CH625880A5

CH625880A5 -

Info

Publication number: CH625880A5
Application number: CH347178A
Authority: CH
Inventors: Bernd Walter Dr Emmerich; Rudolf Dipl Phys Ehret; Gerhard Hoyer; Hans Rainer Trampert
Original assignee: Pfaudler Werke Ag
Priority date: 1977-04-19
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1981-10-15
Also published as: BR7802444A; JPS53130070A; IT1102698B; DE2717301C2; CA1103329A; FR2388257B1; FR2388257A1; NL7804126A; US4178623A; JPH035863Y2; JPS62156836U; GB1581516A; DE2717301B1; IT7848826A0; MX144623A

Description

Die Erfindung betrifft einen Messumformer zur kapazitiven Füllstandsmessung von Flüssigkeitsfüllungen mit zwei voneinander elektrisch isolierten Elektroden entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Messumformer dieser Art (DE-OS P 24 49 097) kann beispielsweise ein Platinband entlang der Länge eines Tauchrohrs in dessen Emailschicht eingebettet werden, so dass eine Füllstandsmessung mit Hilfe desjenigen Anteils der Feldlinien erfolgen kann, die im Verlauf ihres Weges von der Elektrode zur Metallmasse des Stahlkörpers eine Flüssigkeitsstrecke durchqueren. Dabei kann ferner eine zweite Elektrode am unteren Ende des Tauchrohrs in die Emailschicht eingebettet sein, so dass die Kapazität zwischen der zweiten Elektrode und dem Stahlkörper des Tauchrohrs zur Kompensation der von der Dielektrizitätskonstanten und/oder der Leitfähigkeit der betreffenden Behälterfüllung abhängigen Kapazität zwischen der ersten Elektrode und dem Stahlkörper herangezogen werden kann.

Derartige Messumformer haben sich in der Praxis gut bewährt, da eine ausreichend genaue kontinuierliche Füllstandsmessung wegen der möglichen Kompensation auch dann erfolgen kann, wenn aufeinanderfolgende Flüssigkeitsfüllungen eine unterschiedliche Dielektrizitätskonstante oder eine unterschiedliche Leitfähigkeit besitzen. Damit ist jedoch eine genaue Füllstandsmessung oder Reaktionsüberwachung nicht möglich, wenn eine inhomogene Flüssigkeitsfüllung vorhanden ist, beispielsweise, wenn sich die Dielektrizitätskonstante im unteren Bereich der Behälterfüllung wesentlich von der Dielektrizitätskonstanten der Flüssigkeit im oberen Bereich der Behälterfüllung unterscheidet. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Messonde der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass bei Inhomogenitäten einer Flüssigkeitsfüllung, insbesondere bei unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten, in unterschiedlichen Bereichen der Flüssigkeitsfüllung kontinuierliche Füllstandsmessungen in Teilbereichen möglich sind oder Grenzstanderfassungen, Trennschichtenmessungen und sonstige Kontrollen der Homogenität von Flüssigkeiten bezüglich des DK-Wertes durchgeführt werden können. Diese Aufgabe wird bei einem Messumformer der eingangs genannten Art erfindungs-gemäss durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist ferner darin zu sehen, dass der zur Messumformung dienende nicht abgeschirmte Teilbereich des Elektrodenbands an einer für die Messung optimalen Position in einem Behälter angeordnet werden kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. \-A Längsschnitte durch vier Ausführungsbeispiele eines Messumformers gemäss der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein Elektrodenband 1 und ein Abschirmband 2 in eine Emailschicht 3 auf einem stabförmigen Stahlkörper 4 eingebettet.

Der emaillierte Stahlkörper kann ein übliches Einbauele-ment wie ein Thermometerrohr oder ein besonderes Tauchrohr sein. Das metallische Abschirmband 2 ist in die Emailschicht zwischen dem Elektrodenband 1 und der Emailoberfläche derart eingebettet, dass die beiden Bänder gegeneinander und gegenüber dem Stahlkörper elektrisch isoliert sind. Das Abschirmband 2 ist breiter als das Elektroband 1 und schirmt dieses entlang eines Teils der Länge ab. Das Elektrodenband und das Abschirmband bestehen zweckmässigerweise aus einem Platinband.

Diese Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft,

wenn die Gefahr besteht, dass unterhalb des Montageflansches oder der Stopfbüchse des emaillierten Einbauelements Produkt-anbackungen zeitlich veränderliche Kapazitätswerte erzeugen, die ohne geeignete Abschirmmassnahmen die Füllstandsmessung verfälschen würden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel deckt das Abschirmband 2 das Elektrodenband 1 bis auf einen Verhältnismässig kurzen unteren Endbereich ab. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich für eine Grenzstandmessung, bei der, wie in den meisten Fällen, der Füllstand eines Behälters dadurch überwacht wird, dass der DK-Unterschied zwischen Luft und Flüssigkeitsfüllung registriert wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stahlkörper 4 ein innen emailliertes Stahlrohr, an dessen gegenüberliegenden Enden emaillierte Flanschoberflächen vorgesehen sind. Das Elektrodenband 1 erstreckt sich in der Emailschicht 3 entlang der Flanschoberfläche und anschliessend in axialer Richtung entlang der Innenwand des Stahlrohrs. Im Bereich der Hanschoberfläche ist das Elektrodenband 1 durch das Abschirmband 2 abgeschirmt.

Dieses Rohrzwischenstück kann beispielsweise zwischen einem Auslaufstutzen eines Behälters und einem Auslassventil angeordnet werden, das Auslaufventil kann dann mit Hilfe der Messschaltung so gesteuert werden, dass es wieder nach der Entleerung des Behälters geschlossen wird, so dass dann eine neue Befüllung erfolgen kann. Andererseits kann aus Abschei-degefässen die schwere untere Phase abgelassen werden, bis durch ein von der Messeinrichtung abgegebenes Signal das Ventil automatisch geschlossen wird, wenn die obere Phase mit einer unterschiedlichen DK in das Rohrzwischenstück gelangt. Ein derartiges Rohrzwischenstück mit einem Messumformer gemäss der Erfindung kann auch in einer Rohrleitung angeordnet werden, um ein Signal in Abhängigkeit davon ableiten zu können, ob bzw. welche Flüssigkeit hindurchströmt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Elektrodenband 1 und das Abschirmband 2 am oberen Ende eines Rauchrohres derart angeordnet, dass nur ein verhältnismässig kurzer Endbereich des Elektrodenbands nicht abgeschirmt ist. An demselben Tauchrohr ist ferner ein zweites Elektrodenband 5 angeordnet, dass ausser in einem unteren Endbe5

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reich von einem Abschirmband 6 abgeschirmt wird. Der untere nicht abgeschirmte Endbereich des Elektrodenbands 5 liegt dabei wesentlich tiefer als der nicht abgeschirmte Endbereich des Elektrodenbands 1. Mit einer derartigen Elektrodenanordnung kann deshalb die Homogenität einer Behälterfüllung bezüglich des DK-Wertes gemessen werden, indem die Messwerte der beiden Elektroden an verschiedenen Stellen im Produktraum miteinander verglichen werden, so dass beispielsweise die

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Differenz beider Signale als Beurteilungskriterium direkt angezeigt werden kann. Es ist deshalb die Registrierung der Homogenität oder auch einer gezielten Inhomogenität möglich, wenn einmal ein Mischvorgang und im zweiten Fall eine Phasentren-5 nung überwacht werden soll. Wenn der Abstand der beiden nicht abgeschirmten Elektrodenbereiche variabel sein soll, können die abgeschirmten Elektroden auf getrennten Tauchrohren oder sonstigen Einbauelementen angeordnet werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Messumformer zur kapazitiven Füllstandsmessung von Flüssigkeitsfüllungen mit zwei voneinander elektrisch isolierten Elektroden, bei dem in eine Emailschicht auf einem als Gegenelektrode dienenden Stahlkörper ein Elektrodenband eingebettet ist, und die füllstandsabhängige Teilkapazität zwischen dieser Elektrode und dem Stahlkörper, die durch den Anteil der Feldlinien bestimmt wird, die im Verlauf ihres Weges von der Elektrode zum Stahlkörper auf der dem Stahlkörper abgewandten Seite eine Flüssigkeitsstrecke durchqueren zur Füllstandsmessung dient, dadurch gekennzeichnet, dass in die Emailschicht (3) zwischen dem Elektrodenband (1) und der Emailoberfläche ein metallisches Abschirmband (2) eingebettet ist, das breiter als das Elektrodenband ist und dieses entlang eines Teils dessen Länge abschirmt.

2. Messumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand von dem Elektrodenband (1) ein weiteres, entlang einem Teil seiner Länge durch ein Abschirmband (6) abgeschirmtes Elektrodenband (5) in die Emailschicht desselben oder eines weiteren Stahlkörpers eingebettet ist, und dass die nicht abgeschirmten Endbereiche der beiden Elektroden in unterschiedlichen Füllstandshöhen entsprechenden Lagen angeordnet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Messumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenband (1) und das Abschirmband (2) in die Emailschicht eines innen emaillierten Rohrstücks eingebettet sind.