DE3824663A1 - Vorrichtung zur stetigen niveaumessung in fluessigkeiten, mittels einer kette von serien- oder parallelgeschalteten, temperaturabhaengigen widerstaenden, die durch einen elektrischen strom beheizt werden - Google Patents

Vorrichtung zur stetigen niveaumessung in fluessigkeiten, mittels einer kette von serien- oder parallelgeschalteten, temperaturabhaengigen widerstaenden, die durch einen elektrischen strom beheizt werden

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Description

Nieveaumessung in Flüssigkeiten gehört zu den häufigsten Meßaufgaben. Als übliche Lösung gelten Schwimmer mit durch die Schwimmerbewegung betätigten Potentiometern, luftgespülten Druckmeßsonden, Ultraschall- Verfahren mit Bestimmung der Flüssigkeitsspiegelhöhe, Wägeverfahren, Verfahren mit Messung der Kapazität eines flüssigkeitsgefüllten Konden­ sators oder mit Messung des Flüssigkeitswiderstandes. Als Grenzwertgeber für Flüssigkeitsstände kennt man auch temperaturabhängige Widerstände. Als Vorteil des hier betrachteten Verfahrens kann gelten, daß die Meßwertgewinnung ohne bewegte Teile, ohne komplizierte Elektronik und ohne größere Verschmutzungsgefahr erfolgt. Dabei wird die Flüssigkeit im Bereich der Widerstandskombination infolge des fließenden Heizstroms nur leicht erwärmt. Der in die Flüssigkeit tauchende Teil der Kaltleiterkette oder der Heißleiterkette hat im wesentlichen die Temperatur (T f ) der Flüssig­ keit und damit einen dieser Temperatur entsprechenden Leitwert G f . Der ausgetauchte Teil der Widerstandskette wird durch den fließenden Heizstrom auf eine Temperatur zwischen 10-30 K oberhalb der Temperatur T f erwärmt.
Somit besteht bei PTC-Verhalten des Widerstandsmaterials der Widerstand (2) der Kaltleiteranordnung aus zwei parallelen Widerständen R f (eingetaucht) und R D (oberhalb des Flüssigkeitsspiegels). Da wegen der üblichen Kalt­ leitercharakteristik Δ R D » Δ R f ist, trägt der Leitwert von Δ R D nur sehr wenig zum Gesamtleitwert bei. In Flüssigkeit ist die Kühlung wesentlich besser und der Leitwert
groß.
Eine Messung des Gesamtleitwertes erfolgt über den Strom durch den Kon­ standwiderstand (4) und ergibt somit einen von der Eintauchtiefe abhän­ gigen Wert, der direkt zur Niveaumessung verwertet werden kann. Die Temperatur von Flüssigkeit und Dampfraum über Flüssigkeitsniveau lassen sich durch Messen dieser Werte rechnerisch eliminieren.
ersetzt man R durch den jeweiligen Leitwert, also
folgt G = (n-x) Δ G f + Δ G D .
n = Gesamtzahl der Teilwiderstände Δ R,
x = Zahl der ausgetauchten Widerstände.
Liegt der Leitwert G (2) in Reihe mit einem Meßwiderstand R o (4) und einer Konstantspannungsquelle U o (3 a), so ist der Spannungsabfall an R (4) proportional zum Strom durch G. Da G eine Funktion der Eintauchtiefe ist, ist auch der Spannungsabfall U Th eine Funktion der Temperatur.
Bei NTC-Verhalten setzt sich der Gesamtwiderstand R aus einer Reihen­ schaltung von Heißleitern (1) zusammen, von denen die eingetauchten Elemente ihren R f -Widerstand behalten und die ausgetauchten Elemente, beheizt durch den elektrischen Strom, ihren Widerstand stark vermindern.
R = (n-x) Δ R f + Δ R D
Wird die gesamte Anordnung aus einer Konstantstromquelle I o (3 b) gespeist, ist die über den Gesamtwiderstand R abfallende Spannung von R und damit von der Eintauchtiefe abhängig.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur stetigen Niveaumessung in Flüssigkeiten, bestehend aus einer Anzahl von temperaturabhängigen Widerständen in einer Serien- oder Parallelschaltung als Kette in die Flüssigkeit hineinhängend, die durch einen elektrischen Strom beheizt, ihren Widerstand ändern, sofern sie sich außer­ halb der Flüssigkeit befinden, ihren Widerstand jedoch nicht wesentlich ändern, sofern sie in die kühlende Flüssigkeit eintauchen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bestehend aus einem in der Masse leitenden Band oder Streifen mit temperaturabhängigem Widerstand, durch einen elek­ trischen Strom beheizt, die, teilweise in eine Flüssigkeit eintauchend, dort ihren Widerstand nicht wesentlich ändert, während der Streifenteil oberhalb des Niveaus der Flüssigkeit entsprechend der durch die Beheizung auftretenden Temperatur den Zahlenwert seines Widerstandes vermindert (NTC) oder vermehrt (PTC).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, durch je einen Widerstand stets unter dem Flüssigkeitsspiegel und einem Widerstand stets über dem Flüssig­ keitsspiegel im Dampfraum mit gleichem Temperaturverhalten wie die Vor­ richtung nach Anspruch 1 oder 2, die beide zusammen zur Kompensation der Temperaturschwankungen der Flüssigkeit und des darüber befindlichen Dampfraumes bei der Auswertung der Widerstandsänderung des Niveaufühlers (Eintauchendes Band oder Streifen) dienen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, bei der nach Maßgabe der Be­ hältertiefe die beiden Leiter mit dem verbindenden kaltleitenden Wider­ ständen durch einfaches Abschneiden und nachfolgendes Isolieren auf die Meßlänge eingestellt werden können.
DE19883824663 1988-07-15 1988-07-15 Vorrichtung zur stetigen niveaumessung in fluessigkeiten, mittels einer kette von serien- oder parallelgeschalteten, temperaturabhaengigen widerstaenden, die durch einen elektrischen strom beheizt werden Ceased DE3824663A1 (de)

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