NO157753B - Kapasitiv nivŸmŸler. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for kapasitiv måling av væskenivået i en tank eller beholder ifølge kravenes innledning.

Især angår oppfinnelsen en kapasitiv nivåmåler innrettet for bruk eksempelvis i lagertanker (f.eks. på skip éller på land), i depoter, veitanken, fordelingsstasjoner etc.

Nivåmålere basert på prinsippet med måling av kapasitet er generelt kjent og virker på følgende måte.

Nivåmåleren består av to anordninger, eksempelvis iso-lerte metallrør, plassert vertikalt i fluidet i tanken eller beholderen, idet anordningene danner en kapasitet. Fluidet fyller ut rommet mellom anordningene og tjener som et dielektrikum. Dielektrikumet mellom anordningene påvirker målerens kapasitetsverdi. Påvirkningen av et bestemt dielektrikum på en kapasitetsverdi er kjent for fagfolk og forklares ikke her detaljert. Da dielektrikumet over nivået i tanken eller beholderen kan være en gass, og dielektrikumet under nivået kan være en væske, vil det være selvklart for fagfolk at væskenivået i denne tanken kan bestemmes på grunnlag av en kapa-sitetsmåling.

Det er allerede kjent å benytte en i seksjoner inndelt nivåmåler, omfattende seksjoner eller segmenter, anordninger for måling av verdiene av de enkelte segmenters kapasiteter og anordninger for å uttrekke informasjon vedrørende nivået i tanken fra de målte kapasitetsverdier.

Imidlertid krever slike seksjonsformede nivåmålere små toleranser mellom segmentene eller seksjonenenår det kreves nøyaktige målinger. Å oppnå små toleranser under fremstillingen og montering er imidlertid kostbart og tidkrevende.

Det er derfor et mål for den foreliggende oppfinnelse

å frembringe en forenklet og billig seksjondelt nivåmåler, især for bruk på bensinstasjoner, hvor transmisjonen fra seksjonene ikke er avhengig av seksjonenes toleranser.

Det er et annet mål for den foreliggende oppfinnelse

å frembringe en seksjondelt nivåmåler som kan arbeide over et stort temperaturområde og er egnet for bruk i mange væsker, inkludert råolje og kjemikalier.

Oppfinnelsen frembringer derfor en innretning for kapasitiv måling av et væskenivå i en tank eller beholder, med de i kravenes karakteriserende deler anførte trekk.

Oppfinnelsen beskrives eksempelvis på grunnlag av tegningen hvor figur la skjematisk viser et frontriss av en del av en seksjonsdelt kapasitiv nivåmåler med en skjerm ifølge den foreliggende oppfinnelse, figur lb viser skjematisk et tverrsnitt langs A-B på figur la, og figur 2a og 2b viser frontriss av fordelaktige utførelser av skjermen i henhold til oppfinnelsen.

En kapasitiv nivåmåler 1 består av flere segmenter eller seksjoner 2, 3, 4, 5, 6 og en oppsamlingsplate 9. For oversiktens skyld er kun fem seksjoner vist på tegningen. Seksjonene er anordnet vertikalt under hverandre og kan være forsatt i forhold til hverandre. For oversiktens skyld er det ikke vist noen konstruksjonsmessige for-bindelser mellom segmentene. Hver seksjon danner en kapasitans til oppsamlingsplaten 9. Som allerede anført ovenfor, påvirkes kapasitansverdiene av fluidet som kan trenge inn i rommet mellom seksjonen og oppsamlingsplaten. Oppsamlingsplaten 9 er plassert i en fastlagt avstand, eksempelvis 5 mm, fra seksjonen 2, 3, 4, 5, 6.

Fra bunnen og opp til toppen måles alle kapasitans-verdier sammenhengende ved en egnet anordning, eksempelvis vanlig målerhodeelektronikk (ikke vist) som digiterer og overfører serimessig til en ikke vist mottakerdator for å kunne oppnå informasjon om nivået. Det vil imidlertid lett forstås at selve målingen av kapasitansverdiene i seksjonen kan utføres på enhver egnet måte og ikke må være begrenset til å starte fra bunnen og bevege seg opp mot toppen. Videre kan elektronikken og ytterligere behandlingsanordninger være anordnet på enhver egnet måte for formålet. Eksempelvis kan elektroniske kretser (ikke vist) være anordnet nær seksjonene og oppsamlingsplaten, men som allerede anført, ville det også være mulig å benytte elek-tronikk anordnet på toppen av nivåmåleren eller også uten-for tanken eller beholderen. I siste tilfelle er det mulig å bruke måleren ved meget høyere temperaturer i tanken.

For oversiktens skyld er elektronikken og ytterligere behandlingsanordninger ikke vist. Som allerede vist ovenfor, har kapasiteten i en seksjon anordnet under fluidnivået, en fastlagt verdi og denne verdi adskiller seg fra kapasitets-verdien i en seksjon over fluidnivået.

Ved å bestemme kapasitansverdiene av alle seksjoner, eksempelvis seriemessig, kan en forandring av disse verdier bestemmes, og da vedkommende seksjons plassering og høyden av hver seksjon er kjent, er det tydelig at det kan oppnås informasjon om nivået.

En slik beregning er kjent for fagfolk og kan eksempelvis utføres av en dator. Nivåmåleren ifølge oppfinnelsen omfatter en skjerm 7 mellom seksjonene og oppsamlingsplaten. Skjermen kan fremstilles av metall og har åpninger, eksempelvis slisser 8. Det fremgår at overføringen av et segment eller en seksjon må kun bestemmes av størrelsen av åpningene i skjermen og påvirkes ikke av segmentenes toleranser.

Kun størrelsene og plasseringen av åpningene i skjermen krever nå små toleranser, eksempelvis opptil 0,2 mm. Dette krav kan imøtegås ved produksjonen av en skjerm, eksempelvis med en lengde på opptil 4 m. Dette fører til betyde-lig kostnadsreduksjon ved fremstilling av måleren.

Det er underforstått at det kan benyttes ethvert egnet materiale for fremstillingen av skjermen. Et fordelaktig materiale er eksempelvis invarstål.

Det er videre underforstått at åpningene kan ha enhver form som er egnet for formålet.

Ved fordelaktige utførelser av oppfinnelsen har åpningene i skjermen en høyde på 8 - 80 mm. En segmenthøyde på 80 mm kan eksempelvis benyttes der hvor elektronikken ikke er plassert i selve nivåmåleren.

På figur la, b er de kapasitive seksjoner plane. Ved en fordelaktig utførelse (ikke vist), kan imidlertid størrelsen av seksjonene reduseres til en eller flere tråder. Tråden kan være en isolert tråd med en isolasjon eksempelvis av tef-lon. I et slikt tilfelle kan det benyttes én eller flere trå-

der også for oppsamlingsplaten.

Figur 2a viser et frontriss av en fordelaktig utførelse av skjermen med hylser.

En skjerm 7' med rektangelformede åpninger 8' er vist.

Figur 2b viser et frontriss av en annen fordelaktig utførelse av skjermen. En skjerm 7" har sirkelformede åpninger 8" og i dette tilfelle er en seksjons respons en ikke lineær funksjon av fluidets høyde. Imidlertid kan en mikro-dator kompensere for denne effekt ved interpolering.

Claims (9)

1. Innretning for kapasitiv måling av væskenivået i en tank eller beholder, omfattende to elektrodeanordninger plassert i tankens fluid i en fastlagt avstand fra hverandre og innrettet for kapasitiv måling, hvor den første anordning omfatter flere enkeltseksjoner som hver har en fastlagt stør-relse, anordninger for måling av den enkelte seksjons kapasitans, i forhold til den andre elektrodeanordning, samt anordninger for beregning av nivået i tanken med bruk av de målte kapasitive verdier, KARAKTERISERT VED at en skjerm (7) er plassert mellom den første anordning og den andre anordning, og at skjermen har åpninger (8) i overensstemmelse med seksjonenes plassering.

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at åpningene er anordnet i parallelle linjer, idet åpningene i en linje er forskutt i forhold til åpningene i nabolinjen.

3. Innretning ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at høyden av åpningene er i størrelsesordenen 8-80 mm.

4. Innretning ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at hver seksjon består av minst én tråd.

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at tråden er isolert.

6. Innretning ifølge krav 1-5, KARAKTERISERT VED at åpningene er sirkelformede.

7. Innretning ifølge krav 1-5, KARAKTERISERT VED at åpningene er rektangulære.

8. Innretning ifølge krav 1-7, KARAKTERISERT VED at den andre anordning er en oppsamlingsplate (9).

9. Innretning ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at oppsamlingsplaten (9) består av minst én tråd.