DE3009549A1

DE3009549A1 - Einrichtung zur anzeige betriebsfremder fuellstandsaenderungen an einem fluessigkeitslagerbehaelter in verbindungmit einem pneumatischen fuellstandsmesser zur kontinuierlichen messung des fuellstandes

Info

Publication number: DE3009549A1
Application number: DE19803009549
Authority: DE
Inventors: Walter 2000 Hamburg Nicolai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1981-09-24
Also published as: GB2055208A; DE3009549C2; US4353245A; GB2055208B; CH651391A5; FR2461927B1; FR2461927A1

Description

BEZEICHNUNG: Einrichtung zur Anzeige betriebs-
fremder Füllstandsänderungen an einem Flüssigkeitslagerbehälter in Verbindung mit einem pneumatischen Füllstandsmesser zur kontinuierlichen Messung des Füllstandes (Zusatz zum Hauptpatent ....
(Anmeldung P 29 28 936.9) und zum ersten Zusatzpatent ....
(Anmeldung P 29 40 42ß.2) Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gegenstand des Hauptpatents ist eine Einrichtung zur Anzeige betriebsfremder, d.h. nicht durch normale Befüllungen oder Entnahmen bzw. Verbrauch verursachter Füllstandsänderungen an einem Flüssigkeitslagerbehälter. Für diese Einrichtung ist wesentlich, daß fortlaufend periodisch die etwaige FEllstandsänderung als Funktion der Zeit während vorbestimmter äquidistanter Zeitabstände, die durch Schaltsignale eines Zeitgebers festgelegt sind, gemessen und eine übermäßig große betriebs fremde Füllstandsänderung als Kriterium eines nicht betriebsmäßigen Lagergutverlustes (wie z.B. durch Diebstahl oder Undichtheiten) bzw. einer nicht betriebsmäßigen Befüllung (wie z.B.
durch Eindringen von Grundwasser) angezeigt wird.
Eine solche Einrichtung kann in Verbindung mit einem Füllstandsmesser beliebiger Art eingesetzt werden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Einrichtung nach dem Hauptpatent ergibt sich durch deren Vereinigung mit einem pneumatischen Füllstandsmesser zur kontinuierlichen Messung des Füllstandes mit einem bis zur Behältersohle oder in deren Nähe reichenden Tauchrohr, an das ein Druckmesser, der zur Feststellung der hydrostatischen Druckhöhe am unteren Ende des Tauchrohrs als Meßgröße des Behälterfüllstandes dient, und eine Luftpumpe angeschlossen sind, die durch periodische Zeitsignale aus einem zweiten Zeitgeber für jeweils eine kurze Zeitspanne eingeschaltet wird und zur Aufrechterhaltung eines Luftdrucks in dem Tauchrohr dient, der mindestens so groß ist wie der hydrostatische Druck der Lagergutflüssigkeit am unteren Ende des Tauchrohrs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugLunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche die Vorteile des Gegenstandes der Hauptanmeldung und des Gegenstandes der ersten Zusatzanmeldung in sich vereinigt und dadurch voll zur Geltung bringt, daß Einflüsse von Druckstößen und -schwankungen innerhalb des Systems auf die Eindeutigkeit und Genauigkeit der Füllstandsänderungsmessungen ausgeschaltet werden.
Solche Druckstöße und -schwankungen werden durch den jeweiligen Kurzbetrieb der Luftpumpe in dem Tauchrohr und dem daran angeschlossenen Drucksystem hervorgerufen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltsignale des ersten und zweiten Zeitgebers zeitlich derart miteinander fest verknüpft sind, daß ihr Zeitabstand mindestens so groß ist, daß jeweils zum Zeitpunkt des zur Einleitung der Messung der Füllstandsänderung dienenden Schaltsignals, die durch den jeweiligen Kurzbetrieb der Luftpumpe in dem Tauchrohr und dem daran angeschlossenen Drucksystem erzeugten Druckstöße und -schwankungen abgeklungen sind.
Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung dieser Lösung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das Blockschema eines Ausführungsbeispiels der Einrichtung nach der Erfindung, Fig. 2, 3 und 4 sind Diagramme zur Veranschaulichung der zeitlichen Folge der Schaltsignale IF für die Füllstandsänderungsmessung und Ip für die Steuerung des Kurzzeitbetriebes der Luftpumpe.
Dem Schaltschema von Fig. 1 liegt eine Einrichtung zur Anzeige betriebs fremder Füllstandsänderungen nach dem Hauptpatent in Verbindung mit einem pneumatischen Füllstandsmesser zur selbsttätigen kontinuierlichen Füllstandsmessung nach dem ersten Zusatzpatent zugrunde.
1 ist der Flüssigkeitslagerbehälter mit dem flüssigen Lagergut 2, dessen Stand überwacht werden soll. 3 ist die Entnahmeleitung mit der Entnahmepumpe 4. 5 ist eine Füllrohrleitung, 6 ein Be- und Entlüftungsstutzen, durch den der Luftraum oberhalb des Lagergutspiegels im Behälter ständig mit der Atmosphäre verbunden ist.
Das Tauchrohr 7, an dessen unterem Ende sich eine Meßtasse 8 (als Bestandteil des Tauchrohrs) befindet, ist in der Deckelwand des Behälters 1 befestigt und reicht bis zur Behältersohle oder bis in deren Nähe. Der Innenraum des Tauchrohrs wird über die Tauchrohrleitung 9 mittels der Luftpumpe 10 in einem engen Soll-Luftdruckbereich gehalten, der betriebsmäßig mindestens so groß ist wie der hydrostatische Druck der Lagergutflüssigkeit am unteren Ende des Tauchrohrs. Der Druck innerhalb des Tauchrohrs wird durch den an die Tauchrohrleitung 9 angeschlossenen Druckmesser 11, beispielsweise ein Manometer, gemessen. Das Meßergebnis wird angezeigt und/oder in eine elektrische Steuergröße umgewandelt. Der Eingang eines analog oder digital wirksamen Momentanwertspeichers 12 wird in dem äquidistanten Zeittakt eines von dem Taktgenerator 18 oder von der Stromnetzfrequenz gesteuerten Zeitgebers 13 für eine bestimmte Anfragezeit, z.B. über 100 Mikrosekunden an den Ausgang des Druckmessers 11 angeschaltet. Dabei erfaßt und speichert der Momentanwertspeicher 12 bei jedem der über ein Impulsverkürzungszeitglied 14 begrenzten bzw. geformten Schaltsignale des gemeinsamen Zeitgebers 13 den zu diesem Zeitpunkt herrschenden Füllstandsmomentanwert zwecks weiterer Auswertung in einer Auswerte- und Alarmsignalstufe 19.
Um die bei betriebsmäßiger Funktion des Füllstandsmessers infolge natürlicher Undichtheiten im Tauchrohr und dem angeschlossenen Rohrleitungssystem auftretenden Druckverluste auszugleichen, so daß kontinuierlich ein hydrostatischer Gleichgewichtszustand vernachlässigbarer Streubreite zwischen Tauchrohrinnendruck und Flüssigkeitsdruck am unteren Ende des Tauchrohrs ansteht, setzt der gemeinsame Zeitgeber 13 mit seinen Schaltsignalen, ebenfalls in äquidistanten Zeitabständen, die Luftpumpe 10 für eine kurze Zeitdauer in Betrieb. Hierzu werden die Schaltsignale aus dem Zeitgeber 13 über ein Verzögerungszeitglied 15, das den jeweiligen Anfang der Pumpenlaufzeit bestimmt, und über ein Signalverkürzungszeitglied 16, das die Dauer der Pumpenlaufzeit bestimmt, sowie über ein Steuer- und Antriebsteil 17 geleitet, das die Pumpe während ihrer Laufzeit mit Antriebsenergie versorgt.
Das Verzögerungszeitglied und das Signalverkürzungszeitglied können z.B. durch je einen monostabilen Multivibrator gebildet sein. Die Impulsbreite des Schaltsignals wird vorteilhaft so bemessen, daß sie den maximal zu erwartenden bzw. zulässigen natürlichen Undichtheiten sowie der mittleren Förderleistung der Luftpumpe, bezogen auf die unterschiedlichen Füllstände, entspricht.
Durch die Anordnung des Verzögerungszeitgliedes 15 zwischen dem Steuer- und Antriebsteil 17 und dem Zeitgeber 13 (oder zwischen dem Signalverkürzungszeitglied 16 und dem Zeitgeber 13) wird erreicht, daß die Luftpumpe 10 in jedem Falle erst nach Ablauf des Füllstandabfragevorgangs im Momentanwertspeicher 12 kurzzeitig in Betrieb gesetzt wird. Die Druckstöße und Druckschwankungen während und kurz nach dem Pumpbetrieb können sich daher nicht störend über die Verbindungsrohrleitungen auf den Druckmesser 11 und damit auf die Füllstandsinformation während des Füllstandabfragevorgangs auswirken.
In den Fig. 2, 3 und 4 sind drei Beispiele für die zeitliche Verknüpfung der Schaltsignale IF, mit denen die vorbestimmten äquidistanten Zeitabstände für die Messung der Füllstandsänderung bestimmt werden, mit den Schaltsignalen Ip veranschaulicht, mit denen, gleichfalls in äquidistanten Zeitabständen, die Luftpumpe jeweils für eine kurze Zeit in Betrieb gesetzt wird. Wie die drei Beispiele zeigen, kann die Schalthäufigkeit der zeitlich miteinander verknüpften Schaltsignale beider Arten in einem geraden oder ungeraden Teilerverhältnis unterschiedlich sein. In jedem Falle ist aber dafür gesorgt, daß die Schaltsignale IF, wie die Diagramme zeigen, jeweils erst nach einer größeren Pause zeitlich hinter den Schaltsignalen Ip auftreten, so daß jeweils im Zeitpunkt des zur Einleitung der Messung der Füllstandsänderung dienenden Schaltsignals die durch den jeweiligen Kurzbetrieb der Luftpumpe in dem Tauchrohr und dem daran angeschlossenen Druck system erzeugten Druckstöße und -schwankungen abgeklungen sind.
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Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur Anzeige betriebs fremder Füllstandsänderungen an einem Flüssigkeitslagerbehälter, bei der fortlaufend periodisch die etwaige Füllstandsänderung als Funktion der Zeit während vorbestimmter äquidistanter Zeitabstände, die durch Schaltsignale eines ersten Zeitgebers festgelegt sind, gemessen und eine übermäßig große betriebs fremde Füllstandsänderung als Kriterium eines nicht betriebsmäßigen Lagergutverlustes (wie z.B. durch Diebstahl oder Undichtheiten) bzw. einer nicht betriebsmäßigen Befüllung (wie z.B. durch Eindringen von Grundwasser) angezeigt wird, in Verbindung mit einem pneumatischen Füllstandsmesser zur kontinuierlichen Messung des Füllstandes mit einem bis zur Behältersohle oder in deren Nähe reichenden Tauchrohr, an das ein Druckmesser, der zur Feststellung der hydrostatischen Druckhöhe am unteren Ende des Tauchrohrs als Meßgröße des Behälterfüllstandes dient, und eine Luftpumpe angeschlossen sind, die durch periodische Zeitsignale aus einem zweiten Zeitgeber für jeweils eine kurze Zeitspanne eingeschaltet wird und zur Aufrechterhaltung eines Luftdruckes in dem Tauchrohr dient, der mindestens so groß ist wie der hydrostatische Druck der Lagergutflüssigkeit am unteren Ende des Tauchrohrs, nach dem Hauptpatent (Anmeldung P 29 28 936.9) und dem ersten Zusatzpatent .... (Anmeldung P 29 40 42ß.2), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsignale des ersten und zweiten Zeitgebers zeitlich derart miteinander fest verknüpft sind, daß ihr Zeitabstand mindestens so groß ist, daß jeweils zum Zeitpunkt des zur Einleitung der Messung der Füllstandsänderung dienenden Schaltsignals die durch den jeweiligen Kurzbetrieb der Luftpumpe in dem Tauchrohr und dem daran angeschlossenen Drucksystem erzeugten Druckstöße und -schwankungen abgeklungen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthäufigkeit der zeitlich fest miteinander verknüpften Schaltsignale der beiden Zeitgeber in einem geraden oder ungeraden Teilerverhältnis unterschiedlich ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Zeitgeber zu einer einzigen, von einem Taktgenerator (18) oder von der Netzfrequenz gesteuerten Vorrichtung, insbesondere einem elektronischen Zähler (13) vereinigt sind, deren Ausgangssignale über nachgeschaltete Zeitglieder (14; 16, 15) zur Verkürzung (14, 16) und/oder Verzögerung (15) der Signale sowohl zur Bildung des Schaltsignals für die Messung der Füllstandsänderung als auch zur Bildung des Schaltsignals für die Steuerung des Kurzzeitbetriebs der Luftpumpe dienen.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrstufiger Binärzähler mit mehreren zur Herstellung des Teilerverhältnisses dienenden Ausgängen als orrichtung, welche den ersten und zweiten Zeitgeber vereinigt, vorgesehen ist.