DE2531915C2 - Sonde zur Niveaukontrolle elektrisch leitender Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde des im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen lyps. Derartige Sonden erlauben einen Einsatz in urne- Überdruck stehenden Behältern. Sie zeichnen sich zugleich durch einen einfachen, fertigungsgünstigen konstruktiven Aufbau aus. Die bekannten Ausführungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß ein sich auf der Elektrode und dem Sondengehäuse niedergesi hlagener Keuchtigkeitsfilm zu einer verfälschten oder falschen Signalgabe führt.

Bei Sonden anderen konstruktiven Aufbaus (DT-PS 915

22 04 805) ist es bekannt, einer durch besagten Feuchtigkeitsfilm verursachten falschen Signalgabe durch Anordnung einer Kompensationselektrode vorzubeugen. Auf Grund der abweichenden Ausbildung des Isohitionskörpers ist die dortige konstruktive Lösung jedoch nicht bei Sonden des eingangs genannten Typs anwendbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sonde mit stopfbuchsartigem Isolationskörper zu schaffen, die mit einer Kompensationselektrode zur Vermeidung von Falschsignalen durch Feuchtigkeitsfilme versehen ist. Ferner wird eine Selbstüberwachung der Sonde auf Undichtigkeiten des Isolationskörpers angestrebt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegeben.

Die nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 vorhandenen isola'ionshüllen schaffen an der Meß- sowie an der Kompensationselektrode definierte Isolationsstrecken, die im wesentlichen gleich groß bemessen werden.

Feuchtigkeitsfilme auf diesen Isolationsstrecken ergeben unabhängig von Leitfähigkeitsschw anklingen dann entsprechend gleich große Kriechst-ome von den Elektroder, zum Sondengehäuse. Werden die beiden Elektroden nun so an eine Meßbrückenschaltung angeschlossen, daß sie entgegengesetzte Verstimmungen in der Brückendiagonale bewirken, so bleiben die Kriechströme auf das Meßergebnis ohne Einfluß.

Findet die Anordnung der Sonde in der Weise stau, daß bei F.reichen des vorgesehenen Flüssigkeitsniveaus beide, also die Meß- sowie die Kompensationselektrode in die Flüssigkeit eingetaucht sind, dann werden die Schwankungen der Leitfähigkeil der Flüssigkeit ebenfalls kompensiert.

Die llnteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der F.rfindung.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 können lertigungsgüristige grobe Toleranzen für die aus dem Sondengehäuse herausragenden Längen der Isolationshüllen zugelassen werden. Der Längenunterschied der Isolaiionshüllen wird hierzu so groß bemessen, daß auch bei ungünstiger Toleranzaddition an der Meßelektrode stets eine geringfügig längere Isolationsstrccke als an der Kompensationselektrode entsteht und mithin durch vorhandene Feucht,gkeitsfilme nicht die Gefahr einer Brückenverstimmung im Sinne eines Niveausignals gegeben ist.

Die Ansprüche 3 bis 5 haben die Selbstüberwachung der Sonde bezüglich einer eventuellen Undichtigkeit der Stopfbuchse zum Gegenstand. Durch den Anspruch 3 wird verhindert, daß in das Sondengehäuse eingedrungene Flüssigkeit eine leitende Verbindung zwischen der Meßelektrode und dem .Sondengehäuse herstellt und dadurch ein Niveausignal simuliert. Jedoch erfolgt eine Signalgabe durch die Kompensationselektrode. Dieses Signal ist dem Niveausignal entgegengerichtet und daher als Störungssignal erkennbar. Eine möglichst frühzeitige Störungsmeldung bereits bei geringen Mengen eingedrungener Flüssigkeit sichert der Anspruch 4, wobei der Anspruch 5 dies für eine im Bereich der Meßelektrode auftretende Undichtigkeit der Stopfbuchse gewährleistet.

Der Anspruch b hat die weitere Ausgestaltung der Erfindung auf die Anordnung mehrerer Meßelektroden in einer Sonde zum Gegenstand.

An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine erfindungsgemäße Sonde mit einer Meßelektrode,

F i g. 2 eine Meßbrückenschaltung für die Sonde aus "F i g-1.

F i g. 3 eine erfindungsgemäße Sonde mit zwei Meßelektroden und

F i g. 4 die Sonde aus F i g. 3 in Ansicht von unten.

In die Wandung 1 eines nur ausschnittsweise in F i g. 1 dargestellten Flüssigkeitsbehälters ist ein Sondengehäuse 2 eingeschraubt. Der Boden 3 des Gehäuscs weist zwei Durchgangslöcher 4, 5 auf. weiche von zwei unterschiedlich langen Stabelektroden durchsetzt werden, von denen die längere als Meßelektrode 6 und die kürzere als Kompensationselektrode 7 dient. Beide Elektroden sind auf einem Teil ihrer Länge von schlauchförmigen Isolationshüllen 8, 9 und einer PTFE-Siopfbuchspackung 10 umgeben. Letztere dient als Dichtungs- und zugleich als Isolationskorper und steht unter der Einwirkung einer Druckplatte 11. welche ebenfalls Durchgangslöcher 12, 13 für die Elektroden 6. 7 aufweist. Über einen Schraubring 14 wird die Stopfbuchspackung 10 im Sondengehäuse 2 mit Spannung gehalten und bewirkt die erforderliche Abdichtung /wischen den Innenräumen 15.16 des Flüssigkeitsbehälters und des Sondengehäuses 2. Zugleich bewirkt die Stopfbuchspackung 10 eine elektrische Isolierung der Elektroden 6, 7 gegen das Sondengehäuse 2. Eine weitere Isolierung erfolgt durch die Isolationshüllen 8.9. welche beide gleich weit über den Isolationskörper 10 und den Gehäuseboden 3 hinaus in den Behälterinnenraum 15 hineinreichen. Im Innenraum 16 des .Sondengehäuses 2 endet die Isolationshülle 9 der Kompensationselektrode 7 in Höhe der dortigen Stirnfläche der Stopfbuchspackung 10, während auf der Meßelektrode 6 die Isolationshülle 8 sich bis zum Anschlußende 17 hinauf erstreckt. Mit 18. 19 sind die Anschlußenden der Kompensationselektrode 7 und des Sondengehäuses 2 bezeichnet, welches gemeinsam mit der Behälterwandung 1 als Gegenpotential für die Elektroden 6 und 7 dient. Schließlich ist noch die Druckplatte il mit einem Querkanal 20 versehen.

Die Sonde ist in der in F i g. 2 gezeigten Weise an eine Meßbrückenschaltung angeschlossen, welche noch zwei Festwiderstände 21. 22. eine Spannungsquelle 23 sowie einen Signalabnehmer 24 in der Brürkendiagona-Ie umfaßt.

Weisen die in den Behälterinnenraum 15 ragenden Isolationshüllen 8. 9 Flüssigkeitsfilme auf — sei es. weil die flüssigkeit die Isolationshüllen 8, 9 unmittelbar beaufschlagt hat oder weil sich Flüssigkeitsdämpfe bzw. -nebel an den Isolationshüllen 8.9 niedergeschlagen haben —, so bilden diese Filme elektrisch leitende Verbindungen zum Sondengehäuse 2. Diese leitenden Verbindungen sind von gleicher Größe und können durch zwei Widerstände 25, 26 gleicher Größe in der Brükkenschaltung dargestellt werden (F i g. 2). Die Brückenschaliung ist demgemäß dehniert im Gleichgewicht. Die Wirkung von Flüssigkeitsfilmen ist also kompensiert.

Läßt einmal die Stopfbuchsparkung 10 in ihrem Dichtungsvermögen nach und dringt Flüssigkeit in den Gehäuseinnenraum 16, dann bildet sich zwischen der Kompensationselektrode 7 und der Druckplatte 11. welche mit dem Sondengehäuse 2 leitend verbunden ist. ein solch niederohmiger Widerstand aus. daß die angeschlossene Brückenschaltung in eine dem Eintauchzustand der Meßelektrode 6 entgegengesetzte Richtung verstimmt wird. Diese Verstimmung kann als Störung interpretiert werden. Sollte die Stopfbuchspakkung 10 an der Meßelektrode 9 undicht werden, dann sorgt der Querkanal 20 für eine schnelle Weiterleitung der eingedrungenen Flüssigkeit an die Kompensationselektrode 7.

Ist die Anordnung so getroffen, daß bei Erreichen des vorgesehenen Niveaustandes beide Elektroden 6. 7 gleichzeitig in die zu kontrollierende Flüssigkeit eintauchen, so bilden sich zwischen der Meßelektrode 6 und der Behälterwandung 1 sowie zwischen der Kompensationselektrode 7 und der Behälterwandung 1 Widerstände aus. deren Verhältnis nur durch die der Flüssigkeit ausgesetzten Elektrodenflächen bestimmt ist. Die Leitfähigkeit der Flüssigkeit und damit eventuelle Leitfähigkeitsschwankungen sind dadurch aus dem Meßergebnis eliminiert.

Die Sondenausführung gemäß den F i g. 3 und 4 dient der Kontrolle zweier unterschiedlicher Flüssigkeitsniveaus 27. 28. Sie unterscheidet sich von jener aus F i g. 1 lediglich dadurch, daß jeweils zwei Meßelektroden 29. 30 sowie zwei Kompensationselektroden 31. 32 vorgesehen sind. Letztere ragen beide um das gleiche Maß aus dem Boden 3 des Sondengehäuses 2 heraus. Die Meßelektroden 29. 30 ragen demgegenüber entsprechend den zu kontrollierenden Flüssigkeitsniveaus 27. 28 unterschiedlich weit aus dem Boden 3 heraus. Die im Behälterinnenraum 15 gelegenen Abschnitte der Isolationshüllen 8, 9 aller Elektroden sind dabei sämtlich gleich lang ausgeführt. Die Meßelektroden 29. 30 und die Kompensationselektroden 31, 32 sind im übrigen in wechselnder Reihenfolge auf einem Lochkreis 33 angeordnet. Durch diese symmetrische Anordnung der Elektroden zueinander und zum Sondengehäuse 2 bzw. zur Behälterwandung 1 ist ein verfälschter Einfluß von Flüssigkeitsfilmen auf das Niveausignal auch bei Anordnung von zwei Meßelektroden 29, 30 ausgeschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

'i Patentansprüche: 25

1. Sonde zur Niveaukontrolle von elektrisch leitenden Flüssigkeiten mit einem Sondengehäuse, einer den Boden des Sondengehäuses durchsetzenden Stabelektrode und einer die Stabelektrode gegen das Sondengehäuse isolierend und dichtend umgebenden Isolationsstopfbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Stabelektrode, welche als Kompensationselektrode (7. 31. 32) vorgesehen ist, die Packung (10) der Stopfbuchse und den Gehäuseboden (3) durchsetzt und kurzer als die andere Siabelektrode, die als Meßelektrode (6. 29. 30) dient, aus dem Gehäuse (2) herausragt und daß die Elektroden (6, 7. 29, 30. 31. 32) zusätzlich je von einer Isolalionshiille (8.9) fest umgeben sind, weiche sich durch Stopfbuchspackung (10) erstreckt und über den Gehäuseboden (3) nach außen hinausreicht, und das die Isolationshülle (8) der Mcßelekirode (6,29.30) axial bis mindestens an das Hnde der Isolationshülle (9) auf der Kompensationselektrode (7,31, 32) heranreicht.

2. Sonde nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationshülle (8) der Meßelektrode (6. 29. 30) weiter aus der Stopfbuchspackung (10) und dem Gehäuseboden (3) herausreicht als die Isolationshülle (9) der Kompensationselektrode (7. 31. 32).

3. Sonde nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelcktrode (6. 29. 30) im Innenraum (16) des Sondengehäuses (2) von der Isolationshülle (8) umschlossen ist. während die Kompensaiionselektrode (7. 31. 32) im Innenraum (16) unisoliert ist.

4. Sonde nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationshülle (9) der Kompensationselektrode (7. 31. 32) gehäuseinnenseitig im Bereich der dortigen Stirnfläche der Stopfbuchspackung (10) endet.

5. Sonde nach Anspruch 3 oder 4. gekennzeichnet durch eine g?häuseinnenseitig auf die Stopfbuchspackung (10) einwirkende Druckplatte (11). die Durchgangslöcher (12. 13) für die Elektroden (6. 7, 29. 30. 31. 32) aufweist, welche über einen Querkanal (20) miteinander verbunden sind.

6. Sonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere die Stopfbuchspackung (10) durchsetzende Meßelektroden (29, 30) und einer gleichen Anzahl von Kompensationselektroden (31. 32), die mit den Meßelektroden (29, 30) wechselweise auf einem Lochkreis (33) angeordnet sind.