JPH06511091A - 所定の充填レベルを確認及び又は監視する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 所定の充填レベルを確認及び又は監視する装置［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 けられている形式のものに間する。

［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３９３１４５３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、両振動捧は、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（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 って覆われていること、要するに容器内の充填物レベルが、監視すべきレベルよ 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側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（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。

［発明の開示コ 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側 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を形成してお り、かつ、影像インピーダンス用の取付は枠を有し、該影像インピーダンスは、 差込みコネクタの閉鎖と相俟って評価回路に電気的に接続され、しかも該影像イ 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し た点にある。

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、また影像インピーダ 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。影像インピー ダンスは取付は枠内に嵌め込まれ、こうして当該センサに配設される。この場合 評価回路は、影像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、しかも影像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影像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（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 。

［図面の簡単な説明コ 図１は本発明による装置の実施例の側面図である。

図２は組合せた状態で示し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は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１ 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。

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ｌ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ｌは前記雄ねじ山３１によ って、容器壁を貫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３４を形成し、該中空室の内部には、圧電式励 振・受信変換器（図示ゼず）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・受信変換器用の励振回路と 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、図面は非対称的に縦断面されている。差込みコネクタ ２は、受容体５とスリーブプラグ７と取付は枠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１０ ０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７ １及び７２は受容体５の前記開口５４．５５内において、ソケットケーシング５ ２の外周面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。

各胛部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０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（て、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、取付は枠８の互いに向き合った２つの係止ばね８１，８ ２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、取付は枠８の部分的な断面図が図示されている。該取付は枠８は影像 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 付は枠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、嵌め込まれた影像インピーダンス２５は、該影像インピー 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。また取付は枠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１両ガイド８８には、はぼ全体にわたって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８ １，８２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９ １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に穿孔されている。

取付は枠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２ ３．２４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２１，２２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、配設すべき影像インピーダンス ２５を選択した後に該影像インピーダンスが取付は枠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及び取付は枠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の端面に取付は枠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と取付は枠８とを押し合わせることによって、前 記影像インピーダンス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。

同時に取付は枠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、かつ取付は枠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と取付は枠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影像インピーダンス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と取付は枠８との相互位置を確定する。

前ご己の受容体５とスリーブプラグ７と取付は枠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８７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８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２０４を円筒形の端子ビン（接点ビン）２０５゜２ ０６．２０７，２０８が貫通し、該端子ビンは、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。該端子ビン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 。

端子ビン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のビン側は構成される。

端子ビン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。端子ビン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ビン２０５ ．２０６は開口１４．１５を貫通してプラグブシュ７４．７９と電気的な接触状 態に保たれ、同時にまた端子ビン２０７，２０８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、端子ビン２０５，２０６、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２Ｂ、２９、端子ビン２０７．２０８及び接点ばれ２ １．２２を介して、影像インピーダンス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影像インピーダンス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影像インピーダン 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パー９１の係止を解除した後に取付は枠８を容易に 引き外し、影像インピーダンス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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．センサと電子式励振回路と評価回路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影像イン ピーダンス（２５）と評価回路（４２）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（２３，２４，２６，２７，７４，７９，２０５ ，２０６）並びに前記の影像インピーダンス（２５）と評価回路（４２）との間 の導電接続路（２１，２２，２８，２９，２０７，２０８）を形成していること 、 （ｂ）前記差込みコネクタ（２）が前記影像インピーダンス（２５）用の取付け 枠（８）を包囲してしていること、 （ｃ）前記影像インピーダンス（２５）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．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）から成るビン部分及び、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記数の装置。 ３．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、請求項１記載の装置。 ４．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。 ５．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。 ６．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５記載の装置。 ７．ソケットケーシング（５２）の開口（５４）内には、台座（５７）、ウェブ （５８，５９）及び、接点ばね（２１，２２）を受容して係止するための溝（６ ０，６１）が一体に成形されている、請求項６記載の装置。 ８．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。 ９．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８記載の装置。 １０．取付け枠（８）が、係止ばね（８１，８２）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。 １１．受容体（５）とスリーブプラグ（７）と取付け伜（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。 １２．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（９１）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。 １３．影像インピーダンス（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。 １４．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， １５，１６，１７）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。 １５．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（７ １，７２）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１２記載の装置。