DE2432693B2 - Geraet zur kapazitiven messung des mischungsverhaeltnisses eines in einer rohrleitung transportierten gemisches - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Es eignet sich insbesondere zur Messung von Konzentrationsänderunf en eines Gemisches aus einem Festkörper und einer Flüssigkeit, z. B. des Versatzes in Industrieabwässern.

Es ist bereits ein solches Gerät bekannt (US-PS 29 85 825) mit einem von dem Gemisch durchsetzten Meßkondensator, einem Meßgenerator, dessen Ausgangsfrequenz von der Kapazität des Meßkondensators »bhängt, einer an einen Temperaturgeber angeschlossenen Temperaturkompensationsschaltung zur Elimination des Einflusses von Temperaturschwankungen des Gemisches auf das Meßergebnis, einer Leitfähigkeitskompensationsschaltung zur Elimination des Einflusses von Änderungen der Leitfähigkeit des Gemisches auf das Meßergebnis und mit Registriereinrichtungen.

Mit dem bekannten Gerät kann jedoch nicht eine vorteilhafte große Arbeitsstabitität erreicht werden, da keine Mittel vorgesehen sind, die die Fluktuation der Anzeige am Ausgang der Vorrichtung vermindert. Ferner spricht das Gerät nur träge auf Änderungen der Meßgröße an, weil mechanische Wandler in der Schaltung vorgesehen sind.

Es ist ferner ein kapazitives Meßgerät bekannt (GB-PS 12 97 156) mit einem Generator konstanter Frequenz, einem weiteren Generator, dessen Frequenz von der Dielektrizitätskonstanten des untersuchten Gemisches abhängig ist mit einem Mischer für die von den beiden Generatoren ausgehenden Signale, ferner mit einem in Reihe mit dem Mischerausgang geschalteten Tiefpaß, einem Verstärker, einem Amplitudenbegrenzer und einer Differenzierschaltung. Es fehlt jedoch ⁶S eine Temperaturkompensationsschaltung der Kapazitätsänderungen und eine Kompensationsschaltung für Leitfähigkeitsänderungen. Die Überwachung eines Gemisches mit hohen Verlusten ist mit diesem Gerät nicht möglich.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kapazitives Meßgerät für Gemische mit hohen Änderungen der Leitfähigkeit zu schaffen, das eine große Stabilität der Anzeige bei raschem Ansprechen auf Änderungen der Meßgröße aufweist unabhängig von Änderungen der Temperatur und der Leitfähigkeit des Gemisches ist und sich durch einfache Bedienung und Arbeitssicherheit auszeichnet

Die Aufgabe wird dadurch gelöst daß ein Bezugsgenerator vorgesehen ist dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Mischers angeschlossen ist daß der zweite Eingang des Mischers mit dem Ausgang des Meßgenerators verbunden ist daß an den Ausgang des Mischers in Reihe ein Tiefpaßfilter, ein Verstärker, ein Amplitudenbegrenzer, eine Differenzierschaltung, eine Diodenklipschaitung, ein Standardimpulsgenerator und eine Integrierschaltung angeschlossen sind, und daß der Ausgang der Integrierschaltung über die Temperaturkompensationsschaltung mit den Registriereinrichtungeii verbunden ist

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät kann auch die Änderung des Mischungsverhältnisses eines Gemisches aus einem Gas und einer Flüssigkeit oder aus zwei Flüssigkeiten gemessen werden. Die Komponenten müssen jedoch, wie bereits aus dem Vorstehenden entnehmbar, untereinander eine unterschiedliche Dielektrizitätskonstante haben.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 ein allgemeines Blockschaltbild und F i g. 2 ein ausführliches Blockschaltbild des Systems.

Die Schaltung enthält einen kapazitiven Geber 1. dessen Ausgang mit einem Kapazitätswandler 2 (F i g. 1) verbunden ist Der Kapazitätswandler 2 besteht aus einem selbsterregten Meßgenerator 2a, mit dem ein System zur Leitfähigkeitskompensation 2b in Form einer Frequenzkorrekturschaltung verbunden ist. Wei ter ist ein selbsterregter Bezugsfrequenzgenerator 2c (F i g. 2) vorgesehen. Die Generatoren 2a und 2c sind mit einem Frequenzmischer 2d verbunden. Am Ausgang des Frequenzmischers 2d ist ein Tiefpaßfilter 2e angeordnet das über einen Differenzsignalverstärker 2/ und einen Amplitudenbegrenzer 2g mit einer Differenzierschaltung 2Λ verbunden ist. Die Differenzierschaltung 2Λ besitzt am Ausgang einen Diodenbegrenzer 2/ von negativen Impulsen, der mit einem Standardimpulsgenerator 2k verbunden ist der seinerseits mit einer Intregrierschaltung 2/verbunden ist

Der Kapazitätswandler 2 dient zur Umwandlung von Kapazitätsänderungen, die vom Kapazitätsgeber 1 erhalten wurden, in ein proportionales Spannungssignal.

Der Ausgang des Kapazitätswandlers 2 ist mit einer Kompensationsschaltung 3 der temperaturbedingten Kapazitätsänderungen verbunden, deren Eingang mit einem Temperaturgeber 4, der in der Rohrleitung angeordnet ist verbunden ist Der Ausgang der Kompensationsschaltung 3 der temperaturbedingten Kapazitätsänderungen ist mit einem Anzeige-Registriersystem 5 gekoppelt

In der erfindungsgemäßen Schaltung kann der Temperaturgeber 4 anstatt mit dem Eingang der Schaltung 3 mit. dem Kapazitätswandler 2 verbunden werden, der direkt mit dem Anzeige-Registriersystem 5 gekoppelt ist

Im Falle einer konstanten Temperatur des Gemisches oder Temperaturänderungen in kleinem Bereich enthält die Schaltung nur den Kapazitätsgeber 1, der über den Kapazitätswandler 2 direkt mit dem Anzeige-Registriersystem verbunden ist

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ist wie folgt: Die durch die Veränderung des Komponentengehalts im geförderten Gemisch hervorgerufenen Änderungen des Kapazitätsgebers 1 bewirken die Umstimmung der Frequenz des selbsterregenden Meßgenerators 2a. Die durch die Änderung der Leitfähigkeit des durchfließenden Gemisches hervorgerufenen Frequenzänderungen dieses Generators 2a werden mittels der Kompensationsschaltung 2b ausgeschaltet. Die elektrischen Signale aus dem Generator 2a i$ und dem thermisch mit diesem gekoppelten Bezugsgenerator 2c werden dem Eingang Jes Frequenzmischers 2d zugeführt, an dessen Ausgang die Meßfrequenz Fp, die Bezugsfrequenz Fo, sowie die Frequenzen Fp-Fo und Fp+ Fo erzeugt werden. Am Ausgang des Tiefpaßfilters 2e wird ausschließtich die im Verstärker 2/ verstärkte Differenzfrequenz Fp-Fo erzeugt Durch diese Frequenz wird nach ihrer entsprechenden Verarbeitung im Amplitudenbegrenzer 2g, im Differentiator 2h und im Begrenzer 2/ der Negativimpulse der Generator 2k der Standardinipulse ausgelöst an dessen Ausgang Impulse mit entsprechend wiederholbarer Frequenz erzeugt werden. Die lntegrierschaitung 27 zählt diese Impulse und gibt ein der Wiederholungshäufigkeit proportionales Signal ab. Nach Berichtigung der temperaturbedingten Kapazitätsänderungen in der Kompensationsschaltung 3 wird dieses Signal dem, beispielsweise in Volumen% des Gehalts der gegebenen Komponente des durchfließenden Gemisches geeichten. Anzeige- und Registriersystem 5 zugeführt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 24 32 β93

   Patentanspruch:

   Gerät zur kapazitiven Messung des Mischungsverhältnisses eines in einer Rohrleitung transportier- S ten Gemisches mit einem von dem Gemisch durchsetzten Meßkondensator, einem Meßgenerator, dessen Ausgangsfrequenz von der Kapazität des Meßkondensators abhängt einer an einen Temperaturgeber angeschlossenen Temperaturkompensa- tionsschaltung zur Elimination des Eiafiusses von Temperaturschwankungen des Gemisches auf das Meßergebnis, einer Leitfähigkeitskompensationsschaliung zur Elimination des Einflusses von Änderungen der Leitfähigkeit des Gemisches auf das Meßergebnis und mit Registriereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugsgenerator (2c) vorgesehen ist, dessen Ausgang an den ersten Eingang eines Mischers (2d) angeschlossen ist, daß der zweite Eingang des Mischers (2d) mit dem Ausgang des Meßgenerators (2a) verbunden ist, daß an den Ausgang des Mischers (2d) in Reihe ein Tiefpaßfilter (2e), ein Verstärker (2/), ein Amplitudenbegrenzer (2g), eine Differenzierschaltung (2Λ), eine Diodenklipschaitung (2/), ein Standardimpulsgenerator (2k) und eine Integrierschaltung (21) angeschlossen sind, und daß der Ausgang der Integrierschaltung (21) über die Temperaturkompensationsschaltung (3) mit den Registriereinrichtungen (5) verbunden ist