DE1237467B - Anordnung zur Fernmessung des Fuellstands von Vorratsbehaeltern - Google Patents

Anordnung zur Fernmessung des Fuellstands von Vorratsbehaeltern

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DE1237467B
DE1237467B DE1963E0025634 DEE0025634A DE1237467B DE 1237467 B DE1237467 B DE 1237467B DE 1963E0025634 DE1963E0025634 DE 1963E0025634 DE E0025634 A DEE0025634 A DE E0025634A DE 1237467 B DE1237467 B DE 1237467B
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Heinrich Arns
Hans-Juergen Franz
Guenther Segler
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    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/266Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors measuring circuits therefor

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Description

  • Anordnung zur Fernmessung des Füllstands von Vorratsbehältern Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Fernmessung des Füllstandes von Vorratsbehältern durch Messung der von der Füllhöhe abhängigen Kapazität zwischen zwei am Behälter angebrachten Elektroden, von denen eine die Behälterwand sein kann, mit einer an der Meßstelle angeordneten Kapazitätsmeßbrücke, die über einen Übertrager an ein Koaxialkabel angeschlossen ist das von einem an der Anzeigestelle angeordneten Hochfrequenzoszillator mit Wechselstrom versorgt ist, einer an die Nulldiagonale der Kapazitätsmeßbrücke angeschlossenen Gleichrichterschaltung, und mit einem an der Anzeigestelle angeordneten Gleichstromverstärker, der über das gleiche Koaxialkabel mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltung verbunden ist.
  • Bei den bekannten Schaltungen dieser Art werden zur Gleichrichtung Richtleiter aus Germanium bevorzugt. Silizium-Gleichrichter sind nämlich für diese hohen Frequenzen nicht zu empfehlen, weil ihre Anlaufstromcharakteristik ungünstig liegt. Bei der Verwendung von Germanium-Gleichrichtern muß aber auch ein Nachteil in Kauf genommen werden, nämlich die höhere Temperaturabhängigkeit der Richtleitung. Da der Richtleiter an der Meßstelle den Schwankungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, hängt somit die übertragene Gleichspannung nicht nur von der zu messenden Kapazität, sondern auch von der Augenblickstemperatur ab.
  • Es sind andrerseits bereits Maßnahmen zur Temperaturkompensation von Gleichrichterschaltungen bekannt. Zu diesem Zweck werden zusätzliche Gleichrichterdioden mit entgegengesetzter Polung in Serie mit der zu kompensierenden Gleichrichterdiode und parallel zu einem Widerstand angeordnet.
  • Die damit erzielte Kompensation beruht darauf, daß bei einer Temperaturerhöhung, durch welche der Durchlaßwiderstand der zu kompensierenden Gleichrichterdiode verringert wird, auch der Widerstand der Kompensationsdiode kleiner wird, so daß der parallel dazu liegende Widerstand stärker kurzgeschlossen wird.
  • Diese Maßnahme ist jedoch bei Meßanordnungen der eingangs angegebenen Art nicht günstig, denn durch eine solche Schaltung würden die von den Anderungen der Meßgröße abhängigen Anderungen der Meßgleichspannung beeinflußt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Einfluß von Temperaturschwankungen auf die den Meßwert ausdrückende Gleichspannung wenigstens für einen bestimmten Arbeitspunkt möglichst klein zu machen.
  • Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an der Meßstelle eine zweite Gleichrichterschaltung an die Primärseite des Übertragers mit solcher Polung angeschlossen ist, daß sie eine Gleichspannung entgegengesetzter Polarität wie die erste Gleichrichterschaltung liefert, und daß die Ausgangsspannungen der beiden Gleichrichterschaltungen einander überlagert sind.
  • Die Erfindung beruht auf folgendem Gedanken: Es wird mit Hilfe einer zweiten Gleichrichterschaltung eine Gleichspannung erzeugt, welche die entgegengesetzte Polung wie die Meßgleichspannung hat und von Änderungen der Meßspannung nicht abhängt, jedoch den Einflüssen von Temperaturschwankungen in gleichem Maße wie die Meßgleichspannung unterworfen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die zweite Gleichrichteranordnung nicht an den Ausgang der Meßbrücke sondern an die Primärseite des Eingangsübertragers der Meßbrücke angeschlossen ist. Die beiden so erzeugten Gleichspannungen werden einander überlagert, so daß nur die Differenz der beiden Gleichspannungen zu der Anzeigestelle übertragen wird.
  • Anderungen der Meßgleichspannung, die auf Anderungen der Meßgröße beruhen, werden daher in voller Größe zu der Anzeigestelle übertragen, da die von der zweiten Gleichrichteranordnung erzeugte Spannung bei solchen Änderungen konstant bleibt.
  • Dagegen wirken sich Temperaturänderungen auf die beiden Gleichspannungen aus, so daß sich die dadurch hervorgerufenen Spannungsänderungen gegenseitig aufheben.
  • Eine zweite Schwierigkeit der bekannten Schaltungen besteht darin, daß die als Meßschaltung verwendete Kapazitätsmeßbrücke für die Stromquelle eine in Abhängigkeit von der zu messenden Kapazität wechselnde Belastung darstellt. Dies tritt besonders stark in Erscheinung, wenn sich die zu messende Kapazität sehr stark ändert, beispielsweise sogar kurzgeschlossen wird. Dadurch können in dem an der Anzeigestelle nachgeschalteten Gleichstromverstärker Fehlanzeigen erzeugt werden. Ferner erfordern die Schaltungen einen sehr genauen Abgleich und die Einhaltung enger Fertigungstoleranzen.
  • Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wird gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Kapazitätsmeßbrücke an die Sekundärseite des Übertragers stark fehlangepaßt. Dadurch wird erreicht, daß sich Änderungen der zu messenden Kapazität nur sehr wenig auf den Ausgang des Hochfrequenzoszillators auswirken.
  • Diese Wirkung kann noch dadurch verbessert werden, daß der Primärwicklung des Übertragers ein Widerstand parallel geschaltet wird und daß am Ausgang des Hochfrequenzoszillators ein Widerstand in Serie mit dem Koaxialkabel geschaltet wird.
  • Bei vielen Anwendungsfällen wird die gemessene Kapazitätsänderung zur Auslösung von Schaltvorgängen ausgenutzt. In diesen Fällen ist es oft erforderlich, einen gewünschten Schaltpunkt bei Kapazitätsänderungen von der Anzeigestelle einstellen zu können. Dies kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht werden, daß an der Anzeigestelle eine Gleichrichterschaltung an den Ausgang des Hochfrequenzoszillators angeschlossen ist, und daß der einstellbare Gleichstrom dieser Gleichrichterschaltung dem über das Koaxialkabel kommenden Meßgleichstrom am Eingang des Gleichstromverstärkers gegensinnig überlagert wird.
  • Man hat somit die Möglichkeit, durch Einstellung des Überlagerungsgleichstroms die Größe des dem Gleichstromverstärker zugeführten resultierenden Gleichstroms zu verändern. Wenn im Ausgangskreis des Gleichstromverstärkers ein Schaltrelais liegt, das bei einem bestimmten Wert des zugeführten Gleichstroms anspricht, kann dieser Ansprechpunkt, je nach der Einstellung des Überlagerungsgleichstroms, verschiedenen Werten des Meßgleichstroms entsprechen.
  • Vorzugsweise enthält der Gleichstromverstärker eine Transistorzerhackerstufe mit nachgeschaltetem Wechselstromverstärker. Dadurch ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Gleichstromverstärker beide Polaritäten des zugeführten Gleichstroms verstärkt, so daß das Schaltrelais in zwei zueinander spiegelbildlichen Betriebsbereichen anspricht, von denen sich der eine daraus ergibt, daß der überlagerte Gleichstrom um einen bestimmten Betrag größer als der Meßgleichstrom ist, während der andere Betriebsbereich sich daraus ergibt, daß der überlagerte Gleichstrom um diesen Betrag kleiner als der Meßgleichstrom ist. Zugleich würde sich hierdurch die Schaltfunktion umkehren, d. h., wenn das Relais im einen Betriebsbereich bei der größeren Kapazität anziehen und bei der kleineren Kapazität abfallen würde, würde es im zweiten Betriebsbereich bei der kleineren Kapazität anziehen und bei der größeren Kapazität abfallen.
  • Diese Erscheinung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch beseitigt werden, daß die Transistorzerhackerstufe durch eine Wechselspannung gesteuert wird und daß der Wechselstromverstärker durch die gleiche Wechselspannung derart gesteuert wird, daß er nur während jeder zweiten Halbwelle der Wechselspannung arbeitet.
  • Vorzugsweise enthält die letzte Stufe des Wechselstromverstärkers einen Transistor, dessen Kollektorkreis über einen Gleichrichter an die Wechselspannung angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß die Kollektorspannung des letzten Transistors einer gleichgerichteten Halbwelle der Wechselspannung entspricht. Nur beim Vorhandensein dieser Halbwelle kann das im Kollektorkreis liegende Relais ansprechen.
  • Die Steuerung des Transistorzerhackers erfolgt zweckmäßig dadurch daß im Steuerkreis des Transistorzerhackers eine Zenerdiode liegt, welche die Wechselspannung in eine Rechteckspannung umformt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Darin zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung, F i g. 2 eine genaueres Schaltbild der Endstufe des Wechselstromverstärkers und F i g. 3 und 4 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung von F i g. 1 und 2.
  • F i g. 1 zeigt die Anzeigestelle 1 und die Meßstelle 2, die über ein Koaxialkabel 3 miteinander verbunden sind. An der Anzeigestelle ist ein Hochfrequenzoszillator 4 angeordnet, an dessen Ausgang das Koaxialkabel 3 über einen Kondensator 5 angekop pelt ist. Das Koaxialkabel 3 ist außerdem mit dem Eingang eines Gleichstromverstärkers 6 über eine Drossel 7 verbunden.
  • Der Hochfrequenzoszillator 4 liefert eine Hochfrequenzspannung über das Koaxialkabel 3 zu der Meßstelle 2, wobei die Hochfrequenzspannung durch die Drossel 7 vom Eingang des Gleichstromverstärkers 6 ferngehalten wird. Die Meßstelle 2 liefert zum Eingang des Gleichstromverstärkers 6 eine Gleichspannung zurück, welche durch den Kondensator 5 vom Ausgang des Hochfrequenzoszillators 4 ferngehalten wird.
  • An der Meßstelle 2 ist das Koaxialkabel 3 mit der Primärwicklung eines Ubertragers 8 über einen Kondensator 9 verbunden. Die beiden Klemmen der Sekundärwicklung dieses Übertragers sind mit den Eckpunkten der einen Diagonale einer Kapazitätsmeßbrücke 10 verbunden, die in einem Zweig die zu messende veränderliche Kapazität 11 und im Gegenzweig einen einstellbaren Vergleichs kondensator 12 sowie in den beiden übrigen Zweigen je einen Festkondensator 13 bzw. 14 enthält.
  • In der Nulldiagonale der Brücke liegt ein Gleichrichter 15 in Serie mit einem Ladekondensatorl6, wodurch dieser die in dieser Diagonale auftretende, von der Verstimmung der Brücke abhängige Wechselspannung gleichgerichtet wird. Die am Ladekondensator 16 auftretende Gleichspannung wird über eine Drossel 17 zum Koaxialkabel 3 zurückgeführt, über das sie zum Eingang des Gleichstromverstärkers 6 gelangt. Die Drossel 17 dient dabei in Verbindung mit dem Kondensator 9 zur Trennung von Gleichspannung und Hochfrequenzspannung.
  • Die bisher beschriebene Schaltung arbeitet in bekannter Weise so, daß die von der Größe der zu messenden Kapazität 11 abhängige Wechselspannung in der Nulldiagonale der Brücke von der Gleichrichterschaltung 15, 18 in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt wird, welche dem Eingang des Gleichstromverstärkers 6 zugeführt wird. Nach Verstärkung in dem Gleichstromverstärker 6 kann diese Gleichspannung zur Anzeige oder zur Auslösung von Schaltvorgängen in Abhängigkeit von den Anderungen der Kapazität 11 benutzt werden.
  • Die als Gleichrichter dienenden Dioden 15 und 18 sind temperaturabhängig. Dies hat zur Folge, daß sich die Meßgleichspannung nicht nur in Abhängigkeit von Änderungen der Kapazität 11, sondern auch in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen verändert. Wenn daher an der Meßstelle 2 Temperaturschwankungen auftreten, werden diese an der Anzeigestelle als Kapazitätsänderungen angezeigt.
  • Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bei der dargestellten Schaltung an der Meßstelle eine zweite Diode 18 unmittelbar an die Primärwicklung des Übertragers 8 mit solcher Polung angeschlossen, daß sie in Verbindung mit einem Ladekondensator 19 eine Gleichspannung erzeugt, welche die entgegengesetzte Polung wie die am Kondensator 16 erzeugte Gleichspannung hat. Über Widerstände 20 und 21 werden gegensinnige Ströme addiert, die den beiden durch Gleichrichtung erzeugten Gleichspannungen proportional sind, und der dadurch erhaltene resultierende Gleichstrom wird dem Eingang des Gleichstromverstärkers als Meßgleichstrom Im zugeführt.
  • Die Dioden 15 und 18 unterliegen den Auswirkungen von Temperaturschwankungen in gleicher Weise.
  • Da die von ihnen erzeugten Gleichströme einander gegensinnig überlagert werden, heben sich in dem resultierenden Meßgleichstrom diese Auswirkungen ganz oder nahezu auf. Wenn beispielsweise bei sinkender Temperatur der von der Diode 15 erzeugte Gleichstrom kleiner wird, nimmt auch der von der Diode 18 erzeugte Gleichstrom ab, so daß sich diese Änderungen in dem resultierenden Meßgleichstrom aufheben.
  • Die aus den vier Kondensatoren gebildete Brücke bildet für den Hochfrequenzoszillator4 eine wechselnde Belastung, besonders wenn sich die zu messende Kapazitätll in sehr weiten Grenzen ändert.
  • Es ist zu bedenken, daß diese Kapazität gegebenenfalls vollständig kurzgeschlossen sein kann.
  • Deshalb wird die Brückenschaltung gegenüber dem Übertrager fehlangepaßt, d. h., ihr Scheinwiderstand wird sehr viel höher bemessen als der richtige Anpassungswiderstand für das Koaxialkabel unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Übertragers. Ferner ist der Primärwicklung des Übertragers 8 ein Widerstand 22 parallel geschaltet, und aus dem gleichen Grund ist die Koaxialleitung 3 in der Anzeigestelle 1 über einen Widerstand 23 mit dem Ausgang des Hochfrequenzoszillators 4 verbunden. Alle diese Maßnahmen haben die Wirkung, daß die Koaxialleitung 3 auch bei Belastungsschwankungen im Meßstromkreis über einen sehr breiten Meßbereich etwa gleichmäßig angepaßt ist. Bei optimaler Anpassung des Generatorinnenwiderstands und des Meßstromkreises an die Koaxialleitung können bei Schwankungen der zu messenden Kapazität reflektierte Wellen auftreten, die im nachgeschalteten Gleichstromverstärker Fehlanzeigen erzeugen könnten. Außerdem werden durch die geschilderten Maßnahmen Fertigungstoleranzen überdeckt.
  • Der dem Eingang des Gleichstromverstärkers 6 über die Koaxialleitung 3 zugeführte Meßstromlm wird in einem Transistor 24 zerhackt, und die durch die Zerhackung erhaltene Wechselspannung wird über einen Kondensator 25 in einem Wechselstromverstärker 26 verstärkt und dann über einen Kondensator 27 der Endstufe 28 des Verstärkers zugeführt.
  • Im Ausgangskreis der Endstufe 28 liegt ein Relais 29, das anspricht, wenn der dem Verstärkereingang zugeführte Gleichstrom einen bestimmten Wert überschreitet, und das wieder abfällt, wenn dieser Gleichstrom einen anderen, kleineren Wert unterschreitet.
  • Dadurch können Schaltvorgänge in Abhängigkeit von den Änderungen der zu messenden Kapazität 11 ausgelöst werden.
  • Damit die Ansprechpunkte des Relais 29 von der Anzeigestelle aus eingestellt werden können, ist eine Gleichrichterschaltung mit einer Diode 30 und einem Ladekondensator 31 vorgesehen. Die Diode 30 ist unmittelbar an den Ausgang des Hochfrequenzoszillators 4 angeschlossen und erzeugt an dem Ladekondensator 31 eine Gleichspannung. Über einen einstellbaren Widerstand 32 wird von dem Kondensator ein veränderlicher Kompensationsgleichstrom 1k abgegriffen, der dem von der Meßstelle 2 kommenden Meßgleichstrom Im mit entgegengesetzter Richtung überlagert wird. Dem Eingang des Gleichstromverstärkers 6 wird daher nur der der Differenz dieser beiden Ströme entsprechende resultierende Gleichstrom Iu zugeführt.
  • Die Wirkung dieser Maßnahme läßt sich am besten aus F i g. 3 erkennen. Im Diagramm von F i g. 3 a sind die zeitlichen Änderungen des Meßgleichstroms Im bei Änderungen der Kapazität 11 dargestellt. Die beiden Stromwerte am Verstärkereingang, bei denen das Relais arbeitet, sind mit A (Relais fällt ab) und B (Relais zieht an) bezeichnet. Wie aus dem Diagramm von F i g. 3 a zu sehen ist, sind diese Schaltpunkte so gelegt, daß sie außerhalb der auftretenden Änderungen des Meßgleichstroms Im liegen würden, wenn dieser allein dem Verstärkereingang zugeführt würde.
  • Aus F i g. 3 b ist die Funktion des Kompensationsgleichstroms Ik zu erkennen. Dieser wird dem Meßgleichstrom Im gegensinnig überlagert, so daß am Verstärkereingang nur die Differenz dieser beiden Ströme wirksam wird. Dadurch wird der Bereich der festzustellenden Kapazitätsänderungen auf die Höhe der Arbeitspunkte A und B gebracht. Wenn sich der resultierende Strom in der dargestellten Weise ändert, spricht das Relais jedesmal an, wenn die Stromkurve den Arbeitspunkt B in abwärtsgehender Richtung schneidet, und das Relais fällt ab, wenn die Stromkurve den Arbeitspunkt A in aufwärtsgehender Richtung schneidet.
  • Der Transistor 24 wird von einer an den Klemmen 33 zugeführten Wechselspannung, beispielsweise der Netzwechselspannung, so gesteuert, daß er die Wirkung eines Schalters zwischen dem Verstärkereingang und dem Massepotential hat. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 24 schließt die Gleichspannung jeweils im Takt mit der Wechselspannung kurz, die von den Klemmen 33 über Widerstände 34 und 35 an die Basis des Transistors angelegt wird. Eine Zenerdiode 36 formt die Wechselspannung in an sich bekannter Weise in eine Rechteckspannung um, welche auf die Basis des Transistors 24 einwirkt. Dieser Transistorzerhacker wirkt in gleicher Weise auf die beiden Polaritäten des zugeführten Gleichstroms Iu ein, wobei sich aber die Phasenlage der resultierenden zerhackten Gleichspannung um 1800 ändert, wenn sich die Polarität des resultierenden Gleichstroms umkehrt. Die Endstufe 28 spricht dann jeweils nur auf die eine, beispielsweise die negative Halbwelle der zerhackten Gleichspannung an.
  • Auf Grund dieser Wirkungsweise des Transistorzerhackers verstärkt der Gleichstromverstärker 6 also grundsätzlich sowohl negative als auch positive resultierende Ströme Iu. Dies ergibt die in F i g. 4 dargestellte Auswirkung: Wie dort zu erkennen ist, ergeben sich zwei weitere ArbeitspunkteA' und B', die spiegelbildlich zu den Arbeitspunkten A und B liegen. Das Gerät arbeitet mit diesen Arbeitspunkten, wenn der Kompensationsstrom Ik größer als der Meßstrom Im ist. Ferner ist zu erkennen, daß sich in diesem Fall die Funktionen des Relais umkehren: Das Relais zieht an, wenn der Meßstromlm einen bestimmten Absolutwert unterschreitet, und es fällt ab, wenn ein bestimmter größerer Absolutwert überschritten wird.
  • Es ist offensichtlich, daß die in F i g. 4 dargestellte Betriebsweise sehr unerwünscht ist. Wie bereits zuvor angegeben wurde, unterscheidet sich dieser Betriebsfall von dem in Fig. 3 dargestellten Fall dadurch, daß die Phasenlage der zerhackten Gleichspannung um 1800 verschoben ist.
  • Aus dieser Erscheinung ergibt sich die in F i g. 1 dargestellte Möglichkeit zur Unterdrückung dieser Erscheinung: Die an den Klemmen 30 zugeführte Zerhackerwechselspannung wird dem Endverstärker 28 so zugeführt, daß dieser jeweils nur während einer Halbwelle dieser Wechselspannung betriebsbereit ist. Diese Halbwelle wird so ausgewählt, daß sie im Betriebsfall von Fig.3 mit den negativen Halbwellen der zerhackten Gleichspannung zusammenfällt, während beim Fall von F i g. 4 die negativen Halbwellen der zerhackten Gleichspannung mit denjenigen Halbwellen der Zerhackerwechselspannung zusammenfallen, in welchen der Endverstärker 28 blockiert ist.
  • In F i g. 2 ist die Endstufe 28 genauer dargestellt.
  • Wie dort zu erkennen ist, enthält sie einen Transistor 37, dessen Basis über den Kondensator 27 an den Vorverstärker 26 angekoppelt ist, und in dessen Kols lektorkreis das Relais 29 liegt. Dieser Kollektorkreis ist über eine Diode 38 an den einen Pol der an den Klemmen 33 zugeführten Zerhackerwechselspannung angeschlossen. Somit entspricht die Kollektorspannung des Transistors 37 den negativen Halbwellen der Zerhackerwechselspannung, während die positiven Halbwellen dieser Wechselspannung unwirksam bleiben, so daß die Transistorstufe während dieser Halbwellen gesperrt ist. Parallel zu dem Relais 29 liegt ein Kondensator 39, der verhindert, daß das Relais auf einzelne Halbwellen der Kollektorspannung anspricht. Eine Diode40, die gleichfalls parallel zum Relais 29 geschaltet ist, hat lediglich die Aufgabe, auftretende Induktionssp annungsspitzen beim Ansprechen oder Abfallen des Relais kurzzuschließen.
  • Im Emitterkreis des Transistors 37 liegt eine Diode41, welche ein gewisses bistabiles Verhalten der Endstufe erzeugt. Ein Widerstand 42 liefert den Vorstrom für die Diode 41. Dadurch wird erreicht, daß der innere Widerstand der Endstufe bei nichtgeschaltetem Transistor (Kollektorstrom nahe Null) sehr hoch ist, während er bei Erreichen eines gewis- sen Kollektorstroms rasch abfällt. Dadurch wird eine größere Sicherheit der Schaltung in der Endstufe erreicht.
  • Die Diode 43 im Basiskreis des Transistors 37 hält alle positiven ankommenden Halbwellen der zerhackten und verstärkten Gleichspannung vom Transistors 37 ab, so daß nur die negativen Halb wellen dieser Spannung den Verstärkertransistor37 schalten können. Obgleich an sich theoretisch der Transistor selbst nur auf negative Halbwellen ansprechen würde, wird dadurch die Betriebssicherheit erhöht.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Anordnung zur Fernmessung des Füllstandes von Vorratsbehältern durch Messung der von der Füllhöhe abhängigen Kapazität zwischen zwei am Behälter angebrachten Elektroden, von denen eine die Behälterwand sein kann, mit einer an der Meßstelle angeordneten Kapazitätsmeß brücke, die über einen Ubertrager an ein Ko axialkabel angeschlossen ist, das von einem an der Anzeigestelle angeordneten Hochfrequenzoszillator mit Wechselstrom versorgt ist, einer an die Nulldiagonale der Kapazitätsmeßbrücke angeschlossenen Gleichrichterschaltung, und mit einem an der Anzeigestelle angeordneten Gleichstromverstärker, der über das gleiche Koaxialkabel mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltungverbundenist, dadurch gekennzeichn e t, daß an der Meßstelle (2) eine zweite Gleichrichterschaltung (18) an die Primärseite des Übertragers mit solcher Polung angeschlossen ist, daß sie eine Gleichspannung entgegengesetzter Polarität wie die erste Gleichrichterschaltung (15) liefert, und daß die Ausgangsspannungen der beiden Gleichrichterschaltungen (15, 18) einander überlagert sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung (2) eine Kapazitätsmeßbrücke ist, die über einen Übertrager (8) an das Koaxialkabel (3) angekoppelt ist, und daß die zweite Gleichrichterschaltung (18) an die Primärseite des Übertragers (8) angeschlossen ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätsmeßbrücke an die Sekundärseite des Übertragers (8) stark fehlangepaßt ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärwicklung des Übertragers (8) ein Widerstand (22) parallel geschaltet ist.
  5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Hochfrequenzoszillators (4) ein Widerstand (23) in Serie mit dem Koaxialkabel (3) geschaltet ist.
  6. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Anzeigestelle (1) eine Gleichrichterschaltung (30) an den Ausgang des Hochfrequenzoszillators (4) angeschlossen ist und daß der einstellbare Gleichstrom dieser Gleichrichterschaltung (30) dem über das Koaxialkabel (3) kommenden Meßgleichstrom am Eingang des Gleichstromverstärkers (6) gegensinnig überlagert ist.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromverstärker (6) eine Transistorzerhackerstufe (24) mit nachgeschaltetem Wechselstromverstärker (28) enthält, daß die Transistorzerhackerstufe (24) durch eine Wechselspannung (33) gesteuert ist, und daß der Wechselstromverstärker (28) durch die gleiche Wechselspannung (33) derart gesteuert ist, daß er nur während jeder zweiten Halbwelle der Wechselspannung arbeitet.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Stufe des Wechselstromverstärkers (28) einen Transistor enthält, dessen Kollektorkreis über einen Gleichrichter an die Wechselspannung angeschlossen ist.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis des Transistorzerhackers (24) eine Zenerdiode (36) liegt, welche die Wechselspannung(33) in eine Rechteckspannung umformt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 956290; französische Patentschrift Nr. 798797; »electronics«, 1960, Nr. 45, S. 64/65.
DE1963E0025634 1963-10-05 1963-10-05 Anordnung zur Fernmessung des Fuellstands von Vorratsbehaeltern Withdrawn DE1237467B (de)

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DE102018209904A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-19 Vega Grieshaber Kg Füllstandssensor oder Grenzstandsensor mit Temperaturkompensation

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FR798797A (fr) * 1935-02-25 1936-05-26 Perfectionnements aux appareils électriques utilisant des redresseurs statiques de courant
DE956290C (de) * 1937-05-25 1957-01-17 Philips Patentverwaltung Fernmesseinrichtung zur oszillographischen Aufnahme bzw. Registrierung von elektrischen oder mechanischen Vorgaengen

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