DE4013746A1 - Fluessigkeitsdetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich darauf, Flüssigkeitsniveaus in Erdlöchern, wie z. B. Bohrlöchern, festzustellen. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls darauf, den Typ der festgestellten Flüssigkeit zu identifizieren.

Die Untersuchungen, mit denen die Erfindung verbunden ist, schließen das Herablassen einer Sonde in ein Loch ein. Die Sonde enthält Sensoren, die die getroffenen Fluide entdecken und identifizieren.

Es ist bekennt, daß der Unterschied zwischen Luft und Flüssigkeit durch einen optischen Sensor festgestellt werden kann. Man läßt einen Lichtstrahl durch eine Grenzfläche zwischen dem Fluidum und einem transparenten Material wie Glas scheinen. Wenn das Fluidum Luft ist, wird der Lichtstrahl auf eine Art gebrochen; wenn das Fluidum Wasser oder eine andere Flüssigkeit ist, wie z. B. Gasolin, wird der Lichtstrahl auf eine andere Art gebrochen. Ein Lichtsensor, wie z. B. ein Fototransistor, wird dazu benutzt, die verschiedenen Brechungsarten zu signalisieren, und so anzugeben, auf welchem Niveau die Flüssigkeit getroffen wurde.

Der optische Sensor bestimmt jedoch den Typ der Flüssigkeit nicht. Obwohl Wasser und Gasolin beide Brechnungsindizes haben, die sich wesentlich von denen der Luft unterscheiden, unterscheiden sie sich untereinander nicht mehr. Es ist unpraktisch, Brechung als Mittel zur Unterscheidung von Wasser und Gasolin zu benutzen. (Obwohl Gasolin als eine gewöhnliche Verunreinigung im Grundwasser angetroffen wird, ist die Technik ebenso auf andere Kohlenwasserstoffverunreinigungen anwendbar: Der allgemeine Ausdruck "Öl" wird nachfolgend verwandt.)

Es ist bekannt, daß der Unterschied zwischen Öl und Wasser durch Messen der elektischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit festgestellt werden kann. Der spezifische Widerstand von Öl ist sehr hoch:
Tatsächlich ist Öl unter praktischen Bedingungen auf der Basis seines spezifischen Widerstandes nicht von Luft zu unterscheiden. Andererseits ist der spezifische Widerstand von Wasser vergleichsweise niedrig.

Die in das Loch hinunterzulassende Sonde enthält deswegen einen optischen Sensor und einen Leitfähigkeitssensor. Der optische Sensor enthält einen Lichtemitter (LED), der gewöhnlich anbleibt, solange sich die Sonde unten im Loch befindet, und einen Lichtsensor, der feststellt, ob der Lichtstrahl der Lichtquelle gebrochen wurde oder nicht. Der Leitfähigkeitsensor enthält ein Elektrodenpaar, das in die Flüssigkeit eingetaucht wird, und der spezifische Widerstand der Flüssigkeit wird gemessen, indem man Strom zwischen den beiden Elektroden fließen läßt.

Die Sonde ist an einem Aufhängungsband befestigt, an dem die Sonde in das Loch hinuntergelassen wird. Das Band ist mit einer Skala versehen, um die Tiefe anzuzeigen, in die die Sonde herabgelassen wurde. Es ist vorteilhaft, wenn das Band auch die für die Arbeit der Sensoren notwendigen elektrischen Leiter enthält und man keine separaten losen Leiter hat. Bisher mußten mindestens drei elektrische Leiter vorgesehen werden, die zwischen der Sonde und der Oberfläche verliefen, damit die Sensoren arbeiten konnten.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, die nur zwei elektrische Leiter benutzt und die dennoch auf verläßlichen Betrieb der zwei Sensoren ausgelegt ist.

Die Erfindung sieht ein Mittel zur Sicherung dafür vor, daß der durch einen der zwei Sensoren geleitete elektrische Strom wesentlich größer ist als der durch den anderen der zwei Sensoren geleitete elektrische Strom. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß ein Widerstand mit dem einen, nicht aber mit dem anderen der Sensoren in Serie geschaltet wird.

Die Erfindung sieht vorzugsweise vor, daß eine Batterie auf dem Aufbau der in das Loch hinunterzulassenden Sonde angebracht ist und mit diesem nach unten gebracht wird. Die Sensoren sind parallel zueinander angebracht: Beide werden von einer Seite der Batterie versorgt, und beide sind mit dem ersten der ins Loch führenden Leiter verbunden. Der andere der ins Loch führenden Leiter ist mit der anderen Seite der Batterie verbunden. An der Oberfläche ist ein Mittel zum Messen der Spannung zwischen den beiden Leitern vorgesehen.

Wenn also eine niedrige oder keine Spannung zwischen den zwei Leitern anliegt, zeigt das an, daß beide Sensoren aus sind. Wenn eine hohe Spannung anliegt, zeigt dies an, daß der Sensor ohne den Widerstand an ist. Wenn eine mittlere Spannung festgestellt wird, bedeutet das, daß der Sensor mit dem Widerstand an ist.

Die Spannung zwischen den zwei ins Loch führenden Leitern wird an der Oberfläche gemessen, um zu bestimmen, ob die Spannung niedrig, mittel oder hoch ist; und das Ergebnis dieser Bestimmung wird benutzt, um anzuzeigen, ob sich die Sonde in Luft, Öl oder Wasser befindet.

Eine Zahl anderer Errungenschaften des von der Erfindung gelösten Problemes sollte beachtet werden, z.B. der Gebrauch von nur zwei Drähten zur Übermittlung der Zustände der zwei unabhängigen Sensoren.

Bei der Erfindung wird vorzugsweise ein Widerstand in Serie mit einem der beiden Sensoren geschaltet; das Vorhandensein dieses Widerstandes kann an der Oberfläche festgestellt werden, wodurch an der Oberfläche ermittelt werden kann, welcher der beiden Sensoren an oder aus ist. So kann der Widerstand als ein Unterscheidungsmittel zwischen den zwei Sensoren genutzt werden.

Andere Möglichkeiten für Unterscheidungsmittel zwischen den zwei Sensoren können betrachtet werden. Z.B. können Frequenzen als ein Mittel erwogen werden, so daß der Zustand des optischen Sensors durch Empfangen einer ersten Frequenz und der Zustand des Leitfähigkeitssensors durch Empfangen einer zweiten Frequenz bestimmt werden könnten. Das Benutzen von Frequenzen hat jedoch auch Nachteile:
Häufig sind niedrige Frequenzen in der Erde vorhanden und könnten zufällig empfangen werden; und Entstörung der Drähte wäre nötig, wenn hohe Frequenzen benutzt würden. Abgesehen davon sind recht wesentliche störende Felder vorhanden, die auf die zum Erkennen der Frequenzunterschiede eingesetzten Kondensatoren einwirken und möglicherweise Meßungenauigkeiten auslösen könnten. Es wurde bei der Erfindung beachtet, daß der Gebrauch des Transistors erlaubt, Gleichstrom zu benutzen, und deswegen können störende Felder ignoriert werden.

Es ist wichtig, daß die Sensoren nicht zu empfindlich (und natürlich empfindlich genug) sind. Es wurde gefunden, daß das erforderliche Maß an Empfindlichkeit leicht zu erreichen ist, wenn die Empfindlichkeit wie beschrieben auf Gleichstromspannungspegeln basiert.

Bei der Erfindung wurde die in das Loch herabzulassende Sonde vorzugsweise selbst mit einer Batterie versehen. Die Tatsache, daß die Sonde die Batterie beinhaltet (verglichen mit der Situation, daß die Sonde keine Batterie beinhaltet und Strom für die Sonde von der Oberfläche geliefert werden muß), bedeutet, daß die Sonde mit aktiven oder angetriebenen Bauteilen versehen werden kann. Wenn nur passive Bauteile benutzt werden könnten, ist zu beachten, daß es in der Praxis sehr schwierig wäre, die Zustände der Sensoren von der Oberfläche mit dem geforderten Maß an Genauigkeit zu überwachen.

Die Erfindung sieht vorzugsweise einen Widerstand in Serie mit einem der zwei Sensoren und eine Batterie in der in das Loch herabzulassende Sonde vor. Als Ergebnis erfordert die Erfindung in den zwei Drähten nur das Vorhandensein von Gleichstromspannungspegeln als Signale. So können die Bauteile in der Sonde selbst aktiv, d.h. angetrieben, sein, und es ist dennoch nicht nötig, daß Strom durch die Drähte hinunter transportiert wird. Es werden nur Signale in Form von Gleichstromspannungspegeln zwischen der Sonde und der Oberfläche übertragen und kein Strom.

Es sollte bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung beachtet werden, daß die zwei Drähte, die von der Oberfläche zur Sonde führen, mit der unten in dem Loch befindlichen Batterie als Bauteile eines ersten kompletten Stromkreises mit beinhaltet sind. Der Stromkreis an der Oberfläche, der zum Messen der Signalspannung benutzt wird und der natürlich seine eigene Stromversorgung beinhaltet, ist ein zweiter separater kompletter Stromkreis. Durch Erden der zwei kompletten Stromkreise zusammen an einer geeigneten Stelle an der Oberfläche (wie sogleich beschrieben werden wird), braucht die Signalspannung an der Oberfläche nur einfach als eine Spannungsdifferenz und nicht als ein absoluter Wert abgetastet zu werden.

Der Grund, warum das Aufhängungsband mit nur zwei Leitern bevorzugt wurde, liegt in der Einfachheit seiner Konstruktion. Das Zwei-Leiter-Band besteht einfach aus einem Spritzguß aus Kunstharz, in dem die Leiter in Wülsten entlang der Bandränder verlaufen, wobei die Entfernungsskala auf den mittleren Leistenteil des Bandes aufgedruckt ist. Bänder, die drei oder mehr elektrische Leiter enthalten, sind verständlicherweise in der Herstellung teurer als Zwei-Leiter-Bänder; sie sind in ihrer Beanspruchung wegen der Gefahr, einen durch Beschädigung hervorgerufenen Kurzschluß auszulösen, weniger verläßlich; und sie sind größer und weniger flexibel, was das Aufwickeln und Verstauen des Bandes betrifft, wenn es nicht in Gebrauch ist.

Das Vorhandensein der Batterie in der Sonde ist etwas nachteilhaft, weil die Batterie in bestimmten Zeitabständen ersetzt werden muß. Ebenso ist die Batterie ein relativ großer Gegenstand, und eine Sonde, die eine Batterie enthält, kann nicht sehr schmal sein. Jedoch ist der Detektor hauptsächlich zum Gebrauch in Bohrlöchern vorgesehen, die im allgemeinen mindestens einen Durchmesser von 30 mm haben, und die anderen Nachteile sind weniger wichtig.

Bei der weiteren Erklärung der Erfindung wird nun eine beispielhafte Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben:

Abb. 1 ist ein horizontaler Querschnitt einer in ein Loch hinunterzulassenden Sonde, wobei die Sonde ein Bestandteil des Detektors ist, der die vorliegende Erfindung verkörpert;

Abb. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 gemäß Abb. 1;

Abb. 2A ist ein Querschnitt eines Teils der Sonde senkrecht zur Linie 2-2 gemäß Abb. 1;

Abb. 3 ist eine bildhafte Ansicht der Sonde;

Abb. 4 ist ein Plan des Stromkreises, der ebenso Bestandteil des Detektors ist;

Abb. 5 ist eine Teilabbildung des Schaltplans gemäß Abb. 4.

Der in den begleitenden Zeichnungen gezeigte und unten beschriebene Detektor ist ein Beispiel für einen Detektor, der die Erfindung verkörpert. Es sollte beachtet werden, daß der Nutzungsbereich der Erfindung durch die begleitenden Anforderungen definiert wird und nicht notwendigerweise durch die spezifischen Merkmale dieser beispielhaften Ausführung.

Die Sonde 20 beinhaltet einen unteren Körper 23, einen oberen Körper 25 und eine Ummantelung 27. Der obere und der untere Körper 23, 25 sind aus Telrin (TN) oder einem anderen unempfindlichen Kunstharz gefertigt; die Ummantelung 27 ist aus einem Metall wie rostfreiem Stahl hergestellt.

Der obere Körper 25 ist mit einem Gewindeloch 29 versehen, in das ein Adapter 30 geschraubt ist. Der Adapter 30 enthält einen Behälter für den Einbau eines Maß- und Aufhängungsbandes 32. Das Band 32 beinhaltet ein aus Kunstharz gefertigtes Kernstück 34, das mit einer Skala markiert ist und Seitenteile, die dicker als das Kernstück 34 sind und in sich eingebettet elektrische Leiter 36 enthalten.

Das Band 32 ist die einzige Verbindung mit der Oberfläche, wenn sich die Sonde 20 im Loch befindet, und das Band 32 ist so für drei Funktionen verantwortlich, nämlich: Tragen des Gewichts der Sonde; Anzeigen der Tiefe, in der sich die Sonde befindet; und Leiten der elektrischen Signale von der Sonde.

Die Sonde 20 beinhaltet zwei Sensoren, einen Leitfähigkeitssensor 38 und einen optischen Sensor 39. Der optische Sensor 39 enthält eine lichtemittierende Diode 40 und einen Fototransistor 43. Diese Bauteile sind an den Enden einer im unteren Körper 23 geformten horizontalen Durchgangsbohrung 45 angebracht. ln dem unteren Körper 23 ist ebenso eine mittige Bohrung vorgesehen, in die eine aus Glas gefertigte Röhre 47 eingefügt ist. Die Durchgangsbohrung 45 ist in Bezug auf die Achse der Röhre 47 versetzt, d. h. die Achse der Durchgangsbohrung 45 liegt auf einer Sehne der Röhre 47, wie in Abb. 1 zu sehen.

Bei der Betätigung das optischen Sensors 39 sendet die LED 40 einen Lichtstrahl aus, der durch die Wand der Glasröhre 47, quer durch den Raum 49 im Inneren der Röhre 47 und zurück durch die Wand der Röhre 47 in den Fototransistor 43 fällt. Wenn sich im Raum 49 eine Flüssigkeit befindet, wird der Lichtstrahl von dem Fototransistor 43 weggebrochen. So verhindert das Vorhandensein einer Flüssigkeit - jeder Flüssigkeit - im Raum 49, daß der Lichtstrahl den Fototransistor 43 erreicht.

Der Ausdruck "Licht" in Verbindung mit dem optischen Sensor 39 sollte derart ausgelegt werden, daß er zusätzlich zu den sichtbaren Lichtstrahlen auch solche Strahlen wie lnfrarotstrahlen beinhaltet. lnfrarot wird in vielen Anwendungen bevorzugt.

Der Aufbau des optischen Sensors 39 erfordert vorsichtige Aufmerksamkeit. ln genau der gezeigten Sonde 20 beträgt der Außendurchmesser der Glasröhre 47 15,5 mm. Die Entfernung 50 von der Mitte zu der Achse der Durchgangsbohrung 45 beträgt 4,57 mm. Wenn der Konstrukteur die Entfernung 50 zu groß einrichtet, wird der Lichtstrahl innerhalb der Glasröhre 47 reflektiert; wenn er die Entfernung 50 zu klein einrichtet, wird der Brechungswinkel zu klein, und Licht könnte den Fototransistor 43 erreichen, auch wenn Flüssigkeit im Raum 49 vorhanden ist.

Ebenso darf die Stärke der LED 40 nicht zu groß sein: Licht von der LED wird beim Vorhandensein einer Flüssigkeit etwas gestreut, und wenn der Lichtstrahl kräftig wäre, könnte der Fototransistor durch ausgebreitete Streuung angeregt werden. Es ist möglich, die Lichtmenge, die in den Raum 49 fällt, durch Verkleinerung des Durchmessers der Durchgangsbohrung 45 zu verringern. Es wurde gefunden, daß bei einem Durchmesser von 1,27 mm Ergebnisse erzielt werden, die frei von Ergebnissen durch Streuung bei einer vergleichsweise starken lnfrarot-LED 40 sind.

Die obigen Dimensionen sollten nicht als Begrenzung des Nutzungsbereiches der Erfindung verstanden werden: Sie sind allein als Beispiele gedacht, die, wie gefunden, befriedigende Ergebnisse liefern.

Gute Ergebnisse wurden ebenfalls mit einer Glas-Röhre 47 mit 15,88 mm Durchmesser erreicht, wenn die Abweichung 50 auf 6,92 mm eingerichtet wurde. Es wurde festgestellt, daß für eine vergleichsweise schwache Infrarot-LED 40 ein Durchgangsbohrungs-Durchmesser von 1,78 mm gute Freiheit von Problemen mit der Streuungsaktivierung liefert.

Es ist ebenso wichtig, daß die LED 40 und der Fototransistor 43 vorsichtig und genau in die Durchgangsbohrung 45 gesetzt werden. Besondere Kammern sind an den Enden der Durchgangsbohrung 45 vorgesehen, um die optischen Bauteile 40, 43 aufzunehmen. Die optischen Bauteile werden in der richtigen Lage mit einer Vergußmasse verkittet, sobald sie korrekt in die Kammern eingebaut sind. Es sollte beachtet werden, daß die einmal eingesetzten Bauteile nicht mehr bewegt werden sollten. Der optische Sensor 39 ist deshalb sehr unempfindlich, was seine Fähigkeit betrifft, seine Empfindlichkeit und Genauigkeit sogar dann zu behalten, wenn die Sonde 20 Stößen oder anderem Mißbrauch ausgesetzt ist.

Die elektrischen Leiter 36 von den optischen Bauteilen 40, 43 sind entlang angemessener, im unteren Körper 23 geformter Rillen oder Aushöhlungen (nicht gezeigt) und in die Kammer 52 gelegt.

Die Glas-Röhre 47 ist an ihrem Platz im unteren Körper 23 durch eine aufgeschraubte Endkappe 54 aus Kunstharz geschützt. Dichtungen 56 halten die Flüssigkeit im Raum 49 davon ab, in den Bereich des Außendurchmessers der Röhre 47 einzudringen, an dem die optischen Bauteile operieren.

Wenn die Sonde 20 in ein Bodenloch herabgelassen wurde, und eine Flüssigkeit getroffen wurde, kann die Flüssigkeit nach dem Eintreten in den Raum 49 durch die Austrittsöffnungen 58 ausströmen.

Der optische Sensor 39 bestimmt die Art der Flüssigkeit im Raum 49 nicht. Ob die Flüssigkeit Wasser oder z.B. Gasolin ist, wird durch den Leitfähigkeitssensor 38 angezeigt, der jetzt beschrieben wird.

Die Ummantelung 27 ist aus Metall und formt eine Elektrode des Leitfähigkeitssensors 38. Die andere Elektrode besteht aus einem Metallstab 59, der in die Endkappe 54 aus Kunstharz eingekittet ist.

Das flüssigkeitsberührende Ende der Stabelektrode 59 ragt unterhalb des Sensors ein wenig heraus und liegt deutlich unter der Ummantelung 27. Wenn die Sonde 20 in ein Bodenloch gesenkt wird, ist die Stabelektrode 59 in jede Flüssigkeit, die getroffen wird, vollständig eingetaucht, deutlich bevor die Ummantelung 27 die Flüssigkeit berührt.

Der Leitfähigkeitssensor 38 arbeitet natürlich nur, wenn beide Elektroden in die Flüssigkeit eingetaucht sind: Zuerst wird die Stabelektrode 59 vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht, woraufhin die Ummantelung 27 als eine vergleichsweise sehr große Elektrode, welche die Flüssigkeit in einem großen Bereich auf einmal berührt, angeordnet wird.

Hierdurch kann der Leitfähigkeitssensor 38 sehr genau und zuverlässig in den gelieferten Signalen sein. Es ist ratsam, daß in einer Sonde 20 der beschriebenen Art, in der sich die beiden Sensoren zur Betriebsfähigkeit ergänzen, die Sensoren ungefähr die gleiche Charakteristik in bezug auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit haben.

ln die Kammer 52 des oberen Körpers 25 ist eine Batterie 60 eingeschlossen, und eine Schaltkreisplatine 63, die verschiedene elektronische Bauteile enthält, ist ebenso vorgesehen. Die Batterie 60 und die Platine 63 können durch Formen des oberen Körpers 25 in eine komplementäre Größe und Gestalt an ihrem Platz gehalten werden.

Zum Batteriewechsel kann die Ummantelung 27 von dem oberen Körper 25 separiert werden. Dies wird durch Entfernen der Schraube 65 durchgeführt. Es sollte auch beachtet werden, daß die Ummantelung 27 an den unteren Körper 23 durch ebensolche Schrauben gesichert ist.

Es ist ratsam, an der Sonde 20 einen Schalter vorzusehen, um die Batterie 60 auszuschalten, wenn die Sonde 20 nicht in Gebrauch ist. Wie gezeigt, enthält ein solcher Schalter einen Readschalter 67. Der Readschalter 67 ist derart, daß er durch Plazieren eines Magnetes 68 nahe am Readschalter 67 aktiviert werden kann. Ein solcher Magnet 68 ist in einem drehbaren Ring 69 angebracht.

Der drehbare Ring 69 ist eine lose Fassung an dem oberen Körper 25. Der drehbare Ring 69 hält zwischen einem im Material des oberen Körpers 25 geformten Vorsprung und einem festen Ring 70, der eine enge Fassung auf dem oberen Körper 25 ist, und auch an diesem angestiftet ist. Der feste Ring 70 schließt mit dem oberen Körper 25 bündig ab, um eine angenehme äußere Erscheinung zu erzeugen.

Vor dem Gebrauch der Sonde 20 wird der drehbare Ring 69 so weit gedreht, bis der Magnet 68 über dem Readschalter 67 liegt und den Schalter betätigt. Der drehbare Ring 69 wird während des Einsatzes der Sonde 20 in dieser Position belassen. Nach dem Gebrauch wird der drehbare Ring 69 so weit gedreht, bis der Magnet 68 von dem Readschalter 67 entfernt ist. Grundmarkierungen oder -arretierungen können vorgesehen werden, um die richtige Positionierung des drehbaren Ringes 69 zu unterstützen.

Der Behälter, in dem die Sonde 20 bei Nichtbenutzung aufbewahrt wird, kann mit einem Sensor ausgerüstet werden, der überprüft, ob der Readschalter 67 ausgeschaltet wurde, und eine angemessene Warnung ausgibt, falls dies nicht zutrifft.

Der Stromkreis des Detektors ist in der Abb. 4 gezeigt. Wenn sich die Sonde 20 in Luft befindet, fällt der Lichtstrahl von der LED 40 auf den Fototransistor 43, und der optische Sensor 39 befindet sich daher in dem AN-Zustand. ln Luft besteht keine Verbindung zwischen den beiden Elektroden des Leitfähigkeitssensors 38, der daher AUS ist.

ln jeder Flüssigkeit, d.h. "nicht-Luft", geht der optische Sensor 39 AUS. In Wasser geht der Leitfähigkeitssensor 38 AN. In Gasolin oder anderen Kohlenwasserstoffverunreinigungen mit hohem Widerstand (Öl) geht der Leitfähigkeitssensor 38 AUS.

Die elektronischen Bauteile sind in Gruppen angeordnet. Die Gruppe 74 beinhaltet die Bauteile in der Sonde 20 selbst, während die Bauteile in Gruppe 75 die sind, die über der Erde bleiben. Elektrische Leiter 36 verbinden die beiden.

Weil bei der Erfindung nur zwei elektrische Leiter 36 verfügbar sind, um den Zustand der beiden Sensoren 38, 39 zur Erdoberfläche zu übermitteln, sind Mittel zur Unterscheidung der beiden Sensoren, wie nachfolgend beschrieben, vorgesehen.

In der beschriebenen Ausführung ist ein Widerstand R1 in Serie mit einem Schalttransistor 73 vorgesehen, der in dem Leitfähigkeitssensor 38 aktiviert wird. Kein solcher Widerstand ist bei dem Schalttransistor 78 des optischen Sensors 39 vorgesehen. So mag das entdeckte Vorhandensein einer hohen Spannung an der Öberfläche als lndikator dienen, daß der optische Sensor 39 ohne den Widerstand R1 AN ist. Wenn an der Erdoberfläche keine Spannung (oder fast keine Spannung) entdeckt wird, bedeutet das, daß beide Sensoren AUS sind. Wenn an der Erdoberfläche eine mittlere Spannung entdeckt wird, deutet dies darauf hin, daß der Leitfähigkeitssensor 38 mit dem Widerstand R1 in Serie AN ist und der optische Sensor 39 ohne den Widerstand R1 AUS ist.

Es ist bei einer Kombination zweier Sensoren, von denen jeder einen AN- und AUS-Status hat, möglich, vier Signale zu senden, nämlich AN/AN, AN/AUS, AUS/AN und AUS/AUS. Bei der Anordnung des vorliegenden Stromkreises ist es nicht möglich, zu entdecken, ob es der Leitfähigkeitssensor 38 mit dem Widerstand R1 an oder aus ist, wenn der optische Sensor 39 ohne den Widerstand R1 an ist. So können bei dieser Anordnung nur drei Zustände signalisiert werden: Aber es werden auch nur drei gebraucht, um die drei Fluide, entweder Luft, Öl oder Wasser, anzuzeigen.

Die Anordnung der verschiedenen Widerstände und Widerstandswerte, die zu dem Vergleichswiderstand an der Erdoberfläche führen, ist in Abb. 5 gezeigt.

Die Natur der elektrischen Leiter 36 ist derart, daß ihr Widerstandswert auf 3 Ohm pro Meter geschätzt werden kann. Die elektrischen Leiter 36 formen einen Teil des Aufhängungsbandes 32 und sind ständig an der Sonde 20 befestigt. Sonden 20 müssen mit verschiedenen Bandlängen verkauft werden. Der praktische Bereich könnte von einer Länge von ungefähr 30 m bis zu einer Länge von 500 m reichen.

Den Schalttransistor 73 des Leitfähigkeitssensors 38 und dem entsprechenden Schalttransistor 78 des optischen Sensors 39 mögen zum Zweck der lllustration Widerstandswerte, sofern aufgeführt, von 0 zugeteilt werden.

Der Widerstand R1 in Serie mit dem Schalttransistor 73 des Leitfähigkeitssensors 38 hat in dem Beispiel einen Wert von 4,7 Kiloohm. Der Vergleichswiderstand 76 hat einen Wert von 1 Kiloohm.

Das folgende mag anhand von Abb. 5 verstanden werden:

• - Wenn der optische Sensor 39 AN und der Leitfähigkeitssensor 38 AUS sind (der in-Luft-Zustand), sind die einzigen Widerstände, abgesehen von dem Vergleichswiderstand 76, die der elektrischen Leiter 36. Dadurch wird die an der Oberfläche gemessene Spannung Vin hoch sein, wenn sich die Sonde 20 in Luft befindet.
• - Wenn der optische Sensor 39 AUS und der Leitfähigkeitssensor 38 AN sind (der in-Wasser-Zustand), ist der Widerstand R1 jetzt in den Stromkreis einbegriffen. Die Spannung Vin fällt deshalb auf einen mittleren Wert, wenn sich die Sonde 20 in Wasser befindet.
• - Wenn beide Sensoren AUS sind (der in-Öl-Zustand), wird der Widerstand sehr groß und die Spannung Vin sehr niedrig oder praktisch Null sein.

Mit diesen typischen praktischen Bauteilwerten wie beschrieben und einer neuen Batterie 60 würden die Spannungswerte Vin, die tatsächlich gemessen wurden, in dem Bereich von: Hoch (Luft) 7,4 Volt; mittel (Wasser) 1,8 Volt; niedrig (Öl) 0,04 Volt liegen.

Es mag beachtet werden, daß der Spannungspegel relativ zu der Batterie 60 nicht wichtig ist; Vin ist einfach die Spannungsdifferenz über dem Vergleichswiderstand 76 ohne Rücksicht darauf, wie die Spannungspegel in bezug zu der Batterie 60 in der Sonde sind. Die Tatsache, daß die Batterie 60 in der Sonde 20 vorhanden ist und daß einer der elektrischen Leiter 36 mit dem Erdpotential der Oberflächengruppe 75 der Bauteile verbunden ist, bedeutet, daß die Spannung, die an dem Vergleichswiderstand 76 festgestellt wird, nichts anderes ist, als die Differenz zwischen zwei Spannungspegeln. Das eine Ende des Vergleichswiderstandes 76 ist an denselben Boden geerdet wie die Oberflächengruppe 75 der Bauteile:
So muß das Erdpotential der Oberflächenbauteile nicht das gleiche sein wie das Erdpotential der Bauteilgruppe 75 im Loch.

Dies ist ein Vorteil, der dadurch entsteht, daß die Batterie 60 mit in der Sonde 20 vorgesehen ist. Die elektrischen Leiter 36 haben einen Widerstandswert von ungefähr 3 Ohm pro Meter, und dies kann nicht vermieden werden: Wenn der Strom vollständig von der Oberfläche kommen müßte, würde das notwendige Anpassen des Spannungsabfalls in den elektrischen Leitern 36 bei der Konstruktion des ganzen Detektors dominieren.

Das Vorhandensein der verschiedenen Spannungen Vin wird in der folgenden Weise festgestellt und zum Betätigen von Warnlichtern (oder Alarmen) benutzt.

Zwei Operationsverstärker 79, 80 sind zu dem Zweck vorgesehen, zu erkennen, welcher der drei Spannungspegel, hoch, mittel oder niedrig, als Spannung Vin über dem Vergleichswiderstand 76 vorhanden ist.

In genau dem gezeigten Beispiel ist eine Vergleichsspannung von 0,66 Volt an den Vergleichseingangsstecker 82 des unteren Operationsverstärkers 80 angelegt, und an den Vergleichseingangsstecker 83 des oberen Operationsverstärkers 79 ist eine Vergleichsspannung von ungefähr 3 Volt angelegt (diese Spannung ist justierbar, wie beschrieben werden wird). Diese Spannungen repräsentieren die jeweiligen Schwellenwerteinstellungen der beiden Operationsverstärker 79, 80.

So sind beide Operationsverstärker 79, 80 aktiviert, wenn die Spannung Vin hoch, d.h. größer als 3 Volt ist (wie sie ist, wenn sich die Sonde 20 in Luft befindet). Wenn die Spannung Vin mittel, d.h. zwischen 3 Volt und 0,66 Volt ist (wie sie ist, wenn sich die Sonde 20 in Wasser befindet), ist nur der untere Operationsverstärker 80 aktiviert. Wenn die Spannung Vin niedrig, d.h. unter 0,66 Volt ist (wie sie ist, wenn sich die Sonde 20 in Öl befindet), ist keiner der beiden Operationssverstärker 79, 80 aktiviert.

Die Aufgabe von den Operationsverstärkern 79, 80 kann zur Aktivierung einer geeigneten Warnanlage 85 benutzt werden. Z.B. kann der Konstrukteur in der Warnanlage 85 zwei Lampen vorsehen, wobei das Leuchten einer Lampe Wasser, das Leuchten beider Lampen Öl und das Nicht-Leuchten einer Lampe Luft anzeigen könnte; oder er mag drei Lampen, eine für jedes Fluidum, vorsehen.

Der Wechsel des Spannungspegels zwischen "niedrig" und "mittel" liegt in dem obigen Beispiel wie erwähnt bei 0,66 Volt. Dieser Spannungspegel entspricht theoretisch einem totalen Widerstand von ungefähr 13 Kiloohm in dem in Abb. 5 gezeigten Stromkreis einer 9-Volt-Batterie 60. Wenn die Summe der inneren Widerstände in dem Stromkreis aus Abb. 5 kleiner als 13 Kiloohm ist, wird die Spannung Vin also den Schwellenwert für den unteren Operationsverstärker 80 übertreffen, der daher aktiviert werden wird. Wenn die Summe der inneren Widerstände in den Stromkreis auf Abb. 5 größer als 13 Kiloohm ist, wird keiner der Operationsverstärker 79, 80 aktiviert werden.

Auf dieselbe Weise wurde der Wechsel zwischen dem "mittleren" und dem "hohen" Spannungspegel bei 3 Volt eingerichtet. Daher wird die Spannung Vin höher als der auf 3 Volt eingerichtete Schwellenwert für den oberen Operationsverstärker 79 sein, wenn die Summe der inneren Widerstände in dem Stromkreis gemäß Abb. 5 weniger als ungefähr 2 Kiloohm beträgt. Wenn die Summe der inneren Widerstände in dem Stromkreis gemäß Abb. 5 mehr als 2 Kiloohm beträgt, wird die Spannung Vin weniger als 3 Volt betragen, und der obere Operationsverstärker 79 wird nicht aktiviert.

Die Auswahl der Schwellenspannungspegel, bei denen die Wechsel zu geschehen haben, erfordern vom Konstrukteur einige Vorsicht. Die Schwellen sollten derart eingerichtet werden, daß sie nicht zufällig durch falsche Spannungen überschritten werden können, und daß reichlich Spielraum zwischen den Schwellen der beiden Operationsverstärker 79, 80 bestehen sollte.

Als ein Kennzeichen der Erfindung wird beachtet, daß dem Konstrukteur ein ausreichender Toleranzspielraum zwischen den beiden Schwellen zur Verfügung steht, um zuverlässige Arbeit zu gewährleisten.

Wie erwähnt, ist das Setzen der Schwelle für den oberen Operationsverstärker justierbar. Diese Tatsache erlaubt, daß der Toleranzspielraum beim Einrichten des oberen Operationsverstärkers 79 sehr klein ist. Tatsächlich wird die Justiermöglichkeit bei der Montage des Gerätes zum Eichen des Gerätes in Abhängigkeit von den Widerstandswerten der jeweiligen elektrischen Leiter 36 benutzt. Die Umschaltspannung des oberen Operationsverstärkers 79 wird während der Montage des Gerätes derart eingerichtet, daß die Schwelle justiert wird, bis der obere Operationsverstärker 79 gerade aktiviert wird, wenn sich die Sonde 20 in Wasser befindet, und deshalb die Spannung auf einem mittleren Pegel ist. Während des in-Wasser-Zustandes berechnet sich der Widerstand in dem Stromkreis gemäß Abb. 5 (abgesehen von dem Vergleichswiderstand 76) nur aus den Widerstandswerten der elektrischen Leiter 36.

Wenn in einem speziellen Gerät der Widerstand der elektrischen Leiter 36 beispielsweise 1,85 Kiloohm betrüge, was einer Spannung Vin von 3,16 Volt entspricht, könnte die Grenze des oberen Operationsverstärkers 79 auf etwa 3,2 Volt gesetzt werden. So würde jede Spannung, die auch nur ein wenig höher als 3,2 Volt wäre, als "hohe" Spannung behandelt; dies ist annehmbar, weil angenommen werden darf, daß die Spannung diesen Wert in einer falschen oder zufälligen Art nicht überschreitet.

Der Widerstand der elektrischen Leiter 36 mag von Instrument zu Instrument sehr stark variieren, aber für die Variabilität ist durch die Justiermöglichkeit der Schwelle für den oberen Operationsverstärker 79 gesorgt. Der Widerstand der elektrischen Leiter 36 in einem bestimmten Gerät dürfte sich erwartungsgemäß selbst über einen langen Gebrauchszeitraum hin nicht ändern, aber selbst wenn er sich geändert hat, kann er periodisch bei einer speziellen Wartung rejustiert werden, wenn es erforderlich sein sollte.

Eine entsprechende Justiermöglichkeit mag auch bei dem unteren Operationsverstärker 80 hinzugefügt werden, ist aber im allgemeinen nicht notwendig. Der Konstrukteur setzt die Schwelle für den unteren Operationsverstärker 80 unter der Annahme fest, daß es dem Detektor nicht möglich ist, eine Spannung Vin zu produzieren, die unter dem gesetzten Wert liegt, wenn sich die Sonde 20 nicht in Öl befindet. Damit das Gerät nützlich ist, ist die Annahme von 0,66 Volt hinreichend gültig. Der Konstrukteur setzt den Schwellenpegel für den Operationsverstärker 80 in Übereinstimmung mit dem spezifischen Widerstand der Flüssigkeit und nicht als Ergebnis irgendwelcher Gerätevorrichtungen selbst. Es ist natürlich für den Instrumententyp, an dem die Erfindung beteiligt ist, von fundamentaler Wichtigkeit, daß eine klare Abgrenzung zwischen der Leitfähigkeit der Kohlenwasserstoffverunreinigungen und der Leitfähigkeit des Wassers besteht, so daß die Leitfähigkeitsmessung der Flüssigkeit dazu dienen kann, die Natur der Flüssigkeit zu bestimmen.

In dem Leitfähigkeitssensor 38 wirkt die Metallummantelung 27 als eine obere Elektrode, und deshalb ist die Höhe des unteren Endes der Ummantelung 27 das Niveau, auf dem der Leitfähigkeitssensor 38 arbeitet. Für eine gute Genauigkeit des Leitfähigkeitssensors 38 ist es wichtig, daß die Elektrode mit der Flüssigkeit vollständig in Kontakt kommt: Wäre z.B. die obere Elektrode ein kleiner Punkt, würden sich Ungenauigkeiten in der Tiefe einschleichen, in der die Betätigung stattfindet. Die Ummantelung 27 umgibt jedenfalls die Sonde 20 und voller, enger, großflächiger Kontakt besteht im wesentlichen augenblicklich. Daher ist die Tiefe, in der der Leitfähigkeitssensor aktiviert wird, sehr gut definiert, was zu einer genauen Messung führt. Die untere Elektrode ist nicht so kritisch, da die Stabelektrode 59 ja vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist, wenn die obere Elektrode betriebsfertig wird.

Die Flüssigkeit im Raum 49 der Glas-Röhre 47 betätigt den optischen Sensor 39, wohingegen die Flüssigkeit außerhalb der Sonde 20 den Leitfähigkeitssensor 38 betätigt. Aber die Arbeitstiefe oder das Arbeitsniveau der beiden Sensoren ist das gleiche.

Es ist wichtig, daß die beiden Sensoren in gleicher Tiefe oder auf gleichem Niveau arbeiten. Ein unterschiedliches Arbeitsniveau könnte zu einem Signal führen, daß Öl vorhanden sei, obwohl tatsächlich keines vorhanden ist. Mit den gezeigten Layouts und Aufbau der Sensoren ist es eine einfache Angelegenheit, die beiden Sensoren in einem Toleranzbereich von 1 mm oder so auf die gleiche Arbeitstiefe zu setzen. Ein dünnerer Ölfilm als dieser kann normalerweise auf jeden Fall ignoriert werden.

Der Nullpunkt der Entfernungsskala auf dem Band 32 sollte mit der Betätigungstiefe der Sensoren übereinstimmen. In der Erfindung ist einer der Sensoren mit einem Widerstand vorgesehen, und der wichtigste Aspekt dieser Erfindung liegt in dem Erkennen, daß nur zwei Leiter gebraucht werden, die es erlauben, die An- oder Abwesenheit dieses Widerstandes an der Oberfläche zuverlässig festzustellen. Bei der Frage, welchem der beiden Sensoren der Widerstand gegeben werden sollte, wurde bei der Erfindung aus folgenden Gründen der Leitfähigkeitssensor 38, und nicht der optische Sensor 39 bevorzugt, den Widerstand zu bekommen.

Es ist zu wünschen, daß eine Anzeige 90 in dem Detektor beinhaltet ist, die an der Oberfläche angibt, daß der Readschalter 67 an ist, und die ebenso den Zustand der Batterie 60 überwacht. Es wäre nicht überzeugend, wenn die Sonde 20 in Wasser oder Öl getaucht werden müßte, oder wenn die Sonde 20 auseinandergenommen werden müßte, bevor der Batteriezustand überprüft werden könnte; es ist daher zu wünschen, daß der Batteriezustandsanzeiger so gesetzt ist, daß er die Batterieleistung überwacht, wenn sich die Sonde 20 in Luft befindet. Wenn der Leitfähigkeitssensor 38 mit dem Widerstand R1 vorgesehen ist, mag die in Luft angezeigte Spannung Vin an der Oberfläche etwa 7 Volt betragen, wenn die 9-Volt-Batterie 60 frisch ist. Dies ist zum Zweck der Überwachung des Batteriezustandes ausreichend. Wenn der optische Sensor 39 mit dem Widerstand R1 vorgesehen wäre, könnte die Vorrichtung immer noch zum arbeiten gebracht werden, aber die an der Oberfläche angezeigte Spannung wäre entsprechend dem in-Luft-Zustand viel niedriger.

Claims (19)

1. Flüssigkeitsdetektor, der
eine Sonde (20) beinhaltet, die dazu geeignet ist, von einer Oberfläche in ein Loch hinuntergelassen zu werden, wobei
die Sonde (20) Sensoren (38, 39) beinhaltet, die zwischen drei Zuständen der Sonde (20) im Loch unterscheiden: in-Luft, in-Wasser und in-Öl,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (20) ein Signalmittel (74) beinhaltet, das drei verschiedene und getrennt identifizierbare elektrische Signale erzeugt, wobei je ein Signal auf einen der drei Zustände der Sonde bezogen ist,
daß das Signalmittel (74) derart die drei Signale erzeugt, daß jedes Signal elektrisch über Leiter (36) übertragbar ist,
daß der Detektor Mittel zur Übertragung elektrischer Signale beinhaltet, um elektrische Signale von der Sonde (20) zur Oberfläche zu leiten,
daß das Übertragungsmittel zwei jeweils isolierte elektrische Leiter (36) enthält, die sich zwischen der Sonde (20) und der Oberfläche erstrecken,
daß das Signalmittel (74) und das Übertragungsmittel die drei Signale in bezug zueinander derart übertragen, daß jedes Signal an der Oberfläche getrennt aufnehmbar und identifizierbar ist, und
daß der Aufbau des Detektors derart ist, daß alle drei Signale entlang der zwei elektrischen Leiter (36) übertragbar sind.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalmittel (74) die drei Signale als drei verschiedene Spannungspegel erzeugt, die zwischen den zwei Leitern (36) anliegen, und die aus einem maximalen Pegel, einem minimalen Pegel und einem mittleren Pegel bestehen.

3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalmittel (74) einen optischen Sensor (39), der wahrnimmt, ob sich die Sonde (20) in Luft oder in einer Flüssigkeit befindet, und einen Leitfähigkeitssensor (38) beinhaltet, der erkennt, ob sich die Sonde (20) in Wasser oder einer anderen Flüssigkeit befindet.

4. Detektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (20) eine Gleichstrombatterie (60) beinhaltet, wobei der Aufbau der Sonde (20) derart ist, daß die Batterie (60) physisch als ein Bestandteil der Sonde (20) in das Loch hinuntergelassen wird.

5. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (20) einen Widerstand (R1) beinhaltet und daß das Signalmittel (74) Mittel beinhaltet, die den Widerstand (R1) in den Stromkreis mit den zwei Sensoren (38, 39) und der Batterie (60) ein- und ausschalten, wobei der Aufbau des Signalmittels (74) derart ist, daß es die drei verschiedenen Spannungspegel zwischen den zwei Leitern (36) in Übereinstimmung mit den drei verschiedenen Zuständen der Sonde (20) erzeugt.

6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der zwei Sensoren (38, 39) jeweils einen Ein-/Ausschalter (78, 73) beinhaltet,
daß der Widerstand (R1) in Serie mit einem (73) der Schalter (78, 73) geschaltet ist, um eine erste Sensor-Untergruppe zu bilden,
daß die erste Sensor-Untergruppe und der andere Schalter (78) parallel geschaltet sind, um eine Schalter-Untergruppe zu bilden, und
daß die Schalter-Untergruppe und die Batterie (60) zwischen den zwei Leitern (36) in Serie geschaltet sind.

7. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (73), mit dem der Widerstand (R1) in Serie geschaltet ist, der Schalter (73) des Leitfähigkeitssensors (38) ist.

8. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau des Detektors derart ist, daß die drei Spannungspegel zwischen den zwei Leitern (36) zu folgenden Schaltstellungen korrespondiert:

• a) beide Schalter (73, 78) sind ausgeschaltet, wobei sich die Spannung zwischen den zwei Leitern (36) in einem Minimum befindet,
• b) der erste Schalter (73) mit dem Widerstand (R1) ist ausgeschaltet, und der andere Schalter (78) ist eingeschaltet, wobei sich die Spannung zwischen den zwei Leitern (36) in einem Maximum befindet,
• c) der erste Schalter (73) mit dem Widerstand (R1) ist eingeschaltet, und der andere Schalter (78) ist ausgeschaltet, wobei die Spannung zwischen den zwei Leitern einen mittleren Wert annimmt.

9. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Detektor ein Aufhängungsmittel beinhaltet, an dem die Sonde (20) an der Oberfläche aufgehängt ist,
daß das Aufhängungsmittel ein Band (32) enthält, das aus solchem Material und von solchen Abmessungen ist, daß es sich im wesentlichen nicht dehnt, wenn die Sonde (20) aufgehängt ist,
daß die zwei Leiter (36) in das Band (32) eingebettet sind, und
daß das Band (32) mit Einteilungen versehen ist, wodurch die Tiefe, in der sich die Sonde (20) von der Oberfläche aus befindet, abgelesen werden kann.

10. Detektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (39) in der Sonde (20) derart angeordnet ist, daß er zwischen EIN und AUS umschaltet, wenn die Sonde (20) teilweise, bis zu einem Punkt D1 der Sonde (20), in eine Flüssigkeit eingetaucht wird.

11. Detektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitfähigkeitssensor (38) in der Sonde (20) derart angeordnet ist, daß er zwischen EIN und AUS umschaltet, um die Sonde (20) teilweise, bis zu einem Punkt D2 der Sonde (20), in Wasser eingetaucht wird.

12. Detektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der optische Sensor (39) in der Sonde (20) derart angeordnet ist, daß er zwischen EIN und AUS umschaltet, wenn die Sonde (20) teilweise, bis zu einem Punkt D1 der Sonde (20), in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, und daß die Punkte D1 und D2 auf der Sonde zusammenfallen, und ebenso der Nullpunkt des Bandes mit diesen Punkten zusammenfällt.

13. Detektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der optische Sensor (39) ein Lichtemitterbauteil (40), ein Lichtempfängerbauteil (43) und ein Lichtbrechungsbauteil (47) enthält,
daß die Bauteile in der Sonde derart angeordnet sind, daß Licht von dem Emitter (40) durch das Lichtbrechungsbauteil (47) in den Detektor fällt, wenn sich die Sonde (20) in Luft befindet, und
daß die Bauteile in der Sonde derart angeordnet sind, daß Licht von dem Emitter (40) durch das Lichtbrechungsbauteil (47) gebrochen wird, wenn sich die Sonde (20) in einer Flüssigkeit befindet, und hauptsächlich Licht in den Detektor fällt.

14. Detektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Lichtbrechungskörper (47) eine gerade zylindrische Röhre aus durchsichtigem Material enthält,
daß die Emitter (40)- und Detektor (43)-Bauteile außerhalb der Röhre positioniert sind, und daß sie auf einer Sehne der Röhre positioniert sind,
wobei die Sehne eine deutliche Entfernung (50) von der Mitte bzgl. der Röhre hat, und
daß der Aufbau der Sonde (20) derart ist, daß Flüssigkeiten im Loch in das Innere der Röhre gelangen können.

15. Detektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht lnfrarotlicht ist.

16. Detektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (20) eine äußere Ummantelung (27) aus leitendem Material und eine Boden-Endkappe (54) aus isolierendem Material beinhaltet,
daß ein unterster Berührungspunkt der Ummantelung (27) derart angeordnet ist, daß er Betriebskontakt mit der Flüssigkeit im Loch herstellt,
daß die Sonde (20) einen Metallstab (59) beinhaltet, wobei ebenso ein unterster Berührungspunkt derart angeordnet ist, daß er Betriebskontakt mit der Flüssigkeit im Loch herstellt,
daß der Leitfähigkeitssensor (38) zwei Elektroden beinhaltet, von denen die eine die Ummantelung (27), die andere den Metallstab (59) aufweist, und
daß der unterste Berührungspunkt des Stabes (59) weiter unten an der Sonde (20) angebracht ist als der unterste Berührungspunkt der Ummantelung (27), wobei beim Herablassen der Sonde (20) in eine Flüssigkeit der unterste Berührungspunkt des Stabes (59) vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist, bevor der unterste Berührungspunkt der Ummantelung (27) mit der Flüssigkeit Kontakt herstellt.

17. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (20) einen Ein-/Ausschalter beinhaltet, der aus einem Readschalter (67) und einem Magneten (68) besteht,
daß die Sonde (20) einen Körper (25) hat, und der Readschalter (67) an den Körper (25) fixiert ist, und
daß die Sonde (20) einen Ring (69) beinhaltet, der um den Körper (25) drehbar angebracht ist, wobei der Ring (69) derart aufgebaut ist, daß er von einer Position, in der der Magnet wirksam an den Readschalter anliegt, zu einer Position drehbar ist, in der er wirksam von dem Readschalter entfernt ist.

18. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Detektor an der Oberfläche ein Nachweismittel beinhaltet, um festzustellen, welcher der drei Spannungspegel zwischen den Leitern (36) anliegt,
daß der Detektor zwei Spannungsvergleicher (79, 80) beinhaltet, von denen jeder eingestellt wurde, um ein betreffendes Ausgabesignal zu liefern, je nach dem, ob die Spannung zwischen den Leitern größer oder kleiner als eine Vergleichsspannung ist, und
daß die Vergleichsspannung des unteren Vergleichers (80) auf einen Wert zwischen den minimalen und den mittleren Spannungspegel eingestellt wird, und die Vergleichsspannung des anderen oder oberen Vergleichers auf einen Wert zwischen den mittleren und den oberen Spannungspegel eingestellt wird.

19. Detektor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Mittel (86) zum Justieren der Vergleichsspannung des oberen Vergleichers beinhaltet.