DE8603519U1

DE8603519U1 - Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit in einem Behälter

Info

Publication number: DE8603519U1
Application number: DE19868603519
Authority: DE
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1986-08-21

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Mülheim a. d. Ruhr VPA M G 6 0 0 7 OE

Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit in einem Behälter

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit in einem Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1- Es ist in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, in Behältern für elektrisch leitfähige Flüssigkeiten elektrische Kontakte in unterschiedlichen Höhen anzuordnen und mit Hilfe der durch die Flüssigkeit hergestellten elektrisch leitenden Verbindung zwischen diesen Kontakten den Höhenstand zu messen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine besonders einfach aufgebaute Füllstands-Meßvorrichtung dieser Art, wobei diese Vorrichtung sich insbesondere zur Nachrüstung von Behältern mit einfachen Mitteln eignen soll. Besonders soll die Vorrichtung für kleine, verhältnismäßig flache Behälter geeignet sein, beispielsweise für Korrosions -Prüf gefäße.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die vorgeschlagene Vorrichtung, die anhand der Zeichnung noch näher erläutert wird, läßt sich sehr kompakt aufbauen und daher weitgehend miniaturisieren. Sie eignet sich insbesondere für Behälter mit Höhen von einigen Zentimetern, ist aber nicht auf solche Anwendungsfälle beschränkt. Die elektrisch leitfähigen Stäbe, vorzugsweise Edelstahlstäbe, sind preisgünstig in beliebigen Größen

Khf 2 Fl/24.01.1986

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und Dicken verfügbar und brauchen bei der Herstellung des Meßeinsatzes nur auf die gewünschte Länge gekürzt zu werden. Gemäß Anspruch 6 kann daher ein erfindungsgemäßer Meßeinsatz zunächst mit gleichlangen Stäben ausgerüstet sein, welche sich der Anwender seinen jeweiligen Bedürfnissen entsprechend mit einfachsten Mitteln kürzen kann. Wie anhand der Zeichnung zu erkennen ist, kann ein erfindungsgemäßer Meßeinsatz so gestaltet werden, daß er mit handelsüblichen Mehrspolsteckern bzw. Mehrpolbuchsen auf einfache Weise mit seiner Stromversorgung bzw_s der Auswerteelektronik verbunden werden kann,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Mitte eines erfindungsgemäßen Meßeinsatzes,

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf den Meßeinsatz,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zugehörigen Stromversorgungs- und Auswerteeinheit und

Fig. 4 einen Prinzip-Schaltplan für die Signalauswertung.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Meßeinsatz 1 im Längsschnitt. Die Zeichnung ist zwar nicht maßstabgerecht, gibt jedoch einen ungefähren Eindruck von der bevorzugten Größe der Meßaufnehmer. Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Meßaufnehmers 1 von unten. Der Meßaufsatz 1 weist 4 Äußenstäbe 3a, 3b, 3c, 3d von unterschiedlicher Länge auf, welche konzentrisch um einen Mittelstab 2 angeordnet sind, wobei der Mittelstab 2 etwa die Länge des längsten

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Außenstabes 3a aufweist. Alle Stabe sind mittels eines geeigneten Dichtungs- und Isoliermaterials 4, vorzugsweise Polytetrafluoräthen elektrisch voneinander isoliert in einer Halterung 5 befestigt. Diese Halterung weist ein Gewinde 6 auf, mit der der gesamte Meßeinsatz in die Decke eines Behälters einschraubbar ist, ggf. unter Zwischenlegen einer nicht dargestellten Dichtung. Die Stäbe 2, 3a, 3b, 3c, 3d führen durch die Halterung 5 hindurch und bilden auf der Gegenseite unmittelbar die Stifte eines Mehrpol-Steckers 8, welcher mit einer handelsüblichen Buchse verbindbar ist. Bei geeigneter Dimensionierung lassen sich •insbesondere sogenannte Würfelstecker, wie sie z. B. bei Stereoanlagen verwendet werden, zum Anschließen des Meßeinsatzes verwenden. Eine metallische Abschirmung 7, welche an der Halterung 5 befestigt ist, vervollständigt dabei die so gebildete Steckverbindung. Die z. B. bei Stereoanlagen Verwendung findenden handelsüblichen Mehrpolleitungen mit Würfelsteckern weisen zusätzlich zu den elektrischen Innenadern eine Abschirmung auf, was auch bei Anwendung auf die vorliegende Erfindung von Vorteil ist, da Störeinflüsse von außen vermindert werden können. Der beschriebene Meßeinsatz 1 kann vorzugsweise in Behälterdecken eingeschraubt werden, wobei die Stäbe .2, 3a, 3b, 3c, 3d etwa parallel zueinander senkrecht in das Behälterinnere ragen, wo je nach Füllstand der Flüssigkeit einer oder mehrere der Außenstäbe 3a, 3b, 3c, 3d elektrisch mit dem Mittelstab 2 verbunden sind. Natürlich kann durch geeignetes Biegen, d. h. Abwinkein der Stäbe 2, 3a, 3b, 3c, 3d, der Meßeinsatz auch in den oberen Bereich einer Behälterwand in fast beliebiger Einbaulage eingesetzt werden.

In Fig. 3 ist schematisch eine Stromversorgungs- und Auswerteeinheit für erfindungsgemäße Meßeinsätze dargestellt.

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Dabei kann im allgemfeinen eine Stromversorgungs- und Auswerteeinheit für mehrere Meßeinsätze verwendet werden, wobei ein Wahlschalter eine Meßstellenumschaltung ermöglicht. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist für 5 Meßeinsätze ausgelegt, welche über handelsübliche mehraderige Leitungen mit handelsüblichen Steckern an die Buchsen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e angeschlossen werden können. Ein Wahlschalter 12 ermöglicht die Anwahl der jeweils gewünschten Meßstelle. Die Anzeige erfolgt vorzugsweise über Leuchtdioden 13a, 13b, 13c, 13d, welche aufleuchten, wenn die Flüssigkeit den ihnen zugehörigen Kontakt benetzt. Ein Schalter 14 dient zum Ein- und Ausschalten einer Stromversorgung.

In Fig. 4 ist beispielhaft eine besonders geeignete und trotzdem einfache Stromversorgungs- und Auswerteschaltung dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind in dieser Figur die Stäbe 2, 3a, 3b, 3c, 3d nebeneinander dargestellt, ebenso die Mehrpolbuchse 8', die Adern der zugehörigen mehraderigen Leitung 17 und die Buchse 11a. Eine Strom-. Versorgung 15, welche aus einem Netztransfo^mator mit Netzschalter 14 oder auch einer geeigneten Batterie bestehen kann, liefert die für den Betrieb des Meßeinsatzes notwendige Spannung. Diese Spannung, bevorzugt werden beispielsweise ungefähr 18 V, liegt einerseits an dem Mittel-

t stab 2 an und andererseits jeweils parallel an den Außen-

stäben 3a, 3b, 3c, 3d. In die Zuleitung zu jedem Außenstab 3a. 3b, 3c, 3d ist jeweils eine Leuchtdiode 13a, 13b, 13c, 13d in Serie mit einem sogenannten Kaltleiter, auch PTC genannt, angeordnet. Solche Kaltleiter leiten den Strom in kaltem Zustand sehr gut, erwärmen sich jedoch bei Stromdurchfluß und erhöhen dabei erheblich ihren Widerstand. Bevorzugt wird in der vorliegenden Schaltung ein Kaltleiter

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mit sehr progressiver Kennlinie, welcher bei großem Stromfluß in kürzester Zeit seinen Widerstand stark erhöht. Auf diese Weise schützen die Kaltleiter 16a, 16b, 16c, I6d die ihnen jeweils in Serie nachgeschalteten Leuchtdioden 13a, 13b, 13c, 13d, auch wenn eine relativ hohe Speisespannung verwendet wird. Dies hat zur Folge, daß die vorgeschlagene Schaltung sich zur Signalauswertung des Meßeinsatzes in weiten Bereichen unabhängig von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit, deren Füllstand gemessen werden soll, eignet. Dies ist insbesondere bei den erwähnten Korrosions-Prüfgefäßen von Vorteil, da dort Flüssigkeiten unterschiedlicher Leitfähigkeit und sogar mit in Abhängigkeit von der Zeit veränderlicher Leitfähigkeit eingesetzt werden. Dementsprechend kann der erfindungsgemäße Meßeinsatz auch für Flüssigkeiten jiit sehr niedriger Leitfähigkeit eingesetzt werden, z. B. für vollentsalztes Wasser. Selbst dabei werden keine elektronischen Verstärker benötigt, so daß das Gerät sehr einfach, robust und wenig störanfällig ist und sich als Betriebsmeßgerät verwenden läßt. Natürlich ist eine Verwendung von mehr als 5 Stäben in einem Meßeinsatz möglich, sofern mehr Meßpunkte benötigt werden. Außerdem besteht bei elektrisch leitfähigen Gefäßen die Möglichkeit, den Strom nicht über einen der Stäbe, sondern über die Behälterwand zuzuführen,und alle Stäbe jeweils bestimmten Füllständen zuzuordnen. Auch die Verwendung von mehreren Meßeinsätzen in einem Behälter ist möglich, wobei dann ggf. nicht jeder Meßeinsatz eine eigene Stromzuführung aufweisen muß, wodurch auch die Zahl der Meßpunkte erhöht werden kann.

Schutzansprüche

Figuren

Claims

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Schutzansprüche

1 . Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit in einem Behälter, wobei die Vorrichtung mehrere in verschiedener Höhe im Behälter angeordnete elektrische Kontakte aufweist, welche durch die Flüssigkeit untereinander oder mit einem Bezugskontakt elektrisch verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte als Stäbe (2, 3a, 3b, 3c, 3d) aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet sind, welche in einer gemeinsamen Halterung (5) voneinander isoliert befestigt sind, wobei Stäbe (2, 3a, 3b, 3c, 3d) und Halterung (5) zusammen einen auswechselbaren Meßeinsatz (1) bilden.

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2. Vorrichtung- nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5) dichtend in eine Behälterdecke einsetzbar ist und die Stäbe dicht (4) durch die Halterung (5) geführt sind.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5) an ihrer Außenseite eine Mehrpolbuchse oder einen Mehrpolstecker

(8) aufweist.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2,3a,3b,3c,3d) aus einem korrosionsfesten Material, vorzugsweise Edelstahl,bestehen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2, 3a, 3b, 3c, 3d) in der Halterung (5) mittels

eines temperaturfesten, chemisch widerstandsfähigen Isolier- und Dichtungsmaterials (4), vorzugsweise Polytetrafluoräthen

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befestigt sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2, 3a, 3b, 3c, 3d) alle zunächst eine etwa gleiche Maximallänge aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßeinsatz (1) fünf Stäbe (2, 3a, 3b, 3c, 3d) aufweist; wovon 4 Außenstäbe (3a, 3b, 3c, 3d) von unterschiedlicher Länge konzentrisch um einen Mittelstab (2) angeordnet sind, wobei der Mittelstab (2) etwa die Länge des längsten Außenstabes (3a) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2, 3a, 3b, 3c, 3d) durch eine Dichtung (4) hindurchführen und auf der Gegenseite unmittelbar einen Mehrpolstecker (8) bilden, vorzugsweise einen sogenannten Würfelstecker, welcher mit ζ F. bei Stereoanlagen üblichen Buchsen zusammenpaßt.