DE2424387C3 - Optisch-elektrische Vorrichtung zum Überwachen eines flüssigen Mediums - Google Patents
Optisch-elektrische Vorrichtung zum Überwachen eines flüssigen MediumsInfo
- Publication number
- DE2424387C3 DE2424387C3 DE19742424387 DE2424387A DE2424387C3 DE 2424387 C3 DE2424387 C3 DE 2424387C3 DE 19742424387 DE19742424387 DE 19742424387 DE 2424387 A DE2424387 A DE 2424387A DE 2424387 C3 DE2424387 C3 DE 2424387C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- liquid medium
- light
- receiver
- space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 83
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims description 24
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036826 Excretion Effects 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
55
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optisch-elektrische
Vorrichtung zum Überwachen eines flüssigen Mediums, mit einem Sender für sichtbare oder
unsichtbare Lichtstrahlen, einem einen optisch-elektrisehen Wandler aufweisenden Empfänger für diese
Lichtstrahlen und mindestens einem für die Lichtstrahlen durchlässigen Körper, der mindestens eine freie
Fläche aufweist, welche an einen Raum zur Aufnahme des flüssigen Mediums angrenzt, wobei der Weg der
Lichtstrahlen durch das flüssige Medium beeinflußt wird.
Bekannte Vorrichtungen dieser An(DT-PS 11 18 480
und US-PS 31 20 125) sind so ausgebildet, daß bei Abwesenheit eines flüssigen Mediums an der freien
Fläche des lichtdurchlässigen Körpers ein vom Sender in den lichtdurchlässigen Körper hinein gestrahltes
Lichtstrahlenbündel an der genannten freien Fläche des lichtdurchlässigen Körpers total reflektiert und innerhalb
dieses Körpers zum Empfänger geleitet wird, und daß hingegen bei Anwesenheit eines flüssigen Mediums
an der freien Fläche des lichtdurchlässigen Körpers keine Totalreflexion des Lichtstrahlenbündels stattrindet,
sondern praktisch das ganze Lichtstrahlenbündel durch die freie Fläche hindurch aus dem lichtdurchlässigen
Körper austritt und folglich die Intensität des zum Empfänger gelangenden Lichtstromes deutlich abnimmt
Diese bekannten Vorrichtungen versagen die ihnen zugedachte Wirkung, wenn die Reflexionsfläche
des lichtdurchlässigen Körpers von einem wenig transparenten, trüben oder milchigen flüssigen Medium
überflutet oder mit einem opaken Film belegt wird, weil dann das Lichtstrahlenbündel an der Reflexionsfläche
nicht aus dem lichtdurchlässigen Körper austreten kann, sondern weiterhin mindestens teilweise zum Empfänger
reflektiert wird. Die gewünschte Änderung der Intensität des zum Empfänger gelangenden Lichtstromes beim
Eintauchen der Reflexionsfläche in ein flüssiges Medium findet nicht oder nicht in ausreichendem Maß statt, was
zu Fehlinformationen führt. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Vorrichtung ein Bestandteil einer
automatischen Überfüllsicherungs-Einrichtung ist, die
das Überlaufen von Behältern, wie z. B. Tanks für flüssige Brenn- und Treibstoffe, verhüten sollte.
Es ist ferner eine fotoelektrische Meß- und Regelvorrichtung für Flüssigkeitsstandanzeiger bekannt (DT-AS
10 52 700), bei welcher die optische Anordnung so getroffen ist, daß das von einer Lichtquelle ausgehende
Licht bei Anwesenheit von Flüssigkeit in einem Glasrohr durch den Zylinderlinseneffekt der Flüssigkeitssäule
gegen eine Fotozelle hin gebrochen wird, hingegen bei Abwesenheit von Flüssigkeit im Glasrohr
in andere Richtungen abgelenkt wird, so daß die Fotozelle unbeleuchtet bleibt. Eine der Fotozelle
vorgelagerte Blende verhütet den geradlinigen Lichtzutritt zur Fotozelle. Auch bei dieser bekannten
Vorrichtung ist es für das richtige Funktionieren unerläßlich, daß die Flüssigkeit lichtdurchlässig ist und
beim Abfließen keinen lichtundurchlässigen Belag an der Wandung des Glasrohres zurückläßt. Zudem ist
erforderlich, daß die Flüssigkeit einen vorbestimmten optischen Brechungsindex aufweist. Wenn die Flüssigkeit
im Glasrohr undurchsichtig wäre, wie das z. B. füi Leichtöl zutrifft, oder wenn der optische Brechungsindex
der Flüssigkeit von dem vorbestimmten Wen erheblich abweicht, dann kann auch bei Anwesenheil
von Flüssigkeit im Glasrohr kein Licht auf die Fotozelle gelangen, d. h. daß dann die Vorrichtung ihren Dienst
versagen würde. Deshalb ist auch diese bekannte Vorrichtung für die Verwendung in einer automatischer
ÜberfüIIsicherungs-Einrichtung nicht sonderlich geeig
net.
Bei der Mengenmessung von Flüssigkeiten mittel; Durchflußmengenmessern ist es wichtig, daß in dei
Flüssigkeit keine oder doch nur vernachlässigbar weni^ Dampf- oder Luftblasen (im folgenden kurz »Gasbla
sen« genannt) enthalten sind, weil sonst das Meßergeb nis verfälscht würde. In manchen Ländern besteher
deshalb amtliche oder gesetzliche Vorschriften, wonach der voiumenmäßige Anteil der Gasblasen einer
bestimmten Prozentsatz des gemessenen Gesamtvolu
mens nicht übersteigen darf. Es sind daher schon Einrichtungen bekannt geworden, mit deren Hilfe der
gegebenenfalls vorhandene Anteil von Gasblasen in einer Flüssigkeit überwacht werden kann und die beim
Oberschreiten einer vorbestimmten Toleranzmenge des Volumens des gasförmigen Anteils in der Flüssigkeit
automatisch einen Alarm auslegen oder die volumetrische
Mengenmessung unterbrechen. Bekannte Gasblasendetektoren, die auf der Messung der elektrischen
Kapazität zwischen zwei Kondensatorplatten basieren, erfordern eine periodisch durchgeführte Eichung und
sind verhältnismäßig wenig betriebssicher. Andere bekannte Einrichtungen zum Ermitteln der in einer
Flüssigkeit vorhandenen Gasblasen weisen Mittel zum Abscheiden der Gasblasen aus der Flüssigkeit und einen
Dom o. dgl. zum Auffangen der abgeschiedenen Gase auf, wobei eine einen Schwimmer aufweisende oder eine
optisch-elektrische Pegelstandsonde vorgesehen ist, die anspricht, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Dom o. dgl.
durch die Gase unter eine bestimmte Marke oder mit unzulässig hoher Geschwindigkeit herabgedrückt wird,
weil das ein Anzeichen für eine starke Gasausscheidung ist Es ist verständlich, daß die Ermittlung von Gasblasen
auf dem Umweg über eine Pegelstandmessung verhältnismäßig ungenau und mit einer beträchtlichen Zeitver- 2s
zögerung behaftet ist.
Die oben erwähnten fotoelektrischen Vorrichtungen zur Flüssigkeitsüberwachung sprechen auf in der
Flüssigkeit vorhandene Gasblasen nur in völlig unzureichendem Maße an. Bei den fotoelektrischen Vorrichtungen
mit einer Totalreflexionsfläche ist eine Beeinflußung der Lichtstrahlen praktisch nur durch solche
Gasblasen möglich, die unmittelbar auf die Reflexionsfläche auftreffen. Bei der erwähnten fotoelektrischen
Meß- und Regelvorrichtung mit einem Glasrohr zur Aufnahme einer Flüssigkeitssäule bewirken die in der
Flüssigkeit auftretenden Gasblasen wohl eine Ablenkung eines Teiles der Lichtstrahlen und somit eine
Verminderung der Beleuchtungsintensität der Fotozelle, aber die resultierende Änderung des Fotostromes im
Vergleich zum Ruhestrom bei Anwesenheit einer blasenfreien Flüssigkeit ist nur verhältnismäßig gering,
weshalb die Ansprechempfindlichkeit auf Gasblasen völlig unzureichend ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optisch-elektrische Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten,
daß sie beim Auftreten von Gasblasen in einer transparenten Flüssigkeit mit einer bisher nicht
erzielbar hohen Ansprechempfindlichkeit reagiert und daß zudem die Anwesenheit einer lichtundurchlässigen so
Flüssigkeit die gleiche Wirkung wie die Anwesenheit einer von Gasblasen freien transparenten Flüssigkeit
zur Folge hat.
Diese Aufgabe ist bei der optisch-elektrischen Vorrichtung zum Überwachen eines flüssigen Mediums,
mit einem Sender für sichtbare oder unsichtbare Lichtstrahlen, einem einen optisch-elektrischen Wandler
aufweisenden Empfänger für diese Lichtstrahlen und mindestens einem für die Lichtstrahlen durchlässigen
Körper, der mindestens eine freie Fläche aufweist, welche an einen Raum zur Aufnahme des flüssigen
Mediums angrenzt, wobei der Weg der Lichtstrahlen durch das flüssige Medium beeinflußt wird, erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Körpers und die Stellung der
Grenzfläche zwischen dem lichtdurchlässigen Körper und dem Aufnahmeraum für das flüssige Medium in
bezug auf die Lichteinfallsrichtung so bemessen sind, daß die Lichtstrahlen zuni Empfänger hin gebrochen
werden, wenn Gasbiasen in dein flüssigen Medium auftreten, und daß die Lichtstrahlen vom Empfänger
weg abgelenkt werden, wenn das Medium gasblasenfrei ist.
Da bei einer solchen Vorrichtung auf den Empfänger praktisch kein Licht fällt, solange das im Aufnahmeraum
vorhandene flüssige Medium gasblasenfrei ist, wirkt jede im »Gesichtsfeld« des Empfängers auftretende und
von den Lichtstrahlen des Senders beleuchtete Gasblase von einer gewissen Mindestgröße wie ein Leuchtfleck,
der vom Empfänger »gesehen« wird und somit eine gewisse Beleuchtung des Empfängers bewirkt. Der
relative Unterschied zwischen dem unbeleuchteten Zustand und der durch eine einzelne Gasblase
verursachten Beleuchtung des Empfängers ist ausreichend groß, um eine nutzbare Änderung des elektrischen
Zustandes am Ausgang des optisch-elektrischen Wandlers hervorzurufen. Die Empfindlichkeit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher so groß, daß sie auf einzelne Gasblasen anspricht. Mithin ist diese
Vorrichtung für die Ermittlung von Gasblasen in flüssigen Medien besonders geeignet. Die Größe des
optischen Brechungsindexes des flüssigen Mediums ist völlig unkritisch und muß sich nur um ein bestimmtes
Mindestmaß von dem Brechungsindex gasförmiger Medien unterscheiden.
Wenn zweckmäßigerweise der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Körpers und die Stellung der
Grenzfläche zwischen dem lichtdurchlässigen Körper und dem Aufnahmeraum für das flüssige Medium in
bezug auf die Lichteinfallsrichtung so gewählt werden, daß bei Abwesenheit eines flüssigen Mediums im
erwähnten Aufnahmeraum ein beträchtlicher Teil des vom Sender ausgehenden Lichtes zum Empfänger hin
gebrochen wird, ist die Vorrichtung auch zum ermitteln der Anwesenheit oder Abwesenheit eines flüssigen
Mediums im Aufnahmeraum geeignet, wobei es keine Rolle spielt, ob das flüssige Medium für die vom Sender
ausgehenden Lichtstrahlen transparent oder undurchlässig ist. In beiden Fällen gelangt kein Licht mehr zum
Empfänger, wenn das flüssige Medium sich in dem Aufnahmeraum befindet und im Falle eines transparenten
Mediums gasblasenfrei ist. Die Vorrichtung ist daher auch als Pegelstandsonde zur Verwendung in einer
Sicherungseinrichtung gegen Überfüllen eines Flüssigkeitsbehälters oder in einer konventionell ausgebildeten
Gasabscheide- und Auffangvorrichtung zum Verhüten des Mitmessens von Gasblasen bei der volumetrischen
Mengenmessung von Flüssigkeiten sehr gut geeignet Bei der letztgenannten Verwendungsart ist es möglich,
die optisch-elektrische Vorrichtung gemäß der Erfindung 'ti einem Gasauffangdom o. dgl. derart anzuordnen,
daß sie auf etwa auftretende Gasblasen in einer transparenten Flüssigkeit, wie Benzin oder Heizöl,
unmittelbar anspricht, wogegen im Falle einer lichtundurchlässigen Flüssigkeit, wie etwa Leichtöl, das
Auftreten von Gasblasen indirekt als Folge des Absinkens des Flüssigkeitsspiegels bis unterhalb der
optisch-elektrischen Vorrichtung ermittelt wird, wobei in den beiden genannten Fällen am Ausgang des
optisch-elektrischen Wandiers die gleiche Wirkung entsteht. So ist es mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung möglich, z. B. an einem Tankfahrzeug, welches einmal mit einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit
und das andere Mal mit einer lichtundurchlässigen Flüssigkeit beladen wird, stets die gleiche Einrichtung
zum Verhüten des Mitmessens von Gasblasen bei der
volumetrische Mengenmessung während des Entladens der Flüssigkeit zu benutzen, wobei im ersten Fall
eine gegenüber bisher beträchtlich erhöhte Ansprechempfindlichkeit auf Gasblasen und im zweiten Fall
mindestens die gleiche Ansprechempfindlichkeit wie bei 5 bisher bekannten Einrichtungen mit Schwimmerdetektoren
erzielt wird.
Eine zweckdienliche Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß der erwähnte lichtdurchlässige
Körper zwischen dem Sender und dem Raum zur Aufnahme des flüssigen Mediums und ein zweiter
lichtdurchlässiger Körper zwischen dem genannten Raum und dem Empfänger angeordnet ist, wobei der
zweite lichtdurchlässige Körper ebenfalls eine an den genannten Raum angrenzende freie Fläche aufweist.
Diese Ausbildung bringt gegenüber einer Ausführungsform mit nur einem einzigen lichtdurchlässigen Körper
den Vorteil, daß sowohl die Strahlung des Senders als auch die Aufnahmeempfindlichkeit des Empfängers
gerichtet werden können, z. B. so daß die vom Sender ausgehenden Lichtstrahlen besser gebündelt und das
Gesichtsfeld des Empfängers eingeengt sind, wodurch eine größere Ansprechempfindlichkeit auf einzelne
Gasblasen und eine geringere Strömungsempfindlichkeit auf Streulicht und/oder Fremdlicht erzielt wird. Für
den Fall der Verwendung der Vorrichtung als Pegelstandsonde ergibt sich hierbei ein größerer
Hell-Dunkelunterschied in der Beleuchtung des Empfängers bei Anwesenheit bzw. Abwesenheit des
flüssigen Mediums, was wiederum die Strömungsanfälligkeit gegen Streulicht und Fremdlicht vermindert.
In vorteilhafter Ausgestaltung können die zwei freien Flächen der lichtdurchlässigen Körper V-förmig zueinander
stehen und zwischen sich einen Teil des Raumes zur Aufnahme des flüssigen Mediums aufweisen. Dabei
können die zwei freien Flächen vorzugsweise je annähernd einen Teil der Oberfläche einer Kugei oder
eines Zylinders sein, in deren Innern der Sender bzw. der Empfänger angeordnet ist, wobei die lichtdurchlässigen
Körper nebeneinander angeordnete Segmente oder ^0
Sektoren von Kugeln oder Zylindern sein können. Mit dieser Ausgestaltung ist eine besonders kompakte
Bauweise der Vorrichtung möglich.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt einen schematischen waagrechten Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen optisch-elektrischen Vorrichtung, wobei der Weg eines Lichtstrahlenbündels bei Abwesenheit
eines flüssigen Mediums angedeutet ist;
F i g. 2 zeigt in analoger Darstellung den Weg eines Lichtstrahlenbündels bei Anwesenheit eines flüssigen
Mediums;
F i g. 3 ist eine analoge Darstellung, die den Weg eines Strahlenbündels bei Anwesenheit von Gasblasen in dem
flüssigen Medium zeigt;
F i g. 4 stellt einen schematischen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dar;
Fig.5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in
analoger Darstellung.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist an der Innenseite einer
Wand 1 eines zur Aufnahme von Flüssigkeit bestimmten Behälters ein lichtdurchlässiger Körper 2 angeordnet,
der die Form eines Zylinder- oder Kugelabschnittes mit einer freien Oberfläche 3 hat Im Innern des Körpers 2
befindet sich ein Sender 4 für Lichtstrahler., beispielsweise eine Gallium-Arsenid-Diode, deren Lichtemission
nahe dem Infrarotbereich liegt. Unmittelbar neben dem Körper 2 ist ein zweiter gleichartiger lichtdurchlässiger
Körper 12 ebenfalls an der Wand I angeordnet. Im Innern des zweiten Körpers 12 befindet sich ein
Fototransistor 14 als Empfänger für Lichtstrahlen, die vom Sender 4 ausgestrahlt werden, und zum Erzeugen
eines elektrischen Signals, wenn Lichtstrahlen auf den Fototransistor auftreffen. Die freien Flächen 3 und 13
der beiden lichtdurchlässigen Körper 2 und 12 grenzen an den zur Aufnahme von Flüssigkeit dienenden Raum
an. Die Körper 2 und 12 bestehen z. B. aus anorganischem oder organischem Glas, wie beispielsweise
Acrylglas, und weisen vorzugsweise einen optischen Brechungsindex von etwa 1,5 auf.
Die beiden lichtdurchlässigen Körper 2 und 12, deren freie Flächen 3 und 13 wie auch der Sender 4 und der
Empfänger 14 sind derart ausgebildet und angeordnet, daß sich die folgende Wirkungsweise der beschriebenen
Vorrichtung ergibt:
Wenn der an die freien Flächen 3 und 13 der lichtdurchlässigen Körper 2 und 12 angrenzende Raum
mit Luft erfüllt ist, weisen die optischen Brechungsindizes der Stoffe beiderseits der Flächen 3 und 13 einen
verhältnismäßig großen Unterschied auf. Ein vom Sender 4 ausgehendes Lichtstrahlenbündel 8 wird
gemäß F i g. 1 an der Stelle 6 seines Durchtrittes durch die freie Fläche 3 von der Lotrechten 5 weg in Richtung
9 gegen den anderen Körper 12 hin gebrochen. Das Strahlenbündel trifft die freie Fläche 13 des zweiten
durchsichtigen Körpers 12 an der Steile 16 und wird dort zur Lotrechten 15 hin gebrochen, so daß es den
Fototransistor 14 erreicht. Letzterer gibt demzufolge ein elektrisches Signal ab.
Ist hingegen der an die freien Flächen 3 und 13 der beiden Körper 2 und 12 angrenzende Raum mit einer
Flüssigkeit 10 (F i g. 2) gefüllt, wird der Unterschied der Brechungsindizes der Stoffe beiderseits der Flächen 3
und 13 erheblich geringer. Infolgedessen wird das vom Sender 4 ausgehende Lichtstrahlenbündel 8 bei seinem
Durchtritt durch die Hache 3 des Körpers 2 weniger stark gebrochen, so daß es gemäß F i g. 2 in Richtung 9a
am zweiten lichtdurchlässigen Körper !2 vorbei geht Der Fototransistor 14 bleibt daher von dem Lichtstrahlenbündel
unberührt und gibt kein elektrisches Signal ab. Der Wegfall des elektrischen Signals bedeutet die
Meldung, daß die freien Flächen 3 und 13 der lichtdurchlässigen Körper 2 und 12 mit Flüssigkeit
überflutet sind.
Wer η der an die freien Flächen 3 und 13 angrenzende
Raun- mit einer Flüssigkeit IO erfüllt ist, in der Luft- oder
Dampfblasen \7 (Fig.3) vorhanden sind, dann haben
die von Lichtstrahlen des Senders 4 getroffenen Blasen zur Folge, daß diese Lichtstrahlen durch Reflexion
Beugung und/oder Brechung umgelenkt werden, wobei zumindest ein Teil der so umgelenkten Lichtstrahlen
wieder den Fototransistor 14 erreichen. Da die Blasen 17 in der Flüssigkeit 10 nicht stationär bleiben, sondern
durch den hydrostatischen Auftrieb nach oben wandern oder durch eine der Flüssigkeit erteilte Strömung
fortgetrieben werden, sind die auf den Fototransistor 14 fallenden Lichtstrahlen Änderungen unterworfen, die
auch entsprechende Variationen des vom Fototransistor abgegebenen elektrischen Signals hervorrufen. Die
einzelnen Blasen oder Gruppen von Blasen in dei Flüssigkeit 10 verursachen daher verhältnismäßig kurze
elektrische Impulse am Ausgang des Fotoiansistors 14 Die Häufigkeit dieser Impulse ist angenähert ein MaC
für den volumenmäßigen Anteil der Gasblasen in dei
Flüssigkeit 10.
Das in F ί g. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist grundsätzlich gleich ausgebildet wie das soeben
beschriebene, und es ;sind die gleichen Bezugszeichen benutz', soweit es sich um übereinstimmende Teile und
Elemente handelt. Die beiden je mit einer gekrümmten Brechungsfläche 3 bzw. 13 versehenen Körper 2 und 12
sind durch ein einziges lichtdurchlässiges Maieriaisiüek
20 gebildet, das in ein an der Behälterwand 1 befestigtes Gehäuse 21 eingesetzt ist. Die Brechungsflächen 3 und
13 sind V-förmig zueinander angeordnet, so daß der Raum zur Aufnahme einer Flüssigkeit sich zwischen die
beiden Flächen 3 und 13 hinein erstreckt. Eine in das Materialstück 20 eingefügte, lichtundurchlässige Trennwand
22 verhütet einen direkten Übertritt von Lichtstrahlen vom Sender 4 zum Empfänger 14. Die
Gebrauchs- und Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig.4 ist gleich, wie mit Bezug auf das erste Beispiel
ausführlich dargelegt wurde.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 ist lediglich dem L.ichtsender 4 ein lichtdurchlässiger
Körper 2 mit einer freien, an den Raum zur Aufnahme einer Flüssigkeit angrenzenden Brechungsfläche 3
zugeordnet. Im Gegensatz zu den vorherigen Beispielen ist die Brechungsfläche 3 in F i g. 5 im wesentlichen eben
ausgebildet. Der Lichtempfänger 14 ist bloß durch ein optisch praktisch unwirksames Schutzglas 25 von dem
Raum zur Aufnahme von Flüssigkeit getrennt. Die Anordnung ist derart, daß ein vom Sender ausgehendes
Lichtstrahlenbündel 8, 8' beim Austritt aus den lichtdurchlässigen Körper 2 an der freien Fläche 3 eint
optische Brechung in Richtungen 9,9' erfährt, wenn siel
keine Flüssigkeit in dem an die Fläche 3 angrenzender Raum befindet, wonach das gebrochene Strahlenbünde
9, 9' auf den Lichtempfänger 14 auftrifft. Ist der Raurc zwischen der Fläche 3 und dem Lichtempfänger 14
hingegen mit einer Flüssigkeit erfüllt, so wird die Brechung der Lichtstrahlen beim Durchtritt durch die
freie Fläche 3 des lichtdurchlässigen Körpers 2 beträchtlich weniger stark, so daß das Lichtstrahlenbündel
9a, 9a' nicht mehr auf den Lichtempfänger 14 fällt. Sofern in der Flüssigkeit jedoch Gasblasen auftreten,
werden die Lichtstrahlen 9a, 9a' wenigstens zum Teil durch Reflexion, Beugung und/oder Brechung an den
Gasblasen zum Lichtempfänger 14 hin geworfen.
Es ist noch zu bemerken, daß die Form der an den Raum zur Aufnahme von Flüssigkeit angrenzenden
Brechungsflächen in allen Ausführungsbeispielen nicht kritisch ist. Wenn vom Lichtsender 4 ein verhältnismäßig
breites Strahlenbündel ausgeht und das »Gesichtsfeld« des Lichtempfängers ebenfalls verhältnismäßig
breit ist, ergibt sich ein Vorteil, daß das Feld, innerhalb welchem Gasblasen ermittelt werden können, größer
ist. In der Praxis wird ein vernünftiger Kompromiß zwischen der Größe dieses Feldes und der Empfindlichkeit
der Vorrichtung auf einzelne Gasblasen zweckdienlich sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
609 649/337
#556
Claims (6)
1. Optisch-elektrische Vorrichtung zum Überwachen eines flüssigen Mediums, mit einem Sender tür s
sichtbare oder unsichtbare Lichtstrahlen, einem einen optisch-elektrischen Wandler aufweisenden
Empfänger für diese Lichtstrahlen und mindestens einem für die Lichtstrahlen durchlässigen Körper,
der mindestens eine freie Fläche aufweist, welche an einen Raum zur Aufnahme des flüssigen Mediums
angrenzt, wobei der Weg der Lichtstrahlen durch das flüssige Medium beeinflußt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Körpers (2) und die Stellung der
Grenzfläche (3) zwischen dem lichtdurchlässigen Körper (2) und dem Aufnanmeraum für das flüssige
Medium (10) in bezug auf die Lichteinfallsrichtung so bemessen sind, daß die Lichtstrahlen zum Empfänger
(14) hin gebrochen werden, wenn Gasblasen in dem flüssigen Medium (10) auftreten, und daß die
Lichtstrahlen vom Empfänger weg abgelenkt werden, wenn das Medium gasblasenfrei ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Körper (2)
zwischen dem Sender (4) und dem Raum zur Aufnahme des flüssigen Mediums (10) und ein
zweiter lichtdurchlässiger Körper (12) zwischen dem genannten Raum und dem Empfänger (14) angeordnet
ist, wobei der zweite lichtdurchlässige Körper (12) ebenfalls eine an den genannten Raum
angrenzende freie Fläche (13) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei freien Flächen (3, 13)
V-förmig zueinander stehen und zwischen sich einen Teil des Raumes zur Aufnahme eines flüssigen
Mediums (10) aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei freien Flächen (3, 13) je
annähernd einen Teil der Oberfläche einer Kugel oder eines Zylinders sind, in deren Innern der Sender
(4) bzw. der Empfänger (14) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Körper (2, 12)
nebeneinander angeordnete Segmente oder Sektoren von Kugeln oder Zylindern sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige
Körper (2, 12) aus einem Material mit einem optischen Brechungsindex von etwa 1,5 für
die vom Sender (4) ausgestrahlten Lichtstrahlen besteht.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT446073 | 1973-05-22 | ||
AT446073A AT324018B (de) | 1973-05-22 | 1973-05-22 | Sonde zum ermitteln von gaselasen in einer flüssigkeit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2424387A1 DE2424387A1 (de) | 1974-12-19 |
DE2424387B2 DE2424387B2 (de) | 1976-04-15 |
DE2424387C3 true DE2424387C3 (de) | 1976-12-02 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3733464C2 (de) | ||
EP0115025B1 (de) | Optischer Sensor | |
DE2628790C2 (de) | Gasmeß- und Warnvorrichtung mit einem von dem nachzuweisenden Gas durchströmten Prüfröhrchen | |
DE3832901C2 (de) | ||
DE2717089C3 (de) | Anzeigevorrichtung zur Erfassung des Pegelstandes von Flüssigkeiten in Flüssigkeitsbehältern | |
DE10035263C2 (de) | Optische Vorrichtung | |
DE102011089703B3 (de) | Optische Messanordnung zur Bestimmung eines Füllstands und/oder einer Konzentration einer Flüssigkeit | |
DE112016006106T5 (de) | Optisches system und verfahren zum messen des fluidpegels | |
DE4427892A1 (de) | Überwachung des Verunreinigungspegels von Flüssigkeiten | |
DE2920199A1 (de) | Fluessigkeitsniveau-anzeigevorrichtung | |
DE10146165A1 (de) | Automatisches Wasserqualitätsmesssystem basierend auf einer optischen Hochleistungsfasersonde | |
EP0380046B1 (de) | Verfahren zur Prüfung von Zählern, insbesondere von Elektrizitäts-, Gas- und Wasser-zählern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2424387C3 (de) | Optisch-elektrische Vorrichtung zum Überwachen eines flüssigen Mediums | |
DE3336210C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandsmessung | |
DE3644866C2 (de) | ||
DE3908548A1 (de) | Verfahren zur messung des fluessigkeitsstandes in einem behaelter und messfuehler zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE10039765A1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Füllhöhe eines Füllmediums in einem Tank | |
DE102010041141B4 (de) | Sensor zur Überwachung eines Mediums | |
DE3539308C2 (de) | ||
DE2534057A1 (de) | Vorrichtung zur fuellstandsanzeige und -ueberwachung | |
DE2424387B2 (de) | Optisch-elektrische vorrichtung zum ueberwachen eines fluessigen mediums | |
DE2120984A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Lichtdurchlässigkeit von absorptionsfähigen oder streuend wirkenden Medien | |
DE19847555A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandsmessung mit Hintergrund-Gammastrahlung | |
DE68902877T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung der sichtweite durch ein medium veraenderlicher dichte. | |
DE2654104A1 (de) | Elektrooptisches fluid-messystem |