DE4203967C2 - Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstands in einem Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung und/ oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstands in einem Behälter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer aus der DE 33 48 119 C2 bekannten Vorrichtung dieser Art weist das mechanische Schwingungssystem zwei parallele Schwingstäbe auf, die am einen Ende an einer gemeinsamen Membran befestigt sind und durch die Erregungsanordnung in gegensinnige Schwingungen quer zu ihrer Längsrichtung versetzt werden. Die Schwingstäbe bilden die Sensorglieder, die von dem Füllgut bedeckt sind, wenn der vorbestimmte Füllstand überschritten ist, während sie in Luft schwingen, wenn das Füllgut den vorbestimmten Füllstand nicht erreicht. Das Si­ gnal-Rausch-Verhältnis, mit dem die beiden zu detektierenden Zustände des Schwingungssystems von Störeinflüssen unter­ schieden werden können, ist um so besser, je größer die Erre­ gungsleistung ist, mit der das Schwingungssystem in mechani­ sche Schwingungen versetzt wird. Der Erregungsleistung sind jedoch Grenzen gesetzt, denn die Frequenz der mechanischen Schwingungen liegt im Bereich der hörbaren Tonfrequenzen, so daß die Schwingstäbe im unbedeckten Zustand bei großer Erre­ gungsleistung einen zu hohen Lärmpegel erzeugen. Das gleiche Problem besteht auch bei Vorrichtungen mit mechanischen Schwingungssystemen, deren Sensorglieder in anderer Weise ausgebildet sind, beispielsweise bei Schwingungssystemen, die nur einen einzigen Schwingstab als Sensorglied aufweisen.

Aus der DD 277 329 A1 ist eine Füllstandsmeßvorrichtung bekannt, bei der die Anzeige, ob ein vorbestimmter Füllstand erreicht ist, in Abhängigkeit davon erfolgt, ob das mechanische Schwingungssystem schwingt oder nicht. Zu diesem Zweck wird das mechanische Schwingungssystem mit so geringer Leistung erregt, daß die Schwingungen abreißen, wenn das Sensorglied von dem Füllgut bedeckt wird, und wieder einsetzen, wenn das Sensorglied von dem Füllgut freikommt. Infolge der geringen Erregungsleistung ist der Lärmpegel, mit dem das Schwingungssystem bei unbedecktem Sensorglied schwingt, gering. Zur Erzielung eines Selbstreinigungseffektes, durch den das Sensorglied von anhaftendem Füllgut befreit wird, wenn es von dem Füllgut freikommt, wird beim Wiedereinsetzen der Schwingungen die Erregungsleistung durch einen Impulsverstärker kurzzeitig erhöht. Zwar ist mit dieser Erhöhung der Erregungsleistung auch eine Zunahme des Lärmpegels verbunden, doch wird dies wegen der kurzen Dauer in Kauf genommen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, die bei gutem Signal-Rausch-Verhält­ nis einen verringerten Lärmpegel aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Erregungslei­ stung, mit der die Schwingungen des mechanischen Schwingungs­ systems erzeugt werden, in Abhängigkeit von dem Zustand des Ausgangssignals der Auswerteschaltung verändert. Im bedeckten Zustand der Sensorglieder erfolgt die Schwingungserzeugung mit größerer Erregungsleistung, so daß das Signal-Rausch- Verhältnis entsprechend groß ist. Wenn dagegen die Sensor­ glieder in Luft schwingen, wird die Erregungsleistung mit Hilfe der Spannungsabsenkungsschaltung verringert, wodurch der vom Schwingungssystem erzeugte Lärmpegel reduziert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in dem Unteranspruch gekennzeichnet.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimm­ ten Füllstands in einem Behälter, bei der die Erfin­ dung anwendbar ist, wobei die Vorrichtung im nicht eingebauten Zustand dargestellt ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Einschraubstück mit den Schwingstäben und der Wandleranordnung,

Fig. 3 das Blockschaltbild der elektronischen Schaltung der Vorrichtung und

Fig. 4 das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Fre­ quenzauswerteschaltung.

Die in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstands besteht aus den folgenden Hauptbestandteilen:

• - einem Einschraubstück 10;
• - einem mechanischen Schwingungssystem 20;
• - einem Elektronikkopf 30;
• - einer Wandleranordnung 40.

Das Einschraubstück 10 dient zur Befestigung der Vorrichtung in der Wand des Behälters, dessen Füllstand mit der Vorrich­ tung überwacht werden soll. Es hat einen Gewindeabschnitt 11, der in die mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Öffnung der Behälterwand eingeschraubt wird, und einen Sechs­ kantkopf 12, der zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels dient, mit dem das Einschraubstück 10 unter Einfügung eines Dichtungsrings 13 gegen die Behälterwand festgezogen werden kann. Üblicherweise erfolgt der Einbau der Vorrichtung in horizontaler Lage an einer vertikalen Behälterwand auf der Höhe des zu überwachenden Füllstands, doch ist die Einbaulage der Vorrichtung beliebig; sie kann beispielsweise auch in vertikaler Lage an der Oberseite eines Behälters montiert werden, wenn der zu erfassende Füllstand der vollständigen Füllung des Behälters entspricht. Der Innenraum 14 des Ein­ schraubstücks 10 ist hohl und dient zur Aufnahme der Wandler­ anordnung 40.

Das mechanische Schwingungsystem 20 wird vom dem Einschraub­ stück 10 auf der dem Behälterinneren zugewandten Seite getra­ gen. Es besteht aus einer Membran 21, die das dem Behälterin­ neren zugewandte Ende des Einschraubstücks 10 verschließt und deren Rand fest mit dem Einschraubstück verbunden ist, und zwei Schwingstäben 22, 23, die am einen Ende im Abstand neben­ einander fest mit der Membran 21 verbunden sind, während ihre freien Enden in den Behälter ragen. Jeder Schwingstab ist mit einer Kröpfung 24 bzw. 25 versehen, so daß die im wesentli­ chen parallel nebeneinanderliegenden Hauptteile der Schwing­ stäbe einen größeren Abstand voneinander haben als die mit der Membran 21 verbundenen Enden. Am freien Ende jedes Schwingstabs 22, 23 ist ein Paddel 26 senkrecht zu der die Achsen der Schwingstäbe enthaltenden Ebene angebracht.

Der Elektronikkopf 30 ist an dem dem Schwingungssystem 20 entgegengesetzten Ende des Einschraubstücks 10 angebracht, so daß er im Einbauzustand außerhalb des Behälters liegt. Er enthält die elektronische Schaltung der Vorrichtung, die von einem Gehäuse 31 umschlossen ist. Eine Kabeldurchführung 32 ermöglicht die Durchführung des für die Stromversorgung und Signalübertragung erforderlichen Kabels. Ein inneres Verbin­ dungskabel 33 verbindet die im Gehäuse 31 untergebrachte elektronische Schaltung mit der im hohlen Innenraum 14 des Einschraubstücks 10 untergebrachten Wandleranordnung 40.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält die Wandleranordnung 40 eine Wand­ lersäule 41, die zwischen der Membran 21 und einer durch stabförmige Stützen 42, 43 im Abstand von der Membran 21 ge­ haltenen Brücke 44 eingespannt ist. Eine in die Brücke 44 eingeschraubte Einstellschraube 45 liegt mit ihrem ballig ausgebildeten Ende oder über ein balliges Zwischenstück an der der Brücke 44 zugewandten Stirnfläche der Wandlersäule 41 an, wodurch die mechanische Vorspannung der Membran 21 ein­ stellbar ist, mit der die Wandlersäule 41 zwischen der Mem­ bran 21 und der Brücke 44 eingespannt ist.

Das der Brücke 44 entgegengesetzte Ende der stabförmigen Stütze 42 ist etwa in der Mitte des mit dem Schwingstab 22 verbundenen Flächenbereichs der Membran 21 starr mit dem Schwingstab 22 verbunden. In gleicher Weise ist die stabför­ mige Stütze 43 etwa in der Mitte des mit dem Schwingstab 23 verbundenen Flächenbereichs der Membran 21 starr mit dem Schwingstab verbunden. Die beiden stabförmigen Stützen 42 und 43 sind biegeelastisch ausgebildet, so daß sie sich quer zu ihrer Längsrichtung elastisch durchbiegen können.

Die Wandlersäule 41 enthält einen piezoelektrischen Erregungs­ wandler 65 und einen piezoelektrischen Empfangswandler 66. Wie Fig. 3 zeigt, besteht der Empfangswandler 66 aus einem piezoelektrischen Element 55, das zwischen zwei Elektroden 54 und 56 eingefügt ist, und der Erregungswandler 65 enthält zwei piezoelektrische Elemente 59, 61 und drei Elektroden 58, 60, 62, wobei das piezoelektrische Element 59 zwischen den Elektroden 58 und 60 und das piezoelektrische Element 61 zwi­ schen den Elektroden 60 und 62 eingefügt ist. Die piezoelek­ trischen Elemente 55, 59, 61 sind mit den Elektroden 54, 56, 58, 60, 62 in der Wandlersäule 41 in einem Stapel angeordnet, der außerdem noch Isolierscheiben zur erforderlichen Isola­ tion der Elektroden enthält.

Fig. 3 zeigt ferner das Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spiels der im Elektronikkopf 30 angeordneten elektronischen Schaltung. Die Elektroden 54, 56 des Empfangswandlers 66 sind mit den beiden Eingangsklemmen eines Verstärkers 70 verbun­ den. An den Ausgang des Verstärkers 70 ist ein Tiefpaß 71 angeschlossen, dessen Durchlaßbereich dem Bereich der Grund­ frequenzen der Schwingungen des mechanischen Schwingungssy­ stems entspricht, während er Harmonische dieser Grundfrequen­ zen sperrt. Der Tiefpaß 71 stellt sicher, daß sich das Schwingungssystem nur auf einer Grundfrequenz erregen kann, und verhindert eine Selbsterregung auf einer Harmonischen.

Der Ausgang des Tiefpasses 71 ist mit dem Eingang eines Lei­ stungsverstärkers 72 verbunden, dessen Ausgang mit der Elek­ trode 60 des Erregungswandlers 65 über eine Spannungsabsen­ kungsschaltung 67 verbunden ist. Der Leistungsverstärker 72 liefert zum Erregungswandler 65 eine Wechselspannung, die die gleiche Frequenz wie das Ausgangssignal des Empfangswandlers 66 hat. Die beiden Elektroden 58 und 62 sind mit Masse ver­ bunden. Die piezoelektrischen Elemente 59 und 61 sind daher elektrisch parallel und mechanisch in Serie geschaltet. In­ folge der angelegten Wechselspannung erfährt jedes der piezo­ elektrischen Elemente 59 und 61 eine Verformung (Dickenände­ rung) in der Achsrichtung der Wandlersäule 41, die der ange­ legten Spannung proportional ist. Die mechanischen Verformun­ gen der piezoelektrischen Elemente 59 und 61 addieren sich, so daß für eine gegebene Größe der angelegten Wechselspannung eine Verdoppelung der Längenänderung der Wandlersäule 41 er­ zielt wird. Die Längenänderungen der Wandlersäule 41 wirken auf die Membran 21 ein, die ihrerseits die Schwingstäbe 22, 23 in Schwingungen quer zu ihrer Längsrichtung versetzt. Die mechanischen Schwingungen des Schwingungssystems 20 werden durch den Empfangswandler 66 in ein elektrisches Ausgangssi­ gnal umgewandelt, das dem Eingang des Verstärkers 70 zuge­ führt wird. Somit erregt sich das Schwingungssystem mit der Eigenresonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems.

Das als Rückholfeder dienende Federsystem des mechanischen Schwingungssystems ist durch die Membran 21 in Verbindung mit den biegeelastischen stabförmigen Stützen 42 und 43 gebildet. Die Masse des mechanischen Schwingungssystems besteht einer­ seits aus der Masse der Schwingstäbe 22 und 23 und anderer­ seits aus der von den Schwingstäben bei der Schwingbewegung mitgenommenen Masse des umgebenden Mediums. Diese mitgenomme­ ne Masse wird durch die quer zu der Schwingungsrichtung ange­ ordneten Paddel 26 vergrößert. Die Eigenresonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems hängt einerseits von der Fe­ derkonstante des Federsystems ab, die als konstant angenommen werden kann, und andererseits von der Gesamtmasse, die in Abhängigkeit von der mitgeführten Masse veränderlich ist. Wenn sich die Schwingstäbe 22, 23 mit ihren Paddeln in Luft befinden, ist die mitgeführte Masse der Luft vernachlässig­ bar, und es stellt sich eine Eigenresonanzfrequenz ein, die im wesentlichen durch die Masse der Schwingstäbe bestimmt ist. Wenn dagegen die Schwingstäbe mit ihren Paddeln in ein Füllgut eintauchen, ändert sich die mitgeführte Masse und damit die Eigenresonanzfrequenz des mechanischen Schwingungs­ systems. Die dargestellte Form der Paddel ergibt unter Be­ rücksichtigung der durch das Einschraubloch vorgegebenen Be­ schränkung der Breite die optimale Wirkung. Die Schwingstäbe 22, 23 mit ihren Paddeln 26 bilden somit die Sensorglieder des Schwingungssystems.

An den Ausgang des Leistungsverstärkers 72 ist der Eingang einer Frequenzauswerteschaltung 73 angeschlossen, die fest­ stellt, ob die Frequenz der Ausgangswechselspannung des Lei­ stungsverstärkers 72 über oder unter einer einstellbaren Re­ ferenzfrequenz liegt. Das Ausgangssignal der Frequenzauswerte­ schaltung 73 nimmt den einen oder den anderen von zwei Werten an, je nachdem, ob die Ausgangsfrequenz des Leistungsverstär­ kers 72 über oder unter der eingestellten Referenzfrequenz liegt. Dadurch wird angezeigt, ob die Schwingstäbe in Luft oder in dem Füllgut schwingen.

Der Ausgang der Frequenzauswerteschaltung 73 ist mit dem Ein­ gang einer Minimum-Maximum-Umschaltanordnung 74 verbunden, die entweder auf Minimum-Überwachung oder auf Maximum-Überwa­ chung umschaltbar ist. Je nachdem, ob das Schwingstabsystem zur Überwachung des minimalen oder des maximalen Füllstands in einem Behälter verwendet wird, bestehen nämlich unter­ schiedliche Bedingungen. Bei der Überwachung des maximalen Füllstands schwingt das Schwingstabsystem normalerweise in Luft, und der kritische Zustand wird erreicht, wenn das Schwingstabsystem vom Füllgut bedeckt wird. In diesem Fall muß daher ein Schaltvorgang oder eine Anzeige ausgelöst wer­ den, wenn die Schwingungsfrequenz unter die eingestellte Re­ ferenzfrequenz fällt. Bei der Minimum-Überwachung schwingt das Schwingstabsystem normalerweise im Füllgut, und der kri­ tische Zustand tritt ein, wenn die Schwingstäbe nicht mehr vom Füllgut bedeckt sind und in Luft schwingen. In diesem Fall muß daher ein Schaltvorgang oder eine Anzeige ausgelöst werden, wenn die Schwingungsfrequenz die eingestellte Refe­ renzfrequenz übersteigt. Die Minimum-Maximum-Umschaltanord­ nung 74 ist so aufgebaut, daß sie je nach ihrer Einstellung im einen oder im anderen Fall ein Ausgangssignal abgibt.

Das Ausgangssignal der Minimum-Maximum-Umschaltanordnung 74 wird nach Verstärkung und Stabilisierung in einer Endstufe 76 einem Verbraucher 77 zugeführt, beispielsweise einem Relais oder einer Anzeigevorrichtung.

Die Spannungsabsenkungsschaltung 67 enthält eine Zenerdiode 68, die zwischen die Elektrode 60 und den Ausgang des Ver­ stärkers 72 eingefügt ist, und einen Schalter 69, der paral­ lel zur Zenerdiode 68 geschaltet ist, so daß er die Zenerdio­ de 68 kurzschließt, wenn er geschlossen ist. Der Schalter 69 ist schematisch als mechanischer Kontakt dargestellt, ist aber vorzugsweise ein elektronischer Schalter, beispielsweise ein Feldeffekttransistor. Er wird durch das Ausgangssignal der Frequenzauswerteschaltung 73 so betätigt, daß er offen ist, wenn dieses Ausgangssignal anzeigt, daß die Ausgangs­ frequenz des Leistungsverstärkers 72 über der eingestellten Referenzfrequenz liegt, also wenn die Schwingstäbe 22, 23 in Luft schwingen. In diesem Zustand wird somit die vom Lei­ stungsverstärker 72 an den Erregungswandler 65 angelegte Wechselspannung um den Spannungsabfall an der Zenerdiode 68 verringert. Dementsprechend wird das mechanische Schwingungs­ system 20 mit verringerter Leistung erregt, wodurch insbeson­ dere der Schallpegel des vom Schwingungssystem erzeugten Lärms herabgesetzt wird. Wenn dagegen das Ausgangssignal der Frequenzauswerteschaltung 73 den Wert annimmt, der anzeigt, daß die Ausgangsfrequenz des Leistungsverstärkers 72 unter der eingestellten Referenzfrequenz liegt, also die Schwing­ stäbe 22, 23 im Füllgut schwingen, wird der Schalter 69 ge­ schlossen, so daß die Zenerdiode 68 überbrückt wird und die volle Ausgangswechselspannung des Leistungsverstärkers 72 an den Erregungswandler 65 angelegt wird. Das Schwingungssystem wird dann mit der vollen Leistung erregt, so daß trotz der durch das Füllgut bewirkten Dämpfung eine ausreichende Emp­ findlichkeit zur Verfügung steht und das Signal-Rausch-Ver­ hältnis verbessert wird.

In Fig. 4 ist das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Frequenzauswerteschaltung 73 in näheren Einzelheiten darge­ stellt.

Die vom Ausgang des Leistungsverstärkers 72 kommende, gegebe­ nenfalls bereits nahezu rechteckförmige Wechselspannung wird einem Impulsformer 80 zugeführt, an dessen Ausgang ein Fre­ quenzteiler 81 mit dem Teilerverhältnis 1 : 2 angeschlossen ist. Am Ausgang des Frequenzteilers 81 besteht somit ein sau­ beres Rechtecksignal mit dem Tastverhältnis 1 : 2, dessen Fre­ quenz gleich der Hälfte der Schwingungsfrequenz des Schwin­ gungssystems ist. Dieses Rechtecksignal wird dem Auslöseein­ gang eines wiedertriggerbaren Monoflops 82 zugeführt, dessen Haltezeit einstellbar ist, wie symbolisch durch einen Ein­ stellwiderstand 83 angedeutet ist. Durch die Einstellung der Haltezeit des Monoflops 82 wird die Referenzfrequenz defi­ niert.

Der Ausgang des wiedertriggerbaren Monoflops 82 ist mit dem D-Eingang eines D-Flipflops 84 verbunden, das an seinem Takt­ eingang CL die Rechteckimpulse vom Ausgang des Frequenztei­ lers 81 empfängt. Bekanntlich übernimmt ein D-Flipflop bei einer bestimmten Impulsflanke jedes an den Takteingang CL angelegten Taktimpulses den im gleichen Zeitpunkt am D-Ein­ gang anliegenden Signalwert.

Das D-Flipflop 84 bildet daher eine Zeitvergleichsschaltung, die feststellt, ob die Folgeperiode der vom Frequenzteiler 81 abgegebenen Rechteckimpulse über oder unter einem Wert liegt, der durch die im Monoflop 82 eingestellte Haltezeit bestimmt ist. Wenn nämlich diese Folgeperiode kürzer als die einge­ stellte Haltezeit ist, wird das Monoflop durch jeden vom Fre­ quenzteiler 81 abgegebenen Rechteckimpuls neu getriggert, bevor es in den Ruhezustand zurückgekehrt ist. Das Ausgangs­ signal des Monoflops 82 bleibt dann dauernd auf dem Signal­ wert "1". In diesem Fall liegt bei jedem dem Takteingang CL des D-Flipflops zugeführten Taktimpuls am D-Eingang der Si­ gnalwert "1" an, so daß das Flipflop 84 stets im Arbeitszu­ stand (oder Zustand "1") bleibt, in welchem am Ausgang Q der Signalwert "0" besteht.

Wenn dagegen die Folgeperiode der vom Frequenzteiler 81 abge­ gebenen Rechteckimpulse länger ist als die Haltezeit des wie­ dertriggerbaren Monoflops 82, kehrt das Monoflop vor dem Ein­ treffen des nächsten Auslöseimpulses in den Ruhezustand zu­ rück. Da der gleiche Ausgangsimpuls des Frequenzteilers 81 auch dem Takteingang CL des Flipflops 84 zugeführt wird, fin­ det dieser Taktimpuls am D-Eingang den Signalwert "0" vor, so daß das Flipflop 84 in den Ruhezustand (oder Zustand "0") zurückgestellt wird. Am Ausgang Q besteht dann der Signalwert "1", der anzeigt, daß die Periode des Rechteck-Ausgangssi­ gnals des Frequenzteilers 81 größer als die im Monoflop 82 eingestellte Haltezeit ist, was gleichbedeutend damit ist, daß die Schwingungsfrequenz des Schwingstabsystems unter der eingestellten Referenzfrequenz liegt.

An den Ausgang des D-Flipflops 84 ist eine Zeitverzöge­ rungsschaltung 85 angeschlossen, die bewirkt, daß die nachge­ schalteten Anordnungen nicht sofort auf das erste Ausgangs­ signal des D-Flipflops 84 ansprechen, sondern erst dann, wenn das Unterschreiten der eingestellten Referenzfrequenz für eine bestimmte Mindestanzahl von aufeinanderfolgenden Perio­ den festgestellt worden ist. Dadurch soll verhindert werden, daß durch sporadische Störungen Schaltvorgänge oder Anzeigen ausgelöst werden. Solche sporadischen Störungen werden bei­ spielsweise durch Luft- oder Gasblasen verursacht, die sich in gasenden Flüssigkeiten kurzzeitig um die Schwingstäbe bil­ den, oder auch durch Luftblasen, die künstlich in den Behäl­ ter eingeblasen werden, wie es bei manchen Anwendungsfällen vorkommt.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist die Ansprechverzö­ gerungsschaltung 85 durch ein RC-Glied mit einem Widerstand 86 und einem Kondensator 87 gebildet. Wenn am Ausgang eine Spannung mit dem Signalwert "1" erscheint, lädt sich der Kon­ densator 87 mit der Zeitkonstante des RC-Glieds auf diese Spannung auf. Ein an den Ausgang des RC-Glieds angeschlosse­ ner Trigger 88 spricht an, wenn die Ladespannung des Konden­ sators 87 einen vorbestimmten Ansprech-Schwellenwert er­ reicht, der beispielsweise 2/3 U_B betragen kann (U_B = Strom­ versorgungsspannung), und er fällt wieder ab, wenn die Lade­ spannung des Kondensators 87 unter einen niedrigeren Abfall- Schwellenwert fällt, der beispielsweise 1/3 U_B betragen kann. Die Zeitkonstante des RC-Glieds 85 ist so gewählt, daß der Ansprech-Schwellenwert erst dann erreicht wird, wenn die Spannung am Ausgang für die Dauer mehrerer Perioden der Ausgangsspannung des Frequenzteilers 81 den Wert "1" hatte. Wenn das Flipflop 84 wieder in den Arbeitszustand geht, be­ vor die Ladespannung am Kondensator 87 den Ansprech-Schwel­ lenwert erreicht hat, geht die Spannung am Ausgang wieder auf den Wert "0" zurück, und der Kondensator 87 entlädt sich wieder.

Zur Erzielung eines stabilen Schaltverhaltens ist ferner der Ausgang des Triggers 88 mit einem Eingang des wiedertrigger­ baren Monoflops 82 verbunden. Wenn der Trigger 88 ausgelöst wird, so daß er eine Ausgangsspannung zu der nachgeschalteten Minimum-Maximum-Umschaltanordnung 74 liefert, gelangt diese Ausgangsspannung auch zum Monoflop 82, in welchem sie eine Verkürzung der eingestellten Haltezeit bewirkt. Dadurch wird verhindert, daß geringfügige Frequenzschwankungen des vom Frequenzteiler 81 abgegebenen Rechtecksignals abwechselnd zu einer Überschreitung und zu einer Unterschreitung der am Mo­ noflop 82 eingestellten Haltezeit und somit zu einem dauern­ den Hin- und Herschalten des Flipflops 84 führen.

Der Schalter 69 der Spannungsabsenkungsschaltung 67 wird vor­ zugsweise durch das unverzögerte Ausgangssignal an einem der Ausgänge Q und des D-Flipflops 84 gesteuert. Wenn infolge von Störungen im Behälter bei unbedeckten Schwingstäben in­ nerhalb von einer oder mehreren Schwingungsperioden das un­ verzögerte Ausgangssignal ein Eintauchen der Schwingstäbe in das Füllgut signalisiert, wird durch sofortiges Schließen des Schalters 69 die Erregungsleistung kurzzeitig angehoben und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert. Diese Vorgänge ma­ chen sich jedoch wegen der nachgeschalteten Verzögerungs­ schaltung 85 am Ausgang nicht bemerkbar.

Die Spannungsabsenkungsschaltung 67 kann natürlich auch in anderer Weise als bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Hierfür ist jede Schal­ tung geeignet, die in der Lage ist, die vom Leistungsverstär­ ker 72 an den Erregungswandler 65 angelegte Wechselspannung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Frequenzauswerteschal­ tung 73 zu verringern.

Die Anwendung der Spannungsabsenkungsschaltung 67 ist unab­ hängig von der speziellen Ausführungsform des mechanischen Schwingungssystems und keineswegs auf das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, bei dem die mit dem Füllgut in Berührung kommenden Sensorglieder durch zwei parallele Schwingstäbe gebildet sind. Sie eignet sich in gleicher Weise für Schwingungssysteme mit nur einem Schwing­ stab oder auch für Schwingungssysteme, deren Sensorglied nicht stabförmig ist.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstands in einem Behälter, mit einem me­ chanischen Schwingungssystem, das wenigstens ein Sensorglied aufweist, das mit dem Füllgut im Behälter in Berührung steht, wenn der vorbestimmte Füllstand überschritten ist, einer Er­ regungsanordnung, die das Schwingungssystem in mechanische Schwingungen versetzt und einen von einer Wechselspannung erregbaren Erregungswandler enthält, einem Empfangswandler, der die Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems in ein elektrisches Ausgangssignal umwandelt, wobei der Emp­ fangswandler mit dem Eingang einer Verstärkerschaltung ver­ bunden ist, an deren Ausgang der Erregungswandler angeschlos­ sen ist, so daß das mechanische Schwingungssystem zu Schwin­ gungen mit seiner Eigenresonanzfrequenz erregt wird, und mit einer Auswerteschaltung, die an den Ausgang der Verstärker­ schaltung angeschlossen und so ausgebildet ist, daß ihr Aus­ gangssignal den einen oder den anderen von zwei Zuständen in Abhängigkeit davon annimmt, ob die Frequenz des Ausgangssi­ gnals der Verstärkerschaltung eine eingestellte Referenzfre­ quenz überschreitet oder unterschreitet, wobei die Auswerteschaltung eine Ansprechverzögerungsschaltung enthält, gekennzeichnet durch eine Spannungsabsenkungsschaltung, die durch ein vor der Ansprechverzögerungsschaltung abgegriffenes Ausgangssignal der Auswerteschaltung so gesteuert wird, daß sie die von der Verstärkerschaltung an den Erregungswandler angelegte Wechselspannung herabsetzt, wenn das Ausgangssignal der Auswerteschaltung den Zustand hat, der dem Überschreiten der eingestellten Referenzfrequenz entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsabsenkungsschaltung eine Zenerdiode enthält, die in Reihe mit dem Erregungswandler an den Ausgang der Verstär­ kerschaltung angeschlossen ist, sowie einen parallel zur Ze­ nerdiode geschalteten Schalter, der durch das Ausgangssignal der Auswerteschaltung gesteuert wird.