DE878723C

DE878723C - Vorrichtung zur Abstandsmessung nach der Echomethode, insbesondere zur Standanzeige von Fluessigkeiten in Behaeltern

Info

Publication number: DE878723C
Application number: DENDAT878723D
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Schloen
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Publication date: 1953-04-23

Description

Vorrichtung zur Abstandsmessung nach der Echomethode, insbesondere zur Standanzeige von Flüssigkeiten in Behältern Die Erfindung bezieht sich auf eine VorricAltung zur Abstandsmessung nadl der Echomethode, bei der die Laufzeit des Schalles als Maß für die Entfernung benutzt wird. Die Laufzeit ist von der Bescllaffenheit und dem jeweiligen Zustand des Sehallmediums abhängig. Bei der Echolotung auf Schiffen wird die mit Temperatur und Salzgehalt veränderliche Schallgeschwindigkeit dadurch beriicksichtigt, daß die Zeitkonstante ab und zu den veränderten Verihältnissen durch Nachjustierung angepaßt wird.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Echolotung zur Standanzeige von Flüssigkeiten in Behältern einzusetzen. Hierbei kann jedoch die Schallgeschwindigkeit in erheblichen Grenzen und verhältnismäßig kurzer Zeit Veränderungen unterworfen sein die durch einfaches Nachjustieren nicht mehr zweckentsprechend zu berücksichtigen sind.
Um diesem Mangel abzuhelfen, sind gemäß der Erfindung auf der Meßstrecke mehrere Reflektoren in vorgegebenem Abstand angeordnet, die zusätzlich zum Echo des Flüssigkeitsstandes oder sonstigen Objektes, dessen Abstand gemessen werden soll, Echoanzeigen geben, die den wahren Maßstab für die Abstands skala erkennen lassen.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Abbildung zeigt ein Echolot zur Messung des Flüssigkeitsstandes in einem Behärter. Zur Messung der Standhöhe Ii sind am Behälterboden, und zwar auf seiner Außenseite, in einer ölgefullten Kammer 2 ein gegen die Deckel des Behälters gerichteter Schalisender 3 und Empfänger 4 angeordnet. Der Schallsenlder 3 wird durch einen nocLenbetätigten Schaltkontakt 5 in revCelmäßigen - Zeiti-ntervalalen über ein Schaltgerät 6 getastet und sen;det' Içurze Ultraschall impulse in Richtung gegen die Decke des Behälters aus. Im Behälter sind in treppenförmiger Anordnung und in regelmäßigen Abständen von- z.B.- 5 m Reflektoren 7, z. B. in Form von lnftgefüllten Kammern, angeordnet. Der gegen die Decke gerichtete Schallimpuls wird an den Reflektoren 7 sowohl als auch an der Oberfläche 8 der Flüssigkeit im Behälter I reflektiert und über den Empfänger 4 und Verstärker 9 durch eine Schreibvorrichtung angezeigt.
Im dargestellten Beispiel liegen sechs der Reflektoren unter dem Flüssigkeitspiegel S, drei darüber.
Nimmt man an, daß der Behälter I zunächst gefüllt und dann wieder entleert wird, so ergibt sich bei Anzeige der Echos in einem registrierenden Laufzeitmeßgerät eine Aufzeichnung, wie sie aus der Abbildung ersichtlich ist.
Beim Füllen des Behälters tritt regelmäßig eine Temperatursteigerung und beim Entleeren eine Temperatursenkung ein. Infolge!dessen nimmt die Schallgeschwindigkeit zunächst zu, bis sie beim höchsten Stand im Behälter etwa ihr Maximum erreicht, um dann beim Entleeren des Behälters wieder langsam abzuf allen. Diese Änderung der Schallgeschwindi,glieit rhat eine entsprechende Änderung des Entfernungsmaß.stabes auf dem Schreibstreifen 10 der Registriervorrichtung zur Folge. Da nun aber die Echos der feststehenden Reflektoren 7 mit aufgezeichnet werden, ist diese Änderung des Entfernungsmaßstabes ohne weiteres z«u übersehen, und es kann aus der Lage des Echos am Flüssigkeitsspiegel 8 zum Echo der benachbarten Reflektoren 7 leicht die wahre Höhe abgelesen werden. Die Schreibvorrichtung arbeitet mit einem ScEreibgriffel II, der über das in Pfeilrichtung fortbewegte Schreibband I0 im Takt der ausgesandten Echoimpulse hinweggeführt wird. Der Schreibgriffel wird von einem umlaufenden Band getragen, das synchron mit dem Nocken für den Sendekontakt 5 von einem Motor angetrieben wird.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind noch mancherleiAbänderungen und auch andere Ausführungen mögliclh; insbesondere ist die Erfindung sinngemäß auch auf die Standanzeige für andere Behälter und anderes Füllgut anzuwenden. Für Gasbehälter mit Tauchgloclçen beispielsweise könnten an der Tauchglocke Reflektoren aufgehängt werden. Die Reflektoren selbst sind dem jeweiligen Füllgut so anzupassen, daß sie eine gegenüber diesem klar unterschiedliche Schallgeschwindigkeit aufweisen, In man,chen-Fällerl wird es auch genügen, wenn lediglich die Über- oder Unterschreitung eines bestimmten Füllgrades angezeigt wird. Dies kann geschehen mit Hilfe eines Reflektors in Bodennähe und eines zweiten Reflektors in der Nälhe der Behälterdecke.
Schließlich wäre es auch möglich, im Behälter einen Reflektor anzubringen und mit der an ihm gemessenden Echolaufzeit die erforderliche Korrektur des Maßstabes durchzuführen. Bei Anzeige durch eine Schreibvorrichtung nach der Abbildung könnte eine solche Korrektur z. B. durchGeschwindigkeitsregelung des Iden Schreibstift antreibenden Motors herbeigeführt werden. Auch könnte man die Zustandsgrößen, wie Temperatur, Druck, Salzgehalt u. dgl., soweit sie die Schallgeschwindigloeit merklich beeinflussen, unmittelbar messen und die Meßgrößen zur automatischen oder halbautomatischen Steuerung Ider Zeitkonstante des Schreibers oder sonstigen Kurzzeitmeßgerätes verwenden.
Die Erfindung hat nicht nur Bedeutung für die Standanzeige in Behältern; sie kann auch sinngemäß bei Echolotungen für andere Zwecke, z. B. bei Messungen in freiem Wasser, Anwendung finden.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Vorrichtung zurAhstandsmessung nach der Echomethode, insbesondere zur Standanzeige von Flüssigkeiten in Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Meßstrecke mehrere Reflektoren in vorgegebenem Abstand angeordnet sind, die zusätzlich zum Echo des reflektierenden Objektes, dessen Abstand gemessen werden soll, Echoanzeilgen geben, die den wahren Maßstab für die Abstancfsskala erkennen lassen.
2. Vorrichtung zur Abstandsmessung nach der Echomethode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Zeitmeßgerätes durch die Schallgeschwindigkeit im Medium selbst gesteuert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Steuerung ,der Zeitkonstanten das Echo eines im vorgegebenem Abstand angeordneten Reflektors dient.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsgrößen des Schallmediums, wie Temperatur, Salzgehalt u. dgl., gemessen und i'hr Meßwert zur Steuerung der Zeitkonstante des Zeitmeßgerätes herangezogen wird.