DE581015C - Method and device for measuring the liquid content in closed containers - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsinhalts in geschlossenen Behältern Zur Messung des Flüssigkeitsinhalts in geschlossenen Behältern, insbesondere des Brennstoffvorrats in durch Brennkraftmaschinen betriebenen Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, sind Verfahren vorgeschlagen, bei denen der freie Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels um ein bestimmtes Maß geändert, entweder verkleinert oder vergrößert wird. Die Änderung, die dadurch der Druck der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels eingeschlossenen Luft erfährt, wird mittels eines Manometers gemessen und dient als Maß des Flüssigkeitsinhalts. Diese bekannten Verfahren und die zur Ausübung des Verfahrens angegebenen Geräte sind insofern mangelhaft, als die als Meßwert dienende Änderung des Druckes in dem abgeschlossenen Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, welche eintritt, wenn der Raum um ein bestimmtes Maß vergrößert oder verkleinert wird, von dem Anfangsdruck abhängt. Wird daher bei den bekannten Einrichtungen nicht für ganz sicheren Luftabschluß gesorgt, der kaum erreichbar ist, -so müssen durch den wechselnden Barometerstand Meßfehler auftreten. Schon die gewöhnlichen Schwankungen des Barometerstandes bedingen für Land- und Wasserfahrzeuge recht störende Meßfehler. Zum Gebrauch an Bord von Luftfahrzeugen sind die bekannten Einrichtungen aber ganz unbrauchbar oder nur mit umständlichen Sicherheitsvorrichtungen verwendbar, da sich der Luftdruck mit der Höhe sehr schnell ändert.Method and device for measuring the liquid content in closed Containers For measuring the liquid content in closed containers, in particular of the fuel supply in land, water and fuel operated by internal combustion engines Aircraft, methods are proposed in which the free space above of the liquid level changed by a certain amount, either reduced or is enlarged. The change that this creates is the pressure of the above the liquid level trapped air is measured by means of a manometer and is used as a measure of the liquid content. These known procedures and those used to practice The devices specified in the procedure are defective insofar as the measured value serving change in pressure in the closed space above the liquid level, which occurs when the room is enlarged or reduced by a certain amount depends on the initial pressure. It is therefore not used with the known facilities for a completely safe air seal, which is hardly reachable, -so have to go through the changing barometer reading errors occur. Even the usual fluctuations the barometer readings cause quite annoying measurement errors for land and water vehicles. For use on board aircraft, however, the known devices are whole unusable or only usable with cumbersome safety devices, because the air pressure changes very quickly with altitude.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Fehlerquellen zu vermeiden und das Meßverfahren einfach und sicher anwendbar zu gestalten. Dies wird in der einfachsten Weise dadurch erreicht, daß diejenige Größe gemessen wird, um welche der freie Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels geändert werden muß, damit der Druck in dem geänderten freien Raum zu dem Druck in einem abgeschlossenen Hilfsraum in einer vorgesehenen Beziehung steht, vorzugsweise diesem Druck das Gleichgewicht hält. Dadurch wird ein Manometer als Anzeigegerät ganz vermieden, viehmehr benötigt eine zur Ausübung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung nur ein Differentialmanometer; an welches beide Räume - der Raum in dem zu messenden Behälter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und der Hilfsraum - anzuschließen sind und an welchem abzulesen ist, ob der Druck in beiden Räumen der gleiche ist oder auch ob ein bestimmtes Druckverhältnis in den Räumen herrscht. Als Meßwert dient in einfachster Weise diejenige Größe, um welche der Raum in dem Behälter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zu vergrößern oder zu verkleinern ist. Zur Ausführung des neuen Verfahrens können Vorrichtungen der verschiedensten Art verwandt werden. Eine besonders einfache Meßvorrichtung ist in den Abbildungen dargestellt.The purpose of the present invention is to avoid these sources of error and to make the measurement method easy and safe to use. This is done in the achieved in the simplest way in that the size is measured by which the free space above the liquid level must be changed so that the Pressure in the changed free space to the pressure in a closed auxiliary space is in a predetermined relationship, preferably this pressure is the equilibrium holds. This completely avoids a pressure gauge as a display device, which is much more needed a device suitable for practicing the new method only a differential manometer; to which both rooms - the room in the container to be measured above the liquid level and the auxiliary room - are to be connected and from which it can be read whether the pressure is the same in both rooms or whether a certain pressure ratio in the rooms. The size used in the simplest way is to use as the measured value which increase the space in the container above the liquid level or to shrink. To carry out the new procedure you can Devices of various types are used. A particularly simple measuring device is shown in the pictures.

In Fig. z, 2 und 3 der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung in den drei in Betracht kommenden Stellungen der beweglichen Teile schematisch dargestellt, dabei bezeichnet V den Flüssigkeitsbehälter, V1 dessen freien Raum oberhalb der Flüssigkeit, der sich mit Hilfe eines in seiner Größe veränderlichen Raumes A vergrößern und verkleinern läßt, J den Raum, um welchen der Kolben in dem Zusatzraum A beim Druckausgleich gehoben wird, B den zur Herstellung des Vergleichsdruckes bestimmten Hilfsbehälter, h die Hubhöhe des Kolbens dieses Hilfsbehälters, S eine Teilung zur Ablesung eines Zeigers Z an der Kolbenstange von A und k, l Ventile für den Druckausgleich für beide Seiten des Flüssigkeitsmanometers D. Dieses kann durch einen anderen Druckunterschiedsmesser, z. B. Dosenmanometer mit Membran, ersetzt werden.In Figs. Z, 2 and 3 of the drawing there is an embodiment of the device according to the invention in the three possible positions of the movable Parts shown schematically, V denotes the liquid container, V1 its free space above the liquid, which can be changed in size with the help of a Space A can be enlarged and reduced, J the space around which the piston in the Additional space A is lifted during pressure equalization, B is used to produce the reference pressure certain auxiliary container, h is the stroke height of the piston of this auxiliary container, S a Graduation for reading a pointer Z on the piston rod of A and k, l valves for pressure equalization for both sides of the liquid manometer D. This can by another pressure differential meter, e.g. B. can manometer with membrane replaced will.

In der Ruhestellung (Fig. z) befindet sich der Kolben des Zusatzraumes A in der tiefsten, jener des Hilfsbehälters B in einer vorbestimmten Stellung; die Ventile k, l sind offen, und die Flüssigkeit im Manometer D steht bei 0-0. In the rest position (Fig. Z) the piston of the additional space A is in the lowest position, that of the auxiliary container B is in a predetermined position; valves k, l are open and the liquid in manometer D is at 0-0.

Bei Benutzung der Vorrichtung wird zuerst nach Schließen der Ventile k, l in B durch Herausziehen des Kolbens um die Strecke h ein bestimmter Unterdruck hergestellt, der im Druckmesser D ersichtlich ist (Fig. 2) ; dann wird der Kolben von A so weit herausgezogen, daß der Druckmesser D wieder in die 0-0-Stellung gelangt, also Druckausgleich eingetreten ist (Fig.3). Nunmehr kann die Größe des freien Raumes V, im Flüssigkeitsbehälter V an jenem Teilstrich der Teilung S abgelesen werden, an welchem der Zeiger Z stehengeblieben ist. Der Unterschied aus dem Gesamtinhalt des Behälters V und der abgelesenen Zahl ergibt dann die Flüssigkeitsmenge.When using the device, first after closing the valves k, l in B by pulling out the piston by the distance h, a certain negative pressure is produced, which can be seen in the pressure gauge D (FIG. 2); then the piston of A is pulled out so far that the pressure gauge D returns to the 0-0 position, i.e. pressure equalization has occurred (Fig. 3). The size of the free space V in the liquid container V can now be read from that graduation of the graduation S at which the pointer Z has stopped. The difference between the total content of the container V and the number read then gives the amount of liquid.

Wird mit Überdruck gearbeitet, dann werden die Kolben von B und A aus ihren Ausgangsstellungen nach innen gedrückt.When working with overpressure, the pistons of B and A are pushed inwards from their starting positions.

Wird mit Po der ursprüngliche Druck in dem freien Raum Vi des Behälters einschließlich des Zusatzraumes A vor der Ausführung des Ausgleichshubes bezeichnet, welcher Druck meist der äußere Luftdruck sein wird, und mit p1 der Druck nach Ausführung des Ausgleichshubes im beschriebenen Beispiel ein Unterdruck, dann ist 1-,. # Po = (J -(- V,) = P1. Da das Verhältnis der Drucke unveränderlich ist, d. h. P1 = Po c (wobei c eine Konstante ist), so ergibt sich Die Konstante c kann aus den Abmessungen des Hilfsbehälters B ermittelt werden, dessen ursprünglicher Raum vor dem Kolben in und dessen Hubraum n ist. Es ist dann m ih, = (m + n) P, und, da p,. = c po, Diese Konstante, in die Formel für V, eingesetzt, ergibt Dasselbe Ergebnis wird bei Anwendung eines Überdruckes erzielt.If Po denotes the original pressure in the free space Vi of the container including the additional space A before the execution of the equalization stroke, which pressure will usually be the external air pressure, and p1 denotes the pressure after execution of the equalization stroke in the example described is a negative pressure 1-,. # Po = (J - (- V,) = P1. Since the ratio of the pressures is invariable, ie P1 = Po c (where c is a constant), we get The constant c can be determined from the dimensions of the auxiliary container B, whose original space in front of the piston is in and whose displacement is n. Then m ih, = (m + n) P, and, since p ,. = c po, This constant, inserted into the formula for V, gives The same result is achieved when using overpressure.

Der freie Raum V1 im Flüssigkeitsbehälter V ist demnach verhältnisgleich zu J und, da der Querschnitt des Hilfsbehälters A immer derselbe und bekannt ist, verhältnisgleich zu der jeweiligen Hubhöhe des Kolbens in A.The free space V1 in the liquid container V is therefore proportionate to J and, since the cross-section of the auxiliary container A is always the same and known, in proportion to the respective stroke height of the piston in A.

Claims (8)

PATL:NTANsYILÜcIlr: z. Verfahren zur Messung des Flüssigkeitsinhalts in geschlossenen Behältern durch Feststellung des freien Raumes über der Flüssigkeit, gekennzeichnet durch die Messung der Änderung der Größe des freien Raumes (V1), die notwendig ist, damit der Druck in dem geänderten freien Raum zu einem Druck in einem abgeschlossenen Hilfsraum (B) in einer vorgegebenen Beziehung steht, vorzugsweise ihm das Gleichgewicht hält. PATL: NTANsYILÜcIlr: e.g. Procedure for measuring the liquid content in closed containers by determining the free space above the liquid, characterized by the measurement of the change in the size of the free space (V1), which is necessary so that the print in the changed free space becomes a print is in a predetermined relationship in a closed auxiliary space (B), preferably keeps him balanced. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Messung die Drucke in dem Hilfsraum (B) und in dem freien Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) vor der Messung ausgeglichen werden und dann der Vergleichsdruck in dem Hilfsraum (B) durch bekannte oder meßbare Änderungen der Größe des vollkommen geschlossenen Hilfsraumes (B) hergestellt wird. 2. The method according to claim r, characterized in that that before the measurement, the pressures in the auxiliary space (B) and in the free space above the liquid level in the container (V) must be equalized before the measurement and then the reference pressure in the auxiliary space (B) by known or measurable changes the size of the completely closed auxiliary space (B) is produced. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum in dem Behälter (V) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und der Hilfsraum (B) je an die eine Seite eines Differentialmanometers, vorzugsweise eines Flüssigkeitsmanometers, angeschlossen sind, welches auf den Druckunterschied in den beiden Räumen anspricht. .¢. 3. Device for performing the method according to claim z and 2, characterized in that the free space in the container (V) above the liquid level and the auxiliary space (B) on each side of a differential manometer, preferably a liquid manometer, are connected, which responds to the pressure difference in the two rooms. . ¢. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei Ventile (k, l), mittels deren sich der freie Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) und der Hilfsraum (B) mit der Außenluft in Verbindung setzen lassen. Device according to Claim 3, characterized by two valves (k, l) by means of which the free space above the liquid level in the container (V) and the auxiliary space (B) can be connected to the outside air. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsraum (B) aus einem Zylinder mit beweglichem, luftdicht eingepaßtem Kolben besteht, so daß die Größe des Hilfsraumes (B) sich durch Verschieben des Kolbens in dem Zylinder ändern läßt. 5. Device according to claim 3 and q., characterized in that the auxiliary space (B) consists of a cylinder with a movable piston fitted in airtight manner so that the size of the auxiliary space (B) is determined by moving the piston in the cylinder can change. 6. Vorrichtung nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kolben des Hilfsbehälters (B) ein fester Verschiebungsweg abgegrenzt ist. 6. Apparatus according to claim g, characterized in that for the A fixed displacement path is defined for the piston of the auxiliary container (B). 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum oberhalb des höchsten Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) aus einem Zylinder (A) mit luftdicht eingepaßtem Kolben besteht, so daß die Größe des freien Raumes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) sich durch Verschieben des Kolbens in dem Zylinder (A) ändern läßt. 7. Device according to claim 3 to 6, characterized in that the free space above the highest Liquid level in the container (V) from a cylinder (A) with airtight fitted Piston is made so that the size of the free space above the liquid level in the container (V) change by moving the piston in the cylinder (A) leaves. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zweckmäßig nach Flüssigkeitsinhalten des Behälters (V) geeichte Teilung (S), an der sich die Verschiebung des zu dem Behälter (V) gehörenden Kolbens ablesen läßt.8. Apparatus according to claim 7, characterized by an expedient after Liquid content of the container (V) calibrated division (S) on which the displacement is based of the piston belonging to the container (V) can be read.