DE732851C - Elektromagnetisches Messgeraet - Google Patents

Description

• Elelitromagnetisches Meßgerät Gegenstand dieser Erfindung ist ein elektromagnetisches Meßgerät, das vor allem zur Messung des Flüssigkeitsstandes in Behältern, insbesondere solcher großer Höhe, geeignet ist, aber auch zur Messung sonstiger Längenveränderungen mit Vorteil venvendet werden kann.
• Es sind Flüssigkeitsstandanzeiger bekannt, bei denen der Schwimmer mit einer Eisenstange verbunden ist, die in eine mit einer Wechselstromquelle in Verbindung stehende Induktionsspule hineinragt, in deren Stromkreis ein geeignetes Meßinstrument, z. B.
• Milliamperemeter, eingeschaltet ist. Bei Verlinderung des Flüssigkeitsstandes bewegt sicll die Eisenstange in der Spule und beeinflußt deren Magnetfeld durch Änderung der Selbstinduktion, die im Meßinstrument angezeigt \-ird. Bei diesen bekannten Flüssigkeitsstandanzeigern ist der Eisenkern so bemessen, daß er die Spule weitgehend ausfüllt. Infolgedessen erhält man bereits zu Beginn des Eintauchens des Kerns in die Spule eine starke Selbstinduktionsänderung, die jedoch mit zunehmender Eintauchtiefe sehr rasch abfällt und sich dem Nullwert nähert, da die große Masse des Kerns das Magnetfeld von Anfang an nahezu bis zum Maximalwert stört, so daß beim weiteren Eindringen kaum noch eine änderung eintritt. Infolgedessen kann man auf diese NVeise nur relativ geringe Flüssigkeitsstand- oder Lageänderungen messen, da nur ein kurzer Teil der Spule brauchbare Meßwerte liefert. Für hohe Behälter bzw. sonstige große Meßbereiche muß daher ein Übersetzungsgetriebe verlvendet werden, um die großen Meßwerte auf die kurzen Spulenlängen entsprecllend zu verkleinern.
• Zweck der Erfindung ist, ein elektromagnetisches Meßgerät zu schaffen, das diese STachteile nicht aufweist. Ausgehend von einem Gerät, das aus einer mit einem Meßinstrument verbundenen Induktionsspule und einem im Spulenmeßraum verschiebbaren Eisenkern gebildet ist. der mit dem durch die zu messende Bewegung gesteuerten Organ verbunden ist, besteht das Wesen der Erfindung darin, daß der Massenquerschnitt des Eisenkertis im Verhäl tnis zum Querschnitt des Spulenhohlraumes der Induktionsspule bedeutend kleiner ist als bei den bekannten Meßgeräten dieser Art.
• Auf diese Weise wird erreicht, daß nahezu auf der ganzen Länge des homogenen Teils des Magnetfeldcs der Spule eine der Eintauchtiefe praktisch proportionale Selbstinduktionsänderung eintritt, so daß die Spule beliebig lang gewählt werden kann. Die Induktionsänderung nähert sich um so mehr einem linearen Verlauf, je geringer der Querschnitt der Kernmasse im Verhältnis zum Hohlraumquerschnitt der Induktionsspule ist. Im allgemeinen empfiehlt es sich, für den Quotienten aus Kernmassenquerschnitt und Querschnitt des Spulenhohiraumes einen Wert von etwa o.o5 nicht zu überschreiten. Besonders gute Nfeßergebnisse erhält man bei Verwendungeines Querschnittsquotienten, der unter etwa 0,005 liegt. Wenn man den Eisenkern gegen das zuletzt in die Spule eintretende Ende zu allmählich verdickt, kann die Linearität noch mehr vervollkommnet werden. Das Ausmaß der Verdickung, die z. B. das Doppelte oder Dreifache des Querschnittes des übrigen Eisenkernes betragen kann, ist durch Nachprüfen der Linearität der Beziehung zwischen Eintauchtiefe des Eisenkerns und Ausschlag des Meßinstrumentes leicht feststellbar.
• Hinsichtlich der unteren Grenze des zu wählenden Querschnittsquotienten ist zu beriicksichtigen, daß der absolute Wert der Induktionsänderung mit abnehmender Größe des Massenquerschnittes gleichfalls abnimmt und daß der Eisenkern eine gewisse meclunische Festigkeit aufweisen muß. Der praktisch brauchbare untere Grenzwert des Qtwtienten ist im Einzelfall unter Berücksichtigung der an die Messungen zu stellenden Anforderungen sowie des für die Kernmasse zu venvendenden Materials durch einfachen Versuch leicht zu ermitteln. Dabei kaun die Festigkeit des Massekerns durch geeignete Wahl des Querschnittes, so z. B. durch Anwendung der Rohrform an Stelle der üblichen Stab- bzw. Drahtform, gesteigert werden. Falls die Stabilität des Kerns infolge der Wali eines sehr geringen Querschnittes zu klein wird, ist es möglich, durch Anordnung von zusätzlichen unmagnetischen -Mitteln, wie z. B.
• Einbettung in Kunststoffe oder Umgebung mit einem unmagnetischen Metallrohr, die Stabilität zu erhöhen. Die Anwendung eines geringen Querschnittsquotienten hat überdies noch den Vorteil, daß der Kern nur geringes Gewicht aufweist.
• Die Zeichnung zeigt in vereinfachter Darstellung ein nach dieser Erfindung ausgebildetes Meßgerät, das als Flüssigkeitsstandanzeiger dient. Im Behälter L schwimmt auf der darin befindlichen Flüssigkeit der SchwimmerScAzlv. Er trägt als Eisenkern die drahtförmige Stange St. Diese ragt in das Schutzrohr Sch hinein, das von der Induktionsspule Sp umgeben ist. In den Wechselstromkreislauf ist das Milliamperemeter J eingeschaltet. Bei Änderung des Flüssigkeitsstandes wird an diesem Meßgerät die Änderung des induktiven Widerstandes der Spule als Stromänderung abgelesen, wobei dieses in der üblichen Weise so geeicht ist, daß es den Flüssigkeitsstand unmittelbar angibt.

Claims (2)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Elektromagnetisches Meßgerät, insbesondere zum Anzeigen von Flüssigkeitsständen, bestehend aus einer mit einem Meßinstrument verbundenen Induktionsspule und einem im Spuleninnern verschiebbaren Eisenkern, der mit dem durch die zu messende Bewegung gesteuerten LIeßglied verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus dem Massenquerschnitt des Eisenkern und dem Querschnitt des Induktionsspulenhohlraumes nicht größer als 0,05 ist.
2. 2. Elektromagnetisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß der Eisenkern nach dem zuletzt in die Spule eintretenden Ende zu verdickt ist.