DE2308823A1

DE2308823A1 - Niveaustandsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE2308823A1
Application number: DE19732308823
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Pfister
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1973-02-22
Filing date: 1973-02-22
Publication date: 1974-09-05
Also published as: FR2219402A1; CH564187A5; DE2308823B2; DE2308823C3; US3921450A; SE403184B; GB1458447A; SE7402242L; FR2219402B1

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, 21.2.73

Werner-von-Siemens-Str.

Unser Zeichen: VPA 73/9302 G/Di

Niveaustandsmeßeinrichtung

In flüssigkeitsgefüllten Behältern ist es oft notwendig, eine genaue Flüssigkeitsanzeige zu erhalten. Insbesondere in Kernreaktorkraftwerken gibt es flüssigkeitsgefüllte Gefäße, bei denen keine ruhige Flüssigkeitsoberfläche vorhanden ist und bei denen zur rechtzeitigen Erkennung von betriebsgefährdenden Zuständen eine genaue Überwachung des Flüssigkeitsstandes notwendig ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 254 375 ist zur Niveaustandsanzeige eine Anordnung bekannt, bei der ein Temperaturmeßfühler auf einem Trägerstab befestigt ist, der von einem stromdurchflossenen, um den Trägerstab herumgewickelten Mantelleiter beheizt wird. Es sind mehrere übereinander angeordnete Temperaturmeßfühler zur Erzielung eines stufenweise sich ändernden Meßwertes vorgesehen. Bei dieser Einrichtung wird die durch das Eintauchen in die Flüssigkeit erfolgte Temperaturabsenkung der Meßstellen'ausgenutzt, um eine Anzeige zu erhalten, ob sich die Temperaturmeßstellen in der Flüssigkeit oder in dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Niveaustandsmeßeinrichtung zu schaffen, die für Behälter mit nicht ruhigem Flüssigkeitsstand eine genaue und kontinuierliche Anzeige des Niveaustandes ergibt.

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Die Erfindung betrifft damit eine Niveaustandsmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das Neue besteht in der im Kennzeichen enthaltenen technischen lehre. Vorteil-■ hafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben«

Ein Ausführungsbeispiel ist in Figur 1 dargestellt. Figur 2 zeigt eine Vergrößerung des in den Behälter hineinragenden Trägerstabes mit einem beheizten und einem unbeheizten aufgewickelten Mantelleiter. Figur 3 zeigt den Mantelleiter im Schnitt und Figur 4 eine dazu senkrechte Ansicht des auf den Trägerstab gewickelten Mantelleiters.

Figur 5 gibt die Schaltung für den Widerstandsdraht ohne Brückenschaltung und Figur 6 gibt die Schaltung für den Widerstandsdraht mit Brückenschaltung und unbeheiztem Mantelleiter zur Kompensation von Temperaturschwankungen im Behälter an.

Der Behälter 1 enthält eine Flüssigkeit 2. In ihn ragt von oben ein Trägerstab 3 hinein, der von einem Mantelleiter 4 umwickelt ist. Der Trägerstab 3 mit dem Mantelleiter 4 wird dabei in einem dichtenden Verschluß 5 gehalten. Er kann von einem gegen starke Spritzer schützenden Rohr 6 umgeben sein.

Die Art, wie der Mantelleiter auf den Trägerstab 3 gewickelt ist, zeigt Figur 2. Man sieht, daß der beheizte Mantelleiter 4 in einer wendeiförmigen Einkerbung 7 mit halbkreisförmigem Querschnitt gehalten wird. Die wendeiförmige Einkerbung 7 besitzt Vorsprünge 8, an denen der Mantelleiter 4 anliegt. Hierdurch wird erreicht, daß sich zwischen Mantelleiter 4 und dem Grund der wendeiförmigen Einkerbung 7 kein Wasserfilm bilden kann und daß nur ein geringer Wärmeübergang zwischen Mantelleiter 4 und Trägerstab 3 vorhanden ist. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist außerdem ein unbeheizter Mantelleiter 29 auf den Trägerstab 3 aufgewickelt. Dieser liegt unmittelbar an einer weiteren wendeiförmigen Einkerbung 30 mit kleinerem Halbkreisquerschnitt an.

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In den Figuren 3 und 4 ist noch einmal die wendelförmige Einkerbung 7 mit den Vorsprüngen 8, an denen der beheizte Mantelleiter 4 anliegt, vergrößert dargestellt. Aus Figur 4 ist auch zu ersehen, daß in dem Mantelleiter 4 gegeneinander isolierte stromführende Drähte 9» 10, 11 und 12 vorhanden sind. Zwei von den vier Drähten, die Heizdrähte 9 und 10, sind dabei an eine Wechselspannungsquelle· angeschlossen und zueinander parallel oder in Reihe geschaltet» Die Verwendung von zwei Heizdrähten bringt den Vorteil, daß sich ein besserer Wärmeübergang zwischen den einzelnen Drähten zum Mantel 13 des Mantelleiters 4 einstellt. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Meßeinrichtung wird dadurch erhöht. Die Widerstandsdrähte 11 und 12 bestehen aus einem Material mit stark temperaturabhängigem elektrischen Widerstand.

Figur 5 zeigt eine einfache Schaltung für die Widerstandsdrähte 11, 12 und die Heizdrähte 9, 10. Während die Heizdrähte 9» 10 unmittelbar an eine Wechselspannungsquelle 14 angeschlossen sind, ist zwischen die Widerstandsdrähte 11, und die Wechselspann ungs quelle 14 ein Stroinmeßgerät 15 geschaltet. Der Strom im Strommeßgerät 15 wird sich abhängig von der Temperatur in den Widerstandsdrähten 11, 12 einstellen und liefert damit ein Maß für das Flüssigkeitsniveau im Behälter 1. An Stelle der vier Drähte im Mantelleiter genügt es auch, nur einen Widerstands- und einen Heizdraht im Mantel vorzusehen.

Wenn in dem Behälter, dessen Flüssigkeitsstand überwacht bzw. gemessen werden soll, unterschiedliche Temperaturen herrschen, so kann - wie in Figur 2 dargestellt - auf dem Trägerstab 3 zusätzlich zum beheizten Mantelleiter 4 ein unbeheizter Mantelleiter 9 vorgesehen werden. In dem unbeheizten Mantelleiter 9 sind dabei nur Widerstandsdrähte lla, 12a vorhanden.

Wie Figur 6 zeigt, sind die Widerstandsdrähte 11, 12 des beheizten und die Widerstandsdrähte 11a, 12a des unbeheizten

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Mantelleiters zusammen mit konstanten Widerständen 16 und 17 zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet. Die Brückenschaltung ist über die Leitungen 18 und 19 mit der Spannungsquelle 14 verbunden. Die Meßpunkte 20 und 21 der Brückenschaltung sind an ein Spannungsmeßinstrument 22 angeschlossen. Die Brücke ist abgeglichen, wenn die Widerstandswerte der Widerstandsdrähte 11, 12 mit denjenigen der Widerstandsdrähte 11a, 12a im gleichen Verhältnis wie die Widerstandswerte der Widerstände 16 und 17 stehen. Dies ist der Fall, wenn der Behälter vollständig mit Wasser gefüllt ist und keine Temperaturdifferenz zwischen den Widerstandsdrähten im beheizten und im unbeheizten Mantelleiter vorhanden ist. Die Spannung zwischen den Meßpunkten 20 und 21 wird in dem Maße ansteigen, wie der Flüssigkeitsspiegel sinkt, da dann die Widerstandsdrähte im beheizten Mantelleiter 4 teilweise aus der Flüssigkeit herausragen und an diesen Stellen eine höhere Temperatur annehmen, was den Widerstand dieser Widerstandsdrähte ändert, während der Widerstand der Widerstandsdrähte 11a, 12a im unbeheizten Mantelleiter 9 nicht beeinflußt wird.

Eine Temperaturänderung im Behälter 1 beeinflußt jedoch die Widerstandsdrähte im beheizten und im unbeheizten Mantelleiter im gleichen Sinn und führt daher nicht zu einer Änderung der Niveaustandsanzeige im Meßgerät 22.

4 Patentansprüche
6 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

Niveaustandsmeßeinrichtung, bei der die beim Eintauchen in eine Flüssigkeit entstehende Temperaturänderung eines von einem stromdurchflossenen Heizleiter im Innern eines Mantelleiters beheizten Meßfühlers zur Ermittlung des Niveaustandes ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßfühler ein im Mantelleiter (4) verlaufender Widerstandsdraht (11,12) mit temperaturabhängigem Widerstand dient und daß der mit dem Heizdraht (9,10) versehene Mantelleiter (4) um einen Trägerstab (3) gewickelt ist und an aus dem Trägerstab (3) herausragenden Vorsprüngen (8) anliegt.

Niveaustandsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den Trägerstab (3) ein zweiter Mantelleiter (9) ohne Heizdraht gewickelt ist, dessen Widerstandsdraht (11a,12a) zur Kompensation der Behältertemperatur zusammen mit dem Widerstandsdraht (11,12) des beheizten Mantelleiters (4) in eine Brückenschaltung (11,11a,12,12a,16, 17) eingeschaltet ist.

Niveaustandsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizte Mantelleiter (4) an Vorsprüngen (8) anliegt, die aus einer wendeiförmigen Einkerbung (7) im Trägerstab (3) herausragen.

Niveaustandsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heizdrähte (9>10) und mehrere Widerstandsdrähte (11,12) in einem Mantelleiter (4) vorhanden sind.

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