DE9421870U1 - Level measuring device and its use - Google Patents
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Description
Fü11s tandmeßvorricntungFor tand measuring device
Die Erfindung betrifft eine Füllstandmeßvorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1,The invention relates to a level measuring device according to the features of the preamble of claim 1,
Füllstände werden anhand unterschiedlichster Meßtechniken bestimmt. Zum einen ist es möglich, den Füllstand mittels elektromagnetischer Wellen berührungslos zu messen, während bei einem anderen Meßprinzip ein Meßfühler in direkten Kontakt mit dem Füllgut gebracht wird. Abhängig vom Füllgut, Behälter, etc. ist zu entscheiden, welches Meßverfahren geeignet ist.Fill levels are determined using a variety of measuring techniques. On the one hand, it is possible to measure the fill level using electromagnetic waves without contact, while another measuring principle involves bringing a sensor into direct contact with the filling material. Depending on the filling material, container, etc., a decision must be made as to which measuring method is suitable.
Ein Meßprinzip besteht darin, Radar-Impulse in Richtung Füllgutoberfläche abzustrahlen. Die Radar-Impulse werden an der Füllgutoberfläche ausreichend gut reflektiert, sofern das Füllgut eine Dielektrizitätskonstante von etwa größer als 2 aufweist. Die Laufzeit der Radar-Impulse vom Aussenden bis zum Empfang am Sensor wird gemessen und damit eine Bestimmung der Entfernung zwischen Radar-Sender und Füllgutoberfläche ermöglicht.One measuring principle consists in emitting radar pulses towards the surface of the filling material. The radar pulses are reflected sufficiently well on the surface of the filling material, provided that the filling material has a dielectric constant of approximately greater than 2. The runtime of the radar pulses from transmission to reception by the sensor is measured, thus enabling the distance between the radar transmitter and the surface of the filling material to be determined.
Postbank: Karlsruhe 769 79-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (SLZ 694 70039) 146 332 V.A.T. No. DE142989261Postbank: Karlsruhe 769 79-754 Bank account: Deutsche Bank AG Villingen (SLZ 694 70039) 146 332 V.A.T. No. DE142989261
Der wesentliche Vorteil dieses Meßverfahrens liegt in der berührungslosen Messung und der weitgehend universellen Ersetzbarkeit im Hinblick auf die Füllgüter. Nachteilig an diesem Meßverfahren ist der verhältnismäßig hohe Preis aufgrund der hochfrequenten Bauteile und der aufwendigen Elektronik.The main advantage of this measuring method is the non-contact measurement and the largely universal replaceability with regard to the filling materials. The disadvantage of this measuring method is the relatively high price due to the high-frequency components and the complex electronics.
Beim kapazitiven Meßprinzip wird dagegen eine Meßelektrode in das Füllgut getaucht. Die Meßelektrode und die elektrisch leitende Behälterwand bilden einen Kondensator, dessen Kapazitätswert abhängig vom momentanen Füllstand ist. Der Vorteil dieses Meßverfahrens liegt in einem günstigen Preis und in einer wenig aufwendigen Auswerteelektronik. Nachteilig ist, daß die Dielektrizitätskonstante des Füllgutes genau bekannt sein muß. Eine sich ändernde Dielektrizitätskonstante des Füllgutes führt nämlich zu fehlerhaften Meßergebnissen. With the capacitive measuring principle, however, a measuring electrode is immersed in the filling material. The measuring electrode and the electrically conductive container wall form a capacitor, the capacitance value of which depends on the current filling level. The advantage of this measuring method is that it is inexpensive and the evaluation electronics are not very complex. The disadvantage is that the dielectric constant of the filling material must be known precisely. A changing dielectric constant of the filling material leads to incorrect measuring results.
Darüber hinaus ist mittlerweile eine weitere Füllstandmeßvorrichtung bekanntgeworden, die nach dem Impuls-Laufzeit-Verfahren arbeitet, wobei elektromagnetische Wellen nicht von einer Antenne aus in den Freiraum eines Behälters abgestrahlt, sondern entlang eines Wellenleiters zur Füllgutoberfläche geleitet werden. Nach Reflexion an der Füllgutoberfläche infolge des dort auftretenden Impedanzsprunges läuft der reflektierte Teil der elektromagnetischen Wellen zurück zur Einkoppelstelle und damit zur Empfangseinrichtung der Füllstandmeßvorrichtung.In addition, another level measuring device has now become known that works according to the pulse transit time method, whereby electromagnetic waves are not emitted from an antenna into the free space of a container, but are guided along a waveguide to the surface of the filling material. After reflection on the surface of the filling material as a result of the impedance jump occurring there, the reflected part of the electromagnetic waves runs back to the coupling point and thus to the receiving device of the level measuring device.
Eine solche Füllstandmeßvorrichtung ist am 11. Mai 1993 in Utrecht, Niederlande, anläßlich des Kongresses "Studiedag Industriele Niveaumetingen ten Behoeve van Processen en Voorraden" von Dr. G. K. A. Oswald während seines Vortrages "Multi-Phase Fluid Level Measurement by Time-Domain Re-Such a level measuring device was presented on May 11, 1993 in Utrecht, Netherlands, at the congress "Studiedag Industriele Niveaumetingen ten Behoeve van Processen en Voorraden" by Dr. G. K. A. Oswald during his lecture "Multi-Phase Fluid Level Measurement by Time-Domain Re-
flectometry" bekannt geworden. Die dort beschriebene Füllstandmeßvorrichtung weist eine Sende- und Empfangseinrichtung auf, an die ein Wellenleiter bestehend aus zwei parallelen Elektroden angeschlossen ist. Diese zwei parallelen Elektroden werden in einen Behälter derart eingesetzt, daß sie in die zu messende Füllgutoberfläche oder Füllgutoberflächen eintauchen. Mit Hilfe eines sog. TDR-(Time-Domain-Reflectometry; deutsch: Gleichstrom-Impuls-Reflektometrie)-Verfahrens werden sehr kurze elektrische Impulse im Bereich von einer Nano-Sekunde oder weniger entlang der aus zwei parallelen Leitern bestehenden Meßsonde in Richtung Füllgut gesandt. Die Impulse werden reflektiert, sobald sie auf eine Änderung in den Leitern oder in dem sie umgebenden Medium stoßen. Aus der Laufzeit zwischen Aussenden der elektromagnetischen Wellen und Empfang der reflektierten elektromagnetischen Wellen ermittelt die Sende- und Empfangseinrichtung den zu messenden Füllstand im Behälter.flectometry". The level measuring device described therein has a transmitting and receiving device to which a waveguide consisting of two parallel electrodes is connected. These two parallel electrodes are inserted into a container in such a way that they are immersed in the surface or surfaces of the filling material to be measured. With the help of a so-called TDR (time domain reflectometry; German: direct current pulse reflectometry) method, very short electrical pulses in the range of one nanosecond or less are sent along the measuring probe consisting of two parallel conductors in the direction of the filling material. The pulses are reflected as soon as they encounter a change in the conductors or in the medium surrounding them. From the transit time between the transmission of the electromagnetic waves and the reception of the reflected electromagnetic waves, the transmitting and receiving device determines the level to be measured in the container.
Die beiden Leiter der zur Verwendung vorgesehenen Meßelektrode können auf unterschiedlichste Weise zueinander angeordnet sein. So beschreibt Oswald Meßsonden mit zueinander koaxial angeordneten Leitern, parallelen Platten- und Stangenelektroden, eine Doppeldrahtleitung, Mikrostripsonden mit übereinander und nebeneinander liegenden Elektroden und eine rohrförmige Mikrostripleitung. Wesentlich bei allen von Oswald vorgestellten Meßelektroden ist die Verwendung von zwei in vorgegebener Weise zueinander parallel angeordneten Leitern.The two conductors of the measuring electrode intended for use can be arranged in a variety of ways. Oswald describes measuring probes with coaxially arranged conductors, parallel plate and rod electrodes, a double wire line, microstrip probes with electrodes arranged one above the other and next to the other, and a tubular microstrip line. The key feature of all the measuring electrodes presented by Oswald is the use of two conductors arranged parallel to each other in a predetermined manner.
Darüber hinaus sieht Oswald vor, den TDR-Meßsensor in Form von zwei parallel zueinander angeordneten Elektroden durch geeignete Auswahl der Dicke der die beiden Leiter umgebenden bzw. trennenden dielektrischen Schichten an die Flüssigkeitscharakteristika des Füllgutes anzupassen.In addition, Oswald proposes adapting the TDR measuring sensor in the form of two electrodes arranged parallel to each other to the liquid characteristics of the filling material by appropriately selecting the thickness of the dielectric layers surrounding or separating the two conductors.
Der wesentliche Vorteil der von Oswald beschriebenen Meßvorrichtung besteht darin, daß die Mikrowellen nicht in die Umgebung abgestrahlt v/erden, sondern auf dem Zweidrahtleiter in Richtung Füllgut geleitet werden. Hierdurch entstehen wesentlich weniger Fehlechos als bei einer Abstrahlung über eine Antenne. Darüber-"hinaus ist die Signaldämpfung durch Führung der elektromagnetischen Wellen auf dem Zweidrahtleiter geringer als bei Abstrahlung über eine Antenne. Schließlich ist es mit dieser bekannten Füllstandmeßvorrichtung auch möglich die unterschiedlichen Füllhöhen von komplexen Füllgütern, die mehrere unterschiedliche Füllgutschichten aufweisen, exakt zu messen. Darüber hinaus ist es möglich, auf dem Zweidrahtleiter elektromagnetische Wellen mit nahezu beliebiger Frequenz bis herunter zum Gleichstrom in Richtung Füllgutoberfläche zu senden.The main advantage of the measuring device described by Oswald is that the microwaves are not radiated into the environment, but are guided along the two-wire conductor towards the filling material. This results in significantly fewer false echoes than when emitted via an antenna. In addition, the signal attenuation by guiding the electromagnetic waves along the two-wire conductor is lower than when emitted via an antenna. Finally, this well-known level measuring device also makes it possible to precisely measure the different filling levels of complex filling materials that have several different filling material layers. In addition, it is possible to send electromagnetic waves of almost any frequency down to direct current towards the filling material surface along the two-wire conductor.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuletzt genannte Füllstandmeßvorrichtung weiter zu vereinfachen. Darüber hinaus soll in einer Weiterbildung der Erfindung eine möglichst gute Anpassung zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung und dem Wellenleiter erreicht werden.The present invention is based on the task of further simplifying the last-mentioned level measuring device. In addition, a further development of the invention is intended to achieve the best possible adaptation between the transmitting and receiving device and the waveguide.
Diese Aufgabe wird bei der bekannten Füllstandmeßeinrichtung durch einen mit der Sende- und Empfangseinrichtung verbundenen Wellenleiter erreicht, der nur aus einem einzigen Leiter besteht.In the known level measuring device, this task is achieved by a waveguide connected to the transmitting and receiving device, which consists of only a single conductor.
Gemäß der Erfindung ist es demnach möglich, auch nur mit einem Einzelleiter eine für die Füllstandmessung ausreichende Reflexion von elektromagnetischen Wellen an einer Füllgutoberfläche zu erreichen, wobei die Reflexion zur FüllstandbeStimmung herangezogen wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, der zwingend einen zweiten Leiter vorsieht,According to the invention, it is therefore possible to achieve sufficient reflection of electromagnetic waves on a product surface for level measurement using only a single conductor, whereby the reflection is used to determine the level. In contrast to the prior art, which requires a second conductor,
reicht also bereits eine einzige Elektrode aus, um nach dem TDR-Verfahren den Füllstand von Füllbehältern in zufriedenstellender Weise bestimmen zu können.A single electrode is therefore sufficient to satisfactorily determine the fill level of filling containers using the TDR method.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Der erfindungsgemäß an die Sende- und Empfangseinrichtung angekoppelte Einzelleiter kann als flexibler Einzeldrahtleiter bzw. als feststehendes Rohr bzw. feststehender Stab ausgebildet sein. Während die Ausbildung als flexibler Einzeldrahtleiter das Messen großer Füllstandhöhen erlaubt, ist ein feststehendes Rohr bzw. feststehender Stab dort vorteilhaft, wo es auf eine mechanische Stabilität der Meßsonde ankommt. Soll während des BefüllVorganges eines Behälters der Füllstand ermittelt werden, so ist es günstig, eine möglichst feststehende Meßsonde in Form eines Stabes oder Rohres oder eventuell dicken Seiles vorzusehen, da eine derartige Meßsonde vom Füllgut nicht so einfach verfonnt bzw. weggerissen werden kann als ein flexibles Seil. Darüber hinaus haben Versuche gezeigt, daß sich unerwünschte Krümmungen bzw. Verformungen an der Meßelektrode in Form von zusätzlichen Dämpfungen der elektromagnetischen Wellen auswirken.The individual conductor coupled to the transmitting and receiving device according to the invention can be designed as a flexible single wire conductor or as a fixed tube or fixed rod. While the design as a flexible single wire conductor allows the measurement of large fill levels, a fixed tube or fixed rod is advantageous where mechanical stability of the measuring probe is important. If the fill level is to be determined during the filling process of a container, it is advantageous to provide a measuring probe that is as fixed as possible in the form of a rod or tube or possibly a thick rope, since such a measuring probe cannot be bent or torn away by the filling material as easily as a flexible rope. In addition, tests have shown that undesirable curvatures or deformations on the measuring electrode have an effect in the form of additional attenuation of the electromagnetic waves.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Einzelleiter aus Edelstahl zu bilden. Dies hat den Vorteil, daß eine chemische Reaktion bzw. Zersetzung des Einzelleiters durch aggressives Füllgut nahezu ausgeschlossen ist. Im Hinblick auf Lebensmittel, die als Füllgut eingesetzt werden, ist es darüber hinaus wichtig, daß die Meßsonde in Form des erfindungsgemäßen Einzelleiters aus Edelstahl besteht.In a further development of the invention, the individual conductor is made of stainless steel. This has the advantage that a chemical reaction or decomposition of the individual conductor by aggressive filling material is almost impossible. With regard to foodstuffs that are used as filling material, it is also important that the measuring probe in the form of the individual conductor according to the invention is made of stainless steel.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß einAnother development of the invention provides that a
unisolierter Einzelleiter als Meßsonde eingesetzt wird. Die Verwendung von unisolierten Einzelleitern als Meßsonde ergibt im Vergleich zu isolierten Einzelleitern, die jedoch grundsätzlich auch erfindungsgemäß einsetzbar sind, bessere Meßergebnisse, da unisolierte Einzelleiter eine geringere Dämpfung und somit bessere Reflexionen der elektromagnetischen Wellen ermöglichen:uninsulated single conductor is used as a measuring probe. The use of uninsulated single conductors as a measuring probe produces better measuring results compared to insulated single conductors, which can, however, also be used in accordance with the invention, since uninsulated single conductors enable less attenuation and thus better reflection of the electromagnetic waves:
Problematisch bei der erfindungsgemäßen Füllstandmeßvorrichtung ist die in der Regel vorhandene Fehlanpassung zwischen dem Ausgang der Sende- und Empfangseinrichtung und dem angekoppelten Einzelleiter. Solche Fehlanpassungen verursachen ImpedanzSprünge und führen zu unerwünschten Reflexionen der elektromagnetischen Wellen. In einer Weiterbildung der Erfindung wird deshalb ein Anpassungstrichter vorgesehen, der eingangsseitig an einem Ende des erfindungsgemäßen Einzelleiters anzuordnen ist.The problem with the level measuring device according to the invention is the mismatch that usually exists between the output of the transmitting and receiving device and the coupled individual conductor. Such mismatches cause impedance jumps and lead to undesirable reflections of the electromagnetic waves. In a further development of the invention, an adaptation funnel is therefore provided, which is to be arranged on the input side at one end of the individual conductor according to the invention.
Des weiteren ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, zwischen den erfindungsgemäßen Einzelleiter und dem Ausgang der Sende- und Empfangseinrichtung ein Übertragungskabel, insbesondere ein Koaxialkabel, anzuordnen. Ein solches Kabel dient lediglich der elektrischen und mechanischen Verbindung des Ausgangs der Sende- und Empfangseinrichtung mit der Meßsonde in Form des Einzelleiters. Durch das Vorsehen eines derartigen Übertragungskabels zwischen Sende- und Empfangseinrichtung und Meßsonde ist ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich des Aufbaus der erfindungsgemäßen Füllstandmeßvorrichtung geben. Die Sende- und Empfangseinrichtung kann durch ein derartiges Übertragungskabel von einem Speisepunkt des erfindungsgemäßen Einzelleiters örtlich entfernt angeordnet sein.Furthermore, in one embodiment of the invention, a transmission cable, in particular a coaxial cable, is arranged between the individual conductor according to the invention and the output of the transmitting and receiving device. Such a cable only serves to electrically and mechanically connect the output of the transmitting and receiving device to the measuring probe in the form of the individual conductor. By providing such a transmission cable between the transmitting and receiving device and the measuring probe, a high degree of flexibility is provided with regard to the structure of the level measuring device according to the invention. The transmitting and receiving device can be arranged at a distance from a feed point of the individual conductor according to the invention using such a transmission cable.
Bei Verwendung eines Koaxialkabels zum Zuführen der elektro-When using a coaxial cable to supply the electrical
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magnetischen Wellen an ein Ende des erfindungsgemäßen Einzelleiters ist es vorteilhaft, den bereits erwähnten Anpassungstrichter einzusetzen, um den Wellenwiderstand des Koaxialkabels an den Wellenwiderstand des erfindungsgemäßen Einzelleiters anzupassen. Hierbei ist der eine Eingang des Einzelleiters mit dem Innenleiter des Koaxialkabels zu verbinden und der Außenleiter des Koaxialkabels an den aus elektrisch leitendem Material bestehenden Anpassungstrichter anzuschließen. Der Anpassungstrichter weist hierbei eine trichterartige Kontur auf, die sich in Richtung Füllgutoberfläche aufweitet. Einzelheiten werden hierzu im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung noch erläutert.magnetic waves to one end of the individual conductor according to the invention, it is advantageous to use the previously mentioned adaptation funnel in order to adapt the wave impedance of the coaxial cable to the wave impedance of the individual conductor according to the invention. In this case, one input of the individual conductor is to be connected to the inner conductor of the coaxial cable and the outer conductor of the coaxial cable is to be connected to the adaptation funnel made of electrically conductive material. The adaptation funnel has a funnel-like contour that widens towards the surface of the filling material. Details of this will be explained in connection with the description of the figures.
Die erfindungsgemäße Füllstandmeßvorrichtung ist nicht nur zur Füllstandmessung nach dem Impuls-Laufzeitverfahren, sondern für jegliche Füllstandmeßverfahren geeignet, bei denen es auf die Reflexion von elektromagnetischen Wellen an der Füllgutoberfläche ankommt. Beispiele für solche Füllstandmeßprinzipien sind neben dem Impulslaufzeitverfahren auch das sog. Chirp- und CW/FMCW-Radarverfahren.The level measuring device according to the invention is not only suitable for level measurement using the pulse transit time method, but also for any level measuring method that depends on the reflection of electromagnetic waves on the surface of the product. Examples of such level measuring principles include the pulse transit time method and the so-called chirp and CW/FMCW radar method.
Das Chirp-Radar-Prinzip unterscheidet sich vom Puls-Radar durch die Technik der Pulserzeugung und -kennung. Die ausgesendeten Signalpulse haben eine längere Laufzeit, sind aber im Pulsspektrum frequenzmoduliert. Die empfangenen Signale werden in der Sende- und Empfangseinrichtung gefiltert, wobei die niedrigeren Frequenzen zu den höheren Frequenzen zeitverzögert sind.The chirp radar principle differs from pulse radar in the technology of pulse generation and detection. The transmitted signal pulses have a longer runtime, but are frequency-modulated in the pulse spectrum. The received signals are filtered in the transmitting and receiving device, with the lower frequencies being delayed in relation to the higher frequencies.
Das CW/FMCW-{Continuous-Wave bzw. Frequency-Modulated-Continuous-Wave) -Radar unterscheidet sich vom Puls-Radar bzw. Chirp-Radar im wesentlichen in der Erzeugung, Erkennung und Auswertung der Mikrowellensignale. Zum Messen von absoluten Entfernungen wie bei der Füllstandmessung bietet sich dasThe CW/FMCW (Continuous Wave or Frequency Modulated Continuous Wave) radar differs from the pulse radar or chirp radar mainly in the generation, detection and evaluation of the microwave signals. The
frequenzmodulierte Dauerstrichverfahren mit konstanter Amplitude an {= FMCW). Hierbei wird ein lineares Sägezahnoder ein dreieckiges frequenzmoduliertes Mikrowellen-Signal mit konstanter Amplitude über eine Antenne vom Sender abgestrahlt und an einem Objekt reflektiert. Die Anstieg- und Abfallzeit der Modulationsfrequenz muß dabei so groß sein, daß das reflektierte "Signal vor Ablauf der Modulation den Empfänger erreicht. Die Frequenzmodulation findet im Gigahertzbereich statt. Das reflektierte und nach einer Verzögerungszeit wieder empfangene Mikrowellensignal wird mit einem Teil des Sendesignals, dessen Frequenz sich zwischenzeitlich geändert hat, gemischt und die Zwischenfrequenz ausgefiltert. Die Frequenz des Mischausgangssignals ist bei konstanter Füllgutoberfläche direkt proportional der Verzögerungszeit und somit ein exaktes Maß für die Distanz zum reflektierenden Medium und damit der zu bestimmenden Füllgutoberfläche .frequency-modulated continuous wave method with constant amplitude at {= FMCW). Here, a linear sawtooth or a triangular frequency-modulated microwave signal with constant amplitude is emitted from the transmitter via an antenna and reflected from an object. The rise and fall time of the modulation frequency must be so long that the reflected signal reaches the receiver before the modulation has ended. The frequency modulation takes place in the gigahertz range. The reflected microwave signal, received again after a delay time, is mixed with a part of the transmission signal, the frequency of which has changed in the meantime, and the intermediate frequency is filtered out. The frequency of the mixed output signal is directly proportional to the delay time for a constant filling material surface and is therefore an exact measure of the distance to the reflecting medium and thus the filling material surface to be determined.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Füllstandmeßvorrichtung besteht auch darin, daß als Einzelleiter, auf dem die elektromagnetische Welle geführt wird, diejenigen Meßelektroden verwendet werden können, die ohnehin beim kapazitiven Meßverfahren eingesetzt werden bzw. aus dem Lotbau für das elektromechanische Meßprinzip bekannt sind. Das elektromechanische Lotverfahren wird vor allem bei der Niveaumessung von Schüttgütern eingesetzt, läßt sich aber auch prinzipiell für Flüssigkeiten anwenden. Meßprinzip ist ein Senklot, das an einem Seil so lange heruntergelassen wird, bis sich die Seilkraft beim Auftreffen auf die Oberfläche des Füllgutes ändert.A significant advantage of the level measuring device according to the invention is that the measuring electrodes that are used in any case in the capacitive measuring method or are known from plumb bob construction for the electromechanical measuring principle can be used as the individual conductor on which the electromagnetic wave is guided. The electromechanical plumb bob method is used primarily for level measurement of bulk materials, but can also be used in principle for liquids. The measuring principle is a plumb bob that is lowered on a rope until the rope force changes when it hits the surface of the filling material.
Die erfindungsgemäße Füllstandmeßvorrichtung und deren Vorteile wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The level measuring device according to the invention and its advantages are explained in more detail below using an exemplary embodiment. They show:
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Figur 1 ein Prinzipschaltbild einer Füllstandmeßvorrichtung mit Einzelleiter gemäß der Erfindung,Figure 1 is a schematic diagram of a single-conductor level measuring device according to the invention,
Figur 2 eine Schnittansicht eines Ausschnittes einer erfindungsgemäßen Füllstandmeßvorrichtung mit Einzelleiter und Anpassungstrichter,Figure 2 is a sectional view of a section of a level measuring device according to the invention with single conductor and adjustment funnel,
Figur 3 ein Diagramm zur Darstellung des Wellenwiderstandes eines Koaxialkabels in Abhängigkeit der Durchmesser von Innen- und Außenleiter undFigure 3 is a diagram showing the characteristic impedance of a coaxial cable as a function of the diameter of the inner and outer conductors and
Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines Anpassungstrichters mit Einzelleiter gemäß der Erfindung zur Erläuterung der Dimensionierung des Anpassungstrichters .Figure 4 is a schematic diagram of an adaptation funnel with a single conductor according to the invention to explain the dimensioning of the adaptation funnel.
In den nachfolgenden Figuren 1 bis 4 bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.In the following figures 1 to 4, unless otherwise stated, the same reference symbols designate the same parts with the same meaning.
Die in Figur 1 dargestellte Füllstandmeßvorrichtung weist eine Sende- und Empfangseinrichtung 1 mit einem Ausgang 2 auf, der beispielsweise über ein Koaxialkabel 3 mit einem elektrisch leitenden Einzelleiter 10 in Form eines Eindrahtleiters verbunden ist. Hierfür ist der Innenleiter 5 des Koaxialkabels 3 mit dem einen Ende 10a des Einzelleiters 10 elektrisch verbunden, während der Außenleiter 4 des Koaxialkabels 3 mit einem nur andeutungsweise dargestellten metallischen Montageflansch 6 für einen Füllgutbehälter verbunden ist.The level measuring device shown in Figure 1 has a transmitting and receiving device 1 with an output 2 which is connected, for example, via a coaxial cable 3 to an electrically conductive single conductor 10 in the form of a single-wire conductor. For this purpose, the inner conductor 5 of the coaxial cable 3 is electrically connected to one end 10a of the single conductor 10, while the outer conductor 4 of the coaxial cable 3 is connected to a metal mounting flange 6 for a filling material container, which is only shown in outline.
Der Einzelleiter 10 ragt durch eine im Montageflansch 6 ausgebildete Öffnung 12, die in das Behälterinnere führt. ImThe single conductor 10 extends through an opening 12 formed in the mounting flange 6, which leads into the interior of the container.
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Behälter ist ein Füllgut 15 enthalten, dessen Füllhöhe zu bestimmen ist.The container contains a filling material 15, the filling level of which is to be determined.
Zur Füllstandmessung erzeugt die Sende- und Empfangseinrichtung 1 elektromagnetische Wellen, z. B. im Mikrowellenbereich. Diese elektromagnetischen Wellen können 5,8 GHz-Radarpulse sein, die am Ausgang 2 der Sende- und Empfangseinrichtung 1 zur Verfügung stehen. Der Radarpuls verfügt z. B. über eine Pulslänge von 1 ns, der mit einer Frequenz von 3,579 MHz erzeugt wird. Der 5,8 GHz-Radarpuls gelangt über das Koaxialkabel 3 an das eine Ende 10a des Einzelleiters 10. Hierbei wird zunächst der Einfachheit halber angenommen, daß zwischen dem Koaxialkabel 3 und dem Einzelleiter 10 optimale Anpassung herrscht. Der Radarpuls gelangt daher voraussetzungsgemäß ungestört in den Einzelleiter 10 und wird von diesem in Richtung Füllgutoberfläche 15 geführt. Die elektromagnetischen Wellen bauen um den Einzelleiter 10 herum ein elektromagnetisches Feld auf. Beim Auftreffen dieses Feldes auf die Füllgutoberfläche wird ein Teil der elektromagnetischen Wellen reflektiert, gelangt auf dem Einzelleiter 10 und dem Koaxialkabel 3 wieder zurück zum Ausgang 2 der Sende- und Empfangseinrichtung 1 und wird von der Sende- und Empfangseinrichtung 1 empfangen. Etwaige Störechos wie bei einer Ausstrahlung der elektromagnetischen Wellen über eine Antenneneinrichtung, beispielsweise eine Hornantenne, bei der die elektromagnetischen Wellen mehrmals an den Behälterwänden reflektiert werden können, treten bei der erfindungsgemäß am Einzelleiter 10 geführten elektromagnetischen Welle nicht oder weitgehend nicht auf. Dies ist besonders bei der Auswertung in der Sende- und Empfangseinrichtung 1 von großem Vorteil, da keine oder nahezu keine Störechos berücksichtigt und eliminiert werden müssen.To measure the level, the transmitting and receiving device 1 generates electromagnetic waves, e.g. in the microwave range. These electromagnetic waves can be 5.8 GHz radar pulses, which are available at the output 2 of the transmitting and receiving device 1. The radar pulse has, for example, a pulse length of 1 ns and is generated at a frequency of 3.579 MHz. The 5.8 GHz radar pulse reaches one end 10a of the single conductor 10 via the coaxial cable 3. For the sake of simplicity, it is initially assumed that there is optimal matching between the coaxial cable 3 and the single conductor 10. The radar pulse therefore reaches the single conductor 10 undisturbed as required and is guided by it in the direction of the filling material surface 15. The electromagnetic waves build up an electromagnetic field around the single conductor 10. When this field hits the surface of the filling material, part of the electromagnetic waves are reflected, return to the output 2 of the transmitting and receiving device 1 via the individual conductor 10 and the coaxial cable 3 and are received by the transmitting and receiving device 1. Any interference echoes, such as those that occur when the electromagnetic waves are transmitted via an antenna device, for example a horn antenna, where the electromagnetic waves can be reflected several times on the container walls, do not occur or largely do not occur with the electromagnetic wave guided on the individual conductor 10 according to the invention. This is a great advantage, especially during evaluation in the transmitting and receiving device 1, since no or almost no interference echoes need to be taken into account and eliminated.
Die Reflexion der über den Einzelleiter 10 in RichtungThe reflection of the single conductor 10 in the direction
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Füllgut 15 geführten elektromagnetischen Welle hat seine Ursache darin, daß die Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes durch den stromdurchflossenen Einzelleiter 10 beim Auftreffen auf die Füllgutoberfläche gestört wird. Je nach Grad der Störung wird ein Teil oder aber die gesamte Welle reflektiert. Darüber hinaus bildet das Eintauchen des Einzelleiters 10 in das Füllgut 15 einen Impedanzsprung. Dieser Impedanzsprung führt zur Reflexion, die erfindungsgemäß zur Laufzeit- und damit Füllstandmessung herangezogen wird.The reason for the electromagnetic wave guided through the filling material 15 is that the propagation of the electromagnetic field is disturbed by the current-carrying individual conductor 10 when it hits the filling material surface. Depending on the degree of the disturbance, part or all of the wave is reflected. In addition, the immersion of the individual conductor 10 into the filling material 15 creates an impedance jump. This impedance jump leads to reflection, which is used according to the invention to measure the transit time and thus the filling level.
In realiter treten bei dem Aussenden eines elektromagnetischen Impulses durch die Sende- und Empfangseinrichtung 1 mehrere Echos auf, die einmal am Ausgang 2 der Sende- und Empfangseinrichtung 1, am Übergang vom Koaxialkabel 3 zum Einzelleiter 10 und am Ende 10b des Einzelleiters 10 entstehen. Ist der Einzelleiter 10 in das Füllgut 15 eingetaucht, so entsteht ein weiteres Echo, das durch die Füllguthöhe bestimmt ist. Aus den Maxima der Echos am Übergang vom Koaxialkabel 3 zum Einzelleiter 10 und des durch das Füllgut 15 bestimmten Echos bei gefülltem Behälter läßt sich die Entfernung zwischen Übergang des Koaxialkabels 3 zum Einzelleiter 10 und der Füllgutoberfläche bestimmen. Hierfür dient zweckmäßigerweise ein in der Sende- und Empfangseinrichtung 1 vorgesehener Mikroprozessor, der zur Signalauswertung bestens geeignet ist.In reality, when an electromagnetic pulse is sent out by the transmitting and receiving device 1, several echoes occur, which are generated at the output 2 of the transmitting and receiving device 1, at the transition from the coaxial cable 3 to the individual conductor 10 and at the end 10b of the individual conductor 10. If the individual conductor 10 is immersed in the filling material 15, another echo is generated, which is determined by the filling material height. The distance between the transition from the coaxial cable 3 to the individual conductor 10 and the filling material surface can be determined from the maxima of the echoes at the transition from the coaxial cable 3 to the individual conductor 10 and the echo determined by the filling material 15 when the container is full. A microprocessor provided in the transmitting and receiving device 1 is used for this purpose, and is ideally suited to signal evaluation.
Als Einzelleiter 10 kann ein flexibler elektrisch leitender Eindrahtleiter oder ein stabiles, elektrisch leitendes Rohr bzw. stabiler, elektrisch leitender Stab eingesetzt werden. Ein flexibler Eindrahtleiter ist besonders für die Füllstandmessung von großen Füllhöhen geeignet. Ist der Füllstand von Behältern mit mehreren Metern Füllhöhe zu bestimmen, kann beispielsweise der auf eine Kabeltrommel aufgewickelte Eindrahtleiter abgewickelt und mit dem KoaxialkabelA flexible, electrically conductive single-wire conductor or a stable, electrically conductive tube or stable, electrically conductive rod can be used as the single conductor 10. A flexible single-wire conductor is particularly suitable for measuring the level of large filling heights. If the filling level of containers with a filling height of several meters is to be determined, the single-wire conductor wound on a cable drum can, for example, be unwound and connected to the coaxial cable
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3 elektrisch verbunden werden. Zur Erzielung eines möglichst vertikal in die Füllgutoberfläche eintauchenden Eindrahtleiters ist es möglich, diesen an seinem vorderen Ende 10b mit einem geeigneten Gewicht zu versehen, wie dies beispielsweise beim elektromechanischen Lotverfahren angewandt wird.3 electrically connected. In order to achieve a single-wire conductor that is immersed as vertically as possible into the filling material surface, it is possible to provide it with a suitable weight at its front end 10b, as is used, for example, in the electromechanical soldering process.
Problematisch bei diesen flexiblen Eindrahtleitern, deren Dicke im Bereich von bis zu etwa 5 mm, vorzugsweise etwa 2,6 mm liegt, ist das Messen von Füllgütern mit unruhigen Füllgutoberflächen, wie dies beispielsweise während eines Befüllvorganges des Behälters zu beobachten ist. Während eines solchen BefüllVorganges kann ein flexibler Eindrahtleiter leicht weggerissen werden bzw. in seiner vertikalen Lage beeinträchtigt werden. Die dabei entstehenden Knicke auf dem Eindrahtleiter führen zu ungewollten Dämpfungen bei den reflektierten elektromagnetischen Wellen.The problem with these flexible single-wire conductors, whose thickness is in the range of up to about 5 mm, preferably about 2.6 mm, is the measurement of filling materials with uneven filling material surfaces, as can be observed, for example, during a filling process of the container. During such a filling process, a flexible single-wire conductor can easily be torn away or its vertical position can be impaired. The resulting kinks on the single-wire conductor lead to unwanted attenuation of the reflected electromagnetic waves.
Um dieses Problem zu lösen, ist es insbesondere bei Behältern mit geringeren Füllstandhöhen zweckmäßig, stabile elektrisch leitende Rohre oder elektrisch leitende Stäbe als Einzelleiter 10 einzusetzen. Als elektrisch leitender Stab bzw. elektrisch leitendes Rohr können beispielsweise Stäbe oder Rohre eingesetzt werden, wie diese aus der kapazitiven Füllstandmessung bereits bekannt sind.In order to solve this problem, it is advisable, particularly in the case of containers with lower fill levels, to use stable electrically conductive tubes or electrically conductive rods as individual conductors 10. Rods or tubes such as those already known from capacitive fill level measurement can be used as electrically conductive rods or electrically conductive tubes.
Der in Figur 1 dargestellte Einzelleiter 10 wird zweckmäßigerweise aus Edelstahl, z. B. V4A-Stahl, hergestellt. Dies hat zum Vorteil, daß eine chemische Reaktion bzw. Zersetzung am Einzelleiter 10 durch aggressives Füllgut zumindest weitgehend ausgeschlossen ist. Darüber hinaus hat sich die Ausbildung des Einzelleiters 10 aus Edelstahl auch dann als vorteilhaft erwiesen, wenn Lebensmittel als Füllgut verwendet werden.The individual conductor 10 shown in Figure 1 is expediently made of stainless steel, e.g. V4A steel. This has the advantage that a chemical reaction or decomposition of the individual conductor 10 caused by aggressive filling material is at least largely excluded. In addition, the design of the individual conductor 10 from stainless steel has also proven to be advantageous when foodstuffs are used as filling material.
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Untersuchungen zeigten, daS erfindungsgemäß Einzelleiter 10 sowohl mit einer Isolierung als auch ohne Isolierung zufriedenstellend eingesetzt werden können. Ein unisolierter Einzelleiter 10 zeichnet sich jedoch durch günstigere Meßergebnisse aus, da dieser aufgrund der geringeren Dämpfung eine bessere Detektion der Reflexionen ermöglicht. Der Vergleich bezieht sich hierbei auf Einzelleiter mit gleichem Durchmesser.Investigations have shown that, according to the invention, single conductors 10 can be used satisfactorily both with and without insulation. However, an uninsulated single conductor 10 is characterized by more favorable measurement results, since it enables better detection of reflections due to the lower attenuation. The comparison here refers to single conductors with the same diameter.
Obwohl in Figur 1 zwischen den Ausgang 2 der Sende- und Empfangseinrichtung 1 und den Einzelleiter 10 ein Koaxialkabel 3 geschaltet ist, ist es auch möglich, den Einzelleiter 10 mit seinem einen Ende 10a direkt an den Ausgang 2 anzuschließen. In beiden Fällen wird in realiter aufgrund der unterschiedlichen Wellenwiderstände des Ausganges 2 bzw. des Koaxialkabels 3 und des Einzelleiters 10 ein Impedanzsprung am Übergang von Ausgang 2 zum Einzelleiter 10 bzw. Koaxialkabel 3 zum Einzelleiter 10 auftreten. Ein solcher Impedanzsprung stellt für elektromagnetische Wellen eine Stoßstelle dar, wodurch abhängig von der Größe des Impedanzsprunges ein mehr oder weniger großer Anteil der elektromagnetischen Wellen ungewollt reflektiert wird.Although in Figure 1 a coaxial cable 3 is connected between the output 2 of the transmitting and receiving device 1 and the individual conductor 10, it is also possible to connect the individual conductor 10 with one end 10a directly to the output 2. In both cases, due to the different characteristic impedances of the output 2 or the coaxial cable 3 and the individual conductor 10, an impedance jump will actually occur at the transition from the output 2 to the individual conductor 10 or the coaxial cable 3 to the individual conductor 10. Such an impedance jump represents a point of contact for electromagnetic waves, whereby, depending on the size of the impedance jump, a greater or lesser proportion of the electromagnetic waves is unintentionally reflected.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird deshalb ein Anpassungstrichter vorgesehen, durch den der ungewollte Impedanzsprung weitgehend beseitigt werden kann. Ein derartiger Anpassungstrichter und dessen Dimensionierung wird im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren 2, 3 und 4 erläutert. According to a further development of the invention, an adaptation funnel is therefore provided, by means of which the unwanted impedance jump can be largely eliminated. Such an adaptation funnel and its dimensioning are explained in connection with the following figures 2, 3 and 4.
Figur 2 zeigt wieder einen Montageflansch 6, der beispielsweise kreisförmig ausgestaltet sein kann und randseitig mit Bohrungen für Befestigungsschrauben versehen ist. Der Montageflansch 6 weist mittig eine Öffnung auf, in der ein Befe-Figure 2 again shows a mounting flange 6, which can be designed, for example, as a circle and has holes for fastening screws on the edge. The mounting flange 6 has an opening in the middle in which a fastening
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stigungsklotz 14 sitzt. Der Befestigungsklotz 14 haltert axial mittig einen Einzelleiter 10, der mit einem Ende 10a mit dem Innenleiter 5 eines nicht näher dargestellten Koaxialkabels elektrisch verbunden ist und mit seinem anderen Ende 10b in ein Füllgut 15 eintaucht. Der Übergang vom Innenleiter 5 des Koaxialkabels zum Einzelleiter 10 ist mit einer geeigneten Isolierung versehen. Zu diesem Zweck ist in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine hülsenförmige Isolation 9 vorgesehen, die an die mittige Öffnung des Montageflanschs 6 anschließt. Der Befestigungsklotz 14 sitzt mit seinem oberen Teil in dieser Isolation 9.fastening block 14 is seated. The fastening block 14 holds a single conductor 10 in the middle, which is electrically connected with one end 10a to the inner conductor 5 of a coaxial cable (not shown in detail) and whose other end 10b is immersed in a filling material 15. The transition from the inner conductor 5 of the coaxial cable to the single conductor 10 is provided with suitable insulation. For this purpose, a sleeve-shaped insulation 9 is provided in the embodiment shown in Figure 2, which connects to the central opening of the mounting flange 6. The fastening block 14 is seated with its upper part in this insulation 9.
Der Befestigungsklotz 14 ist rohrförmig ausgebildet, wobei dessen in die Isolation 9 ragender Teil einen konstanten Durchmesser aufweist, sich jedoch in Richtung Füllgut 15 kegelförmig verbreitert. Die im Montageflansch 6 mittig angeordnete Öffnung ist entsprechend geformt. Der Befestigungsklotz 14 ragt etwas von der Unterseite des Montageflansches 6 heraus und ist mit einem ringförmigen Flansch 13 versehen, an dessen umlaufendem Rand Befestigungslöcher vorgesehen sind. Durch diese Befestigungslöcher sind Schrauben 8 geführt, die in entsprechende Bohrungen des Flansches 6 eingeschraubt sind und somit den Befestigungsklotz 14 sicher in der mittigen Öffnung des Montageflansches 6 haltern. The fastening block 14 is tubular, with the part that protrudes into the insulation 9 having a constant diameter, but widening in a conical shape towards the filling material 15. The opening in the middle of the mounting flange 6 is shaped accordingly. The fastening block 14 protrudes slightly from the underside of the mounting flange 6 and is provided with an annular flange 13, on the peripheral edge of which fastening holes are provided. Screws 8 are guided through these fastening holes, which are screwed into corresponding holes in the flange 6 and thus hold the fastening block 14 securely in the central opening of the mounting flange 6.
An das untere Ende des Befestigungsklotzes 14 und den Flansch 13 ist der bereits erwähnte Anpassungstrichter lösbar oder feststehend angeschlossen. Der Anpassungstrichter ist mit dem Bezugszeichen 11 versehen und weist in seinem oberen, dem Füllgut 15 abgewandten Bereich eine rohrförmige Wandung. 16 mit konstantem Durchmesser auf. An diese Wandung 16 mit konstantem Durchmesser schließt sich ein längerer Abschnitt an, der ebenfalls rohrförmige Wandun-The previously mentioned adjustment funnel is connected to the lower end of the fastening block 14 and the flange 13 in a detachable or fixed manner. The adjustment funnel is provided with the reference number 11 and has a tubular wall 16 with a constant diameter in its upper area facing away from the filling material 15. This wall 16 with a constant diameter is followed by a longer section which also has a tubular wall.
t se &bgr;» ** it*t se &bgr;» ** it*
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gen 17 aufweist, wobei sich der Durchmesser dieser Wandungen 7 in Richtung Füllgut 15 aufweitet. Der Einzelleiter 10 ist koaxial zu den Wandungen 16 und 17 des Anpassungstrichters 11 angeordnet.walls 17, the diameter of these walls 7 widening in the direction of the filling material 15. The individual conductor 10 is arranged coaxially to the walls 16 and 17 of the adjustment funnel 11.
Durch diesen Anpassungstrichter 11, der aus elektrisch leitendem Material bestehende Wandungen besitzt, wird eine Anpassung der Impedanz des Koaxialkabels an die Impedanz des Einzelleiters 10 erreicht.This adaptation funnel 11, which has walls made of electrically conductive material, achieves an adaptation of the impedance of the coaxial cable to the impedance of the individual conductor 10.
Wird beispielsweise angenommen, daß der Einzelleiter einen Wellenwiderstand von 320 Ohm aufweist und an einen Wellenwiderstand von 50 Ohm des in Figur 1 dargestellten Ausgangs 2 bzw. an einem Wellenwiderstand von 50 Ohm des Koaxialkabels 3 anzuschließen ist, so wird durch einen geeignet dimensionierten Anpassungstrichter 11 der am Übergang von 50 Ohm auf 320 Ohm auftretende Impedanzsprung entschärft, indem die 50 Ohm langsam auf 320 Ohm transformiert werden.If, for example, it is assumed that the individual conductor has a characteristic impedance of 320 ohms and is to be connected to a characteristic impedance of 50 ohms of the output 2 shown in Figure 1 or to a characteristic impedance of 50 ohms of the coaxial cable 3, the impedance jump occurring at the transition from 50 ohms to 320 ohms is mitigated by a suitably dimensioned matching funnel 11 by slowly transforming the 50 ohms to 320 ohms.
Wie das Diagramm von Figur 3 zeigt, hängt der Wellenwiderstand eines Koaxialkabels vom Verhältnis des Durchmessers D des Außenleiters zum Durchmesser d des Innenleiters ab. Wird bei einem Innenleiter mit gleichbleibendem Durchmesser d der Durchmesser D des Außenleiters ständig größer, steigt zugleich der Wellenwiderstand kontinuierlich an. Dies wird bei der Dimensionierung des erfindungsgemäßen Anpassungstrichters 11 ausgenutzt. Dabei ist darauf zu achten, daß der Durchmesser D des Außenleiters möglichst langsam -ansteigt, um nur eine allmähliche Impedanzänderung hervorzurufen und somit eine Reflexion der elektromagnetischen Wellen möglichst zu vermeiden. Durch das Vorsehen eines erfindungsgemäßen Anpassungstrichters 11 und der damit verbundenen langsamen Impedanzänderung wird die elektromagnetische Welle nicht mehr so stark reflektiert und die Leistung des Wellen-As the diagram in Figure 3 shows, the characteristic impedance of a coaxial cable depends on the ratio of the diameter D of the outer conductor to the diameter d of the inner conductor. If the diameter D of the outer conductor is constantly increasing for an inner conductor with a constant diameter d, the characteristic impedance also increases continuously. This is exploited in the dimensioning of the adaptation funnel 11 according to the invention. Care must be taken to ensure that the diameter D of the outer conductor increases as slowly as possible in order to only cause a gradual change in impedance and thus to avoid reflection of the electromagnetic waves as far as possible. By providing an adaptation funnel 11 according to the invention and the slow change in impedance associated with it, the electromagnetic wave is no longer reflected as strongly and the power of the wave
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anteils, der auf den Einzelleiter' 10 gelangt, sowie ein entstehendes Echo größer.portion that reaches the single conductor 10 and the resulting echo are larger.
Die Darstellung von Figur 4 dient zur Erläuterung, wie idealerweise der Anpassungstrichter 11 zu dimensionieren ist, wenn der Einzelleiter einen Wellenwiderstand von 250 Ohm aufweist und an einen Wellenwiderstand von 50 Ohm anzupassen ist. Das Verhältnis Dl/d des Durchmessers Dl der elektrisch leitenden Wandung des Anpassungstrichters 11 im Bereich des Einspeisepunktes der elektromagnetischen Wellen ist in einfacher Weise aus dem Diagramm von Figur 3 entnehmbar, indem das für den Wellenwiderstand von 50 Ohm zugehörende Verhältnis D/d abgelesen wird. Das gleiche gilt für das Verhältnis D2/d im Bereich des unteren Endes des Anpassungstrichters 11. Hier muß das Verhältnis D/d für den Wellenwiderstand von 250 Ohm abgelesen werden.The illustration in Figure 4 serves to explain how the adaptation funnel 11 should ideally be dimensioned if the individual conductor has a characteristic impedance of 250 ohms and is to be adapted to a characteristic impedance of 50 ohms. The ratio Dl/d of the diameter Dl of the electrically conductive wall of the adaptation funnel 11 in the area of the feed point of the electromagnetic waves can be easily determined from the diagram in Figure 3 by reading off the ratio D/d corresponding to the characteristic impedance of 50 ohms. The same applies to the ratio D2/d in the area of the lower end of the adaptation funnel 11. Here the ratio D/d for the characteristic impedance of 250 ohms must be read off.
Mit der erfindungsgemäßen Füllstandmeßvorrichtung können Füllstandhöhen sowohl von elektrisch leitenden als auch nichtleitenden Füllgütern bestimmt werden. Darüber hinaus können im Gegensatz zur Füllstandsmessung mit über Antennen abgestrahlten elektromagnetischen Wellen auch Füllhöhen von Flüssigkeiten und granulierten Festkörpern gemessen werden. Es hat sich darüber hinaus herausgestellt, daß die Konstruktion der Flanschdurchführung in das Behälterinnere bei einem Durchmesser von weniger als etwa 5 mm des Einzelleiters 10 unkritisch ist. Lediglich bei dickeren Einzelleitern 10 sollte der vorgestellte Antennentrichter 11 anmontiert werden.With the level measuring device according to the invention, fill levels of both electrically conductive and non-conductive filling materials can be determined. Furthermore, in contrast to level measurement with electromagnetic waves emitted by antennas, fill levels of liquids and granulated solids can also be measured. It has also been found that the design of the flange feedthrough into the interior of the container is not critical if the diameter of the individual conductor 10 is less than about 5 mm. The antenna funnel 11 presented should only be mounted if the individual conductors 10 are thicker.
Die Einsatzbereiche des erfindungsgemäßen Füllstandmeßgerates sind dort prädestiniert, wo Ultraschall- und Radar-Messung aufgrund zuvieler Fehlechos oder wegen zu kleiner Körnung des Füllgutes oder ähnliches ausscheiden.The areas of application of the level measuring device according to the invention are predestined where ultrasound and radar measurements are not suitable due to too many false echoes or because the grain size of the filling material is too small or similar.
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1 Sende- und Empfangseinrichtung1 transmitting and receiving device
2 Ausgang2 Output
3 Koaxialkabel3 coaxial cables
4 Außenleiter4 outer conductors
5 Innenleiter5 inner conductors
&bgr; Montageflansch&bgr; Mounting flange
7 Bohrung7 Bore
8 Schraube8 Screw
9 Isolation9 Isolation
10 Einzelleiter10 single conductors
11 Anpassungstrichter11 Adjustment funnel
12 Öffnung12 Opening
13 Flansch13 Flange
14 Befestigungsklotz14 Mounting block
15 Füllgut15 Filling material
16 Wandung16 Wall
17 Wandung17 Wall
d Durchmesser des Innenleitersd Diameter of the inner conductor
D Durchmesser des AußenleitersD Diameter of the outer conductor
Dl Anfangsdurchmesser des AnpassungstrichtersDl Initial diameter of the adjustment funnel
D2 Enddurchmesser des AnpassungstrichtersD2 Final diameter of the adjustment funnel
10a ein Ende10a an end
10b anderes Ende10b other end
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9421870U DE9421870U1 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Level measuring device and its use |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944404745 DE4404745C2 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Level measuring device |
| DE9421870U DE9421870U1 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Level measuring device and its use |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9421870U1 true DE9421870U1 (en) | 1997-02-06 |
Family
ID=25933811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9421870U Expired - Lifetime DE9421870U1 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Level measuring device and its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9421870U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6619117B1 (en) | 1999-09-11 | 2003-09-16 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Level measuring instrument |
-
1994
- 1994-02-15 DE DE9421870U patent/DE9421870U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6619117B1 (en) | 1999-09-11 | 2003-09-16 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Level measuring instrument |
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