DE443985C - Device for the electrical measurement of a liquid level, particularly in the case of flow meters - Google Patents

Device for the electrical measurement of a liquid level, particularly in the case of flow meters

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DE443985C DEB116660D DEB0116660D DE443985C DE 443985 C DE443985 C DE 443985C DE B116660 D DEB116660 D DE B116660D DE B0116660 D DEB0116660 D DE B0116660D DE 443985 C DE443985 C DE 443985C
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    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
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    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/37Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of communicating tubes or reservoirs with movable fluid levels, e.g. by U-tubes
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Description

Vorrichtung zum elektrischen Messen eines Flüssigkeitsstandes, insbesondere bei Strömungsmessern. Die Erfindung betrifft die elektrische übertragung der Verschiebung eines Flüssigkeitsniveaus, und zwar insbesondere bei Strömungsmessern mit Drosselstelle und Flüssigkeitsmanometer. Die Verschiebung des Fliissigkeitsniveaus wird in einem Gefäß vorgenommen, in dem sich entweder der eine Plattenbelag eines elektrischen Kondensators befindet, wobei die zu verschiebende Flüssigkeit leitend ist und den zweiten Belag bildet, oder ein vollständiger Kondensator, wobei die zu verschiebende Flüssigkeit von bestimmter Dielektrizitätskonstante das Dielektrikum bildet. Man kann-auch, anstatt die zwischen den Kondensatorplatten sich verschiebende Flüssigkeit zur Veränderung der Kapazität zu verwenden, feste Stoffe (Platten), die als Schwimmer ausgebildet sind, sich so verschieben lassen, daß die Kapazität geändert wird.Device for electrically measuring a liquid level, in particular with flow meters. The invention relates to the electrical transmission of displacement a liquid level, in particular in the case of flow meters with a throttle point and liquid manometer. The shift of the liquid level is in one Vessel made in which either one of the slabs of an electrical Condenser is located, the liquid to be moved is conductive and the second coating forms, or a complete capacitor, with the one to be moved Liquid with a certain dielectric constant forms the dielectric. Man can-also, instead of the liquid moving between the capacitor plates to change the capacity to use solid substances (plates) that act as floats are designed, can be moved so that the capacity is changed.

Die Messung geschieht in bekannter Weise dadurch, daß die Veränderung der Kapazität -gemessen oder registriert wird. Die Kondensatoren können aus spiralig gewundenen Platten bestehen, so daß möglichst große Kapazitäten in einem möglichst kleinen Raume untergebracht werden. Das hat auch den Vorteil. daß z. B. beim Messen von Dampf-, Gas- oder Flüssigkeitsmengen unter Verwendung des bekannten Differentialmanometers der Nullpunkt bei verschiedenem Gebrauch möglichst wenig verschoben wird, weil der leere Raum, in dem sich der Kondensator hefindet, im Verhältnis zu dem anderen Schenkel möglichst klein ausgebildet werden kann. Man kann auch diesen leeren Raum noch weiter mit festen 'Medien ausfüllen und so verkleinern.The measurement takes place in a known manner in that the change the capacity is measured or registered. The capacitors can be made spiral winding plates exist, so that the largest possible capacity in one possible small rooms can be accommodated. That also has the advantage. that z. B. when measuring of steam, gas or liquid quantities using the known differential manometer the zero point is shifted as little as possible with different uses, because the empty space in which the capacitor is located in relation to the other leg can be made as small as possible. You can extend this empty space even further fill in with solid 'media and thus reduce the size.

Zu anessende Vorgänge, die sich -nach linearen Funktionen abspielen, werden einfach durch proportionale Änderung des Kondensators-entsprechend der Änderung des Flüssigkeitsniveaus oder der jeweiligen Verstellung des festen Körpers in bezug auf die Kondensatoren gemessen. In diesem Falle muß also der Kondensator so ausgebildet sein, daß die Kapazität sich proportional mit dem Flüssigkeitsstand ändert. Im anderen Falle, wo es sich z. B. um quadratische Funktionen handelt, wie beim Messen von Dampf-, Gas- und Flüssigkeitsmengen, muß der Konclensator so geformt sein, daß quadratische Änderungen des Flüssigkeitsniveaus lineare Änderungen der Kapazität hervorrufen. Man kann sich auch jede beliebige andere Funktion denken, die auch z. B. rein empirisch ermittelt werden kann. Auf diesem ZVege können natürlich alle Korrekturen, wie die obenerwähnte Nullpunktänderung, vollständig ausgeglichen werden.Processes to be attached, which take place according to linear functions, are simply made by changing the capacitor proportionally — according to the change the liquid level or the respective adjustment of the solid body in relation to measured on the capacitors. In this case, the capacitor must be designed in this way be that the capacity changes proportionally with the liquid level. In the other Case where there is z. B. are quadratic functions, as when measuring Vapor, gas and liquid quantities, the condenser must be shaped so that it is square Changes in liquid level cause linear changes in capacity. You can also think of any other function that also z. B. purely empirical can be determined. Of course, all corrections, such as the above-mentioned change of zero point, be completely compensated.

1vlan kann z. B. den Kondensator so ausbilden, daß man bei nichtleitenden Platten, z. B. aus Pappe, Illetallblättchen von der bestimmten Form aufklebt und dann mit einem Dielektrikum - oder einer Isolationsschicht überzieht. Hat das verwendete Pappstück rechteckige Form, so kann man den Kondensator im spiralig aufgerollten Zustande in einen Zvlinder hereinbringen und hat auf diese Weise sehr wenig totem Raum, so daß nur sehr geringe Nullpunktverschiebungen stattfinden.1vlan can e.g. B. train the capacitor so that one is non-conductive Panels, e.g. B. made of cardboard, Illetallblättchen of the specific shape and glued then covered with a dielectric - or an insulation layer. Has that used Cardboard piece of rectangular shape, so you can put the capacitor in a spiral rolled up Bringing conditions into a room and in this way has very little dead Space, so that only very small zero shifts take place.

Uin bei dieser Meßniethode Fehler zu vermeiden, die z. B. dadurch verursacht werden, (lad leim Messen von Dampf Kondenswasser in den oberen Raum des Kondensators, der von der eigentlichen Meßflüssigkeit nicht erfüllt ist, eindringt, wird der über dieser Flüssigkeit befindliche freie Raum mit einer geci-neten Flüssihkeit anf;efüllt.Uin to avoid errors in this Meßniethode, the z. B. thereby caused, (lad glue measuring steam condensed water in the upper space of the Condenser, which is not filled by the actual measuring liquid, penetrates, the free space above this liquid becomes with a contemplated liquid Anf; filled.

Einige Anwendungsfornicn sind in tler Zeichnung ausgeführt. Abb. i : Das Gefäß a stellt einen mit Wasser gefüllten Behälter dar; in das Wasser taucht ein 11Tetallrohr c, welches allseitig bis auf die obere Anschlußstelle mit einem Schutzanstrich d versehen ist, welche das Dielektrikuin darstellt. In dein Gefäß hängt außerdem noch eine leitende Platte e, welche mit dem Wasser galvanische Verbindung hat. Von der oberen Anschlußstelle des Rohres c und der Plattee führen Leitungen f und g über eine Wechselstromquelle zu einem Amperemeter oder Registrierinstrument von möglichst hohemWiderstand. Derverschiedene Stand des Wassers im Gefäß a verkleinert oder vergrößert den Kondensator c, d. Hierdurch werden die Meßinstrumente proportional beeinflußt. Durch entsprechende Eichung dieser Dleßinstrumente ist es möglich, diese als Fernanzeigeapparate für den Wasserstand zu benutzen. Da die von den Meßinstrumenten aufzunehmende Stromstärke sehr gering ist, kann die Leitfähigkeit des Wassers b gegenüber dem Widerstand des Kondensators vollständig vernachlässigt werden.Some application forms are shown in the drawings. Fig. i: The vessel a represents a container filled with water; dives into the water a 11Tetallrohr c, which on all sides except for the upper connection point with a Protective paint is provided, which represents the dielectric. In your vessel In addition, there is a conductive plate e, which galvanically connects with the water Has. Lines lead from the upper connection point of the pipe c and the plate f and g via an AC power source to an ammeter or recorder of the highest possible resistance. The different levels of the water in the vessel a are reduced or increase the capacitor c, d. This makes the gauges proportional influenced. It is possible to calibrate these measuring instruments accordingly to be used as a remote display device for the water level. As the ones from the meters The current to be absorbed is very low, the conductivity of the water can b can be completely neglected compared to the resistance of the capacitor.

Abb. a stellt einen Gas-, Dampf- oder Wassermesser dar. In einem Rohr befindet sich die Meßscheibe o, von dieser führt Leitung p zu zwei Gefäßen la und j. Diese beiden Gefäße sind durch die Leitung i kommunizierend miteinander verbunden. Im Gefäß h und j befindet sich im unteren Teil Quecksilber m, darüber im Gefäß.la Kondenswasser und im Gefäß j eine nichtleitende Flüssigkeit iz, darüber ebenfalls Wasser. In die nichtleitende Flüssigkeit wird der vorstehend beschriebene Kondensator eingehängt. Die Metallbelegung dieses Kondensators berührt im Nullpunkt gerade eben die Oberfläche des Quecksilbers. Durch einen Differentialdruck in der Meßscheibe o wird das O_uecksilber im Gefäß h nach unten verschoben und steigt entsprechend im Gefäß j an. Hierdurch wird ein entsprechender Teil der Metallbelegung des Kondensators, welche durch einen isolierenden Lack geschützt ist, in das Quecksilber eintauchen. Dadurch findet ein Wechselstromübergang von der Stromquelle zum Kondensator, Quecksilber, Gefäß, zurück über Meß- und Registrierapparate Z und A zur Stromquelle statt. Je nachdem wie tief der Kondensator in das Quecksilber eintaucht, werden die den Kondensator bildenden Belegungen vergrößert, und dadurch findet auch eine Veränderung der Anzeige der Meßapparate statt. Diese Ausschläge der Instrumente werden nach der Formel: i = e - x - C gleichmäßig sein, wenn die Vergrößerung der Belege am Kondensator gleichmäßig zunimmt. Da jedoch bei Dampf-, Wasser- und Gasmessern, bei denen eine Drosselscheibe zur Anwendung kommt, die %lenge Qit der zu irressenden Flüssigkeit dein Wurzelwert aus den Druckdifferenzen proportional ist, wird das Quecksilber bei gleichmäßiger Änderung der zu messenden Menge ungleichmäßig in den Gefäßen verschoben werden. Diesem Umstand wird dadurch Rechnung getragen, daß die Belegung k des Kondensators der Wurzelfunktion entsprechend ausgebildet wird, so daß trotz ungleichmäßiger Verschiebung -der Quecksilbersäule doch eine stets gleichmäßige Zunahme der Kapazität des Kondensators erzielt wird. Die vorhin genannte Wurzelfunktion wird daher durch" den entsprechend ausgebildeten Kondensator in eine lineare verwandelt.Fig. A shows a gas, steam or water meter. The measuring disk o is located in a tube, from which line p leads to two vessels la and j. These two vessels are connected to one another in a communicating manner by the line i. In the lower part of the vessel h and j there is mercury m, above it in the vessel.la there is condensation water and in the vessel j there is a non-conductive liquid iz, above it also water. The capacitor described above is suspended in the non-conductive liquid. The metal coating of this capacitor just touches the surface of the mercury at the zero point. A differential pressure in the measuring disk o shifts the O_silver downwards in the vessel h and rises accordingly in the vessel j. As a result, a corresponding part of the metal coating on the capacitor, which is protected by an insulating varnish, is immersed in the mercury. This results in an alternating current transfer from the power source to the capacitor, mercury, vessel, and back via measuring and recording devices Z and A to the power source. Depending on how deep the condenser is immersed in the mercury, the capacities forming the condenser are enlarged, and this also changes the display of the measuring apparatus. These deflections of the instruments will be uniform according to the formula: i = e - x - C if the enlargement of the documents on the capacitor increases evenly. However, since with steam, water and gas meters that use a throttle disc, the% length Qit of the liquid to be eroded is proportional to the root value of the pressure differences, the mercury is shifted unevenly in the vessels if the amount to be measured changes evenly will. This fact is taken into account in that the occupancy k of the capacitor is designed according to the square root function, so that despite the uneven displacement of the mercury column, a constant increase in the capacitance of the capacitor is achieved. The previously mentioned root function is therefore converted into a linear one by "using the appropriately designed capacitor".

Abb. 3 zeigt den aufgerollten Kondensator, bei welchem in den verschiedenen Höhenstufen die Belegungen je gleichen Flächeninhalt haben. Um bei dein Gefäß j möglichst kleine Abmessungen zu erhalten, wird der Kondensator k spiralförmig zusammengerollt.Fig. 3 shows the rolled-up capacitor in which the various Height levels that each have the same surface area. To get at your jar j To obtain the smallest possible dimensions, the capacitor k is rolled up spirally.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum elektrischen Messen eines Flüssigkeitsstandes, insbesondere beim Flüssigkeitsmanometer eines Strömungsmessers, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverschiebung entweder unmittelbar oder mittelbar durch einen sich entsprechend verschiebenden Schwimmer die Kapazität eines Kondensators so beeinflußt, daß sie ein Maß der Verschiebung ist, wobei die Form des Kondensators entsprechend dem zu messenden Vorgang ausgebildet ist. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (z. B. Quecksilber) oder der Schwimmer den einen Plattenteil des Kondensators bildet. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit das veränderliche Dielektrikum des Kondensators bildet. q.. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der über der Flüssigkeit vorhandene Raum mit einer anderen sich mit ersterer nicht mischenden Flüssigkeit ausgefüllt ist, um das Eindringen von Kondenswasser oder anderen leitenden Körpern zu verhindern.PATENT CLAIMS: i. Device for electrical measurement of a liquid level, in particular in the case of the liquid manometer of a flow meter, characterized in that that the fluid displacement either directly or indirectly by a a correspondingly shifting float influences the capacitance of a capacitor in such a way that that it is a measure of the displacement, with the shape of the capacitor corresponding the process to be measured is formed. a. Device according to claim i, characterized characterized that the liquid (z. B. mercury) or the float the one Forms plate part of the capacitor. 3. Device according to claim i, characterized in that that the liquid forms the variable dielectric of the capacitor. q .. Device according to claims i to 3, characterized in that the above Liquid existing space with another that does not mix with the former Liquid is filled to prevent ingress of condensation or other conductive Bodies to prevent.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE968197C (en) * 1953-09-15 1958-01-23 Licentia Gmbh Capacitive measuring device
US2904732A (en) * 1956-06-20 1959-09-15 Gen Dynamics Corp Capacitive pressure transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE968197C (en) * 1953-09-15 1958-01-23 Licentia Gmbh Capacitive measuring device
US2904732A (en) * 1956-06-20 1959-09-15 Gen Dynamics Corp Capacitive pressure transducer

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