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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zur Überwachung des Füllstandniveaus in Lagerbehältern, bestehend aus einer von einem Gehäuse vollständig umschlossenen elektrooptischen Messsonde und einer Verbindungsleitung zu einem Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Teil des Gehäuses (10) ein vom Gehäuse (10) unabhängiger, zwischen dem Gehäuseboden (12) und den Endflächen (17, 18) der Optik (2) frei beweglicher Behälter(13) angeordnet, dieser Behälter (13) mit Messflüssigkeit (9) gefüllt und mit einem Dauermagneten (19) fest verbunden ist, und dass ausserhalb des geschlossenen Gehäuses (10) ein mittels Hilfseinrichtungen (21, 22) betätigter, gegenüber dem Gehäuse (10 frei beweglicher, zweiter Dauermagnet (20) vorhanden ist.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseunterteil 1) zusätzliche Messflüssigkeit (9) vorhanden ist und der Behälter (13) vollständig in die Messflüssigkeit (9) eintaucht, wenn sein unterer Teil (16) auf dem Gehäuseboden (12) aufliegt
3. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung am äusseren Dauermagneten (20) aus einem mit dem Dauermagneten (20) verbundenen Schwimmer (21) besteht.
4. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dauermagnete (19, 20) so ausgewählt sind, dass sie sich gegenseitig abstossen.
5. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dauermagnet (20) um eine zum Gehäuseboden (12) etwa parallele Achse schwenkbar und mit dem Schwimmer (21) verbunden ist, und dass im höchsten Punkt der Bewegung des Schwimmers (21) ein gleichartiger, bzw. abstossender, Pol des zweiten Magneten (20) direkt gegen den inneren Magneten (19) gerichtet und im tiefsten Punkt der Schwimmerbewegung der abstossende Pol des zweiten Magneten (20) in eine Lage verschwenkt ist, in welcher der innere Magnet (19) nicht abgestossen wird.
6. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dauermagnet (20) mindestens zwei ungleiche Pole aufweist und um eine zum Gehäuseboden (12) etwa parallele Achse schwenkbar und mit dem Schwimmer (21) verbunden ist, und dass im höchsten Punkt der Bewegung des Schwimmers (21) ein gleichartiger, bzw. abstossender, Pol und im tiefsten Punkt der Schwimmbewegung ein ungleicher, bzw. anziehender, Pol des zweiten Magneten (20) gegen den inneren Magneten (19) gerichtet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung des Füllstandsniveaus in Lagerbehältern. Die Über wachungseinrichtung besteht dabei aus einer elektrooptischen Messsonde und einer Verbindungsleitung zu einem Steuergerät. Bei einer bekannten Überwachungseinrichtung dieser Art besteht die Messsonde aus einem Lichtsender, wobei der von diesem Sender erzeugte Lichtstrahl in Richtung der zu messenden Füllstandsniveaufläche gerichtet ist.
Auf seinem Weg wird der Lichtstrahl durch eine Optik geleitet, wobei es sich zum Beispiel um einen Quarzstab handeln kann. Die vordere Endfläche dieses Quarzstabes ist so ausgebildet, dass der Lichtstrahl an den Grenzflächen so reflektiert wird, dass er durch die Optik in die Sonde zurückgelenkt wird. Im Innern der Sonde befindet sich ein Lichtempfänger, mit welchem das Vorhandensein des reflektierten Lichtstrahles festgestellt wird. Die Optik und der elektrische Teil der Sonde sind von einem Gehäuse umgeben, welches gegenüber der Optik verschiebbbar ist. Im unteren Teil dieses Gehäuses befindet sich eine Messflüssigkeit. Das Gehäuse ist am oberen Ende offen.
Erreicht nun das Füllstandsniveau des im Lagerbehälter gelagerten Gutes das Gehäuse, so wird dieses angehoben und gegen die Optik verschoben, bis die sich im unteren Teil des Behälters befindliche Messflüssigkeit die reflektierenden Grenzflächen der Optik erreicht. Dadurch wird entsprechend den Brechungsgesetzen der Lichtstrahl nicht mehr in gleicher weise reflektiert. Ist die Messflüssigkeit zum Beispiel Wasser, so tritt der Lichtstrahl zu einem wesentlichen Teil oder vollständig aus der Optik aus, und die Abnahme, bzw. das vollständige Fehlen, von Licht am Lichtempfänger kann festgestellt werden. Der Lichtempfänger wandelt diese Veränderung der Lichtintensität in ein elektrisches Signal um, welches einem Steuer-, bzw. Kontrollgerät, zugeführt wird.
Bei diesen bekannten Füllstandsniveau-Überwachungseinrichtungen kann die Messflüssigkeit im Gehäuse verdunsten oder bei unsachgemässer Handhabung der Sonde ausfliessen.
Dadurch wird der Schaltpunkt der Sonde in unzulässiger Weise verändert, oder bei vollständigem Fehlen der Flüssigkeit schaltet die Sonde überhaupt nicht mehr. Zudem können Fremdflüssigkeit oder andere Fremdkörper von oben in das Gehäuse eindringen und die Funktionsfähigkeit der Sonde beeinflussen oder vollständig stören.
Es wurde versucht, diesen Mangel durch den Einsatz flexibler Wandteile und Abdeckungen am Gehäuse zu beheben.
Da diese Messeinrichtungen häufig zur Messung stark haftender Medien, wie z.B. Rückstandsflüssigkeiten aus der Petrochemie oder von Schwerölen, eingesetzt werden, besteht eine grosse Gefahr, dass die flexiblen Teile verklebt werden.
Diese geeigneten flexiblen Teile sind zudem teuer und aufwendig im Einbau.
Beim Einsatz solcher Füllstandsüberwachungseinrichtungen zur Kontrolle des Füllgrades von Lagerbehältern werden sehr hohe Anforderungen an die Funktionsfähigkeit der Messsonde gestellt. Die Sonde darf auf Fehleinflüsse, wie Spritzer, Kondensatablagerungen, auskristallisierte oder haftende Rückstände nicht reagieren und sollte trotzdem bei Erreichen des gewünschten Füllstandniveaus einwandfrei ansprechen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung von Füllstandniveaus zu schaffen, deren Funktionsfähigkeit durch Spritzer und haftende Rückstände nicht beeinflusst wird, und welche auch in stark haftenden Medien, wie Schwerstöle oder in aggressiven Medien, wie Säuren und Laugen sowie in Lösungsmitteln funktionsfähig ist. Die Einrichtung soll den Einsatz von möglichst billigen Sonden, welche zum Beispiel eine Kunststoffoptik enthalten können, ermöglichen. Der Verlust von Messflüssigkeit soll vollständig verhindert werden. Gleichzeitig soll sie einfach aufgebaut und langfristig absolut funktionssicher sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im unteren Teil des die elektrooptische Messonde vollständig umschliessenden Gehäuses ein vom Gehäuse unabhängiger, zwischen dem Gehäuseboden und den Grenzflächen der Optik frei beweglicher Behälter angeordnet ist.
Dieser Behälter ist mit einer Messflüssigkeit gefüllt, welche eine Messfläche bildet. der Behälter ist fest mit einem Dauermagneten verbunden. Ausserhalb des Gehäuses befindet sich ein zweiter Dauermagnet, welcher gegenüber dem Gehäuse frei beweglich ist und von Hilfsmitteln betätigt wird.
Die Betätigung des zweiten Dauermagneten kann durch einen Schwimmer erfolgen, welcher über einen Stössel mit dem Magneten verbunden ist. Der Magnet wird dabei von einer Hülse geführt, welche an das Sondengehäuse anschliesst. Die beiden Dauermagneten werden dabei so
gewählt, bzw. ausgebildet, dass sie sich gegenseitig abstossen, indem Sie z.B. gleichpolig sind.
In vorzugsweiser Ausgestaltung der Erfindung befindet sich im Gehäuseunterteil zusätzlich zur Messflüssigkeit im Behälter ebenfalls Messflüssigkeit. Die Füllhöhe wird dabei so gewählt, dass der Behälter vollständig in die Flüssigkeit eintaucht, wenn sein unterer Teil auf dem Gehäuseboden aufliegt.
Bei der erfindungsgemässen Messsonde ist die Messoptik und die Messflüssigkeit vollständig von der Umwelt und dem zu messenden Füllmedium abgetrennt. Das Gehäuse umschliesst die Messsonde allseitig und weist keine beweglichen Teile auf. Zur Niveaumessung des Füllgutes wird die Sonde auf der gewünschten Niveauhöhe in einen Behälter eingebaut. Erreicht das Füllgut, z.B. Schweröl, den Schwimmer, so wird dieser durch das Füllgut angehoben, sobald sein Auftrieb gross genug ist. Über einen geführten Stössel wird der sich ausserhalb des Gehäuses befindliche Dauermagnet gegen das Gehäuse geschoben. Durch diese Annäherung an das Gehäuse wird der im Gehäuse angeordnete und mit dem Messbehälter verbundene Dauermagnet abgestossen und ebenfalls nach oben bewegt, bis er die Messflächen der Optik erreicht.
Sobald diese Messflächen in die Messflüssigkeit im Behälter eintauchen, wird das Signal ausgelöst. Die eintauchende Optik verdrängt Flüssigkeit aus dem Behälter. Diese fliesst über den Behälterrand in den unteren Teil des Gehäuses ab, wo sie sich sammelt.
Sinkt das Niveau des Füllgutes wieder ab, so folgt der Schwimmer, und mit ihm der Aussenmagnet, dieser Bewegung. Infolge der abnehmenden Abstossungskraft bewegt sich auch der Innenmagnet, und mit ihm der Messbehälter, nach unten, bis er auf dem Gehäuseboden aufliegt. In das Gehäuse wird vor dem Verschliessen der Sonde so viel Messflüssigkeit eingefüllt, dass der Messbehälter in dieser Lage vollständig in Flüssigkeit getaucht ist. Dadurch wird der Behälter-Hohlraum vollständig gefüllt und ist messbereit.
In beispielsweiser Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite äussere Dauermagnet mittels einer Achse schwenkbar gelagert. Diese Achse befindet sich in der Hülse, welche an das Sondengehäuse anschliesst und verläuft etwa parallel zum Gehäuseboden. Der Schwimmer ist über eine bekannte Umsetzungseinrichtung so mit dem Magneten verbunden, dass der Magnet bei Bewegung des Schwimmers um die Achse geschwenkt wird. Befindet sich der Schwimmer im höchsten Punkt seiner Bewegung, d.h. wenn das Füllgut sein höchstes Niveau erreicht hat, so ist ein gleichartiger, bzw.
abstossender Pol am zweiten Magneten direkt gegen den inneren Magneten am Messbehälter gerichtet. Dadurch wird das Messgefäss gegen die Optik bewegt. Bei fallendem Füllgutniveau wird der zweite Magnet um die Achse geschwenkt.
Im tiefsten Bewegungspunkt des Schwimmers ist der abstossende Pol des zweiten Magneten in eine Lage verschwenkt, in welcher keine Abstossungskräfte auf den inneren Magneten am Messbehälter wirken. Der Messbehälter bewegt sich infolge der Schwerkraft nach unten und gibt die Optik wieder frei.
Der zweite äussere Dauermagnet kann auch mindestens zwei ungleiche Pole aufweisen, welche in einem Winkel zwischen 30-110" zueinander angeordnet sind. Auch bei dieser Ausgestaltung ist der Magnet um eine zum Behälterboden etwa parallele Achse in der Hülse schwenkbar und der Schwimmer ist ebenfalls über eine bekannte Umsetzeinrichtung so mit diesem zweiten Magneten verbunden, dass der Magnet bei Bewegungen des Schwimmers um die Achse geschwenkt wird. Befindet sich der Schwimmer im höchsten Punkt seiner Bewegung, d.h. wenn das Füllgut sein höchstes Niveau erreicht hat, so ist diejenige Seite des zweiten äusseren Magneten gegen den inneren gerichtet, welche diesen abstösst. Bei fallendem Füllgutniveau wird der Magnet um die Achse geschwenkt.
Im tiefsten Bewegungspunkt des Schwimmers ist der zweite äussere Magnet so verschwenkt, dass ein ungleicher Pol gegen den inneren Magneten gerichtet ist und diesen somit anzieht, bzw. mit dem Messbehälter in seine unterste Lage im Gehäuse bewegt. Der Messbehälter kann sich wieder mit Messflüssigkeit füllen.
Die Sonde weist somit den Vorteil auf, dass sie vom Hersteller vollständig gefüllt und verschlossen erstellt werden kann. Beim Transport und Einbau kann die Sonde beliebig bewegt werden, ohne dass Messflüssigkeit verloren geht.
Sobald die Sonde in der Messposition eingebaut wird, fliesst alle Messflüssigkeit in den unteren Teil des Gehäuses und füllt den Messbehälter. Dieser ist somit ohne weitere Massnahmen für den Betrieb der Sonde bereit.
Die weiteren durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen-darin, dass die Funktionsfähigkeit der Messsonde von der Art des zu messenden Füllgutes praktisch unabhängig ist, und dass handelsübliche Sonden mit geringstem Zusatzaufwand auch bei Füllgütern eingesetzt werden können, welche sonst teure und komplizierte Messein richtungen erfordern. Als Messmedium für die Optik der Sonde können Medien, insbesondere Flüssigkeiten, gewählt werden, welche in optimaler Weise auf das Material des optischen Elementes und die Funktionsweise abgestimmt und vom Füllgut unabhängig sind. Dadurch, dass das optische Element vollständig von einem Gehäuse umschlossen ist, können auch fremde Lichteinflüsse vollständig ausgeschieden werden. Die erfindungsgemässen Füllstandsüberwachungseinrichtungen zeichnen sich zudem durch ihre einfache Bauweise und grosse Betriebssicherheit aus.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Überwachungseinrichtung mit einem Schwimmer.
Die in Figur 1 gezeigte Messsonde 1 besteht aus einem geschlossenen Gehäuse 10, in welchem sich eine Messoptik 2, ein Anschlussteil 8 mit einer Lichtsonde 3 und einem Lichtempfänger 4 sowie ein im Gehäuse 1 frei beweglicher Behälter 13 befinden.
Dieser Behälter 13 bildet ein oben offenes Gefäss mit einem Behälterhohlraum 14, einem unteren Teil 16 und der Oberkante 15. Der untere Teil 16 des Behälters 13 ist mit einem Dauermagneten 19 verbunden, welcher mit dem Behälter 13 im Gehäuse 10 frei verschiebbar ist. Im Behälterhohlraum 14 sowie im unteren Teil 11 des Gehäuses 10 befindet sich eine Messflüssigkeit 9. Der untere Gehäuseteil 11 wird durch einen Gehäuseboden 12 abgeschlossen.
An den unteren Teil 11 des Gehäuses 10 schliesst eine Führungshülse 23 an, in welcher sich ein zweiter Dauermagnet 20 befindet, welcher in dieser Hülse ebenfalls frei verschiebbar ist. Dieser Dauermagnet 20 ist über einen Stössel 22 mit einem Schwimmer 21 verbunden. Im unteren Teil der Führungshülse 23 ist ein Führungsring 24 angeordnet, welcher durch Sicherungsringe 25, 26 in seiner Position gehalten wird. Dieser Führungsring begrenzt die Bewegung des Dauermagneten 20 nach unten und sorgt gleichzeitig für eine geordnete Bewegung des Stössels 22.
Die Messsonde 1 wird in einem Behälter in vertikaler Position eingebaut. Dabei wird die Position so gewählt, dass der Schaltpunkt dem gewünschten Füllstandsniveau des Füllgutes entspricht. Erreicht das Niveau des Füllgutes den Schwimmer 21, so wird dieser angehoben, bzw. nach oben bewegt, sobald die Auftriebskraft genügend gross ist. Über den Stössel 22 wird dadurch der äussere Dauermagnet 20 nach oben, d.h. in Richtung des Gehäusebodens 12 bewegt.
Sind der äussere Dauermagnet 20 und der innere Dauer magnet 19 gleichpolig ausgebildet, so wirkt bei dieser Annäherungsbewegung auf den Magneten 19 eine Abstossungskraft, welche bewirkt, dass sich dieser Magnet 19 und der mit ihm verbundene Behälter 13 gegen die Optik 2 bewegt. Steigt das Niveau des Füllgutes weiter an, so bewegt sich der Behälter 13 so lange gegen die Optik 2, bis seine Oberkante 15 an den Endflächen 17, 18 der Optik 2 anliegt.
In dieser Position werden die Endflächen 17, 18 der Optik 2 von der Messflüssigkeit 9 benetzt, welche sich im Hohlraum 14 des Behälters 13 befindet. Dadurch wird der von der Lichtsonde 3 ausgehende Lichtstrahl 5 anders reflektiert, und nicht mehr an den Lichtempfänger 4 erzeugt ein Messsignal, welches über eine Übertragungsleitung 6, welche in ein Schutzrohr 7 eingebettet ist an eine ausserhalb des Füllgutbehälters angeordnete Steuereinrichtung weitergeleitet wird und den weiteren Füllprozess unterbricht.
Sinkt das Niveau des Füllgutes infolge Entnahme von Füllgut aus dem Füllgutbehälter wieder ab, so bewegt sich auch der Schwimmer 21 mit dem Niveau des Füllgutes nach unten. Da der Dauermagnet 20 dieser Bewegung folgt, senkt sich auch der Dauermagnet 19 und mit ihm der Behälter 13 infolge der abnehmenden Abstosskraft und des Eigengewichtes nach unten. Die Messflüssigkeit 9 und das Gewicht des Behälters 13 mit dem Dauermagneten 19 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Behälter auch in die Messflüssigkeit 9 vorhanden ist. Bei der weiteren Abwärtsbewegung taucht der Behälter 13 in die sich im Gehäuseunterteil 11 befindliche Messflüssigkeit 9 ein, bis er auf dem Gehäuseboden 12 aufliegt. Die Messflüssigkeit 9 fliesst in dieser Lage über die Oberkante 15 des Behälters 13 in den Hohlraum 14 und füllt diesen vollständig auf.
Die Betriebsbereitschaft der Sonde wird somit bei jedem vollständigen Absenkvorgang automatisch erstellt. Um diesen Vorgang zu gewährleisten wird die Messflüssigkeit 9 vor dem Verschliessen des Gehäuses 10 auf ein vorbestimmtes Niveau eingefüllt, worauf dann das Optikgehäuse 28 und das Gehäuse 10 mittels der Vergussmasse 27 miteinander verbunden und vollständig verschlossen werden. Nach diesem Verschliessvorgang kann keine Messflüssigkeit 9 mehr verloren gehen, und die Mess einrrchtung kann weder durch Fremdstoffe noch durch Fremdlicht beeinflusst werden. Die gezeigte Ausführungsform ist flüssigkeits- und gasdicht.
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PATENT CLAIMS
1. Device for monitoring the fill level in storage containers, consisting of an electro-optical measuring probe completely enclosed by a housing and a connecting line to a control device, characterized in that in the lower part of the housing (10) an independent of the housing (10) between the housing base (12) and the end faces (17, 18) of the optics (2) freely movable container (13) arranged, this container (13) filled with measuring liquid (9) and firmly connected with a permanent magnet (19), and that outside the closed housing (10) there is a second permanent magnet (20) which is actuated by means of auxiliary devices (21, 22) and is freely movable relative to the housing (10).
2. Device according to claim 1, characterized in that in the lower housing part 1) additional measuring liquid (9) is present and the container (13) is completely immersed in the measuring liquid (9) when its lower part (16) on the housing base (12) lies on
3. Device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the auxiliary device on the outer permanent magnet (20) consists of a float (21) connected to the permanent magnet (20).
4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two permanent magnets (19, 20) are selected so that they repel each other.
5. Device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the second permanent magnet (20) is pivotable about an axis approximately parallel to the housing base (12) and connected to the float (21), and that at the highest point of movement of the Float (21) a similar or repelling pole of the second magnet (20) directed directly against the inner magnet (19) and in the lowest point of the float movement the repelling pole of the second magnet (20) is pivoted into a position in which the inner magnet (19) is not repelled.
6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second permanent magnet (20) has at least two unequal poles and is pivotable about an axis approximately parallel to the housing base (12) and connected to the float (21), and that in The highest point of the movement of the float (21) has a similar or repelling pole and in the lowest point of the swimming movement an uneven or attractive pole of the second magnet (20) is directed against the inner magnet (19).
The invention relates to a device for monitoring the fill level in storage containers. The monitoring device consists of an electro-optical measuring probe and a connecting line to a control unit. In a known monitoring device of this type, the measuring probe consists of a light transmitter, the light beam generated by this transmitter being directed in the direction of the fill level level surface to be measured.
On its way, the light beam is guided through optics, which can be a quartz rod, for example. The front end surface of this quartz rod is designed in such a way that the light beam is reflected at the interfaces so that it is deflected back into the probe by the optics. Inside the probe there is a light receiver with which the presence of the reflected light beam is determined. The optics and the electrical part of the probe are surrounded by a housing that can be moved relative to the optics. There is a measuring liquid in the lower part of this housing. The housing is open at the top.
When the level of the goods stored in the storage container reaches the housing, it is raised and moved against the optics until the measuring liquid in the lower part of the container reaches the reflecting interfaces of the optics. As a result, the light beam is no longer reflected in the same way in accordance with the laws of refraction. If the measuring liquid is water, for example, the light beam emerges to a substantial extent or completely from the optics, and the decrease or complete absence of light at the light receiver can be determined. The light receiver converts this change in light intensity into an electrical signal, which is fed to a control or monitoring device.
With these known level monitoring devices, the measuring liquid can evaporate in the housing or flow out if the probe is handled improperly.
As a result, the switching point of the probe is changed in an impermissible manner, or if the liquid is completely absent, the probe no longer switches at all. In addition, foreign liquid or other foreign objects can enter the housing from above and affect or completely disrupt the functionality of the probe.
An attempt was made to remedy this deficiency by using flexible wall parts and covers on the housing.
Since these measuring devices are often used to measure strongly adhering media, e.g. Residue liquids from petrochemicals or heavy oils are used, there is a great risk that the flexible parts will be glued.
These suitable flexible parts are also expensive and complex to install.
When using such level monitoring devices to check the filling level of storage containers, very high demands are placed on the functionality of the measuring probe. The probe must not react to incorrect influences such as splashes, condensate deposits, crystallized or adhering residues and should still respond properly when the desired level is reached.
The invention has for its object to provide a device for monitoring level levels, the functionality of which is not affected by splashes and adhesive residues, and which is also functional in strongly adhesive media, such as heavy oils or in aggressive media, such as acids and alkalis, and in solvents is. The device is intended to enable the use of probes which are as cheap as possible and which can contain plastic optics, for example. The loss of measuring liquid should be completely prevented. At the same time, it should be simple to set up and absolutely reliable in the long term.
This object is achieved according to the invention in that a container which is independent of the housing and is freely movable between the housing base and the interfaces of the optics is arranged in the lower part of the housing which completely surrounds the electro-optical measuring probe.
This container is filled with a measuring liquid, which forms a measuring surface. the container is firmly connected to a permanent magnet. Outside the housing there is a second permanent magnet, which can move freely relative to the housing and is actuated by aids.
The second permanent magnet can be actuated by a float which is connected to the magnet via a plunger. The magnet is guided by a sleeve that connects to the probe housing. The two permanent magnets are so
chosen or trained to repel each other, e.g. by are the same pole.
In a preferred embodiment of the invention, measurement liquid is also located in the lower part of the housing in addition to the measurement liquid in the container. The filling level is chosen so that the container is completely immersed in the liquid when its lower part rests on the housing base.
In the measuring probe according to the invention, the measuring optics and the measuring liquid are completely separated from the environment and the filling medium to be measured. The housing encloses the measuring probe on all sides and has no moving parts. To measure the level of the contents, the probe is installed in a container at the desired level. Reaches the contents, e.g. Heavy oil, the float, is lifted by the contents as soon as its buoyancy is large enough. The permanent magnet located outside the housing is pushed against the housing using a guided plunger. As a result of this approach to the housing, the permanent magnet arranged in the housing and connected to the measuring container is repelled and likewise moved upwards until it reaches the measuring surfaces of the optics.
As soon as these measuring surfaces are immersed in the measuring liquid in the container, the signal is triggered. The immersed optic displaces liquid from the container. This flows over the edge of the container into the lower part of the housing, where it collects.
If the level drops again, the float, and with it the external magnet, follows this movement. As a result of the decreasing repulsive force, the inner magnet, and with it the measuring container, moves downwards until it rests on the housing base. Before the probe is closed, enough measuring liquid is filled into the housing that the measuring container is completely immersed in liquid in this position. As a result, the container cavity is completely filled and is ready for measurement.
In an exemplary embodiment of the invention, the second outer permanent magnet is pivotally mounted by means of an axis. This axis is located in the sleeve that connects to the probe housing and runs approximately parallel to the housing base. The float is connected to the magnet via a known conversion device such that the magnet is pivoted about the axis when the float moves. If the swimmer is at the highest point of his movement, i.e. when the filling material has reached its highest level, a similar or
repelling pole on the second magnet directly against the inner magnet on the measuring container. This moves the measuring vessel against the optics. When the filling level falls, the second magnet is swiveled around the axis.
At the deepest point of movement of the float, the repelling pole of the second magnet is pivoted into a position in which no repulsive forces act on the inner magnet on the measuring container. The measuring container moves downwards due to gravity and releases the optics again.
The second outer permanent magnet can also have at least two unequal poles, which are arranged at an angle of between 30-110 "to one another. In this embodiment, too, the magnet can be pivoted about an axis approximately parallel to the container bottom in the sleeve and the float is also via a The known transfer device is connected to this second magnet in such a way that the magnet is pivoted about the axis when the float moves. If the float is at the highest point of its movement, ie when the filling material has reached its highest level, that side of the second outer magnet is directed towards the inner one, which repels it. When the filling level falls, the magnet is pivoted about the axis.
At the deepest point of movement of the float, the second outer magnet is pivoted in such a way that an uneven pole is directed against the inner magnet and thus attracts it, or it moves with the measuring container to its lowest position in the housing. The measuring container can fill with measuring liquid again.
The probe therefore has the advantage that it can be completely filled and closed by the manufacturer. The probe can be moved as required during transport and installation without losing measuring liquid.
As soon as the probe is installed in the measuring position, all measuring liquid flows into the lower part of the housing and fills the measuring container. It is therefore ready for operation of the probe without any further measures.
The further advantages achieved by the invention consist essentially in the fact that the functionality of the measuring probe is practically independent of the type of the filling material to be measured, and that commercially available probes can also be used with filling materials which would otherwise be expensive and complicated measuring devices with the least additional effort require. Media, in particular liquids, can be selected as the measuring medium for the optics of the probe, which are optimally matched to the material of the optical element and the mode of operation and are independent of the filling material. Because the optical element is completely enclosed by a housing, external light influences can also be completely eliminated. The fill level monitoring devices according to the invention are also distinguished by their simple construction and great operational reliability.
The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing representing an exemplary embodiment.
This shows a longitudinal section through a monitoring device according to the invention with a float.
The measuring probe 1 shown in FIG. 1 consists of a closed housing 10 in which there are measuring optics 2, a connecting part 8 with a light probe 3 and a light receiver 4 and a container 13 which can move freely in the housing 1.
This container 13 forms an open-topped container with a container cavity 14, a lower part 16 and the upper edge 15. The lower part 16 of the container 13 is connected to a permanent magnet 19 which can be freely moved with the container 13 in the housing 10. A measuring liquid 9 is located in the container cavity 14 and in the lower part 11 of the housing 10. The lower housing part 11 is closed off by a housing base 12.
A guide sleeve 23 is connected to the lower part 11 of the housing 10 and contains a second permanent magnet 20 which can also be freely moved in this sleeve. This permanent magnet 20 is connected to a float 21 via a plunger 22. In the lower part of the guide sleeve 23, a guide ring 24 is arranged, which is held in position by retaining rings 25, 26. This guide ring limits the downward movement of the permanent magnet 20 and at the same time ensures an orderly movement of the plunger 22.
The measuring probe 1 is installed in a container in a vertical position. The position is selected so that the switching point corresponds to the desired level of the product. If the level of the filling material reaches the float 21, the float 21 is raised or moved upwards as soon as the buoyancy is sufficiently great. As a result, the outer permanent magnet 20 is moved upward via the plunger 22, i.e. moved in the direction of the housing base 12.
If the outer permanent magnet 20 and the inner permanent magnet 19 are of the same polarity, a repulsive force acts on the magnet 19 during this approach movement, which causes this magnet 19 and the container 13 connected to it to move against the optics 2. If the level of the filling material continues to rise, the container 13 moves against the optics 2 until its upper edge 15 abuts the end faces 17, 18 of the optics 2.
In this position, the end surfaces 17, 18 of the optics 2 are wetted by the measuring liquid 9, which is located in the cavity 14 of the container 13. As a result, the light beam 5 emanating from the light probe 3 is reflected differently, and no longer generates a measurement signal at the light receiver 4, which is passed on via a transmission line 6, which is embedded in a protective tube 7, to a control device arranged outside the filling material container and the further filling process interrupts.
If the level of the filling material drops again as a result of the removal of filling material from the filling material container, the float 21 also moves downward with the level of the filling material. Since the permanent magnet 20 follows this movement, the permanent magnet 19 and with it the container 13 also lower due to the decreasing repulsive force and the dead weight. The measuring liquid 9 and the weight of the container 13 with the permanent magnet 19 are matched to one another in such a way that the container is also present in the measuring liquid 9. During the further downward movement, the container 13 is immersed in the measuring liquid 9 located in the lower housing part 11 until it rests on the housing base 12. In this position, the measuring liquid 9 flows over the upper edge 15 of the container 13 into the cavity 14 and fills it up completely.
The operational readiness of the probe is thus created automatically with every complete lowering process. In order to ensure this process, the measuring liquid 9 is filled to a predetermined level before the housing 10 is closed, whereupon the optical housing 28 and the housing 10 are connected to one another by means of the casting compound 27 and are completely closed. After this closing process, no more measuring liquid 9 can be lost, and the measuring device can be influenced neither by foreign substances nor by external light. The embodiment shown is liquid and gas tight.