DE1094475B

DE1094475B - Device for level measurement with the help of radioactive radiation

Info

Publication number: DE1094475B
Application number: DEL31163A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Eberhard Steudel; Dipl-Phys Eberhard Wallstein
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-08-29
Filing date: 1958-08-29
Publication date: 1960-12-08

Description

Einrichtung zur Füllstandsmessung mit Hilfe radioaktiver Strahlung Zur Füllstandsmessung mit Hilfe radioaktiver Prä parate sind bereits eine Reihe von Verfahren bekanntgeworden. So kann man beispielsweise am Boden des Behälters einen Strahler und am Deckel des Behälters einen Strahlungsempfänger unterbringen. Die Intensität der Strahlung im Empfänger hängt von der Absorption der Strahlung in dem dazwischen liegenden Medium ab. Dabei ist die Absorption sowohl eine Funktion des Füllstandes an sich als auch eine Funktion der spezifischen Absorption des in den Behälter eingefüllten Mediums. Da bei der Füllung des Behälters mit Medien verschiedener Absorption die Intensitätsanzeige nicht ohne weiteres mit der Füllhöhe gleichzusetzen ist, ist dieses Meßverfahren nur dann anwendbar, wenn der Behälter immer mit dem gleichen Medium gefüllt wird. Außerdem muß das Medium ein konstantes spezifisches Gewicht haben, da die Absorption auch hiervon abhängig ist.Device for level measurement with the help of radioactive radiation A number of them are already available for level measurement with the aid of radioactive preparations of proceedings became known. So you can, for example, at the bottom of the container place a radiator and a radiation receiver on the lid of the container. The intensity of the radiation in the receiver depends on the absorption of the radiation in the intermediate medium. The absorption is both a function the level itself as well as a function of the specific absorption of the in medium filled into the container. Since when filling the container with media different Absorption does not simply equate the intensity display with the filling level is, this measuring method is only applicable if the container is always with the the same medium is filled. In addition, the medium must have a constant specific Have weight, as the absorption also depends on it.

Zur Messung des wirklichen Füllstandes gibt es auch bereits Anordnungen, bei denen das radioaktive Präparat und das Zählrohr des Empfängers dem Füllstand nachgefahren werden. Hierzu ist eineRegelungseinrichtung erforderlich, deren Nachführmotor das Präparat und den Empfänger so auf- und abbewegen kanal, daß beide den Änderungen des Füllstandes folgen. Dieses Verfahren erfordert einen ziemlichen technischen Aufwand und ist störanfällig, weil das empfindliche Zählrohr nicht ortsfest angebracht werden kann. There are already arrangements for measuring the actual level, in which the radioactive preparation and the counter tube of the receiver the fill level be followed. A control device is required for this, its tracking motor move the specimen and recipient up and down the channel so that both the changes follow the fill level. This procedure requires quite a technical one Effort and is prone to failure because the sensitive counter tube is not fixed in place can be.

Bei einem weiteren Meßverfahren werden mehrere radioaktive Präparate ortsfest auf der einen Seite des Behälters übereinander angebracht. Der oder die Strahlungsempfänger befinden sich auf der anderen Seite des Behälters, so daß je nach Füllhöhe ein größerer oder kleinerer Anteil der Strahlung durch den Füllstoff absorbiert wird. Hierbei wird ein ziemlich großer Kostenaufwand für die Strahlungsquellen erforderlich. Außerdem ist bei Verwendung mehrerer starker Strahler die Strahlungsintensität so hoch, daß kostspielige Vorrichtungen für den Strahlenschutz angebracht werden müssen. In a further measuring method, several radioactive preparations are used fixed on one side of the container one above the other. The one or the other Radiation receivers are on the other side of the container, so that each depending on the fill level, a greater or lesser proportion of the radiation through the filler is absorbed. This creates a fairly large expense for the radiation sources necessary. In addition, when using several powerful radiators, the radiation intensity so high that expensive devices for radiation protection are installed have to.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen radioaktiven Füllstandsmesser zu schaffen, der bei kleinem Aufwand für die Strahlungsquellen das Füllniveau abtastet und anzeigt. Zur Verringerung der Störanfällgkeit soll die Empfangseinrichtung ortsfest augebracht werden. Der angezeigte Füllstand soll durch Änderungen des spezifischen Gewichts und der Absorptionseigenschaften des Füllmediums nicht merklich beeinflußt werden. It is the object of the invention to provide a radioactive level meter to create that scans the filling level with little effort for the radiation sources and displays. To reduce the susceptibility to interference, the receiving device should be stationary be brought up. The displayed level should be changed by changing the specific Weight and the absorption properties of the filling medium are not noticeably affected will.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Füllstandsmessung mit Hilfe radioaktiver Strahlung. The invention relates to a device for level measurement with the help of radioactive radiation.

Gemäß der Erfindung sind ein am oder im Behälter periodisch auf- und abbewegtes radioaktives Präpa- rat und mindestens ein ortsfester Strahlungsempfänger in einer solchen räumlichen Anordnung vorgesehen, daß sich die Strahlungsintensität im Empfänger beim Vorbeilaufen des Strahlers am Füllniveau stark ändert. Außerdem sind Mittel zur Anzeige der Höhe des Strahlers und damit des Füllstandes im Augenblick der größten Intensitätsänderung vorgesehen.According to the invention, an on or in the container are periodically up and radioactive prepa- council and at least one stationary radiation receiver provided in such a spatial arrangement that the radiation intensity changes sharply in the receiver when the radiator passes the filling level. aside from that are means for displaying the height of the emitter and thus the filling level at the moment the greatest change in intensity provided.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele mit Zeichnung erläutert. The invention is illustrated by means of two exemplary embodiments with drawings explained.

Fig. 1 und 3 stellen schematisch Meßeinrichtungen dar, während in den Diagrammen gemäß Fig. 2 und 4 die Strahlungsintensität im Empfänger in Abhängigkeit von der Höhe des Strahlers bei verschiedenen Füllständen aufgezeichnet ist. Figs. 1 and 3 schematically represent measuring devices, while in the diagrams according to FIGS. 2 and 4, the radiation intensity in the receiver as a function is recorded from the height of the radiator at different levels.

In Fig. 1 ist der Behälter 1 bis zur Höhe h mit einem flüssigen oder schüttfähigen festen Medium gefüllt. In den Behälter ist ein Rohr 2 eingesetzt, das fast bis auf den Boden reicht. In diesem Rohr befindet sich der radioaktive Strahler 3, der an einer endlosen Schnur oder auf einem endlosen Band4 angebracht ist. Dieses Band läuft über eine obere RolleS und eine untere Rolle6. Die Rollen wird durch den Motor 7 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben, so daß der radioaktive Strahler eine periodische Auf-und Abbewegung durchführt. Die augenblickliche Höhe des Strahlers über dem Boden des Behälters ist mit a bezeichnet. Mit 8 ist ein Widerstandsgeber angedeutet, dessen Schleifer ebenfalls von dem Motor 7 angetrieben wird. Der Widerstandsgeber wird mit einer solchen Untersetzung angetrieben, daß sein Schleifer einen maximalen Widerstand abgreift, wenn das radioaktive Präparat seine tiefste Stellung einnimmt. Der abgegriffene Widerstand soll dagegen eine minimale Größe haben, wenn das Präparat an seinem oberen RVendepunkt angelangt ist. Mit 9, 10 und 11 sind drei langgestreckte Zählrohre bezeichnet, die außerhalb des Behälters in seiner Längsrichtung angeordnet sind. Die Impulse der parallel arbeitenden Zählrohre werden in dem Gerätl2 verstärkt. Mit 13 ist ein Registriergerät bezeichnet, dessen Meßwerk von einem Strom beaufschlagt wird, der dem abgegriffenen R\Tert des Widerstandsgebers 8 umgekehrt proportional ist. In Fig. 1, the container 1 is up to the height h with a liquid or pourable solid medium filled. A tube 2 is inserted into the container, that almost reaches the floor. The radioactive is located in this tube Radiator 3 attached to an endless cord or on an endless belt4 is. This belt runs over an upper roller S and a lower roller 6. The roles is driven by the motor 7 at constant speed so that the radioactive Emitter performs a periodic up and down movement. The current altitude of the radiator above the bottom of the container is denoted by a. With 8 there is a resistance transmitter indicated, the grinder of which is also driven by the motor 7. The resistance giver is driven with such a reduction that its grinder has a maximum Resistance tears off when the radioactive preparation is in its lowest position. On the other hand, the tapped resistance should have a minimal size if the preparation on his has reached the upper end point. With 9, 10 and 11 are three elongated counting tubes called the outside of the container in its Are arranged longitudinally. The impulses of the counter tubes working in parallel are amplified in the device 12. With a recording device 13 is designated, the measuring mechanism is acted upon by a current that corresponds to the tapped R \ Tert of the resistance sensor 8 is inversely proportional.

Der Zeiger dieses Registriergerätes führt also eine periodische Hin- und Herbewegung zwischen dem Skalenanfang und dem Endausschlag aus. Wenn sich das radioaktive Präparat an seinem tiefsten Punkt befindet, wird am Widerstandsgeber 8 ein Widerstandsmaximum abgegriffen. Der durch das Registriergerät fließende Strom ist dabei so klein, daß der Zeiger fast am Skalenanfang steht. Bewegt sich der Strahler nun nach oben, so wird der abgegriffene Widerstand proportional verkleinert, so daß der Strom und der Ausschlag im Registriergerät ansteigen. Das Registriergerät ist so beschaffen, daß bei der normalen Hin- und Herbewegung des Zeigers noch keine Registrierung stattfindet. Die Registriervorrichtung soll vielmehr erst dann betätigt werden, wenn das radioaktive Präparat das Füllniveau passiert, wenn also a = h ist. In diesem Augenblick ändert sich die Intensität der in den Zählrohren ankommenden Strahlung sehr stark. Diese plötzliche Anderung wird auf ein geeignetes Schaltglied gegeben, das die gistriervorrichtung kurzzeitig einschaltet. The pointer of this recorder thus leads a periodic return and moving between the start of the scale and the end of the scale. If that radioactive preparation located at its lowest point is on the resistance transmitter 8 a resistance maximum tapped. The current flowing through the recorder is so small that the pointer is almost at the start of the scale. The spotlight moves now upwards, the tapped resistance is proportionally reduced, see above that the current and the deflection in the recorder increase. The recorder is designed so that when the pointer moves back and forth normally none Registration takes place. Rather, the registration device should only then be actuated when the radioactive preparation passes the filling level, i.e. when a = h. At this moment the intensity of the incoming in the counter tubes changes Radiation very strong. This sudden change is applied to a suitable switching element given that the registration device switches on briefly.

Wenn man als Registriergerät einen Fallbügelschreiber verwendet, so dient der vom Verstärkerl2 kommende Registrierimpuls zur Auslösung des Fallbügels. If you use a strap-on recorder as a recorder, so the registration pulse coming from the amplifier 12 is used to trigger the drop bracket.

Als Registriergerät kann man auch einen Schreiber nach dem Metallpapierregistrierverfahren verwenden, dessen Schreibstift dauernd über das Papier hin- und hergeführt wird. Die Schreibspannung ist normalerweise abgeschaltet. Bei starker Änderung der Strahlungsintensität im Empfänger wird an die Schreihfeder ein kurzer Spannungsimpuls angelegt, so daß ein Punkt registriert wird. Diese Registrierung wiederholt sich immer dann, wenn das radioaktive Präparat das Füllniveau passiert. Das auf starke Intensitätsänderungen ansprechende Schaltglied kann so aufgebaut sein, daß es sowohl bei plötzlichem Intensitätsanstieg als auch bei plötzlichem Intensitätsabfall betätigt wird. A recorder based on the metal paper registration process can also be used as a recorder use whose pen is constantly moved back and forth across the paper. The writing voltage is normally switched off. If there is a strong change in radiation intensity In the receiver, a short voltage pulse is applied to the writing pen, so that a point is registered. This registration is repeated whenever the radioactive preparation passes the filling level. That to strong changes in intensity Responsive switching element can be constructed in such a way that it occurs both in the event of a sudden increase in intensity as well as in the event of a sudden drop in intensity.

In Fig. 2 ist die am Verstärker 12 auftretende Intensität J in Abhängigkeit vom Abstanda bei verschiedenen Füllhöhen dargestellt. Man erkennt aus den verschiedenen Kurven, daß die Intensität ein Minimum ist, solange sich der Strahler innerhalb des Füllmediums befindet. Sobald er in die Nähe der Oberfläche kommt, steigt die Intensität etwas an. Der Anstieg wird sehr steil beim Passieren des Niveaus, weil dann ein großer Teil der Strahlung in die Zählrohre gelangt. In FIG. 2, the intensity J occurring at the amplifier 12 is dependent shown by the distance a at different filling heights. One recognizes from the different Curves that the intensity is a minimum as long as the radiator is within of the filling medium. As soon as it gets close to the surface, it rises Intensity a little. The rise becomes very steep when passing the level because then a large part of the radiation gets into the counter tubes.

Die beschriebene Meßeinrichtung ist für eine Fernmessung gut geeignet, weil vom Geberort zum Registriergerät lediglich eine Impulsleitung und die Leitung des Widerstandsgehers geführt sein müssen. The measuring device described is well suited for remote measurement, because only an impulse line and the line from the encoder location to the recorder of the resistance walker must be performed.

Wenn man eine Registrierung direkt am Ort des Behälters durchführen will, kann man auch abweichend von der Darstellung den Zeiger eines Registriergerätes mechanisch so mit dem Antriebsmotor7 kuppein, daß die Hin- und Herbewegung des Zeigers der Auf- und Abbewegung des radioaktiven Präparates entspricht. Die Auslösung der Registriervorrichtung erfolgt in der bereits beschriebenen Form. Die auf dem Schreibstreifen erscheinende punktierte Kurve gibt den zeitlichen Verlauf der Füllhöhe an. If you can do a registration directly at the location of the container you can also use the pointer of a recording device in a way that differs from the illustration mechanically so coupling with the drive motor 7 that the back and forth movement of the pointer corresponds to the up and down movement of the radioactive preparation. Triggering the The registration device takes the form already described. The on the writing strip The dotted curve that appears indicates the course of the filling level over time.

Die Einrichtung gemäß Fig. 3 ist im Grundprinzip ähnlich wie die beschriebene aufgebaut. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The device according to FIG. 3 is basically similar to that described constructed. Corresponding parts are given the same reference symbols Mistake.

Die Unterschiede bestehen lediglich darin, daß der Strahler 3 außerhalb des Behälters auf- und abbewegt wird und daß der Verstärker 12 nur von einem Zählrohr 14 ausgesteuert wird. Dieses Zählrohr ist etwa in Höhe des oberen Behälterendes angebracht. Ein weiteres Zählrohr 15 wirkt über den Verstärker 16 auf eine Grenzwerteinheit 17 ein. Diese Grenzwerteinheit spricht an, wenn der Behälter fast leer ist, wenn also das in der Nähe des Behälterbodens angebrachte Zählrohr 15 einer starken Strahlungsintensität ausgesetzt wird. Die Grenzwerteinheit 17 betätigt eine Signallampe 18.The only differences are that the radiator 3 is outside of the container is moved up and down and that the amplifier 12 is only from a counter tube 14 is controlled. This counter tube is approximately at the level of the upper end of the container appropriate. Another counter tube 15 acts via the amplifier 16 on a limit value unit 17 a. This limit value unit responds when the container is almost empty, when that is, the counter tube 15, which is attached near the bottom of the container, has a strong radiation intensity is exposed. The limit value unit 17 actuates a signal lamp 18.

In Fig. 4 ist die Intensität J im Zählrohr 14 in Abhängigkeit vom Abstand a bei verschiedenen Füllhöhen dargestellt. Ein Vergleich der Fig. 2 und 4 zeigt, daß bei Anwendung mehrerer langgestreckter Zählrohre ein steilerer Kurvenverlauf erzielbar ist. In Fig. 4, the intensity J in the counter tube 14 is a function of Distance a shown at different filling heights. A comparison of FIGS. 2 and 4 shows that when several elongated counter tubes are used, a steeper curve progression is achievable.

An Stelle des beschriebenen Gerätes kann man auch ein Anzeigegerät verwenden, das einen Schleppzeiger besitzt. Dieser Schleppzeiger ist an die Antriebsvorrichtung zur periodischen Auf- und Abbewegung des radioaktiven Präparates ankuppelbar. Man kann das Meßgerät so aufbauen, daß der Schleppzeiger mit dem Antrieb gekuppelt wird, sobald der Strahler seinen tiefsten Punkt überschritten hat. Beim Passieren des Füllniveaus wird das Ansprechen des in dem Verstärker untergebrachten Schaltgliedes dazu benutzt, den Schleppzeiger abzukuppeln. Der Zeiger bleibt dann zunächst in einer Stellung, die der Füllhöhe h entspricht. Weiterhin ist eine Vorrichtung vorgesehen, die den Schleppzeiger kurz vor der erneuten Ankupplung an die Antriebsvorrichtung in die Nullage zurückführt. Instead of the device described, a display device can also be used use that has a maximum pointer. This drag pointer is attached to the drive device can be coupled for periodic up and down movement of the radioactive preparation. Man can set up the measuring device in such a way that the drag pointer is coupled to the drive, as soon as the radiator has passed its lowest point. When passing the The response of the switching element housed in the amplifier becomes the filling level used to uncouple the drag pointer. The pointer then initially remains in a position which corresponds to the filling height h. Furthermore, a device is provided the drag pointer shortly before the new coupling to the drive device returns to the zero position.

Es ist auch eine Anzeigevorrichtung denkbar, die aus einem Zeiger besteht, der entsprechend der Auf-und Abbewegung des Strahlers auf einer Skala hin-und herbewegt wird. Bei dieser Anzeigevorrichtung wird das beim Passieren des Niveaus ansprechende Schaltglied dazu benutzt, eine Stroboskoplampe auszulösen, die die Skala des Anzeigegerätes kurzzeitig beleuchtet. Die Stellung des Zeigers im Augenblick des Aufleuchtens der Lampe gibt den Füllstand an. A display device consisting of a pointer is also conceivable consists, which corresponds to the up and down movement of the radiator on a scale back and forth is moved. With this display device, this is done when passing the level responsive switching element used to trigger a strobe light that the Indicator scale briefly illuminated. The position of the pointer at the moment when the lamp lights up indicates the fill level.

An Stelle einer Strahlungsquelle, die periodisch auf-und abbewegt wird, kann man auch einen Strahler verwenden, der etwa in Höhe der Behältermitte angebracht list, und dessen stark gerichtete Strahlen durch periodisches Schwenken des Strahlers das Füllniveau abtasten. Zweckmäßigerweise wird dabei der Winkelbereich, den der Strahler überstreichen kann, so groß gewählt, daß man jede mögliche Füllstandsänderung erfassen kann. Als Empfänger dienen bei einem solchen Gerät wiederum mehrere Zählrohre, die entlang der dem Strahler gegenüberliegenden Behälterwand verlegt sind. Instead of a radiation source that periodically moves up and down you can also use a heater that is approximately at the height of the middle of the container attached list, and its strongly directed rays by periodic panning scan the fill level of the heater. The angle range is expediently that the radiator can sweep over, chosen so large that you can see every possible level change can capture. In turn, several counter tubes serve as receivers in such a device, which are laid along the container wall opposite the radiator.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for level measurement with the help of radioactive Radiation, characterized by a periodically moving up and down on or in the container radioactive preparation (3) and at least one stationary radiation receiver (9, 10, 11, 14) in such a spatial arrangement that the radiation intensity changes sharply in the receiver when the radiator passes the fill level, furthermore characterized by means to display the height of the spotlight and thus the level at the moment of the greatest change in intensity.

2. Device according to claim 1, characterized in that the radiator (3) on an endless belt driven at constant speed (4) or a corresponding cord is attached that with the drive device (7) of the Tapping of a resistance transmitter (8) is coupled, the resistance value of which in each case a measure of the location of the radiator (3) is that the resistance transmitter (8) the Measuring mechanism of a recording device (13) controls the pointer according to the Radiant movement periodically back and forth, and that the sudden change in intensity a registration process in the receiver (9, 10, 11, 14) when passing the level triggers.

3. Device according to claim 2, characterized by a per se known registration device (13) after the metal paper registration process, its Pen periodically sweeps over the surface of the metal paper and its Write voltage briefly due to the occurrence of a large change in intensity in the receiver (9, 10, 11, 14) is switched on, so that in each movement period a point is registered which indicates the filling level.

4. Device according to claim 2, characterized by a per se well-known drop-bar writer, whose measuring tool pointer periodically according to the movements of the radiator (3) goes back and forth and its drop bracket in each case by the occurrence a large change in intensity is triggered, so that the resulting point sequence indicates the level curve over time.

5. Device according to claim 1, characterized in that the Drive device (7) for the periodic up and down movement of the radiator (3) Drag pointer of a display device can be coupled that this drag pointer with the drive device is coupled as soon as the spotlight is at its lowest point reaches that the drag pointer is uncoupled as soon as the emitter reaches the filling level happens, and that the pointer is returned to the zero position before the new coupling will.

6. Device according to claim 1, characterized by one with the Drive device (7) for moving the radiator (3) up and down connected pointer, which indicates the respective position of the radiator on a scale, also marked triggered by a strong change in intensity in the receiver (9, 10, 11, 14) Strobe lamp that briefly illuminates the display device.