DE4129549A1 - Verfahren zur messung des fuellstandes und der dichte in fluessigkeitsbehaeltern - Google Patents
Verfahren zur messung des fuellstandes und der dichte in fluessigkeitsbehaelternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Füllstandes
und der Dichte in Flüssigkeitsbehältern, vorzugsweise
in Rührwerksapparaten.
Auf dem Gebiet der Füllstands- und Dichtemeßtechnik in
Flüssigkeitsbehältern nehmen sogenannte in-side-Messungen
eine dominierende Stellung ein. Diese Meßverfahren beruhen
darauf, daß in die Flüssigkeit das Meßelement (bzw. eine
Sonde) unmittelbar eintaucht, mit dem physikalische Veränderungen
erfaßt werden.
Typische Vertreter dieser Verfahren sind kapazitive Füllstandsmeßverfahren
und Verfahren, bei denen sich der Auftrieb
eines in die Flüssigkeit eintauchenden Auftritskörpers
in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe ändert.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß ihre Anwendung bei
Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Meßmediums
während des Meßvorganges eingeschränkt wird. Ein
Anbacken von Feststoffen an den Sonden wird meist nicht
sofort erkannt und führt zu schleichenden Meßfehlern.
In der Offenlegungsschrift DE 40 10 763 A ist ein Verfahren
beschrieben, bei dem diese Nachteile zum Teil ausgeschaltet
werden.
Das wird dadurch erreicht, daß mittels Vakuum periodisch
die Flüssigkeit senkrecht nach oben gesaugt wird, bis nacheinander
zwei Grenzwertschalter erreicht werden.
Beim Erreichen dieser Grenzwertschalter werden die jeweils
aktuellen Druckwerte des Vakuums, die dem hydrostatischen
Druck der angehobenen Flüssigkeitssäule entsprechen, in
einen Rechner eingelesen und daraus Füllstand und Dichte
errechnet.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Genauigkeit und
Zuverlässigkeit in starkem Maße von der Zuverlässigkeit
und dem Zeitverhalten der Grenzwertschalter und des Drucksensors
abhängt. Da sich die Fehler dieser Meßelemente
addieren, kann eine ausreichende Reproduzierbarkeit der
Messung nicht erwartet werden.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine Anwendung in
auskristallisierenden Flüssigkeiten wegen der mit den Ansaugen
verbundenen Abkühlung nur bedingt möglich ist.
Bei Anwendungen in Druckbehältern bzw. in Behältern, die
zeitweilig unter Druck stehen, müssen besondere Vorkehrungen
getroffen werden, um den Sicherheitsbestimmungen
Rechnung zu tragen.
Schließlich stößt auch die Bereitstellung der "Hilfsenergie
Vakuum" auf Vorbehalte bei den Anwendern.
Ziel der Erfindung ist es, ein varibles,anpassungsfähiges
Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem die unterschiedlichsten
Anforderungen zur Bestimmung des Füllstandes und
der Dichte in Flüssigkeitsbehältern erfüllt werden können,
wobei prinzipbedingt eine ständige Funktionskontrolle der
Meßeinrichtung vorgenommen wird und die verschiedenen Störgrößen,
wie Hilfsenergieschwankung, Dichte- oder Füllstandsänderungen
keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben.
Die Aufgabe besteht darin eine kombinierte Füllstands- und
Dichtemessung zu realisieren, bei der empfindlichen Bauteile
die das Meßergebnis entscheidend beeinflussen, auf ein einziges
Sensorelement reduziert werden, das außerhalb des Behälters
installiert wird und periodisch Funktions- und Sinnfälligkeitstest
ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden
können und eine Anwendung in Druckbehältern möglich wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelös, daß ein
mit Querschnittserweiterungen versehenes Saugrohr oder
Tauchrohr in den Flüssigkeitsbehälter eingeführt wird und
in diesem mittels Vakuum periodisch die Meßflüssigkeit vom
momentanen Flüssigkeitsstand nach oben gefördert wird bzw.
mittels Druck in den Behälter zurückgedrückt wird.
Dabei entspricht der bei Aufbau des Vakuums in dem Saugrohr
bzw. beim Aufbau des Druckes in dem Tauchrohr erzeugte
Unterdruck bzw. Druck zu jedem Zeitpunkt dem hydrostatischen
Druck der angesaugten bzw. verdrängten Flüssigkeitssäule,
der mit einem empfindlichen, schnellen Drucksensor
gemessen wird. Kern des Erfindungsgedankens ist es, die bei
diesen Bewegungsvorgängen auftretenden differenziellen
Druckänderungen ständig zu bewerten. Sie werden deutlich
kleiner, wenn jeweils zwei in definierten Abständen oberhalb
des Behälters installierte Querschnittserweiterungen
in der Saugrohrleitung bzw. in die Flüssigkeit eintauchende
in definierten Abständen installierte Querschnittserweiterungen
in der Tauchrohrleitung beim Ansaugen bzw. Drücken
erreicht werden.
Werden diese Verkleinerungen des "Differenzenquotienten" vom
Drucksensor erkannt, werden die jeweils aktuellen Druckwerte
in einen Rechner eingelesen und daraus Füllstand und
Dichte errechnet.
Eine weitere Anwendung des Erfindungsgedankens besteht
darin, daß über das gesamte Saugrohr bzw. Tauchrohr in
definierten Abständen möglichst dicht aufeinander folgend
Querschnittserweiterungen einzubringen und mit Hilfe eines
Drucksensors und einer elektronischen Auswerteinrichtung
die Minima (besser Sprünge) des "Differenzenquotienten"
zu erfassen, die auftreten, wenn die nach oben gesaugte
(Vakuumbetrieb) bzw. verdrängte (Druckbetrieb) Flüssigkeitssäule
jeweils diese Querschnittserweiterungen erreicht.
Der Füllstand ergibt sich daraus als ganzzahliges Vielfaches
des Abstandes zwischen zwei Querschnittserweiterungen
mit einem Fehler von minus einem Abstand.
Die Dichte kann bei dieser Version aus den aktuellen Druckwerten
errechnet werden, die jeweils beim Erreichen einer
vorgegebenen Anzahl von Minima mittels einem schnellen
Drucksensor erfaßt und einem Rechner eingegeben werden
(z. B. das zehnte Minimum nach dem Start und das hunderste
Minimum).
Durch gleichzeitige Erfassung der Zeitdifferenz zwischen
zwei Minima wird im Anforderungsfall eine Interpolationsrechnung
realisiert, in dem die Zeit bis zum Erreichen des
ersten Minimums nach dem Start beim Ansaugen (bzw. Verdrängen)
zur Zeitdifferenz zwischen zwei Minima ins Verhältnis
gesetzt werden, womit sehr genaue Füllstandsmessungen
ermöglicht werden.
Verwendet man ein besonders gestaltetes Saugrohr, das auf
der gesamten Länge innerhalb des Behälters Querschnittserweiterungen
aufweist und bei dem außerhalb des Behälters
zwei in definierten Abstand angebrachte Querschnittserweiterungen
angebracht sind, so sind wirkungsvolle rechnergestützte
Sinnfälligkeitstest durch Vergleich der Ergebnisse
aus den beiden Meßwertverarbeitungsprizipien (zählen der
Differentialquotientensprünge und Errechnen aus Analogwerten)
möglich, da sich diese auf voneinander unabhängige
Meßprinzipien stützen.
Beide Prinzipien das Saughebeprinzip und das Verdrängnisprinzip
ergänzen sich in vorteilhafter Weise bei der Lösung
technologischer Probleme.
So ist die Druckversion besonders für Anwendungen in auskristallisierenden
Flüssigkeiten geeignet, da keine Abkühlung
zu erwarten ist bzw. mit technischen Mitteln (Anwärmen
der Druckluft) ausgeschlossen werden kann. Zudem
kann bei dieser Version bei Anwendung in Druckbehältern
und zeitweilig unter Druck stehenden Behältern das Prinzip
der gefahrlosen Technik besonders einfach verwirklicht
werden, indem in das Tauchrohr ein Rückschlagventil installiert
wird. Ferner kann eine Anwendung auch in ständig
unter Druck stehenden Behältern ermöglicht werden, sofern
der am Tauchrohr anliegende Druck größer als der Behälterdruck
ist und eine Differenzdruckmessung (Tauchrohr- und Behälterkopf)
angewendet wird.
Das Saughebeprinzip ist dagegen besonders geeignet,
empfindliche Dichtemessungen zu realisieren, in dem das
Saugrohr weit über den Behälterkopf hinaus verlängert
wird und hohe hydrostatische Flüssigkeitssäulen aufgebaut
werden, wobei solche Meßeinrichtungen auch in sehr flachen
Behältern bzw. offenen Gerinnen eingesetzt werden können.
Bei Anwendung des Saughebeprinzips in Druckbehältern bzw.
zeitweilig unter Druck stehenden Behältern sind Zwangsmechanismen
vorzusehen, um das Prinzip der gefahrlosen Technik
sicherzustellen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
das Vakuumventil und Druckluftventil in einer Apparatur
mechanisch so miteinander gekoppelt sind, daß nicht gleichzeitig
Druckluft und Vakuum anliegen können.
Unter dieser Voraussetzung ist mittels einer Querdüse in
der Saugleitung, die mit dem Behälterkopf verbunden ist,
gewährleistet, daß gleiche Druckverhältnisse im Behälter
und in der Saugleitung vorliegen und somit kein Druckgefälle
vorliegt, das bewirken kann, daß Flüssigkeit über
die Saugleitung in dem Fabrikationsraum gedrückt werden
kann.
Mit der Querdüse wird gleichzeitig der für den Betrieb der
Meßeinrichtung erforderliche Unterdruckwert des Vakuums
eingestellt.
Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen näher erläutert
werden. Die Zeichnung zeigt
Fig. 1 Saugrohr mit zwei Querschnittserweiterungen,
Druckverlauf während eines Meßzyklus, Änderung
der differenziellen Druckänderungen während
eines Meßzyklus,
Fig. 2 Tauchrohr mit zwei Querschnittserweiterungen,
Druckverlauf während eines Meßzyklus, Änderung
der differenziellen Druckänderungen während
eines Meßzyklus,
Fig. 3 Saugrohr mit Querschnittserweiterungen über die
gesamte Saugrohrlänge
Druckverlauf während eines Meßzyklus, Änderung
der differenziellen Druckänderungen während
eines Meßzyklus,
Fig. 4 Tauchrohr mit Querschnittserweiterungen über die
gesamte Tauchrohrlänge
Druckverlauf während eines Meßzyklus, Änderung
der differenziellen Druckänderungen während
eines Meßzyklus,
Fig. 5 Vergrößerter Ausschnitt zur Erklärung des
Interpolationsprinzips,
Fig. 6 Saugrohr mit Querschnittserweiterungen über die
gesamte Saugrohrlänge innerhalb des Behälters
und zwei Querschnittserweiterungen außerhalb
des Behälters,
Fig. 7 Funktionsweise einer Querdüse zur Sicherstellung
des Prinzips der gefahrlosen Technik
im Vakuumbetrieb,
In Fig. 1 wird das Verfahren im Vakuumbetrieb mit zwei
Querschnittserweiterungen in der Saugleitung sowie der
Druckverlauf und die Änderung des Druckanstieges während
eines Meßzyklus gezeigt.
In den Flüssigkeitsbehälter 1 taucht ein am unteren Ende
offenes Saugrohr 2 ein, das über ein automatisch betätigtes
Ventil 3 an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Über
ein anderes automatisch betätigtes Ventil 4 kann eine Verbindung
zur Atmosphäre hergestellt werden. Bei Auslösung
des Meßvorganges wird Ventil 4 geschlossen und Ventil 3
geöffnet.
Im Volumen über den Flüssigkeitsspiegel im Saugrohr wird
ein Vakuum aufgebaut, wodurch die Flüssigkeit im Saugrohr
nach oben steigt. Zu jedem Zeitpunkt entspricht der beim
Aufbau des Vakuums erreichte Unterdruckwert dem hydrostatischen
Druck (Produkt aus Dichte und Höhe der Flüssigkeitssäule)
der angehobenen Flüssigkeitssäule, was mit
einem Drucksensor 5 messend verfolgt wird. Gleichzeitig
wird mittels einer elektronischen Auswerteeinrichtung 6
während des Ansteigens der Druckanstieg (Differenzenquotient)
bewertet.
Erreicht die Flüssigkeitssäule die erste Querschnittserweiterung
7 tritt eine deutliche Verlangsamung des Anstieges
(Differenzenquotient strebt gegen Null) auf.
Mit diesem Sprung wird ein Signal von der elektronischen
Auswerteeinrichtung 6 ausgelöst, das die Übernahme des
aktuellen Druckwertes in die Auswerteeinrichtung 6
(rechnergestützt) bewirkt. Erreicht die Flüssigkeitssäule
die zweite Querschnittserweiterung 8 wird ebenfalls der
aktuelle Druckwert von der Auswerteeinrichtung übernommen.
Aus beiden Werten werden nach folgenden Gleichungen Füllstand
und Dichte berechnet.
Sind p₁ und p₂ die jeweiligen Unterdrücke bei Erreichen
der Querschnittserweiterungen und ist Δh der Abstand der
Querschnittserweiterungen, so kann die Dichte aus
berechnet werden.
Die absolute Höhe h der angesagten Flüssigkeitssäule
vom momentanen Behälterstand bis zur Querschnittserweiterung
3 errechnet sich zu
Ist hges. die Höhe der Querschnittserweiterung 7 über dem
Behälterboden so gilt für den gesuchten Füllstand h des Behälters
In Fig. 2 wird das Verfahren im Druckbetrieb mit zwei eintauchenden
Querschnittserweiterungen sowie der Druckverlauf
und die Änderung des Druckanstieges während eines Meßzyklus
gezeigt.
In das in den Flüssigkeitsbehälter 1 eintauchende Tauchrohr
2 wird durch öffnen des Ventiles 3 Druckluft aufgegeben,
die bewirkt, daß die im Tauchrohr eingeschlossene
Flüssigkeitssäule verdrängt wird. Dabei entspricht zu jedem
Zeitpunkt der sich am Drucksensor 5 einstellende Druck dem
hydrostatischem Druck der verdrängten Flüssigkeitssäule.
Mittels einer elektronischen Auswerteeinrichtung 6 wird
analog Beispiel 1 der Druckanstieg bewertet. Er verlangsamt
sich jeweils deutlich, wenn jeweils die Querschnittserweiterungen
7 und 8 erreicht werden. Zu diesem Zeitpunkt werden
jeweils die aktuellen Druckwerte in die elektronische
Auswerteeinrichtung eingelesen, aus denen nach ähnlichen
Rechnungen wie im Beispiel 1 Füllstand und Dichte errechnet
werden.
Durch Schließen des Ventiles 3 und der Entlüftung des
Tauchrohres durch öffnen von Ventil 4 wird die Betriebsbereitschaft
der Meßeinrichtung wieder hergestellt und nach
Ablauf einer Zeit t durch öffnen von Ventil 3 und Schließen
von Ventil 4 ein neuer Meßzyklus eingeleitet.
In Fig. 3 wird das Verfahren im Vakuumbetrieb mit Querschnittserweiterungen
über die gesamte Saugrohrlänge sowie
der Druckverlauf und Änderungen des Druckanstieges während
eines Meßzyklus gezeigt.
Beim Ansaugen der Flüssigkeit aus dem Saugrohr 2 wird
jeweils beim Erreichen einer Querschnittserweiterung 9 von
der an dem Drucksensor 5 angeschlossenen elektronischen
Auswerteeinrichtung eine Verlangsamung des Druckanstieges
erkannt und ein Zählimpuls ausgegeben.
Der Füllstand und die Genauigkeit ergibt sich damit als
ganzzahliges Vielfaches des Abstandes zweier Querschnittserweiterungen
nach folgender Rechnung. Ist Nges. die Gesamtanzahl
der Querschnittserweiterung vom Boden des Behälters
bis zum Behälterdeckel und Δh der Abstand zwischen
zwei Querschnittserweiterungen und Nz die Anzahl der beim
Ansaugen der Flüssigkeitssäule von momentanen Flüssigkeitsniveau
bis zum oberen Ende des Saugrohres (letzte
Querschnittserweiterung) gezählten Impulse, so ist der
gesuchte Füllstand h im Behälter
Nges. × Δh - Nz × Δh = h - 1 × Δh
wobei ein maximaler Fehler von minus 1×Δh auftreten kann.
Am oberen Ende des Saugrohres erreicht die Flüssigkeitssäule
einen sehr große Querschnittserweiterung 10. Beim
Erreichen dieser Querschnittserweiterung erkennt die elektronische
Auswerteeinrichtung nach einer einstellbaren Zeit
t, daß keine Änderungen des Druckanstieges eingetreten
sind und beendet mit Schließen des Ventiles 3 und öffnen
des Ventiles 4 den Meßzyklus.
Ähnlich wie im Beispiel 1 kann nach dieser Version auch
eine Dichtemessung realisiert werden, indem nach einer vorgegebenen
Zahl von Impulsen die analogen aktuellen Druckwerte
in die Auswerteeinrichtung eingelesen werden, (z. B.
der 10. Impuls nach dem Start und der 100. Impuls nach dem
Start). Die Auswerteeinrichtung verfügt damit über alle
Daten nach einer ähnlichen Rechnung wie in Beispiel 1 die
Dichte zu berechnen.
In Fig. 4 wird das Verfahren im Druckbetrieb mit Querschnittserweiterungen
über die gesamte Tauchrohrlänge sowie
der Druckverlauf und Änderungen des Druckanstieges während
eines Meßzyklus gezeigt.
Die Funktionsweise ist analog des Beispieles 3 mit dem
Unterschied, daß die sehr große Querschnittserweiterung 10
des Beispiels 3 entfällt, weil beim Erreichen des unteren
Endes des Tauchrohres beim Verdrängen der Flüssigkeitssäule
keine weiteren Änderungen des Druckanstieges auftreten, was
zur Beendigung des Meßzyklus durch die Auswerteeinrichtung
erkannt und genutzt wird.
Bei geringen Niveauständen können bei dieser Version keine
Dichtemessungen durchgeführt werden, weil eine ausreichend
lange Bezugsstrecke für die Durchführung der Berechnung
nicht bereitgestellt werden kann.
In Fig. 5 wird in einem vergrößerten Ausschnitt der Druckverlauf
in einem Saug- oder Tauchrohr, in dem über die gesamte
Rohrlänge Querschnittserweiterungen installiert sind,
während eines Meßzyklus zur Erklärung des Interpolationsverfahrens
gezeigt.
Die Aufgabe besteht darin, mit dem Start eines Zyklus
gleichzeitig eine, in der elektronischen Auswerteeinrichtung
implementierte, Zeitmeßeinrichtung oder Zähleinrichtung
zu starten, mit der solange von einem Taktgeber
ausgegebene Impulse gezählt werden, bis die Flüssigkeit
vom momentanen Flüssigkeitsstand, der sich zwischen
zwei Querschnittserweiterungen befindet, beim Ansaugen/
Verdrängen bis zur ersten folgenden Querschnittserweiterung
angehoben (bzw. verdrängt bei Druckbetrieb) worden
ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zählrate ZM in die elektronische
Auswerteeinheit eingelesen, danach wird beim Austritt
aus der Querschnittserweiterung eine neue Zählung gestartet,
die beim Erreichen der nächstfolgenden Querschnittserweiterung
gestoppt wird.
Die Zählrate dieser Zählung Zv, die die Funktion einer
Vergleichsmessung übernimmt, wird ebenfalls in die Auswerteeinheit
eingelesen (es können auch mehrere Zählraten
zwischen je zwei weiteren Querschnittserweiterungen
eingelesen werden, um einen Mittelwert zu bilden).
Ist Δh der Abstand zwischen zwei Querschnittserweiterungen
und Δhx der Abstand von momentanen Flüssigkeitsniveau
zur nächstfolgenden Querschnittserweiterung, so
errechnet die elektronische Auswerteeinheit aus diesen
Zählraten den gesuchten Abstand Δhx nach folgender Gleichung
Dieser Wert wird zu dem ermittelten Füllstand nach den
Beispielen 3 und 4 addiert, wobei im Vakuumbetrieb die
noch zu errechnende Differenz Δh-Δhx addiert werden
muß.
In Fig. 6 wird das Verfahren im Saugbetrieb mit einem
Saugrohr, in dem Querschnittserweiterungen über den
gesamten Teil des Rohres verteilt sind, der sich im Behälter
befindet und mit zwei Querschnittserweiterungen,
die sich außerhalb des Behälters befinden, sowie der
Druckverlauf und Änderungen des Druckanstieges während
eines Meßzyklus gezeigt.
Dieses Verfahren ermöglicht sowohl eine Bestimmung von
Füllstand und Dichte nach Beispiel 1 als auch nach Beispiel
2 sowie nach Beispiel 5, so daß aus den hiermit
verfügbaren Daten Sinnfälligkeitstest von der elektronischen
Auswerteeinheit ausgeführt werden können, die
auf unterschiedlichen Meßprinzipien beruhen und zu einer
Erhöhung der Zuverlässigkeit des Verfahrens beitragen.
In Fig. 7 wird in einem Installationsbeispiel die Gewährleistung
des Prinzips der gefahrlosen Technik im
Vakuumbetrieb durch Anwendung einer Querdüse 11 gezeigt.
Mittels der Querdüse 11, die an den Deckel des Behälters
12 angeschlossen ist, wird der Unterdruck zum Betrieb der
Meßeinrichtung entsprechend des Beispieles 1 bis 6 eingestellt.
Durch diese Querdüse ist gleichzeitig gewährleistet,
daß ein Druckausgleich zwischen Behälter und
Saugrohr (Steigrohr) erfolgen kann.
Dabei muß durch eine geeignete Armatur 13 die Voraussetzung
erfüllt werden, daß bei öffnen des Druckventils nicht
gleichzeitig das Vakuumventil geöffnet ist.
Ferner müssen alle verwendeten Bauteile und Armaturen für
die in Frage kommenden Druckbereiche zugelassen und geprüft
sein.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß auf ein Absperrventil
14 in der Vorleitung verzichtet werden kann.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Flüssigkeitsbehälter
2 Saugrohr/Tauchrohr
3 Ventil Vakuum/Druck
4 Ventil Belüftung/Entlüftung
5 Drucksensor
6 Elektronische Auswerteeinrichtung
7 Querschnittserweiterung (untere)
8 Querschnittserweiterung (obere)
9 Querschnittserweiterung über gesamte Tauch-/Saugrohrlänge
10 Querschnittserweiterung (obere) bei Zählvariante
11 Querdüse zu Druckausgleich
12 Anschluß der Querdüse an den Deckel des Flüssigkeitsbehälters
13 Armatur zur Vermeidung eines gleichzeitigen Anschlusses des Behälters an das Vakuum- und Druckluftnetz
14 Absperrventil in der Saugleitung
2 Saugrohr/Tauchrohr
3 Ventil Vakuum/Druck
4 Ventil Belüftung/Entlüftung
5 Drucksensor
6 Elektronische Auswerteeinrichtung
7 Querschnittserweiterung (untere)
8 Querschnittserweiterung (obere)
9 Querschnittserweiterung über gesamte Tauch-/Saugrohrlänge
10 Querschnittserweiterung (obere) bei Zählvariante
11 Querdüse zu Druckausgleich
12 Anschluß der Querdüse an den Deckel des Flüssigkeitsbehälters
13 Armatur zur Vermeidung eines gleichzeitigen Anschlusses des Behälters an das Vakuum- und Druckluftnetz
14 Absperrventil in der Saugleitung
Claims (5)
1. Verfahren zur Messung des Füllstandes und der Dichte
in Flüssigkeitsbehältern oder offenen Gerinnen, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels Vakuum oder Druck die
Flüssigkeit in einem in die Flüssigkeit eintauchenden
Rohr oder Schlauch nach oben gesaugt oder nach unten
gedrückt wird und mittels eines Drucksensors und einer
nachgeordneten elektronischen Auswerteeinheit die
differentiellen Druckänderungen nach der Zeit beim Aufbau
des Vakuums oder des Druckes in der Rohr- oder
Schlauchleitung bewertet werden, die jeweils ein Minimum
erreichen, wenn die in Folge des Aufbaues des
Vakuums oder des Druckes in der Rohr- oder Schlauchleitung
nach oben oder nach unten bewegte Flüssigkeitssäule
zwei in definierten Abstand außerhalb des
Behälters in Vakuumbetrieb oder im unteren Teil des
Behälters in Druckbetrieb angebrachte Rohrleitungsabschnitte
mit erweiterten Leitungsquerschnitt erreicht,
so daß durch diese Minima Markierungspunkte
gesetzt werden, an denen die absoluten Druckwerte des
erzeugten Vakuums oder des Druckes in der Rohrleitung,
die jeweils dem Gewicht der nach oben oder unten bewegten
Flüssigkeitssäule entsprechen in die elektronische
Auswerteeinrichtung eingespeichert werden und aus diesen
Werten Füllstand und Dichte berechnet werden.
2. Verfahren und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels einem Saug- oder Tauchrohr mit vielen in definierten
Abständen eingebauten Rohrleitungsquerschnittserweiterungen
aus den Flüssigkeitsbehälter oder offene
Gerinne Flüssigkeit angesaugt oder verdrängt wird und
durch eine elektronische Auswerteeinrichtung zählend
das Durchlaufen der Minima differenzieller Druckveränderungen,
die beim Ansaugen oder Verdrängen der
Flüssigkeitssäule in der Rohrleitung jeweils beim Erreichen
einer Querschnittserweiterung auftreten, verfolgt
wird, so daß der Füllstand als ganzzahliges Vielfaches
des Abstandes der Querschnittserweiterungen, die
von der elektronischen Auswerteeinrichtung als Minima
erkannt werden, abgebildet wird und aus den aktuellen
absoluten Druckwerten, die beim Erreichen einer vorgegebenen
Anzahl von Minima in die elektronische Auswerteeinrichtung
eingelesen werden, Füllstand und
Dichte errechnet werden, und daß nach einer vorgegebenen
Zeit, in der kein Anstieg der minimalen differentiellen
Druckveränderungen von der elektronischen Auswerteeinrichtung
erkannt werden, was eintritt, wenn
beim Saugverfahren eine sehr große Querschnittserweiterung
außerhalb des Behälters von der beim Ansaugen nach
oben bewegten Flüssigkeitssäule erreicht wird und was
eintritt, wenn beim Druckverfahren das untere Ende des
Tauchrohres von der verdrängten Flüssigkeitssäule beim
Herausdrücken erreicht wird, genutzt werden in einem
neuen Meßzyklus auszulösen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das zwischen zwei Querschnittserweiterungen
befindliche momentane Flüssigkeitsniveau, dadurch meßtechnisch
erfaßt wird, daß mit Start eines Meßzyklus
eine Zeitmessung gestartet wird, die dann gestoppt wird
wenn von der beim Ansaugen/Verdrängen bewegten Flüssigkeitssäule
die zunächst folgende Querschnittserweiterung
erreicht wird, eine Vergleichszeit ermittelt wird,
in dem eine weitere Zeitmessung durchgeführt wird, während
aber die Flüssigkeit zwischen je zwei Querschnittserweiterungen
bewegt wird, und aus dem Verhältnis der
beiden Zeitmessungen der Abstand des momentanen Flüssigkeitsniveaus
bis zur nächstfolgenden Querschnittserweiterung
von der elektronischen Auswerteeinrichtung
errechnet wird und zu dem aus einer aus Zahlraten bestimmten
Füllstand, addiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Saugrohr verwendet wird, das sowohl viele dicht
aufeinander folgende in definierten Abständen angebrachte
Querschnittserweiterungen innerhalb des Behälters
als auch außerhalb des Behälters in größeren
Abstand angebrachte Querschnittserweiterungen aufweist,
so daß aus einer Erfassung von Druckwerten entsprechend
Anspruch 1 als auch aus Zahlraten ermittelter
Füllstandshöhen die Datenmengen vorliegen, und
nach beliebigen Algorithmen Sinnfälligkeitstests und
Kontrollrechnungen durchzuführen.
5. Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes und der Dichte
in zeitweilig unter Druck stehenden Behältern durch
zyklisches Ansaugen, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels einer an dem Flüssigkeitsbehälter und der
Saugrohr angebrachte Querdüse ein Druckausgleich
zwischen dem Behälter und dem Innenraum des Saugrohres
hergestellt wird, wenn gewährleistet ist, daß bei beabsichtigter
Druckbeaufschlagung gleichzeitig sich
bei Öffnen des Druckventils das Vakuumventil geschlossen
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914129549 DE4129549A1 (de) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Verfahren zur messung des fuellstandes und der dichte in fluessigkeitsbehaeltern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914129549 DE4129549A1 (de) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Verfahren zur messung des fuellstandes und der dichte in fluessigkeitsbehaeltern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4129549A1 true DE4129549A1 (de) | 1993-03-11 |
Family
ID=6439934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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