CH632089A5 - Filling level measuring probe for an electrically conductive medium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllstandsmessonde für ein elektrisch leitendes Medium mit längs einer geometrischen Achse ausgedehnter Impedanz in einem Mantel zum Einführen in das zu überwachende Medium, welches je nach Füllstand Partien der Impedanz wenigstens nahezu kurzschliesst. The invention relates to a fill level measuring probe for an electrically conductive medium with an impedance extended along a geometric axis in a jacket for insertion into the medium to be monitored, which at least almost short-circuits parts of the impedance depending on the fill level.

Eine Vorrichtung dieser Art wird durch die DE-PS-675 195 offenbart. Dort ist als Flüssigkeitsanzeiger für Braupfannen ein Widerstandsdraht koaxial in einem beispielsweise aus Metall bestehenden Rohr angeordnet, das an seinem unteren Ende Öffnungen aufweist und mit dem Widerstandsdraht in die Brauwürze - also ein flüssiges Lagermedium, dessen Füllstand zu ermitteln ist - so eingetaucht, dass die Würze durch jene unteren Öffnungen in das Rohr eintritt und den darin gelagerten Widerstandsdraht auf einer dem Füllstand entsprechenden Länge kurzschliesst. A device of this type is disclosed by DE-PS-675 195. There, as a liquid indicator for brewing pans, a resistance wire is arranged coaxially in a tube, for example made of metal, which has openings at its lower end and is immersed with the resistance wire in the brewing wort - i.e. a liquid storage medium, the fill level of which is to be determined - in such a way that the wort enters the tube through those lower openings and short-circuits the resistance wire stored therein to a length corresponding to the fill level.

Bei der bekannten Anordnung sind Verschmutzungen und Verkrustungen im Innern des Mantels bzw. am Widerstandsdraht nur mühevoll entfernbar ; der Draht wird erst nach dem Abziehen des Mantels zugänglich. Der Einsatz der beschriebenen Sonde bleibt darüberhinaus auf Flüssigkeiten beschränkt, da allein diese in den Mantel einzudringen vermögen, um die Impedanz zu kontaktieren. So ist beispielsweise die Verwendung dieser Messonde in Kohlesilos praktisch ausgeschlossen, 5 da nicht sichergestellt werden kann, dass die Kohle durch die endwärtigen Öffnungen eindringt sowie im Rohr entsprechend dem Füllstand aufsteigt. In the known arrangement, dirt and incrustations inside the jacket or on the resistance wire can only be removed with difficulty; the wire is only accessible after the sheath has been removed. The use of the probe described is also limited to liquids, since these alone can penetrate the jacket to contact the impedance. For example, the use of this measuring probe in coal silos is practically impossible, 5 since it cannot be ensured that the coal penetrates through the end openings and rises in the pipe according to the level.

Auch für einen durch die DE-PS-584 673 bekannt gewordenen Wasserstandsanzeiger ist das Einsatzgebiet stark einge-lo schränkt. Die Füllstandshöhe wird hier mit einer Druckmesssonde gemessen, welche einen Kohlewiderstand als druckabhängiges Widerstandselement enthält. Der Einfluss von Luftdruckschwankungen muss mit einer weiteren Druckmessdose kompensiert werden; zur Elimination von Fehlern, welche sich 15 durch temperaturabhängige Veränderungen des Volumens des Füllmediums ergeben, sind mehrere temperaturabhängige Widerstände elektrisch mit der Druckmessdose zur Ermittlung des Füllstandes in Serie geschaltet. Eine Mehrzahl wird deshalb erforderlich, um die mittlere Temperatur im Füllmedium zu de-2otektieren. The area of application is also severely restricted for a water level indicator which has become known from DE-PS-584 673. The level is measured here with a pressure measuring probe, which contains a carbon resistor as a pressure-dependent resistance element. The influence of air pressure fluctuations has to be compensated with another pressure cell; To eliminate errors that result from temperature-dependent changes in the volume of the filling medium, several temperature-dependent resistors are electrically connected in series with the pressure cell to determine the filling level. A majority is therefore required to detect the average temperature in the filling medium.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Füllstandsmessonde der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei einer Vielzahl von Füllmedien eingesetzt werden kann und mit welcher der Füllstand kontinuierlich 25 oder quasikontinuierlich, einfach und zuverlässig erfasst wird. Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Impedanz von einem elektrisch isolierenden, gegenüber dem Medium dichten Aussenmantel umschlossen ist, der im wesentlichen radial ausgerichtete, jeweils galvanische Kontaktflächen zwischen Man-30 telaussenseite und Impedanz bildende galvanische Kontaktpartien entlang seiner axialen Ausdehnung aufweist. In view of these circumstances, the inventor has set itself the goal of creating a fill level measuring probe of the type mentioned at the outset, which can be used with a large number of fill media and with which the fill level is measured continuously or quasi-continuously, simply and reliably. The solution to this problem is that the impedance is enclosed by an electrically insulating outer jacket which is sealed with respect to the medium and which has essentially radially oriented galvanic contact areas between the outer side of the jacket and the impedance forming along its axial extent.

Dank dieser Massgabe ist das Impedanzelement vor mechanischen Beschädigungen geschützt, zudem sind alle Partien, deren Verschmutzung die Funktionstauglichkeit der Sonde beein-35 trächtigen würde, von aussen ohne weiteres zugänglich. Auch sind keinerlei Bedingungen an die Viskosität des zu überwachenden Mediums mehr zu stellen; die erfindungsgemässe Füllstandsmessonde kann praktisch ohne Einschränkungen bei allen elektrisch leitenden Füllmedien eingesetzt werden. 40 Bezüglich weiterer Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands wird auf den Inhalt der abhängigen Ansprüche hingewiesen. Thanks to this measure, the impedance element is protected from mechanical damage, and all parts whose contamination would impair the functionality of the probe are easily accessible from the outside. Also no conditions have to be placed on the viscosity of the medium to be monitored; the fill level measuring probe according to the invention can be used practically without restrictions with all electrically conductive fill media. 40 With regard to further refinements of the subject matter of the invention, reference is made to the content of the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsformen erläutert. In der The invention is explained below with reference to preferred embodiments shown in the drawing. In the

« Zeichnung zeigt : «Drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Anordnung zur direkten Erfassung der Lagermediumsimpedanz als Funktion des Füllstandes, mit der daraus resultierenden Abhängigkeit von Impedanz und Füllstand, 1 shows a schematic arrangement for the direct detection of the storage medium impedance as a function of the fill level, with the resultant dependence on impedance and fill level,

50 Fig. 2a eine schematische Anordnung zur indirekten Erfassung der Lagermediumsimpedanz in Funktion des Füllstandes, Fig. 2b ein elektrisches Ersatzschaltbild der Anordnung gemäss Fig. 2a sowie die daraus resultierende Abhängigkeit von auftretender Kreisimpedanz und Füllstand, 2a shows a schematic arrangement for the indirect detection of the storage medium impedance as a function of the fill level, FIG. 2b shows an electrical equivalent circuit diagram of the arrangement according to FIG. 2a and the resultant dependence on the circuit impedance and fill level that occur,

55 Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Füllstandsmesssonde für die kontinuierliche Füllstandserfassung, 3 a schematic representation of a fill level measuring probe for the continuous fill level detection,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Füllstandsmesssonde für die Erfassung des Füllstandes beim Passieren vorgegebener, diskreter Höhen, 4 shows a schematic representation of a fill level measuring probe for detecting the fill level when passing predetermined, discrete heights,

60 Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Messonde gemäss Fig. 4, 5 a schematic representation of a further embodiment of the measuring probe according to FIG. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Messonde als bevorzugte Realisationsform der in Fig. 5 schematisch dargestellten Sonde. 6 shows a cross section through a measuring probe as a preferred form of realization of the probe shown schematically in FIG. 5.

65 Gemäss Fig. 1 bietet sich für die Füllstandserfassung eines elektrisch leitenden Mediums 1 in einem Behältnis 3 die Möglichkeit an, die Mediumsoberfläche 5 entsprechend dem Füllstand f (t) mit einer ersten Elektrode 7 zu kontaktieren und im 65 According to FIG. 1, the level detection of an electrically conductive medium 1 in a container 3 offers the possibility of contacting the medium surface 5 with a first electrode 7 in accordance with the level f (t) and in

3 3rd

632 089 632 089

Lagermedium 1 entsprechend dem noch zu detektierenden minimalen Füllstand, gemäss Fig. 1 beim Füllstand Null, eine Gegenelektrode 9 anzuordnen. Wird an den Elektroden 7 und 9 eine elektrische Spannung u, sei dies nun eine Wechsel- oder Gleichspannung, angelegt, so ergibt sich in Funktion der zwischen den Elektroden vorliegenden Lagermediumsimpedanz ZM ein messbarer Strom i. Bezeichnet man die spezifische Impedanz pro Längeneinheit des Lagermediums mit z^, so ergibt sich eine Abhängigkeit des Stromes i vom Füllstand f(t) zu l = Storage medium 1 according to the minimum level still to be detected, according to FIG. 1 at zero level, to arrange a counter electrode 9. If an electrical voltage u, be it an AC or DC voltage, is applied to the electrodes 7 and 9, a measurable current i results as a function of the storage medium impedance ZM present between the electrodes. If one designates the specific impedance per unit length of the storage medium with z ^, the result is a dependence of the current i on the fill level f (t) to l =

f(t)- f (t) -

Die Änderung der Gesamtkreisimpedanz Z pro Längeneinheitsänderung des Füllstandes f(t) ist durch die spezifische Impedanz zm gegeben. In Funktion des Füllstandes f(t) steigt die Kreisimpedanz Z linear, wobei gilt: The change in the overall circuit impedance Z per unit length change of the level f (t) is given by the specific impedance zm. The circular impedance Z increases linearly as a function of the fill level f (t), where:

-|r-'gY-z.. - | r-'gY-z ..

Da die Elektrode 7 mit der Oberfläche 5 des Lagermediums nachgeführt werden muss, ergeben sich mit dem beschriebenen Verfahren, bei festen, beispielsweise staub- oder sandförmigen Medien, Schwierigkeiten. Since the electrode 7 has to be tracked with the surface 5 of the storage medium, difficulties arise with the described method in the case of solid, for example dusty or sand-like media.

In Fig. 2a ist eine Anordnung dargestellt, welche sich auch zur Füllstandsmessung in elektrisch leitenden, festen Medien eignet. Eine vorgegebene Impedanz ZQ mit schematisch dargestellter, nichtisolierter Oberfläche 11, wird stationär, in Richtung der Füllstandsänderung, durch das Lagermedium 1 geführt und zwar über den gesamten interessierenden Füllstandsbereich. Im Ersatzbild gemäss Fig. 2b präsentiert sich diese Anordnung wie folgt, wobei z0 die Impedanz pro Längeneinheit der im Medium angeordneten Impedanz ZQ bezeichnet und 10 die Gesamtlänge der Impedanz Z0, in Fig. 2a beispielsweise gerade dem maximalen Füllstand entsprechend: FIG. 2a shows an arrangement which is also suitable for level measurement in electrically conductive, solid media. A predetermined impedance ZQ with a schematically illustrated, non-insulated surface 11 is guided through the storage medium 1 in a stationary manner in the direction of the fill level change, specifically over the entire fill level range of interest. 2b, this arrangement is presented as follows, where z0 denotes the impedance per unit length of the impedance ZQ arranged in the medium and 10 the total length of the impedance Z0, in FIG. 2a, for example, corresponding to the maximum fill level:

Bei einem beliebigen Füllstand f (t) ragt eine Impedanz ZQ1 aus dem Lagermedium heraus. At any level f (t), an impedance ZQ1 protrudes from the storage medium.

Im Lagermedium eingebettet, ist die Impedanz Z02, welche mit der Lagermediumsimpedanz ZM, entsprechend dem Füllstand f(t), parallelgeschaltet erscheint, wobei diese Parallelschaltung in Serie zur herausragenden Impedanz Z01 geschaltet ist. Embedded in the storage medium, the impedance Z02, which appears in parallel with the storage medium impedance ZM, corresponding to the fill level f (t), this parallel connection being connected in series with the outstanding impedance Z01.

Es ergeben sich folgende Ausdrücke für die drei erwähnten Impedanzen: The following expressions result for the three impedances mentioned:

Zoi = (l„-f(t)) • Zo Zq2 = f(t) • z0 ZM = f(t) • zm. Zoi = (l „-f (t)) • Zo Zq2 = f (t) • z0 ZM = f (t) • zm.

An Anschlüssen 13 der in das Lagermedium eingebetteten Impedanz z„ ergibt sich eine Gesamtimpedanz A total impedance results at connections 13 of the impedance z 1 embedded in the storage medium

Z,ot — Z, ot -

ZfM ' Zv ZfM 'Zv

ZQ2 + Z, ZQ2 + Z,

+ Z, + Z,

M M

'Ol- 'Oil-

Daraus ist ersichtlich, dass die Gesamtimpedanz vornehmlich vom Füllstand f (t) und der spezifischen Impedanz z0 abhängig ist. Wie aus dem Diagramm von Fig. 2e ersichtlich, wird die Steigung y der linearen Abhängigkeit zwischen Füllstand f (t) und Ztot mit tgY = z0 It can be seen from this that the total impedance is primarily dependent on the fill level f (t) and the specific impedance z0. As can be seen from the diagram in FIG. 2e, the gradient y becomes the linear dependency between fill level f (t) and Ztot with tgY = z0

vornehmlich von der mediumsunabhängigen, ins Medium eingeführten und vorgebbaren Impedanz abhängig ist. is primarily dependent on the medium-independent, inserted and predeterminable impedance.

Gemäss Fig. 3 kann die Impedanz Z0, welche insbesondere bei ihrer Verwendung in festen Lagermedien, unter Umständen ausserordentlich grossen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, auf einem formstabilen Haltestab 15 als Schicht, beispielsweise als aufgedampfte Widerstandsschicht 17, ausgeführt sein. According to FIG. 3, the impedance Z0, which, particularly when it is used in solid storage media, may be exposed to extraordinarily large mechanical stresses, can be embodied on a dimensionally stable holding rod 15 as a layer, for example as a vapor-deposited resistance layer 17.

In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, wie die Impedanz ZQ 5 aus einzelnen Impedanzelementen Z1 bis Zn aufgebaut ist, wobei herkömmliche, in sich isolierte Bauteile, seriegeschaltet sind, welche jedoch bekannterweise an ihren Anschlussleitungen 19 nicht isoliert sind. Durch diese Anordnung ergibt sich eine diskontinuierliche Füllstandserfassung, indem die erschei-10 nende Gesamtimpedanz nun lediglich eine Funktion davon wird, wieviele der nichtisolierten Verbindungspartien 20 von Anschlussleitungen 19 durch das Medium abgedeckt sind. Durch das Vorsehen einer grösseren Anzahl n von Impedanzelementen zx mit entsprechend kurzer axialer Ausdehnung, 15 kann jedoch auf diese Art und Weise unter Verwendung handelsüblicher Bauteile eine praktisch kontinuierliche Füllstandserfassung realisiert werden, wobei die Füllstandsunsicherheit, insbesondere bei der Verwendung in grossen Behältnissen wie Silos, mit Bezug auf die erfolgenden Füllstandsveränderungen 20 praktisch vernachlässigbar ist. Die Isolation der Einzelelemente ist in Fig. 4 bei 21 schematisch angedeutet. 4 shows schematically how the impedance ZQ 5 is constructed from individual impedance elements Z1 to Zn, whereby conventional, isolated components are connected in series, which, however, are known not to be isolated on their connecting lines 19. This arrangement results in discontinuous fill level detection, in that the apparent total impedance now only becomes a function of how many of the non-insulated connecting parts 20 of connecting lines 19 are covered by the medium. By providing a larger number n of impedance elements zx with a correspondingly short axial extension 15, however, practically continuous level detection can be achieved in this way using commercially available components, the level uncertainty, especially when used in large containers such as silos, with With respect to the level changes 20 that occur, it is practically negligible. The insulation of the individual elements is indicated schematically at 21 in FIG. 4.

Um die Anordnung gemäss Fig. 4 wiederum vor mechanischer Beeinträchtigung zu schützen, werden die einzelnen serie-25 geschalteten Impedanzelemente Zx(x =1 ... n) gemäss Fig. 5 in einem Schutz- und Halterungsrohr 23 angeordnet, welches aus einem isolierenden Material, beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Damit das Lagermedium 1 entsprechend seiner Füllstandshöhe f(t), (Fig. 2) Impedanzelemente Z* überbrücken 30 kann, sind sie durch ihre Verbindungsstellen 20 durch metallische Kontaktstücke 25 radial nach aussen an die Aussenperi-pherie des Rohres 23 geführt, wo sie auf Kontaktflächen 27 münden. Die Kontaktflächen 27 können dabei beispielsweise ringförmig um die Rohrperipherie angeordnete, z.B. eingelasse-35 ne, Metallstreifen umfassen oder auf das Rohr 23 aufgeklebt oder aufgedampft sein. In order to protect the arrangement according to FIG. 4 again from mechanical impairment, the individual series-connected impedance elements Zx (x = 1 ... n) according to FIG. 5 are arranged in a protective and holding tube 23, which is made of an insulating material , for example made of plastic. So that the storage medium 1 can bridge 30 impedance elements Z * according to its fill level f (t), (FIG. 2), they are led radially outward through their connecting points 20 through metallic contact pieces 25 to the outer periphery of the tube 23, where they open Contact surfaces 27 open. The contact surfaces 27 can, for example, be arranged in a ring around the pipe periphery, e.g. embedded-35 ne, include metal strips or be glued or vapor-deposited onto the tube 23.

In Fig. 6 ist eine konkrete Ausführungsform der Füllstandsmessonde, grundsätzlich in Analogie zu der schematisch dargestellten von Fig. 5, aufgezeigt. Wie noch ersichtlich sein wird, 40 weist sie den grossen Vorteil auf, dass beide Impedanzanschlüsse 13 am nicht ins Lagermedium 1 eingeführten Sondenende abgreifbar sind. In einem als Halterungs- und Schutzelement wirkenden doppelwandigen Rohr 29 aus isolierendem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, ist in der zwischen äusserer und 45 innerer Rohrwandung 31 resp. 33 aufgespannten Zwischenkammer 35 eine Mehrzahl achsial angeordneter, seriegeschalteter Widerstandselemente Rx bis Rn angeordnet. Die Zwischenkammer 35 ist durch eine Mehrzahl zum Rohr koaxial angeordneter, leitender Ringscheiben, vorzugsweise Metallringe 37a bis 50 37n) in einzelne achsiale Kammernsegmente 35a bis 35n unterteilt. Die Ringscheiben 37x ragen durch die äussere Rohrwandung 31 durch und sind somit von aussen kontaktierbar.Durch sie wird auch die äussere Rohrwandung 31 in achsiale Wandungssegmente unterteilt. Die Widerstandselemente Rx sind mit 55 ihren Anschlüssen 39 je mit einer der Scheiben 37x verbunden, beispielsweise verlötet, derart, dass durch besagte Scheiben 37x eine elektrische Serieschaltung besagter Widerstandselemente Rx erstellt ist. Die Widerstandselemente Rx sind in isolierendes Füllgut 41 eingebettet, das in die Zwischenkammer 35 resp. 60 deren Segmente 35x eingebracht ist und beispielsweise durch eine Kunstharzmasse gebildet ist. In einer durch das doppelwan-dige Rohr 29 gebildeten Zentrumskammer 43 ist ein Metallkern, vorzugsweise ein Stahlkern 45, angeordnet. Eine endständige Scheibe 37n ist mittels einer metallischen Verbindungs-65 scheibe 47 elektrisch mit dem Stahlkern 45 verbunden, wobei letzterer, beispielsweise mittels einer Mutter 49, mit dem Rohr 29 verbunden ist. Elektrische Anschlüsse 13 sind einerseits mit dem dem Sondenende 51 entgegengesetzt gelegenen Ende des FIG. 6 shows a specific embodiment of the fill level measuring probe, basically in analogy to that shown schematically in FIG. 5. As will still be seen, 40 it has the great advantage that both impedance connections 13 can be tapped at the probe end not inserted into the storage medium 1. In a double-walled pipe 29 acting as a holding and protective element made of insulating material, preferably made of plastic, is in the between the outer and 45 inner tube wall 31 and. 33 spanned intermediate chamber 35 arranged a plurality of axially arranged, series-connected resistance elements Rx to Rn. The intermediate chamber 35 is divided into individual axial chamber segments 35a to 35n by a plurality of conductive ring disks arranged coaxially to the tube, preferably metal rings 37a to 50 37n). The annular disks 37x protrude through the outer tube wall 31 and can thus be contacted from the outside. The outer tube wall 31 is also divided into axial wall segments by them. The resistance elements Rx are each connected at 55 with their connections 39 to one of the disks 37x, for example soldered, in such a way that an electrical series circuit of said resistance elements Rx is created by said disks 37x. The resistance elements Rx are embedded in insulating filling 41, which in the intermediate chamber 35 and. 60 whose segments are introduced 35x and is formed, for example, by a synthetic resin compound. A metal core, preferably a steel core 45, is arranged in a center chamber 43 formed by the double-walled tube 29. A terminal washer 37n is electrically connected to the steel core 45 by means of a metallic connecting washer 47, the latter being connected to the tube 29, for example by means of a nut 49. Electrical connections 13 are on the one hand with the end of the probe end 51 opposite

632 089 632 089

Stahlkernes 45 und anderseits mit dem gleichgelegenen An-schluss eines ersten Widerstandselementes, beispielsweise Rj verbunden, derart, dass eine Serieschaltung von Widerstandselementen Rx, Scheiben 37x, Verbindungsscheibe 47, Stahlkern 45 gebildet wird und die Sonde vom aus der Oberfläche 5 des Füllmediums 1 herausragenden Ende her elektrisch gespiesen werden kann. Der Stahlkern 45 wirkt als mechanisches Halteelement und gleichzeitig als elektrische Zuleitung für das endständige Widerstandselement Rn. Dadurch, dass die Widerstandselemente Rx in der Zwischenkammer 35 des Rohres 29 angeordnet sind, sind sie vor mechanischer Beschädigung geschützt, wobei die Scheiben 37x ihre Überbrückung durch die dem Füllstand entsprechenden Mediumsteilimpedanzen, wie dies gestrichelt in Fig. 6 dargestellt ist, ermöglichen. Steel core 45 and on the other hand connected to the same connection of a first resistance element, for example Rj, in such a way that a series connection of resistance elements Rx, disks 37x, connecting disk 47, steel core 45 is formed and the probe protrudes from the end 5 protruding from the surface 5 of the filling medium 1 can be fed electrically. The steel core 45 acts as a mechanical holding element and at the same time as an electrical lead for the terminal resistance element Rn. The fact that the resistance elements Rx are arranged in the intermediate chamber 35 of the tube 29 protects them from mechanical damage, the disks 37x allowing them to be bridged by the medium partial impedances corresponding to the filling level, as shown in broken lines in FIG. 6.

Die Füllstandsmessonde kann mit Wechselspannung oder Gleichspannung betrieben werden und anstelle der Widerstandselemente als Impedanzsegmente können komplexe Impedanzelemente Verwendung finden. Die Auswertung der Impedanzveränderungen erfolgt in bekannter Art und Weise, beispielsweise durch Spannungsmessung an einem seriegeschalteten Normwiderstandselement. Die hier abgegriffene Spannung kann dann z.B. einer Mehrzahl schwellwertsensitiver Verstärkerelemente, beispielsweise als Schmittrigger geschalteter Operationsverstärker mit unterschiedlichen Schaltspan-nungspegeln oder einem AID-Wandler zugeführt werden. Durch solche bekannte Elemente werden optische und/oder akustische Anzeigen getrieben, beispielsweise eine LED-Di-s odenanordnung zur Sichtbarmachung des momentanen Füllstandes. Auf die Ausbildung der Auswerteelektronik wird nicht weiter eingegangen, da sich zu deren Realisation dem Fachmann eine Vielzahl bekannter Möglichkeiten anbietet. Durch die beschriebene Messonde, welche sich auch für die Füllstands-io erfassung von festen Lagermedien, beispielsweise von Kohle für die Fertigung von Aluminiumelektrolyse-Elektroden eignet, und welche die Füllstandserfassung in grossräumigen Lagerbehältnissen, beispielsweise Silos ermöglicht, wird eine konstruktiv einfache und deshalb auch robuste und relativ preisgünstige 15 Vorrichtung geschaffen. Sie ermöglicht die Erfassung des Füllstandes mit konventioneller Elektronik, so dass auch von diesem Gesichtspunkt her, die Erstellungskosten relativ gering gehalten werden können. Je nachdem, ob beispielsweise gemäss Fig. 6 bezüglich ihres Widerstandswertes gleiche Widerstands-2c elemente Rx gewählt werden, oder deren Werte entsprechend abgestuft werden, kann die erfasste Ausgangsgrösse, beispielsweise der Sondenstrom, in Abhängigkeit des Füllstandes mehr oder weniger linearisiert werden. The fill level measuring probe can be operated with alternating voltage or direct voltage and complex impedance elements can be used instead of the resistance elements as impedance segments. The changes in impedance are evaluated in a known manner, for example by measuring the voltage on a series-connected standard resistance element. The voltage tapped here can then e.g. a plurality of threshold value-sensitive amplifier elements, for example operational amplifiers switched as Schmittrigger with different switching voltage levels or an AID converter. Such known elements drive optical and / or acoustic displays, for example an LED diode arrangement for making the current fill level visible. The design of the evaluation electronics is not discussed further, since a multitude of known possibilities are available to the person skilled in the art for its implementation. The measuring probe described, which is also suitable for the level detection of solid storage media, e.g. coal for the production of aluminum electrolysis electrodes, and which enables the level detection in large storage containers, e.g. silos, makes it structurally simple and therefore also robust and created relatively inexpensive device. It enables the filling level to be recorded using conventional electronics, so that from this point of view too, the production costs can be kept relatively low. Depending on whether, for example, according to FIG. 6, the same resistance 2c elements Rx are selected with regard to their resistance value, or their values are graded accordingly, the detected output variable, for example the probe current, can be linearized more or less depending on the fill level.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (8)

632 089 PATENTANSPRÜCHE632 089 PATENT CLAIMS 1. Füllstandsmessonde für ein elektrisch leitendes Medium mit längs einer geometrischen Achse ausgedehnter Impedanz in einem Mantel zum Einführen in das zu überwachende Medium, welches je nach Füllstand Partien der Impedanz wenigstens nahezu kurzschliesst, gekennzeichnet durch: 1. Level measuring probe for an electrically conductive medium with an impedance extended along a geometric axis in a jacket for insertion into the medium to be monitored, which, depending on the filling level, at least almost short-circuits parts of the impedance, characterized by: a) die Impedanz (Zo) ist von einem elektrisch isolierenden, gegenüber dem Medium dichten Aussenmantel (23) umschlossen, a) the impedance (Zo) is enclosed by an electrically insulating outer jacket (23) which is sealed with respect to the medium, b) der Aussenmantel weist im wesentlichen radial ausgerichtete, jeweils galvanische Kontaktflächen (20,25,27) zwischen Mantelaussenseite (23) und Impedanz bildende galvanische Kontaktpartien (19,20) entlang seiner axialen Ausdehung auf. b) the outer jacket has essentially radially aligned, in each case galvanic contact surfaces (20, 25, 27) between the jacket outside (23) and impedance-forming galvanic contact parts (19, 20) along its axial extent. 2. Füllstandsmessonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz eine Mehrzahl umhüllter Impedanz-Elemente (Zj -Zn; Rt - Rn) umfasst. 2. Level measuring probe according to claim 1, characterized in that the impedance comprises a plurality of encapsulated impedance elements (Zj -Zn; Rt - Rn). 3. Füllstandsmessonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung ein doppelwandiges Rohr (29) bildet, dessen Aussenwandung (31) mindestens teilweise aus isolierendem Material besteht, während die Innenwandung durch einen formstabilen, vorzugsweise metallischen Körper (45) gebildet ist. 3. Level measuring probe according to claim 1, characterized in that the covering forms a double-walled tube (29) whose outer wall (31) consists at least partially of insulating material, while the inner wall is formed by a dimensionally stable, preferably metallic body (45). 4. Füllstandsmessonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrumsraum des Rohres (29) ein Metallkern (45) angeordnet ist und die Impedanz in einer durch das doppelwandige Rohr gebildeten, im Querschnitt ringförmigen Kammer (25) angeordnet ist. 4. Level measuring probe according to claim 3, characterized in that a metal core (45) is arranged in the center space of the tube (29) and the impedance is arranged in a chamber (25) which is annular in cross section and is formed by the double-walled tube. 5. Füllstandsmessonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern (45), vorzugsweise aus Stahl, an einer Isolationsschicht (33), vorzugsweise aus Kunststoff, mindestens entlang seiner Axialausdehnung anliegt und die Impedanz (Rx - Rn) in isolierendem Füllmaterial (41), vorzugsweise Kunstharz, eingebettet ist. 5. Level measuring probe according to claim 4, characterized in that the metal core (45), preferably made of steel, bears against an insulation layer (33), preferably made of plastic, at least along its axial extent and the impedance (Rx - Rn) in insulating filler material (41 ), preferably synthetic resin, is embedded. 6. Füllstandsmessonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Partien der Impedanz je auf radial im Rohr (29) angeordnete leitende Scheiben (37), vorzugsweise Metallscheiben, geführt sind, welche die Aussenwandung (31) des Rohres axial in Segmente unterteilen. 6. Level measuring probe according to claim 1, characterized in that portions of the impedance are each guided radially in the tube (29) arranged conductive disks (37), preferably metal disks, which axially divide the outer wall (31) of the tube into segments. 7. Füllstandsmessonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Zuführung für einen sondenend-ständigen Impedanzanschluss durch das Rohr (23,29) geführt ist. 7. Level measuring probe according to claim 3, characterized in that an electrical feed for a probe-end permanent impedance connection is guided through the tube (23, 29). 8. Füllstandsmessonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein sondenendständiger Impedanzanschluss mit dem eine elektrische Zuführung für den Impedanzanschluss bildenden Kern (45) verbunden ist. 8. Level measuring probe according to claim 4, characterized in that a probe-terminal impedance connection is connected to the core (45) forming an electrical supply for the impedance connection.