JP2545706B2 - 所定の充填レベルを確認及び又は監視する装置 - Google Patents

所定の充填レベルを確認及び又は監視する装置

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JP2545706B2 JP6508583A JP50858394A JP2545706B2 JP 2545706 B2 JP2545706 B2 JP 2545706B2 JP 6508583 A JP6508583 A JP 6508583A JP 50858394 A JP50858394 A JP 50858394A JP 2545706 B2 JP2545706 B2 JP 2545706B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、センサと電子式励振回路と評価回路と特性
インピーダンスとを備えた所定の充填レベルを確認及び
又は監視する装置であって、前記センサは、充填物が所
定の充填レベルに達したときに充填物と接触するよう
に、監視すべき充填物レベルの高さで容器内に配置され
ており、前記電子式励振回路は、圧電式励振・受信変換
器を介して前記センサをその固有共振周波数で機械的振
動として励振し、かつ前記評価回路は、前記センサの機
械的振動の周波数が切換え周波数を上回っているか、そ
れとも下回っているかに関連して表示動作及び又は切換
え動作をレリーズするために設けられており、かつ前記
特性インピーダンスは、センサの固有共振周波数に対し
て一義的な関係にあるように選ばれている形式のものに
関する。
［背景技術］ 前記形式の装置は例えばドイツ連邦共和国特許第3931
453号明細書に基づいて公知である。該公知の装置で
は、センサは、互いに並列的に間隔をおいてダイヤフラ
ムに固定された２本の振動棒を有し、両振動棒は、電子
式励振回路によって励振された圧電式励振・受信変換器
により、振動棒長手方向に対して横方向に互いに逆向き
に振動させられる。しかし又、センサがただ１本の振動
棒しか有していない形式の装置、或いは別の方式で全く
振動棒なしに構成された形式の装置も公知である。いず
れにしても公知の装置の機能態様は、センサが充填物と
接触したときにセンサの固有共振周波数が変化すること
に基づいている。センサが充填物によって覆われている
場合には、その固有共振周波数は、センサが充填物から
解放されている場合よりも低い。切換え周波数は、セン
サが覆われている場合の低い固有共振周波数と、センサ
が解放されている場合の高い固有共振周波数との間にあ
るように選ばれる。評価回路が、センサの振動周波数が
切換え周波数よりも低いことを確認した場合、このこと
は取りも直さず、センサが充填物によりも高いレベルに
あることの証左である。これとは反対に評価回路が、セ
ンサの振動周波数が切換え周波数よりも高いことを確認
した場合には、このことは、センサが充填物から解放さ
れていること、要するに充填物レベルが、監視すべきレ
ベル以下にあることの標徴である。
製作上の原因から、各センサの共振周波数は異なって
いる。他面において特に充填物が低密度の液体の場合に
は、センサが覆われている場合と解放されている場合の
固有共振周波数が互いに比較的近く位置していることが
あるので、各センサの切換え周波数は個々別々に調整さ
れねばならない。その場合評価回路は強制的にセンサと
組を成している。評価回路を別のセンサと接続して使用
する必要がある場合には、該評価回路はこの別のセンサ
に改めて調和されねばならず、このためには、この別の
センサの固有共振周波数は既知でなければならない。こ
の調和は通常、装置の使用現場で造作なく行なうことは
できない。これによって修理作業及び保守作業の実施が
面倒になる。
［発明の開示］ 本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良し、
各評価回路を任意のセンサに接続して使用できるように
し、しかも各センサに対して評価回路をその都度個々に
調和させる必要がないようにすることである。
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、電子
式励振回路と圧電式励振・受信変換器との間並びに特性
インピーダンスと評価回路との間に差込みコネクタが配
置されており、該差込みコネクタは、前記の電子式励振
回路と圧電式励振・受信変換器との間の導電接続路並び
に前記の特性インピーダンスと評価回路との間の導電接
続路を形成し、前記差込みコネクタが前記特性インピー
ダンス用の取付け枠を包囲しており、かつ前記差込みコ
ネクタは、センサの中空室中に配置されている点にあ
る。
本発明の装置を製作する場合、すべての評価回路は等
しく構成される。各センサに対して該センサの固有共振
周波数は解放状態で測定され、また特性インピーダンス
の抵抗値は、測定された固有共振周波数に関連して選ば
れる。特性インピーダンスは取付け枠内に嵌め込まれ、
こうして当該センサに配設される。この場合評価回路
は、特性インピーダンスの抵抗値に関連した電気量をも
った電気信号を発生させるように構成されており、しか
も特性インピーダンス信号を認識しかつ各センサに個々
に関係づけられた切換え周波数を特性インピーダンスの
抵抗値に関連して調整する装置を有している。このよう
にして各評価回路は各センサと組合され、この場合、セ
ンサに評価回路を適合させるために特別の調整を行なう
必要は全くない。
本発明の有利な構成と実施態様は請求の範囲の従属請
求項に記載した通りである。
［図面の簡単な説明］ 図１は本発明による装置の実施励の側面図である。
図２は組合せた状態で示された差込みコネクタの非対
称的な拡大縦断面図である。
図３は受容体の断面図である。
図４はスリーブプラグの部分的な断面図である。
図５は差込みコネクタの取付け枠の部分的な断面図で
ある。
［発明を実施するための最良の形態］ 次に図面に基づいて本発明の実施励を詳説する。
図１には、所定の充填レベルを確認及び又は監視する
装置が符号１で図示されている。該装置１は差込みコネ
クタ２の振動棒11,12とねじ込み部材３と電子素子収容
ケーシング４とから成っている。前記振動棒11,12は、
装置１によって充填レベルを確認及び又は監視しようと
している容器（図示せず）の内部へ突入している。前記
ねじ込み部材３は円筒形の形状でありかつ円筒形の雄ね
じ山31を有し、該雄ねじ山によって前記装置１は、充填
レベルを確認及び又は監視しようとしている容器の壁内
に固定されている。
また前記ねじ込み部材３は六角形縁部32を有してい
る。該六角形縁部32はトルクを導入するために役立ち、
該トルクによって装置１は前記雄ねじ山31によって、容
器壁を嵌通する孔の雌ねじ山に螺合締結されている。雄
ねじ山31から離反した方の側で前記六角形縁部32には管
状カラー33が接続している。該管状カラーの端面は、電
子素子収容ケーシング４の内室41の底部と合致してい
る。ねじ込み部材３の内部は中空室４を形成し、該中空
室の内部には、圧電式励振・受信変換器（図示せず）及
び差込みコネクタ２が配置されている。該差込みコネク
タ２を介して圧電式励振・受信変換器は、前記電子素子
収容ケーシング４の内室41内でプリント配線板42上に配
置された電子式励振回路と接続されている。プリント配
線板42上には、前記圧電式励振・受信変換器の励振回路
と共に、装置の評価回路も配置されている。更にまた内
室41内には、電気的な接続手段が配置されており、該接
続手段を介して前記評価回路は、測定部位から離れて配
置されたアクチュエータ又は表示計器及び又は監視器と
接続されている。PGねじ締結機構43は、電子素子収容ケ
ーシング４内へ接続導線を挿入するために使用される。
前記内室41は蓋44によって閉塞されている。圧電式励振
・受信変換器の振動棒11,12と、該振動棒11,12用のダイ
ヤフラムを含むねじ込み部材３と電子式励振回路とは相
俟って装置１のセンサ10を形成している。
図２には差込みコネクタ２の断面図が示されている。
説明をし易くするために、図面は非対称的縦断面されて
いる。差込みコネクタ２は、受容体５とスリーブプラグ
７と取付け枠８とから成っている。前記受容体５は、図
３に示したように、円筒ブシュ51とソケットケーシング
52とから成っている。前記円筒ブシュ51は小径区分53を
有している。該小径区分53はスリーブ100に対して嵌合
継手を形成し、該スリーブ自体は、該スリーブ100内に
配置された圧電式励振・受信変換器の外側カプセルに対
して空間的に接続している。前記円筒ブシュ51の底部を
２つの開口54,55が貫通しており、該開口は、スリーブ
プラグ７の２つの脚部71及び72を受容するために定めら
れている。図２から判るように、組合せた状態ではスリ
ーブプラグ７の両脚部71及び72は受容体５の前記開口5
4,55内において、ソケットケーシング52の外周部に沿っ
て平行に延びて該ソケットケーシング52の端部を僅かに
超えて突出する位置を占めている。
ソケットケーシング52の内部は、円筒ブシュ51から離
反した方の受容体５の端部から僅かな距離をおいて軸方
向に延在する開口56によって形成されている。該開口56
は、４つの貫通孔を有する斜方形の形状の横断面を有し
ている。中央台座57はウェブ58,59及び溝60,61と相俟っ
て２つの接点ばね21,22用の保持器を形成している。受
容体５は、プラスチックから射出成形品として製作され
ているのが有利である。
図４には、スリーブプラグ７の部分的な断面図が図示
されている。両脚部71,72はウェブ73によって結合され
ている。組合せた状態ではウェブ73の上縁は、受容体５
の円筒開口62の底部に支持される。各脚部71,72は、そ
れぞれ金属製のコネクタブシュ74,79の貫通した中空室
を包囲している。導電線（但し図示を簡単にするために
図２では２本の導電線23,24を示したにすぎない）は圧
電式励振・受信変換器と金属製コネクタブシュ74,79と
の間を電気的に接続する。導電線23,24は、適当な接続
技術、例えば鑞継手101,102によって金属性のコネクタ
ブシュ74,79と結合されている。脚部71,72の外周面に
は、両脚部の互いに対面した方の側で、ガイド溝75,76
が互いに対向して位置するように成形されている。両ガ
イド溝は前記ウェブ73から軸方向に延在しかつ該ウェブ
73を両側で完全に貫通している。しかしながら両ガイド
溝は脚部71,72の他端部まで完全に延在するのではな
く、それぞれ保持縁77,78で終っている。組合せた状態
でガイド溝75,76は、取付け枠８の互いに向き合った２
つの係止ばね81,82を受容するために定められている。
両脚部71,72の端面は開口14,15によって貫通されてい
る。
受容体５は、スリーブプラグ７と同じく、適当なプラ
スチックから射出成形品として製作されているのが有利
である。
図５には、取付け枠８の部分的な断面図が図示されて
いる。該取付け枠８は特性インピーダンス25を受容しか
つ保持するために定められている。このために取付け枠
８には、２つのばね脚片83,84から成る抵抗ホルダーが
一体に成形されている。この場合、嵌め込まれた特性イ
ンピーダンス25は、該特性インピーダンス25の外周面を
２つの半円形状の支承部85,86によって取り囲むよう
に、ばね脚片83,84によって保持される。また取付け枠
８は、保持プレート87と、該保持プレート87に対して直
角に延びる向き合って位置する２つのガイド88とを有し
ている。但し、図５では１つのガイドしか図示されてい
ない。２つのガイドは、図平面で見てガイド88の背後で
保持プレート87の対向側に一体に成形されている。両ガ
イド88には、ほぼ全体にわたって２つの縦方向スリット
89,90が穿設されている。こうして生ずる中央のウェブ
は係止ばね81,82を形成する。該係止ばね81,82には夫々
１つの長方形の係止バー91が一体成形されている。更に
また前記半円形状の支承部85,86の対称軸線に対して軸
線を整合させた１つの孔16が保持プレート87には穿孔さ
れている。取付け枠８も適当な材料から射出成形品とし
て製作することができる。
ところで差込みコネクタ２は次のようにして組合され
る。すなわち先ず導電線23,24を介して圧電式励振・受
信変換器をプラグブシュ74,79と電気的に接続した上
で、該プラグブシュ74,79がスリーブプラグ７の脚部71,
72が挿入されて係止される。これと同時に接点ばね21,2
2が受容体５の開口56内に挿入される。自由な状態でセ
ンサの固有共振周波数を確定し、かつ、配設すべき特性
インピーダンス25を選択した後に該特性インピーダンス
が取付け枠８内に嵌め込まれる。これに続いて該受容体
５の開口54,55内へスリーブプラグ７が導入される。受
容体５、スリーブプラグ７及び取付け枠８の各部材の相
互位置の位置決めは、ソケットケーシング52の端面に取
付け枠８を位置正しく載着することによって行われる。
次いでスリーブプラグ７と取付け枠８とを押し合わせる
ことによって、前記特性インピーダンス25は開口56内に
導入され、かつ、ソケットケーシング52の端面に対する
保持プレート87の当接によって、接点ばね21,22と電気
的に接触する位置を占める。同時に取付け枠８がガイド
88によって案内されて、係止ばね81,82はガイド溝75,76
の内部の位置を占め、かつ取付け枠８の係止バー91はス
リーブプラグ７の保持縁77,78に係合する。これによっ
て受容体５はスリーブプラグ７と取付け枠８との間に締
め込まれて、着脱可能な継手が形成され、該継手は、差
込みコネクタ２のスリーブ側を形成すると同時に特性イ
ンピーダンス25を接点ばね21,22に対する電気的な接触
状態に維持するように、受容体５とスリーブプラグ７と
取付け枠８との相互位置を確定する。
前記の受容体５とスリーブプラグ７と取付け枠８とを
組合せた後、保持プレート87は、脚部71,72の端部間に
位置を占め、こうして脚部71,72の端面と保持プレート8
7の背面とから形成される面13が連続的に延在すること
になり、該面13には開口14,15,16,17が穿設されている
にすぎない。
電子素子収容ケーシング４の内室では、プリント配線
板42上に電子式励振回路と評価回路が配置されている。
両回路を電子素子収容ケーシング４に対して電気絶縁す
るために、両回路はカップ状の絶縁体200によって包囲
されている。図２では、カップ状の絶縁体200の一部分
が図示されている。該絶縁体200の底部201は連続的に一
貫した平面ではなくて、中央区域において幾分後退して
コネクタ凹設部202を形成しており、該コネクタ凹設部
の周壁203は、前記底面部201から直角に更に幾分延び
て、差込みコネクタ２を包囲する絶縁部を形成してい
る。底部201に続くコネクタ凹設部202は接点支持体204
によって閉鎖されている。底部201に対比して該接点支
持体204は著しく大きな壁厚を有している。接点支持体2
04を円筒形の端子ピン（接点ピン）205,206,207,208が
貫通し、該端子ピンは、プリント配線板42に対面した絶
縁体200の内室へなお幾分突入している。該端子ピン205
〜208は、当業者には公知の適当な固定方式によって接
点支持体204内に固定することができる。この固定は、
例えば射出成形時に埋込むことによって行なうことがで
きる。
端子ピン205〜208を有する接点支持体204を配置する
ことによって差込みコネクタ２のピン側は構成される。
端子ピン205〜208に接続された導電線26,27,28,29は
プリント配線板42に対する電気接続を形成する。端子ピ
ン205〜208に対する導電線26〜29の接続は、当業者には
公知の任意の接続方式によって、例えば鑞接によって行
なうことができる。差込みコネクタ２の閉鎖によって端
子ピン205,206は開口14,15を貫通してプラグブシュ74,7
9と電気的な接触状態に保たれ、同時にまた端子ピン20
7,208は開口16,17を貫通して接点ばね21,22と電気的な
接触状態に保たれる。従って導電線26,27、端子ピン20
5,206、プラグブシュ74,79及び導電線23,24を介して励
振回路42は圧電式励振・受信変換器と電気接続されてい
る。同時に導電線28,29、端子ピン207,208及び接点ばね
21,22を介して、特性インピーダンス25を評価回路42と
電気的に接続させる回路は閉じられる。
いまや当業者には容易に認識できるように、差込みコ
ネクタ２を介して励振回路と圧電式励振・受信変換器と
の間の電気接続と同時に特性インピーダンス25と評価回
路との間の電気接続が容易に閉じられ、かつ再び容易に
断たれ、これによって任意の評価回路を任意のセンサと
容易に組合せ得ることは明らかである。これによって修
理作業及び保守作業の実施も著しく簡便になる。
任意の評価回路42を任意のセンサ10に配設することに
伴う特性インピーダンス25の交換も同様に簡単な方式
で、つまり差込みコネクタ２を分離しかつ例えば細いね
じ回しを用いて係止バー91の係止を解除した後に取付け
枠８を容易に引き外し、特性インピーダンス25を取り外
しかつ再び挿入するようにして、行なうことができる。

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】センサと電子式励振回路と評価回路と特性
    インピーダンスとを備えた所定の充填レベルを確認及び
    又は監視する装置であって、前記センサは、充填物が所
    定の充填レベルに達したときに充填物と接触するよう
    に、監視すべき充填物レベルの高さで容器内に配置され
    ており、前記電子式励振回路は、圧電式励振・受信変換
    器を介して前記センサをその固有共振周波数で機械的振
    動として励振し、かつ前記評価回路は、前記センサの機
    械的振動の周波数が切換え周波数を上回っているか、そ
    れとも下回っているかに関連して表示動作及び又は切換
    え動作をレリーズするために設けられており、かつ前記
    特性インピーダンスは、センサの固有共振周波数に対し
    て一義的な関係にあるように選ばれている形式のものに
    おいて、 （ａ）電子式励振回路（42）と圧電式励振・受信変換器
    との間並びに特性インピーダンス（25）と評価回路（4
    2）との間に差込みコネクタ（２）が配置されており、
    該差込みコネクタは、前記の電子式励振回路（42）と圧
    電式励振・受信変換器との間の導電接続路（23,24,26,2
    7,74,79,205,206）並びに前記の特性インピーダンス（2
    5）と評価回路（42）との間の導電接続路（21,22,28,2
    9,207,208）を形成していること、 （ｂ）前記差込みコネクタ（２）が前記特性インピーダ
    ンス（25）用の取付け枠（８）を包囲していること、か
    つ （ｃ）前記差込みコネクタ（２）が、センサ（10）の中
    空室（34）内に配置されていること を特徴とする、所定の充填レベルを確認及び又は監視す
    る装置。
  2. 【請求項２】差込みコネクタ（２）が、電子回路（42）
    を包囲する絶縁体（200）と一体に結合されたコネクタ
    凹設部（202）から成るピン部分及び、受容体（５）と
    スリーブプラグ（７）と取付け枠（８）とから成るスリ
    ーブ部分によって構成されている、請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】差込みコネクタ（２）が実質的に絶縁体
    （203,204）によって包囲されている、請求項１記載の
    装置。
  4. 【請求項４】受容体（５）が、一体に成形された２つの
    部分すなわち円筒ブシュ（51）とソケットケーシング
    （52）とから成る、請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】ソケットケーシング（52）の開口（54）内
    に接点ばね（21,22）が配置されている、請求項４記載
    の装置。
  6. 【請求項６】ソケットケーシング（52）の開口（56）内
    には、台座（57）、ウェブ（58,59）及び、接点ばね（2
    1,22）を受容して係止するための溝（60,61）が一体に
    成形されている、請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】スリーブプラグ（７）が、少なくとも２つ
    の脚部（71,72）と、該脚部（71,72）を結合するウェブ
    （73）とから一体に構成されており、かつ前記の両脚部
    （71,72）がそれぞれ金属製のコネクタブシュ（74,79）
    を包囲している、請求項２記載の装置。
  8. 【請求項８】両脚部（71,72）に沿って、向き合ったガ
    イド溝（75,76）が成形されており、両ガイド溝が、対
    称軸線に対して直角に延びる保持縁（77,78）で終わっ
    ている、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】取付け枠（８）が、係止ばね（81,82）と
    ばね脚片（83,84）とガイド（88）と係止バー（91）と
    保持プレート（87）とから一体に構成されている、請求
    項２記載の装置。
  10. 【請求項１０】受容体（５）とスリーブプラグ（７）と
    取付け枠（８）と絶縁体（200）が射出成形法でプラス
    チックから製作されている、請求項２記載の装置。
  11. 【請求項１１】受容体（５）とスリーブプラグ（７）と
    取付け枠（８）とが、係止ばね（81,82）と係止バー（9
    1）と保持縁（77,78）とから成る着脱可能な継手によっ
    て相互位置を保持されている、請求項２記載の装置。
  12. 【請求項１２】特性インピーダンス（25）が、取付け枠
    （８）のばね脚片（83,84）の支承部（85,86）によって
    規定された位置で、接点ばね（21,22）と電気接続する
    ようにソケットケーシング（52）の内室（56）内に保持
    されている、請求項１記載の装置。
  13. 【請求項１３】スリーブプラグ（７）の脚部（71,72）
    の端面と取付け枠（８）の保持プレート（87）の端面と
    から形成される面（13）を貫通する開口（14,15,16,1
    7）が設けられており、かつ該開口（14,15,16,17）を端
    子ピン（205,206,207,208）が貫通している、請求項１
    記載の装置。
  14. 【請求項１４】差込みコネクタ（２）を組合せた状態で
    スリーブプラグ（７）の脚部（71,72）が、受容体
    （５）の開口（54,55）を貫通して該受容体（５）のソ
    ケットケーシング（52）の外周面に対して軸方向に延在
    しており、かつ、取付け枠（８）の保持プレート（87）
    が、前記脚部（71,72）の外周面とソケットケーシング
    （52）の外周面との間で軸方向に延びるガイド（88）に
    よって位置固定されて、前記ソケットケーシング（52）
    の端面に当接しており、かつばね脚片（81,82）が、ガ
    イド溝（75,76）を貫通して係止バー（91）でもってス
    リーブプラグ（７）の保持縁（77,78）に支持されてい
    る、請求項11記載の装置。
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