FR2486652A1

FR2486652A1 - LIQUID LEVEL SENSOR WITH CAPACITY EFFECT

Info

Publication number: FR2486652A1
Application number: FR8110077A
Authority: FR
Inventors: Heino Zimmermann; Heinrich Hansemann; Otto Grunz
Original assignee: Gustav F Gerdts KG
Current assignee: Gustav F Gerdts KG
Priority date: 1980-07-11
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1982-01-15
Also published as: RO81308B; DK308381A; GB2079950B; NO812354L; GB2079950A; DE3026342C2; RO81308A; DE3026342A1; DK149288C; SE8103036L; DK149288B; HU183510B; JPS5749815A; FR2486652B1

Abstract

A.SONDE DE NIVEAU DE LIQUIDE A EFFET DE CAPACITE. B.SONDE DE NIVEAU DE LIQUIDE A EFFET DE CAPACITE COMPRENANT UN CARTER DE BRANCHEMENT 1 ET UNE ELECTRODE 3 FAISANT SAILLIE HORS DU CARTER AVEC SA PORTION SENSIBLE 2 ENTOUREE D'UNE GAINE ISOLANTE 5, CARACTERISEE PAR UN CANAL D'EVACUATION DE VAPEUR 9, 13 QUI RELIE L'ESPACE INTERIEUR DE LA GAINE ISOLANTE 5 A L'ATMOSPHERE. C.L'INVENTION EST APPLICABLE A DES SONDES DE MESURES DE NIVEAU POUR LIQUIDES CHAUDS ET SOUS PRESSION.A. SENSOR OF THE LEVEL OF LIQUID WITH A CAPACITY EFFECT. B. SENSOR OF LEVEL OF LIQUID WITH A CAPACITY EFFECT INCLUDING A CONNECTION HOUSING 1 AND AN ELECTRODE 3 PROJECTING OUT OF THE HOUSING WITH ITS SENSITIVE PORTION 2 SURROUNDED BY AN INSULATING SHEATH 5, CHARACTERIZED BY A STEAM EXHAUST CHANNEL 9, 13 WHICH CONNECTS THE INTERIOR SPACE OF THE INSULATING SHEATH 5 TO THE ATMOSPHERE. C. THE INVENTION IS APPLICABLE TO LEVEL MEASUREMENT PROBES FOR HOT AND PRESSURIZED LIQUIDS.

Description

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L'invention concerne une sonde de détection de The invention relates to a sensor for detecting

niveau liquide à effet de capacité comprenant un carter de rac- a liquid level with a capacity effect comprising a crankcase

cordement et une électrode qui fait saillie hors du carter avec cord and an electrode that protrudes out of the housing with

sa partie sensible, laquelle est entourée d'une gaine d'isola- its sensitive part, which is surrounded by an insulating sheath

tion. En raison de sa résistance à la température et de sa stabilité chimique -le polytetrafluoroéthylène(PTFE) s'est tion. Due to its resistance to temperature and its chemical stability - polytetrafluoroethylene (PTFE) was

montré comme étant le matériau le plus avantageux pour consti- shown to be the most advantageous material for constituting

tuer la gaine d'isolation. Déjà avec de faibles épaisseurs de paroi, le PTFE est pratiquement complètement imperméable par kill the insulation sheath. Already with small wall thicknesses, PTFE is almost completely impervious

rapport aux fluides usuels dans ces procédés de sondage. compared to the usual fluids in these sounding methods.

Malheureusement, dans les épaisseurs de paroi techniquement réalisables, par exemple, à l'égard de la vapeur d'eau, notamment sous pression, le PTFE est perméable dans une mesure importante. La conséquence est, dans son emploi, que des molécules d'eau pénètrent, à travers la gaine isolante, entre celle-ci et l'électrode. Si alors, par exemple en raison d'un abaissement brusque de la pression dans le réservoir du liquide à surveiller, la température de l'électrode est plus élevée que le point d'ébullition correspondant a la chute de pression, il Unfortunately, in technically feasible wall thicknesses, for example, with respect to water vapor, especially under pressure, PTFE is permeable to a significant extent. The consequence is, in its use, that water molecules penetrate, through the insulating sheath, between this and the electrode. If then, for example due to a sudden lowering of the pressure in the reservoir of the liquid to be monitored, the temperature of the electrode is higher than the boiling point corresponding to the pressure drop, it

se produit une évaporation de l'eau ayant pénétré dans la sonde. evaporation of the water having penetrated into the probe.

Il en résulte, dans l'enveloppe isolante, une surpression qui la déforme et rend l'indication défectueuse de niveau fournie This results, in the insulating envelope, an overpressure which deforms it and makes the faulty indication of level provided

par la sonde.by the probe.

L'invention a pour but de réaliser une sonde de niveau du type mentionné qui n'est pas influencée, dans son fonctionnement et dans sa durée de vie, par une diffusion de The object of the invention is to provide a level probe of the type mentioned which is not influenced, in its operation and in its lifetime, by a diffusion of

fluide à travers la gaine isolante. fluid through the insulating sheath.

Dans ce but, la sonde conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un canal d'évacuation qui For this purpose, the probe according to the invention is characterized in that it comprises an evacuation channel which

fait communiquer l'intérieur de la gaine isolante avec l'armos- communicates the inside of the insulating sheath with the armor

phère. En effet, les molécules de fluide ayant pénétré dans la gaine isolante peuvent se détendre vers l'extérieur-à travers ce canal, ce qui évite le risque d'établissement d'une phere. Indeed, the fluid molecules having penetrated into the insulating sheath can relax outwards-through this channel, which avoids the risk of establishing a

surpression intérieure dangereuse.dangerous internal pressure.

L'invention prévoit différents modes de réalisation parmi lesquels: The invention provides various embodiments among which:

- l'électrode présente elle-même un alésage longi- the electrode itself has a longitudinal bore

tudinal qui sert de canal d'évacuation. tudinal which serves as evacuation channel.

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- l'électrode présente, dans sa portion extérieure sensible, un perçage transversal qui s'étend entre le pourtour the electrode has, in its sensitive outer portion, a transverse bore which extends between the periphery

de l'électrode et l'alésage longitudinal. of the electrode and the longitudinal bore.

- l'électrode peut présenter plusieurs perçages transversaux répartis sur la longueur de la portion sensible. - l'alésage longitudinal est formé, sur l'extrémité de l'électrode voisine du carter, comme un perçage borgne, et the electrode may have several transverse bores distributed over the length of the sensitive portion. the longitudinal bore is formed, on the end of the electrode adjacent to the housing, as a blind hole, and

l'électrode placée à l'intérieur du carter de branchement pré- the electrode placed inside the connection box pre-

sente un perçage transversal conduisant à l'alésage longitudinal. there is a transverse bore leading to the longitudinal bore.

- le carter de branchement peut être lui-même - the service box can be itself

pourvu d'un perçage d'évacuation conduisant à l'extérieur. provided with a drainage hole leading to the outside.

La description ci-après se rapporte à un exemple The following description refers to an example

de réalisation d'une sonde de niveau à effet de capacité con- of a capacitance effect level probe

forme à l'invention avec référence au dessin annexé qui repré- form of the invention with reference to the appended drawing which represents

sente une vue en coupe longitudinale de la sonde. a longitudinal sectional view of the probe.

La sonde comprend un carter de branchement 1. Elle présente en outre une électrode 3 en forme de tige, qui fait saillie hors du carter 1 avec sa portion sensible 2, laquelle est entourée dans le domaine de l'ouverture de sa pénétration dans le carter 1, d'une gaine 5 en PTFE qui est fermée à son The probe comprises a branch housing 1. It furthermore has a rod-shaped electrode 3 which protrudes out of the housing 1 with its sensitive portion 2, which is surrounded in the area of the opening of its penetration into the housing. 1, of a PTFE sheath 5 which is closed to its

extrémité libre. Un ressort de compression 6 agit sur une ron- free end. A compression spring 6 acts on a ron-

delle 7 et un écrou 8 pour presser l'électrode 3 axialement contre un épaulement conique, avec sa gaine d'isolation 5, dans l'ouverture 4 de traversée du carter, sous forme d'un joint delle 7 and a nut 8 for pressing the electrode 3 axially against a conical shoulder, with its insulating sheath 5, in the opening 4 through the housing, in the form of a seal

étanche.waterproof.

L'électrode 3 présente un alésage longitudinal central 9, qui se termine comme perçage borgne, à une certaine distance de l'extrémité de l'électrode insérée dans l'espace intérieur 10 du carter de branchement 1. L'électrode 3 présente en outre, répartis le long de sa portion sensible extérieure 2, plusieurs perçages transversaux 11 qui s'étendent entre le The electrode 3 has a central longitudinal bore 9, which terminates as a blind bore, at a distance from the end of the electrode inserted into the interior space 10 of the branch housing 1. The electrode 3 furthermore , distributed along its outer sensitive portion 2, several transverse holes 11 which extend between the

pourtour de l'électrode et l'alésage longitudinal 9. around the electrode and the longitudinal bore 9.

Un autre perçage transversal 12 prévu dans l'élec- Another transverse bore 12 provided in the elec-

trode 3 réunit l'alésage longitudinal 9 avec l'espace intérieur 10 de la gaine 5, lequel, à son tour, est réuni à l'atmosphère trode 3 joins the longitudinal bore 9 with the inner space 10 of the sheath 5, which, in turn, is joined to the atmosphere

à travers un perçage d'évacuation 13 prévu dans le carter 1. through an exhaust bore 13 provided in the casing 1.

Grâce à la réalisation du perçage borgne de l'alé- Thanks to the blind hole drilling of the

sage longitudinal 9, il est possible de prévoir à l'extrémité de l'électrode 3 tournée vers le carter, un perçage axial 14 destiné à recevoir une fiche de branchement, non représentée, longitudinal wise 9, it is possible to provide at the end of the electrode 3 facing the housing, an axial bore 14 for receiving a connection plug, not shown,

d'un conducteur électrique.of an electrical conductor.

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Dans le cas o la portion sensible 2 est soumise à un fluide sous pression et chaud contenant de la vapeur d'eau, par exemple lorsque l'électrode est placée dans une chaudière à vapeur, des molécules d'eau peuvent se diffuser, à travers la paroi de la gaine d'isolation. Cependant elles peuvent s'échap- per, hors de l'espace intérieur, vers l'atmosphère, à travers In the case where the sensitive portion 2 is subjected to a fluid under pressure and hot containing water vapor, for example when the electrode is placed in a steam boiler, water molecules can diffuse, through the wall of the insulation sheath. However, they can escape from the inner space to the atmosphere, through

les perçages transversaux 11, l'alésage longitudinal 9, le per- the transverse bores 11, the longitudinal bore 9, the

çage transversal 12, l'espace intérieur 10 et le perçage d'éva- transverse hole 12, the interior space 10 and the evaluation hole

cuation 13. Ainsi est exclu toute accumulation d'eau entre la gaine 5 et l'électrode 3. En cas d'une chute de pression brutale dans le récipient sous pression, il n'y a pas de risque d'une forte augmentation de pression dans la gaine 5 par vaporisation d'eau. En conséquence, une diffusion de vapeur dans la gaine d'isolation n'influence pas la fiabilité de fonctionnement et la durée de vie de la sonde de niveau. L'invention donne ainsi la possibilité de mettre en service une sonde de niveau, avec une gaine d'isolation qui n'est pas absolument étanche à 13. This excludes any accumulation of water between the sheath 5 and the electrode 3. In the event of a sudden pressure drop in the pressure vessel, there is no risk of a sharp increase in pressure in the sheath 5 by vaporization of water. As a result, vapor diffusion in the insulation sheath does not influence the operating reliability and life of the level probe. The invention thus gives the possibility of commissioning a level probe, with an insulation sheath which is not absolutely waterproof at all.

la vapeur, dans un fluide contenant de la vapeur. steam, in a fluid containing steam.

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R E V E N D I C A 5 I 0 N SR E V E N D I C A 5 I 0 N S

) Sonde de niveau de liquide à effet de capacité comprenant un carter de branchement (1) et une électrode (3) faisant saillie hors du carter avec sa portion sensible (2) entourée d'une gaine isolante (5), caractérisée par un canal d'évacuation de vapeur (9r 13) qui relie l'espace intérieur de A capacitance liquid level sensor comprising a branch housing (1) and an electrode (3) protruding from the housing with its sensitive portion (2) surrounded by an insulating sleeve (5), characterized by a channel evacuation system (9r 13) which connects the interior space of

la gaine isolante (5) à l'atmosphère. the insulating sheath (5) to the atmosphere.

) Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrode (3) présente un alésage longitudinal (9) Probe according to Claim 1, characterized in that the electrode (3) has a longitudinal bore (9)

servant de canal d'évacuation.serving as an evacuation channel.

) Sonde suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'électrode (3) présente, dans sa portion sensible (2), un perçage transversal (11) qui s'étend entre le pourtour ) Probe according to claim 2, characterized in that the electrode (3) has, in its sensitive portion (2), a transverse bore (11) which extends between the periphery

de l'électrode et l'alésage longitudinal (9). of the electrode and the longitudinal bore (9).

40) Sonde suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'électrode (3) est pourvue de plusieurs perçages 40) Probe according to claim 3, characterized in that the electrode (3) is provided with several bores

transversaux (11) répartis sur la longueur de sa portion sensi- transversely (11) distributed along the length of its sensi-

ble (2).ble (2).

) Sonde suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage longitudinal (9) de l'électrode (3) est constitué, à son extrémité tournée vers le carter, comme un ) Probe according to claim 2, characterized in that the longitudinal bore (9) of the electrode (3) is constituted at its end facing the housing, as a

perçage borgne, et l'électrode (3) placée dans l'espace inté- blind hole, and the electrode (3) placed in the internal space

rieur (10) du carter (1) présente un perçage transversal (12) the housing (1) has a transverse bore (12)

conduisant à l'alésage longitudinal (9). leading to the longitudinal bore (9).

6 ) Sonde suivant l'une quelconque des revendica- 6) Probe according to any one of the claims

tions 1 à 5, caractérisée en ce que le carter de branchement (1) est pourvu lui-même d'un perçage d'évacuation de vapeur (13) 1 to 5, characterized in that the branch housing (1) is itself provided with a steam discharge bore (13).

conduisant à l'extérieur.leading to the outside.