DE2308823B2 - Niveaustandsmeßeinrichtung - Google Patents

Description

In flüssigkeitsgefüllten Behältern is>: es oft notwendig, eine genaue Flüssigkeitsanzeige zu erhalten. Insbesondere in Kernreaktorkraftwerken gibt es flüssig- r> keitsgefüllte Gefäße, bei denen keine ruhige Flüssigkeitsoberfläche vorhanden ist und bei denen zur rechtzeitigen Erkennung von betriebsgefährdenden Zuständen eine genaue Überwachung des Flüssigkeitsstandes notwendig ist. κι

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 254 375 ist zur Niveaustandsanzeige eine Anordnung bekannt, bei der ein Temperaturmeßfühler auf einem Trägerstab befestigt ist, der von einem stromdurchflossenen, um den Trägerstab herumgewickelten Mantelleiter be- 4> heizt wird. Es sind mehrere übereinander angeordnete Temperaturmeßfühler zur Erzielung eines stufenweise sich ändernden Meßwertes vorgesehen. Bei dieser Einrichtung wird die durch das Eintauchen in die Flüssigkeit erfolgte Temperaturabsenkung der Meß- μ stellen ausgenutzt, um eine Anzeige zu erhalten, ob sich die Temperaturmeßstellen in der Flüssigkeit oder in dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 6605 385 ist ein Fühler für elektrische Niveauwächter bekanntgeworden, bei dem in die Flüssigkeit ein Stab mit mindestens einem beheizten Widerstand mit temperaturabhängigem Widerstandswert eintaucht. Hierbei dient die Änderung des Ohmschen Widerstandes als Krite- t,o rium für das Austauchen aus dem Flüssigkeitsspiegel. Dieser Widerstand kann als Mantelleiter ausgebildet sein und in einer Meßbrücke zusammen mit anderen Widerständen angeordnet werden.

Weiterhin ist es aus der USA-Patentschrift 3302458 als bekannt zu entnehmen, unterhalb des Flüssigkeitsspiegels bei einem derartigen Fühler zusätzlicheinen Kompensationswiderstand anzuordnen.

Dieser Kompensationswiderstand besitzt ebenfalls einen temperaturabhängigen Widerstandswert, so daß eine Änderungder Flüssigkeitstemperatur nicht zu einer Änderung der Niveaustandsanzeige führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Temperaturfühler zu schaffen, der auch bei unterschiedlichen Temperaturen in verschiedenen Höhen des Behälters innerhalb und außerhalb der Flüssigkeit das Niveau des Flüssigkeitsspiegels richtig anzeigt.

Die Erfindung betrifft damit eine Niveaustandsmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Das Neue besteht in der im Kennzeichen enthaltenen technischen Lehre.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch den Behälter, Fig. 2 einen Ausschnitt des Trägerstabes mit den aufgewickelten Mantelleitern, Fig. 3 und 4 ein Stück des beheizten Mantelleiters und Fig. 5 die elektrische Schaltung der Widerstandsdrähte in einer Brückenschaltung.

Der Behälter 1 enthält eine Flüssigkeit 2. In ihn ragt von oben ein Trägerstab 3 hinein, der von zwei Mantelleitern 4, 4a umwickelt ist. Der Trägerstab 3 wird dabei in einem dichtenden Verschluß 5 gehalten. Er kann von einem gegen starke Spritzer schützenden Rohr 6 umgeben sein.

Die Art, wie die Mantelleiter auf den Trägerstab 3 gewickelt sind, zeigt Fig. 2. Ein beheizter Mantelleiter 4 wird in einer wendeiförmigen Einkerbung 7 mit halbkreisförmigem Querschnitt gehalten. Die wendeiförmige Einkerbung 7 besitzt Vorsprünge 8, an denen der Mantelleiter 4 anliegt. Hierdurch wird erreicht, daß sich zwischen Mantelleiter 4 und dem Grund der wendeiförmigen Einkerbung 7 kein Wasserfilm bilden kann und daß nur ein geringer Wärmeübergang zwischen Mantelleiter 4 und Trägerstab 3 vorhanden ist. Außerdem ist ein unbeheizter Mantelleiter 4a auf den Trägerstab 3 aufgewickelt. Dieser liegt unmittelbar an einer weiteren wendeiförmigen Einkerbung 30 mit kleinerem Halbkreisquerschnitt an.

In den Fig. 3 und 4 ist noch einmal die wendeiförmige Einkerbung 7 mit den Vorsprüngen 8, an denen der beheizte Manteüeiter 4 anliegt, vergrößert dargestellt. Aus Fig. 4 ist auch zu ersehen, daß in dem Mantelleiter 4 gegeneinander isolierte Heizdrähte (9, 10) und Widerstandsdrähte (11,12) vorhanden sind. Die Heizdrähte 9 und 10 sind dabei an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen und zueinander parallel oder in Reihe geschaltet. Die Verwendung von zwei Heizdrähten bringt den Vorteil, daß sich ein besserer Wärmeübergang zwischen den einzelnen Drähten zum Mantel 13 des Mantelleiters 4 einstellt. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Meßeinrichtung wird dadurch erhöht. Die Widerstandsdrähte 11 und 12 bestehen aus einem Material mit stark temperaturabhängigem elektrischen Widerstand.

Wie Fig. 5 zeigt, sind die Widerstandsdrähte 11, 12 des beheizten und die Widerstandsdrähte 11a, 12a des unbeheizten Mantelleiters zusammen mit konstanten Widerständen 16 und 17 zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet. Die Brückenschaltung ist über die Leitungen 18 und 19 mit der Spannungsquelle 14 verbunden. Die Meßpunkte 20 und 21 der Brückenschaltung sind an ein Spannungsmeßinstrument 22 angeschlossen. Die Brücke ist abgeglichen, wenn die Widerstandswerte der Widerstandsdrähte 11, 12 mit denjenigen der Widerstands-

a, Ha im gleichen Verhältnis wie die Iswerte der Widerstände 16 und 17 stehen, r Fall, wenn der Behälter vollständig mit üllt ist und keine Temperaturdifferenz zwi-Widerstandsdrähten im beheizten und im η Mantelleiter vorhanden ist. Die Span- :hen den Meßpunkten 20 und 21 wird in ansteigen, wie der Flüssigkeitsspiegel sinkt, ί Widerstandsdrähte im beheizten Mamelweise aus der Flüssigkeit herausragen und an diesen Stellen eine höhere Temperatur annehmen, was den Widerstand dieser Widerstandsdrähte ändert, während der Widerstand der Widerstandsdrähte 11 a, 12« im unbeheizten Mantelleiter 9 nicht beeinflußt v/ird.

Eine Temperaturänderung im Behälter 1 beeinflußt jedoch die Widerstandsdrahte im beheizten und im unbeheizten Mantelleiter im gleichen Sinn und führt daher (lieht zu einer Änderung der Niveau-Standsanzeige im Meßgerät 22.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Niveaustandsmeßeinrichtung mit einem als Meßfühler dienenden, um einen Trägerstab herumgewickelten Mantelleiter, der mindestens einen Heizdraht und einen Leiter mit temperaturabhängigem Widerstand enthält, sowie mit einer Brükkenschaltung zum Vergleich des Widerstandswertes des Leiters mit temperaturabhängigem Widerstand mit dem Widerstand eines Kompensationswiderstandes, der ebenfalls der Temperatur im Behälter mit dem zu messenden Flüssigkeitsniveau ausgesetzt ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:
   a) mehrere Mantelleiter (4, 4a) sind um den Trägerstab (3) gewickelt, von denen ein Teil (4) Widerstandsdrähte (11, 12) und stromdurchflossene Heizdrähte (9, 10), ein anderer Teil (4a) nur Widerstandsdrähte (11a, 12a) enthält;

   die temperaturabhängigen Widerstandsdrähte (11,12) eines beheizten Mantelleiters (4) sind in einem Brückenzweig und diejenigen (lla, 12a) eines unbeheizten Mantelleiters (4a) in einem anderen Brückenzweig einer Widerstandsmeßbrücke angeordnet.

   b)