DE703920C - nge in einem auf schwankender Grundlage aufgestellten Behaelter, insbesondere dem Betriebsstofftank eines Luftfahrzeuges - Google Patents

Description

• Meßeinrichtung zur Bestimmung der Flüssigkeitsmenge in einem auf schwankender Grundlage aufgestellten Behälter, insbesondere dem Betriebsstofftank eines Luftfahrzeuges Zur Sicherheit der Luftfahrt ist ein Gerät erforderlich, das dem Fahrzeugführer von der vorhandenen Betriebsstoffmenge laufiend oder zumindest dann Kenntnis gibt, wenn die Betriebsstoffmenge sich einem kritischen, zur Erreichung des nächsten Flughafens oder zur D-urchführung einer Notlandung erforderlichen Wert nähert. Es möchte hierfür zunächst ein auf eine Integrationseinrichtung arbeitender und in den Ausflußkanal des Vorratsbehälters eingebauter Strömungsmesser geeignet erscheinen. Indes würde ein solches Gerät nur den Verbrauch messen, nicht aber in der Lage sein, Leckverluste zu berücksichtigen, die bekanntlich unter Umständen eine sehr beträchtliche Höhe erreichen können, insbesondere bei Beschädigungen des Vorratsbehälters. Außerdem setzt dieses Gerät aber auch, soforn man aus seinen Angaben auf den vorhandenen Vorrat schließen will, voraus, daß ein bestimmter Anfangsvorrat gegeben ist, daß z. B. bei Antritt des Fluges der Behälter ganz gefällt ist. Da hiermit, z. B - infolge eines Versehens des Bedienungspersonals, nicht immer gerechnet werden kann, ergeben sich nicht zu beseitigende Unsicherheitsfaktoren. Man könnte auch die Verwendung von anderweitig üblichen Flüssigkeitsstandanzeigern mit Schwimmern u. dgl. in Betracht ziehen. Da jedoch Schräglagen des Luftfahrzeuges und damit des Behälters sowie starke Schwankungen unvermeidlich sind, ist auch ein solcher Flüssigkeitsstandanzeiger nicht geeignet.
• Mit der Erfindung soll, insbesondere für die vorerwähnten Zwecke, eine Einrichtung zur Bestimmung der Flüssigkeitsmenge in einem auf schwankender Grundlage aufgestellten Behälter geschaffen werden. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß es mit Hilfe der im Prinzip bekannten kapazitiven Methode, bei der als Dielektrikum die zu untersuchende Flüssigkeit dient, möglich ist, die Flüssigkeitsmengenb estimmung trotz wechselnder Schräglage des Behälters durchzuführen. Zugleich wurde es gewagt, an an sich leicht entzündbare Stoffe, wie Benzin u. dgl., mit einer bei Durchführung der kapazitiven Methode im allgemeinen nicht vermeidbaren Meßspannung heranzugehen. Versuche haben gezeigt, daß dennoch die Gefahr einer Entzündung bei Anwendung der neuen Meßeinrichtung in Benzintanks u. dgl. nicht besteht.
• Das Wesen der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei Benutzung der Kondensatormethode, bei der als 1 3sielektrikum die zu untersuchende Flüssigkt verwendet ist, die Summe mehrerer Kapazitäten, von denen jede durch eine Flüssigkeitssäule bedingt ist, als Maß für den gesamten Flüssigkeitsinhalt dient, wobei jede Flüssigkeitssäule die Scllwerlinie eines gedachten, vorzugsweise symmetrischen Teilraumes bildet und die Teilräume sich unmittelbar aneinander anschließen und von dem Behälter eingeschlossen sind; die zur Messung benutzten Kondensatoren sind hierbei derartig aufgebaut, daß eine Elektrode die genannte Flüssigkeitssäule ganz oder im wesentlichen umschließt, während die zweite Elektrode ein in der genannten Schwerlinie angeordneter, vorzugsweise stabförmiger Körper ist. Nur auf diese Weise sind selbst bei größeren Schräglagen und verwickelten Behälterformen brauchbare Meßergebnisse erzielbar.
• Die Verwendung der neuen Meßeinrichtung ist ohne wesentliche Änderung der für die betreffende Flüssigkeitsmenge oder sonstige Stoffmenge üblichen Behälter möglich.
• Eine besonders hohe Genauigkeit kann durch geeignete Gestaltung und'oder räumliche Anordnung der Elektroden des Kondensators relativ zueinander erreicht werden.
• Die ein Maß für die Flüssigkeitsmenge gebende Kapazität des Meßkondensators kann nach irgendeiner geeigneten Methode bestimmt werden.
• Die Verteilung der Meßstellen kann beispielsweise nach Fig. 1 erfolgen. Bei dieser in Draufsicht dargestellten Ausführung sind innerhalb des Behälters 20 neben dem in der Schwerlinie angeordneten Kondensator 2I, 22 weitere acht Kondensatoren in der aus der Darstellung ersichtlichen Verteilung angebracht. Sämtliche Kondensatoren werden parallel geschaltet und bilden zusammen dann den Meßkondensator, der in eine geeignete Meßschaltung gelegt werden kann.
• Die Meßkondensatoren bestehen beispielsweise aus einem den einen Beleg bildenden Zylinder 21 und einem den zweiten Beleg bildenden Stab 22, dessen geometrische Achse vorzugsweise mit der geometrischen Achse des Zylinders 21 und außerdem genau oder angenähert mit der Schwerlinie des entsprechenden Teilraumes zusammenfällt. Unter Schwerlinie wird dabei die Verbindungslinie der Schwerpunkte aller waagerechten Schnittflächen des Behälters bei normaler Lage desselben verstanden. Ist also beispielsweise der Behälter zylindrisch, so fällt die Schwerlinie mit der Zylinderachse zusammen. Durch den Zylinder 21 wird zugleich eine Abschirmung des Kondensators erreicht, wodurch die Meßgenauigkeit erhöht wird. Die Elektroden 21 und 22 können in Isoliermaterial, beispielsweise in Porzellan, eingebettet sein, so daß also zwischen den Belegen und der Flüssigkeit keine unmittelbare Berührung besteht.
• Ebenso können die Meßanschlüsse isoliert zugeführt werden. Der Zylinder 21 kann regelmäßig verteilte Öffnungen enthalten, um der Flüssigkeit den Eintritt in den Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden zu ermöglichen. Es genügt jedoch auch schon und ist unter Umständen auch im Interesse einer Dämpfung der Flüssigkeitsbewegungen von Vorteil, wenn der Zylinder 21 lediglich in der Nähe seiner beiden Enden Öffnungen aufweist, durch die zwischen dem Innenraum des Kondensators und dem übrigen Raum des Behälters 20 eine kommunizierende Verbindung hergestellt ist. .
• Besitzt der Flüssigkeitsbehälter 20 unregelmäßige Gestalt, z. B. einen Querschnitt wie er in Fig. 2 veranschaulicht ist, so kann ebenfalls von der an Hand der Fig. I erläuterten Methode und von der dort dargestellten Kondensatorform Gebrauch gemacht werden.
• Allerdings ist in diesem Falle der Kondensator dem Verlauf der gekrümmten Schwerlinie A-A anzupassen, wie das in Fig. 2 gezeigt ist. Gegebenenfalls kann man in derartigen Fällen den Kondensator aus mehreren geradlinigen Stücken zu der gekrümmten Form zusammensetzen. Hat die Schwerlinie des Flüssigkeitsbehälters infolge einer sehr unregelmäßigen Gestalt desselben einen sprunghaften Verlauf, so ist es empfehlenswert, sich den Flüssigkeitsbehälter in mehrere einigermaßen regelmäßige Räume unterteilt zu denken, für diese Räume die Schwerlinie zu ermitteln und dann in jeder dieser Schwerlinien einen Kondensator unterzubringen und die sämtlichen Kondensatoren wieder parallel zu schalten.
• Die Bestimmung der Kapazität der Summe der Meßkondensatoren 21, 22 erfolgt zweckmäßig mittels einer Brückenschaltung, die einen Vergleichskondensator enthält.
• Sind mehrere Behälter zu überwachen, so kann es vorteilhaft sein, die Schaltung so zu treffen, daß die Inhalte der einzelnen Behälter je für sich und nach erfolgter Umschaltung, z. B. durch Parallelschaltung der mehreren Meßkondensatoren, die Summe der Inhalte der verschiedenen Behälter meßbar sind bzw. ist. Zweckmäßig wird hierbei ein Satz mehrerer gegeneinander umschaltbarer Vergleichskondensatoren entsprechender Charakteristiken vorgesehen, im übrigen aber nur eine Schaltung verwendet. Um Störkapazitäten usw. hinsichtlich ihres Einflusses auszuschalten, empfiehlt es sich, für den Anschluß der Meßkapazitäten usw. abgeschirmte Leitungen zu benutzen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Meßeinrichtung zur Bestimmung der Flüssigkeitsmenge in einem auf schwankender Unterlage aufgestellten Behälter, insbesondere dem Betriebsstofftank eines Luftfahrzeuges unter Benutzung der Kondensatormethode, bei der als Dielektrikum die zu untersuchende Flüssigkeit verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe mehrerer Kapazitäten, von denen jede durch eine Flüssigkeitssäule bedingt ist, als Maß für den gesamten Flüssigkeitsinhalt dient, wobei jede Flüssigkeitssäule die Schwerlinie eines gedachten, vorzugsweise symmetrischen Teilraumes bildet und die Teilräume sich unmittelbar aneinander anschließen und von dem Behälter eingeschlossen sind; die zur Messung benutzten Kondensatoren sind hierbei derartig aufgebaut, daß eine Elektrode die genannte Flüssigkeitssäule ganz oder im wesentlichen umschließt, während die zweite Elektrode ein in der genannten Schwerlinie angeordneter, vorzugsweise stabförmiger Körper ist.
2. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren als ein oder mehrere in den Flüssigkeitsbehälter einsetzbare bzw. versenkbare Einsätze ausgebildet sind.
3. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Gestaltung und/oder räumliche gegenseitige Anordnung der den Kondensator bildenden Elektroden, daß mit Abnahme der Flüssigkeitsmenge die Meßgenauigkeit zunimmt.