DE945222C

DE945222C - Liquid level alarm indicator

Info

Publication number: DE945222C
Application number: DEB19435A
Authority: DE
Inventors: Franklin Otis Wisman
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1951-03-13
Filing date: 1952-03-11
Publication date: 1956-07-05

Description

Flüssigkeitsstandalarmanzeiger Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstand alarmanzeiger für einen eine veränderliche Flüssigkeitsmenge enthaltenden Behälter, bei dem ein in wärmeleitender Verbindung mit dem Behälterinneren stehendes Heißleiter-Element durch die wärmeableitende Wirkung dieser Flüssigkeit in Abhängigkeit davon, ob das Element unter oder über dem Spiegel der freien Flüssigkeitsoberfiäche liegt, einen Alarmkreis aus- oder einschaltet und hei dem dieses Heißleiter-Element in einer in das Behälterinnere tauchenden Kammer angeordnet ist, die von einem mit Schraubgewinde versehenen Stutzen gebildet wird, in dem, von ihm elektrisch isoliert, ein Leiterstift gelagert ist, dessen nach außen weisende Seite mit einer Klemme zum Anschluß eines äußeren Stromkreises versehen und dessen andere Seite elektrisch leitend mit dem Heißleiter-Element verbunden ist.Liquid level alarm indicator The invention relates to a liquid level alarm indicator for a container containing a variable amount of liquid, in which a thermistor element in a thermally conductive connection with the interior of the container due to the heat-dissipating effect of this liquid, depending on whether the Element is below or above the level of the free liquid surface, one Switches the alarm circuit on or off and this NTC thermistor element is called in one is arranged in the interior of the container immersed chamber, which is of a screw thread provided nozzle is formed in which, electrically isolated from him, a conductor pin is stored, the outwardly facing side with a terminal for connecting a external circuit provided and the other side electrically conductive with the NTC thermistor element is connected.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, für die vorgenannten Heißleiter-Flüssigkeitsstandalarmanzeiger eine gedrängte Allzweckebauart zu schaffen, durch die der Anzeiger einerseits billig zu fertigen und andererseits ohne weiteres an jeden beliebigen Flüssigkeitsbehälter angesetzt und. an vorhandene Stromkreise angeschlossen werden kann. Um ein solches Anzeigeorgan nicht nur an Kraftftoffbehältern, sondern auch an sehr kleinen Ölbehältern, wie sie moderne Kraftfahrzeuge für die Brems- bzw. Kupplungsflüsigkeit aufweisen, überall sofort verwendbar zu machen, wird erfindungsgemäß das stabförmige Hseilßleiter-Element parallel zur Achse des Schraubgewindes angeordnet, das auch der Leiterstift axial durchläuft. Auf diese Weise ist es möglich, den Heißleiter-Flüssigkeitsstandalarmanzeiger in einfacher Weise anzuschrauben und an vorhandene Stromkreise anzuschließen, und es läßt sich im Falle einer Beschädigung das kleine Aggregat leicht auswechseln. The basic idea of the invention is for the aforementioned NTC thermistor liquid level alarm indicators to create a compact, general purpose design by which the scoreboard is on the one hand cheap too manufacture and on the other hand easily attached to any liquid container and. to existing Circuits can be connected. Not only to such a display organ Fuel tanks, but also very small oil tanks, such as those found in modern motor vehicles for the brake or clutch fluid, can be used anywhere immediately make, according to the invention, the rod-shaped Hseilßleiter element is parallel to the axis of the screw thread arranged through which the conductor pin also passes axially. To this It is possible to use the thermistor liquid level alarm indicator in a simpler way Way to screw on and connect to existing circuits, and it can easily replace the small unit in the event of damage.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Heißleiter-Element von elektrisch leitenden, an seinen Enden befestigten Haltern unterstützt, von denen einer elektrisch mit der Wand der Kammer verbunden ist, während der andere an das sich in die Kammer erstreckende Ende des Leiterstiftes gelegt ist. According to a further feature of the invention is the thermistor element supported by electrically conductive holders attached at its ends, of which one is electrically connected to the wall of the chamber while the other is connected to the is placed in the chamber extending end of the conductor pin.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt Fig. I eine allgemein schematische Darstellung einer einfachen AlarmIeitung für Flüssigkeitsaufspeicherungssysteme, Fig. 2 teilweise einen Schnitt und teilweise einen Aufriß, welche die Einzelheiten- der auf Flüssigkeitsstand reagierenden Vorrichtung zeigen, und Fig. 3 einen Grundriß der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung. The invention is described in detail below with reference to FIG the accompanying drawing is described in which an embodiment of the invention is shown. FIG. I shows a generally schematic representation of a simple one Alarm line for liquid storage systems, FIG. 2 partially a section and partially in elevation showing the details of the liquid level responsive Fig. 3 shows a plan view of the device shown in Fig. 2.

Wenn man nun die Zeichnungen betrachtet, so sieht man, daß Fig. I einen Sammelbehälter 4 für eine Flüssigkeit 5 darstellt, bei dem man eine zweckmäßigere Angabe jeder Veränderung des Flüssigkeitsstandes haben will, die diesen unter das kritische Niveau 6 sinken lassen würde. Eine Hülse 7 ist so durch die Behälterwand 4 geführt, daß der stangenartige Heißleiter8 (Fig. 2) axial zum kritischen Niveau 6 gelagert ist und in wärmeleitender Beziehung mit der Flüssigkeit 5 steht. If one now looks at the drawings, one sees that Fig represents a collecting container 4 for a liquid 5, in which one is more expedient Indication of any change in the fluid level that would fall below the would lower the critical level 6. A sleeve 7 is so through the container wall 4 out that the rod-like thermistor8 (Fig. 2) axially to the critical level 6 is stored and is in a thermally conductive relationship with the liquid 5.

Mittels passender eIektrischer Kontakte 9, II und 12 wird der Heißleiter 8 in Reihenschaltung mit einer Batterie I3 und einer Birne 14 verbunden. Using suitable electrical contacts 9, II and 12, the thermistor 8 connected in series with a battery I3 and a bulb 14.

Die Hülse 7 umfaBt einen Röhrenstöpsel I5, der eine Endausbohrung I6 zur Aufnahme des Heißleiters 8 und ein Gewindeteil I7 besitzt, das in eine mit einem entsprechenden Gewinde versehene Öffnung des Behälters 4 eingeschraubt wird. Der Stöpsel I5 kann ein sechseckiges Kopfteil I8 haben, mittels dessen dieser Stöpsel gut in seiner richtigen Lage in der Behälterwand 4 befestigt werden kann. The sleeve 7 comprises a tubular plug 15 which has an end bore I6 for receiving the thermistor 8 and has a threaded part I7, which is in a with a corresponding threaded opening of the container 4 is screwed. The plug I5 can have a hexagonal head portion I8 by means of which this plug can be fixed well in its correct position in the container wall 4.

Durch den massiven Teil des Stöpsels 15 hindurch geht eine engere Bohrung 23, die einen Leitungszapfen 19 umgibt, der ein Kopfteil 2I und ein Außengewinde 22 besitzt. Diese Bohrung 23 ist an ihrem äußeren Ende erweitert, um den Einlagering 24 aufzunehmen, während ein stöpselförmiger Einlagering 25 am inneren Ende der Bohrung 23 befestigt ist. Die Einlageringe 24 und 25 sind elektrisch isoliert und dienen dazu, den Zapfen 19 von der Wand der Hülse 7 entfernt zu lagern. Der Zapfen 19 besitzt einen geriffelten Teil 26, der durch sein Angreifen im Einlagering 24 den Zapfen 19 am Drehen verhindert. A narrower part goes through the solid part of the plug 15 Bore 23 which surrounds a line pin 19 which has a head part 2I and an external thread 22 owns. This bore 23 is widened at its outer end to the insert ring 24, while a plug-shaped insert ring 25 at the inner end of the bore 23 is attached. The insert rings 24 and 25 are electrically isolated and serve to store the pin 19 away from the wall of the sleeve 7. The pin 19 has a corrugated part 26, which by its engagement in the insert ring 24, the pin 19 prevented from turning.

Ein ringförmiger Teil eines Trägers 27 ist zwischen dem Einlagering 25--und das Kopfteil 21 des Zapfens 19 geklemmt, und außerdem besitzt der Träger 27 édne passende Öffnung, um das eine Ende des Stützdrahtes 28 aufzunehmen. Dieses Ende des Drahtes 28 kann an den Träger 27 gelötet werden, während sein anderes Ende um ein Ende des Heißleiters 8 gedreht und dann daran gelötet wird. An annular part of a carrier 27 is between the insert ring 25 - and the head part 21 of the pin 19 clamped, and also has the carrier 27 has a suitable opening to receive one end of the support wire 28. This End of the wire 28 can be soldered to the carrier 27, while its other end rotated around one end of the thermistor 8 and then soldered to it.

Normalerweise sind die Enden des Heiß leiters 8 mit einem leitenden Überzug versehen, wie z. B. Usually, the ends of the hot conductor 8 with a conductive Provided coating, such as. B.

Kupferüberzug od. dgl., so daß zwischen diesen Enden und den mit ihnen verbindenden Drähten ein guter Kontakt hergestellt ist.Copper plating or the like, so that between these ends and with them connecting wires a good contact is made.

Das eine Ende eines ähnlichen Drahtes 29 ist um das andere Ende des Heißleiters 8 gewickelt und daran gelötet, während das andere Ende des- Drahtes 29 am Träger 31 befestigt ist, und zwar in einer ähnlichen Weise wie die, die beim Draht 28 und beim Träger 27 angewandt wurde. Mittels eines passenden Niets 32 wird der Träger 3I am Stöpsel I5 befestigt. Auf diese Weise ist der Heißleiter 8 im Stöpsel Ig axial gelagert, und bei den meisten Anwendungen des Stöpsels 15 ist also der Heißleiter 8 zur Oberfläche der zu messenden Flüssigkeit parallel. One end of a similar wire 29 is around the other end of the Thermistor 8 wound and soldered to it, while the other end of the wire 29 is attached to the support 31, in a similar manner to that used in Wire 28 and the carrier 27 was applied. By means of a suitable rivet 32 is the carrier 3I attached to the plug I5. In this way the thermistor 8 is in the plug Ig axially supported, and in most applications the plug 15 is therefore the Thermistor 8 parallel to the surface of the liquid to be measured.

Eine Mutter 33 und eine Unterlagscheibe 34 (aus isolierendem Material), die auf das Gewinde 22 des Zapfens 19 aufgeschraubt sind, halten das Ganze fesf zusammen, und mittels einer Mutter 35 und eines Verschlußringes 36 wird das eine Ende des Kontakts g an der Hülse 7 befestigt. In der Fig. I ist der Anschluß II am Stöpsel I5 befestigt. A nut 33 and a washer 34 (made of insulating material), which are screwed onto the thread 22 of the pin 19, hold the whole thing fesf together, and by means of a nut 35 and a locking ring 36 is one The end of the contact g is attached to the sleeve 7. In Fig. I the connection is II attached to the plug I5.

Praktisch ist das aber meistens-unnötig, da der Anschluß II geerdet ist, und der Stöpsel 15 ist gegenüber dem Anschluß g elektrisch isoliert und ebenfalls geerdet. Der Stromkreis, in dem sich der Heißleiter 8 befindet, geht also vom Anschluß g zum Zapfen 19 und von da durch den Träger 27 zum Draht 28, dann durch den Heißleiter und schließlich durch den - Draht 29 und den Träger 31 zur Erde.In practice, however, this is mostly unnecessary, since connection II is grounded is, and the plug 15 is electrically isolated from the terminal g and also grounded. The circuit in which the thermistor 8 is located therefore comes from the connection g to the pin 19 and from there through the carrier 27 to the wire 28, then through the thermistor and finally through the wire 29 and the support 31 to earth.

Die in Fig. 1 gezeigte schematische Vorrichtung zeigt innerhalb weniger Sekunden in sichtbarer Weise an, sobald der Flüssigkeitsstawnd 5 unter das kritische Niveau 6 sinkt. Bei einer typischen Anwendung des in Fig. I gewiesenen Systems konnte der Behälter 4 das Reservoir einer hydraulischen Flüssigkeit in einem hydraulischen Flüssigkeitssystem in einem Omnibus sein. Dieses System kann als einen seiner Bestandteile eine Pumpe hoher, volumetrischer Kapazität besitzen, und im Fall eines Röhrenbruchs in diesem hydraulischen System würde die Pumpe in nicht einmal einer Minute das Reservoir leeren. Bei gewissen Pumpentypen würde nun nicht nur die hydraulische Flüssigkeit nutzlos verschwendet, sondern die Pumpe würde selbst unreparierbar beschädigt, wenn sie leer weiterarbeiten würde. In einem solchen Fall würde also eine im Reservoir 4 zweckmäßig angebrachte Hülse 7 den Chauffeur des Omnibusses sofort vom gefährlich niedrigen Flüssigkeitsstand im Reservoir in Kenntnis setzen. The schematic device shown in Fig. 1 shows within a few Seconds as soon as the liquid level 5 falls below the critical level Level 6 goes down. In a typical application of the system shown in FIG the container 4 the reservoir of a hydraulic fluid in a hydraulic Be a fluid system in a bus. This system can be used as one of its components have a pump of high volumetric capacity, and in the event of a pipe rupture in this hydraulic system, the pump would do that in less than a minute Empty the reservoir. With certain types of pumps, not only the hydraulic Liquid wasted uselessly, but the pump itself would be irreparably damaged, if they continue to work empty would. In such a case it would thus a sleeve 7 expediently attached in the reservoir 4 the bus driver Notify immediately of the dangerously low fluid level in the reservoir.

In obiger Anwendung des Systems besitzt der Heißleiter einen Widerstand von 70 Ohm bei einer Temperatur der Flüssigkeit von 500 C und bei einer Stromstärke von etwa I85 mA, welch letztere stark genug ist, um den Heißleiter zur Selbsterwärmung zu bringen. Der negative Temperaturkoeffizient des Widerstandes beträgt etwa eine Widerstandsveränderung von 21/2 0/o bei einer Temperaturveränderung von einem Zentigrad. Wenn bei diesen Gegebenheiten eine Autolampe und eine geregelte Stromquelle von I4,3 Volt benutzt wird, so besitzt der normale Strom im Stromkreis eine Stärke von etwa I85 mA, bei dem die Lampe überhaupt nicht brennt. Der Heißleiter besitzt einen Durchmesser von etwa o,8 mms und wenn der Flüssigkeitsstand um o,8 mm sinkt, was genügt, um den Heißleiter völlig der Atmosphäre auszusetzen, so fällt der Widerstand um etwa 70°/o auf 19 Ohm; dadurch entsteht aber im Stromkreis ein Strom von 380 mA, der weitaus genügt, um die Lampe 14 zu hellem Brennen zu bringen. Sobald der Heißleiter 8 von der Flüssigkeit nicht mehr bedeckt ist, leuchtet die Alarmlampe in 5 bis 7 Sekunden auf; diese Zeitspanne hängt von der Temperatur der Flüssigkeit ab. Der innere Widerstand der elektrischen Birnen4 dient als Ergänzungswiderstand im Stromkreis, um den Höchstwert des Stroms zu begrenzen, und so den Heißleiter 8 vor übermäßiger Selbsterwärmung zu bewahren. In the above application of the system, the thermistor has a resistance of 70 ohms at a liquid temperature of 500 C and at a current strength of about I85 mA, which latter is strong enough to cause the thermistor to self-heat bring to. The negative temperature coefficient of the resistor is about one Change in resistance of 21/2 0 / o for a temperature change of one centigrade. If under these conditions a car lamp and a regulated power source of I4.3 volts is used, the normal current in the circuit has a strength of around I85 mA at which the lamp does not burn at all. The thermistor has one Diameter of about 0.8 mms and when the liquid level drops by 0.8 mm, what suffices to expose the thermistor completely to the atmosphere, the resistance falls by about 70% to 19 ohms; this creates a current of 380 in the circuit mA, which is by far sufficient to bring the lamp 14 to a bright burn. Once the The thermistor 8 is no longer covered by the liquid, the alarm lamp lights up in 5 to 7 seconds; this time depends on the temperature of the liquid away. The internal resistance of the electrical bulb4 serves as a supplementary resistance in the circuit to limit the maximum value of the current, and so the thermistor 8 to prevent excessive self-heating.

Wie schon gesagt, kommen die obenerwähnten Erscheinungen von dem Unterschied der Wärmeübertragungscharakteristika derFlüssigkeitengegenüber Luft oder anderen Gasen. Da der Heißleiter 8 stets eine gewisse Leitfähigkeit beibehält, weist er auch immer infolge des Stromdurchgangs eine gewisse Selbserwärmung auf. Wenn der Heißleiter in der Flüssigkeit untergetaucht ist, so wird die erzeugte Wärme sehr leicht an die Flüssigkeit abgegeben, und er besitzt dann nur eine geringe Leitfähigkeit. As already said, the phenomena mentioned above come from that Difference in heat transfer characteristics of liquids versus air or other gases. Since the thermistor 8 always retains a certain conductivity, it also always shows a certain amount of self-heating due to the passage of current. When the thermistor is submerged in the liquid, so will the heat generated very easily released into the liquid, and it then has only a low conductivity.

Ist der Heißleiter aber der Luft ausgesetzt, so wird die erzeugte Wärme (gewöhnlich von etwa einigen Watt) viel schwerer abgegeben, als es bei der Flüssigkeit der Fall war, und die Temperatur des Heißleiters steigt an. Diese Temperaturerhöhung hat eine entsprechende Erhöhung der Leitfähigkeit zur Folge, die ihrerseits eine erhöhte Stromstärke und dadurch erhöhte Selbsterwärmung nach sich zieht, bis schließlich eine Stromstärke erreicht ist, die genügt, um die Alarmlampe zu hellem Brennen zu bringen.If the thermistor is exposed to the air, the generated Heat dissipated (usually of about a few watts) much more difficult than the Liquid was the case, and the temperature of the thermistor rises. This temperature increase has a corresponding increase in conductivity, which in turn has a increased amperage and consequently increased self-heating, until finally a current has been reached that is sufficient to burn the alarm lamp brightly bring.

Wenn man den Heißleiter parallel zur Flüssigkeitsoberfläche stellt, so kann man ein Alarmsignal bei Flüssigkeitsstand^erändserungen bekommen, die kaum die Dicke des Heißleiters überschreiten. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet das folgendes: die Stange 8 besitzt einen Durchmesser oder eine Dicke von etwa o,8 mm; wenn also der Flüssigkeitsstand nun so ist, daß die Flüssigkeit den Heißleiter gerade bedeckt, und wenn dann das Niveau sinkt, bis der Heißleiter aus der Flüssigkeit auftaucht, so wird diese Niveauveränderung innerhalb weniger Sekunden angezeigt, und zwar beinahe im selben Moment, in dem das in Frage stehende kritische Niveau überschritten ist. Wenn der Flüssigkeitsstand nicht zu schnell sinkt, dann haben die wenigen Sekunden, die der Heißleiter benötigt, auf die Präzision seiner Angabe nur wenig Einfluß. übrigens kann diese Zeitspanne von einigen Sekunden durch entsprechenden Einbau des Heißleiters leicht ausgeglichen werden. Bei Anwendungen zu Kontrollzwecken sollte diese Ausgleichsmöglichkeit bei der Bezeichnung der betreffenden Einheiten in Betracht genommen werden. If you place the thermistor parallel to the surface of the liquid, so you can get an alarm signal when the fluid level changes, which hardly exceed the thickness of the thermistor. In the present invention means the following: the rod 8 has a diameter or a thickness of about 0.8 mm; so if the liquid level is now so that the liquid is the thermistor just covered, and if then the level drops until the thermistor comes out of the liquid appears, this level change is displayed within a few seconds, almost at the same time as the critical level in question is exceeded. If the fluid level doesn't drop too quickly, then have it the few seconds that the thermistor needs on the precision of its specification little influence. Incidentally, this period of time can be a few seconds through appropriate Installation of the thermistor can be easily compensated. For control purposes this compensation option should be included in the designation of the units concerned be taken into account.

Andererseits wird bei Benutzung eines Heißleiters im System der Fig. I übermäßige Flüssigkeitstemperatur genauso wie übermäßige Flüssigkeitsstandveränderung angezeigt. Im Beispiel der beschriebenen Omnibuseinrichtung wäre die normale Temperatur der Flüssigkeit bei etwa 500 C und könnte eventuell bis zu 750 C ansteigen. Der Heißleiter hätte nun außer seiner Rolle als Flüssigkeitsstandanzeiger noch die Aufgabe, bei Flüssigkeitstemperaturen über 750 C ein Alarmsignal zu geben. On the other hand, when using a thermistor in the system of Fig. I excessive fluid temperature as well as excessive fluid level change displayed. In the example of the bus equipment described, the normal temperature would be of the liquid at around 500 C and could possibly rise to 750 C. Of the In addition to its role as a liquid level indicator, the NTC thermistor would now also have the task of to give an alarm signal at liquid temperatures above 750 C.

Zusammenfassend kann man sagen, daß die Benutzung eines Heiß leiters als empfindliches Element in einem Flüssigkeitsstandsystem Vorteile bietet, deren wichtigste die folgenden sind: I. Beinahe sofortige Angaben der Veränderungen festgesetzter Flüssigkeitsniveaus. In summary, it can be said that the use of a hot conductor as a sensitive element in a liquid level system offers advantages whose The most important are the following: I. Almost instantaneous indications of the changes set Fluid levels.

2. Einfache elektriscbe Stromkreise und Vorrichtungen zur sichtbaren Angabe der Flüssigkeitsstandveränderungen. 2. Simple electrical circuits and devices for making visible Specification of changes in fluid level.

3. Kleine heterogene Widerstandselemente, die so gebaut sind, daß sie leicht und zweckmäßig in einem Flüssigkeitsaufspeicherungssystem gelagert werden können. 3. Small heterogeneous resistance elements that are built so that they are easily and conveniently stored in a liquid storage system can.

4. Genaue Flüssigkeitsstandangaben, und zwar normalerweise innerhalb eines durch die Dicke des Heiß leiters bestimmten Toleranzbereichs. 4. Accurate fluid level information, usually within a tolerance range determined by the thickness of the hot conductor.

Obwohl in der hier beschriebenen--Vorrichtung eine Lampe als sichtbares Alarmsignal der Flüssigkeitsstandveränderungen benutzt wurde, können an Stelle der Lampe auch andere einfache Alarmvorrichtungen verwendet werden, wie z. B. ein elektrisch betätigter Summer. Although in the device described here - a lamp as a visible The liquid level change alarm signal can be used in place of the Lamp, other simple alarm devices can also be used, such as e.g. B. an electric activated buzzer.

Claims

CLAIMS: I. Liquid alarm indicators for a variable A container containing an amount of liquid, in which a thermally conductive connection thermistor element standing with the inside of the container due to the heat dissipating effect this liquid depending on whether the element is below or above the mirror the free surface of the liquid, switches an alarm circuit off or on and in which this thermistor element is immersed in the inside of the container Chamber is arranged, which provide by a screw thread nen Nozzle is formed in which, electrically isolated from it, a conductor pin is stored is, the outward-facing side with a terminal for connecting an external Provided circuit and the other side electrically conductive with the hot conductor element is connected, characterized in that the rod-shaped thermistor element is parallel is arranged to the axis of the screw thread, which is also the conductor pin axially passes through.

2. Indicator according to claim I, characterized ge; indicates that the HeiBleiter element is supported by electrically conductive brackets attached at its ends, by one of which is electrically connected to the wall of the chamber while the other is placed on the end of the conductor pin extending into the chamber.

Attached publications: German patent specifications No. 722 440, 8I3 968.