SE447305B - Anordning for faststellande av pafyllningsnivan i en behallare - Google Patents

Description

447 305 Det är även möjligt att omvandla oscillatorns frekvens i en därav beroende likström och att överlagra denna likström såsom mätvärdessignal på matarlikströmmen på tvåtrådsledning- en. Utvärderingsapparaten är då så utbildad att den reagerar på ändringar hos likströmmen.

Hos de kända anordningarna av detta slag kan det emel- lertid förekomma att störningar hos sonden eller i mätomvand- laren icke identifieras eller rentav tolkas såsom felaktig påfyllningsnivå. I vissa användningsfall kan t o m ett fullständigt bortfall av mätvärdessignalerna, som exempelvis orsakas genom mätomvandlarens inaktivering på grund av kortslutning vid sonden eller sondens lossrivning, leda till en felaktig tolkning. Hos för förluster utsatta påfyllnings- material kan det nämligen förekomma att oscillatorns sväng- ningar upphör till följd av den starka dämpningen när sonden är helt övertäckt med påfyllningsgodset. Denna företeelse in- nebär icke någon olägenhet i vad det gäller mätning av på- fyllningsnivån, eftersom svängningarnas bortfall kan tolkas såsom informationen “full behållare". Det föreligger emeller- tid problemet att utvärderingsapparaten icke kan fastställa huruvida mätvärdessignalernas bortfall indikerar ett normalt driftstillstånd eller är följden av en allvarlig störning.

Uppfinningen söker lösa den uppgiften att åstadkomma en anordning av inledningsvis angivet slag, hos vilken förekom- mande fel och störningar i utvärderingsapparaten med säkerhet kan identifieras och urskiljas från normala driftstillstånd.

Enligt uppfinningen uppnås detta genom en i mätomvandla- ren anordnad omkopplingsanordning för den kapacitiva sondens i omkoppling på en testkapacitans, som är olika varje sond- 'kapacitans som förekommer under normal drift, samt genom en styranordning för periodisk manövrering av omkopplingsanord- ningen. _ Hos anordningen enligt uppfinningen överföres i varje manövreringsperiod för omkopplingsanordningen två olika slags xnätvärdessignaler, närmare bestämt under en delperiod (vid ansluten sond) mätvärdessignaler som uttrycker påfyllnings- 447 305 nivåinformationen, och i den andra delperioden (vid frånkopp- lad sond) mätvärdessignaler vilka svarar mot testkapacitansen och vilka indikerar mätomvandlarens korrekta arbete. På detta sätt kan fel och störningar identifieras i utvärderingsappa- raten.

Eftersom sondkapacitansen är fullständigt frånkopplad under testdelperioden¿ är testsignalen konstant och framför allt oberoende av béhâllarens påfyllningsnivå. Det skiljer sig dessutom från varje under driften förekommande nivâmät- signal så att icke någon risk för förväxlingar föreligger.

Anordningen enligt uppfinningen är särskilt lämplig för mätomvandlare vilka innehåller en oscillator, vars frekvens är beroende av sondkapacitansen. I detta fall alstrar oscillatorn vid varje periodisk manövrering av omkopplingsan- ordningen en gentemot mätfrekvensen skiljaktig testfrekvens samt bestämmes genom testkapacitansen. Därigenom kan utvärde- ringsapparaten identifiera fel och störningar som förändrar oscillatorns svängningsfrekvens och därigenom indikerar en felaktig påfyllningsnivå. Dessutom kan även vid för förluster utsatt pâfyllningsgods entydigt identifieras huruvida sväng- ningarnas bortfall är beroende av att apparaten är overksam eller svarar mot det normala driftstillståndet vid vilket sonden är helt övertäckt. I sist nämnda fall måste nämligen oscillatorn under de delperioder då sonden är frånkopplad åter börja svänga, så att under dessa delperioder en mätvär- dessignal med motsvarande följdfrekvens resp motsvarande lik- strömsvärde överföres över tvåtrådsledningen till utvärde- ringsapparaten. I det första fallet uteblir däremot mätvär- dessignalen fullständigt, vilket vid anordningen enligt upp- finningen alltid indikerar en störning.

En fördelaktig vidareutbildning av uppfinningen består däri att den kapacitiva sonden uppvisar en av behållaren iso- lerad sondelektrod, över vilken en från omkopplingsanordning- en styrd galvanisk strömkrets förlöper, och att en detektor- krets är anordnad som reagerar på de periodiska strömimpulser som alstras genom omkopplingsanordningens periodiska manövre- 447 305 ring i den galvaniska strömkretsen och som vid de periodiska strömimpulsernas bortfall åstadkommer överföring av en detta bortfall kännetecknande information till utvärderingsappara- ten.

Genom denna vidareutbildning kan framför allt faststäl- las huruvida en kortslutning eller ett avbrott föreligger i sondens anslutning. I båda fall mottar nämligen detektorkret- sen icke några strömimpulser med följdfrekvensen för omkopp- lingsanordningens manövrering utan en konstant potential.

Tillkommande kännetecken och fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning av utföringsexempel med hän- visning till ritningen. I ritningen är: fig. l ett blockschema av en anordning enligt uppfinnin- gen, fig. 2 ett kopplingsschema av mätomvandlaren hos anord- ningen enligt fig. l, fig. 3 ett blockschema av en annan utföringsform av an- ordningen enligt uppfinningen, och fig. 4 ett blockkopplingsschema av en utföringsform av utvärderingsapparaten.

Den i fig. l visade anordningen tjänar för fastställande av påfyllningsnivån i en behållare 1, som innehåller en väts- ka eller löst gods. Såsom exempel skall antas att det gäller fastställande av ett förutbestämt minimi- eller maximigräns- stånd, så att anordningen arbetar såsom gränskontakt.I be- hållaren 1 är en kapacitiv sond 2 anordnad, vars kapacitans ändras i beroende av påfyllningsnivån. En vid behållarens plats anordnad elektronisk mätomvandlare 3 fastställer ändringar i sondens 2 kapacitans och omvandlar dem i impuls- formade mätvärdessignaler, vilka överföres till en på avstånd anordnad utvärderingsapparat 4. Mätomvandlaren 3 är för- bunden med utvärderingsapparaten över en tvåtrådsledning 5; över denna tvåtrådsledning sker dels mätomvandlarens strömförsörjning från en vid utvärderingsapparatens 4 plats anordnad likströmskälla 6, dels överföringen av mätvärdessig- nalerna från mätomvandlaren 3 till utvärderingsapparaten 4. få 447 305 n u nu .i a På vanligt sätt kan mätvärdessignalerna i utvärderingsap- paraten 4 användas till att indikera uppnåendet av det över- vakade minimi- eller maximipåfyllningsstândet eller för ut- lösning av kopplingsprocesser, genom vilka exempelvis en på- fyllnings- eller tömningsprocess inledes eller avslutas.

Tvåtrådsledningens 5 ena ledare Sa förbinder en klämma 7a på mätomvandlaren 3 med en klämma 8a på utvärderingsap- paraten 4 till vilken även likspänningskällans 6 pluspol ome- delbart är ansluten. Tvâtrådsledningens 5 andra ledare 5b förbinder en klämma 7b på mätomvandlaren 3 med en klämma 8b på utvärderingsapparaten 4, som över en strömställare 9 står i förbindelse med likspänningskällans 6 minuspol.

Den kapacitiva sonden 2 är utrustad med en stavformad sondelektrod 10, som utgör det ena belägget hos den för mät- ning avsedda kapacitansen, medan det andra belägget utgöres av behållarens l metallvägg. Sondelektroden 10 kan utgöras av en vertikalt i behållaren anordnad metallstav med en tjocklek av omkring 12 mm, som är isolerad gentemot behållaren l och fyllgodset däri genom ett isolerande hölje.

En anslutningsklämma lla vid behållaren 1 är genom en ledning 12 direkt förbunden med klämman 7a. Behållaren l lig- ger således på potentialen för spänningskällans 6 pluspol.

Eftersom behållaren 1 generellt är jordad och jordpotentialen lämpligen väljes såsom massapotential för den elektroniska kretsen, är det frågan om en krets med "pluspol vid massa".

Strömförsörjningen för de i mätomvandlaren 3 ingående elektroniska kretsarna sker mellan två ledare 13 och 14, av vilka ledaren 13 leder den positiva massapotentialen, medan ledaren 14 leder den negativa potentialen. Ledaren 13 är emellertid icke omedelbart förbunden med klämman 7a utan an- sluten till en andra anslutningsklämma llb på behållaren 1, som ligger på avstånd från anslutningsklämman lla. Genom den- na åtgärd övervakas, huruvida det av behållaren l bildade be:- lägget för mätkapacitansen är riktigt anslutet. Om nämligen förbindelsen mellan behållaren 1 och spänningskällans 6 plus- pol är bruten på något ställe, är även strömtillförseln till 447 305 P _ :nätomvandlaren 3 avbruten, så att den icke levererar några signaler. Den fullständiga frånvaron av signaler tolkas i ut- värderingsapparaten 4 såsom bevis för förekomsten av ett fel.

Ledaren 14 är förbunden med klämman 7b över en diod 15, så att matarlikströmmen kan flyta tillbaka till likspännings- källans 6 negativa pol, då strömställaren 9 är sluten.

Mellan ledarna 13 och 14 är en kondensator 16 ansluten, som under drift i huvudsak är uppladdad till likspänningskäl- lans 6 spänning och som verkar såsom energimagasin.

Mätomvandlaren 3 innehåller en HF-oscillator 20, som över en strömställere l7 är förbunden med en anslutningskläm- ma l8a vid ena änden av den stavformade sondelektroden 10.

Oscíllatorn 20 är så utbildad, att den svänger på en bestämd frekvens (exempelvis omkring 400 kHz), då strömställaren 17 är öppen. Vid strömställarens 17 slutning tillkopplas den mellan klämmorna llb och l8a förekommande sondkapacitansen till HF-oscillatorns 20 svängkretskapacitans, så att sväng- ningsfrekvensen hos oscillatorn 20 minskas mer eller mindre kraftigt beroende på sondkapacitansens värde. Värdet för sondkapacitansen är beroende av påfyllningsståndet och av fyllgodsets dielektricitetskonstant; den är minst, då påfyll- ningsnivån ligger nedanför sondelektrodens 10 nedre ände, så att sonden helt omges av luft såsom dielektrikum. Sondkapaci- tansen ökar med ökande täckning av sonden genom fyllningsgod- set och den uppnår sitt maxímivärde, då sonden helt täckes av fyllningsgodset. Vid detta maximivärde för sondkapacitansen har oscillatorns 20 svängníngsfrekvens sitt minsta värde. Vid det tidigare antagna siffervärdet för den maximala sväng- ningsfrekvensen fmax = 400 kHz (vid öppen strömställare 17) kan den minimala svängníngsfrekvensen (vid sluten strömstäl- lare l7 och fullständigt täckt sond) exempelvis uppgå till fm¿n = 138 kHz._Svängningsfrekvensen ligger mellan dessa båda värden, då sonden icke eller endast delvis täckes genom på-' fyllningsgodset och strömställaren 17 är sluten.

När påfyllningsgodset är utsatt för förluster och sonden 2 är täckt helt eller delvis, dämpas oscillatorsvängningen, 447 305 vilket kan ha till följd att oscillatorsvängningen upphör f o m en bestämd övertäckningsgrad. Även detta tillstånd kan an- vändas för fastställande av en förutbestämd påfyllningsnivå.

Till oscillatorns 20 utgång är en signalformníngskrets 21 ansluten, som omvandlar de av oscillatorn 20 levererade svängningarna i rektangulära signaler med samma frekvens. De av signalformningskretsen 21 alstrade rektangelsignalerna tillföres ingången till en frekvensdelare 23, som levererar rektangelsignaler med relativt låg frekvens. När frekvensde- laren 23 har delningsfaktorn 2048, ligger hos de tidigare an- givna siffervärdena för oscillatorns 20 svängningsfrekvens f frekvensen F för frekvensdelarens 23 utgångssignaler mellan följande värden: För fmax = 400 kan Fmax = 195 Hz; för fmin = 138 kHz: Emin = 67 Hz, Frekvensdelarens 23 utgångssignaler styr en motstånds- gren 24, som är ansluten mellan ledaren 13 och klämman 7b och som i det visade exemplet utgöres av en strömställare 25 i serie med ett fast motstånd 26. Strömställaren 26, som i verklighet är en elektronisk strömställare, öppnas'och slutes omväxlande genom de från frekvensdelarens 23 levererade rek- tangelsignalerna i takt med dessa signalers frekvens. När strömställaren 25 är sluten, ligger det fasta motståndet 26 parallellt med strömförbrukarna hos mätomvandlaren 3 vid klämmorna 7a, 7b i tvåtrådsledningen 5, så att över den styr- da motståndsgrenen 24 flyter en ström IM. Dioden 15 för- hindrar att denna tillkommande ström IM uttas ur k°n¿ensa_ torn 16. Strömmen IM måste följaktligen levereras från lik- spänningskällan 6 över tvåtrådsledningen 5, så att den på tvåtrådsledningen överlagras på den normala matarlikströmmen, som flyter ensam, då strömställaren 25 är öppen. Eftersom strömställaren 25 manövreras i takt med frekvensdelarens 23 utgångssignaler, överlagras matarlikströmmen på tvåtrådsled- ningen 5 med strömimpulser IM, vilkas följdfrekvens är pro- S 447 305 1' - 8 portionell mot oscillatorns 20 svängníngsfrekvens.

Utvärderingsapparaten 4 innehåller anordningar för ana- lys av de överlagrade strömimpulserna IM. För detta ändamål kan exempelvis i förbindelsen mellan klämman 8b och likspän- ningskällans 6 negativa pol ett lågohmigt motstånd 27 vara inbyggt. En med motståndet 27 förbunden detektorkrets 28 fastställer det tillkommande spänningsfallet som åstadkommes genom varje strömimpuls IM Vid motståndet 27- Eftersom varje strömimpuls IM icke endast i motståndet 27 utan även på tvåtrådsledningen 5 åstadkommer ett tillkom- mande spänningsfall, varierar spänningen vid klämmorna 7a, 7b i takt med strömimpulserna IM- Dioden 15 bildar tillsammans med kondensatorn 16 en brytkrets som håller de snabba spän- ningssvängningarna borta från mätomvandlaren 3.

Strömställaren 17 manövreras periodiškt för att sondka- pacitansen omväxlande skall avskiljas från svängningskretsen för oscillatorn 20 eller kopplas till svängningskretsen. Vid det visade utföringsexemplet styres strömställarens 17 perio- diska manövrering från utvärderingsapparaten 4 med hjälp av strömställaren 9. En i utvärderingsapparaten 4 förekommande tidsstyrkrets 29 öppnar strömställaren 9 periodiskt och i varje fall endast med kort varaktighet, så att matarlikspän- ningen på tvåtrådsledningen 5 brytes under en kort tids- period. Av förenklingsskäl antas att strömställaren 17 är en arbetskontakt på ett relä 30, vars lindning å ena sidan ome- delbart är ansluten till klämman 7b (framför dioden 15) och å andra sidan är förbunden över en normalt sluten strömställare 31 med ledaren 13. Strömställaren 31 öppnas genom utgångssig- nalen från en monostabil vippkoppling 32, då denna är i ar- betstillstånd. Den monostabila vippkopplingens 32 utlösning sker genom utgângssignalen från en sondfeldetektor 33, vars ingång är förbunden med en andra anslutníngsklämma l8b på sonden 2. Anslutningsklämman l8b är, exempelvis över en inom, sondens isolering förlöpande tråd 19, förbunden med den stav- formade sondelektrodens 10 nedre ände. Vid sluten strömstäl- lare 17 föreligger således en likströmsväg från ledaren 13 447 305 över oscillatorn 20, strömställaren 17, den stavformade sond- elektroden 10 och detektorn 33 till ledaren 14.

Då strömställarna 9 och 31 är slutna, är reläet 30 på- verkat, så att även strömställaren 17 är sluten. Då ström- ställaren 9 öppnas slår reläet 30 ifrån, så att strömställa- ren 17 öppnas. Härigenom brytes likströmsbanan över sondelek- troden 10 till detektorn 33. Detta avbrott innebär att detek- torn 33 utlöser den monostabila vippkopplingen 32. Den mono- stabila vippkopplingen 32 öppnar strömställaren 31 under fasthållningstidens varaktighet. Reläet 30 förblir därför frånslaget, då strömställaren 9 åter slutes. Först sedan strömställaren 31 åter sluter vid slutet av den monostabila vippkopplingens 32 fasthållningstid, påverkas reläet 30 på nytt, så att strömställaren 17 slutes. Denna process upprepas vid varje kortvarigt öppnande av strömställaren 9, varvid na- turligtvis förutsättes att den monostabila vippkopplingens fasthållningstid är kortare än tidsavståndet mellan tvâ på varandra följande manövreringar av strömställaren 9.

Såsom exempel skall antas, att tidsstyrkretsen 29 öppnar strömställaren 9 på en l s tidsavstånd i varje fall med en varaktighet av omkring 10 ms och att den monostabila vipp- kopplingen har en fasthållningstid av omkring 0,4 s. I detta fall manövreras strömställaren 17 så, att den under varje pe- riod av 1 s är sluten omkring 0,4 s och öppen omkring 0,6 s.

Således alstrar oscillatorn 20 under förloppet av varje pe- riod av 1 s under 0,4 s den genom sondkapacitansen betingade mätfrekvensen och under 0,6 s den högre egenfrekvensen (400 kHz vid det tidigare angivna sifferexemplet), som tjänar så- som testfrekvens. I utvärderingsapparaten 4 kontrolleras hu- ruvida den periodiska växlingen mellan testfrekvensen och mätfrekvensen sker på korrekt sätt. Denna åtgärd möjliggör inom utvärderingsapparaten en övervakning av mätomvandlarens korrekta arbeta ooh fastställandet av olika fel. särskilt kan vid för förluster utsatt fyllgods kontrolleras, huruvida en bortfall av oscillatorsvängningen orsakas genom sondens övertäckning eller genom ett fel i kopplingen. I första 447 305 f' ' 10 fallet måste nämligen oscillatorsvängningen periodiskt åter inträda under 0,6 s för varje l s: en varaktig bortfall av oscillatorsvängningen indikerar bortfall av en kretskompo- nent.

Det kortvariga periodiska avbrottet i matarlikspänningen på tvåtrådsledningen 5 är utan olägenhet för energitillför- seln till mätomvandlarens 3 elektroniska kretsar, eftersom den såsom energimagasin verksamma kondensatorn 16 övertar energiförsörjningen under avbrottstiderna.

När vid något ställe föreligger ett varaktigt avbrott i den över sondelektroden 10 förlöpande likströmsbanan, exem- pelvis om sonden rivits loss, utlöser sondfeldetektorn 33 icke längre periodiskt den monostabila vippkopplingen, så att den tidigare beskrivna växlingen mellan mätfrekvensen och testfrekvensen icke längre äger rum. Därigenom indikeras i utvärderingsapparaten 4 förekomsten av ett fel.

Då en läcka uppträder i sondens isolering eller då kon- densvatten bildas i sondens huvud, flyter från behållarens 1 vägg över sondelektroden 10 en läckström till ledaren 14, då strömställaren 17 är öppen. Sondfeldetektorn 31 är så utförd, att den icke längre utlöser den monostabila vippkopplingen, då denna läckström överstiger ett bestämt maximivärde. Samma effekt inträder naturligtvis, då en kortslutning föreligger mellan sondelektroden 10 och behållarväggen. I samtliga dessa störningsfall störes den periodiska växlingen mellan mätfrek- vens och testfrekvens, varigenom ett fel indikeras i utvärde- ringsapparaten 4.

I fig. 1 är ytterligare en strömställare 34 visad, som i slutet tillstånd förbinder en klämma 35 med ledaren 13.

Strömställaren 34 manövreras i huvudsak synkront med ström- ställaren 17, vilket i fig. l antydes därigenom att den även- ledes utgöres av en arbetskontakt hos reläet 30. Ändamålet med strömställaren 34 kommer att förklaras längre fram i sam- band med fig. 2.

Fig. 2 visar ett kopplingsschema av ett utföringsexempel för mätomvandlaren 3. Av tydlighetsskäl visas även behål- al 447 305 11 laren l med sonden 2. Vid klämmorna 7a, 7b är den icke visade tvåtrådsledningen 5 ansluten, som i enlighet med fig. 1 leder till utvärderingsapparaten 4.

Man återfinner i fig. 2 ledarna 12, 13, 14, som är an- slutna på det i fig. l visade sättet, samt dioden 15 och den mellan ledarna 13 och 14 anslutna kondensatorn 16. Strömstäl- laren l7 är även här visad såsom arbetskontakt hos reläet 30.

Exempelvis är det här frågan om ett Reed-relä, så att ström- ställaren 17 är en Reed-kontakt. Detta utförande är utan vi- dare möjligt med hänsyn till den förhållandevis lânga omkopp- lingsperioden av l s. Strömställaren 17 kan emellertid även vara utförd såsom elektronisk strömställare, exempelvis i form av en transistor eller en CMOS-analogomkopplare.

HF-oscillatorn 20 är uppbyggd såsom Meissner-oscillator med induktiv återkoppling. Den innehåller en npn-transistor TI. vars kollektor över ett motstånd Rl och en induktans L1 är ansluten till den ledare 13 som har positiv potential, medan emittern är förbunden över ett motstånd R2 med den ledare 14 som har negativ potential. Induktansen L1 bildar tillsammans med en därtill parallellkopplad kondensator Cl den frekvensbestämmande svängningskretsen. Vid en induktivitet Ll = 720/uH och en kapacitet Cl = 220 pF erhål- les den tidigare nämnda svängningsfrekvensen hos oscíllatorn av 400 kHz. Återkopplingen sker genom en i transistorns T1 baskrets inbyggd iflåüktênß L2, som är induktivt kopplad med inåuktansen LI. Induktansen L2 är över ett motstånd R3 för- bunden med uttaget på en spänningsdelare som levererar bas- förspänningen och som är ansluten mellan ledarna l3 och 14 och består av en seriekoppling av ett motstånd R4, en diod Dl samt ett motstånd R5- En mellan spänningsdelarens uttag och ledaren 14 ansluten kondensator C2 tjänar för HF-frånkopp- ling. Den alstrade svängningen uttas vid förbindelsepunkten mellan induktansen L2 och motståndet R3 och överföres över en kondensator C3 till impulsformeringskretsens 21 ingång.

Det i transistorns T1 kollektorkrets anordnade motstån- det R1 säkerställer, att även vid genomkopplad transistor T1 r .na 447 305 -' _ 12 endast svängkretskomponenterna L1, Cl bestämmer oscillatorns frekvens. I Svängkretskondensatorns Cl ena klämma är förbunden med ledaren 13, till vilken även behållaren l är ansluten. Ström- ställaren 17 är förbunden med svängkretskondensatorns Cl andra klämma, så att vid sluten strömställare 17 den mellan behållaren l och sondelektroden 10 föreliggande sondkapaci- tansen ligger parallellt med svängkretskondensatorn Cl. Vid en maximal sondkapacitans av 1,6 nF erhålles en minimal svängningsfrekvens fmin = 138 kHz.

Signalformeringskretsen 21 består av två i kaskad kopp- lade förstärkarsteg, vilkas sammanlagda förstärkning är så stor, att en begränsningseffekt inträffar, så att vid det andra förstärkarstegets utgång en rektangelformad signal er- hålles. Såsom baskrets för varje förstärkarsteg tjänar en in- tegrerad inverterare ICI, IC2 med ett återkopplingsmotstånd 36 resp R7. De i varje förstärkningssteg förekommande n- och p-kanal-MOS-transistorerna är under inverkan av HF-signalen båda ledande under en bestämd övergångstid; för att begränsa de då flytande kopplingsströmmarna_hos MOS-transistorerna och den därav betingade ökade strömmottagningen hos förstärkaren, är i förbindelserna mellan strömanslutningsklämmorna för varje inverterare och ledarna 13 resp 14 motstånd R8, R9, Rlo, Rll inbyggda. Det första förstärkarstegets utgång är kopplad med det andra förstärkarstegets ingång över en kon- densator C4. Det andra förstärkarstegets utgångssignal till- föres signalingången på frekvensdelaren 23, som exempelvis utgöres av en integrerad 12-bit-binärräknare IC3 av typen 4040. Frekvensen hos den från signalformeringskretsen 22 le- vererade rektangelsignalen delas således med 2048, och vid frekvensdelarens 23 utgång erhåller man en rektangelsignal med en frekvens mellan 195 Hz och 67 Hz.

Strömställaren 25 hos den styrda motståndsgrenen 24 ut- göres av en transistflr T2. vars kollektor över ett fast motstånd 26 är förbunden med ledaren 13, medan emittern direkt är ansluten till klämman 7b. Frekvensdelarens 23 447 305 13 utgång är över en kondensator G5 i serie med ett motstånd Ris förbunden med transistorns T2 bas, som å andra sidan är för- bunden med klämman 7b över en parallellkrets bestående av ett motstånd R17 och en diod D2.

Kondensatorn C5 bildar tillsammans med motstånden R16 och Rl7 ett differentieringselement som åstadkommer att tran- sistorn T2 vid varje stigande flank hos den från frekvensde- larens 23 utgång levererade rektangelsignalen blir ledande under en kort tidsperiod av omkring 200/Us- Under denna kopp- lingsperíod för transistorn T2 flyter över den styrda mot- ståndsgrenen 24 en strömimpuls IM: vars St0rlek bestämmes genom det fasta motståndet 26. Denna strömimpuls överlagras basströmmen på tvåtrådsledningen 5.

Strömställaren 31 utgöres genom en pnp-transistor T3, vars emitter är ansluten till den positiva ledaren 13 och vars kollektor över reläets 30 lindning är förbunden med klämman 7b, varvid eventuellt i och för strömbegränsning ytterligare ett lågohmigt motstånd R18 är ti11k°Pp1at 1 serie. En diod D3 överbryggar relälindningen för att kort- sluta kopplingsspetsarna. Strömställaren 34 bildas ävenledes av en pnp-transistor T4, vars emitter-bas-sträcka ligger pa- reuelit med ett mstetåna 1219 i eerie med rewete 39 lina.. ning i transietorne T3 kollektorkrets. Transistorns T4 kol- lektor är förbunden över en diod D4 och ett motstånd R20 med klämman 35.

Den monostabila vippkretsen 32 innehåller en integreran- de operationsförstärkare IC4, exempelvis av typen 1458, vars icke inverterande ingång är ansluten till uttaget hos en spänningsdelare. som är ansluten mellan ledarna 13 och 14 och som bildas av två motstånd Rzl. R22. Mellan operationsför- stärkarens IC4 utgång och den positiva ledaren 13 är en spän- ningsdelare R23, R24 ansluten, vars uttag är förbundet med pnp-transistorns T3 bas. _ Sondfeldetektorn 33 innehåller en såsom komparator kopp- lad integrerande operationsförstärkare IC5. Denna opera- tionsförstärkares inverterande ingång är ansluten till utta- 447 305 .ø 14 get hos en spänningsdelare, som utgöres av två mellan den po- sitiva ledaren 13 och den negativa ledaren 14 i serie koppla- de motstånd R25, R27. Den icke inverterande ingången hos operationsförstärkaren IC5 är över ett motstånd R28 förbun- den med sondens 2 anslutningsklämma 18b samt över ett mot- stånd R29 med den negativa ledaren 14. En kondensator C6 är parallellkopplad med motståndet R29.

Vid sluten strömställare 17 består en likströmsväg från ledaren 13 över induktansen.L1, strömställaren 17, klämman l8a, sondelektroden 10, anslutningsklämman 18b, motståndet R28 Och motstånäêt R29 till ledaren 14. Över denna likströms- bana flyter en likström, på vilken en bestämd HF-ström är överlagrad. Eftersom induktansen L1 och sondelektroden 10 kan anses såsom kortslutning för likströmmen, bildar motstånden R28 och Rág en spänningsdelare för likströmmen vid vars uttag . den icke inverterande ingången på operationsförstärkaren IC5 är ansluten, medan den HF-spänning som råder vid detta uttag sållas bort av kondensatorn CG- M0tstånden R23 Och R29 har samma storlek. så att vid operationsförstärkarens IC5 icke inverterande ingång vid sluten strömställare 17 en spänning föreligger, som är lika med hälften av den mellan ledarna 13 och 14 bestående matarspänningen. Om däremot strömställaren 17 är öppen, ligger vid operatíonsförstärkarens IC5 icke in- verterande ingång den negativa ledarens 14 potential.

Däremot är motståndet R26 större än motståndet R27; dessa motstånd är så dimensionerade att den vid operations- förstärkarens IC5 inverterande ingång anslutna potentialen ungefärligen ligger i mitten mellan de båda potentialerna som periodiskt omväxlande uppträder vid den icke inverterande in- gången vid strömställarens 17 öppnande och slutande. Opera- tionsförstärkaren IC5 är icke återkopplad, så att den arbetar såsom tröskelvärde-komparaton vars utgång antingen har den positiva eller den negativa matarpotentialen beroende på hd-, ruvida den vid den icke inverterande ingången förekommande potentialen ligger över eller under den vid den inverterande ingången förekommande potentialen. 447 305 15 Mellan operationsförstärkarens IC5 utgång och den posi- tiva ledaren 13 är en kodensator C7 ansluten i serie med ett motstånd R30. Parallellt med motståndet R30 ligger en diod D5. Operationsförstärkarens IC4 inverterande ingång är anslu- ten till förbindelsepunkten mellan kondensatorn C7 Och mot- ståndet R30.

Denna krets arbetar på följande sätt: När strömställaren 9 i utvärderingsapparaten 4 är sluten och således full driftsspänning ligger vid klämmorna 7a, 7b, är transistorn T3 strömförande (strömställaren 31 sluten), så att reläet 30 är påverkat. Strömställaren 17 är sluten, så att oscillatorn 20 svänger på den genom sondkapacitansen be- stämda mätfrekvensen.Den över strömställaren 17 och sond- elektroden 10 förlöpande likströmsbanan är sluten, så att vid operationsförstärkarens IC5 icke inverterande ingång en potential anligger som är högre än den potential som förekom- mer vid den inverterande ingången.Operationsförstärkarens IC5 utgång har ledarens 13 positiva potential. Kondensatorn C7 är urladdad och vid operationsförstärkarens IC4 inverte- rande ingång ligger ledarens 13 positiva potential, som är högre än den potential som förekommer vid den icke inverte- rande ingången och som bestämmas genom spänningsdelaren R21, 322. Operationsförstärkarens IC4 utgång har följaktligen en lägre potential, som över spänningsdelaren R23, R24 gör gran- sistorn T3 strömförande.

När förbindelsen mellan klämman 7b och likspänningskäl- lans 6 negativa pol kortvarigt avbrytes under omkring 10 ms genom strömställarens 9 öppnande, upprätthåller den såsom energimagasin verksamma kondensatorn 16 spänningen mellan le- darna l3 och 14, varigenom strömförsörjningen för de elektro- niska kretsarna hos mätomvandlaren 3 inklusive operations- förstärkarna IC4 och IC5 säkerställas under detta avbrotts varaktighet. En diod 15 spärrar emellertid överföringen åv kondensatorns 16 spänning till klämman 7b. Reläets 30 lind- ning blir följaktligen strömlös så att reläet slår ifrån och öppnar strömställaren 17. Oscillatorn 20 svänger nu på test- 447 305 16 frekvensen. Samtidigt brytes likströmsbanan till sondfelde- tektorn 33, så att operationsförstärkarens IC5 icke inverte- rande ingång antager ledarens 14 negativa potential. Följakt- ligen övergår även operationsförstärkarens IC5 utgång på den negativa potentialen. Eftersom kondensatorn C7 till en bör- jan är urladdad, har nu även operationsförstärkarens IC4 in- verterande ingång en potential, som är lägre än den potential som förekommer vid den icke inverterande ingången. Följaktli- gen består vid operationsförstärkarens utgång den positiva potentialen och transistorn T3 spärras (strömställaren 31 öppen).

När således strömställaren 9 efter den korta tidsperio- den av 10 ms åter slutes, förblir reläet 30 strömlöst, efter- som transistorn 31 är spärrad. Ingenting ändras vid kretsens tillstånd, bortsett från att strömförsörjningen åter sker över tvåtrådsledníngen 5 och att den förbrukade laddningen hos kondensatorn 16 åter kompletteras. Oscillatorn 20 svänger fortsättningsvis på testfrekvensen och de därav genom frek- vensdelning erhållna impulserna överlagras på matarströmmen.

Kondensafiorn C7 uppladdas över motståndet R30.*Sâ snart potentialen vid operationsförstärkarens IC4 inverterande in- gång överstiger den potential som råder vid spänningsdelarens R21. R22 utgång, antager operationsförstärkarens utgång åter den negativa potentialen, så att transistorn T3 åter blir strömförande. Reläet 30 påverkas och strömställaren 17 slu- tes. Tidskonstanten för det RC-element som bildas genom mot- ståndet R30 och kondensatorn C7 är så dimensionerad att denna omkoppling sker efter 0,6 s. Operationsförstärkarens IC5 icke inverterande ingång erhåller åter den genom spänningsdelaren R28. R29 bestämda högre potentialen, och utgången hos denna operationsförstärkare IC5 antager den positiva potentialen.

Kondensatorn C7 urladdas över dioden D5. På detta sätt har utgångstillståndet åter uppnåtts. - Under normal drift upprepas samma förlopp vid varje öpp- ning av strömställaren 9. 447 305 17 När den likströmsbana som går över sondelektroden 10 vid något ställe är varaktigt bruten, exempelvis genom att sonden rivits loss, stannar operationsförstärkarens IC5 icke inver- terande ingång varaktigt på ledarens 14 potential och följ- aktligen bibehåller operationsförstärkarens utgång hela tiden den låga potentialen. Vid en kortslutning mellan sondelektro- den 10 och behållarväggen kvarstår däremot vid operationsför- stärkarens IC5 icke inverterande ingång hela tiden den genom spänningsdelaren R28, R29 bestämda höga potentialen, så att operationsförstärkarens IC5 utgång hela tiden befinner sig vid positiv potential. När slutligen en krypström föreligger mellan sondelektroden 10 och behållarens l vägg, exempelvis till följd av en läcka i sondisoleringen eller bildande av kondensvatten, sjunker potentialen vid spänningsdelarens R28, R29 uttag vid öppnad strömställare 17 icke helt på ledarens 14 negativa potential utan endast på ett mellanvärde, som svarar mot det spänningsfall som beror på krypströmmen vid motståndet R29. När detta lägre spänningsvärde icke understi- ger den vid spänningsdelarens R26, R27 uttag förekommande potentialen, förblir operationsförstärkarens IC5 utgångssig- nal ävenledes hela tiden vid den höga potentialen. Genom mot- svarande stor dimensionering av spänningsdelarmotstånden R28, R29 kan man uppnå att denna verkan redan inträder vid ett förhållandevis lågt krypströmvärde av exempelvis omkring lß/LIA- I samtliga beskrivna störningsfall inträffar icke läng- re den tidigare beskrivna periodiska växlingen mellan mät- frekvens och testfrekvens.När operationsförstärkarens IC5 förblir operationsförstärkarens IC4 utgång hela tiden på den negativa utgång hela tiden har den höga potentialen, potentialen; när operationsförstärkarens IC5 utgång hela tiden har den negativa potentialen, antager operations- förstärkarens IC4 utgång efter kondensatorns C7 uppladdniflg den lägre potentialen, som den då bibehåller.I båda fallen förblir transistorn T3 varaktigt öppnad, så att reläet 30 vid strömställarens 9 slutning åter erhåller ström efter den 447 305 I _ 18 korta tidsperioden av 10 ms. Strömställaren l7 öppnas således ävenledes under den korta tiden av 10 ms, så att avkänningsförhållandet hos frekvensavkänningen är kraftigt förändrat. Det skulle emellertid även vara möjligt att så konstruera kretsen att strömställaren 17 förblir sluten under den korta tidsperioden av 10 ms. I utvärderingsapparaten fastställes således testfrekvensen under den avsedda delperioden av 0,6 s antingen icke alls eller endast under mycket kort tid.

Vid normal drift av sonden och mätomvandlaren mottar således utvärderingsapparaten på basströmmen överlagrade strömimpulser IM av omkring 200/us varaktighet, vilka perio- diskt omväxlande under vardera 0,6 s har en följdfrekvens av 195 Hz och under 0,4 s en mot påfyllningsnivån svarande lägre följdfrekvens som (vid fyllgods som är utsatt för förluster) även kan ha värdet noll. Då apparaten tas i drift, sker en inställning på det gränstillstånd som skall fastställas, genom att i varje fall följdfrekvensen för de överförda strömimpulserna IM magasineras vid öppen och vid sluten strömställare i utvärderingsapparaten 4. Under driften jämfö- res följdfrekvensen för de överförda strömimpulserna IM med de magasinerade värdena. När inom delperioden av 0,4 s en impulsföljdfrekvens fastställes som svarar mot det magasine- rade värdet, utgör detta en indikering för att det gränstill- stånd som skall fastställas har uppnåtts; i utvärderingsappa- raten kan då ett relä manövreras som över sina kontakter utåt signalerar att påfyllningsgränstillståndet uppnåtts eller som inleder motsvarande omkopplingsprocesser.

När inom den andra delperioden av 0,6 s följdfrekvensen för de överförda strömimpulserna IM avviker från motsvarande magasinerade värde med mer än ett förutbestämt toleransom- râde, utgör detta ett tecken för att oscillatorn 20 i mät- omvandlaren 3 icke arbetar invändningsfritt, exempelvis till följd av ett fel hos något byggnadselement. I detta fall manövreras i utvärderingsapparaten 4 ett alarmrelä, som indi- kerar en störning. Detta alarmrelä manövreras även ifall 447 305 19 testfrekvensen icke uppträder inom ett bestämt tidsintervall i varje delperiod av 0,6 s eller ifall testfrekvensen uppträ- der i den för överföring av nätfrekvensen avsedda delperio- den.

Vid den ovan beskrivna anordningen har förutsatts att sondelektroden 10 är utrustad med två anslutningsklämmor l8a, l8b, så att över sondelektroden förlöper en galvanisk strömkrets, vars varaktiga avbrott indikerar att sonden ri- vits loss. Denna anordning kan emellertid användas även i samband med stavsonder, vilka har endast en anslutningskläm- ma. Det är då visserligen inte längre möjligt att fastställa lossrivning av sonden på ovan beskrivet sätt, men kretsens övriga funktioner förblir oförändrade.

Om det är fråga om en helt isolerad sondelektrod, som icke kan komma i ledande beröring med fyllgodset, är det tillräckligt att ansluta sondelektroden till klämman l8a och att förbinda klämmorna l8a och l8b genom en kortslutning.

Spänningsdelaren R28, R29 mottar då samma strömimpulser som tidigare strömställaren 17, så att växlingen mellan testfrek- vens och mätfrekvens förlöper på ovan beskrivet sätt. Detek- torn 33 reagerar i detta fall t o m på uppträdandet av en läcka i sondisoleringen eller av en sondkortslutning.

Vid användning av en delvis isolerad sondelektrod är denna åtgärd icke möjlig, eftersom sondelektrodens beröring med fyllgodset skulle felaktigt ge intryck av en läcka (resp en kortslutning). Den periodiska växlingen mellan testfrek- vens och mätfrekvens kan emellertid erhållas även i detta fall genom att klämman 18b förbindes med klämman 35. Spän- ningsdelaren R28, R29 är då över motståndet R20. dioden D4, den av transistorn T4 bildade strömställaren 34 och den av transistorn T3 bildade strömställaren 31 förbunden med den positiva ledaren 13. Transistorn T4 kommer då alltid att öpp- nas genom spänningsfallet vid motståndet R19. då reläet 30 är påverkat; strömställaren 34 manövreras således synkront med strömställaren 17. Således mottar detektorn 33 även i detta fall samma strömimpulser som tidigare, så att den periodiska 447 305 20 växlingen mellan testfrekvens och mätfrekvens äger rum på ovan beskrivet sätt.

Den beskrivna test- och detektoranordningen är oberoende av det sätt på vilket de över tvåtrådsledníngen överförda mätvärdessignalerna alstras. Den är särskilt icke inskränkt till det tidigare såsom exempel nämnda fallet, vid vilket oscillatorfrekvensen är beroende av sondkapacitansen.

I fig. 3 visas en annan utföringsform av en påfyllnings- nivâmätanordning, som skiljer sig från den i fig. l och 2 vi- sade anordningen i avseende på_det sätt på vilket mätvärdes- signalerna alstras. Med fig. 1 överensstämmande beståndsdelar har samma hänvisningsbeteckningar som i fig. 1.

Vid anordningen enligt fig. 3 alstrar HF-oscillatorn 40 hela tiden en fast frekvens, som är oberoende av sondens 2 kapacitans. Vid oscillatorns 40 utgång är primärlindningen av en transformator 41 ansluten, vars sekundärlindning över strömställaren 17' är förbunden med sondelektroden 10. Ström- ställaren 17' svarar således mot strömställaren 17 enligt fig. L och 2; den är emellertid utförd såsom omkopplingskon- takt, som i vilotillstând (vid frånslaget relä 30) förbinder transformatorns 41 sekundärlindning med en fast testkapaci- tans 42. Vid transformatorns 41 sekundärlindning är en kapa- citansmätkrets 43 ansluten, som avger en utgångsspänning, som är en funktion av den med sekundärlindningen förbundna kapa- citansen. En spännings/frekvenstransformator 44 mottar kapa- citansmätkretsens 43 utgångsspänning och alstrar utgångsim- pulser, vilkas följdfrekvens är beroende av denna spänning.

Genom dessa impulser manövreras strömställaren 25.

Strömställarens 17' manövrering sker genom reläet 30, sondfeldetektorn 33 och den monostabila vippkretsen 32 vid varje kortvarigt öppnande av strömställaren 9 på tidigare be- skrivet sätt. Under normal drift överföres således under var- je period av 1 s över tvåtrådsledningen 5 impulser, vilka un- der en varaktighet av 0,6 s har en genom testkapacitansen 42 bestämd testfrekvens och under en varaktighet av(L4 s den genom sondkapacitansen bestämda mätfrekvensen.Víd ett fel 447 305 21 hos någon del i kretsen, vid lossrivning av sonden, vid sond- kortslutning eller en läcka i sondisoleringen störes denna regelbundna växling mellan testfrekvens och mätfrekvens, vil- ket i utvärderingsapparaten 4 fastställes såsom ett tecken för förekomsten av ett fel. Även vid denna utföringsform är testkapacitansen 42 så dimensionerad att den är olika för varje under driften före- kommande sondkapacitans. Dessutom är sondkapacitansen helt frånkopplad under test-delperioderna, så att testfrekvensen är konstant och oberoende av påfyllningsnivån.

Givetvis kan man tänka sig olika modifikationer av den beskrivna kopplingen. Hos de beskrivna utföringsexemplen är det exempelvis icke absolut nödvändigt att strömmatarspän- ningen på tvåtrådsledningen S avbrytes helt för manövrering av ett relä.Strömställarens 17 resp l7'manövrering skulle även kunna ske med hjälp av en triggerkrets, som exempelvis utlöses genom kortvarig impulsformig nedsänkning av spänning- en på ett lägre, men från noll skilt värde, eller utlösningen skulle kunna ske genom en överlagring av andra slags signa- ler, exempelvis tonfrekvenssignaler.

Den tidigare beskrivna periodiska växlingen mellan mät- värdessignaler och testsignaler, som är oberoende av sondka- pacitansen, medger ytterligare en automatisk kompensering för miljöinflytanden som skulle kunna påverka mätresultatet, sär- skilt temperaturen.

Om exempelvis hos de tidigare beskrivna utföringsexemp- len frekvenseni.HF-oscillatorn.20 (i fíg.].och 2) eller i HF-oscillatorn 40 (i fig. 3) ändras till följd av temperatur- inflytanden, ändras även frekvensen hos de över tvâtrådsled- ningen 5 överförda mätvärdessignalerna. När inte några sär- skilda åtgärder träffas, tolkas denna temperaturbetingade frekvensändríng i utvärderíngsapparaten såsom en ändring i sondkapacitansen, så att mätresultatet förfalskas. En liknañ-' de förfalskning av mätresultaten inträffar, när osoillator- frekvensen ändras genom andra inflytanden, exempelvis ett åldrande hos byggelementen, eller när ändringen i den parame- 447 305 22 ter hos mätvärdessignalerna som representerar sondkapacitans- en icke orsakas av-HF-oscillatorn utan av någon eller några andra beståndsdelar i mätomvandlaren.

Alla dessa ogynnsamma företeelser kan hos den beskrivna anordningen elimineras på grund av den omständigheten att un- der varje mätperiod vid sidan om mätvärdessignalen även en testsignal förekommer, som är oberoende av sondkapacitansen, varvid de tidigare nämnda inflytandena, exempelvis tempera- turändringar, påverkar testsignalerna på samma sätt som mät- signalerna.

Detektoranordningen 28 (fig. l och 3) bör så utbildas att den i varje mätperiod magasinerar det kapacitansen repre- senterande värdet hos testsignalen, dvs hos de tidigare be- skrivna utföringsexemplen följdfrekvensen för de över två- trådsledningen 5 överförda strömimpulserna, och använder det- ta värde för korrigering vid utvärdering av den anslutnings- vis överförda mätvärdessignalen. Denna korrektur kan exempel- vis ske genom en av nedan angivna åtgärder: 1. I det enklaste fallet användes det magasinerade värdet för testsignalen såsom referensstorhet vid utvärdering av mätvärdessignalen. 2. Testsignalens magasinerade värde jämföres med det vid kretsens igångsättning fastställda begynnelsevärdet, och avvikelsen användes såsom korrekturstorhet.

Fig. 4 visar såsom exempel ett förenklat hlockkopplings- schema för utvärderingsapparaten 4, där den första av ovan angivna åtgärderna genomföras hos de med ledning av fig. 1, 2 och 3 beskrivna utföringsexemplen.

Man identifierar i fig. 4 åter spänningskällan 6, mot- ståndet 27, strömställaren 9 och tidsstyrkretsen 29.

Detektorkretsen 28 innehåller en impulsfrekvensdetektor 50, som vid sin utgång levererar en (företrädesvis digital) signal, som representerar följdfrekvensen för de över mot- ståndet 27 passerande strömimpulserna. I det tidigare givna sifferexemplet representerar utgångssignalen från impulsfrek- vensdetektorn 50 under varje mätperiod av 1 s för mättids- 447 305 23 intervallens av 0,4 s varaktighet mätfrekvensen och för test- tidintervallens av 0,6 s varaktighet testfrekvensen, såvida icke någon störning föreligger.

Till impulsfrekvensdetektorns 50 utgång är parallellt anslutna ingångarna för en påfyllningsnivåräknare 51 och en kontrollkrets 52. Påfyllningsnivåräknaren 51 fastställer på grundval av den under mättidsintervallen föreliggande mät- frekvensen sondkapacitansen och därav påfyllningsnivån; vid en kontinuerlig påfyllningsnivåmätning levererar den vid ut- gången en signal som indikerar påfyllningsnivån. medan den vid en användning såsom påfyllningsgränskontakt vid utgången levererar en signal, då den fastställda påfyllningsnivån över- eller underskrider ett förut givet värde. Kontrollkret- sen 52 undersöker huruvida mät- och testfrekvenserna följer i rätt takt på varandra och den levererar vid en eller flera utgångar signaler, som indikerar förekomsten av en störning och eventuellt dess orsak. Kretsarna 50, 51 och 52 synkroni- seras genom tidsstyrkretsen 29, som genom manövrering av strömställaren 9 fastlägger varje mätperiods början., För ovan beskrivna felkorrektur är ett minne 53 anord- nat, som ävenledes är anslutet till impulsfrekvensdetektorns 50 utgång och som styres genom tidsstyrkretsen 29. Minnet 53 magasinerar under varje mätperiod den under testtidsinterval- len fastställda testfrekvensen och levererar vid utgången det magasinerade värdet under den anslutande mättidsintervallen.

Detta magasinerade värde tillföras en andra ingång hos på- fyllningsnivåräknaren 51.

I påfyllningsnivâräknaren 51 användes det av minnet 53 avgivna värdet för testfrekvensen såsom referensstorhet vid utvärdering av mätfrekvensen. Värdet för testfrekvensen står i samma förhållande till värdet för den konstanta testkapaci- taggen (Cl i fig. 2: 42 i fig. 3) som värdet för mätfrek- vensen till värdet för den sondkapacitans som skall mätaš.' Temperaturändringar eller andra inflytanden, vilka på samma sätt påverkar testfrekvensen och mätfrekvensen förblir följ- aktligen utan inverkan på mätresultatet, ifall den för mät- 447 305 I- 24 ning avsedda sondkapacitansen fastställes på grund av förhål- landet mellan testfrekvens och mätfrekvens.

Med streckade linjer antydes i fig. 4, hur kretsen kan ändras för att kunna arbeta enligt den andra, ovan angivna åtgärden. Förbindelsen mellan minnets 53 utgång och påfyll- ningsnivåräknarens 52 andra ingång brytes mellan punkterna A och B. Till punkten A är ingången 55 från en jämförelsekrets 54 ansluten, som vid en andra ingång 56 mottar en signal, som representerar det vid kretsens igângsättning fastställda be- gynnelsevärdet för testfrekvensen. Jämförelsekretsen 54 leve- rerar vid den med punkt B förbundna utgången en signal, som representerar den magasinerade testfrekvensens avvikelse från begynnelsevärdet. Denna signal tillföres påfyllningsnivåräk- naren 51 såsom korrektursignal och användes där för korrige- ring av de genom temperaturändringar eller andra inflytanden betingade avvikelserna vid utvärdering av mätvärdessignalen.

Naturligtvis skulle det även vara möjligt, att ansluta jämförelsekretsens 54 första ingâng55 omedelbart till im- pulsfrekvensdetektorns 50 utgång och att ansluta minnet 53 till jämförelsekretsens 54 utgång. I detta fall skulle jämfö- relsekretsen 54 genomföra jämförelsen mellan testfrekvensen och begynnelsevärdet under varje testtidsintervall, och min- net S3 skulle icke lagra värdet för testfrekvensen utan den fastställda avvikelsen.

Anordningen arbetar på motsvarande sätt, när den parame- ter av nätvärdessignalen och testsignalen som representerar kapacitansen icke är följdfrekvensen hos impulser utan en annan parameter, exempelvis impulsbredden hos en impulsbredd- modulering eller även koderingen hos en pulskodmodulering.

Av särskild betydelse är det faktum att den beskrivna korrekturanordningen automatiskt kompenserar alla inflytan- den, vilka på samma sätt påverkar testfrekvensen och mätfrek- vensen, oberoende av dessa inflytandens karaktär (temperatur- beroende, åldrande av byggelement, etc) och av den del av kretsen som orsakar ändringen.

En väsentlig fördel består dessutom däri, att korrektu- 447 305 25 ren för miljöinflytanden icke sker vid den intill sonden be- lägna mätomvandlaren utan i den på avstånd därifrån belägna utvärderingsapparaten, utan att det är nödvändigt att över- föra tillkommande styrsignaler över tvåtrâdsledningen.

Den beskrivna lösningen lämpar sig även särskilt väl för det fall att detektorkretsen 28 hos utvärderingsapparaten ut- göres av en på motsvarande sätt programmerad míkrødator. ...- .............._.__..__._

Claims (17)

447 305 " " 26 PATENTKRAV

1. Anordning för fastställande av'pâfyllningsnivån i en be- hållare med en i behållaren isolerat anordnad kapacitiv sond, vars kapacitans är beroende av påfyllningsnivån, en vid plat- sen för behållaren anordnad mätomvandlare, som alstrar en av sondens kapacitans beroende mätvärdessignal, en på avstånd från behållaren anordnad utvärderingsapparat, som är för- bunden med transformatorn, en kopplingsanordning för omkopp- ling av den kapacitiva sonden till en testkapacitans, som skiljer sig från varje sondkapacitans som förekommer under normal drift, samt med en styranordning för periodisk manövrering av kopplingsanordningen, k ä n n e t e c k n a d av att utvärderingsapparaten (4) är förbunden med mätomvandlaren (3) genom en tvåtrådig ledning (5), över vilken överföres dels den för driften av mätomvandlaren (3) erforderliga likströmsenergin från utvärderingsapparaten (4) till mätomvandlaren (3), dels den av mätomvandlaren (3) avgivna mätvärdessignalen till utvärderingsapparaten (4), att en tidsstyrd anordning (9, 29) är anordnad i utvärderinge- apparaten (4L vilken periodiskt impulsformigt ändrar ström- matningslikspänningen på den tvåtrådiga ledningen (5), och att en styrkoppling (30, 32) är anordnad i mätomvandlaren (3L vilken reagerar på varje impulsformig ändring av strönunatningslikspänningen och manövrerar omkopplingsanord- ningen(l7L

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att mätomvandlaren (3) innefattar en oscillator (20), vars frekvens beror av sondkapacitansen resp. testkapacitansen.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att styrkopplingen (30, 32) innefattar en monostabil vippkoppling (32), vars hålltíd är mindre än perioden och större än varaktigheten av de impulsformiga ändningarnä Y strömmatningslikspänningen.

4. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a d av att den impulsformiga ändringen av ström- ...fl-M. ..._ h...- . ,...(.... 44-7 30 5. 27 matningslikspänningen består av ett kortvarigt avbrott.

5. Anordning enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e - t.e c k n a d av att ett energimagasin (16) är anordnat i mätomvandlaren (3) i och för överbryggande av de periodiska, impulsformiga ändringarna i strömmatningslikspänningen.

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att den kapacitiva sonden (2) uppvisar en från behållaren isolerad sondelektrod (10), över vilken en av omkopplingsanordningen (17) styrd galvanisk strömkrets förlö- per. och att en-detektorkrets (33) är anordnad. vilken reage- rar på de genom den periodiska manövreringen av omkopplingsan- ordningen (17) i den galvaniska strömkretsen alstrade perio- diska strömimpulserna och som vid bortfall av de periodiska strömimpulserna åstadkommer överföringen av en detta bortfall indikerande information till utvärderingsapparaten (4).

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att detektorkretsen (33) vid bortfall av de periodiska ström- impulserna spärrar den periodiska manövreringen av kopplings- anordningen (17) eller ändrar dess avkänningsförhållande.

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e cik n a d av att detektorkretsen (33) innefattar en tröskelvärdeskom- parator (IC5), av vilken en ingång är ansluten till uttaget av en i serie med sondelektroden (10) kopplad spänningsdelare (R28, R29), medan den andra ingången ligger vid en fast lik- spänning.

9. Anordning enligt kraven 3 och 8, k ä n n e t e c k n a d av att tröskelvärdeskomparatorns (IC5) utgång är förbunden med utlösningsingången av den monostabila vippkopplingen (32L

10. Anordning enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d av att vid användning av en sondelektrod (10) med endast en anslutningsklämma spänningsdelaren (R28, R29) är ansluten till denna anslutningsklämma.

11. ll. Anordning enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d av att vid användning av en sondelektrod (10) med endast en anslutningsklämma spänningsdelaren (R28, R29) tillföres spän- ning över en synkront med den första omkopplingsanordningen 447 305 28 (17) manövrerad andra omkopplingsanordning (34).

12. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att sondkapacitansen utgöres av den ledande behållarväggen (1) och av en gentemot behållarväggen isolerad sondelektrod (10), att den ena ledaren (Sa) av den tvåtrådiga ledningen (5) är förbunden med ett första ställe på behållarväggen (l), att den ena strömförsörjníngsanslutningen (13) av mätomvandlaren (3) är förbunden med ett andra ställe på behållarväggen (1), som ligger på avstånd från det första stället, och att den andra strömförsörjningsanslutningen (14) av mätomvandlaren (3) är förbunden med den andra ledaren (Sb) av den tvåtrådiga ledningen (5).

13. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c kn a d av att i utvärderingsapparaten (4) användes den under varje testtidsintervall överförda testsignalen för korrektur av den under varje mättidsintervall överförda mät- värdessignalen.

14. Anordning enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av ett i utvärderingsapparaten (4) anordnat minne (53) för lag- ring av det testkapacitansen representerande värdet av den under varje testtidsintervall överförda testsignalen.

15. Anordning enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a d av att det i minnet (53) lagrade värdet av testsignalen i nästa mättidsintervall användes såsom referensstorhet vid utvärde- ringen av mätvärdessignalen.

16. Anordning enligt krav 13 eller 14, k ä n n e t e c k n ad av en jämförelsekrets (54), som vid en första ingång mottar det kapacitansen representerande värdet hos testsignalen och vid en andra ingång ett fast begynnelsevärde och som såsom korrekturstorhet för mätvärdessignalens utvärdering avger en utgångssignal som representerar avvikelsen mellan ingångs- värdena.

17. Anordning enligt kraven 14 och 16, k ä n n e t e c k nad' av att jämförelsekretsen (54) vid den första ingången mottar minnets (53) utgångssignal. i u är