DE441896C

DE441896C - Remote liquid level indicator, in which the electrical resistance change of a circuit consisting of a resistance body, voltage source and measuring instrument is used to display the level of the liquid

Info

Publication number: DE441896C
Application number: DEB115813D
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Gmelin; Dipl-Ing Fritz Ranke
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1924-09-25
Filing date: 1924-09-25
Publication date: 1929-07-03

Description

Flüssigkeitsstandfernanzeiger, bei dem die elektrische Widerstandsänderung eines aus Widerstandskörper, Spannungsquelle und meßinstrument bestehenden Stromkreises zur Höhenstandsanzeige der Flüssigkeit verwandt wird. Die Anzeige von Flüssigkeitsständen hat man bisher mit Hilfe von Schaugläsern oder Schwimmern bewerkstelligt, jedoch sind derartige Anzeigen, insbesondere wenn die Flüssigkeit sich in geschlossenen Behältern und evtl. unter hohem Druck und bei hoher Temperatur befindet, vielfach sehr unsicher, häufig sogar nicht durchführbar und zudem im allgemeinen nicht zur Übertragung auf fernstehende Meßinstrumente geeignet. Versuche, die elektrische Widerstandsänderung eines aus Widerstandsdraht, Flüssigkeit, Spannungsquelle und Meßinstrument bestehenden Stromkreises zur Höhenstandsanzeige zu verwenden, ergaben nur bei elektrisch verhältnismäßig gut leitenden Flüssigkeiten brauchbare Resultate, setzen aber eine Konstanz der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit voraus, die in den meisten Fällen nicht vorhanden ist.Remote liquid level indicator in which the electrical resistance change a circuit consisting of a resistance body, voltage source and measuring instrument is used to indicate the level of the liquid. The display of fluid levels has so far been accomplished with the help of sight glasses or floats, however are such indications, especially when the liquid is in closed Containers and possibly under high pressure and at high temperature, many times very insecure, often not even feasible and, moreover, generally not for Suitable for transferring to remote measuring instruments. Try the electric Change in resistance of a resistance wire, liquid, voltage source and Using the measuring instrument of the existing circuit to indicate the level of the vehicle only useful results with liquids that conduct electricity relatively well, but require a constancy of the electrical conductivity of the liquid, which in most cases does not exist.

Es wurde min gefunden, daß man eine genaue Anzeige des Standes der Flüssigkeit, die sich in allen Fällen, insbesondere auch bei Wasser für Fernanzeige eignet, in einfacher Weise erreichen kann, wenn man in dem Raum, in dem ein Flüssigkeitsstand sich ändert, einen elektrischen, temperaturempfindlichen Widerstand, z. B. in Draht-, Band-, Rohr- oder, Spiralform, zwischen dem gewünschten höchsten und tiefsten Flüssigkeitsstand anbringt und diesen durch elektrische, Dampf- oder sonstige Heizung auf eine Temperatur bringt, die über derjenigen der zu messenden Flüssigkeit liegt. Je nach dem Stand der Flüssigkeit wird der Widerstandskörper mehr oder weniger tief in diese eintauchen, dadurch abgekühlt werden und dementsprechend seinen Widerstand ändern. Die Veränderung des Widerstandes wird in bekannter Weise mittels elektrischer Meßinstrumente angezeigt und gegebenenfalls registriert. Die Anzeige oder Registrierung kann an beliebig vielen und beliebig entfernten Stellen geschehen, wobei Gleich- oder Wechselstrom mit oder ohne Erdung des einen Endes des Widerstandes als Stromquelle dienen kann.It has been found that an accurate indication of the status of the Liquid, which is in all cases, especially with water for remote display suitable, can be achieved in a simple manner if one is in the room in which a liquid level changes, an electrical, temperature-sensitive resistor, e.g. B. in wire, Ribbon, tube or spiral shape between the desired highest and lowest liquid level attaches and this by electrical, steam or other heating to a temperature brings, which is above that of the liquid to be measured. Depending on the state the resistance body will immerse more or less deeply into the liquid, are thereby cooled and change its resistance accordingly. The change the resistance is indicated in a known manner by means of electrical measuring instruments and registered if necessary. The display or registration can be done at any many and arbitrarily distant places happen, with direct or alternating current can serve as a power source with or without grounding one end of the resistor.

Der temperaturempfindliche, geheizte Widerstand kann zwecks besseren Schutzes und Erreichung größerer Genauigkeit, z. B. bei Messung des Standes von siedenden Flüssigkeiten, auch in einem besonderen, mit dem Flüssigkeitsbehälter kommunizierenden Behälter (Rohr) untergebracht werden. Die Widerstandsmessung kann durch Strom- und Spannungsmessung erfolgen. Hält man den Strom unverändert (z. B. durch Vorschalten einer Eisenlampe), so zeigt das Voltmeter den Widerstand und damit auch die Flüssigkeitshöhe unmittelbar an. Der Nullpunkt läßt sich durch Gegenschaltung einer unabhängigen Spannung im Voltmeterkreis beliebig einstellen. Anzeigefehler, die von Schwankungen der Temperatur des Raumes herrühren, in dem sich der Widerstand befindet, lassen sich beispielsweise dadurch vermeiden, daß man die gegengeschaltete Spannung durch einen Strom an den Enden eines Widerstandes mit gleicher Temperaturabhängigkeit wie der Hauptwiderstand erzeugt. Dieser Widerstand muß sich mit dem Hauptwiderstand in einem Raum mit denselben Temperaturverhältnissen befinden, jedoch in seiner Wärmeabgabe vom Flüssigkeitsstand unabhängig sein, er kann beispielsweise dauernd ganz in die Flüssigkeit eintauchen.The temperature-sensitive, heated resistor can be used for better Protection and achieving greater accuracy, e.g. B. when measuring the state of boiling liquids, also in a special one, with the liquid container communicating container (tube) are housed. The resistance measurement can be done by current and voltage measurement. If you keep the current unchanged (e.g. by connecting an iron lamp), the voltmeter shows the resistance and thus also the liquid level immediately. The zero point can set as required by counter-switching an independent voltage in the voltmeter circuit. Display errors resulting from fluctuations in the temperature of the room in which the resistance can be avoided, for example, in that the counter-connected voltage by a current at the ends of a resistor generated with the same temperature dependence as the main resistance. This resistance must deal with the main resistance in a room with the same temperature conditions are, however, be independent of the liquid level in its heat emission, he can, for example, be continuously immersed in the liquid.

Hält man die Spannung unverändert, so läßt sich das Amperemeter zur Angabe des Flüssigkeitsstandes verwenden. Durch- entsprechende Formgebung und Anordnung des Hauptwiderstandes lassen sich auch andere Abhängigkeiten als die lineare zwischen elektrischer Widerstandsänderung und Flüssigkeitsstand erreichen, wie sie beispielsweise bei Mengenmessungen durch Überfall oder Drosselscheibe verlangt werden.If you keep the voltage unchanged, the ammeter can be used to Use indication of the liquid level. Appropriate shape and arrangement of the main resistance, other dependencies than the linear between electrical resistance change and liquid level reach, as they are for example are required for volume measurements by means of an overflow or throttle disc.

Die Empfindlichkeit der Anzeige läßt sich durch geeignete Wahl des Widerstandes, der Spannung und der Heiztemperatur in weiten Grenzen verändern. Beispielsweise erhält man bei einer Übertemperatur von etwa roo° C mit einem Nickeldraht von 0,3 min Durchmesser und i m Länge mit einer Heizleistung von etwa ioo Watt (einschließlich Vorschalteisenlampe) bei einer Senkung eines Wasserspiegels um i m einen Ausschlag über die ganze Skala eines normalen Schalttafelinstrumentes für 6 Volt.The sensitivity of the display can be varied within wide limits by a suitable choice of resistance, voltage and heating temperature. For example, at an excess temperature of around roo ° C with a nickel wire 0.3 min in diameter and in length with a heating power of around 100 watts (including the pre-iron lamp), when the water level is lowered by im a rash over the entire scale of a normal control panel instrument for 6 volts.

Die schematische Zeichnung zeigt eine geeignete Ausführungsform der Flüssigkeitsstandfernanzeig evorrichtung.The schematic drawing shows a suitable embodiment of the Remote liquid level indicator.

In einem Behälter a befindet sich die Flüssigkeit, deren Stand b gemessen werden soll. - Ein Meßdraht c taucht in die Flüssigkeit ein; die Stromzuleitungen sind bei d durch die Behälterwand geführt. Der Strom wird von la über ein Amperemeter g und einen Widerstand e zugeleitet. Das Voltmeter zeigt die Spannung an den Enden des Meßdrahtes und damit auch den Flüssigkeitsstand an.The liquid, whose level b is measured, is located in a container a shall be. - A measuring wire c is immersed in the liquid; the power lines are passed through the container wall at d. The current is from la via an ammeter g and a resistor e supplied. The voltmeter shows the voltage at the ends of the measuring wire and thus also the liquid level.

Eine gegen mechanische Beanspruchungen widerstandsfähige Anordnung ergibt sich, wenn man den temperaturempfindlichen Widerstandskörper im Innern eines Rohres isoliert anordnet. Dieses Rohr kann gleichzeitig als :elektrischer Widerstandsheizkörper dienen. Beispielsweise kann ein Stahlrohr mit 3 mm lichtem Durchmesser mit 6o Ampere Heizstrom auf über ioo° C Übertemperatur gebracht werden; bei 3 m Meßhöhe unter Verwendung von Platindraht als Wider-' standskörper erreicht man hiermit eine Genauigkeit der Anzeige von ± 3 cm.An arrangement that is resistant to mechanical stress results when you have the temperature-sensitive resistance body inside a Insulated pipe. This pipe can also be used as: an electrical resistance heater to serve. For example, a steel pipe with an internal diameter of 3 mm can carry 60 amps Heating current can be brought to an excess temperature of over 100 ° C; at 3 m measuring height below The use of platinum wire as a resistance body enables accuracy to be achieved the display of ± 3 cm.

Man hat bereits vorgeschlagen, FlüssigkeitsstÄnde dadux;ch zu messen, daß man in die elektrisch leitenden Flüssigkeiten elektrische Widerstandskörper taucht, deren als Widerstand benutzter Teil je nach dem Flüssigkeitsstande verlängert oder verkürzt wird und die Widerstandsänderung mißt. Im vorliegenden Falle wird dagegen von der Widerstandsänderung von Widerstandskörpern durch Temperaturveränderung Gebrauch gemacht.It has already been proposed to measure fluid levels dadux; ch, that one in the electrically conductive liquids electrical resistance bodies dives, the part of which, used as a resistance, lengthens depending on the level of the liquid or is shortened and measures the change in resistance. In the present case, on the other hand, from the change in resistance of resistance bodies due to a change in temperature Made use of.

Die Widerstandsänderung durch Kurzschließen eines -Teiles des Drahtes, die bei den bekannten Methoden angewandt wird, ist bei den im vorliegenden Falle gewählten Abmessungen, wie sich bei näherer Betrachtung ergibt, verschwindend gering. Der Widerstand des bei den bekannten Flüssigkeitsstandfernanzeigevorrichtungen verwendeten :Nickeldrahtes ist nämlich so klein, daß, wie Versuche zeigten, selbst der Unterschied des durch Leitungswasser einerseits und starke Kochsalzlösung andererseits als Tauchflüssigkeit erzeugten Nebenschlusses unterhalb der Meßgenauigkeit der Anzeigevorrichtung blieb.The change in resistance caused by short-circuiting part of the wire, which is used in the known methods is in the present case Chosen dimensions, as it turns out on closer inspection, vanishingly small. The resistance of the used in the known remote liquid level indicators : Nickel wire is so small that, as tests have shown, even the difference from tap water on the one hand and strong saline solution on the other hand as immersion liquid generated shunt remained below the measurement accuracy of the display device.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Remote liquid level indicator, in which the change in electrical resistance of a circuit consisting of resistance body, voltage source and measuring instrument is used to indicate the level of the liquid, characterized in that the temperature-sensitive resistance body (c) in the liquid is heated above the temperature of the liquid so that it is heated accordingly the respective liquid level (b) is cooled to a different extent, while the change in resistance caused by this is measured.

2. Remote indicator according to claim i, characterized in that display errors caused by fluctuations the temperature in the liquid space, with the help of a second, the temperature fluctuations -the liquid space also subject, but independent of the liquid level Resistance can be compensated.