NO820174L - Anordning for kapasitiv maaling. - Google Patents

Description

i ANORDNING FOR KAPASITIV MÅLING 'Ii! '

' Oppfinnelsen vedrører en anordning for måling av fyllings-j nivået i et mottaksorgan for flytende substanser, f.eks.

l

fluida, omfattende en kapasitiv sonde, forbundet med en I elektrisk behandlingskrets og innført i mottakeren. {.

l J

Oppfinnelsen har til formål å konstruere sonden slik at bortsett fra å gi en meget pålitelig måling, tillater sonden å bli anvendt i mottakere for en hvilken som helst I i substans, dvs. kjemisk aggressive substanser, eksplosive i i og giftige substanser.. ; ■

, : . rIeføt lvgee d opa pafnivnnenedle sen en blsoinr dne øysoam ktbieghsetåter n av av mminåslt ingto en refolarbtI eivd-tI isolerte måleseksjoner. En seksjon tjener til å fiksere er referanseverdi med hensyn til egenskapene og naturen foir fluidummet, mens den andre seksjon vedrører målingen av

fyllingsnivået i mottakeren. Takket være denne deling av .

■ sonden, er det mulig å anvende anordningen universielti<i>, t ettersom den forstyrrende innflytelse av de endrete egen-j

skaper for den fyllende substans automatisk utlignes.

; For å øke nøyaktigheten er de to seksjoner ifølge oppfinnelsen dannet ved rør-formete deler som er på linje med hverandre, idet den nedre rørdelen er forbundet med den elektriske behandlingskretsen gjennom den øvre rørdelen. Fortrinnsvis er nevnte leder sentrert i den øvre rørdelen \ ved hjelp av skumplugger. På grunn av den sentralt anord-nete leder blir en forstyrrende målefeil på grunn av en

<:>ytterligere kapasitetsmåling mellom nevnte leder og fvieks<.>

j mottakeren vegg redusert ved den øvre rørdelen som et ,re- <

sultat av sin skjermeffekt. Ettersom den nedre rørdelen

i

<!>anvendes for referansemålingen som følge av sin lave posi-sjon, oppnås det en nøyaktig referansemåleverdi. j

<1>For å tilveiebringe en uavhengighet hos mottakerens form er en rørdel som er åpen ved den nedre ende, og som hari<!>en

j 1 en form tilsvarende sonden anordnet i en avstand rund m1å- 1

' lesonden og forbundet med mottakerens vegg, slik at den jordete siden av kapasiteten sikres.

i

j<i>.Den flytende substans kan strømme gjennom den åpne bunnen-

<!>den.av den omhyllende rørdelen inn i rommet mellom sonden og nevnte rørdel, slik at dielektrisitetskonstanten for<!>mediet mellom sonden og den omhyllende rørdelen, endrer ; seg, hvilket muliggjør målingen av fyllingsnivået.

i For å gjøre sonden motstandsdyktig overfor angrep fra Jden flytende substansen, er de to rørdelene i sonden dekket av i ; et isolerende belegg av syntetisk harpiks, fortrinnsvii s avi

< "Teflon".

i For å unngå lekasje og eksplosjonsrisiko, innføres sonden ifølge oppfinnelsen ved toppenden i en boring i et husj som

l skal forbindes med mottakeren, idet tetningen mellom huset

i og sonden dannes ved minst ett ring-formet fyllende legeme mellom en utvidet del av boringen og sondens belegg, mens j trykkorganer påfører en aksial belastning på det elleri

hvert ring-formete legeme.

Det eller hvert ring-formet legeme har fortrinnsvis et! kileformet langsgående snittareal, idet kjeglens spissj er mindre enn 30°. Det sikres således at "Teflon"-belegget på sonden holdes fast slik at sonden forblir fri for henh. lekasje og korrosjon. i i

i Ifølge oppfinnelsen innbefatter den elektriske behandlingskretsen kommuniserende midler for samtidig å energisiere en måleseksjon i sonden og jording av den andre måleseksjonen og omvendt. På denne måte kan en uavbrutt måling

av fyllingsnivået iverksettes. i i ■

I en foretrukket utførelsesform er de kommuniserende mid-| ler dannet av en oscillator.med en frekvens av f.eks.

20.000 Hz.

• ... i

; For å oppnå en enkel lesning, er behandlingskretsen kon-struert slik at signalverdiene som oppnås fra de to måjle-seksjonene deles den ene med den andre etter hver omveksling for å oppnå en ren utgangsverdi som skal påtrykkes en leseenhet, dvs. en verdi som er direkte relatert til fyl- I

! i lingsnivaet korrigert for egenskapen hos den flytende substansen.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nærmere i den etterfølgende beskrivelse av figurene som illustrerer to utførelsesfor-mer.

Tegningen viser i

fig. 1 et vertikalt snittriss av en første utførelsesf orm av sonden ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 et diagram av den elektriske behandlingskrets, pg

fig. 3 et vertikalt snittriss slik som fig. 1 av en del av

sonden i en andre utførelsesform.

Sonden illustrert i figurene omfatter hovedsakelig to rør-formete deler 1, 2 som passer nøyaktig til hverandre. Mellom de rør-formete deler er festet et isolerende legeme .3 med en skrueforbindelse.

Den nedre side av den rør-formete del 2 er avtettet med en

plugg 4 som er sveiset i denne, til den nedre siden av ! hvilken er fastskrudd en endestump 5 av. syntetisk harpiks j ved hjelp av en bolt 6. Stumpen 5 av syntetisk harpiksj kan være laget av PFA. Til den totale lengden av de rør-formete

delene 1 og 2 og av endestumpen 5 påføres et belegg 7 av 1 syntetisk harpiks, f.eks. PTFA. i

i i

På toppsiden er den øvre rørdelen 1 festet til en hylse 8, hvilken på den ytre siden er forsynt med en ringformet! i skulder 9. Boringen i hylsen 8 opptar et isolerende legeme: i 10 av syntetisk harpiks. Den således konstruerte sonde innføres fra toppen i de'n sentrale boring i et hus 11 og et ringformet fyllingslege-j moe g s1o2 ndanebnr. inDgeet s fmyelllelonm de enle.guetmve ide1t 2 hdaer l eav t bkoirleinfogermn et i hluansgets-j

i.gående tverrsnittsareal, idet spissen av nevnte kile er i : mindre enn 30 . Lengden av det ringformete legemet 12 \Jer • slik at legemet strekker seg over en stoppflate 13 i huset ' 11, slik at skulderen 9 hviler på fyllingslegemet 12.

På den side av skulderen 9 som er fjerntliggende fra fiyl-lingslegemet 12 er en føringsring 14 anordnet for understøt-telse av trykkmidler dannet ved et sett av .skålf jærer.[ :Dis-■i i! se skålfjærer kan •. utsettes for påkjenning ved hjelp av eni trykkmutter 16 skrudd inn i en skruegjenget del i boringen' i! i huset 11. Det vil være innlysende at når mutteren 16 er

tilstrekkelig tilstrammet, tvinger kompresjonsfjærene fyllingslegemet 12 nedad via skulderen 9, idet nevnte legeme utøver ved sin kileformete konstruksjon en radielt rettet<1>kraft på belegget 1 av sonden, slik at en lekasje- og

"i eksplos jonsf ri tetning etableres mellom sonden og huset, Videre tilveiebringer det kileformete fyllingslegeme lb J

' en fast holdekraft slik at belegget 7 av syntetisk harpiks j forblir på plass og vil ikke forskyves ned på grunn av j i kryp, hvilket ellers kan opptre i tilfellet med et "Teflon"-belegg.

<:>Omhyllingen 8 er forbundet gjennom en leder 17 til den elektriske behandlingskretsen 18 anordnet på toppen av hu-p set 11, slik at det etableres en direkte elektrisk forbin-j-deise til den øvre rørdelen 1 av sonden og den elektriskeJ

1 behandlingsenheten 18.

i

i Den nedre rørdelen 2 er forbundet gjennom en leder 19,

som er direkte.-innført via en sentral boring i henh. iso- i|

latoren 3 og 10.

; i i Boringene er slik at lederen 19 nøyaktig passerer gjennom, midten av den rørformete delen 1. I tilfellet av lange 1 I sonder, kan sentreringsmidler 20 anordnet ved like inter-ivaller, fortrinnsvis i form av skummateriale anordnet via i åpninger 21 i den øvre rørdelen 1 forut for påføringen av belegget.. 7 av syntetisk harpiks.

i

i

j Til veggen av beholderen angitt med linjen 2 er sveiset en flens 23, på hvilken må anordnes en flens 24<p>g flen-sen. 25 i huset 11, idet nevnte flenser fastspennes sammen<!>ved hjelp av bolter (ikke vist) med mellomanbringelsen av i tetningsringer 26.

Den mellomliggende flens 24 er sveiset til en rørformet hylsedel 27, hvilken omgir sonden 1, 2 i en gitt avstand. På bunnsiden kommuniserer hylsens 27 indre gjennom å>pnin-^ gen 28 med rommet i beholderen 22.

<i>jDen. rørformete kappedel 27 danner i realiteten massen for I I k1 api assointdeeten n og danknaeppt epn å 2d7e, n hvenie lkesn ide sekav sjodn en trjeønrefor rmteitl e mådelil ngJ

av f yllingsnivået og på den annen siden mellom den rør-formete del 2 av sonden og kappen 27, hvilken seksjon tjeine<r>til referansemålingen.

Fig. 2 viser et diagram av en potensial-forbindelse for i referansekapasiteten R og nivåmålingskapasiteten N med1 en ! spenningskilde 30 og en elektronisk aritmetisk enhet 3jl.

: ' i

■For dette formål må hver kapasitet forbindes vekselvisj gjennom en oscillator 32 til spenningskilden 30 og till

jord, slik at hver gang enten den ene eller den andre ka-j pasitet vil være henh. i virksomhet eller være utladeti!. ! Oscillatoren 32 kan ha en frekvens av 20.000 Hz. i I

' Avhengig av dielektrisitetskonstanten for kapasiteten vil

'. den kreve en gitt tid for oppnåelse av den maksimale lad-i ning, idet nevnte tid er et parameter som påtrykkes den

ielektroniske aritmetiske enhet 31. Ved deling hver gang av verdien hos nivåmålingsseksjonen med måleverdien hosi

referanseseksjonen, oppnås et utgangssignal som kan pår '

trykkes leseenheten 3 3 for optisk fremvisning, hvilket! er bestemmende for det virtuelle fyllingsnivået i beholderen j eller mottageren 22 uansett naturen og egenskapene for den [flytende substans i nevnte beholder.

I

<!>Fig. 3 viser én tetning i en forskjellig utførelsesform mellom sonden 1, 2, det omgivende belegg 7 og huset 11. Også i dette tilfelle er sonden festet på toppsiden til er. omhylling 8 som har en ringformet skulder 9 som hviler på to ringformete fyllingslegemer 40 og 41 av syntetisk harpiks. Mellom fyllingslegemene 40 og 41 er anordnet ét jtred-! je fyllingslegeme 4 2 og kileformen hos fyllingslegemene er slik at ringen dannet av disse har en sylindrisk indrej og i ytre flate som hviler på den ene side på den sylindriske j indre veggen av den utvidete boring i huset 11 og pa den i andre side på den sylindriske yttervegg av sonden 1, 2: i Gjennom en ring 4 3 er skulderen belastet av et første jsett j av skruefjærer 22 utsatt for påkjenning ved en mutter 45

j skrudd inn i en indre skruegjenge i huset 11.

i I

1 En andre tetning oppnås på tilsvarende måte ved ringf o^rme-j-

.: i te fyllingslegemer 46, 47 og 48 som hviler på ytterveg1gen j av omhyllingen 8 og den indre vegg av en fleksibel hylse 49 anordnet i boringen.

i

: Fyllingslegemene 46, 47 og 48 presses på plass ved kompre7sjonsfjær 50 ved hjelp av en mutter 51 innskrudd i en andre skruegjenget del av huset 11.

En slik tetning'er særlig hensiktsmessig for lagring av! tunge kjemiske substanser i mottakeren ved høye trykk opp til 250 bar, ved høye temperaturer inntil 220°C, mens j lengden av elektrodene kan være 4 meter i omrørte beholdere og 5 meter i ikke-omrørte beholdere, idet sonden har en diameter på 24 mm.

j Oppfinnelsen er ikke begrenset til utf ørelsesf ormene vist ovenfor.

Claims (11)

1. Anordning for måling av fyllingsnivået i en mottaker for flytende substanser, f.eks. fluida, omfattende en k.apa-sitiv sonde forbundet med en elektrisk behandlingskrets og, innført i mottakeren, karakterisert vej d at sonden består av to relativt isolerte måleseksjoner ! i

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de to seksjoner er dannet ved nøyak-tig tilpassete, rørformete deler, idet den nedre er forbundet med den elektriske behandlingskrets gjennom en leder ført gjennom den øvre rørdelen. i

3. Anordning som;.angitt i kravene 1 og 2, karak terisert ved at lederen er sentrert ved hjelp^ av en plugg av en skumsubstans i den øvre rørdel. j i

4. Anordning som angitt i kravene 1-3, k a r a k- j terisert ved at i en avstand rundt sondenj er j en hylsedel som er åpen i bunnen og har en 'form tilsvarende den på sonden anordnet således til å være i forbindelse med mottakerens vegg. j 1. i

5. Anordning som angitt i kravene 1-4, karakterisert ved at de' to rørformete deler i sonden er intimt omhyllet i et isolerende belegg av syntetisk harpiks, f.eks. av "Teflon" (PTFA). i

6. Anordning som angitt i kravene 1-5, karakterisert ved at sonden er innført ved toppenden i en boring i et hus som skal forbindes med mottake- ren , idet tetningen mellom hus og sonde er dannet ved minst ett ringformet fyllingslegeme mellom en utvidet del i bo- j ringen og sondens belegg, mens trykkmidler utøver en aksial belastning på det eller hvert ringformete legeme. I i L I

7. Anordning som angitt i kravene 1-6, karak terisert ved at det eller hvert ringformete legeme har et kileformet langsgående tverrsnittsareal, idet spissen er mindre enn 30°.

8. Anordning som angitt i kravene .1-7, karakterisert ved at det eller hvert ringformete legeme er laget av en syntetisk harpiks, fortrinnsvis "Teflon" (PTFA).

9. Anordning som angitt i kravene 1-8, karak-i terisert ved at den elektriske behandlingskretsen innbefatter kommunikasjonsmidler for samtidig j energisering av én måleseksjon og jording av den andre måleseksjonen i sonden og omvendt..

10.. Anordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at kommuniasjonsmidlene er dannet av en oscillator som har en frekvens av f.eks. 20.000 Hz. i I

11. Anordning som angitt i kravene 9 og 10, k a r a ik-terisert ved at behandlingskretsen deler sig-; nalverdiene fra de to måleseksjonene den ene med den andre etter hver omveksling for å oppnå en ut-verdi som skal; påtrykkes en leseenhet. ! j i 1 i'