DE748729C - Verfahren zum Messen des Inhalts von geschlossenen Behaeltern - Google Patents

Verfahren zum Messen des Inhalts von geschlossenen Behaeltern

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DE748729C
DE748729C DEM142991D DEM0142991D DE748729C DE 748729 C DE748729 C DE 748729C DE M142991 D DEM142991 D DE M142991D DE M0142991 D DEM0142991 D DE M0142991D DE 748729 C DE748729 C DE 748729C
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DE
Germany
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tube
changeover contact
ignited
piston
air
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Expired
Application number
DEM142991D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Richard Guenther
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

  • Verfahren zum Messen des Inhalts von geschlossenen Behältern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Inhalts von geschlossenen Behältern auf Grund Ider Eigenfrequenz des im Leerraum des Behälters und einem Ansatzstutzen desselben in Schwingung versetzten Luftvolumens.
  • Bei einem bekannten Verfahren, das zur Eichung der Kompressionsräume von Verbrennungsmotoren verwendet wird, ist neben dem zu messenden Zylinder ein Vergleichsmeßzylinder vorgesehen. Beide Zylinder sind über ein kurzes Ansatzrohr mit je einer Pfeife versehen, die beim Schwingen der in den Hohlräumen eingeschlossenen Luftmassen ertönen. Durch Ineinklangbringen beider Tonhöhen, die sich durch entsprechende Regulierung des Vergleichsmeßzylinders erreichen läßt, kann man das Volumen des zu messenden Zylinders feststellen. Dieses Meßverfahren ist im allgemeinen nur für kleine Hohlräume anwendbar und eignet sich nicht für -alle Verwendungszwecke, da es verhältnismäßig umständlich ist.
  • Die Erfindung zeigt ein Verfahren, das keinen Vergleichsmeßzylinder benötigt und bei dem die dem gesuchten Volumen entsprechend Eigenfrequenz sogleich an einem Anzeigeinstrument abgelesen werden kann.
  • Sie erreicht dies dadurch, daß das Luftvolumen iiber ein von ihm beeinflußtes, praktiscil masse- und federloses Steuerorgan und einen Verstärker mit der die Scha-ingungen erzeugenden Israftquelle rückgekoppelt ist and die Frequenz der sich hierbei einstellenden Eigenschwingung mit einem Frequenzmesser gemessen wird. Ein solches Verfahren eignet sich insbesondere zur Messung des Kraftstoffvorrates von Behältern.
  • Die grundsätzliche Wirkungsweise der Erfindung ist in der Abb. 3 dargestellt. Die zu messende Substanz 3 befindet sich in dem Behälter I. Dem jiher der Substanz verbleibenden Luftvolumen 2 werden mittels eines Kolbens 5 und eines Antriebsmotors 7 mit Hilfe der Exzenterscheibe 6 Drnckschwankungen überlagert, die in dem angeschlossenen Rohransatz 4 Luftbewegungen wechselnder Geschwindigkeit und Richtung hervorrufen. Eefindet sich in dem Rohr ein auf Änderungen der Luftströmungsrichtung ansprechendes Steuerorgan, das etwa nach Art einer Rückkopplung auf den Antrieb und damit die--Erzeugung der Druckschwankungen zurückwirkt, so stellt sich das System selbsttätig auf seine Eigenfrequenz ein. Wie leicht einzusehen ist, ist die sich einstellende Eigenfrequenz von dem Luftvolumen 2 und damit -von der Menge der eingefüllten Substanz 3 abhängig. Die gemessene Eigenfrequenz gibt also ein Maß für die Füllung des Behälters @ ab. Das Steuerorgan ist als Fahne 9 ausgebildet, welche einen Wechselkontakt betätigt. Die Stromstöße dieses Wechselkontaktes werden gemäß der Abb. 3 über einen Verstärker 8 dem Antriebsmotor 7 zugeführt und steuern somit die Erzeugung der Druckschwankungen. Die Eigenfrequenz kann mittels eines Frequenzmessers 10 abgelesen werden. Zweckmäßigerweise wird der Frequenzmesser in Liter geeicht. Eine derartige Eichung ist ohne weiteres möglich, da der Inhalt aus der sich einstellenden Resonanzfrequenz, von einigen Korrekturgliedern abgesehen, gemäß der Formel errechnet werden kann. Es bedeuten @ das Luftvolumen 2 im Behälter, l die länge des Rohransatzes 4, F die Querschnittsfläche des Rohres und c die Schallgeschwindigkeit in Luft. Sämtliche Größen sind vom Luftdruck unabhängig. Da auch die Luftdichte selbst in der Formel nicht erscheint, ist die Anzeige auch unabhängig von Luftdruckschwankungen.
  • Die Anordnung nach Abb. 3 würde elektrisch einem selbsterregten Röhrensender entsprechen, dessen Anodenkreis induktiv auf das Steuergitter rückgekoppelt ist. Dabei würde die Luftsäule im Rohr 4 der Selbstinduktionsspule tind das Luftvolumen des Behälters dem Kondensator entsprechen.
  • Die Steuerung des Antriebsmotors zur Erzeugung der Druckschwankungen kann entweder unmittelbar oder mittelbar über einen geeigneten Verstärker erfolgen, welcher phasenrichtig auf den Antrieb des Luftschwingungssystems zurückwirkt.
  • In Abb. I ist eine vollständige Schaltung einer derartigen NIeßanordnung unter Verwendung eines mit gittergesteuerten gasgefüllten Glühlialhodenentla dungs röh ren arbeitenden Verstärl;ers dargestellt, wobei für die mit Abb. 3 übereinstimmenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. Befindet sich das System in Schwingungen, so lewegt sich die Luftsäule im Rohr 4 mit einer nacheilenden Phasenverschiebung von go° gegenüber dem Kolben nach außen und nach innen, wobei im Behälter ein Unterdruck bzw. ein Überdruck erzeugt wird. Von dieer Luftbewegung im Rohr wird eine mit - -- einem Wechselkontakt versehene Steuerfahne gesteuert. Durch den Wechselkontakt wer-@den die Gitter zweier Gasentladungsröhren im Gegentakt gezündet. Die abwechselnd zündenden Gasentladungsröhren haben einen trapezförmigen Wechselstrom zur Folge, der den Motor 7 mit der Exzenterscheibe 6 und den Kolben 5 antreibt. Ist die Rückkopplung des Motors über die Fahne phasenrein, was sich leicht durch richtige Einstellung der Exzenterscheibe zur Motorachse erreichen läßt, so ist die Frequenz des von den Entladungsröhren gesteuerten Wechselstromes gleich der Eigenfrequenz des Luftschwingungssystems.
  • Die Wirkungsweise der Schaltung sei an Hand der Abb. I und 2 erläutert. Wird die Steuerfahne 9 durch einen nach außen gehendea Luftstrom an den linien Kontakt, wie dargestellt, angedrückt, so wird über diesen dem Gitter der Röhre I2 eine gegenüber dem Heizfaden schwach positive Spannung aufgedrückt, so daß das bisher durch negative Vorspannung (über Schutzwiderstände) gesperrte Rohr nunmehr zündet. Es fließt also ein Strom vom Pluspol der Batterie 13 über die obere Hälfte der Ankerwicklungen, die Anode und die Röhre zurück zur Batterie.
  • Dieser Wechselstromstoß möge den in Abb. 2 dargestellten Anker und seine Achse 30 derart erregen, daß der vordere Pol schuh 40 zu einem Siid- und der hintere Polschuh zu einem Nordpol wird. In diesem Falle wird der Anker von der konstant erregten linken Erregerspule 31 über die Polschuhe 32 angezogen.
  • Betrachtet man die Steuerfahne 9 als praktisch masselos, so erhält im Augenblick der Richtungsumliehr der Luftströmung im Rohr r das Entladungsrohr 11 über den nunmehr rechts anliegenden Wechselkontakt ebenfalls eine positive Gitterspannung, wodurch es zündet. Im gleichen Augenblick kommt das Rohr 12 durch die Wirkung eines Kondensators 15 zum Verlöschen, so daß nunmehr nur noch die untereHälfte der Ankerwicklung 33 des Nilotors und die Röhre 11 vom Strom durchflossen werden. Die löschende Wirkung des Isondensators kommt dabei folgendermaßen zustande. Ist die Röhre 12 gezündet, so liege an dem rechten Kondensatorbelag eine Spannung von + 10 Vqlt, falls an der Kathode das Potential Null liegt und in der gezündeten Röhre ein Spannungsabfall von 10 Volt auftritt. Über die untere Ankerwicklungshälfte 33 liege dabei am anderen Belag des Kondensators I5 die volle positive Spannung von beispieLsweise 100 Volt. Diese Spannung von 100 Volt fällt im Ängenblich der Zündung des Rohres II auf + 10 Volt zusammen. Die Folge davon ist der Ausgleich der Spannung von go Volt, auf welche der Kondensator ,aufgeladen ist, über folgenden Stromlireis: Linker Belag des Kondensators 15 (+ 100 Volt), gezündetes Rohr II, Batterie I3, obere Hälfte der Ankerwicklung 33, Anode der Röhre 12, rechter Belag des Kondensators 15.
  • Der iiber diesen Stromkreis verlaufende Entladungsstrom des Kondensators ruft an der oberen Spulenhälfte und damit an der Anode der Röhre 12 einen derartigen Spannungsabfall hervor, daß die Anodenspannung dieses Rohres unter die Löschspannung sinkt und das Rohr verlöscht. Dieser Strom erzeugt entsprechend dem umgekehrten Wicklungssinn beider Ankerspulenhälften am vorderen Polschuh 40 des Ankers einen Nordpol und am hinteren Polschuh einen Südpol.
  • Auf den Anker wirken in diesem Falle einmal die abstoßenden Kräfte der sich gegenüberstehenden gleichnamigen Pole und weiterhin über die Polzacken der Polschuhe 40 die anziehenden Kräfte der entgegengesetzt gepolten rechten Erregerspule 31 mit den Polschuhen 32.
  • Der Anker macht eine Drehung um I800.
  • Dabei bewegt sich der Kolben nach unten und die Rohrluft nach außen, wodurch wieder der linke Kontakt der Steuerfahne g angedrückt und das Gasentladungsrohr I2 gezündet wird.
  • Die Anordnung kann auch noch in der Richtung erweitert werden, daß beispilelsweise das Schwingungssystem aus mehreren gekoppelten Kreisen zusammengesetzt wird.
  • Es könnte so beispielsweise an das freie Ende des Rohres 4 ein weiterer Behälter bestimmten Inhaltes angeschlossen sein. Ebenso lcann die Art der Rückkopplung entsprechend den elektrischen Schaltungsmögl,ichkeiten verschieden ausgeführt werden, -beispielsweise könnte die Rückkopplung direkt von den Druckänderungen im Behälter abgeleitet werden. Auch die Art des Betriebes kann verschileden gewählt werden; es ist z. B. möglich, den Antrieb mit im Rohr 4 unterzubringen.
  • PATENTANSPRSCHE: I. Verfahren zum Messen des Inhaltes von geschlossenen Behältern auf Grund der Eigenfrequenz des im Leerraum des Behälters und einem Ansatzstutzen desselben in Schwingung versetzten Luftvolumens, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftvolumen über ein von ihm beeinflußtes, praktisch masse- und federloses Steuerorgan und einen Verstärker mit der die Schwingungen erzeugenden Kraftquelle rückgekoppelt ist und die Frequenz der sich hierbei einstellenden Eigenschwingung mit einem Frequenzmesser gemessen wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschwingungen durch einen auf und abgehenden Kolben erzeugt werden, welcher durch einen Motor mittels Exzenterscheibe angetrieben wird.
    3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gckennzeichnet, daß das den Verstärker beeinflussende Steuerorgan als-Fahne ansgebildet ist, Idie indemRohransatz schwingend angeordnet ist und einen Wechselkontakt betätigt.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dlc Stromstöße des Steuerorganwechselkontaktes auf gittergesteuerte, gasgefüllte Glühkathodenentladungsröhren in der Weise einwirken, daß jeweils einer von zwei im Ruhezustand durch negative Gittervorspannung gesperrten Entladungsröhren beim Ansprechen (des Wechselkontaktes eine solche Gittervorspannung aufgedrückt wird, daß die Zündung des betreffenden Rohres bewirkt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gezündete Rohr beim Zünden des Gegenrohres mit Hilfe eines geladenen Kondensators zum Verlöschen gebracht wird, welcher sich über das eben gezündete Rohr entlädt und dabei ein Absinken der Anodenspannung des ersten Rohres unter die Löschspannung zur Folge hat.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Kolbens ein Motor Verwendung findet, welcher auf jede Betätigung des Steuerorganwechselkontaktes hin eine hallbe Umdrehung ausführt und dabei den Kolben jeweils in die nächste Endlage bewegt.
    Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Allgemeine Automobilzeitung, I924, S. 27.
DEM142991D 1938-10-12 1938-10-12 Verfahren zum Messen des Inhalts von geschlossenen Behaeltern Expired DE748729C (de)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1037162B (de) * 1954-09-01 1958-08-21 Manfred Siebker Dipl Phys Akustisches Messverfahren zur Bestimmung des Fuellungsgrades von Behaeltern, insbesondere von Staubbunkern
DE1141468B (de) * 1957-02-05 1962-12-20 Dr Kurt Diebner Verfahren zur Anzeige des Vorrats an fluessigem Brennstoff bei Fahrzeugen
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Non-Patent Citations (1)

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None *

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