DE79422T1 - Verfahren und vorrichtung zur feststellung des vorhandenseins einer fluessigkeit. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur feststellung des vorhandenseins einer fluessigkeit.

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DE79422T1 DE198282105833T DE82105833T DE79422T1 DE 79422 T1 DE79422 T1 DE 79422T1 DE 198282105833 T DE198282105833 T DE 198282105833T DE 82105833 T DE82105833 T DE 82105833T DE 79422 T1 DE79422 T1 DE 79422T1
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Howard P. Salt Lake City Utah 84117 Jones
Robert A. Lapetina
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EDO WESTERN CORP 84115 SALT LAKE CITY UTAH US
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EDO WESTERN CORP 84115 SALT LAKE CITY UTAH US
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    • G01F23/22—Indicating 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
    • G01F23/28—Indicating 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 the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
    • G01F23/2967—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N2291/02836—Flow rate, liquid level

Claims (25)

Europäische Patentanmeldung.: 82 105 833.6 Anmelder: Edo Western Corporation EP 721 ANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zum Ermitteln des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter, umfassend ein Schwingungselement, welches so angeordnet ist,
2^ daß ein Teil desselben in den Behälter ragt und in Berührung mit der Flüssigkeit kommt, wenn eine bestimmte Menge der Flüssigkeit vorhanden ist, und daß ein anderer Teil desselben außerhalb des Behälters angeordnet ist, eine Einrichtung zum Erregen des anderen Teils des
2^ Schwingungselements, um das Element in Schwingungen zu versetzen,
eine Einrichtung zum Auffangen von Schwingungen des Schwingungselements und zum Erzeugen eines die Amplitude der Schwingungen angebenden ersten Signals, und eine auf das erste Signal ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals wenn die Amplitude der Schwingungen unter einem bestimmten Wert liegt, zur Anzeige des Vorhandenseins von die Schwingungen dämpfender
Flüssigkeit im Bereich des Schwingungselements. 35
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Behälter eine öffnung aufweist und bei welcher das Schwingungselement eine stabförmige Anordnung aufweist, mit einem Fußteil, welche so bemessen ist, daß es die
Öffnung überdeckend an der Behälterwand anbringbar ist, und
mit einem länglichen Stab, welcher sich vom Fußteil aus in den Behälter erstreckt und bei Vorhandensein einer bestimmten Menge Flüssigkeit mit dieser in Berührung kommt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend eine zwischen dem Fußteil und der Behälterwand angeordnete Dichtungsanordnung zum Verhindern des Austritts von Flüssigkeit.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die stabförmige Anordnung aus Aluminiumlegierung ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Behälter eine Öffnung hat und bei welcher das Schwingungselement eine die Öffnung überdeckend an der Behälterwand anbringbare Grundplatte mit einer sich mit der Öffnung des Behälters im wesentlichen Öffnung darin und eine Membrananordnung aufweist, welche die Öffnung derart überdeckt, daß sie dem Innenraum des Behälters freiliegend zugewandt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend eine zwischen der Grundplatte und der Behälterwandung angeordnete Dichtungsanordnung zum Verhindern des Austritts von Flüssigkeit.
7- Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Erregereinrichtung eine durch ein elektrisches Signal in Schwingungen versetzbare elektromechanische Einrichtung aufweist, welche mechanisch mit dem anderen Teil des Schwingungselements gekoppelt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die elektromechanische Einrichtung ein piezoelektrischer Kristall ist.
9- Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die elektromechanische Einrichtung eine magnetostriktive Einrichtung ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend eine zwischen der elektromechanischen Einrichtung und dem Schwingungselement vorgesehene Dichtungsanordnung, deren Expansionskoeffizient zwischen dem der elektromechanischen Einrichtung und dem des Schwingungselements liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher das Schwingungselement ein aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigter stabförmiger Körper ist, daß die elektromechanische Einrichtung ein piezoelektrischer Kristall ist und daß die Dichtungsanordnung aus einem Verbundmaterial aus Glasfaser und Epoxidharz gefertigt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Signals und zum Anlegen desselben an die elektromechanische Einrichtung, um diese über einen Bereich von Frequenzen in Schwingungen zu versetzen.
13- Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der Bereich von Frequenzen die Resonanzfrequenz des Schwingungselements einschließt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Schwingungsfrequenz des Schwingungselements stufenlos über den Bereich der Frequenzen variiert wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Schwingungsfrequenz des Schwingungselements schrittweise über den Bereich der Frequenzen variiert wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Erregereinrichtung ferner eine Oszillatoranordnung zum Erzeugen eines oszillierenden Signals, dessen Frequenz in Abhängigkeit von Änderungen der Amplitude eines Eingangssignals varriert, Einrichtungen zum Anlegen des oszillierenden Signals and die elektromechanische Einrichtung zum Erregen derselben zu Schwingungen und eine Einrichtung zum Erzeugen
des an die Oszillatoranordnung anzulegenden Eingangssignals und zum Variieren der Amplitude des Eingangssignals über einen vorbestimmten Bereich aufweist.
17- Vorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher die Amplitude des Eingangssignals über einen Bereich variiert wird, um die Oszillatoranordnung anzuregen, die Frequenz des oszillierenden Signals über einen Bereich zu variieren, welcher die Resonanzfrequenz des Schwingungselements einschließt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, ferner umfassend eine zwischen der Oszillatoranordnung und der elektromechanischen Einrichtung angeordnete Schalteinrichtung, welche intermittierend öffnet und schließt, um die elektromechanische Einrichtung mit dem oszillierenden Signal zu speisen bzw. um die Übertragung von Signalen zur Oszillatoranordnung zu blockieren.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner umfassend eine Einrichtung zum Erzeugen eines Resonanzsignals, wenn das Schwingungselement mit seiner Resonanzfrequenz schwingt, und eine Einrichtung zum Schließen der Schalteinrichtung bei Erzeugung des Resonanzsignals.
20. Vorrichtung nach Anspruch 16, ferner umfassend eine
zwischen der Detektoranordnung und der zweiten Signalerzeugereinrichtung angeordnete Schalteinrichtung, welche intermittierend öffnet und schließt, um die übertragung des ersten Signals zur zweiten Signalerzeugereinrichtung freizugeben bzw. die übertragung von Signalen zur zweiten Signalerzeugereinrichtung zu blockieren.
21. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Detektoranordnung die elektromechanische Einrichtung aufweist, welche das erste Signal erzeugt, welches ein oszillierendes Signal ist, dessen Amplitude proportional der Schwingungsamplitude des Schwingungselements ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei welcher die zweite Signalerzeugereinrichtung ferner eine Detektoreinrichtung zum Gleichrichten des ersten Signals und eine mit der Detektoreinrichtung verbundene Integratoreinrichtung zum Integrieren des gleichgerichteten Signals und zum Anlagen des resultierenden Signals an die Vergleichseinrichtung zum Vergleichen desselben mit dem vorbestimmten Wert aufweist.
23- Vorrichtung nach Anspruch 21, bei welcher die zweite Signalerzeugereinrichtung ferner einen Zeitkonstanten-Schaltungskreis zum Summieren der integrierten Signalwerte und zum Anlegen des summierten Werts an die Vergleichseinrichtung zum Vergleichen desselben mit dem vorbestimmten Wert aufweist.
24. Verfahren zum Ermitteln des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter, bei welchem
a) ein Schwingungselement so angeordnet wird, daß ein Teil desselben dem Innenraum des Behälters zugewandt ist und ein Teil desselben außerhalb des Behälters liegt,
b) das außerhalb des Behälters liegende Teil des Schwingungselements erregt wird, um das Element in Schwingungen zu versetzen,
c) die Schwingungsamplitude des Elements ermittelt wird
und
d) ein das Vorhandensein von Flüssigkeit im Bereich des Elements anzeigendes Signal erzeugt wird, wenn die Schwingungsamplitude des Elements unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt.
25. Verfahren nach Anspruch 2k, bei welchem der Schritt
b) wenigstens teilweise darin besteht, das Schwingungselement mechanisch über einen Frequenzbereich in Schwingungen zu versetzen, welcher die Resonanzfrequenz des Schwingungselements einschließt.
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