DE1932175B2

DE1932175B2 - Elektrischer messfuehler zur bestimmung der jeweiligen augen blicklichen fuellhoehe von schuettfaehigem gut

Info

Publication number: DE1932175B2
Application number: DE19691932175
Authority: DE
Inventors: Albert D Pierce Norton T Concord Mager Louis Sudbury Hal stead Floyd E Maynard Mass Ehrenfried (V St A )
Original assignee: Metntape, Ine , West Concord, Mass (V St A)
Priority date: 1968-06-25
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1972-02-17
Also published as: GB1232359A; DE1932175A1; US3511090A

Description

15. Meßfühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzhülse (53) so ausgebildet ist. daß eine freie Verbindung zwischen dem in der Schutzhülle befindlichen Meßfühler und der Umgebung besteht.

16. Meßfühler nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzhülse (53) mit einer Vielzahl die Schutzhülse an ihren Seiten und ihren Enden durchdringender Öffnungen (54) versehen ist.

Die Erfindung betrifft elektrische Meßfühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblicklichen Füllhöhe von schüttfähigem Gut, welche die Form eines

_m wesentlichen flachen, in das betreffende Gut ein-Jringbaren Streifenkörpers haben und ein inneres Argen aufweisen, welches mit einem lang- ^streckten, elektrisch leitenden Trägerstreifen und m nem um diesen herumgewickelten, elektrisch Senden und normalerweise im Abstand von dem Trä-erstreiten befindlichen Widerstandselement so-Se-mit einer, dieses Meßorgan dicht umschließenden, elektrisch isolierenden Ummantelung und außerdem mit einer, den Trägerstreifen umgebenden und ίο diesen bis auf einen sich auf einer Streifenseite über

e aesamte Länge erstreckenden freibleibenden Bereich isolierenden Isolationshülle versehen ist.

Bekannte Einrichtungen zur Messung der Füllhöhe bedienen sich vielfältiger Meßfühler zur Bestimmung und Anzeige der Füllhöhe von schüttfähigem Gut. Bei Geräten dieser Art sind mechanische Schwin- ^anordnungen bekannt, die sich mit einem Flusiakeitsspiegel heben und senken, ferner sind von außen zu beobachtende Quecksilbersäalen zu nen- *o nen, deren Höhe von einem Innendruck abhangig ist und weiter sind elektrische Systeme .η Gebrauch, fcei denen ein Signal erzeugt und von der Oberfläche oder dem Spiegel des betreffenden Stoffes reflektiert Aus der deutschen
kontaktgebende

des ^

* Bestimmung _elche

^VS^_r^_r^hind genannten beeine Weiterbildung der ^"¹¹J¹B .. ^b _{fü das Aus}kannten E.nrwjton.sdarsteUt Da^ Λ*jn ^. ^

weichen ^d" ^Lu^ XS_n Einrichtung dem erstgenannten ^"»^gebenaen ^ _ieich_

Emfluß ■J^chuUgu^s »em . ^^^

S sind bei der zweitgenann_die Hohlräume an Stellen ih

,η ^^^_ηΞ^ _die H

ten ^bek^^nnt™ ^El""2^f_s Schüttgutes nicht ausgegelegt, die dem Druck des Schut gu ^ ^ ^ setzt sind Beispielsweise können .

halteband «Jg«dei^^ Bohrungen od. dgl. rangen ^v^B^esehe^i;™^„Sd_nrichtung in Vermit dem ¹»™™™*$£$^ Einrichtung ist bindung stehen Auch diese: DeK _{bar? da}

innerhalb eine Behalt« π ctiι _eben.

dabei^"«^^ϊ^ ^gesetzt wäre und

,Stodert würde, _bekannte Einrichtung

^^^^^ Zugkräften ohne Defornich. m der ^.^°" ^^halten. Ebenso wie maüon m LangwicWung _{Einrichtong mu}ß auch

Art sind nicht für Messungen an festem körnigem Stoff geeignet oder sie liefern ohne Wartung nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit «ne konünuier-1 iche Anzeige der Füllhöhe von beliebigen Stoffarten. Die meisten bekannten Meßfühler vermögen die zu messenden Veränderlichen nur von einem e.nz.gen Anordnungspunkt aus aufzunehmen Bekannte zur k-ontinuierlichen Füllhöhenanzeige bestimmte Meßfühler sind nicht universell für die Messung der Fullhöhe in schüttfähigen körnigen Feststoffen ebensogut wie in Flüssigkeiten geeignet und lassen sich auch nicht unter extremen Umgebungsbed.ngungen hmsichtlich Temperatur, Druck oder Korros.onsgefahr ^_n ^e;ⁿ™_ü ⁿ _hi_{erbauart jed}och, mit welcher sich in E ne MeßfuMe bauart j _{Hche Füllh}öhen-

^v°^^icher ^² ^ Bedingungen erzielen läßt, anzeige ^un%^r ^"^rift 3 153 342 beschrieben, ist inι der^USA. P»_{Wnhaltet eine} Weiterbil^yorhegende brtnaung _D._eser ^^

^J^^ht^^ au- einem elek-

MeBfuM«^ besteht im ^ ^^ .

trisch Ie tenden ^g _{widerstandsdraht} aufge-

benformig ein■ *™^ Trägerstreifen normalerwunden .st der vorι αi g ^ ^ ^

dt eine einstückige Umc einen Druck in eine

TuTL deutschen Auslegeschrift 1070 39, ist eine kontaktgebende Einrichtung zur Best.mmung des Füllungszustandes von Behaltern bekannt, bei welcher zwei großflächig ausgebildete Kontakte die durch elastische Polster aus Kunststoff in entsprechcndtm Abstand gehalten werden, innerhalb von einer elastischen Hülle luftdicht eingeschlossen sind. Die Hülle ist dabei mit der Unterlage, welche aus cinem halbsteifen Kunststoff besteht, an den Randern und an den Kopfenden derart verklebt nüer verschweißt, daß zwischen den Klebestellen und dem Schaumstoff Hohlräume entstehen in die die z*'-sehen den Kontakten und dem^ Schaumstoff!befindliehe Luft beim Zusammendrucken ausweichen kann Diese bekannte Einrichtung eignet sich nicht zur freien Aufhängung innerhalb von Schuttgutlagerbehältern, da die dabei auftretenden ^n Zugkräfte zu einer Dcfnrmicrung der Einrichtung und damit zu einer ungenauen Messung führen wurden

SÄ 53!?3 ΓΑΪ trs

45

ma g

darstell £ ^tre£n
leiten auf

chen soll, ebenfalls dem Druck des Schüttgutes ausgesetzt sind, so daß erst be= hohem Hor.zontaldruck des Schüttgutes eine Kontaktgabe erfolgt.

t gemäß diesem älteren Vorschlag "^ arbeitet und einen sehr zweck- _τ Bestimmung von Füllhöhen _bestimrnte Schwieng- ^ _{der Me}ßfühlerlängc und der jmt _GebTauch unter ex-

_ielsvveise hin- ^ und nach abwärts _{auf die} Ummanteängen. In bestimmten ffen sind die nach abwärts

Jj^,^^^^ auf die Ummantelung des gnehtettn _M ^ra _{jrkc so} ^_oß, _daß ste die

bekannten ^JJ^ , _{strecken und zu} einem r^rtje »J^e « _{umeren M}eßfühlerende ^Au^^ver;^en _A^^C'_{eincs henin}terrutschenden Strumpfes 60 nach^der Art «n°s _Ansprechen des Meß-

fuhjoK Dj bewirkt ca ^ _Emp(._nd,_ich.

We j

^umiul ^s

bei Verwendung in trocken.

die stranggepreßte rohrförmig« _{n üß dcm iilteren} Vor

schlag Beschränkungen bezüglich der Durchlässig- werden oder es kann eine Ummantelung aus anderem

keit von Feuchtigkeit und Dämpfen, so daß das im Werkstoff vorgesehen werden, so daß aiißergewöhn-

Inneren befindliche elektrische System in gewissem liehe Umgebungsbedingungen in entsprechender

Maße chemischen Angriffen, insbesondere bei stark Weise berücksichtigt werden,

korrodierender Umgebung, ausgesetzt ist. 5 Die Meßfühleroberfläche ist reibungsarm ausge-

Durch die Erfindung soll also die Aufgabe gelöst bildet, wodurch das Ansetzen von Stoffresten an der

werden, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit sowie Meßfühleraußenfläche verhindert wird. Der in der

die Zugfestigkeit eines Meßfühlers der zuvor er- erfindungsgemäßen Weise aufgebaute Meßfühler ist

wähnten Art bei sonst gleichen Umgebungsbedin- also nicht nur ein universell verwendbares Fül¹-

gungen zu erhöhen und zusätzlich die Anwendung io höhen-Meßorgan, sondern er weist auch von der

zur Bestimmung der Füllhöhe von schüttfähigem Gut Konstruktion her eine physikalische und anwen-

bei stark veränderlichen Eigenschaften desselben in dungsmäßige Vielseitigkeit auf, die bisher bei Füll-

einem großen Temperatur- und Druckbereich der höhen-Meßfühlern unbekannt war.

Umgebungsbedingungen zu ermöglichen. Der erfindungsgemäße Meßfühler ist über den ge-

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Meß- 15 samten aktiven Bereich seiner Länge hin druckempfühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblick- findlich, so daß im Gegensatz zu vielen bekannten liehen Füllhöhe von schüttfähigem Gut gelöst, wel- Geräten die Messung nicht auf die Bestimmung einer eher die Form eines im wesentlichen flachen, in das Veränderlichen lediglich an einem einzigen Anordbetreffende Gut einbringbaren Streifenkörpers hat nungspunkt beschränkt ist. Der sich aufwärts odet und ein inneres Meßorgan aufweist, welches mit ao abwärts bewegende Spiegel des gespeicherten, zu einem langgestreckten, elektrisch leitenden Träger- überwachenden Stoffes bewirkt außerordentlich gestreifen und mit einem um diesen herumgewickelten, nau entsprechende Änderungen des Meßfühlerauselektrisch leitenden und normalerweise im Abstand ganges, welche nach Belieben linear oder nichtlineai von dem Trägerstreifen befindlichen Widerstands- sein können. Geeignete Instrumente, welche von dem element sowie mit einer, dieses Meßorgan dicht um- as Meßfühler entfernt angeordnet werden kennen, verschließenden, elektrisch isolierenden Ummantelung mögen Anzeigen der Füllhöhe des Stoffes mit großei und außerdem mit einer, den Trägerstreifen um- Auflösung, eine kontinuierliche Aufzeichnung dei gebenden und diesen bis auf einen sich auf einer Füllhöhenveränderungen durch Materialzufluß odei Streifenseite über die gesamte Länge erstreckenden -abfluß oder Überwachungssignale entsprechen freibleibenden Bereich isolierenden Isolationshülle 30 einem Höchststand oder einem niedrigsten Stand ab versehen ist, und welcher gemäß der Erfindung da- zugeben.

durch gekennzeichnet ist, daß die Ummantelung auf Im allgemeinen ist der Meßfühler nach der Erfin·

einer Seite des Meßorganes mit diesem über die ge- dung über einer kleinen Einführungsöffnung am obe

samte Länge hin derart fest verbunden ist, daß eine ren Teil des betreffenden Behälters gehaltert. Dei

Längsbewegung zwischen der Ummantelung und dem 35 Einbau kann auch erfolgen, während sich der Be

Meßorgan ausgeschlossen ist. halter im Gebrauch befindet. Diese Möglichkeit de;

Demgemäß ist also ein langgestreckter, auf die nachträglichen Einbringens des Meßfühlers besteh

Füllhöhe ansprechender Meßfühler vorgesehen, wel- bei den beiden bekannten kontaktgebenden Einrich

eher einen sehr geringen Querschnitt aufweist und in tungen zur Bestimmung des Füllungszustandes vor

geeigneter Weise, beispielsweise senkrecht in den 40 Behältern nicht. Der Meßfühler nach der Erfindung

zu überwachenden Stoff einzubringen ist. Der elek- hat gegenüber diesen bekannten Einrichtungen außer

trisch leitende Trägerstreifen des inneren elektrischen dem den Vorteil, daß er im Falle einer erforderlicher

Systems des erfindungsgemäßen Meßfühlers weist Reparatur ausgewechselt werden kann, ohne daß vor

eine hohe Zugfestigkeit auf. her das Schüttgut aus dem Behälter entfernt werdet

Das innere elektrische System ist von einer flexi- 45 muß. Ist der Meßfühler nach der Erfindung aufge

blen, mehrteiligen Ummantelung hoher Zugfestigkeit hängt, so kann er sich mit der Strömung »ies gespei

umschlossen, welche gleichzeitig gegenüber dem Um- cherten Stoffes bewegen, ohne daß irgendeine Stö

gebungsdruck eine große Empfindlichkeit aufweist. rung im Zusammenwirken mit dieser Strömuns z\

Diese Ummantelung ist über ihre gesamte Länge hin befürchten ist, selbst wenn es sich um schwer be

an dem inneren elektrischen System befestigt und 50 wegliche Feststoffe handelt. In besonderen Anwen

dient einerseits zur Kapselung und zum Schutz des dungsfällen kann sowohl das obere wie auch das un

elektrischen Systems und andererseits als wirksame, tere Ende des Meßfühlers an dem Behälter befestig

empfindliche Druckmembran, welche beim An- sein, und der Meßfühler kann in dem Behälter ii

sprechen das Widerstandselement gegen den Träger- beliebigem Winkel angeordnet werden. Im Bedarfs

streifen drückt. Der Innenwiderstand des erfindungs- 55 falle kann der Meßfühler auch in einem entspreche™

gemäßen Meßfühlers ist zur Füllhöhe eines Stoffes ausgebildeten starren Kanal angeordnet werden,

in einem Behälter proportional. Die Feuchtigkeits- Die Ansprechgeschwindigkeit des Meßfühlers nacl

und Dampfdurchlässigkeit der Ummantelung ist sehr der Erfindung reicht dazu aus, dynamische Änderun

niedrig, und die Ummantelung behält auch bei extre- gen der Füllhöhe oder des Spiegels zu messen um

men Temperaturen die mechanischen Eigenschaften 60 aufzuzeichnen. Mit Erfolg wurde der erfindungs

hoher Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Abrieb- gemäße Meßfühler zur Registrierung von Meeres

festigkeit sowie Formbeständigkeit. Die Ummante- wellen von einem fahrenden Schiff aus verwendet, un

lung des Meßfühlers nach der Erfindung kann zwar den Zustand der See sowie augenblickliche Tief

sämtliche aufgezählten vorteilhaften Eigenschaften gpngswerte des Schiffes bestimmen zu können,

aufweisen, doch können bestimmte dieser Eigen- 65 Ein besonders bedeutsames Merkmal des Meßfüh

schäften je nach dem besonderen Anwendungsfall lers nach der Erfindung bezüglich der Sicherheit is

durch Hinzufügung oder Weglassen bestimmter Um- es, daß er ein reines Widerstandselement darstellt

mantelungsteile roch vergrößert oder aber verringert von dem lediglich der Widerstandswert bei der Mes

sung ermittelt wird, während die Größe der hierbei eingesetzten elektrischen Energie ohne Schwierigkeiten unter dem Wert gehalten werden kann, der zur Entzündung hochexplosiver Dämpfe ausreichen könnte. Diese Eigenschaft des erfindungsgemäßen Meßfühlers gestattet es, ihn zur Bestimmung der Füllhöhe stark flüchtiger Flüssigkeitin zu verwenden, ehne daß die Gefahr einer Entzündung oder Explosion durch einen elektrischen Funken besteht.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind twecks Erläuterung in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch ein Füllhöhenmeßsystem mit einem elektrischen Meßfühler nach der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des inneren elektrischen Meßorgans des Meßfühlers nach der Erfindung,

F i g. 2 A eine Teil-Stirnansicht einer gegenüber F i g. 2 anders ausgebildeten Ausführungsform des inneren elektrischen Meßorgans des Meßfühlers nach der Erfindung,

F i g. 3 in Draufsicht einen vollständigen Meßfühler nach der Erfindung mit den verschiedenen Ummantelungsschichten und

Fig. 4 die andere Seite des Meßfühlers nach Fig. 3.

Ein Meßfühler 11 des in F i g. 1 dargestellten Füllhöhenmeßsystem erstreckt sich durch einen Deckel 12 eines Behälters 13 nach abwärts und trägt an seinem unteren Ende ein Gewicht 14. welches den Meßfühler in im wesentlichen senkrechter Lage hält, selbst wenn das trockene, schüttfähige Material 15 in dem Behälter gewisse Seitwärtsbewegungen ausführt. Gegebenenfalls kann das untere Ende des Meßfühlen auch an dem Behälter befestigt sein. Der Meßfühler braucht nicht unbedingt senkrecht angeordnet zu sein; er arbeitet einwandfrei, solange er sich in irgendeiner Weise vom Behälterboden bis zum Behälterdeckel erstreckt. Das obere Ende des Meßfühlers 11 endet innerhalb eines am Behälterdeckel 12 befestigten Schutzkastens 21 und ist innerhalb desselben verankert. Eine ausdehnbare Kammer 22. beispielsweise ein flexibler Kunststoffbalg, ist am oberen Ende des Meßfühlers angeordnet und enthält eine geeignete Chemikalie zum Schutz des Meßfühlers vcr Feuchtigkeit und Korrosion. Das Innere der Kammer hat mit dem Inneren des Meßfühlers Verbindung, so daß eine vollständige Isolation des inneren elektrischen Meßorgans von der äußeren Umgebung erzielt wird. Zusätzlich zu der Schutzwirkung für den Meßfühler sorgt die Kammer 22 dafür, daß der Innendruck in dem Meßfühler gleich dem Umgebungsdruck bleibt, so daß der Meßfühler sowohl in teilweise evakuierter Umgebung als auch in Umgebungen betrieben werden kann, die unter hohem Druck stehen.

Über Verbindungsleitungen 25 und 26 ist der Meßfühler 11 an eine elektrische Schaltung 23 angeschlossen, welche ein Anzeigegerät 24 enthält. Eine Überwachungseinrichtung 27 spricht auf den Ausgang der Schaltuns 23 an und kann dazu dienen, die dem Behälter 13 zugeführten oder entnommenen Stoff mengen zu steuern, um im Behälter einen bestimmten Pegel aufrechtzuerhalten.

Der Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform des Meßfühlers nach der Erfindung ist in den F i g. 2. 3 und 4 erläutert. Einzelheiten eines charakteristischen inneren elektrischen Meßorgans, welches für Füllhöhen-Meßfühler nach der Erfindung in beliebigen Längen hergestellt werden kann, sind in F i g. 2 und mit geringen Abwandlungen in Fig. 2A dargestellt. Das Meßorgan 30, welches von der in den Fig. 3 und 4 gezeigten mehrteiligen Ummantelung umschlossen ist, weist einen elektrisch leitenden Trägerstreifen 31 auf, der über seine ganze Länge hin teilweise von einer elektrischen Isolationshülle 32

ίο abgedeckt ist, um die ein Widerstandsband 33 gewunden ist. Ein sich über die gesamte Länge der Vorderseite des Trägerstreifens 31 erstreckender Bereich 34 kann jeweils mit Abschnitten jeder Windung des Widerstandsbandes 33 in Berührung kommen.

Die Ränder 35 der Isolationshülle 32 können Federwirkung aufweisen, wenn die Isolationshülle 32 um die Kanten des Trägerstreifens 31 herumgelegt ist. Die Dicke der Isolationsschicht 32. die Federwirkung der erwähnten Ränder und eine bestimmte, genau

ao bemessene Spannung des Widerstandsbandes 33 bewirken, daß die Windungen des Widerstandsbandes normalerweise einen bestimmten Abstand von dem freiliegenden Bereich 34 des Trägerstreifens 31 haben. Die Federwirkung der Isolationshülle 32 kann entweder auf der Abbiegung ihrer Ränder oder auf ihrer Zusammendrückbarkeit oder auf beiden Erscheinungen beruhen. Das Widerstandsband 33 gelangt in elektrische Berührung mit dem Trägerstreifen 31. sobald au^f den Meßfühler ein bestimmter Außendruck einwirkt.

Der Trägerstreifen 31 ist vorzugsweise aus hochzugfestem Federstahl gefertigt. Die Festigkeit des Trägerstreifens ermöglicht die Aufnahme außerordentlich hoher Zugkräfte und schließt eine lineare Verformung und einen Bruch selbst dann aus, wenn der betreffende Meßfühler den Reibungsk.äften in dichtem, trockenem, körnigem Feststoff ausgesetzt ist. Auf den freiliegenden Bereich 34 ist normalerweise eine Edelmetallschicht aufgebracht, beispielsweise aus Silber. Gold oder Platin, welche den Kontakt mit dem Widerstandsband 33 verbessert.

Das Widerstandsband 33 ist ein dünnes Metallband mit rechteckigem Querschnitt, welches mit beliebiger Steigung auf den Trägerstreifen aufgewickelt

ist. Die Bewicklung mit dem Widerstandsband 33 kann gleichförmig oder logarithmisch bzw. in anderer Weise nichtlinear ausgeführt sein.

Die Isolationshülle 32 ist vorzugsweise aus einem Werkstoff gebildet, der sich durch extrem kleine bleibende Formänderungen unter DauerbelastuiiL. selbst bei hohen einwirkenden Temperaturen und verhältnismäßig hohen wirksamen Drücken auszeichnet. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Isolationshülle 32 ihre mechanischen Eigenschaften und ihr dynamisches Verhalten in dem weiten Temperaturbereich beibehält, in welchem der Meßfühler 11 betrieben werden soll.

Die Isolationshülle 32 ist mit dem Trägerstreifen 31 vermittels eines flexiblen Klebstoffes verbunden, welcher zwar eine Relativbewegung zwischen den beiden genannten Teilen wirkungsvoll verhindert, jedoch den Meßfühler als Ganzes nicht wesentlich versteift. Ein für diesen Zweck zufriedenstellendes Verbindungsmittel stellt das in F i g. 4 wiedereegebene

Band 36 dar, das von einem Kunststofflager gebildet wird, der auf beiden Seiten Klebebeläge aufweist. Die einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisende Isolationshülle 32 wird so daran gehindert,

sich in Längsrichtung zu ziehen und sich seitlich zu verlagern. Das doppeltklebende Band 36 wird auf der Rückseite des Meßfühlers angeordnet. Die Seite des Meßfühlers, die dem freiliegenden Trägerstreifenbereich 34 benachbart ist, wird nachfolgend als Vorderseite des Meßfühlers bezeichnet.

Nachdem das Widerstandsband 33 präzise um den Trägerstreifen aufgewickelt ist, werden die Spannung und der Abstand der Windungen mittels eines Bandes 37 aufrechterhalten, welches nur auf einer Seite eine Klebstoffschicht trägt, mittels der die Windungen der Widerstandsbewicklung an der Rückseite der Isolationsschicht 32 befestigt werden.

F i g. 2 A der Zeichnungen zeigt eine andere Ausführungsform des inneren elektrischen Meßorgans für einen Meßfühler nach der Erfindung. An Stelle der Beschichtung des Tragerstreifens mit einem Edelmetall wird hier ein mehrschichtiger Aufbau verwendet. F i g. 2 A zeigt beispielsweise einen aus unplattiertem Federstahl gefertigten Trägerstreifen 31, über welchem eine Auflage 31a liegt. Das Plattieren eines Trägerstreifens aus Stahl mit einem Edelmetall führt zu einer unter der Bezeichnung »Wasserstoffversprödung« bekannten Erscheinung, welche die gewünschten Eigenschaften des Trägerstreifens hinsichtlich Biegsamkeit und Zugfestigkeit beträchtlich verringert. Aus diesem Grunde wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein dünner Auflagestreifen 31a verwendet, der beispielsweise aus einem mehrschichtigen, gewalzten Gold-Nickelblech besteht und die wirksame Kontaktfläche 34 bildet. Zweckmäßig sind die Streifen 31 und 31a nicht über ihre gesamte Länge hin aneinander befestigt, sondern in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar, so daß der Meßfühler seine Biegsamkeit behält und ohne eine bleibende Verformung aufgewickelt werden kann. Die Streifen 31 und 31 α sind beispielsweise nur am oberen Ende des Meßfühlers fest miteinander verbunden.

Die Vorderseite des inneren elektrischen Meßorgans 30 wird von einem Abdeckstreifen 38 überdeckt, welcher in F i g. 3 abgebildet ist. Der Abdeckstreifen ist elektrisch isolierend, in mechanischer Hinsicht hart und außerdem abriebfest, besitzt eine hohe Zugfestigkeit und ist mit dem Meßfühler nur an dessen jeweiligen Enden fest verbunden. Der Abdeckstreifen 38 ist vorzugsweise etwas steif gehallen, so daß er die seitliche Bewegung der umgebenden Ummantelung wirkungsvoll auf die Widerstandsbewicklung übertragen kann. Der Abdeckstreifen dient weiter dazu, eine Einwärtsbiegung der Ummantelung in die zwischen den benachbarten Windungen der Widerstandsbewicklung gelegenen Räume zu verhindern und punktförmig einwirkende Kräfte zu verteilen. Der Abdeckstreifen wirkt außerdem als schützende Zwischenschicht zwischen der Widerstandsbewicklung und der äußeren Ummantelung, welche beim Aufwickeln des Meßfühlers leicht uneben werden kann. Der Abdeckstreifen 38 ist etwas schmäler als das innere elektrische Meßorgan und liegt daher flach auf der Widerstandsbewicklung auf.

Das innere elektrische Meßorgan wird gegen mögliche nachteilige chemische Einflüsse durch das umgebende schüttfähige Material durch eine Sperrschicht 41 geschützt, die um das Meßorgan berumoeschlasen und auf der Rückseite desselben dicht verschlossen ist. Die Schicht 41 ist aus einem wei-Hipn und nachgiebigen Werkstoff gefertigt, der die Unimantelungskonstruktion nicht wesentlich versteift, obwohl die Schicht 41 das elektrische System vollständig umgibt und abdichtet.

Die Sperrschicht 41 besitzt eine Innenlasche 43 und eine Außenlasche 44, welche dicht mit der Rückseite des Meßfühlers verbunden sind. Gemäß F i g. 4 sind die Laschen unabhängig voneinander mittels eines Streifens 42 an der Rückseite des Meßfühlers abdichtend befestigt, wobei der Streifen 42 ähnlich

ίο dem zuvor erwähnten Klebeband 36 einen druckempfindlichen Klebebelag auf beiden Seiten aufweist. Bei dieser Art der Abdichtung entstehen Nähte mit verlängertem Kriechweg, die ein mögliches Durchlecken zerstörend wirkender Feuchtigkeit, Dämpfe oder Gase verhindern. Bestimmte Flüssigkeiten haben jedoch so stark korrodierende Wirkung, daß die Schutzwirkung der Sperrschicht 41 verstärkt werden muß. In solchen Fällen werden auf den Meßfühler zusätzliche Schichten aus undurchlässigen Werkstoffen aufge-

ao bracht, welche der in der Zeichnung dargestellten Sperrschicht 41 ähnlich sind. Jede weitere Schicht wird in derselben Richtung überlappend um den Meßfühler gelegt und an der Rückseite des Meßfühlers angeheftet, so daß sich im Nahtbereich ein Labyrinthaufbau ergibt.

Verstärkungsstreifen 45 und 46 verleihen der Ummantelungskonstruktion eine außerordentlich große Festigkeit in Längsrichtung, so daß die Meßfühlerummantelung außerordentlich großen, nach abwärts gerichteten Reibungskräften widerstehen kann, die von bestimmten zu messenden oder zu überwachenden Stoffen ausgeübt werden. Der Verstärkungsstreifen 46 ist unmittelbar an der Vorderseite der Sperrschicht 41 befestigt, während der Verstärkungsstreifen 45 auf der Rückseite des Meßfühlers über den sich überlappenden Laschen der Sperrschicht 41 festgeheftet ist. Die Befestigung der Verstärkungsstreifen kann durch beliebige Verbindungsmittel erfolgen, doch vorzugsweise trägt jeweils eine Seite jedes Verstärkungsstreifens einen druckempfindlichen Klebebelag.

Für die Verstärkungsstreifen 45 und 46 kann ein Kunststoff mit in Längsrichtung eingelagerten, durchgehenden Glasfasern verwendet werden. Die Glasfasern ergeben die gewünschte Festigkeit in Längsrichtung ohne eine wesentliche Beeinflussung der Empfindlichkeit oder Biegsamkeit der Meßfühler-Vorderseite.
Den Abschluß der Meßfühlerummantelung bildet die Außenhaut 47. welche beispielsweise aus Polyester oder Polyimid besteht. Sie ist flexibel und hai dennoch eine harte äußere Oberfläche. Außerden besitzt diese Außenhaut einen niedrigen Reibungs koeffizienten und ist in hohem Maße abriebfest Ferner ist die Außenfläche so ausgebildet, daß eii Ansetzen von zähen und hart auftrocknenden Stoffei verhindert wird, so daß sich kein harter oder starre Belag an der Meßfühleroberfläche bilden kann. Di Außenhaut 47 vermindert also die nach abwärt wirkenden Reibungskräfte auf einen minimalen Wei und besitzt gleichzeitig selbst eine beträchtliche Zug festigkeit.

Die gesamte Innenfläche der Außenhaut 47 ist m einem druckempfindlichen Klebebelag beschkhti und wird als ganzes von dieser inneren Konstrul tion festgehalten. Eine Außenlasche 52 wird unmitte bar mit einer Innenlasche 51 verbunden, wodurch di Abschluß vervollständigt wird. Diese Laschen werde

in denselben Richtungssinn wie die Laschen der Sperrschicht 41 übereinandergelegt, wodurch die Länge der Labyrinthkonstruktion der Ummantelung weiter vergrößert und damit der Schutz gegen mögliche chemische Angriffe weiter verstärkt wird. Es bestehen auch andere Möglichkeiten, um die Außenhaut mit dem Meßfühler fest zu verbinden, beispielsweise durch einen vielfach punktweise aufgetragenen Klebstofl:.

In den F i g. 3 und 4 ist noch eine weitere Schutzhülle in Form einer lose überzogenen Hülse 53 dargestellt. Diese Hülse ist kein Teil der zusammengesetzten Meßfühlerummantelung, sondern stellt eine zusätzliche Schutzvorrichtung dar, welche unter Umgebungsbedingungen mit außerordentlich starken Korrosions- und Abriebkräften Verwendung finden kann. Db Schutzhülle ist verhältnismäßig dick und aus flex^Jblem Kunststoff hergestellt, der eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Dämpfen aufweist. Die Hülse 53 ist abnehmbar und kann ersetzt v/erden, sobald sie von dem Stoff, in welchen der betreffende Meßfühler eingetaucht wird, verätzt oder abgescheuert ist.

Die oben im einzelnen beschriebene Ausführungsform des Meßfühlers nach der Einndung stellt selbstverständlich nur ein Beispiel dax. Die Umgebungstemperaturen, bei denen ein Meßfühler nach der Erfindung zufriedenstellend arbeitet, hängen von den Eigenschaften der zum Bau des Meßfühlers verwendeten Werkstoffe ab und umfassen einen breiten Bereich.

Es lassen sich viele Abwandlungsmöglichkeiten der Ummantelungskonstruktion angeben. Der Deckstreifen 38 ist nicht in allen Fällen notwendig und kann weggelassen werden, wo seine besonderen Eigenschaften und Funktionen nicht erforderlich oder erwünscht sind. Für verhältnismäßig kurze Meßfühler bis zu etwa 9 m Länge oder für Anwendungsfälle, bei denen ein Meßfühler mit der größtmöglichen Empfindlichkeit erforderlich ist, können die Verstärkungsstreifen 45, 46 ganz weggelassen werden. Für mittlere Längen (etwa 9 m bis 18 m), bei denen bereits beträchtliche, abwärts gerichtete Reibungskräfte wirksam sein können, kann nur der Verstärkungsstreifen 45 vorgesehen sein. Für noch längere Meßfühler (über etwa 18 m Länge), bei denen die nach abwärts gerichteten Reibungskräfte außerordentlich groß sind, werden beide Verstärkungsstreifen 45 und 46 als Teile der Ummantelungskonstruktion eingesetzt. Selbst die Außenhaut 47 kann andere oder zusätzliche Eigenschaften besitzen, wenn die Umstände es erfordern. Ein in vielen Fällen zweckmäßiger Aufbau der Außenhaut 47 sieht eine durchgehend aluminisierte Oberfläche vor, welche statische Aufladung abführen kann und als elektrostatische Abschirmung für das innere elektrische Meßorgan dient. Eine andere Ausführungsform sieht einen zweischichtigen Aufbau vor, wobei eine freiliegende, innen mit einem druckempfindlichen Klebe-

ao belag versehene Kunststoffschicht über einer aluminisierten, mit einem druckempfindlichen Haftbelag versehenen Kunststoffschicht angeordnet ist.

F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Schutzhülse 53, bei welcher eine Vielzahl durch-

a5 gehender Öffnungen 54 vorgesehen ist. Die Schutzhülse kann auch so an dem Meßfühler befestigt werden, daß das obere und das untere Ende nicht dicht abgeschlossen sind, so daß der Flüssigkeitsstand innerhalb der Hülse und außerhalb der Hülse übereinstimmen. Zu diesem Zwecke können aber auch nahe den Meßfühlerenden entsprechende Bohrungen vorgesehen sein. Auf diese Weise erhält der Meßfühler einen etwa notwendigen zusätzlichen mechanischen Schutz, doch ist seine Empfindlichkeit gleich

derjenigen eines nicht mit einer solchen Schutzhülse versehenen Meßfühlers. Weiter braucht eine solche Schutzhülse nicht in dem Sinne biegsam ausgeführt sein, daß sie als Membran wirksam ist, so daß auch eine Herstellung der Hülse aus anderen Werkstoffen wie Metallblechen oder -rohren, in F* ige kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Meßfühler zur Bestimmung der jeweiligen augenblicklichen Füllhöhe von schüttfähigem Gut, welcher die Form eines im wesentlichen flachen, in das betreffende Gut einbringbaren Streifenkörpers hat und ein inneres Meßorgan aufweist, welches mit einem langgestreckten, elektrisch leitenden Trägerstreifen und mit einem um diesen herumgewickelten, elektrisch leitenden und normalerweise im Abstand von dem Trägerstreifen befindlichen Widerstandselement sowie mit einer, dieses Meßorgan dicht umschließenden, elektrisch isolierenden Ummantelung und außerdem mit einer, den Trägerstreifen umgebenden und diesen bis auf einen sich auf einer Streifenseite über die gesamte Lange erstreckenden freibleibenden Bereich isolierenden Isolationshülle versehen ist, dadurch ao gekennzeichnet, daß die Ummantelung(41, 45, 46, 47) auf einer Seite des Meßorgans (31, 32, 33) mit diesem über die gesamte Länge hin derart fest verbunden ist, daß eine Längsbewegung zwischen der Ummantelung und dem Meßorgan ausgeschlossen ist.

2. Meßfühlei nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ummantelung (41, 45, 46, 47) und dem inneren Meßorgan (31, 32, 33) eine dünne Isolationsschicht (38) angeordnet ist, welche sich bei einem bestimmten, auf die Ummantelung wirkenden Druck zusammen mit der Ummantelung einwärts biegt und das Widerstandselement (33) in Berührung mit dem elektrisch leitenden Trägerstreifen (31) bringt.

3. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Ummantelung (41, 45, 46, 47) auf der von dem frei bleibenden Trägerstreifenbereich (34) abgelegenen Seite des Meßfühlers (11) mit dem inneren Meßorgan (31, 32. 33) verbunden ist.

4. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (41. 45. 46, 47) von einem aus mehreren Teilen gebildeten Konstruktionsverband gebildet ist, welcher eine undurchlässige Innenschicht (41). welche den elektrisch leitenden Trägerstreifen (31). die Isolationshülle (32) und das VViderstandselcmcnt (33) eng umschließt und eine niedrige Durchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Dämpfen sowie eine Undurchlässigkeit gegenüber der Umgebung des Meßfühlers besitzt, ferner mindestens einen mit dieser Innenschicht durch Klcbung fest verbundenen, bruchfesten Verstärkungsstreifen (45, 46) sowie eine Außenhaut (47) enthält.

5. Meßfühler nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die undurchlässige Innenschicht (41) und die Außenhaut (47) so um das innere Meßorgan licrumgelegt sind, daß sich ihre Ränder (43, 44, 51, 52) in dem gleichen Richtungssinn überlappen.

6. Meßfühler nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß der oder die hohe Zugfestigkeit aufweisenden Verstärkungsstreifen (45, 46) nicht breiter als der genannte Triißcrstreifcn (31) ist bzw. sind und aus Kunststoff besteht bzw. fc.\stehcn. in welchen in Längsrichtung verlaufende, durchgehende Fasern hoher Zugfestigkeit eingebettet sind.

7. Meßfühler nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolationsschicht (38) jeweils nur an den Enden des Meßfühlers (11) mit diesem fest verbunden ist.

8. Meßfühler nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolationsschicht (38) über die gesamte wirksame Länge des Meßfühlers (11) hin unter einer mechanischen Spannung gehalten ist.

9. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (33) die Form eines flachen Bandes mit rechteckigem Querschnitt hat und mit gleichförmiger Spannung um die Isolationshülle (32) aufgewickelt ist.

10. Meßfühler nach Anspruch 9 und/oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolationsschicht (38) nicht breiter als der Trägerstreifen (31) ist.

11. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstreifen aus mehreren Lagen unterschiedlichen Materials aufgebaut ist und eine Lage Materials hoher Zugfestigkeit (31) und eine an sich bekannte Lage aus Edelmetall (31 α) aufweist.

12. Meßfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Meßfühler; Abschluß- und Haltemittel zum dichten Abschluß der Meßfühler-Enden und zur Befestigung der Enden der dünnen Isolationsschicht (38) an den Enden des Trägerstreifens (31) vorgesehen sind.

13. Meßfühler nach einem der Ansprüche · bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine di-Außenseite des Meßfühlers (11) umgebende, lose übergeschobene, abnehmbare, rohrförmige äußere Schutzhülse (53) vorgesehen ist.

14. Meßfühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte äußere Schutzhülse (53) den Meßfühler (11) rundum dicht umschließt, flexibel ausgebildet ist und als Membran wirkt, welche den Druck des betreffenden schüttfähigen Gutes auf die genannte flexible isolierende Ummantelung (41. 45, 46, 47) überträgt, und daß auch die Schutzhülse eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Dämpfen sowie einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.