DE2247295A1

DE2247295A1 - Fuellstandsanzeiger fuer metallschmelzen

Info

Publication number: DE2247295A1
Application number: DE19722247295
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kobayashi; Shoichi Ogawara
Original assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Current assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1973-04-05
Also published as: JPS4843367A; JPS5311870B2; FR2154626A1; FR2154626B1; US3834234A; DE2247295C2; GB1401689A

Description

PATENTANWÄLTE F .W . H EM M E R ICH · G E R D M Ü L L E R D. GROSSE 22 268 / / ^ / Z Ci 0

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Sukegäva Electric Co,Ltd». Hitachi/Japan Füllstandsanzeiger für Metallschmelzen

Diese Erfindung befaßt sich mit einem Füllstandsanzeiger für Metallschmelzen, sie befaßt sich insbesondere aber mit der Füllstandsmessung bei geschmolzenen metallischen Natrium in Zusammenhang mit der Kerntechnik·

Bisher ist die Füllstandsmessung durch Induzieren einer Span·' nung in der Sekundärspule eines aus einer Primärspule und einer Sekundärspule bestehenden Meßfühlers, der in einem Behälter mit der Metallschmelze eingesetzt wird, gemessen worden, wobei das Ausmaß der elektrischen Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule von der FUllstandsänderung in der Metallschmelze abhängt·

Ändert sich nun die Temperatur der Metallschmelze oder des geschmolzenen Metalles, dann ändert sich nicht nur die magnetische Permeabilität oder magnetische Leitfähigkeit dieses Metalles, dann ändert sich auch die magnetische Permeabilität oder die magnetische Leitfähigkeit der Konstruktionselemente des Meßfühlers» in Abhängigkeit von der Temperaturänderung ändert •ich darüber hinaus auch noch der Widerstandswert für die Primärspule und der Widerstandswert für die Sekundärspule. Weiterhin verändert sich die Temperatur auch mit dem Temperaturgefälle aufgrund d·· Zunehmens oder Abnehmens des Füllstandes· Trotz Versuche, diese durch di· Temperatur verursachten Fehler oder Abweichungen zu kompensieren, ist bisher noch kein geeignetes System gefunden worden, so daß es schwierig ist, den genauen Füllstand su messen·

Mit dieser Erfindung sollen nun die vorerwähnten Nachteile der konventionellen und bisher üblichen Füllstandsanzeiger durch di· Schaffung einer neuartigen und verbesserten Füllstandsanzeige für M*tallschjo*l».n abgestellt werden.

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Ziel dieser Erfindung ist somit die Schaffung eines Metallschmelzen-PUllstandsanzeigers, der sich wie folgt zusammensetzt* aus einem Meßfühler mit einer Primärspule und einer Sekundärspule, aus einem Kompensationselement mit einer PrI-märspule und einer Sekundärspule, die beide in einen Behälter mit geschmolzenem Metall oder mit einer Metallschmelze eingesetzt werden. Zum vorerwähnten Kompeneationselement gehört ein Metallmantel, dessen magnetische Permeabilität oder magnetische Leitfähigkeit,der Permeabilität oder der magnetischen Leitfähigkeit des geschmolzenen Metalles oder der Metallschmelze entspricht. Auf die Primärspule des Meßfühlers wird der Ausgang eines Oszillators geschaltet, desgleichen auch auf die Primärspule des KompensatIonselemente, damit an den Sekundärspulen des Meßfühlers und des Kompensationselernen· tee die Differenz der dort induzierten Ausgangsspannung abgegriffen oder abgenommen werden kann.

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Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten AusfUhirungsbeispieles ( der in" Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt int- '

Fig. 1 Ein Schaltbild für ein Aueführungsbeispiel des Füllstandeanzeigers dieser Erfindung«

Fig« 2 Einen Längschnitt durch die wesentlichen Elemente oder Teile des Füllstandsanzeigers in der Gebrauchslage .

Fig. 3 Ein Kennliniendiagramm betreffend die Zuordnung zwischen dem Füllstand der Metallschmelze und der bei der Messung induzierten Spannung.

Die Füllstandsanzeigevorrichtung für Metallschmelzen soll nachstehend nun unter Verweisung auf die Zeichnung, insbesondere aber unter Verweisung auf Fig. 1 beschrieben und erläutert wer¹ den·

Wie aus Fig· 1 zu erkennen ist ist die Priraärspule la des Meßfühlers 1 mit der Primärspule 2a des Kompensationselementes 2 in Reihe geschaltet, wobei die vorerwähnten Primärspulen la und 2a ihrerseites wiederum mit einem Oszillator oder Schwingkreis 3 in Verbindung stehen« Auch die Sekundärspulen Ib und 2b des Meßfühler· und des Kompensationselementes sind bei entgegengesetzt gerichteter Polarität zueinander in Reihe geschaltet. Schließlich sind auch noch ein Widerstand 5 und ein Anzeigegerät 6 parallel zueinander mit den Klemmen ka und ^b verbunden« Der Verbindungspunkt 7 der beiden Sekundärspulen Ib und 2b und des Widerstandes 5 ist auf einen Schleifer 8„ d_ch_o auf einen Einstellschlelfer 8, geführt.

Fig. 2 zeigt nun, daß der Meßfühler 1 und das Koiaperas at ions element Jeweils in die Führun^erohre C urad C · aus

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Stahl oder Edelstahl eingesetzt 1st, die jeweils vertikal in dem Behälter B für das geschmolzene Metall oder für die Metallschmelze A befestigt sind· Die um die Metallkerne 9 und 9¹ gewickelten Primärspulen la und 2a und Sekundärspulon 2a und 2b befinden sich Jeweils in den Schutzrohren 10 und 10', deren Bodenteile au· nichtrostendem Stahl oder Edelstahl bestehen. BIn metallisches Rohr 11 mit einem Bodenteil aus Aluminium und dergleichen ist zwischen der Primärspule oder Primärwicklung 2a und der Sekundärspule oder Sekundärwicklung 2b des Kompensatiohselementes 2 und dem Schutzrohr 10' angeordnet· Das Me· tallrohr 11 muß aus einem Metall hergestellt sein, das die gleiche magnetische Permeabilität oder die gleiche magnetische Leitfähigkeit wie das geschmolzene Metall oder die Metallschmelze A hat. Darüber hinaus muß dieses Schutzrohr 11 in der Länge so ausgeführt sein, datf von ihm die Spulen oder Wicklungen vollkommen verdeckt werden.

Verändert sich Jetzt der Füllstand des geschmolzenen Metalles oder der Metallschmelze A, dann wird - wie dies aus Pig. 3 zu erkennen ist - in der Sekundärspule oder in der Sekundärwicklung Ib des Meßfühlers 1 eine Spannung E. induziert, In der Sekundärspule oder der Sekundärwicklung 2b des Kompensationselementes 2 aber eine negative Spannung E₂* Vom Anzeigegerät 6 wird dabei eine Spannung E„ angezeigt, die die Differenz aus den vorerwähnten Spannungen E. und E- ist.

Die Spannung E₁ steht nicht nur für den Füllstand des geschmolzenen Metalles oder der Metallschmelze, sie wird darüber hinaus auch noch von der Temperaturänderung in der Metallschmelze beeinflußt. Nun unterliegt jedoch auch die Spannung E₂ dem gleichen Temperatureinfluß, wie dies beim MeßfüUhler 1 der Fall ist. Es kommt noch hinzu, daß das für das metallische Rohr 11 ver-

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wendete Metall eine dem Meßfühlerelement 1 entsprechende magnetische Permeabilität oder magnetische Leitfähigkeit hat, so daß der Füllstand immer unter den gleichen Bedingungen vorliegt, wie dies am Anschlußkopf 11* des metallischen Rohres 11 der Fall ist, wobei auch bei einer Änderung des Füllstandes sich die Spannung E₂ überhaupt nicht ändert. Wird nun die Differenz aus den Spannungen E- und E₂ abgegriffen oder gemessen; dann kann das Meßresultat, von dem der Temperatureinfluß weggenommen worden ist, durch die Spannung E.. des Meßfühlerelementes erzielt werden. Weil nun der Meßfühler 1 und das Kompensationselement 2 genau den gleichen Bedingungen unterworfen sind, werden die Änderungen in der Spannung E₂, die durch eine Temperaturänderung beim Kompensationselement 2 herbeigeführt werden, gleich der Änderung der Temperaturverteilung durch Änderung des Wertes in der Spannung E₁, was wiederum dazu führt, daß der Füllstand genau erfaßt und gemessen werden kann«

Aufgrund der bisher vorliegenden Beschreibung sollte nun klar sein, daß eine genaue und exakte Füllstandsmessung zuverlässig deswegen durchgeführt werden kann, weil bei dieser Erfindung zu dem Meßfühlerelement 1 und zu dem Kompensationselement 2, die in den Behälter B mit dem geschmolzenen Metall oder mit der Metallschmelze A eingesetzt werden, jeweils die Primärspulen oder Primärwicklungen la und 2a gehören, desgleichen aber auch jeweils die Sekundärspulen oder Sekundärwicklungen Ib und 2b, wobei das Kompensationselement 2 von einem Metall umgeben ist, dessen magnetische Permeabilität oder magnetische Leifähigkait gleich jener des geschmolzenen Metalles oder der Metallschmelze A ist, wobei weiterhin der Ausgang des Oszillators oder Schwingkreises 3 auf die Primärspulen oder Primärwicklungen la und 2a des Meßfühlers und des Kompensationselementes

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derart geschaltet wird, daß die Differenz der in den Sekundärspulen oder Sekundärwicklungen Ib und 2b der vorerwähnten beiden Elemente 1 und 2 abgegriffen und festgestellt werden kann, so daß die Verfälschung oder Abweichung des Füllstandes oder der Füllstandsmessung in der Metallschmelze , die durch die Temperatur verursacht wird, exakt aus den Meßergebnissen herausgelöst werden kann.

Aufgrund dieser vollständigen Beschreibung der Erfindung dürfte es klar sein, daß Fachleute auf diesem besonderen Gebiet viele Änderungen und Modifikationen vornehmen können, Jedoch, ohne vom Geiste dieser Erfindung abzuweichen;

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Claims

_ F.W. HEMMERICH · GERD MÜ lUR · D. G RGSSC 22 263^0/"7OQC 3 25.9.1972 -Ai-; Sukegawa Electric Co.Ltd«, Hitachi/Japan Patentansprüche:

1. Füllstandsanzeiger für Metallschmelzen dadurch gekennzeichnet, daß

jeweils ein Meßfühler mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung vorhanden ist, desgleichen aber auch ein Kompensationselement mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung; beide Elemente, d.h. der Meßfühler und das Kompensationselement, in einen Behälter mit einer Metallschmelze eingesetzt werden; das vorerwähnte Kompensationselement mit einem Metallmantel umgeben ist, dessen magnetische Permeabilität oder dessen magnetische Leitfähigkeit gleich jener der Metallschmelze ist; der Ausgang eines Oszillators oder eines Schwingkreises auf die Primärwicklung des Meßfühlers und auf die Primärwicklung des Kompensationselementes geschaltet wird, damit die Differenz der in den Sekundärwicklungen der vorerwähnten beiden Elemente induzierten Ausgangsspannung abgegriffen und gemessen werden kann.

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2. Füllstandsanzeiger nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet , daß

die Primärwicklung des vorerwähnten Meßfühlers und die Primärwicklung des vorerwähnten Kompensationselementes in Reihe geschaltet sind; die Sekundärwicklungen des vorerwähnten Meßfühler und des vorerwähnten Kompensationselementes derart in Reihe geschaltet sind, daß deren Polarität einander entgegengesetzt gerichtet ist;ein Widerstand und ein Anzeigeinstrument zwischen den Anschlüssen des Widerstandes zueinander parallelgeschaltet sind; der Anschlußpunkt der Sekundärwicklungen und des Widerstandes auf einen Einstellschieber geführt ist.

3· Füllstandsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Meßfühler und das Kompensationselement Jeweils in Führungsrohren aus nichtrostendem Stahl oder Edelstahl eingesetzt sind oder eingesetzt werden; die vorerwähnten Führungsrohre vertikal in den Behälter für die Metallschmelze eingesetzt und dort befestigt sind; beim Meßfühler und auch beim Kompensationselement die Primärwicklungen und die Sekundärwicklungen Jeweils auf Metallkerne gewickelt sind; sich die vorerwähnten Primärwicklungen und Sekundärwicklungen in Schutzrohren mit Bodenteilen aus nichtrostendem Stahl oder Edelstahl befinden; zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung sowie den Schutzrohren des Kompensationselementes ein Metallrohr angeordnet ist, dessen Metall eine magnetische Permeabilität oder magnetische Leitähigkeit hat, die der der Metallschmelze gleicht; schließlich dieses Metallrohr in der Länge derart ausgeführt ist, daß es die Wicklungen vollständig umschließt.

- End· -

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