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DE2030795B2 - Sensor indicating presence of liq. in non-conducting tube - has high frequency source and threshold circuit with plate of one capacitor surrounding tube at measurement position - Google Patents

Sensor indicating presence of liq. in non-conducting tube - has high frequency source and threshold circuit with plate of one capacitor surrounding tube at measurement position

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DE2030795B2
DE2030795B2 DE2030795A DE2030795A DE2030795B2 DE 2030795 B2 DE2030795 B2 DE 2030795B2 DE 2030795 A DE2030795 A DE 2030795A DE 2030795 A DE2030795 A DE 2030795A DE 2030795 B2 DE2030795 B2 DE 2030795B2
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Germany
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capacitor
plate
tube
liquid
high frequency
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DE2030795A
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Inventor
David Francis Charles Keyworth Nottinghamshire Crawley (Grossbritannien)
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MECHANICAL AND ELECTRICAL CONTROL INSTRUMENTS Ltd WEST BRIDGEFORD NOTTINGHAM (GROSSBRITANNIEN)
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MECHANICAL AND ELECTRICAL CONTROL INSTRUMENTS Ltd WEST BRIDGEFORD NOTTINGHAM (GROSSBRITANNIEN)
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Publication date
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Abstract

The sensor detects the presence or absence of a liquid at a given point in an electrically non-conducting tube, from outside the tube i.e. without being inserted into the fluid. The tube may be part of a thermometer or monometer. The sensor consists of a high frequency source with two capacitors. At least one plate of the first capacitor (C2) envelopes the tube at the measurement point and is connected to the junction of diode (D2) and resistance (R2). A plate of the second capacitor (C1) is connected between an opposite polarity diode (D1) and second resistor (R1). The free diode connections are supplied from the source (HF).

Description

Die Erfindung betrifft eine Fühleinrichtung zum Nachweis von in einem elektrisch nichtleitenden Rohr befindlicher Flüssigkeit an einer bestimmten Stelle längs des Rohres mit einer Hochfrequenzquelle und einem ersten und zweiten Kondensator.The invention relates to a sensing device for detecting in an electrically non-conductive pipe located liquid at a certain point along the pipe with a high frequency source and a first and a second capacitor.

Eine derartige Fühleinrichtung beschreibt die Druckschrift von Grave »Elektrische Messung nichtelektrischer Größen« (1962) Seiten 260-266. Zum Nachweis muß dort eine Platte eines der beiden Kondensatoren in die betreffende Flüssigkeit eingetaucht werden, um den Füllgrad des Rohres messen zu können. Such a sensing device is described in the publication by Grave "Electrical measurement of non-electrical quantities" (1962) pages 260-266. To the Evidence must be provided by a plate of one of the two capacitors be immersed in the liquid in question in order to be able to measure the filling level of the pipe.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fühleinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die das Vorhandensein von Flüssigkeit in einem elektrisch nichtleitenden Rohr von außen, das heißt ohne Eintauchen eines Meßfühlers in die Flüssigkeit, ermög-The object of the invention is to propose a sensing device of the type mentioned, which Presence of liquid in an electrically non-conductive pipe from the outside, that is, without immersion a probe into the liquid, enables

licht.light.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.This problem is solved by the characterizing features of claim 1.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß die in dem elektrisch nichtleitenden Rohr befindliche Flüssigkeit ohne Einführen einer Meßsonde in die Flüssigkeit, lediglich durch Aufsetzen einer Elektrodenplatte eines der Kondensatoren auf das Rohr nachgewiesen werden kann, so daß auf einfacheThe advantages of the invention are in particular that in the electrically non-conductive pipe located liquid without inserting a measuring probe into the liquid, only by attaching a Electrode plate of one of the capacitors on the tube can be detected, so that on easy

in Weise auch das Vorhandensein von Flüssigkeiten in geschlossenen Behältern oder dergleichen elektrisch festgestellt werden kann.in way also the presence of liquids in closed containers or the like can be determined electrically.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred configurations of the subject matter of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 eine Schaltung einer ersten Ausführungsform der neuartigen Fühleinrichtung, 1 shows a circuit of a first embodiment of the novel sensing device,

Fig. 2 eine demgegenüber abgeänderte Schaltung, Fig. 3 eine Ansicht der wesentlichen Bauelemente der neuartigen Fühleinrichtung,FIG. 2 shows a circuit modified in comparison, FIG. 3 shows a view of the essential components the new type of sensing device,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 3.FIG. 4 shows a side view of the arrangement according to FIG. 3.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Fühleinrichtung zumIn Figs. 3 and 4 is a sensing device for

r> Nachweis von in einem elektrisch nichtleitenden Rohr befindlicher Flüssigkeit an einer vorgegebenen Stelle längs des Rohres dargestellt. Das Rohr ist beispielsweise Teil eines Thermometers oder eines Manometers. r> Detection of in an electrically non-conductive pipe liquid located at a predetermined point along the pipe. The pipe is for example Part of a thermometer or pressure gauge.

jo Diese Einrichtung umfaßt eine Federklammer CT, beispielsweise eine Terry-Klammer (R.T.M.), die eine Platte eines ersten Kondensators (Cl bildet (vergl. Fig. 1 und 2). Diese Platte ist elektrisch über eine Sammelschiene 3 mit einer Diode Dl und einem Wi-jo This device comprises a spring clip CT, for example a Terry clip (RTM), which forms a plate of a first capacitor (Cl (see. Fig. 1 and 2). This plate is electrically via a busbar 3 with a diode Dl and a Wi-

Γ) derstand Rl verbunden, der sich mit der Diode in Serie befindet. Dioden Dl und Dl (Fig. 4) sind über ein zweifach abgeschirmtes Kabel 4 mit einer Spannungsquelle für Hochfrequenz verbunden. Die Einrichtung schließt auch einen veränderlichen Konden-Γ) connected to the resistor Rl , which is in series with the diode. Diodes Dl and Dl (Fig. 4) are connected via a double-shielded cable 4 to a voltage source for high frequency. The device also includes a variable condenser

4Ii sator Cl ein, dessen eine Platte elektrisch mit einer Diode Dl (Fig. 4) und einem Widerstand Rl verbunden ist. Der Widerstand Rl liegt ebenfalls in Serie mit der Diode Dl. Dies ist in den Fig. 3 und 4 nicht gezeigt.4Ii sator Cl, one plate of which is electrically connected to a diode Dl (Fig. 4) and a resistor Rl . The resistor Rl is also in series with the diode Dl. This is not shown in FIGS.

4-; Ein Metallgehäuse oder eine Abschirmung (nicht dargestellt) schließt die Federklemme CT ein sowie eine Buchse 7, die eine Schraube 8 trägt, welche die Federklammer CT mit der Abschirmung verbindet. Die Abschirmung bildet ein Gehäuse für die verschie-4-; (Not shown), a metal housing or shield includes a spring clip CT and a bush 7, which carries a screw 8, which connects the spring clip CT with the shield. The shielding forms a housing for the various

v) denen Bauelemente der Schaltung. Die rechte Seite der Abschirmung in der Darstellung der Fig. 3 ist durch einen Pflock oder dergleichen bzw. durch einen Stecker abgeschlossen, der ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Abschirmung wird dann mit Kunstharz ver-v) which components of the circuit. The right side the shield in the illustration of FIG. 3 is by a stake or the like or by a Plug completed, which is also not shown. The shield is then coated with synthetic resin

-,-> gössen. Position 6zeigt schematisch die Verkapselung um die angeführten Bauelemente, jedoch nicht die Abschirmung.-, -> pour. Position 6 shows the encapsulation schematically around the listed components, but not the shielding.

Die Abschirmung besitzt zwei koaxiale Löcher zur Aufnahme des Rohres bzw. der Röhre, und die Feder-The shield has two coaxial holes to accommodate the tube or the tube, and the spring

U) klammer CT ist mit diesen Löchern fluchtend montiert. Die Federklammer bildet eine Platte des Kondensators Cl, und die Abschirmung bildet die andere Platte bzw. die andere Elektrode. U) bracket CT is mounted flush with these holes. The spring clip forms one plate of the capacitor C1 , and the shield forms the other plate or the other electrode.

Die Federklammer CT ist aus elektrisch leitendemThe spring clip CT is made of electrically conductive

(,5 Material hergestellt und ist mit einem geeigneten Isoliermittel außer an der Stelle überzogen, an der die Federklammer CT Kontakt mit der Schraube 8 besitzt. (, 5 material and is coated with a suitable insulating material except where the spring clip CT makes contact with the screw 8.

Im vorstehenden wurde angegeben, daß die Federklammer innerhalb der Abschirmung 5 angeordnet ist, um eine Röhre bzw. ein Rohr zu umklammern. Die Klammer kann jedoch auch außerhalb des Schirmes vorgesehen sein.In the foregoing it was stated that the spring clip is arranged within the shield 5 to clasp a tube. However, the clip can also be provided outside the screen.

Wie im vorstehenden erwähnt, bildet die Federklammer CT eine Platte bzw. eine Elektrode des Kondensators Cl. Bei dieser an zweiter Stelle genannten Ausführungsform ist es jedoch nicht notwendig, eine zweite geerdete Platte bzw. Elektrode anzuordnen, um die erwünschte Wirkung zu erzielen. Natürlich kann, falls es verlangt wird, auch eine zweite geerdete Platte vorgesehen sein.As mentioned above, the spring clip CT forms a plate or an electrode of the capacitor C1. In this embodiment mentioned in the second place, however, it is not necessary to arrange a second grounded plate or electrode in order to achieve the desired effect. Of course, a second grounded plate could also be provided if required.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Platte des ersten Kondensators C2, die von der Federklammer gebildet wird, mit der Diode Dl und dem Widerstand Rl verbunden ist. Die Diode Dl ist mit einer hochfrequenten Spannungsquelle HF verbunden. Die Diode Dl ist in Serie mit einem Widerstand Dl geschaltet. Die positiven Impulse der Spannungsquelle gelangen durch die Diode Dl und laden den Kondensator Cl auf, während durch die Diode Dl die negativen Impulse hindurchgehen, wodurch der Kondensator Cl bezüglich des Kondensators Cl negativ aufgeladen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Widerstände Rl und Rl gleich groß gewählt und die Charakteristiken der Dioden Dl und Dl sind identisch. Der Strom passiert daher einen Widerstand AL, der für den Ausgang der Schaltung die Last darstellt. Der Strom ist gleich Null, wenn die Kapazität von Cl gleich der von Cl ist. Ändert sich eine derIn Fig. 1 it is shown that the plate of the first capacitor C2, which is formed by the spring clip, is connected to the diode Dl and the resistor Rl . The diode Dl is connected to a high-frequency voltage source HF . The diode Dl is connected in series with a resistor Dl. The positive pulses of the voltage source pass through the diode Dl and charge the capacitor Cl, while the negative pulses pass through the diode Dl , whereby the capacitor Cl is charged negatively with respect to the capacitor Cl. In a preferred embodiment, the resistors Rl and Rl are chosen to be the same size and the characteristics of the diodes Dl and Dl are identical. The current therefore passes through a resistor AL, which represents the load for the output of the circuit. The current is zero when the capacity of Cl is equal to that of Cl . If one of the

Kapazitäten, beispielsweise die Kapazität Cl wegen der Anwesenheit einer Flüssigkeit im Rohr, das vun der Federklammer umklammert wird, so gerät der Strom sofort in ein Ungleichgewicht, da sich der Wert des Kondensators Cl durch die Flüssigkeit ändert. Es fließt daher ein Strom durch den Widerstand RL und dieser Strom kann einer Meß-, Steuer- oder Regeleinrichtung zugeführt werden, die dann das Niveau beispielsweise von Quecksilber in einem Thermometer oder von Ol in einem Manometer kontrolliert.Capacities, for example the capacitance Cl due to the presence of a liquid in the tube, which is clamped by the spring clip, the current immediately becomes unbalanced, since the value of the capacitor Cl changes due to the liquid. A current therefore flows through the resistor RL and this current can be fed to a measuring, control or regulating device, which then controls the level of mercury, for example, in a thermometer or of oil in a manometer.

Es wurde dargestellt, daß der Kondensator Cl mit einer Platte direkt mit einem Pol der Hochspannungsquelle HF verbunden ist. Diese zweite Platte ist jedoch nicht unbedingt notwendig. In der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ist sie auch weggelassen worden.It has been shown that the capacitor C1 is connected by a plate directly to one pole of the high voltage source HF . However, this second plate is not absolutely necessary. It has also been omitted from the circuit shown in FIG.

Im übrigen ist die Schaltung nach Fig. 2 identisch mit der von Fig. 1 mit der Ausnahrae, daß die zweite Platte des Kondensators Cl fortgelassen wurde. In Fig. 2 ist zusätzlich ein Stecker 5 dargestellt, der die Anschlüsse für die Hochfrequenz, ^:is Signal und für die gemeinsame Erdung trägt.Moreover, the circuit 2 is shown in FIG. Identical to that the second plate of the capacitor Cl has been omitted from Fig. 1 with the Ausnahrae. In Fig. 2, a plug 5 is also shown, which carries the connections for the high frequency, ^: is signal and for the common ground.

Bei beiden Schalturfgen ist der Kondensator Cl als variabler Kondensator dargestellt, der derart eingestellt wird, daß das Ausgangssignal gleich Null ist, wenn vom Kondensator Cl keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. Der Kondensator kann jedoch auch einen vorbestimmten Ausgangswert am Widerstand RL liefern, falls dies erwünscht wird. Auch ist es möglich, die Werte der Widerstände Al und Rl zu ändern, um ein derartiges, vorbestimmtes Ausgangssignal zu erzeugen.In both circuits, the capacitor C1 is shown as a variable capacitor which is set in such a way that the output signal is equal to zero when no liquid is detected by the capacitor C1. However, the capacitor can also provide a predetermined output value at the resistor RL , if so desired. It is also possible to change the values of the resistors A1 and R1 in order to generate such a predetermined output signal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

b) c) Patentansprüche;b) c) claims; 1. Fühleinrichtung zum Nachweis von in einem elektrisch nichtleitenden Rohr befindlicher Flüssigkeit an einer bestimmten Stelle längs des Rohres mit einer Hochfrequenzquelle und einem ersten und zweiten Kondensator.geke η nzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:1. Sensing device for the detection of liquid in an electrically non-conductive pipe at a certain point along the pipe with a high frequency source and a first and the second capacitor by combining the following features: a) mindestens eine Platte (CT) des ersten Kondensators (CT) umgreift das Rohr in der vorgegebenen Stelle und ist elektrisch zwischen einer ersten, in der einen Richtung gepolten Diode (DT) und einem in Serie liegenden ersten Widerstand (RT) angekoppelt,
eine Platte des zweiten Kondensators (Cl) ist zwischen einer zweiten, in der anderen Richtung gepolten Diode (Dl) und einem in Serie liegenden zweiten Widerstand (Al) angekoppelt,a) at least one plate (CT) of the first capacitor ( CT) encompasses the tube in the specified location and is electrically coupled between a first diode (DT) , which is polarized in one direction, and a first resistor (RT) in series,
a plate of the second capacitor (Cl) is coupled between a second diode (Dl) polarized in the other direction and a second resistor (Al) in series, die freien Anschlüsse der Dioden (Dl, DT) sind mit der Hochfrequenzquelle (HF) verbunden und die Widerstände (Rl, RT) besitzen einen gemeinsamen Ausgangsschluß,the free connections of the diodes (Dl, DT) are connected to the high frequency source (HF) and the resistors (Rl, RT) have a common output terminal, d) die Werte der Widerstände (Al, Rl) und des zweiten Kondensators (Cl) sind derart gewählt, daß am Ausgang (RL) ein erstes bzw. ein zweites Ausgangssignal erscheint, sobald das Rohr an der Stelle der Platte (CT) des ersten Kondensators (Cl) entweder flüssigkeitsfrei oder voller Flüssigkeit ist.d) the values of the resistors (Al, Rl) and the second capacitor (Cl) are chosen such that a first or a second output signal appears at the output (RL) as soon as the tube is at the point of the plate ( CT) of the first Condenser ( Cl) is either liquid-free or full of liquid. 2. Fühleünrichtung nach . .nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dis Platte (CT) des ersten Kondensators (Cl) als Federki mmer ausgebildet ist, die mit einem die Dioden (Dl, Dl) und Widerstände (Al, R2) enthaltenen Gehäuse verbunden ist.2. Feel direction after. .nspruch 1, characterized in that the plate (CT) of the first capacitor ( Cl) is designed as a spring chamber which is connected to a housing containing the diodes (Dl, Dl) and resistors (Al, R2). 3. Fühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (Rl, Rl) gleiche Werte haben, und daß der zweite Kondensator (Cl) als variabler Kondensator ausgebildet und derart eingestellt ist, daß im Betrieu ein erstes Nullsignal abgegeben wird, wenn an der vorgegebenen Stelle der Platte (CT) des ersten Kondensators (CT) keine Flüssigkeit vorhanden ist.3. Sensing device according to claim 1 or 2, characterized in that the resistors (Rl, Rl) have the same values, and that the second capacitor (Cl) is designed as a variable capacitor and is set in such a way that a first zero signal is emitted during operation, if there is no liquid at the given location of the plate (CT) of the first condenser (CT).
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