NO159420B - Fremgangsmaate og anordning for vaeskenivaamaaling. - Google Patents
Fremgangsmaate og anordning for vaeskenivaamaaling. Download PDFInfo
- Publication number
- NO159420B NO159420B NO834879A NO834879A NO159420B NO 159420 B NO159420 B NO 159420B NO 834879 A NO834879 A NO 834879A NO 834879 A NO834879 A NO 834879A NO 159420 B NO159420 B NO 159420B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coil
- liquid
- electrode
- electrodes
- elongated
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 59
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 16
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 38
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 38
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 38
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 28
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en anordning og en fremgangsmåte for væskenivåmåling. Oppfinnelsen er særlig, men ikke utelukkende beregnet på måling av væskenivåer av elektrisk ledende væsker slik som melk. Den kan imidlertid anvendes ved måling av alle elektrisk ledende væsker.
Hittil har et antall mekanisk passive anordninger og fremgangsmåter vært anvendt og foreslått for måling av væskenivåer, slik som f.eks. kapasitive sonder, sonder for måling av relativ ledningsevne ved utnyttelse av flere elektroder, metoder som utnytter ultrarefleksjon, resonanshul-rom og lignende.
Ved måling av væskenivåer, slik som f.eks. av melk, det er påkrevet å benytte et nøyaktig og forholdsvis lite effekt-krevende system for måling av melkenivået, fortrinnsvis i en beholder. Et eksempel på dette er en målebeholder eller et målekammer tilordnet en melkemåler, slik som beskrevet i US-patentskrift nr. 3.349.617.
Sådanne målinger av melkemengde er påkrevet i forbindelse med prøvetagning såvel som under melkeprosesser i fjøs, meierier og lignende.
Hittil har ingen av de tidligere kjente anordninger eller fremgangsmåter vist seg å være tilfredsstillende, til-strekkelige eller vellykkede ved effektiv måling av væskenivåer, for melk.
De nevnte kapasitive sondeanordninger har f.eks. vist seg
å gi problemer i forbindelse med hygiene og rengjøring, idet forurensninger som har samlet seg eller bygget seg opp på det dielektriske sondematerial har vist seg å med-føre målefeil ved vedvarende eller øket bruk. Det fore-slåtte system som utnytter relativ ledningsevne har, skjønt det kan være egnet for målinger med begrenset nøy-aktighet vist seg å være alvorlig påvirket av variasjoner
i væskens ledningsevne, slik det ofte er tilfelle ved væsker som melk.
Det trinnvise sonearrangement som utnytter tallrike elektroder, har vist seg tilfredsstillende ved visse væsker, men er gjenstand for økende målefeil med tiden ved organ-iske væsker, slik som melk, på grunn av det er vanskelig å hold.e elektrodene rene.
Metodene som utnytter ultrasonisk refleksjon og resonans-hulrom har vist seg å være uegnet på grunn av deres relativt høye effektbehov og vanligvis relativt store apparat-omfang. Dette er særlig en ulempe i det tilfeller måle-anordninger og- fremgangsmåter skal anvendes i melkefjøs, meierier og lignende, hvor det er ønskelig å holde utgift-ene, effektforbruket og størrelsen av utstyr og komponent-er så lavt så mulig.
Foreliggende oppfinnelse har som formål å angi og frem-bringe en fremgangsmåte og en anordning for måling av væskenivåer på sådan måte at de ovenfor angitte problemer i alle fall til en viss grad reduseres, ved hjelp av effektiv og lett anvendbar måleutrustning for dette formål .
Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for måling av overflatenivå av en elektrisk ledende væske, og hvor elektromagnetisk felt opprettes og en langstrakt spole nedsenkes i væsken for å kobles induktivt til feltet, idet den induserte spenning i spolen avføles og omformes til en hovedsakelig lineær funksjon av den elektrisk ledende væskes overflatenivå.
På denne bakgrunn av prinsippielt kjent teknikk fra fransk patentskrift nr. 2.243.425 har så fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at videre minst en første og en annen elektrode nedsenkes i det minste delvis i den elektriske ledende væske i innbyrdes avstand, og veksel-strøm bringes til å strømme gjennom og mellom elektrodene ved hjelp av væsken, for derved å opprette nevnte elektromagnetiske felt i det minste omkring den første elektrode og å indusere nevnte spenning i spolen.
Oppfinnelsen gjelder også en anordning for måling av overflatenivå av elektrisk ledende væske og som omfatter utstyr for å opprette et elektromagnetisk felt, en langstrakt spole som er anordnet for nedsenkning i væsken og induktiv kobling til feltet, samt ytterligere utstyr for å avføle indusert spenning i spolen og omforme denne spenning til en hovedsakelig lineær funksjon av den elektrisk ledende væskes overflatenivå.
Anordningen har da som særtrekk at den videre omfatter minst en første og en annen elektrode som er innbyrdes adskilt og anordnet for i det minste delvis nedsenkning i den elektrisk ledende væske, samt strømforsyningsutstyr for å føre vekselstrøm gjennom og mellom elektrodene ved hjelp av væsken for derved å opprette nevnte elektromagnetiske' felt i det minste omkring den første elektrode, for induksjon av nevnte spenning i spolen.
Foreliggende oppfinnelse vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av utførelseeksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er en skisse av en væskebeholder som inneholder en måleanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et snitt langs linjen A-A i fig. 1 på de ved-føyde tegninger. Fig. 3 er en skisse av strømspolen i henhold til en ut-førelseform av oppfinnelsen. Fig. 4 er en skisse av en omformerenhet som omfatter elektrodene og spolen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 er et skjematisk flytdiagram som angir virkemåten for en utførelsesform av oppfinnelsens anordning.
Ved den følgende beskrivelse av oppfinnelsen under henvisning til de vedføyde tegninger, bør det erkjennes at oppfinnelsen her bare forklares ved hjelp av et utførelse-eksempel, under henvisning til væskemåling i en beholder, hvilket i dette tilfelle gjelder måling av melkenivået i en målebeholder. Som angitt ovenfor er imidlertid dette bare et utførelseeksempel, og oppfinnelsen kan likegodt utnyttes ved måling av andre væsker, samt også væsker som ikke nødvendigvis behøver å befinne seg i en beholder.
Det foreliggende målearrangement i henhold til foreliggende oppfinnelse angår måling av melk i en beholder tilordnet en passende melkemengdemåler eller annet arrange-ment som melken strømmer inn i beholderen gjennom. Foreliggende oppfinnelse er særlig fordelaktig når det er ønskelig å ta ut en målt melkemengde, f.eks. for utprøv-ning. Dette er f.eks. påkrevet i mange land, slik som New Zealand, USA og mange land i Europa. Som et anvendel-seeksempel kan foreliggende oppfinnelse utnyttes i forbindelse med en melkemåler av den art som er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.349.617.
Beholderen eller kammeret 1 er fortrinnsvis et langstrakt kammer utført i et passende isolerende material, slik som f.eks. et plastmaterial. Beholderen er fortrinnsvis luk-ket ved sin nedre ende og har langstrakt form. Utstyr er anordnet for å føre en melkemengde inn i beholderen for
måling.
Som vist på de vedføyde tegninger, er minst to innbyrdes adskilte, langstrakte elektroder 2, 3 ført inn i beholderen og strekker seg fortrinnsvis hovedsakelig langs hele dens lengde. I den utførelseform av oppfinnelsen som er vist på de vedføyde tegninger, er elektrodene 2, 3 hovedsakelig innbyrdes parallelle, men dette er ikke vesentlig. For å lette monteringen er elektrodene 2, 3, samt den spole som vil bli beskrevet senere, fortrinnsvis kombinert til en omformerenhet 8, som er forsynt med endestoppere 8a ved øvre og nedre ende og som holder første og annen elektrode i fast stilling i forhold til hverandre, og sørger for sikker plassering inne i beholderen.
Elektrodene 2, 3 er fortrinnsvis utført i hensiktsmessig material, slik som f.eks. rustfritt stål, som er særlig fordelaktig i meieriindustrien, samt spesielt idet tilfel-let slike væsker som melk skal måles. Elektroder utført i et rustfritt stålmatérial kan holdes rene i rimelig grad, hvilket naturligvis er av største viktighet og meget fordelaktig når anorndingen i henhold til oppfinnelsen skal anvendes for måling av melk, både i forbindelse med melke-utstyr anvendt i gårdsbruk og på steder hvor melkebehand-ling utføres.
Den første langstrakte elektrode 2 har form av et rør eller en stav. Den annen elektrode 3 i avstand fra den første kan være av hvilken som helst ønkset form og ut-førelse, men har i den foretrukkede utførelsevariant av oppfinnelsen langstrakt rørform med hovedsakelig kvadrat-isk tverrsnitt. Dette er imidlertid bare et utførelse-eksempel.
I den foretrukkede form av oppfinnelsen er den annen elektrode 3 hovedsakelig innhul og rommer eller omslutter inne i seg en langstrakt trådspole 4.
Denne spole 4 er i den foretrukkede utførelseform av oppfinnelsen anbragt inne i og i tilslutning til den annen elektrode 3. Det er imidlertid ikke nødvendig at den er således tilordnet den annen elektrode. Dette er imidlertid funnet fordelaktig ut i fra tilvirkning- og drifts-forhold, men det må være klart at spolen 4 kan være anordnet på hvilket som helst hensiktsmessig sted inne i beholderen, all den stund spolen 4 befinner seg i nærheten av den første elektrode 2, således at spolen 4 kan ta opp og induksjonspåvirkes av et passende magnetisk felt som dannes omkring den første elektrode. Dette vil bli nærmere forklart i det følgende.
Skjønt spolen 4 i henhold til den foreliggende utførelse av oppfinnelsen er angitt å være anbragt inne i den annen elektrode 3, kan trådspolen 4 likevel være anordnet adskilt fra den første og annen elektrode 2, 3 på hvilken som helst særegen eller hensiktsmessig måte, all den stund denne spole 4 befinner seg i nærheten av den første elektrode 2 og har en form, stilling og plassering som tillater opptak og induksjon av det elektromagnetiske felt som dannes omkring den første elektrode 2.
I den foreliggende utførelseform av oppfinnelsen er spolen 4 en langstrakt spole som omfatter en eller flere langstrakte viklinger 5 i lengderetningen. Ved prøver er det funnet at ved å utføre en spole 4 med en eller flere viklinger i lengderetningen, vil spolen være i stand til å oppta å bli induksjonspåvirket av et særlig effektivt elektromagnetisk felt, som kan omformes til en lineær funksjon av væskenivået i den væskemengde som elektrodene 2, 3 og trådspolen 4 er neddykket i.
Spolen 4 i henhold til foreliggende oppfinnelse kan om-fatte et hvilket som helst antall av langstrakte og langs-gående viklinger 5, slik det vil fremgå av de vedføyde tegninger og særlig figurene 2 og 3. I foreliggende opp-finnelsegjenstand omfatter således spolen 4 flere langstrakte viklinger 5 med utstrekning i spolens lengderet-ning og som er viklet opp på en hovedsakelig H-formet spoleform 6, idet viklingene strekker seg rundt det langstrakte tverrstykke 7 av spoleformen. Dette medfører da en spole 4 som omfatter et antall langstrakte viklinger 5 i lengderetningen og som strekker seg omkring spoleformen, slik det f.eks. vil fremgå av figurene 2 og 3 på de ved-føyde tegninger.
Spolen 4 kan da rommes og anbringes inne i den innhule langstrakte annen elektrode 3, som er i stand til å om-slutte spolen på avtettet og vanntett måte, ved tilsats av passende blokkering- og tetningsmaterialer og/eller ved å anvende endestoppere 8a, således at elektrodene og spolen kombineres til en omformerenhet 8.
Det vil forstås ut i fra figurene 1 og 3 på tegningene at spolen 4 når den er anbragt inne i den annen elektrode 3 i beholderen 1, vil befinne seg i et hovedsakelig vertikalt og opprettstående plan.
Den øvre ende 2a av elektroden 2 rager ut gjennom endestopperne for å kunne kobles til en vekselstrømkilde. Endestopperne 8a som f.eks. kan være utført i et passende plastmaterial eller isolasjonsmaterial, har de gjenværende ender av elektrodene tettende innleiret i seg. Som et eksempel på dette henvises til fig. 4 på de vedføyde tegninger .
I bruk er passende kjent utstyr anordnet og koblet til om-formerenheten 8 og elektroden 2 for derved å lede veksel-strøm gjennom den første elektrode 2. Fra denne elektrode flyter så vekselstrømmen gjennom den elektrisk ledende melk og gjennom den annen elektrode 3.
Vekselstrømmen oppretter et elektromagnetisk felt 10 omkring og i forhold til den første elektrode 2, slik det vil fremgår av de vedføyde tegninger. Dette elektromagnetiske felt 10 er orientert hovedsakelig horisontalt.
Det elektromagnetiske felt ,10 som dannes omkring den førs-te elektrode 2 opptas så av og induksjonspåvirker spolen 4, for derved å omformes ved hjelp av passende kjent utstyr til en hovedsakelig lineær funksjon av væskenivået av den elektrisk ledende melk.
I drift er det elektromagnetiske felt 10 som påvirker spolen 4 hovedsakelig proporsjonalt med lengden av strøm-banen målt fra nær toppen av spolen 4 til et punkt hovedsakelig halvveis nedover spolelengden nedsenket i væske. I den foreliggende utførelseform av oppfinnelsen er spolen 4 nedsenket i melk 11 i beholderen 1. Det vil imidlertid
forstås at oppfinnelsen også i like høy grad har anvendel-se ved måling av andre væsker, og ikke nødvendigvis i be-holdere. Man kan f.eks. måle dybden av elver, havnebas-, seng og lignende.
Viklingene 5 i lengderetningen av spolen 4 er særlig for-delaktige ved at de danner eller skaper et mellomrom eller gap mellom viklingene 5 som tillater det elektromagnetiske felt 10 å passere gjennom spolen, således at feltet kan opptas av spolen 4 og induksjonspåvirkes av dette. Dette forhold gjør det således mulig å opprette et effektivt elektromagnetisk felt som kan avleses og omformes til en lineær funksjon av feltet. Som det vil fremgå av de ved-føyde tegninger, ligger lengdeaksen av mellomrommet eller gapet mellom vinningshalvdelene 5 (i form av tverrstykket 7 i spoleformen 6 i den foretrukkede utførelseform av oppfinnelsen) i hovedsakelig rett vinkel med det hovedsakelig horisontale plan for det elektromagnetiske felt 10, således at feltet kan passere gjennom mellomrommet eller gapet, i den retning som er angitt ved pilen 9 i fig. 2 på tegningene .
Hvis viklingene derimot har utført hovedakelig på tvers eller lateralt omkring en spoleform, ville intet sådant mellomrom eller gap foreligge for passasje av det elektromagnetiske felt. Det ville da ikke være noe effektivt opptak av og induksjonspåvirkning fra det elektromagnetiske felt for trådspolen.
Skjønt første og annen elektrode 2, 3 i foreliggende ut-førelseform av oppfinnelsen, samt også spolen 4 som befinner seg inne i den annen elektrode 3, er anordnet hovedsakelig innbyrdes parallelt, er dette trekk ikke vesentlig. Det er imidlertid fordelaktig at aksene for henholdsvis den første elektrode og den langstrakte trådspole ikke er anordnet i rett vinkel med hverandre. Hvis f.eks. lengdeaksen for den vekselstrøm som flyter nedover den første elektrode 2 hadde en retning i rett vinkel med lengdeaksen for de langstrakte viklinger 5 på spolen 4, kunne et ytterligere elektromagnetisk felt bli dannet med skadelig virkning på arbeidsfunksjonen for apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse.
Hvis melkens ledningsevne er hovedsakelig den samme over alt, vil også strømmen til enhver tid flyte jevnt fordelt inne i beholderen eller kammeret.
For å opprettholde en forholdsvis ensartet og regelmessig drift, bør dimensjonene av spoleformen 6 og tverrstykket 7 for formen 6, som viklingene 5 er ført omkring, være hovedsakelig konstant. Sådanne uforandelige dimensjoner vil tillate effektiv utnyttelse av den induserte elektromotoriske kraft som lineær funksjon av væskedypet inne i beholderen. Hvis det foreligger variasjoner i form eller dimensjon langs spoleformen 6, kan disse motvirkes med hensiktsmessig kalibrering og tatt hensyn til ved de elek-troniske beregninger som frembringer en endelig utlesning, slik det vil bli beskrevet i det følgende. Det er imidlertid ønskelig at spoleformens dimensjoner er hovedsakelig ensartede, for derved å tillate en nøyaktig avlesning ved utnyttelse av den induserte elektromotoriske kraft som lineær funksjon av væskedypet av melk inne i beholderen.
I det utførelseeksempel av foreliggende oppfinnelse hvor materialet i elektrodene 2, 3 er rustfritt stål og den elektrisk ledende væske er melk, bør driftsfrekvensene velges slik at de passer til melk og rustfritt stål, således at disse materialer ikke utgjør noen hindring for den induserende virkning av det elektromagnetiske felt.
I denne forbindelse er det funnet at frekvenser innenfor området 3-30 KHz er særlig egnet.
Det skal nu særlig henvises til oppfinnelsens fremgangsmåte og dens bruk ved måling av væske i beholderen 1.
Dette målearrangement omfatter beholderen 1 som f.eks. står i forbindelse med en melkemåler av den art som er beskrevet i US-patent nr. 3.349.617. Første og annen elektrode 2, 3 strekker seg ned i beholderen 1 på sådan måte at de i det minste delvis er nedsenket i melk 11 inne i beholderen. Den første og annen elektrode 2, 3 holdes i innbyrdes stilling inntil hverandre ved hjelp av øvre og nedre endestopper 8a og danner derved en omformerenhet 8. Den første elektrode utgjøres fortrinnsvis av en langstrakt stav eller et rør, mens den annen elektrode er et langstrakt hult rør 3. På det første og annen elektrode er utført i et rustfritt stålmaterial. En trådspole er anordnet og plassert inne i den annen elektrode 3. Spolen 4 omfatter flere langstrakte viklinger 5 i lengderetningen omkring en spoleform 6. Spoleformen 6 og viklingene 5 er plassert og avtettet anordnet inne i den annen elektrode 3. I bruk og arbeidsstilling er lengdeaksene av viklingene 5 anbragt i hovedsakelig vertikal retning. Lengdeaksene for første og annen elektrode vil også være anordnet hovedsakelig vertikalt i en foretrukket utførelseform av oppfinnelsen.
Det skal nå henvises til fig. 5 på de vedføyde tegninger, hvor et klokkesignal fra en mikroprosessor 18 er frekvens-delt ned til en passende frekvens og ført gjennom et fil-ter 30 med høy Q-verdi samt derpå til en kilde 31 for konstant strøm. En veksestrøm fra denne kilde føres nedover den første elektrode 2, gjennom melken 11 (som utgjør den elektrisk ledende væske) samt gjennom den annen elektrode 3.
Denne vekselstrøm frembringer et elektromagnetisk felt 10 omkring den første elektrode 2, (slik det er antydet i fig. 1 på tegningene).
Det elektromagnetiske felt 10 tas opp av og induksjonspåvirker spolen 4.
Den induserte elektromotoriske kraft fra spolen 4 påtryk-kes en forforsterker 32 fulgt av et lavpassfilter med for-sterkning 13. Signalet høypassfiltres så ved 15, presi-sjonslikerettes ved 16 og digitaliseres så ved hjelp av en analog/digital-omformer 17. Signalspenningene fra kilden for konstant strøm, klokkeoscillatoren og opptaksspolen styres fra en mikroprosessor 18 ved hjelp av f.eks. en firekanals multiplekser 14. Disse signaler utnyttes så til å oppnå en forholdsmåling av den induserte elektromotoriske kraft. Basissignalet fra presisjonslikeretteren kan også anvendes for å bestemmes væskehøyden i beholderen. Dette signal varierer lineært med forandringen i væskehøyden.
Som et eksempel er en 8 bits mikroprosessorenhet 18 anordnet for å styre de analoge signaler og måleanvisningen ved hjelp av flytende krystaller. En klokke 27 som måler sann tid er anordnet for å utføre nedsatt effekttilførsel til ikke vesentlige kretser, beregning av strømningsin-formasjon samt f.eks. automatisk utkobling (etter f.eks. en forut bestemt periode på 20 minutter ute av bruk).
De nedre 8 bit på adressebussen dekodes ved hjelp av en 8 bit adresselås 24. En hukommelse-kartlegning kan anvendes for å dekode RAM 21, EPROM 22, EEPROM 23, firekanals MUX 14 samt en anvisningsdriver 26.
Analog/digital-omforming kan oppnås ved hjelp av en seks-kanals 8- 10 bit analog/digital-omformer med enkel flan-ke .
Mikroprosessoren sørger for adressering, tidsstyring, tel-ling og de nødvendige aritmetiske beregninger for drift av et fullstendig omformer system fra analoge til digitale verdier.
Hensiktsmessig programvare anvendes for omforming av det digitaliserte omformersignal til f.eks. melkeavkastning angitt i kilogram, pund eller liter. I tillegg fra de tilgjengelige data kan også annen informasjon utledes, slik som f.eks. melkens ledningsevne, mengdestrøm og met-risk forholdsmåling av væskehøyden kan beregnes. Passende programvare anvendes også for kalibrering av systemet, idet kalibrering- og skaleringsfaktorer beregnes og lagres i EEPROM 23.
Det utstyr som er angitt for omforming og utlesning av den elektromotoriske kraft til f.eks. den lineære funksjon av den elektrisk ledende væske er bare angitt som eksempel.
Det vil forstås at hvilke som helst hensiktsmessige midler kan anvendes for sådan utlesning og omforming av det elektromagnetiske felt til lineær funksjon.
I bruk er det elektromagnetiske felts induksjonsvirkning på spolen 4 hovedsakelig proporsjonalt med lengden av strømbanen målt fra nær toppen av spolen til et punkt hovedaskelig halvveis nedover langs spolelengden nedsenket i væske. I foreliggende utførelseform av oppfinnelsen er dette spolen 4 nedsenket i melken 11 i beholderen 1. Det vil imidlertid forstås at oppfinnelsen likegodt kan anvendes for måling av andre væsker, (ikke nødvendigvis i be-holdere). F.eks. dybden av elver, havnebasseng og lignende .
Med hensyn til praktisk bruk av foreliggende oppfinnelse skal det atter henvises til fig. 1 på tegningene.
En tilnærmet løsning med hensyn på sondens følsomhet kan lett utledes hvis man ikke tar hensyn til endevirkningene. Den magnetiske felt r meter fra en lang strømførende tråd er:
Hvis spolebredden W er liten sammelignet med r, vil den emf som induseres i spolen av dette felt være lik:
hvor A = spolearealet, N = antall vinninger og w = vinkel-frekvens .
Da spolearealet A = L x W, vil den induserte emf (elektro-motorisk kraft) være:
Elektroden kan betraktes som en induktor med en største gjensidig induktans på:
Den induserte emf er da:
e = w. M. I volt.
Elektroden er i drift upåvirket av væskens ledningsevne under forutsetning at ledningsevnen er den samme over alt i beholderen. I praksis kan imidlertid ikke dette forut-settes .
Ved f.eks. melk har ledningsevnen -?n tendens til å avta etter hvert som melkingen fortsetter, på grunn av økende fettinnhold i den senere melk. " duksjonen fra begyn-nelseverdien er typisk 10 til 20% og kan i verste tilfel-let gå opp til 25%.
Det alminnelige uttrykk for emf indusert i spolen på gri av elektrodestrømmen I er gitt ved formelen:
hvor b er konstant, Lg er den effektive lengde av elektrodene, h er høyden av melkens overflate over bunnen a1 beholderen, og Cf er melkens ledningsevne i en høyde :
over beholderens bunn.
Løsningen av den sist angitte ligning for tre enkle led-ningsevneprofiler er:
Konstand ledningsevne
Trinnvis avtagende ledningsevne
Hvis ledningsevnen er konstant opptil en høyde h/2, hvo:
den plutselig avtar til en verdi (1-øC) ganger den opp-rinnelige verdi, samt deretter holder seg konstant, vil løsningen være:
Hvis o* s er liten vil feilen være omtrent
di
4
Hvis reduksjonen er 30% vil feilen ved å bruke den tilnærmede løsning være 7,5%, mens den nøyaktige løsning g: 8,8%.
Lineært avtagende ledningsevne
Det antas.at ledningsevnen avtar lineært opptil høyden h, slik at verdien ved h er ( 1- øL) ganger verdien ved bunnen.
I dette tilfelle er løsningen
Hvis oL er liten vil feilen være omtrent
Hvis ledningsevnens reduksjon er 30%, vil feilen være 5% ved å anvende den tilnærmede løsning, eller 5,9% ved an-vendelse av den nøyaktige løsning.
Oppfinnelsen er blitt beskrevet bare ved hjelp av utfør-elseeksempel, og det bør forstås at modifikasjoner og for-bedringer kan utføres ved oppfinnelsegjenstanden uten at oppfinnelsens ramme overskrides, slik det er definert i de etterfølgende patentkrav.
Claims (12)
1. Fremgangsmåte for måling av overflatenivå av en elektrisk ledende væske (11), og hvor elektromagnetisk felt opprettes <p>g en langstrakt spole (4) nedsenkes i væsken for å kobles induktivt til feltet, idet den induserte spenning i spolen avføles og omformes til en hovedsakelig lineær funksjon av den elektrisk ledende væskes overflatenivå, karakterisert ved at videre minst en første og en annen elektrode (2,3) nedsenkes i det minste delvis i den elektrisk ledende væske (4) i innbyrdes avstand, og vek-selstrøm bringes til å strømme gjennom og mellom elektrodene ved hjelp av væsken, for derved å opprette nevnte elektromagnetiske felt i det minste omkring den første elektrode (2) og å indusere nevnte spenning i spolen (4).
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at vekselstrømmen føres på sådan måte gjennom første og annen elektrode (2, 3) samt væsken mellom elektrodene at det opprettede elektromagnetiske felt (10) i det minste omkring den første elektrode induserer en spenning i spolen (4) som er hovedsakelig proporsjonal med lengden av strømbanen fra omtrent toppen av spolen (4) til et punkt hovedsakelig halvveis ned langs den del av spolen som er nedsenket i den elektrisk ledende væske (11).
3 . Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at elektrodene (2, 3) og spolen (4) i det minste delvis nedsenkes i melk inne i en beholder (1).
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 eller 3 , karakterisert ved at nevnte elektromagnetiske felt (10) opprettes hovedsakelig i rett vinkel med viklingsplanet for den eller de langstrakte viklinger (5) som inngår i spolen (4).
5. Anordning for måling av overflatenivået av en elektrisk ledende væske (11), idet anordningen omfatter utstyr for å opprette et elektromagnetisk felt, en langstrakt spole (4) som er anordnet for nedsenkning i væsken og induktiv kobling til feltet, samt ytterligere utstyr for å avføle indusert spenning i spolen og omforme denne spenning til en hovedsakelig lineær funksjon av den elektrisk ledende væskes overflatenivå,
karakterisert ved at anordningen videre omfatter minst en første og en annen elektrode (2,3) som er innbyrdes adskilt og anordnet for i det minste delvis nedsenkning i den elektrisk ledende væske (11), samt strømfor-syningsutstyr for å føre vekselstrøm gjennom og mellom elektrodene ved hjelp av væsken for derved å opprette nevnte elektromagnetiske felt i det minste omkring den første elektrode (2), for induksjon av nevnte spenning i spolen (4).
6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at spolen (4) omfatter en eller flere langstrakte viklinger (5).
7. Anordning som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at spolen (4) er anordnet inne i et langstrakt hylster som danner nevnte annen elektrode (3 ) .
8. Anordning som angitt i et eller flere av kravene 5-7, karakterisert ved at den langstrakte spole omfatter en eller flere langstrakte viklinger (5) som er lagt omkring en langstrakt spoleform (6).
9. Anordning som angitt i et eller flere av kravene 5-8, karakterisert ved at elektrodene (2, 3) og spolen (4) er utformet slik at når vr..selstrømmen passerer gjennom elektrodene (2, 3) og væsken mellom disse, vil det induseres en spenning i spolen som er hovedsakelig proporsjonal med lengden av strømbanen fra et punkt nær toppen av
spolen (4) til et punkt omtrent halvveis ned langs den del av spolen som er nedsenket i den elektrisk ledende væske (11).
10. Anordning som angitt i et eller flere av kravene 5-9, karakterisert ved at nevnte elektroder (2, 3) og spolen (4) er montert sammen for å danne en omformerenhet (8).
11. Anordning som angitt i et eller flere av kravene 5-10, karakterisert ved at den er anordnet inne i et melkebeholder (1).
12. Anordning som angitt i et eller flere av kravene 6-11, karakterisert ved at spolens en eller flere langstrakte viklinger strekker seg hovedsakelig i rett vinkel med planet for det opprettede elektromagnetiske felt (10) omkring den første elektrode (2).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NZ201498A NZ201498A (en) | 1982-12-31 | 1982-12-31 | Liquid level measured by induction field of shortable solenoid |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO834879L NO834879L (no) | 1984-07-02 |
NO159420B true NO159420B (no) | 1988-09-12 |
NO159420C NO159420C (no) | 1988-12-21 |
Family
ID=19920053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO834879A NO159420C (no) | 1982-12-31 | 1983-12-30 | Fremgangsmaate og anordning for vaeskenivaamaaling. |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4554831A (no) |
JP (1) | JPS59136623A (no) |
AU (1) | AU567529B2 (no) |
BE (1) | BE898582A (no) |
CA (1) | CA1208453A (no) |
DD (1) | DD216793A5 (no) |
DE (1) | DE3347606A1 (no) |
DK (1) | DK608783A (no) |
FI (1) | FI74540C (no) |
FR (1) | FR2538900B1 (no) |
GB (1) | GB2134264B (no) |
HU (1) | HU189801B (no) |
IE (1) | IE54949B1 (no) |
IT (1) | IT1171898B (no) |
NL (1) | NL8304488A (no) |
NO (1) | NO159420C (no) |
NZ (1) | NZ201498A (no) |
SE (1) | SE8307204L (no) |
ZA (1) | ZA839692B (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4716536A (en) * | 1985-04-16 | 1987-12-29 | The Foxboro Company | Measurement calibration |
US4827769A (en) * | 1988-09-16 | 1989-05-09 | Hamilton Standard Controls, Inc. | Fuel level sensor with buried conductor |
JPH0324425A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-02-01 | Murata Mfg Co Ltd | 変位量計測装置 |
CA2947598C (en) * | 2014-05-08 | 2018-09-18 | WellGauge, Inc. | Well water depth monitor |
GB2570323B (en) * | 2018-01-19 | 2020-08-12 | Paul Clarkson Melvin | Permittivity based fluid level sensor wherein build-up of fluid vapour droplets is prevented |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243891B (de) * | 1964-04-06 | 1967-07-06 | Euratom | Geraet zum kontinuierlichen Messen des Fluessigkeitsstandes elektrisch leitfaehiger Fluessigkeiten |
US3349617A (en) * | 1965-01-12 | 1967-10-31 | Hartstone John Lewis | Metering and flow indicating device for use during milking |
AU1185670A (en) * | 1969-02-27 | 1971-08-26 | The Commonwealth Industrial Gases Limited | Cryogenic liquid level indicator |
US3722281A (en) * | 1970-11-04 | 1973-03-27 | Eng Physics Co | Liquid height gauge |
US3755804A (en) * | 1971-10-18 | 1973-08-28 | W Johnson | Liquid level sensing system and apparatus |
DE2210296C2 (de) * | 1972-03-03 | 1983-10-20 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Füllstandsmeßgerät zur kontinuierlichen Messung für elektrisch leitende Flüssigkeiten |
DE7333074U (de) * | 1973-09-12 | 1975-06-26 | Interatom Int Atomreaktorbau Gmbh | Kontinuierlicher Füllstandsmesser für elektrisch leitende Flüssigkeiten |
US4125021A (en) * | 1976-06-01 | 1978-11-14 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Apparatus for detecting conductive liquid level |
GB2062238A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-20 | Ponting I M | An impedance measuring system |
-
1982
- 1982-12-31 NZ NZ201498A patent/NZ201498A/en unknown
-
1983
- 1983-12-22 AU AU22770/83A patent/AU567529B2/en not_active Ceased
- 1983-12-23 IE IE3058/83A patent/IE54949B1/en unknown
- 1983-12-27 IT IT49591/83A patent/IT1171898B/it active
- 1983-12-28 JP JP58245594A patent/JPS59136623A/ja active Pending
- 1983-12-29 SE SE8307204A patent/SE8307204L/ not_active Application Discontinuation
- 1983-12-29 BE BE0/212137A patent/BE898582A/fr not_active IP Right Cessation
- 1983-12-29 ZA ZA839692A patent/ZA839692B/xx unknown
- 1983-12-29 GB GB08334576A patent/GB2134264B/en not_active Expired
- 1983-12-29 NL NL8304488A patent/NL8304488A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-12-30 NO NO834879A patent/NO159420C/no unknown
- 1983-12-30 DD DD83258937A patent/DD216793A5/de unknown
- 1983-12-30 FR FR8321108A patent/FR2538900B1/fr not_active Expired
- 1983-12-30 DE DE19833347606 patent/DE3347606A1/de active Granted
- 1983-12-30 HU HU834540A patent/HU189801B/hu unknown
- 1983-12-30 DK DK608783A patent/DK608783A/da not_active Application Discontinuation
- 1983-12-30 FI FI834873A patent/FI74540C/fi not_active IP Right Cessation
- 1983-12-30 US US06/567,320 patent/US4554831A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-12-30 CA CA000444501A patent/CA1208453A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL8304488A (nl) | 1984-07-16 |
FI834873A (fi) | 1984-07-01 |
FI834873A0 (fi) | 1983-12-30 |
SE8307204L (sv) | 1984-07-01 |
FI74540C (fi) | 1988-02-08 |
GB2134264B (en) | 1986-03-05 |
IE54949B1 (en) | 1990-03-28 |
AU567529B2 (en) | 1987-11-26 |
NO834879L (no) | 1984-07-02 |
FI74540B (fi) | 1987-10-30 |
JPS59136623A (ja) | 1984-08-06 |
IT1171898B (it) | 1987-06-10 |
NZ201498A (en) | 1987-11-27 |
DK608783D0 (da) | 1983-12-30 |
DK608783A (da) | 1984-07-01 |
GB2134264A (en) | 1984-08-08 |
IT8349591A0 (it) | 1983-12-27 |
IE833058L (en) | 1984-06-30 |
FR2538900A1 (fr) | 1984-07-06 |
DE3347606C2 (no) | 1988-12-15 |
AU2277083A (en) | 1984-07-05 |
CA1208453A (en) | 1986-07-29 |
BE898582A (fr) | 1984-04-16 |
HU189801B (en) | 1986-08-28 |
GB8334576D0 (en) | 1984-02-01 |
US4554831A (en) | 1985-11-26 |
DD216793A5 (de) | 1984-12-19 |
ZA839692B (en) | 1984-08-29 |
SE8307204D0 (sv) | 1983-12-29 |
DE3347606A1 (de) | 1984-07-12 |
FR2538900B1 (fr) | 1988-03-18 |
NO159420C (no) | 1988-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6782736B1 (en) | Methods and devices for measuring interface levels between fluids, and uses thereof | |
DE2500094C3 (de) | Gerät zur elektrischen Messung von Urinströmmengen | |
Kelleners et al. | Frequency dependence of the complex permittivity and its impact on dielectric sensor calibration in soils | |
US5546005A (en) | Guarded capacitance probe and related measurement circuit | |
EP3042161B1 (en) | Resistive liquid level/temperature sensor and transmitter | |
US4458524A (en) | Crude oil production stream analyzer | |
US4864857A (en) | Level indicator | |
US20160334352A1 (en) | Hybrid conductivity sensor | |
ATE150167T1 (de) | Vorrichtung zum messen einer grenzschicht zwischen wasser und einer anderen flüssigkeit in einem behälter | |
CN106030257A (zh) | 多相流量计 | |
US7681438B2 (en) | Apparatus and method for measurement of hardenable material characteristics | |
NO159420B (no) | Fremgangsmaate og anordning for vaeskenivaamaaling. | |
US11079267B2 (en) | Isolated capacitive liquid level probe | |
US2742609A (en) | Measuring apparatus | |
US2997878A (en) | Petroleum tank gage | |
US3722281A (en) | Liquid height gauge | |
Kantamani et al. | Assay of inductive-capacitive probe for the measurement of the conductivity of liquids | |
DE50115689D1 (de) | Vorrichtung zur bestimmung des füllstandes eines mediums in einem behälter | |
US2213888A (en) | Apparatus for measuring rate of precipitation | |
US6796188B2 (en) | Flow meter | |
EA033551B1 (ru) | Способ измерения электропроводности флюида и влагосодержания флюида в скважине и автономный скважинный резистивиметр-влагомер для его осуществления | |
CN203732137U (zh) | 一种油浸式变压器油枕油位带电测量装置 | |
SU382941A1 (ru) | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ | |
JPH03144351A (ja) | マイクロ波共振型水分計 | |
JPS5698619A (en) | Capacitance type fluid quantity meter |