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Verfahren zur Messung des Füllstandes in Behältern
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und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Messung des Füllstandes in Behältern mittels elektro-optischer
Entfernungsmessung nach dem Rückstrahlprinzip und eine Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Verfahren zur Füllstandsmessung in Behalter sind in zahlreichen Varianten
bekannt. So ist bereits aus der Deutschen Auslegeschrift 1 075 852 ein Meßgerät
bekannt, bei dem der Füllstand mit Hilfe der Augen durch Vergleich von zwei reflektierten
Strahlen und damit auf Deck.ngsgleichheit der zwei Bilder - infolge mechanischer
Verstellung des Spiegelwinkels an einer Skala - ermitte; wird.
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Aus der Deutschen Auslegeschrift 1 175 514 ist ein Ve>-fahren bekanntgeworden,
bei dem abhängig vom Fullslar,;-aus einem lichtleitenden Körper Licht in die Flüssig.=eit
ausgeleitet wird. Die oben wieder austretende Lichtmenge stellt ein Maß für den
Füllstand dar.
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Beide vorgenannten Anordnungen sind nicht universell einsetzbar und
nicht in der Lage, auf einen Millimeter genau zu messen.
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Durch die Deutsche Offenlegungsschrift 2 208 931 ist ein elektro-optischer
Anzeiger für die Feststellung des Niveaus in Behältern bekanntgeworden, der ein
Meßinstrument sowie Mittel zur Steuerung des das Instrument durch laufenden Stromes
in Abhängigkeit vom Niveau der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit besitzt und diese
Stuerungsmittel eine Lichtquelle mit konstantem Lichtstrom
und ein
lichtempfindliches Element aufweisen, das von der Lichtquelie über ein Bündel optischer
Fasern beeinflußt wird, wobei der auf das lichtempfindliche Element einfallende
und das Bündel optischer Fasern durchlaufende Lichtstrom von einem Geber für das
Niveau der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit gesteuert wird.
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Auch mit dieser Anordnung ist es nicht möglich, auf 1mm genau zu messen,
weil die vom Gerät und von den Umweltbedingungen her auftretenden Fehlergrößen nicht
eliminiert werden können.
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Aus der Deutschen Offenlegungsschrift 2 235 329 ist eine Anordnung
zur genauen Pegelmessung bekanntgeworden, bei der einem opto-elektronischen Meßgerät
mit einem digitalen Datenausgang ein geschlossenes, mit Schutzgas gefülltes Meßrohr,
dessen eine Teil in den Behälter eingeführt und kraftschlüssig mit dem Deckelelement
so verbunden ist, daß die restlichen Teile des Rohres außerhalb des Behälters in
zwei Achsen Freiheitsgrade besitzen und ein flacher Ringschwimmer mit Dauemnagneen
um den im Behälter befindlichen Meßrohrteil angeordnet ist und ein kugelgelagerter
Meßwertanzeiger mit in der Mitte befindlichem pyramidenförmigen Reflektor von dem
im Innern des Rohres durch den Ringschwimmier aufgebauten Magnetfeld getragen wird.
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Abgesehen von dem gerätemäßigen Aufwand, der wegen der vielen Ein-
und Ausgänge sehr hoch ist, werden bei dieser bekannten Meßanordnung Störeinflüsse,
die durch die Umgebungsbedingungen auftreten und eine Verfälschung der Messung hervorrufen,
nicht vollständig eleminiert. Ein wesentlicher Nachteil ist, daß der notwendige
Bezugspunkt am Tankboden für die Pegelmessuno kaum stabil zu halten ist. Ferner
muß das Meßgerät selbst lagemäßig ganz genau festgelegt und einjustiert werden,
weil jede Veränderung
der Gesamtmeßstrecke vom Meßgerät bis zum
Reflektor in das Meßergebnis voll eingeht und entsprechend berücksichtigt werden
muß.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln,
mit.dem der Füllstand in Behältern auf 1 mm genau gemessen werden kann, ohne daß
hierzu ein großer geräte- und verfahrensmäßiger Aufwand getrieben werden muß und
gleichzeitig alle das Meßergebnis verfälschenden Einflüsse eliminiert werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Lichtweg zwischen Sender
und Pegel geber grundsätzlich in eine oder mehrere Referenzwege und eine Meßstrecke
zerlegt wird, wenn der Lichtweg entweder durch mehrere Medien führt, oder wenn nur
ein Medium vorhanden ist, seine Richtung ändert, wobei entweder mehrere Meßstrahlen
die Referenzwege nacheinander bzw. parallel durchlaufen bzw. messen, oder ein aufgeteilter
Meßstrahl den Referenzweg oder die Referenzwege vermißt, jedoch immer ein Meßstrahl,
gegebenenfalls als einzig vorhandener, bzw. ein Teilstrahl Referenzweg plus Meßstrecke
erfaßt und der Llchtweg bzw. die Lichtwege mindestens teilweise durch einen Lichtleiter
- wie beispielsweise Lichtleitfasern oder Rohrsysteme mit Spiegeln und/oder Linsen
-führen bzw. durch Lichtleitanordnungen - wie beispielsweise Spiegel, brechende
Medien etc. - in ihrer Richtung verändert werden.
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Durch diese Maßnahmen werden nun eine Reihe von Vorteilen gegenüber
dem bisher bekannten Stand der Technik erzielt, so ist z. B. die Aufstellung bzw.
der Aufstellungsort des Meß- und Auswertegerätes im Rahmen seiner Reichweite völlig
unabhängig vom Ort des zu vermessenden Pegels geworden. Es ist ferner keinerlei
diesbezügliche Justierung
mehr erforderlich, der Montageaufwand
ist wesentlich reduziert und außerdem können mehrere Behälter von einem einzigen
Meß- und Auswerteger2t erfaßt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit des vorgeschlagenen
Verfahrens beträchtlich erhöht wird.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß mit Hilfe von zwei Meßstrahlen, von
denen der eine den Referenzweg, der zweite den Referenzweg und die Meßstrecke enthält,
durch Differenzbildung alle Strecken bis auf die reine Meßstrecke eliminiert werden.
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Hierdurch ist ein Verfahren und - wie nachfolgend noch beschrieben
-- eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen, bei dem die Veränderungen
des Lichtweges durch Umwelteinflüsse generell und einfach, dv .
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mit geringem verfahrens- una gercitemßigem Aufwand, ausgeschaltet
werden.
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Außerdem sieht die Erfindung vor; daß von einem oder mehreren definierten
Punkten außerhalb des Behälters ein oder mehrere Meßstrahlen über ein oder mehrere
Meßstrecken zu einem oder mehreren Reflektoren an der Behälteraußenseite gesendet
werden.
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Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur die wesentlichen Einflüsse,
die eine Behälterverformung und damit eine Volumenänderung bewirken, pauschal zu
berücksiontigen, sondern im Zusammenwirken mit der Pegelmessung und einer Temperaturmessung
getrennt und quantitativ zu erfassen.
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Die Ausbildung der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens geht
aus den Ansprüchen und der Beschreibung der verschieaenen Ausführungsformen hervor.
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Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und dessen
einzelnen Varianten beschri ben und gezeichnet.
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Es zeigen: Fig. 1a ein Blockschaltbild des vorgeschlagenen Verfahrens
mit Lichtleitanordnung mittels Spiegel Fig. 1b ein Blockschaltbild mit Lichtleitfasern
Fig. 2 den kompletten Aufbau des beschriebenen Ausführungsbeispiels in schematischer
Darstellung Fig. 3 einen Querschnitt durch das Meßrohr mit Schwimmersystem und Pegelgeber
Fig. 4 einen Querschnitt durch das Meßrohr mit optischen System zur Ein- und Auskopplung
des Meßstrahls Fig. 5 die Anordnung des Meßrohres als Doppelrohr am Behälterboden
mit Schwimmer und Pegelgeber sowie Lichtleitfasern Fig. 6 die Anordnung des Meßrohres
am Behalterboden mit Schwimmer und Pegelgeber sowie Lichtleitfasern Fig. 7 die Anordnung
des Meßrohres am Behälterdeckel mit Schwimmer und Pegelgeber sowie Lichtleitfasern
Fig. 8 die Anordnung des Meßrohres am Behälterdeckel mit Schwimmer und Pegelgeber
sowie Lichtleiteinrichtungen Die Fig. la, b zeigt das prinzipielle Verfahren der
,5eßwertgewinnung durch Differenzbildung.
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In Fig. 2 ist das komplette Meßsystem am BeispIel eines Behälterlagers,
wie solche in Raffinerien, Umschlaghäfen etc. anzutreffen sind, zu sehen. Als Hauptbestandteile
der Gesamtanordnung dienen die jeweilige Meßanordnung an jeden einzelnen der Behälter,
die Lichtleiter zur Führung der ausgesendeten Licht strahlen una das zentrale E..tEernungsmeß-
und Auswertegerät.
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Die optische Meßanordnung im Behälter besteht aus einem nichtmagnetischen
geschlossenen Rohr 8, das mit dem stabilsten Punkt der Bodenregion 20, d. h. mit
dem Punkt, der den geringsten Lageänderungen unterworfen ist, fest verbunden ist.
Vorzugsweise wird dieser Punkt am Tankboden oder am unteren Ende der Behalter.zand
zu finden sein. Auf diese Art wird ein absoluter Nullpunkt für die Pegelmessung
geschaffen, durch den eine exakte Korrektur der anderen Einflußgrößen überhaupt
erst möglich wird.
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Das Rohr 8 wird vorzugsweise nicht aus dem Behälterdeckel herausgeführt,
um ein Verspannen des Deckels mit dem Meßrohr auszuschließen und außerdem die Möglichkeit
zu schaffen, den Behälter vollkozzen luftdicht abzuschließen.
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Das nichtmagnetische Außenrohr 8 enthält ein dünnes Kunststoffrohr
9, das an seinem unteren Ende in einen Block 10 mündet, der ein optisches System
1,, 12, z. B.
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Spiegel- oder Cassegrainsystem, trägt. Die Aufgabe dieses Systems
ist es, das Licht einer angeschlossenen Lichtleitfaser 13 systemgerecht aus- und
reflektiertes Licht in sie einzukoppeln. An diesem Block 10 endet eine zweite am
Abschluß verspiegelte Lichtleitfaser 14 als Referenzfaser. Aufgrund der hohen Meßgenauigkeit
und der damit verbundenen extremen Grenzfrequenzen werden entweder Monomode- oder
solche Fasern verwendet, bei denen die Licht geschwindigkeit in Leiterachsenrichtung
weitgehend unabgängig vom Einkopplungswinkel ist.Die vichtleitfasern 13,14 werden
über ein luftdicht abschließbares Deckelelement 22 in das Tankinnere in Form einer
Ausdehnungsschleife 19 geleitet.
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Zur Markierung des Füllstandes bzw. Pegels 24 in Behälter 28 ist ein
Ringschwimmer 4 frei beweglich entlang dem äußeren Rohr 8 angeordnet. Dieser Schwimmer
enthält starke Magnetevorzugsweise auf der Basis seltener Erden hergestellt, die
wiederum einen Schwebekörper 3a im inneren Rohrelement 9, das entsprechend angeordnete
Magnete 5a besitzt und ein Stabilisierungsgewicht 5b aufweist, in einer mit dem
Füllstandspegel in ursächlichem Zusammenhang stehenden Lage halten.
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Zur Kennzeichnung dieser Lage trägt der Schwebekörper 3a einen Reflektor
7, der die aus dem optischen System kommenden Lichtstrahlen 16 zurückwirft. Die
reflektierten Strahlen 17 laufen durch den Lichtleiter 13 zum zentralen Meß- und
Auswertgerät 2, wo in an sich bekannter Weise die doppelte Entfernung zwischcn Meßgerät
und Reflektor gemessen wird. Da aber nur die Pegelhöhe 24, 54 im Behälter 23, 58
interessiert, wird in einem parallelen zweiten Lichtleiter 14 die doppelte Strecke
zwischen Meßgerät 2 und optischem System 11 als Referenzstrecke getrennt gemessen
und vom ersten Lichtweg subtrahiert. Die Differenz gibt unmittelbar die doppelte
Pegelhöhe, bezogen auf den Fußpunkt ds iAe,3-rohres, an.
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Die vorbeschriebene Anordnung der Lichtwege 13, 14 besitzt den großen
Vorteil, daß alle Einflüsse, denen die Lichtleiter unterworfen sind, wie beispielsweise
Länyenänderungen durch Temperatureinflüsse, durch Subtraktion eliminiert werden
können. Darüber hinaus haben Lageveränderungen. des Meßgerätes keinerlei Einfluß
auf die Meßgröße. Allerdings gibt die gemessene Pegelhöhe noch keinen Aufschluß
über den wahren Tankinhalt, da es Einflußgrößen gibt, die die Berechnung des Volumens
mit Hilfe der vorbeschriebenen Pegelmessung verfälschen. Das sind u. a. die Verformung
des Behälters durch den hydrostatischen
Druck, durch Temperaturausdehnung
und durch die Behälterdeckelbelastung, wie beispielsweise Schr.eelast. Jede dieser
Größen (allein oder in Kombination; ruft eine Tankausbeulung nach einer charakteristischen,
d. h. theoretisch erfaßbaren Funktion hervor. Zur exakten Berechnung des Behältervolumens
ist deshalb deren Kenntnis sowie die der Größe der verursachenden Störungen unbedingt
erforderlich.
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Im vorliegenden Fall geschieht die Ermittlung der Störgrößen durch
die Messung der Gesamtausbeulung des Tanks bezogen auf Nullzustände an einer Stelle
mittels eines zusätzlichen optischen Teilsystems 31, das durch Lichtleitfasern mit
dem Meßgerät 2 in der Warte 1 verbunden ist. Über die Pegelhöhe läßt sich die Ausbeulunysverteilung
durch den hydrostatischen Druck berechnen.
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Eine Temperaturmessung am bzw. im Behälter 28, 58 gibt Aufschluß über
die Größe der Temperaturausdehnung in mehreren Achsen. Die Verformung durch die
Deckelbelastung ergibt sich schließlich aus Gesamtausbeulung und den beiden anderen
Verteilungen. Die Temperaturmessung kann durch eine zusätzliche Messung der Ausbeulung
an einer zweiten Stelle der Behälteraußenwand 30, 60 ersetzt werden. Da auch von
anderen Behältern 58 Lichtleiter 43, 44 zum zentralen Meßgerät 2 kommen, ist diesem
eine Verteiler- bzw. Lichtleit- und -auskoppelvorrichtung 4d vorgeschaltet. Hierbei
wird zwischen zwei Varianten unterschieden. Bei Variante B sind dem Meßgerät 2 der
Behälteranzahl entsprechende Zahl Lichtleiter 13, 14, 43, 44 ... als Signalein-
und -ausgänge fugeordnet. Dagegen enthält das Meßgerät 2 unter Variante C nur 1
Ein- bzw.
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Ausgang 2a, der mittels einer Lichtweiche 40 mit den entsprechenden
Lichtleitern 13, 14, 43, 44. ... zu den Be-.
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hältern 28, 58 jeweils partiell gekoppelt ist.
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Die Fig. 3 zeigt als Detail das Schwimmersystem. Es setzt sich aus
einem Ringschwimmer 4 und einem Schwebekörper 3 mit Reflektor 7 zusammen. Der Ringschwimmer
4
besteht aus einem Material kleiner Wichte. Er ist im Hinblick
auf Wellenbewegungen des Flüssiskeitsspiegels2Z"5s"7.^" entlang des Außenrohrs frei
beweglich. Aufgrund des geringen spezifischen Gewichtes ( < 1) des Materials
taucht der Schwimmer nur sehr wenig ein, er liegt quasi auf der Flüssigkeit, womit
sich Dichteschwankungen infolge Temperaturänderungen nur sehr gering, maximal aber
innerhalb der angestrebten Meßgenauigkeit, auf die 11höhenlage des Reflektors auswirken.
Die starken Magnete 6 im Schwimmer 4 bauen ein Magnetfeld derart auf, daß es in
die Lücke der Magnetfelder der beiden Permanentmagnete 5aim Schwebekörper 3 hineingreift
und diesen arretiert. Dabei ist wesentlich, daß sich nur die gleichnamigen Pole
der drei Magnete gegenüberstehen.
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Der Reflektor 7 markiert die Höhe des Schwebekörpers 3ã und damit
die des Flüssigkeitspegels, die mit Hilfe der gemessenen Phasendifferenz zwischen
vom Pegelgeber reflektierten Lichtstrahl und Referenzstrahl im optoelektronischen
Meßgerät z. B. von letzterem errechnet wird. Ein Stabilisierungskörper 5b sorgt
dafür, daß die Lage der Pole zueinander erhalten bleibt.
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Bisher bekannte Magnetschwimmer (Deutsche Auslegeschrift 1 139 660)
weisen insofern Nachteile auf, daß durch die Anordnung der Schwimmermagnete sich
das Magnetfeld in Richtung des Schwebeköipers im Rohr zwangsläufig nicht stark ausbildet,
weil sich im Schwimmer ungleichnamige Pole gegenüberstehen. Das Festhalten des Schwebekörpers
- der auch Permanentmagnete trägt - geschieht abstoßend. Die Gleichgewichtslage
ist nur in sehr begrenztem Bereich gegeben. Auftretende Kippmomente werden durch
eine zusätzliche Führungsstange in der Mitte des Rohres kompensiert. Damit wird
aber eine optische Messung innerhalb des Rohres zumindest sehr erschwert, wenn
nicht
unmöglich gemacht. Ein kaum zu kompensierender Nachteil ist in der zwangsläufigen
Dicke des Ringschwimmers, die durch die Magnetanordnung hervorgerufen wird, zu sehen,
weil wegen des geforderten geringen Gewichts hier unzweckmäßig der Ringschwimmer
anstelle des kleinen Schwebekörpers dick ausgeführt wird.
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Das vorgeschlagene Schwimmersystem beseitigt alle diese Nachteile.
Die beschriebene Ausführung arbeitet gegenüber solchen, die den Stand der Technik
repräsentieren, nahezu reibungsfrei. Der dünne, leichte Ringscnwilmmer besitzt optimale
Beweglichkeit, was hinsichtlich der eindeutigen Meßwerterfassung wesentlich ist.
Der Schwebekörper ist durch seine beiden Ringfeder sehr eng mit dem Ringschwimumer
gekoppelt. Mögliche Schwingungen oder Auslenkunyen des Schwebetörpers infolge seiner
Feldcharakteristik werden durch einen Stabilisierungskörper gedämpft.
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In Fig. 4 ist das optische System als Cassegrainsystem gezeichnet.
Es befindet sich in Blockform auf einer Konsole 15 über dem Rohrboden. Zum Spiegelsystem,
ein großer Parabolspiegel 11 und ein kleiner 12 in dessen Brennpunkt, führen zwei
Lichtleitfasern 13, 14, dessen eine 14 am Blockausgang verspiegelt ist und dort
den Referenzstrahl vollkommen reflektiert. Der Meßstrahl in der zweiten Faser 13
wird auf den kleinen Spiegel 12 gerichtet und von diesem aufgeweitet über den Parabolspiegel
11 zum Pegelgeber 3 geworfen. Das Cassegrainsystem dient also zum systemgerechten
Ein- und Auskoppeln des Meßlichtstrahles.
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In Fig. 5 ist ein Doppelrohr 71, 72 zu sehen, das entweder am Tankboden
77 oder an definierter Steile nahe
des Bodens angebracht ist. Meß-
und Referenzstrahl werden über Lichtleitfasern geführt, die jeweils an dem oberen
Rohrende ggeschlossen sind. Die Licht-16a, 17a strahlen 16, 17, durchlaufen das
gasgefüllte Rohr 71, 72 über Umlenkspiegel 73 und fallen von beiden Seiten auf den
Pegelgeber 3b mit Retroreflektoren. Durch Subtraktion der beiden Lichtwege vom Meßgerät
2 zu beiden Retroreflektoren ergibt sich die Meßstrecke als doppelte Pegelhöhe plus
der Rohrquerverbindungen 72a. Anstelle der Lichtleitfasern können natürlich auch
Lichtleiteinrichtungen verwendet werden.
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Alle bis jetzt beschriebenen Anordnungen erreichen in bezug auf Meßeindeutigkeit
und Eliminierung der Umwelteinflüsse einwandfreie Pegelwerte. Sie sind deshalb universell
einsetzbar, also auch bei Behältern, die ein schwimmendes Dach 23 besitzen, weil
die Wärmeausdehnung des Meßrohres bzw. der Rohre über dem Dach durch Subtraktion
in den Pegelwert nicht eingeht.
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Die nachfolgend beschriebenen Anordnungen garantieren exakte Pegelwerte
nicht. Man wird sie nur dann einsetzen, wenn entweder die Meßgenauigkeit keine große
Rolle spielt oder keine anderen Anordnungen verendet werden können.
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In Fig. 6 wird eine diesbezügliche Anordnung beschrieben.
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Hier wird ein Meßrohr 70 verwendet, daß z. B. am Tankboden 77 befestigt
ist. Die beiden Lichtleitfasern 13, 14 werden am oberen Rohrrand 18 angeschlossen,
wobei die Referenzfaser 14 dort verspiegelt wird. Der Meßstrahl 16 wird mittels
eines Linsensystems 75 aufgeweitet und dem Pegelgeber 3c zugeführt bzw. von dem
Linsensystem 75 wieder in die Faser 13 systemgerecht eingekoppelt.
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im Behälter 88 Fiq. 7 zeigt die gleiche Anordnung, wie sie unter im
Behälter 78 Fig. 6 beschrieben wurde, nur wird das Meßrohr 80 am Behälterdeckel
25 befestigt. Die Befestigung kann nicht starr sein, denn das Rohr muß immer nahezu
senkrecht stehen, deshalb wird zwischen Rohr und Tankdeckcl ein Pendellager 89 angeordnet.
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In Fig. 8 ist schließlich eine Anordnung zu sehen, bei der mit Hilfe
von Lichtleiteinrichtungen 83 der Meßwert gewonnen wird. Das Meßrohr wird ebenfalls
über ein Pendellager 89 mit dem Behälterdeckel 25 formschlüssig verbunden. Das Rohroberteil
weist ein Spiegelsystem 83 auf, das die eigentliche Meßstrecke in Referenz- und
M'eßstrahl zerlegt und den beiden durch die freie Atmosphäre führen-17, 17a den
Lichtstrahlen die Möglichkeit bietet, durch Differenzbildung über zwei aktive Eingänge
am Meßgerät 2 die Umwelteinflüsse auszuschalten. Voraussetzung dafür ist allerdings,
daß das elektro-optische Meßgerät sich unveränderbar an einer definierten Stelle
befindet und die Referenzwege in der Luft vom Rohr zum Meßgerät definiert und subtraktionsfähig
sind Mit einem solchen Verfahren ist auch die Vermessung von mehreren Behältern,
insbesondere auf große Entfernung, von einer zentralen Warte aus möglich.
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Die Messung des Füllstandes in dem oder den Behältern wird nun wie
folgt durchgeführt. Wie Fig. 2 zeigt, wird aus der Vielzahl der Lichtleiter L, die
zu den einzelnen Behältern führen, von der Lichtweiche 40 definiert die Lichtleiterverbindung
zu einem Behälter hergestellt. ist dies geschehen, so wird vom Meßgerät 2 ein Lichtstrahl
über die Lichtleiter L primer zu dem Rohrsystem 8,9 im Behälter 28, 58 geleitet
und dann je nach System frei zu dem Pegelgeber 3, der über das magnetische Schwimmersystem
3,4 die Lage des Flüssigkeitsspiegeld 24 darstellt,
geschickt.
Von dort wird der Strahl reflektiert und wieder zum Meßgerät zurückgeleitet. Nach
sehr kurzer Zeit (!) wird über einen parallelen Lichtleiter - den sogenannten Referenzleiter
14 - ein zweiter Strahl geschickt und am Ende der Referenzstrecke reflektiert und
zum Meßgerät zurückyefünrt. Im Meßgerät laufen nun folgende Arbeitsvorgänge ab:
Der vom Reflektor zurückkommende Lichtstrahl wird mit einem internen Referenzstrahl
im Meßgerät in an sich bekannter Weise phasenmäßig verglichen und daraus der Längenunterschied,
das ist die doppelte Entfernung vom Meßgerät zum Reflektor, der beiden Meßstrahlen
ermittelt.
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In einem zweiten Arbeitsgang geschieht das gleiche mit dem externen
Referenzstrahl 14, der auf dem parallelen Lichtweg zum Behälter geschickt worden
ist, womit auch dessen Länge genau ermittelt wurde. Die Pegelhöhe erhält man dadurch,
indem man in einem dritten Arbeitsgang die halbe Differenz der beiden Meßstrahlen
bildet und je nach verwendetem System einige bekannte und prinziniell ermittelte
Eichkonstanten, wie beispielsweise die Strecke zwischen den beiden Eodenspiegel
t n Fig. 5, abzieht.
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Der Bezugspunkt für den dadurch erhaltenen Pegelmeßwert ist in Fig.
5 und 6 der Tankboden 77, in Fig. 7 und 8 der Behälterdeckel 25. Durch dieses Vorgehen
sind alle Einflußgrößen außerhalb der Behälter, wie beipsielsweise Temperatur usw.,
die den Lichtweg beeinflussen, eliminiert. Außerdem spielt die Ausdehnung des Meßrohres
und die Temperaturausdehnung des Behälters bei den Varianten in Fig. 2, 5 und 6
überhaupt keine Rolle mehr, da der Bezugspunkt der Tankboden ist. Zur Berücksichtigung
der Tankausbeulung durch den hydrostatischen Druck infolge Tankflüssigkeit und/oder
durch die Deckelbelastung wird die effektive Ausbeulung an der Tankaußenwand direkt
durch ein weiteres optisches Meßsystem 31, 61 auf die gleiche Weise wie vorbeschrieben
gemessen und zur Korrektur an das Meß- und Auswertegerät weitergeleitet.