DE2749547C2 - Sonde zur kontinuierlichen Niveaumessung - Google Patents
Sonde zur kontinuierlichen NiveaumessungInfo
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- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sonde zum kontinuierlichen Messen des Niveaustandes, wie sie im Oberbegriff
des Hauptanspruches spezifiziert ist.
Eine bekannte Ausführung besagten Sondentypes (DE-PS 24 42 938) hat sich bei der kontinuierlichen
Niveaumessung in einem weiten Einsatzbereich bewährt In Flüssigkeiten besonders hoher elektrischer
Leitfähigkeit wie etwa das Kesselwasser in Dampfkesseln sie besitzt, konnte allerdings mit der bekannten
Sonde ein zuverlässiges Meßergebnis nicht erzielt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonde der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch
in Flüssigkeiten sehr hoher elektrischer Leitfähigkeit eine Niveaumessung hoher Genauigkeit ermöglicht
Die gestellte Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Erfindungsmerkmale gelöst
Die erfindungsgemäße Sonde ist mit zwei Meßräumen versehen, die gegeneinander sowie auch gegen
eventuell der Niveausonde seitlich benachbarte metallische Bauteile, z.B. der Behälterwand, elektrisch
abgeschirmt sind. Ferner schafft die Stabform der drei
Elektroden die Voraussetzung, bei allen den gleichen Durchmesser und mithin die gleiche Umfangsgröße
realisieren zu können. Bei den beiden zusammenwirkenden ElekL-odenpaaren — Kompensations-Stabelektrode
und Gegen-Stabelektrode zum einen sowie Meß-Stabelektrode und Gegen-Stabelektrode zum anderen
— ist innerhalb der Paare jeweils an beiden Stabelektroden die gleiche Flächenstromdichte vorhanden. Dies
gewährleistet eine genaue Niveaumessung auch bei Flüssigkeiten sehr hoher elektrischer Leitfähigkeit
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
Der Anspruch 2 gibt eine Ausführung der Isolationsquerwand an, die es gestattet, für sie wie auch für das
Isolationsrohr auf handelsübliche Halbzeuge zurückzugreifen, wobei der Anspruch 3 eine besonders
vorteilhafte Art der Befestigung der Isolationsquerwand im Isolationsrohr zum Gegenstand hat
Die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 beugen einer eventuellen Ansammlung von Sinkstoffen aus der
Flüssigkeit im Isolationsrohr vor.
Bei Flüssigkeiten hoher elektrischer Leitfähigkeit kommt ?s zu Polarisationserscheinungen an den
Elektroden, indem zusätzlich zum realen Flüssigkeitswiderstand ein komplexer Widerstandsanteil zu berücksichtigen
ist, der sogenannte Polarisationswiderstand. Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird der
Polarisationswiderstand zu einer Konstanten, deren Größe lediglich von der jeweiligen Leitfähigkeit der zu
überwachenden Flüssigkeit, jedoch nicht von Niveaustandsänderungen abhängig ist.
Beim Vergleich der zwei sich ausbildenden Ströme zwischen der Meß- und der Gegenelektrode einerseits
sowie der !Compensations- und wiederum der Gegenelektrode andererseits dividiert sich dann der Polarisationseinfluß
angesichts der Konstanz aus dem Meßsignal heraus. Soll im übrigen die Meßsignalbildung
entsprechend dem besonders vorteilhaften Verfahren gemäß der DE-PS 22 15 950 erfolgen, so sind lediglich
besagte Ströme mittels geeigneter Transmitter in proportionale Teilspannungen umzuwandeln.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine erfindungsgemäße Sonde im Winkelschnitt 1-1,
Fig.4 die Schemadarstellung einer Meßanordnung
mit der erfindungsgemäßen Sonde.
Befestigung an einem nicht dargestellten, eine elektrisch
leitende Flüssigkeit enthaltenden Behälter auf. in welchem der Flüssigkeitsspiegel zwischen einem Mindestpegel
2 und einem Höchstpegel 3 pendelt
Drei Stabelektroden 4, 5, 6 durchsetzen mit ihrem oberen Ende das Sondengehäuse 1 druckdicht sowie
elektrisch isoliert und sind mit elektrischen Leitern 7,8, 9 verbunden. Mit ihrem unteren Ende reichen die
Stabelektroden 4, 5, 6 bis unter den Mindestpegel 2 hinab. Sie werden dabei gemeinsam und auf ihrer
gesamten Länge von einem Isolationsrohr 10 umgeben. Durch eine in letzteres unterhalb des Mindestpegels 2
eingesetzte Isolationsscheibe 11, die von den drei Stabelektroden 4, 5, 6 durchdrungen wird, ist das
Rohrinnere in zwei übereinanderliegende Meßräume is
12, 13 unterteilt Um einen ortsfesten Sitz der Ibolationsscheibe 11 zu gewährleisten, weist sie eine
Radialbohrung 14 auf, welche einen Befestigungsstift 15 aufnimmt, der endseitig in Haltebohrungen 16 des
Isolationsrohrs 10 gelagert ist Ein Sicherungsbügel 17 verhindert ein Herausgleiten des Befestigungsstiftes 15
aus den Bohrungen 14,16.
Im übrigen ist das Isolationsrohr 10 unmittelbar unterhalb der Isolationsscheibe U mit einer radialen
Druckausgleichsbohrung 18 versehen, die ein sich vollständiges Füllen des Meßraumes 12 ohne störende
Luftpolsterbildung sicherstellt. Eine weitere Druckausgleichsbohrung 19 weist das Isolationsrohr 10 oberhalb
des Höchstpegels 3 auf, während unmittelbar über dem Außenrand der Isolationsscheibe 11 noch eine Durchflußbohrung
20 für die Flüssigkeit im Behälter vorgesehen ist Eine konvexe, kegelförmige Gestaltung
der dem Sondengehäuse 1 zugewandten Oberfläche 21 der Isolationsscheibe 11 bewirkt daß in der Flüssigkeit
möglicherweise enthaltene Sinkstoffe sich nicht zwisehen den Stabelektroden 4, 5, 6 ablagern können,
sondern durch die Durchflußbohrung 20 hinausgespült werden.
Von den drei Stabelektroden dient die eine 4 als Kompensationselektrode. Zu diesem Zweck ist sie «ο
innerhalb des oberen Meßraumes 13 mit einem Isolationsmantel 22 versehen, so daß in diesem Fall
lediglich der im unteren stets vollständig flüssigkeitsgefülltem Meßraum 12 gelegene Elektrodenteil die
wirksame Fühlerlänge bildet Demgegenüber sind die « beiden anderen Stabelektroden 5, 6 in beiden Meßräumen
12, 13 ohne Isolationsmantel. Ihre von der Flüssigkeit beaufschlagte wirksame Fühlerlänge ändert
sich mithin analog dem jeweiligen Niveaustand. Hierbei fungiert die Stabelektrode 6 als Meßelektrode, während so
die Stabelektrode 5 als Gegenelektrode für die beiden anderen dient.
Das Vorhandensein der beiden gegeneinander abgegrenzten Meßräume 12, 13 garantiert, daß der
Stromfluß zwischen den jeweiligen Elektrodenpaaren — dies sind einmal die Kompensations-Stabelektrode 4
und die Gegen-Stabelektrode 5 sowie andermal die Meß-Stabelektrode 6 und wiederum die Gegen-Stabelektrode
5 - durch in seitlicher Nachbarschaft der Stabelektroden häufig vorhandene metallische Bauteile,
wie z. B. der Behälterwand, nicht gestört wird. Ferner bleibt der Stromfluß zwischen der Kompensations-Stabelektrode
4 und der Gegen-Stabelektrode 5 von Niveauänderungen der Flüssigkeit innerhalb des
Meßbereiches 2-3 gänzlich unbeeinflußt. Ergänzt durch die Ausbildung der Elektroden 4, 5, 6 als Stäbe
gleichen Durchmessers, führt all dies zu einer innerhalb der Elektrodenpaare 4, 5 und 6, 5 jeweils an beiden
Elektroden eines Paares gleichen Flächenstromdichte. Auch bei Flüssigkeiten besonders hoher elektrischen
Leitfähigkeit ist damit eine präzise Niveaumessung ermöglicht
Bei der Meßanordnung in Fig.4 sind drei parallel
nebeneinander angeordnete Elektroden 23, 24, 25 bis unter einen Mindestpegel 26 in eine Flüssigkeit 27 hoher
elektrischer Leitfähigkeit, z. B. Kesselwasser in Dampfkesseln,
eingetaucht Das tatsächliche Flüssigkeitsniveau 28 liegt zwischen dem Mindestpegel 26 und einem
Höchstpegel 29.
Von den drei Elektroden, die alle von gleicher Umfangsgröße sind, dient die linke als Meßelektrode 23
und die mittlere als Gegenelektrode 24, während die rechte als Kompensationselektrode 25 fungiert Zu
diesem Zweck ist sie oberhalb des Mindestpegels 26 mit einem Isolationsmantel 30 versehen. Unter dem
Mindestpegel 26 ist eine horizontale, von den drei Elektroden 23,24,25 durchdrungene Isolationswand 31
vorgesehen. Darüber hinaus können die drei Elektroden 23, 24, 25 im Bedarfsfall gemeinsam von einem nicht
dargestellten Isolationsrohr umgeben sein, analog zu Fig. 1.
Meßtechnisch bildet jeweils die Meßelektrode 23 mit der Gegenelektrode 24 und die Kompensationselektrode
25 mit der Gegenelektrode 24 ein Elektrodenpaar. Bei dem Elektrodenpaar 25,24 ist die korrespondierende
wirksame Fühlerlänge bei beiden aufgrund des Isolationsmantels 30 und der Isolationswand 31 nach
oben begrenzt und konstant. Hingegen variiert bei dem Elektrodenpaar 23, 24 die wirksame Fühlerlänge in
Abhängigkeit des tatsächlichen Flüssigkeitsniveaus 28.
Die beiden Elektrodenpaare 23, 24 und 25,24 sind je an eine Speisespannungsquelle 32, 33 konstanter
Spannung angeschlossen. Zwischen der Kompensationselektrode 25 und der Gegenelektrode 24 fließt
hierbei ein Strom /*, der lediglich von der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit 27 und dem Polarisationswiderstand
an den Elektroden 25, 24 abhängt, während für den zwischen der Meßelektrode 23 und der
Gegenelektrode 24 fließenden Strom Jm neben der Leitfähigkeit der Flüssigkeit 27 und dem Polarisationswiderstand
εη den Elektroden 23, 24 noch deren sich ändernde Eintauchtiefe bestimmend ist.
Die innerhalb der Elektrodenpaare 23, 24 und 25, 24 jeweils an beiden Elektroden gleichgroße wirksame
Oberfläche führt zu einer gleichen Flächenstromdichte an beiden Elektroden des Paares. Aufgrund der
außerdem konstanten Speisespannungen wird der Polarisationswiderstand an den Elektroden 23,24,25 zu
einer Konstanten, deren Größe lediglich von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit 27 abhängig ist jedoch von
Änderungen des Flüssigkeitsniveaus 28 unbeeinflußt bleibt Bei dem zur Bildung des Meßsignals erfolgenden
Vergleich der mittels geeigneter Einrichtungen 34, 35 gemessenen Ströme Jm und JK in einem Kornparator 36
dividiert sich daher neben dem Leitfähigkeitseinfluß überdies auch der störende Polarisationseinfluß aus dem
Meßsignal heraus, wodurch eine zuverlässige Niveaumessung von besonders hoher Genauigkeit gewährleistet
ist.
1 Sondengehäuse
2 Mindestpegel
3 Höchstpegel
4, 5, 6 Stabelektroden
5 | 27 49 547 | 6 | |
elektrische Leiter | Meßelektrode | ||
7, 8, 9 | Isolationsrohr | 23 | Gegenelektrode |
10 | Isolationsscheibe | 24 | Kompensationselektrode |
11 | Meßräume | 25 | Mindestpegel |
12, 13 | Radialbohrung | 26 | Flüssigkeit |
14 | Befestigungsstift | 5 27 | PlUssigkeitsniveau |
15 | Haltebohrungen | 28 | Höchstpegel |
16 | Sicherungsbügel | 29 | Isolationsmantel |
17 | Druckausgleichsbohrungen | 30 | Isolationswand |
18, 19 | Durchflußbohrung | 31 | Speisespannungsquellen |
20 | Oberfläche | 10 32, 33 | Meßeinrichtungen |
21 | Isolationsmantel | 34, 35 | Komparator |
22 | 36 | ||
Hierzu 2 Biatt Zeichnungen | |||
Claims (6)
1. Sonde zum kontinuierlichen Messen des Niveaustandes elektrisch leitender Flüssigkeiten mit
einem Sondengehäuse, welches eine ständig mit ihrer gesamten Fühlerlänge in die Flüssigkeit
eingetauchte Kompensationselektrode sowie zwei je nach Niveaustand mehr oder weniger weit
eingetauchte Elektroden trägt, von denen die eine als Meßelektrode und die andere als Gegenelektrode
dient, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:
a) die Elektroden bestehen aus drei parallel zueinander angeordneten, sich sämtlich bis '5
unter den zu messenden Mindestpegel {2) der Flüssigkeit erstreckenden Stäben (4,5,6);
b) am Sondengehäuse (1) ist ein die Stabelektroden (4, 5, 6) gemeinsam und in ihrer gesamten
Länge aufnehmendes Isolationsrohr (10) angeordnet, welches unterhalb des Mindestpegels
(2) eine das Rohrinnere in zwei gegeneinander abgegrenzte Meßräume (12,13) trennende, von
den Stabelektroden (4, 5, 6) durchdrungene Isolationsquerwand (11) aufweist;
c) das Isolationsrohr (10) besitzt radiale Durchfluß- und/oder Druckausgleichsbohrungen (18,
19,20) zu den beiden Meßräumen (12,13);
d) die die Kompensationselektrode bildende Sltabelektrode
(4) ist oberhalb der Isolationsquer- so wand (11) von einem Isolationsmantel (22) fest
umgeben.
2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolationsquerwand (11) aus einer tösbar
in das Isolationsrohr (10) eingesetzten Scheibe besteht.
3. Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsscheibe (11) mindestens eine
Radialbohrung (14) aufweist, die von einem Befestigungsstift
(15) durchsetzt ist, welcher endseitig in ·">
radialen Haltebohrungen (16) des Isolatiomrohrs (10) gelagert ist.
4. Sonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Isolationsrohr (10) eine Durchflußbohrung (20) unmittelbar oberhalb der Isolationsquerwand
(11) aufweist
5. Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sondengehäuse (1) zugewandte
Oberfläche (21) der Isolationsquerwand (11) korivex
ausgebildet ist.
6. Sonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß an die beiden Elektrodenpaare (23, 24 und 25, 24) konstante Speisespannungen angelegt
werden, wobei das Verhältnis der an den beiden Elektrodenpaaren (23, 24 und 25, 24) fließenden
Ströme (Jm, Jk) ein Maß für den Niveaustand elektrisch leitender Flüssigkeiten im Behälter bildet.
60
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772749547 DE2749547C2 (de) | 1977-11-05 | 1977-11-05 | Sonde zur kontinuierlichen Niveaumessung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19772749547 DE2749547C2 (de) | 1977-11-05 | 1977-11-05 | Sonde zur kontinuierlichen Niveaumessung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2749547B1 DE2749547B1 (de) | 1979-03-01 |
DE2749547C2 true DE2749547C2 (de) | 1979-10-18 |
Family
ID=6023080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772749547 Expired DE2749547C2 (de) | 1977-11-05 | 1977-11-05 | Sonde zur kontinuierlichen Niveaumessung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2749547C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008054479A1 (de) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | Brita Gmbh | Leitfähigkeitsmessvorrichtung und Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0109762A3 (de) * | 1982-10-19 | 1985-07-24 | Vickers Plc | Einrichtung zur Verwendung in einem Füllkopf |
DE3426832A1 (de) * | 1984-07-20 | 1986-01-23 | W.L. Gore & Co GmbH, 8011 Putzbrunn | Wassermeldevorrichtung, insbesondere fuer oel- und benzintanks |
WO2009118402A1 (en) | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Brita Gmbh | Method for measuring the volume flow of electrically conductive liquids through a vessel |
-
1977
- 1977-11-05 DE DE19772749547 patent/DE2749547C2/de not_active Expired
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DE102008054479A1 (de) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | Brita Gmbh | Leitfähigkeitsmessvorrichtung und Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung |
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DE2749547B1 (de) | 1979-03-01 |
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