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Vorrichtung zum Messen des Flüssigkeitsinhaltes eines Behälters Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Flüssigkeitsinhalts von
Behältern. mit Hilfe eines gasförmigen Druckmittels, das in stets gleichbleibender
Menge dem über der Flüssigkeit befindlichen Luftvolumen zugeführt wird. Die auf
diese Weise erzielte Druckerhöhung soll als Maß für die Flüssigkeitsmenge~ dienen.
Es ist dazu ein unabhängig von dem auszumesSenden Behälter angeordneter Vergleichsbehälter
vorgesehen, dem ebenso wie auch dem auszumessenden Behälter bekannte gleichbleibende
Mengen des Druckmittels über getrennte Leitungen zugeführt werden, und von dem hierdurch
entstehenden ETnterschied zRischen den Drücken in den beiden Behältern wird der
gesuchte Meßwert abgeleitet. Anstatt den Meßwert durch eine direkte Druckmessung
zu ermitteln, ist es aus Gründen der Genauigkeit zweckmäßiger, ihn durch eine Kompensationsmethodre
festzustellen, indem in Abhängigkeit von dem Druckunterschied ein Servomotor gesteuert
wird, der den Rauminhalt des Vergleichsbehälters durch einen Kolben so lange ändert,
bis der Druckunterschied verschwunden ist. Alsdann gibt die Stellung des Kolbens
ein Maß für den Flüssigkeitsinhalt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Abänderung bzw. Verbesserung dieser
Vorrichtung, die im wesentlichen darin besteht, daß der Meßwert ebenfalls durch
eine Kompensationsmethode ermittelt wird, ohne daß dabei aber eine Servomotoranordnung
erforderlich ist.
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Bei der gemäß dieser Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung wird zunächst
ebenfalls dem auszumessenden Behälter eine bekannte Menge eines Druckmittels zugeführt,
die dort einen dem jeweilig vorhandenen Luftvolumen entsprechenden Überdruck erzeugt.
Das kennzeichnende Neue besteht darin, daß mehrere Vergleichsdruckgeber, beispielsweise
mehrere mit voneinander getrennten Vergleichsbehältern verschiedener Größe zusammenwirkende
Differenzdruckmesser oder mehrere an einem gemeinsamen Vergleichsbebälter angeschlossene
Druckwandler verschiedenen Übersletzungsverhältnisses, mit einem gemeinsamen Anzeigegerät
zur Anzeige des jeweiligen Flüssigkeitsvorrats verbunden sind.
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NVenn der Druck im auszumessenden Behälter gleich einem der bekannten
Vergleichsdrücke ist, so ist das Luftvoiumen im Behälter und damit auch sein Flüssigkeitsinhalt
bekannt, und dieses Meßergebnis ist unabhängig vom Barometerstand, wenn die
Druckerzeugung
im auszumessenden Behälter und für die Vergleichsreihe stets mit dem Atmosphärendruck
beginnt. Liegt der Druck im Behälter zwischen zwei benachbarten Werten der Druckscheibe,
so wird von den zugehörigen Differenzdruckmessern eins einen positiven, das andere
einen negativen Ausschlag haben. Verbindet man diese beiden Druckmesserstände durch
eine gerade Linie, so wird diese Verbindungslinie die Verbindungslinie der Nullanzeigen
der beiden Druckmesser in irgendeinem Punkt schneiden. Die Lage dieses Punktes hängt
lediglich vom.
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Behälterdruck ab, ist also ein Maß für den Flüssigkeitsvorrat. Die
Druckerzeugung sollte ja stets mit dem Atmosphärendruck beginnen.
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Bei gleichbleibendem Flüssigkeitsstand sind also alle auftrctenden
Drücl;e dem Atmosphärendruck proportional, desgleichen die Druckmesserausschläge.
Der Schnittpunkt der Verbindungslinie der Druchmesserstände mit der Nullinie bleibt
also, unabhängig vom Barometerstand, derselbe.
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Die Genauigkeit der beschriebenen Vorncbtung hängt ab von der Anzahl
der gewählten Stufen für die Vergleichsdrücke. Grundsätzlich ist die Vorrichtung
mit zwei Anzeigegeräten bereits anwendbar. Jedoch dürfte diese Ausführung wegen
nicht ausreichender nterteilung der Meßwerte im allgemeinen nicht in Frage kommen.
Stets erhält man aber bei jedem Meßvorgang die sofortige richtige Anzeige des Meßlvertes.
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Die Fig. 1 zeigt ein :\usführungsbeispieI der Erfindung. Mit I ist
der Behälter bezeichnet, mit 2 die in ihm enthaltene Flüssigkeitsmenge und mit 3
der verbleibende. von der Flüssigkeit nicht erfüllte Raum des Behälters. Durch ein
Rohr 4 kann die Flüssigzeitz z. B. für den .Antrieb von Motoren, entnommen werden.
Bei jedem Meßvorgang wird dem Behälter durch die Pumpe 13 ein gleichbleibendes Luftvolumen
zugeführt und damit ein tSberdruclc erzeugt. Gemäß der Erfindung wird gleichzeitig
in einer Reihe voneinander getrennter Hilfsbehälter 5 bis 9 durch die Pumpen 15
bis 19 eine Reihe verschiedener abgestufter Drücke erzeugt. die auf eine entsprechende
Reihe von Differenzmanometern 25 bis 29 einwirken. Die abgestufte Druckreihe wird
in dem dargestellten Beispiel dadurch erzielt, daß die Hilfsbehälter in verschiedenen
Größen, die zugehörigen Pumpenzylinder und die Kolbenhübe dagegen aber gleich groß
ausgeführt sind. Natürlich könnte die Druckabstufung auch anders erreicht werden,
z. B. durch gleich große Hilfsbehälter und verschieden große Pumpenzylinder. Die
Druckerzeugung durch die Pumpen beginnt in der untersten Stellung der Kolben stets
mit dem Atmosphärendruck, wie durch die ins Freie führenden Stutzen 33 und 35 bis
39 angedeutet ist. Der .Antrieb der Pumpen erfolgt zweckmäßig über eine gemeinsame
Kurbelwelle 12 durch den Motor 10 und das Getriebe ii.
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Die an die Hilfsbehälter angeschlossenen Nanometer sind andererseits
sämtlich mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden. Es wird also der Differenzdruck
zwischen Flüssigkeitsbehälter und Hilfsbehälter gemessen.
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Jedes Manometer ist mit einer Anzeigevnrrichtung 45-49 versehen, deren
Nullmar--ken auf einer gemeinsamen Nullinie liegen. Jeder Nullanzeige eines Manometer
bei einem Meßvorgang entspricht ein ganz bestimmter Flüssigkeitsinhalt des Behälters.
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Für die Ermittlung der Zwischenwerte sind die Anzeigevorrichtungen
durch starre oder elastische Verbindungsglieder 50 (Lineal, Schnur, Gummistreifen)
verbunden. Das V erbindungsglied kann z. B. durch einen in Richtung der Nullinie
verlaufenden Schlitz beobachtet werden. Um zu verhindern, dalS während des Rückganges
der Kolben alle Anzeigevorrichtungen sich in die Nullage stellen, ist es zweckmäßig,
dieselben z. B. ähnlich wie bei den Fallbügelinstrumenten durch eine (nicht gezeichnete)
Klemmvorrichtung während dieser Zeit festzuhalten.
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Ferner ist es zweckmäßig, den Meßbereich der einzelnen Manometer durch
Anschlag zu begrenzen.
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Eine etwas abgeänderte V orrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig.
2 dargestellt. Hierbei werden als Vergleichswerte nicht unmittelbar Drücke, sondern
aus ihnen abgeleitete Kräfte benutzt, und zwar wird eine Reihe abgestufter kräfte
durch die Zuführung einer bekannten Druckmittelmenge in einen ein zigen Hilfsbehälter
30 erzeugt, indem der Vergleichsdruck und der Druck im auszumessenden Behälter mit
verschiedenen Übersetzungen zur Wirkung aufeinander gebracht werden. Es ist wiederum
eine Pumpe 13 vorgeschen, durch die bei jedem AIeíSvorgang eine wohl bestimmte Luftmenge
in den Flüssigkeitsbehälter I eingeführt wird. Durch die Pumpe 20 wird in dem Hilfsbehälter
30 nur ein einziger Vergleichsdruck geschaffen. Entsprechend der gewünschten .Abstufung
ist eine Reihe von Druckwandlern 40 bis 44 mit je zwei Membranen vorgesehen. Die
eine WIembran steht unter der Wirkung des Rebälterdruckes, die andere unter der
Wirkung des für alle Manometer glcichen Hilfsdruckes. Diese beiden in jedem Meßgerät
einander entgegen gerichteten Drücke werden mit verschiedenen Übersetzungen zur
ÄÄ'irkung gebracht. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die mit dem Behälter
verbundenen Membranen sämtlich gleich groß
ausgeführt. Die unter
der Wirkung des Hilfsdruckes stehenden Membranen sind jedoch in abgestuften Größen
ausgeführt. Ein Anzeigegerät ist in Nulistellung, wenn Behälterdruck und Hilfsdruck
zueinander im Verhältnis der Membranflächen stehen.
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Statt wie in Fig. 2 die Abstufung aus dem Vergleichsdruck (Hilfsdruck)
abzuleiten, ist es natürlich auch möglich, diese Abstufung aus dem Meßdruck (Behälterdruck)
abzuleiten, indem die mit dem Behälter verbundenen Membranflächen verschieden groß
ausgeführt werden. Schließlich ist auch eine Ausführung denkbar, bei der spwohl
die obere Membranreihe als auch die untere Membranreihe eine geeignete Abstufung
aufweisen. Im allgemeinen lvird es jedoch zweckmäßig sein, eine Ausführung mit einer
einzigen abgestuften Meßreihe zu wählen.