DE2204805B2 - TRANSMITTER FOR LEVEL CONTROL OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE LIQUIDS - Google Patents

Description

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weise. Diese Gründe ließen Glimmer bisher trotz sei- Isolierkörper niedergeschlagener Feuchtigkeitsl'ilm ner sehr guten chemischen Beständigkeit als Isolier- eine Widerstandsänderung zwischen der Stabelekwerkstoff für Meßfühler nicht geeignet erscheinen. trode und der Gegenelektrode, z. B. der Kesselwand, Mit dem erfindungsgemäßen konstruktiven Lö- im Sinne einer Niveauanzeige. Die Gefahr solcher sungsprinzip, welches die soeben erläuterten Nach- 5 Falschmeldungen sollte durch ausreichend lange teile ausschaltet, wurde Glimmer nunmehr als geeig- Kriechstrecken kleingehalten werden. Völlig auszuneter Isolationswerkstoff für Meßumformer zur Ni- schalten war sie jedoch nicht. Überdies werden die veaukontrolle befunden. Die Isolierfläche und damit von den bekannten Sonden gelieferten Anzeigeimpulse die Kriechstrecke wird bei der vorgeschlagenen Lö- von der Leitfähigkeit der zu kontrollierenden Flüssigsung aus den radialen Überständen der mehreren io keit beeinflußt. Dementsprechend war bisher das elek-Glimmerscheiben gemeinsam gebildet. Letztere sind trische Meßsystem der Sonde entsprechend den örtlidurch die Distanzhülsen, welche die Stabelektrode chen Gegebenheiten zu justieren,
isoliert umgeben und gegenseitige Isolierung durch Die Erfindung hat nun im Zusammenhang mit die Glimmerscheiben finden, in ihrer Isolierwirkung dem erfindungsgemäßen Isolierkörper diese Nachzwischen der Stabelektrode und den Befestigungsmit- 15 teile dadurch vermieden, daß eine Distanzhülse als teln hintereinandergeschaltet; gleichzeitig wirken sie Kompensations-Ringelektrode ausgebildet ist und neals Dichtungen. Die mehreren Glimmerscheiben kön- ben der Stabelektrode derart einen Widerstand in nen also in ihrem Durchmesser klein gehalten wer- einer der Niveaukontrolle dienenden Brückenschalden, denn die Länge der Kriechstrecke läßt sich tung bildet, daß eine durch Flüssigkeitsbenetzung durch Variieren der Scheibenzahl beliebig bemessen. 20 verursachte Widerstandsänderung an der Kompensa-AIs Distanzhülsen können dabei Metallbuchsen tions-Ringelektrode eine zum Niveausignal entgegenVerwendung finden, da diese gleich dem Glimmer gesetzte Verstimmung in der Brückendiagonale beeine genügende Resistenz gegen Alkalien aufweisen. wirkt.way. These reasons have hitherto made mica appear unsuitable for measuring sensors, despite its very good chemical resistance as an insulating body with deposited moisture film. trode and the counter electrode, e.g. B. the boiler wall, with the constructive Lö- according to the invention in terms of a level indicator. The danger of such a solution principle, which the just explained false reports should be eliminated by sufficiently long parts, was now kept mica as suitable creepage distances small. However, it was not a completely excluded insulation material for measuring transducers for switching. In addition, the level control are found. The insulating surface and thus the display pulses supplied by the known probes the creepage distance is influenced in the proposed solution by the conductivity of the liquid to be controlled from the radial protrusions of the several io speed. Accordingly, the elek mica was previously formed together. The latter are trical measuring systems of the probe according to the local conditions through the spacer sleeves, which the rod electrode has to be adjusted,
isolated surrounded and mutual isolation by The invention has now found in connection with the mica washers, in their insulating effect the insulating body according to the invention this after between the rod electrode and the fixing means avoided that a spacer sleeve as a means connected one behind the other; at the same time they act as compensation ring electrode and neal seals. The multiple mica disks of the stick electrode can be kept small in diameter, i.e. in a bridge shell serving for level control, because the length of the creepage distance can be formed so that one can be dimensioned as desired by wetting the liquid by varying the number of disks. 20 caused change in resistance on the Kompensa-AIs spacer sleeves can find a metal bushing ring electrode opposite to the level signal, since this detuning, which is set like the mica, has sufficient resistance to alkalis in the bridge diagonal legs. works.

Vorzugsweise können dabei die Distanzhülsen die Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht Stabelektrode unter Bildung eines radialen Ringspal- 25 dabei darin, daß die Kompensations-Ringelektrode tes umgeben. Dadurch erfolgt in einfachster Weise in einem Brückenzweig den Widerstand bildet, der die erforderliche Isolierung gegen die Mantelfläche mit dem die Stabelektrode als Widerstand enthaltender Stabelektrode. den Brückenzweig bezogen auf die SpannungsquelleThe spacer sleeves can preferably have a particularly advantageous embodiment Rod electrode with the formation of a radial ring gap 25 in that the compensation ring electrode tes surrounded. As a result, the resistance that forms in a bridge branch takes place in the simplest way the required insulation against the jacket surface with the one containing the rod electrode as a resistor Stick electrode. the bridge branch related to the voltage source

Bei einem erfindungsgemäß gestalteten Meßumfor- in Reihe geschaltet ist.In a measuring transducer designed according to the invention, it is connected in series.

mer ist eine gute Betriebssicherheit gewährleistet und 30 Ein Feuchtigkeitsfilm auf dem Isolierkörper simudaneben eine kompakte und damit für die Praxis liert jetzt keine Niveauanzeige mehr. Da die Stabbrauchbare Bauweise geschaffen. elektrode und die nunmehr zusätzlich vorhandene Eine Weiterbildung der Erfindung ermöglicht die Ringelektrode in dem elektrischen Meßsystem als Anzeige eines eventuellen Leck- und damit Unwirk- Widerstände einander in der Wirkung entgegengesamwerdens des erfindungsgemäßen Isolierkörpers, 35 schaltet sind, ist auch bei der Niveauanzeige, sobald z. B. infolge Beschädigung durch unsachgemäße also beide Elektroden von der Flüssigkeit beauf-Montage oder wegen vorher nicht festzustellender schlagt sind, die Leitfähigkeit des Wassers als Meß-Materialinhomogenitäten, und trägt so zur weiteren größe eliminiert. Eine diesbezügliche Justierung des Erhöhung der Betriebssicherheit bei. In weiterer Meßsystems am Einsatzort entfällt damit. Das Anzei-Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der 40 gesignal ist allein durch das Verhältnis der beiden Ringspalt zwischen der Stabelektrode und den Di- Elektrodenwiderstände bestimmt,
stanzhülsen mit einer Kontrollelektrode versehen ist. Eine weitere Verbesserung der Erfindung kann die gemeinsam mit der Stabelektrode zur Selbstüber- noch dadurch erzielt werden, daß eine gemeinsame wachung des Meßumformers an ein auf Widerstands- Gegenelektrode in einem definierten, vorzugsweise änderung ansprechendes Schalt- und/oder Anzeige- 45 im gleichen Abstand zu der die Kompensationsglied angeschlossen ist. Ringelektrode bildenden Distanzhülse und der Stab-Bei intaktem Isolierkörper ist der Ringspalt zur elektrode angeordnet ist. Hierdurch sind die Isola-Stabelektrode flüssigkeitsfrei und es besteht demzu- tions- bzw. Widerstandsstrecken zwischen der Stabfolge dort keine elektrisch leitende Verbindung zwi- bzw. Kompensationselektrode und der Gegenelekschen den beiden Elektroden. Bei einer Undichtigkeit 50 trode exakt festgelegt und die jeweiligen örtlichen des Isolierkörpers dringt Flüssigkeit aus dem Behäl- Einbauverhältnisse im Behälter bleiben damit ohne ter in den Ringspalt und schafft dadurch eine elektri- Einfluß auf die Anzeigegröße. Eine besonders einsehe Verbindung zwischen den beiden Elektroden. fache und vorteilhafte Ausführungsform besteht nach Diese Widerstandsänderung löst ein Leck-Warnsig- einem weiteren Merkmal darin, daß die Gegeneleknal aus. In besonders einfacher Weise läßt sich eine 55 trode in an sich bekannter Weise als ein den Isolier-Selbstüberwachung erzielen, wenn eine Distanzhülse körper und die Stabelektrode mit Abstand konzenals Kontroll-Ringelektrode ausgebildet ist. frisch umgebendes Rohr ausgebildet ist.Furthermore, good operational safety is guaranteed and 30 A moisture film on the insulating body simulates a compact one, which means that there is no longer a level indicator for practical use. Since the rod usable construction was created. electrode and the now additionally available A development of the invention enables the ring electrode in the electrical measuring system as an indication of a possible leakage and thus ineffective resistances to each other in the effect of the insulating body according to the invention, 35 are switched, is also in the level indicator, as soon as z. B. due to damage caused by improper so both electrodes beauf-assembly by the liquid or due to previously undetectable beats, the conductivity of the water as measurement material inhomogeneities, and thus eliminates the further size. A related adjustment of the increase in operational safety. This means that there is no need for additional measuring systems at the place of use. The display embodiment of the invention is provided that the 40 signal is determined solely by the ratio of the two annular gap between the rod electrode and the diode resistors,
punching sleeves is provided with a control electrode. A further improvement of the invention can be achieved jointly with the rod electrode for self-monitoring, in that a common monitoring of the transmitter is connected to a resistance counter-electrode in a defined, preferably change-responsive switching and / or display 45 at the same distance to which the compensation element is connected. The spacer sleeve forming the ring electrode and the rod - When the insulating body is intact, the annular gap is arranged to the electrode. As a result, the Isola rod electrodes are free of liquids and there is no electrically conductive connection between the rod sequence and the counterelectrodes of the two electrodes. In the event of a leakage 50 trode exactly determined and the respective local of the insulating body penetrates liquid from the container installation conditions in the container thus remain without ter in the annular gap and thereby creates an electrical influence on the display size. A particularly clear connection between the two electrodes. times and advantageous embodiment consists of this change in resistance triggers a leak warning signal, a further feature is that the Gegeneleknal from. In a particularly simple manner, a electrode can be achieved in a manner known per se as an insulating self-monitoring device if a spacer sleeve and the rod electrode are designed as a control ring electrode with a spacing concentric. freshly surrounding pipe is formed.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform be- Die Merkmale bezüglich der SelbstüberwachungA particularly advantageous embodiment includes the features relating to self-monitoring

steht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung des Meßumformers sowie der Eliminierung der Leit-stands for a further feature of the invention of the transmitter and the elimination of the master

darin, daß der Ringspalt mit Salz gefüllt ist. 60 fähigkeits- und Feuchtigkeitsfilmeinflüsse aus demin that the annular gap is filled with salt. 60 ability and moisture film influences from the

Das Salz bildet im trockenen Zustand einen Isola- Niveausignal sind selbstverständlich nicht auf dieWhen dry, the salt forms an Isola level signal

tor, während es im feuchten Zustand infolge Ionen- Verwendung von Glimmerscheiben beschränkt, viel-tor, while in the wet state it is limited by the use of mica washers due to ions,

bildung eine Verbindung sehr geringen Widerstandes mehr können hierzu auch Scheiben aus einem ande-formation of a connection with very low resistance, discs from another

zwischen den Elektroden herstellt und dadurch einen ren, für den jeweiligen Einsatzfall geeigneten Isolier-between the electrodes and thereby a ren, for the respective application suitable insulating

besonders starken Impuls für die Leckwarnung ab- 65 material Verwendung finden,Particularly strong impulses for the leak warning from 65 material are used,

gibt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel desgives. In the drawing is an embodiment of the

Bei den bekannten Meßumformern bzw. Sonden erfindungsgemäßen Meßumformers dargestellt,Shown in the known transducers or probes of the transducer according to the invention,

der eingangs genannten Art verursacht ein auf dem Die Befestigungsmittel der Sonde zur Anbringungof the type mentioned at the beginning causes an on the The fastening means of the probe for attachment

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Meßumformer zur Niveaukontrolle von elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten in einem Behälter mit einer Stabelektrode und Befestigungsmitteln zum Anbringen der Stabelektrode in einer Bohrung der Behälterwand, wobei die Stabelektrode eine Trennwand der Befestigungsmittel flüssigkeits- und druckdicht durchsetzt und in der Befestigungszone einen Isolierkörper trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper aus mehreren die Stabelektrode umfassen-= den Glimmerscheiben (8) mit dazwischen geschalteten, die Stabelektrode isoliert umgebenden Distanzhülsen (9) besteht und die Glimmerschejben (8) sowie die Distanzhülsen (9) zwischen der Trennwand (3) und einer axialen Stützfläche. (11) an der Stabelektrode eingespannt gehalten sind.1. Transmitter for level control of electrically conductive liquids in a container with a stick electrode and fastening means for attaching the stick electrode in one Bore in the container wall, the rod electrode being a partition of the fastening means penetrated liquid-tight and pressure-tight and carries an insulating body in the fastening zone, thereby characterized in that the insulating body from several comprise the rod electrode = the mica washers (8) with interposed, insulated surrounding the rod electrode There is spacer sleeves (9) and the mica discs (8) and the spacer sleeves (9) between the Partition wall (3) and an axial support surface. (11) are held clamped on the rod electrode. 2. Meßumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülsen (9) die Stabelektrode unter Bildung eines radialen Ringspaltes (10) umgeben.2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the spacer sleeves (9) the Surround the rod electrode to form a radial annular gap (10). 3. Meßumformer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (10) zwischen der Stabelektrode und den Distanzhülsen mit einer Kontrollelektrode versehen ist, die gemeinsam mit der Stabelektrode (5) zur Selbstüberwachung des Meßumformers an ein auf Widerstandsänderungen ansprechendes Schalt- und/oder Anzeigeglied angeschlossen ist.3. Transmitter according to claim 1 and 2, characterized in that the annular gap (10) is provided with a control electrode between the rod electrode and the spacer sleeves, which together with the rod electrode (5) for self-monitoring of the transmitter on one Resistance changes responsive switching and / or display element is connected. 4. Meßumformer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Distanzhülse (9) als Kontroll-Ringele.ktrode. ausgebildet ist,4. Transmitter according to claim 3, characterized in that a spacer sleeve (9) as Control ring electrode. is trained, 5. Meßumformer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (10) mit Salz gefüllt ist.5. Transmitter according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the annular gap (10) is filled with salt. 6. Meßumformer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Distanzhülse (9) als Ringelektrode ausgebildet ist und neben der Stabelektrode derart einen Widerstand in einer- der Niveaukontrolle dienenden Brückenschaltung bildet, daß eine durch Flüssigkeitsbenetzung verursachte Widerstandsänderung an der Ringelektrode eine zum Niveausignal entgegengesetzte kompensierende Verstimmung in der Brückendiagonale bewirkt. 6. Transmitter according to one or more of the preceding claims, characterized in that that a spacer sleeve (9) is designed as a ring electrode and next to the rod electrode such a resistance in a level control serving bridge circuit forms that a change in resistance at the ring electrode caused by wetting of the liquid causes opposite compensating detuning in the bridge diagonal to the level signal. 7. Meßumformer nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektrode in einem Brückenzweig den Widerstand bildet, der mit dem die Stabelektrode als Widerstand enthaltenden Brüekenzweig bezogen auf die Spannungsquelle in Reihe geschaltet ist. 7. Transmitter according to claim, characterized in that the ring electrode in one The bridge branch forms the resistance, which with the one containing the rod electrode as a resistance Bridge branch is connected in series with respect to the voltage source. 8. Meßumformer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Gegenelektrode in einem definierten, in gleichem Abstand zu der die Ringelektrode bildenden Distanzhülse und der Stabelektrode angeordnet ist.8. Transmitter according to one or more of the preceding claims, characterized in that that a common counter electrode in a defined, at the same distance to the the spacer sleeve forming the ring electrode and the rod electrode is arranged. 9. Meßumformer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode in an sich bekannter Weise als ein den Isolierkörper und die Stabelektrode mit Abstand konzentrisch umgebendes Rohr ausgebildet ist.9. Transmitter according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the counter electrode in a manner known per se as an insulating body and the Rod electrode is formed at a distance concentrically surrounding tube. Die Erfindung betrifft einen MeßumfQ.rm§r zur Niveaukontrolle von elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten in einem Behälter mit einer Stabelektrode und Befestigungsmitteln zum Anbringen der Stabelektrode in einer Bohrung der Behälterwand, wobei die Stabelektrode eine Trennwand der Befestigungsmittel flüssigkeits- und druckdicht durchsetzt und in der Befestigungszone einen Isolierkörper trägt.The invention relates to a MeßumfQ.rm§r for level control of electrically conductive liquids in a container with a stick electrode and fastening means for attaching the rod electrode in a hole in the container wall, the rod electrode a partition wall of the fastening means penetrated liquid-tight and pressure-tight and in the fastening zone carries an insulating body. Als Isolierkörper für solche Meßumformer wurden bisher vornehmlich Hülsen aus Keramik bzw. Porzellan verwendet, da diese Materialien eine gute Druck- und Temperaturbeständigkeit aufweisen. Durch entsprechende Längendimensionierung der Hülsen konnten dabei leicht die vom TÜV vorgeschriebenen Kriechstrecken realisiert werden. Als Kriechstrecke wird in diesem Zusammenhang bekanntlich die kürzeste Linie der nicht leitfähigen Isolatoroberfläche zwischen der Stabelektrode und den Befestigungsmitteln bzw. der Behälterwand bezeichnet.So far, sleeves made of ceramic or porcelain have mainly been used as insulating bodies for such transducers used because these materials have a good printing and have temperature resistance. By appropriately dimensioning the length of the sleeves The creepage distances prescribed by the TÜV could easily be implemented. As a creeping path is known to be the shortest line of the non-conductive insulator surface in this context between the stick electrode and the fastening means or the container wall. Beim Einsatz in alkalischen Flüssigkeiten werden die vorgenannten Isoliermaterialien bereits nach kurzer Betriebszeit von der alkalischen Flüssigkeit stark angegriffen und porös. In diesem Fall kann die Flüssigkeit durch den Isolierkörper an die Stabelektrode gelangen und dann eine falsche Signalgabe im Sinne der Niveauanzeige verursachen, Eine Unterscheidung zwischen einem Falschsignal und einer echten Niveauanzeige ist dabei nicht möglich. Zudem ist eine sichere Abdichtung der Stabelektrode in der Behälterwand dann ebenfalls nicht mehr gewährleistet. Somit fehlt es diesen Sonden an einer ausreichenden Betriebssicherheit. Aus diesem Grund wurden auch bereits Isolierhülsen aus einem gegen alkalische Flüssigkeiten resistenten Kunststoff verwendet. Derartig ausgerüstete Elektroden sind jedoch wegen der relativ niedrigen Erweichungstemperatur des Kunststoffes nur für entsprechend niedrige Betriebstemperaturen und -drücke geeignet.When used in alkaline liquids, the aforementioned insulating materials are already in use after a short time Operating time strongly attacked by the alkaline liquid and porous. In this case the liquid can get through the insulator to the rod electrode and then give a false signal in the sense cause of the level display, A distinction between a false signal and a real level display is not possible. In addition, the stick electrode is securely sealed in the container wall then also no longer guaranteed. Thus, these probes lack an adequate one Operational safety. For this reason, insulating sleeves have already been made from an anti-alkaline liquid resistant plastic used. Such equipped electrodes are, however, because of the relative low softening temperature of the plastic only for correspondingly low operating temperatures and pressures suitable. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit einem auch unter hohen Betriebsdrücken und -temperaturen gegen alkalisehe Flüssigkeiten resistenten Isolierkörper zu schaffen, bei der die vorstehenden Nachteile vermieden sind.The invention has therefore set itself the task of providing a device of the type mentioned at the beginning one that is resistant to alkaline liquids even under high operating pressures and temperatures To create insulating body in which the above disadvantages are avoided. Die Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß der Isolierkörper aus mehreren die Stabelektrode umfassenden Glimmerscheiben mit dazwischen geschalteten, die Stabelektrode isoliert umgebenden Distanzhülsen besteht und die Glimmerscheiben sowie die Distanzhülsen zwischen der Trennwand und einer axialen Stützfläche an der Stabelektrode eingespannt gehalten sind.The solution to the problem is seen according to the invention that the insulating body from several mica discs surrounding the stick electrode with the stick electrode connected in between insulated surrounding spacer sleeves and the mica washers as well as the spacer sleeves held clamped between the partition and an axial support surface on the rod electrode are. Glimmer ist aus der Elektrotechnik als ein elektrisch gut isolierendes Material bekannt und zudem gegen alkalische Medien resistent. Dieser Werkstoff ist allerdings nicht in der für die Isolierung von Meßfühler gebräuchlichen Hülsenform, sondern lediglich in Pulver- oder Scheibenform verarbeitbar. Die Realisierung der vorgeschriebenen Kriechstreckenlänge erfordert bei einem scheibenförmigen Isolierkörper aber sehr großen Scheibendurchmesser und große radiale Überstände der Scheibe, was infolge der geringen Biegefestigkeit des Werkstoffes eine erhebliche Beschädigungsgefahr für den Einbau bzw. auch bei Pulsation der zu kontrollierenden Flüssigkeit bedeutet. Außerdem führt ein solcher scheibenförmiger Isolierkörper zu einer ungünstigen, klobigen Bau-Mica is known from electrical engineering as a material that insulates well electrically, and moreover resistant to alkaline media. However, this material is not used for the insulation of measuring sensors common sleeve form, but can only be processed in powder or disc form. The realization the prescribed creepage distance required for a disk-shaped insulating body but very large disc diameter and large radial protrusions of the disc, which is due to the small Flexural strength of the material a considerable risk of damage for the installation or also with Means pulsation of the liquid to be controlled. In addition, such a disc-shaped lead Insulating body to an unfavorable, bulky structural