DE9409734U1 - Level indicator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Füllstandsanzeiger mit einem Meß- und einem den gewonnenen Meßwert verarbeitenden Auswertgerät .The invention relates to a level indicator with a measuring device and an evaluation device that processes the measured value obtained.
In Flüssigkeitsbehältern, Getreidesilos, Trockneranlagen oder ähnlichem ist es vielfach erforderlich oder zumindest zweckmäßig, den momentanen Füllstand des Behälters zu erfassen, beispielsweise, um ein Überlaufen zu verhindern.In liquid containers, grain silos, drying systems or similar, it is often necessary or at least useful to record the current fill level of the container, for example to prevent overflow.
Nach dem Stand der Technik sind zur Überwachung des Füllstandes in Flüssigkeitsbehältern Meßfühler bekannt, die in geeigneter Höhe angebracht sind und beispielsweise überwachen, ob der Flüssigkeitsspiegel hierhin gestiegen istAccording to the state of the art, sensors are known for monitoring the fill level in liquid containers. These are installed at a suitable height and monitor, for example, whether the liquid level has risen to this level.
oder abgesunken ist. Solange ein hierzu verwendeter Kaltleiter von Flüssigkeit bedeckt ist, wird seine durch den eigenen Strom erzeugte Wärme von der Flüssigkeit gut abgeleitet. Der Kaltleiter bleibt kalt, sein Widerstand ist niedrig, so daß er in einem Stromkreis einen zur Signalabgabe verwendbaren Strom besitzt. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel, so daß sich der Kaltleiter in freier Luft befindet, dann heizt er sich stärker auf, wodurch sein Widerstandswert ansteigt, womit der Strom gedrosselt wird, so daß beispielsweise eine Kontrollampe erlischt. Mit dieser Sicherung arbeiten Kraftstofftanks, Heizöltanks, Kraftwagen etc.or has sunk. As long as a PTC thermistor used for this purpose is covered by liquid, the heat generated by its own current is well dissipated by the liquid. The PTC thermistor remains cold, its resistance is low, so that it has a current that can be used to emit a signal in an electrical circuit. If the liquid level sinks, so that the PTC thermistor is in the open air, then it heats up more, causing its resistance value to increase, which reduces the current so that, for example, a control lamp goes out. Fuel tanks, heating oil tanks, motor vehicles, etc. work with this fuse.
Der Nachteil einer solchen Anordnung liegt darin, daß der Meßfühler zumindest zeitweise in das Medium, dessen Füllstandshöhe zu beobachten ist, eintaucht, was im Falle von chemisch agressiven Flüssigkeiten korrosive Wirkungen auslöst.The disadvantage of such an arrangement is that the sensor is immersed, at least temporarily, in the medium whose level is to be observed, which triggers corrosive effects in the case of chemically aggressive liquids.
Nach dem Stand der Technik bekannt sind auch sogenannte Schaugläser, die in den Behälter eingelassen sind und über einen gewissen Bereich eine Sichtkontrolle durch eine Beobachtungsperson ermöglichen.Also known in the state of the art are so-called sight glasses, which are embedded in the container and enable a visual inspection by an observer over a certain area.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Füllstandsanzeiger zu schaffen, der eine automatische Kontrolle des Füllstandes erlaubt und das Meßgerät keinen agressiven Einflüssen gegenüber demjenigen Material aussetzt, dessen Füllstandshöhe zu messen ist.It is the object of the present invention to create a level indicator that allows automatic control of the level and does not expose the measuring device to aggressive influences on the material whose level is to be measured.
Diese Aufgabe wird durch den Füllstandsanzeiger nach Anspruch 1 gelöst, der erfindungsgemß dadurch gekennzeichnetThis object is achieved by the level indicator according to claim 1, which according to the invention is characterized in that
ist, daß an einem Schauglas außerhalb des Behälters ein mindestens eine mit einer Auswertschaltung des Auswertgerätes verbundene optische Registriereinrichtung, vorzugsweise eine Scannerdiode, aufweisender Träger angeordnet ist. Der Füllstandsanzeiger arbeitet nicht nur berührungsfrei, sondern ist auch gegen mechanische sowie chemische Einflüsse, die von dem zu messenden Füllgut herrühren könnten, geschützt. Die optische Registriereinrichtung kann jederzeit gewartet, überwacht oder ausgetauscht werden, ohne daß in den Füllbehälter eingegriffen werden muß. Die Anordnung außerhalb des Füllbehälters hat weiterhin den Vorteil, daß Rührwerke oder ähnliche Einbauten im Behälter nicht behindert werden.is that a carrier with at least one optical recording device, preferably a scanner diode, connected to an evaluation circuit of the evaluation device is arranged on a sight glass outside the container. The level indicator not only works without contact, but is also protected against mechanical and chemical influences that could arise from the filling material to be measured. The optical recording device can be serviced, monitored or replaced at any time without having to intervene in the filling container. The arrangement outside the filling container also has the advantage that agitators or similar installations in the container are not obstructed.
Im Prinzip kann jede optische Registriereinrichtung verwendet werden, bevorzugt werden jedoch solche Einrichtungen eingesetzt, die die Reflektion einer emittierten Strahlung, beispielsweise IR-Strahlung, registrieren. Hierzu bieten sich Fotodioden (Scanner)Dioden an, die grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannt sind. Infrarot sendende Dioden sind beispielsweise aus GaAs oder GaAlAs hergestellt und emittieren im nahen Infrarot zwischen 800 bis 950 nm nahe dem Maximum der spektralen Empfindlichkeit von Si-Fotodetektoren, die als Dioden verwendet werden.In principle, any optical recording device can be used, but devices that register the reflection of emitted radiation, such as IR radiation, are preferred. Photodiodes (scanner) diodes, which are basically known from the state of the art, are suitable for this purpose. Infrared-emitting diodes are made from GaAs or GaAlAs, for example, and emit in the near infrared between 800 and 950 nm, close to the maximum of the spectral sensitivity of Si photodetectors used as diodes.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. So ist der Träger entweder lösbar am Schauglas befestigt oder einstückig im Schauglas integriert. Die erste Ausführungsvariante erlaubt ein Nachrüsten bereits vorhandener Schaugläser, an denen außen der genannte Träger angeklammert, angeschraubt oder angeklebt wird. DieFurther developments of the invention are described in claims 2 to 6. The carrier is either detachably attached to the sight glass or integrated into the sight glass as one piece. The first variant allows retrofitting of existing sight glasses, to which the carrier is clamped, screwed or glued on the outside. The
zweite Variante ist bei Neuausstattungen von Füllbehältern empfehlenswert.The second variant is recommended for new filling containers.
Um gegebenenfalls Vorwarnungen abgeben oder Füllgeschwindigkeiten abschätzen zu können, ist nach einer Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen, am oder im Schauglas mehrere Dioden übereinander, vorzugsweise in jeweils äquidistantem
Abstand zur benachbarten Diode, anzuordnen. Bei
dieser AusführungsVariante können zum einen Störungen
festgestellt werden, wenn eine der Dioden eine Falschmeldung liefert, z. B. die untere die Meldung "Füllstand noch
nicht erreicht" und die darüber liegende oder darüber
liegenden Dioden bereits ein Überschreiten des betreffenden Füllstandes anzeigen. Zum anderen kann gekoppelt mit
einer Zeitmessung festgestell werden, zu welchem Zeitpunkt verschiedene Füllstände erreicht werden, womit Rückschlüsse
auf das Ansteigen bzw. Absinken des Füllpegels möglich sind.In order to be able to issue advance warnings or estimate filling speeds, a further development of the invention provides for several diodes to be arranged one above the other on or in the sight glass, preferably at an equidistant distance from the adjacent diode.
This version can cause disturbances
can be detected if one of the diodes gives a false signal, e.g. the lower one gives the message "Fill level not yet reached" and the one above or above
The diodes located on the side of the sensor indicate that the relevant level has been exceeded. On the other hand, coupled with
A time measurement can be used to determine at what point in time different filling levels are reached, which allows conclusions to be drawn about the increase or decrease in the filling level.
Wie bereits eingangs erwähnt, sollen die R-Dioden verwendet werden, vorzugsweise als Sender-/Empfänger-Einheit,
womit störende optische Einflüsse des sichtbaren Lichtes
ausgeschaltet werden können. Die Dioden arbeiten vorzugsweise durch Messung der reflektierten Strahlung.As already mentioned at the beginning, the R diodes should be used, preferably as a transmitter/receiver unit,
which eliminates disturbing optical influences of visible light
can be switched off. The diodes work preferably by measuring the reflected radiation.
Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Träger der Dioden am Schauglas höhenverstellbar angeordnet,
&zgr;. B. in einer Schiene. Hiermit kann die Höhe des Trägers bzw. die Anzahl der Dioden limitiert werden. Der Träger
mit den Dioden wird von Anfang an in der Höhe angeordnet, in der sich der gewünschte einzuregelnde Füllstand befindet.
According to a further embodiment of the invention, the carrier of the diodes is arranged on the sight glass so that it is height-adjustable,
ζ. B. in a rail. This can be used to limit the height of the carrier or the number of diodes. The carrier
The diodes are arranged from the beginning at the height at which the desired level to be regulated is located.
Nach einer weiteren Ausstattung der Erfindung sind die Dioden und die Auswertschaltung zur Aufnahme einer schwebenden Meßwerterfassung ausgebildet. Hiermit wird Umständen wie dem Verschmutzen oder Verkleben des Schauglases Rechnung getragen. Durch eine Logikverknüpfungsüberprüfung kann jeweils ein zutreffender Nullpunkt eingestellt werden. According to a further feature of the invention, the diodes and the evaluation circuit are designed to accommodate a floating measurement value recording. This takes into account circumstances such as the sight glass becoming dirty or sticky. A correct zero point can be set in each case by checking the logic connection.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawings.
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schauglas,Fig. 1 is a plan view of a sight glass,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Trägers,Fig. 2 is a side view of a carrier,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Träger,Fig. 3 a longitudinal section through the carrier,
Fig. 4 eine Füllstandsanzeigevorrichtung,Fig. 4 a level indicator device,
Fig. 5 Eine Draufsicht auf ein Schauglas mit im Schaubereich angeordneten, lageveränderbaren Dioden undFig. 5 A top view of a sight glass with position-adjustable diodes arranged in the viewing area and
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine aus mehreren Schaugläsern mit Dioden bestehende BaueinheitFig. 6 a top view of a unit consisting of several sight glasses with diodes
Schaugläser 10 sind im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannt und der Form des Gefäßes, in dessen Wandung sie integriert sind, angepaßt. Solche Schaugläser besitzen eine meist länglich gestreckte Form mit einem Fenster 11,Inspection glasses 10 are known in principle from the state of the art and are adapted to the shape of the vessel in whose wall they are integrated. Such inspection glasses usually have an elongated shape with a window 11,
das in einem Rahmen 12 angeordnet ist. Der Rahmen 12 wird über eine geeignete Verbindung wie Schrauben oder eine Klebung mit dem Füllgefäß verbunden.which is arranged in a frame 12. The frame 12 is connected to the filling vessel via a suitable connection such as screws or an adhesive.
Fig. 2 zeigt einen als Adapter ausgebildeten Träger 13, der an seinen Enden Laschen 14 mit Bohrungen 15 aufweist, worüber der Träger 13 am Schauglas befestigt werden kann. Die Laschen 14 sind dem Außenmantel des Schauglases entsprechend angepaßt. Bei zylindrischen Behältern sind auch Klammern oder ähnliches denkbar, die um den Behälter gelegt werden. Der Träger 13 besitzt in äguidistantem Abstand 5 Reihen von Dioden, die neben- bzw. übereinander angeordnet sind. Diese Dioden 16 sind mit einer nicht im Detail dargestellten, aber nach dem Stand der Technik prinzipiell bekannten Auswertvorrichtung verbunden. Diese Auswertvorrichtung registriert in den entsprechenden Hohen, ob die von ebenfalls nicht dargestellten IR-Sendern emittierte Strahlung von einer in der Diodenhöhe anstehenden Flüssigkeit reflektiert wird oder nicht. Je nach Lage des Meßwertes unter oder über einem Schwellwert wird eine Füllstandsmeldung abgegeben oder nicht, zweckmäßigerweise über eine Anzeigevorrichtung 17. Die Anzeigevorrichtung nach Fig. 4 besitzt eine Leuchtanzeige 18, die aufleuchtet, wenn ein IR-Sender gestört oder ausgefallen ist. Ob ein Füllstand ausgelöst ist oder nicht, ist an einer zweiten Leuchtanzeige 19 ersichtlich, die gegebenenfalls umschaltbar ist auf eine der Diodenreihen 16. Schließlich ist noch zusätzlich eine gedämpfte Füllstandsanzeige 20 vorgesehen, die einen Überblick über den absoluten Füllstand relativ zur Gefäßhöhe liefert.Fig. 2 shows a carrier 13 designed as an adapter, which has tabs 14 with holes 15 at its ends, by means of which the carrier 13 can be attached to the sight glass. The tabs 14 are adapted to the outer casing of the sight glass. In the case of cylindrical containers, clamps or similar are also conceivable, which are placed around the container. The carrier 13 has 5 rows of diodes at an equidistant distance, which are arranged next to or above one another. These diodes 16 are connected to an evaluation device, not shown in detail, but known in principle according to the state of the art. This evaluation device registers at the corresponding heights whether the radiation emitted by IR transmitters, also not shown, is reflected by a liquid at the height of the diode or not. Depending on whether the measured value is below or above a threshold value, a level indication is given or not, preferably via a display device 17. The display device according to Fig. 4 has an illuminated display 18 that lights up when an IR transmitter is faulty or has failed. Whether a level has been triggered or not can be seen from a second illuminated display 19, which can be switched over to one of the diode rows 16 if necessary. Finally, a dampened level indicator 20 is also provided, which provides an overview of the absolute level relative to the height of the vessel.
Die Grundlage der optischen Füllstandserfassung beruht aufThe basis of optical level detection is based on
dem unterschiedlichen Reflektionsverhalten des Mediums hinter dem Schauglas, in dem Füllgefäß. Hierbei kann es sich entweder um eine absorbierende Flüssigkeit, z. B. Wasser, oder um ein reflektierendes Medium handeln. Gegebenenfalls steht für unterschiedliche Reflektionsverhalten der zu vermessenden Medien eine Umschaltmöglichkeit in der Auswertvorr i chtung.the different reflection behavior of the medium behind the sight glass, in the filling vessel. This can be either an absorbent liquid, e.g. water, or a reflective medium. If necessary, there is a switchover option in the evaluation device for different reflection behavior of the media to be measured.
Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Füllstandsanzeigers liegt darin, daß die berührungsfreie Messung eine hohe Lebensdauer des Trägers und der Dioden, verbunden mit einer sehr hohen Betriebssicherheit, liefern. Etwaige Bewegungen des hinsichtlich des Füllstandes zu untersuchenden Mediums sind irrelevant, da die Messungen verzögert ausgewertet werden können, z. B. durch eine integrale Messung.The special feature of the level indicator according to the invention is that the contact-free measurement provides a long service life for the carrier and the diodes, combined with a very high level of operational reliability. Any movements of the medium to be examined with regard to the level are irrelevant, since the measurements can be evaluated with a delay, e.g. by means of an integral measurement.
In dem Auswertgerät wird über ein Schaltrelais ein potentialfreier Wechselkontakt zur Verfügung gestellt, der bei einem in 5 Stufen einstellbaren Schaltpunkt anspricht. Die Schaltstellung des Relais wird über eine Leuchtdiode (LED) angezeigt, die aufleuchtet, wenn sich das Material bis zu dem gewählten Grenzwert am Schauglas befindet.A switching relay in the evaluation device provides a potential-free changeover contact that responds to a switching point that can be set in 5 steps. The switching position of the relay is displayed via a light-emitting diode (LED), which lights up when the material is at the sight glass up to the selected limit value.
Der die Dioden 16 tragende Träger 13 ist an dem Schauglas 10 lösbar befestigt. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, den Träger 13 einstückig oder mehrstückig auszubilden, wobei der Träger oder die Träger im oder am Schauglas 10 integriert sind.The carrier 13 carrying the diodes 16 is detachably attached to the sight glass 10. Furthermore, it is also possible to form the carrier 13 in one piece or in multiple pieces, with the carrier or carriers being integrated in or on the sight glass 10.
Der Träger 13 kann nach Fig. 5 auch als Führungsschiene 13' ausgebildet sein, die im schauglasbereich angeordnetThe carrier 13 can also be designed as a guide rail 13' according to Fig. 5, which is arranged in the sight glass area
ist. Die einzelnen Dioden 16 sind dann z. B. an führungsschlittenartigen Halterungen 113 befestigt, die auf die Führungsschiene 13' aufgesetzt und auf dieser zur Abstandsveränderung oder zur wählbaren Einstellung der Meßpunkte im Schaubereich verschieblich sind.The individual diodes 16 are then attached, for example, to guide carriage-like holders 113, which are placed on the guide rail 13' and can be moved along this to change the distance or to selectably adjust the measuring points in the viewing area.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der mehrere, zweckmäßigerweise kreisförmig ausgebildete Schaugläser 10, 10', 10" zu einer Bau- und Montageeinheit 100 zusammengefaßt sind. Jedes Schauglas ist dann mit einer Diode 16 versehen, die einzelnen Schaugläser können auch andere geometrische Formen aufweisen. Diese Baueinheit 100 wird dann für den Betrieb im Bereich vorhandener Schaugläser montiert. Die Baueinheit 100 kann auch anstelle eines bereits vorhandenen Schauglases eingebaut werden.Fig. 6 shows an embodiment in which several, expediently circular, sight glasses 10, 10', 10" are combined to form a construction and assembly unit 100. Each sight glass is then provided with a diode 16, the individual sight glasses can also have other geometric shapes. This construction unit 100 is then mounted for operation in the area of existing sight glasses. The construction unit 100 can also be installed in place of an existing sight glass.
Claims (9)
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|---|---|---|---|
| DE9409734U DE9409734U1 (en) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | Level indicator |
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| DE9409734U1 true DE9409734U1 (en) | 1994-08-04 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE9409734U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1002063C2 (en) * | 1996-01-11 | 1997-07-14 | Prolion Bv | Automatic measurement of fluid surface level during milking |
| DE102007012938A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Process variable e.g. viscosity, determining and/or monitoring device, has window unit permitting determination of variable using reference sensor, sensor unit determining and/or monitoring variable, and fastening unit fastening sensor unit |
| FR3058390A1 (en) * | 2016-11-09 | 2018-05-11 | Dassault Aviation | FUEL TANK OF AN AIRCRAFT WITH A VISUAL CONTROL SYSTEM OF THE INTERIOR OF THE RESERVOIR, AIRCRAFT AND VISUAL CONTROL METHOD THEREOF |
-
1994
- 1994-06-20 DE DE9409734U patent/DE9409734U1/en not_active Expired - Lifetime
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