül­ rohr 34 weist an seiner dem Behälter 26 bzw. dessen Öffnungs­ stutzen 27 zugewandten Ende eine Gasschleuse 35 auf, über die zunächst eine Vakuumpumpe und danach ein entsprechendes Spülgas angeschlossen werden kann. Zum Einbau in den Behälter 26 wird dann die Sonde 30 in senkrechter Lage aus dem Transportrohr 34 genommen und in den Öffnungsstutzen 27 des Behälters 26 eingeführt.With the aid of the transport and rinsing tube 34 shown schematically in FIG. 4 as a longitudinal section, one can evacuate the fill level probe 30 from outside in an embodiment according to FIG. 3 and fill it with the subsequent measuring medium (liquid 16 ). The medium is usually gaseous, but can also be in the form of a gas / liquid mixture. The parts 30 of a measuring device according to the invention which are rigidly connected to the flange 28 according to FIG. 3 are designated as probe 30 . The probe tube 30 receiving this transport and rinse 34 has on its container 26 or its clip opening 27 end facing a gas lock 35, initially a vacuum pump, and thereafter a corresponding purge gas may be connected via the. For installation in the container 26 , the probe 30 is then removed from the transport pipe 34 in a vertical position and inserted into the opening connector 27 of the container 26 .

Bei den anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen wurde die Bestimmung einer Füllstandshöhe von kryogenen Medien wie z. B. LN2 oder LHe mittels einer erfindungsgemäßen Meßvor­ richtung in einem Behälter vorausgesetzt. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist jedoch nicht auf der­ artige kryogene Flüssigkeiten beschränkt. Ohne wesentliche Änderungen kann sie ebensogut auch direkt für alle elektrisch nicht-leitenden, chemisch nicht all zu aggressiven Flüssig­ keiten wie z. B. Öl oder Benzin vorgesehen werden.In the exemplary embodiments explained with reference to the figures, the determination of a fill level of cryogenic media such as e.g. B. LN 2 or LHe provided by a Meßvor direction according to the invention in a container. However, the application of the measuring device according to the invention is not limited to the type of cryogenic liquids. Without major changes, it can also be used directly for all electrically non-conductive, chemically not too aggressive liquids such as e.g. B. oil or gasoline may be provided.

Claims (5)

1. Meßeinrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der Füll­ standshöhe einer elektrisch nicht-leitenden Flüssigkeit in einem Behälter mittels einer Differenzdruckmessung zwischen einem Flüssigkeits- und einem Gasraum, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeit (16) ein Drucksensor (2) mit einer Membran (5) angeordnet ist, deren eine Flachseite (5a) dem hydrostatischen Druck (p1) der Flüssigkeit (16) und deren gegenüberliegende Flachseite (5b) über eine durch die Flüssigkeit (16) hindurchführende Leitung (18) dem Druck (p2) in dem Gasraum (20) oberhalb der Flüssig­ keit (16) ausgesetzt sind, wobei ein von der Membran (5) abzu­ nehmendes, durch deren Durchbiegung aufgrund des Unterschiedes der an ihren beiden Flachseiten (5a, 5b) herrschenden Drücke (p1, p2) hervorgerufenes Meßsignal (Us) als Maß der relativen Füllstandshöhe (Δh) einer nachgeschalteten Elektronik (23) zur Weiterverarbeitung zuzuführen ist.1. Measuring device for the continuous determination of the filling level of an electrically non-conductive liquid in a container by means of a differential pressure measurement between a liquid and a gas space, characterized in that in the liquid ( 16 ) a pressure sensor ( 2 ) with a membrane ( 5 ) is arranged, one flat side ( 5 a) the hydrostatic pressure (p 1 ) of the liquid ( 16 ) and the opposite flat side ( 5 b) via a line ( 18 ) leading through the liquid ( 16 ) the pressure (p 2 ) in the gas space ( 20 ) above the liquid speed ( 16 ) are exposed, one of the diaphragm ( 5 ) to be removed, due to its deflection due to the difference between the pressures prevailing on its two flat sides ( 5 a, 5 b) (p 1 , p 2 ) caused measurement signal (U s ) as a measure of the relative level (Δh) of a downstream electronics ( 23 ) for further processing. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Membran (5) des Drucksensors (2) aus Silizium (Si) besteht und implantierte Widerstandsbahnen (6) enthält, deren Widerstandswert von der Durchbiegung der Membran (5) abhängt.2. Device according to claim 1, characterized in that the membrane ( 5 ) of the pressure sensor ( 2 ) consists of silicon (Si) and implanted resistance tracks ( 6 ), the resistance value of which depends on the deflection of the membrane ( 5 ). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drucksensor (2) und die mit ihm starr verbundene Druckverbindungsleitung (18) durch eine Öffnung (27) in den Behälter (26) einzubringen sind (Fig. 3).3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure sensor ( 2 ) and the pressure connection line rigidly connected to it ( 18 ) through an opening ( 27 ) in the container ( 26 ) are to be introduced ( Fig. 3). 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drucksensor (2) und die Druckver­ bindungsleitung (18) vor einem Einbau in den Behälter (26) in einem Transport- und Spülrohr (34) zu evakuieren und mit einem der Flüssigkeit (16) entsprechenden gasförmigen und/oder flüssigen Medium zu füllen sind (Fig. 4).4. Device according to claim 3, characterized in that the pressure sensor ( 2 ) and the Druckver connection line ( 18 ) before installation in the container ( 26 ) in a transport and flushing pipe ( 34 ) to evacuate and with one of the liquid ( 16 ) corresponding gaseous and / or liquid medium are to be filled ( Fig. 4). 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drucksen­ sor (2) in der Flüssigkeit (16) so angeordnet ist, daß seine Membran (5) sich in der Nähe des Bodens (17a) des Behälters (17, 26) befindet.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure sensor ( 2 ) in the liquid ( 16 ) is arranged so that its membrane ( 5 ) near the bottom ( 17 a) of the container ( 17 , 26 ).
DE19904006567 1990-03-02 1990-03-02 Continuous measuring appts. for liq. level in container - measures pressure differential between electrically non-conductive liq. and gas space above Withdrawn DE4006567A1 (en)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786852A1 (en) * 1998-12-02 2000-06-09 Yves Pages CONDENSATE PUMP WITH RESISTANT PIEZO SENSOR FOR AIR CONDITIONING INSTALLATIONS
DE19747726C2 (en) * 1997-10-29 2002-06-27 Hinrich Huss level meter
WO2011144297A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Pa-Id Automation & Vermarktung Gmbh Method for monitoring the leak-tightness of a crystallization crucible, in particular a silicon crystallization crucible
DE102011056044A1 (en) 2011-12-05 2013-06-06 BD Sensors GmbH Pressure measuring device has pressure sensor and connecting pipe between mounting head and pressure sensor, where electrical lines with connection to pressure sensor are installed in connecting pipe
CN103267554A (en) * 2013-05-07 2013-08-28 太原理工大学 Mining severe-environment-resistant liquid level monitoring sensor and monitoring method
US20200003471A1 (en) * 2014-08-22 2020-01-02 True Manufacturing Co., Inc. Draining the sump of an ice maker to prevent growth of harmful biological material

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19747726C2 (en) * 1997-10-29 2002-06-27 Hinrich Huss level meter
FR2786852A1 (en) * 1998-12-02 2000-06-09 Yves Pages CONDENSATE PUMP WITH RESISTANT PIEZO SENSOR FOR AIR CONDITIONING INSTALLATIONS
WO2011144297A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Pa-Id Automation & Vermarktung Gmbh Method for monitoring the leak-tightness of a crystallization crucible, in particular a silicon crystallization crucible
DE102011056044A1 (en) 2011-12-05 2013-06-06 BD Sensors GmbH Pressure measuring device has pressure sensor and connecting pipe between mounting head and pressure sensor, where electrical lines with connection to pressure sensor are installed in connecting pipe
DE102011056044B4 (en) 2011-12-05 2019-02-21 BD Sensors GmbH Pressure measuring device
CN103267554A (en) * 2013-05-07 2013-08-28 太原理工大学 Mining severe-environment-resistant liquid level monitoring sensor and monitoring method
CN103267554B (en) * 2013-05-07 2016-01-20 太原理工大学 A kind of mining anti-adverse environment level monitoring sensor and monitoring method
US20200003471A1 (en) * 2014-08-22 2020-01-02 True Manufacturing Co., Inc. Draining the sump of an ice maker to prevent growth of harmful biological material

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