DE10109453A1

DE10109453A1 - Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Info

Publication number: DE10109453A1
Application number: DE10109453A
Authority: DE
Inventors: Ralf Reimelt; Herbert Schroth
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-26
Also published as: US6928867B2; AU2002219187A1; EP1402234A2; WO2002068913A2; WO2002068913A3; US20040154392A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts (2) in einem Behälter (3) mit einer Sende-/Empfangseinheit (9, 10), die hochfrequente Meßsignale erzeugt bzw. empfängt und einer Auswerte-/Regeleinheit (11), die anhand der Laufzeit der hochfrequenten Meßsignale den Füllstand des Füllguts (2) in dem Behälter (3) bestimmt. Hochfrequente Meßsignale werden an einem leitfähigen Element (6) entlang geführt. Die Einkopplung bzw. Auskopplung erfolgt über eine Einkoppeleinheit (8). Die Vorrichtung ist über ein Befestigungsteil (5), das oberhalb des maximal zu messenden und/oder überwachenden Füllstands angebracht ist, an dem Behälter befestigt. Im oberen Bereich des leitfähigen Elements (6) ist ein hornförmiges Element (7) so angeordnet, daß seine untere in Richtung auf die Oberfläche (4) des Füllguts (2) weisende Öffnungsfläche (15) näherungsweise in der Ebene des Befestigungsteils (5) liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter.

Vorrichtungen zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter mittels Meßsignalen, die an einem leitfähigen Element entlanggeführt werden, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt geworden. Als Beispiel für ein Meßgerät, das den Füllstand über die Laufzeit von hochfrequenten Meßpulsen (→ TDR-Verfahren) bestimmt, sei der LEVELFLEX genannt, ein Gerät, das von der Anmelderin angeboten und vertrieben wird. Bekannt geworden sind darüber hinaus auch FMCW-Meßgeräte, die den Füllstand auf der Basis von frequenzmodulierten kontinuierlichen elektromognetiscen Wellen bestimmen.

Die Meßgeräte der vorgenannten Art werden gewöhnlich über ein Schraubgewinde oder oder einen Flansch an dem Behälter befestigt. Beim Einbau ist darauf zu achten, daß das Meßgerät oberhalb des maximal zu messenden Füllstandes plaziert ist.

Die Einkopplung der Meßsignale von der Sendeeinheit auf das leitfähige Element bzw. von dem leitfähigen Element in die Empfangseinheit erfolgt über eine Einkoppeleinheit, die so ausgestaltet ist, daß die infolge von Impedanz sprüngen in Übergangsbereichen auftretenden Störechosignale möglichst gering gehalten werden. Problematisch hierbei u. a., daß die Einkoppeleinheit eine relativ kleine Öffnungsfläche aufweist. Infolge der kleinen Öffnungsfläche tritt einerseits ein Impedanzsprung auf, der zu einer unerwünschten Reflexion beim Aussenden des Meßsignals führt; andererseits wird infolge der kleinen Öffnungsfläche das elektrische Feld verzerrt, so daß neben der Anregung des erwünschten Wellenmodes, der eine ausgeprägte Abstrahlcharakteristik in Richtung des Füllguts aufweist, noch Moden erzeugt werden, die eine unerwünschte seitliche Abstrahlung besitzen. Infolge der seitlichen Abstrahlung der Meßsignale kann sich das Signal/Rausch-Verhältnis je nach Anwendungsfall erheblich verschlechtern. Darüber hinaus wird nach der Reflexion des Meßsignals an der Oberfläche des Füllguts nur der Teil der zurücklaufenden Welle wieder in die Sende-/Empfangseinheit eingekoppelt, der innerhalb der Öffnungsfläche der Einkoppeleinheit liegt.

Um diesen Mißstand zu beseitigen und eine effiziente Anregung der gewünschten Moden der Meßsignale auf dem leitfähigen Element zu erreichen, ist es bereits bekannt geworden, ein hornförmiges Element zu verwenden. Dieses hornförmige Element ist im oberen Bereich des leitfähigen Elements angebracht und ragt in den Behälter hinein, in dem der Füllstand zu messen ist. Ein derartiges Füllstandsmeßgerät ist beispielsweise in der DE 44 04 745 C2 beschrieben. Das trichterförmige Element soll dafür Sorge tragen, daß die Führung der Meßsignale in Richtung der Oberfläche des Füllguts optimiert wird. Allerdings wird auch bei Verwendung eines trichterförmigen Elements die Abstrahlung nur dann optimiert, wenn die Wellenlänge der Meßsignale klein ist in Bezug auf den Durchmesser der unteren Öffnungs fläche des hornförmigen Elements. Liegt die Wellenlänge in der Größen ordnung des Durchmessers des hornförmigen Elements, tritt keine ausge prägte Richtcharakteristik in Laufrichtung der Meßsignale auf. Vielmehr läuft ein Teil der Energie an der Außenfläche des hornförmigen Elements zurück, wird an der Einkoppeleinheit, an der Behälterwand, dem Flansch oder einem sonstigen Hindernis reflektiert, wodurch relativ starke Störechos verursacht werden. Bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen werden daher die Meßergebnisse durch das Anbringen des hornförmigen Elements sogar noch verschlechtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einkopplung von Meßsignalen bei einem Füllstandsmeßgerät mit geführten Meßsignalen zu optimieren.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Sende-/Empfangseinheit vorgesehen ist, die hochfrequente Meßsignale erzeugt bzw. empfängt und daß eine Auswerte-/Regeleinheit vorgesehen ist, die anhand der Laufzeit der hochfrequenten Meßsignale den Füllstand des Füllguts in dem Behälter bestimmt. Weiterhin ist ein leitfähiges Element vorgesehen, an dem die hochfrequenten Meßsignale bzw. die reflektierten Meßsignale geführt werden. über eine Einkoppeleinheit werden die Meßsignale auf das leitfähige Element bzw. die die reflektierten Meßsignale in die Sende-/Empfangseinheit einkoppelt. Die Vorrichtung ist mittels eines Befestigungsteils oberhalb des maximal zu messenden und/oder zu überwachenden Füllstands angebracht. Desweiteren ist im oberen Bereich des leitfähigen Elements ein hornförmiges Element vorgesehen, das so angeordnet ist, daß seine untere in Richtung auf die Oberfläche des Füllguts weisende Öffnungsfläche näherungsweise in der Ebene des Befestigungsteils liegt.

Bezüglich des Standes der Technik zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die nachfolgend aufgeführten Vorteile auf:

- Die untere Öffnungsfläche des hornförmigen Elements weist gegenüber einer üblichen Einkopplung eine vergrößerte Öffnungsfläche auf. Hierdurch wird der Anteil der hochfrequenten Energie vergrößert, die in den erwünschten Wellenleitermode transformiert bzw. anschließend wieder zurück transformiert wird. Als Folge hiervon ist die Amplitude des Nutzsignals - also des Echosignals, das den Füllstand des Füllguts in dem Behälter repräsentiert - vergrößert.
- Durch die verringerte Feldverzerrung wird die Abstrahlung zur Seite hin vermindert. Hierdurch werden Störungen durch Echos an Einbauten und den Behälterwänden erheblich reduziert.
- Beim Einbau in einen Stutzen werden Längs- und Querresonanzen, die insbesondere die Meßfähigkeit und Genauigkeit im Nahbereich einschränken, vermindert. Längsresonanzen werden dadurch reduziert, daß ein geringerer Teil der Energie an der Einkopplung reflektiert wird und somit die Güte der Längsresonanzen sinkt. Querresonanzen werden dadurch vermindert, daß die Feldverzerrung verringert und somit ein geringerer Teil der Energie senkrecht zur Achse des Wellenleiters abgestrahlt wird.
- Der Impedanzsprung beim Übergang auf den Oberflächenwellenleiter wird kleiner. Als Folge hiervon werden die damit üblicherweise einhergehenden Reflexionen und folglich die Störechos verkleinert. Derartige Reflexions signale sind eventuell dem vorhandenen Nutzsignal überlagert und schränken insbesondere die Meßfähigkeit und die Meßgenauigkeit im Nahbereich ein. Als Schlagwort sei an dieser Stelle die 'Blockdistanz' genannt.
- Im Vergleich zu einem in den Behälter hineinragenden Horn schränkt ein quasi außen aufgesetztes hornförmiges Element den Meßbereich nicht ein.
- Im Fall der Monatage der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einem Bypass wird durch das hornförmige Element der Materialfluß durch den seitlichen Abgang nicht behindert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die obere Öffnungsfläche des hornförmigen Elements kleiner ist als die untere Öffnungsfläche. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß sich die Seitenwände des hornförmigen Elements stetig (exponentiell, kegelförmig, usw.) oder stufenförmig von der Ebene der oberen Öffnungsfläche zur unteren Öffnungsfläche hin vergrößern. Der Neigungswinkel kann prinzipiell jeden beliebigen Winkel im Bereich größer Null Grad und kleiner oder gleich 90 Grad aufweisen. So sieht eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungs gemäßen Vorrichtung vor, daß der Flansch selbst ausgedreht ist und auf der Behälterseite eine quasi hornförmige Struktur aufweist. Da der Flansch gleichzeitig die Aufgabe des hornförmigen Elements übernimmt, lassen sich hierdurch Material und Kosten einsparen.

Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß die Seitenwände des hornförmigen Elements eine glatte oder eine strukturierte Innenfläche aufweisen. Hierdurch läßt sich die Ausbildung der gewünschten Moden forcieren.

Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Befestigungselement als Platte ausgebildet. Die Platte weist eine Öffnung auf, deren Fläche näherungsweise der unteren Öffnungs fläche des hornförmigen Elements entspricht. Bei der Platte kann es sich z. B. um die obere Fläche eines Behälterstutzens, um die obere Fläche des Behälters oder um einen Flansch handeln, über den die Vorrichtung an dem Behälter befestigbar ist. Die Befestigung der unteren Kante des horntörmigen Elements an der Platte bzw. dem Befestigungselement kann über eine Schweiß-, Löt-, Niet, Schraub- oder Klebeverbindung erfolgen. Weiterhin kann die Unterkante des hornförmigen Elements komplementär abgeschrägt bzw. ausgestaltet sein, wenn die Montage z. B. auf einem schrägen Tankdeckel erfolgen soll.

Erfolgt die Befestigung z. B. über eine Schraubverbindung, so kann im Bereich der Hornkante ein Außen- oder Innengewinde angebracht sein. Das Gewinde wird dann beispielsweise in oder auf eine Muffe aufgeschraubt. Weiterhin kann ein Flansch an der Horn kante vorhanden sein, so daß das Horn direkt auf den Behälter oder auf einen Stutzen, einen Bypass oder ein Schwallrohr geschraubt werden kann. Das direkte Aufschrauben auf den Behälter ist beispielsweise bei Kunststoffbehältern sinnvoll, da bei einer derartigen Verbindung unter anderem auch die Zugkräfte auf eine relativ große Fläche des Behälters übertragen werden.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß der Flansch und das hornförmiges Element als integrale Einheit ausgebildet sind. Darüber hinaus kann das hornförmige Element auch mit einem Blech verbunden werden, welches nachfolgend zwecks Befestigung am Behälter zwischen zwei Flansche eingeklemmt wird.

Als sehr vorteilhaft wird es darüber hinaus angesehen, wenn die Vorrichtung zumindest teilweise modular aufgebaut ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß die Vorrichtung an einem Schwallrohr, an einem Bypass oder an einem Stutzen befestigbar ist. Insbesondere entsprechen dann die unteren Abmessungen der Öffnungsfläche des hornförmigen Elements näherungs weise den Abmessungen der Öffnungsfläche des Schwallrohres oder des Bypasses oder des Stutzens. Die Ausbildung von Störechos wird hierdurch effektiv verhindert, zumindest aber auf ein toleriebares Maß beschränkt. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Abmessungen der Offnungs fläche standardisiert sind und die Anpassung auf das jeweilige Schallrohr bzw. den jeweiligen Bypass über z. B. unterschiedlich dimensionierte Flansche erfolgt.

Um ein Zusetzen des Innenraums des hornförmigen Elements mit Füllgut zu verhindern, schlägt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, den Innenraum des hornförmigen Elements zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material aufzufüllen. Insbesondere ist vorgesehen, daß das dielektrische Material in Richtung des Füllguts, also füllgutseitig, getapert ist. Hierdurch läßt sich einerseits die Anpassung bei der Einkopplung/Auskopp lung der Meßsignale auf das leitfähige Element/von dem leitfähigen Element verbessern; andererseits wird das Abtropfen von Kondensat erleichtert.

Wenn keine großen Druckdifferenzen zwischen dem Innen- und Außen bereich des hornförmigen Elements zu erwarten sind, ist es auch möglich, das hornförmige Element näherungsweise im Bereich seiner unteren Öffnungs fläche mit einer dielektrischen Platte zu verschließen; beispielsweise kann hier eine Fresnel-Linse zum Einsatz kommen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, befestigt an einem Bypass,

Fig. 3: eine erste Ausgestaltung der Befestigung zwischen hornförmigem Element und Behälter,

Fig. 4: eine zweite Ausgestaltung der Befestigung zwischen hornförmigem Element und Behälter,

Fig. 5: eine drille Ausgestaltung der Befestigung zwischen hornförmigem Element und Behälter und

Fig. 6: eine vierte Ausgestaltung der Befestigung zwischen hornförmigem Element und Behälter.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. In der Sendeeinheit 9 werden die hochfrequenten Meßsignale erzeugt und in gewissen, von der Regel-/Auswerteeinheit 11 vorgegebenen Abständen über die Einkoppeleinheit 8 auf das leitfähige Element 6 eingekoppelt und in Richtung des Füllguts 2 geführt. Die Meßsignale werden an der Oberfläche 4 des Füllguts reflektiert und gelangen über die Einkoppeleinheit 8 in die Empfangseinheit 10. Anhand der Laufzeit der Meßsignale, die an der Oberfläche 4 des Füllguts 2 reflektiert werden, ermittelt die Regel-/Auswerteeinheit 11 den Füllstand des Füllguts 2 in dem Behälter 3. Eine entsprechendes Meßgerät und ein Verfahren, über das der Füllstand ermittelt werden kann, sind beispielsweise aus der EP 1 020 735 A2 bekannt geworden.

Die Vorrichtung 1, sprich das TDR-Meßgerät, ist in einer Öffnung 25 im Deckel 5 des Behälter 3 befestigt. Es versteht sich von selbst, daß anstelle des Deckels 5 des Behälters 3 die Befestigung des Meßgeräts 1 auch im Bereich der oberen Außenfläche eines Stutzens erfolgen kann. Erfindungs gemäß werden die hochfrequenten Meßsignale über ein hornförmiges Element 7 auf das leitfähige Element 6 geführt. Die untere in Richtung auf die Oberfläche 4 des Füllguts 2 weisende Öffnungsfläche 15 liegt näherungs weise in der Ebene des bevorzugt plattenförmigen Befestigungsteils, hier also des Deckels 5.

Wie eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 vorschlägt, ist die obere Öffnungsfläche 14 des hornförmigen Elements 7 kleiner ist als die untere Öffnungsfläche 15. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß sich die Seitenwände des hornförmigen Elements 7 stetig, also beispielsweise exponentiell oder kegelförmig, oder stufenförmig von der Ebene der oberen Öffnungsfläche 14 zur unteren Öffnungsfläche 15 vergrößern. Weiterhin ist in Fig. 1 die bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wonach die Seitenwände des hornförmigen Elements 7 eine glatte oder eine strukturierte Innenfläche aufweisen. Hierdurch läßt sich die Ausbreitung bevorzugter Moden erzwingen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann das hornförmige Element 7 ganz oder teilweise mit einem dielektrischen Material 22 aufgefüllt werden (siehe Fig. 4). Das dielektrische Material 22 verhindert ein Zusetzen des hornförmigen Elements 7 mit Füllgut 2. Es ist in diesem Zusammenhang weiterhin sinnvoll, wenn das dielektrische Material 22 behälterseitig getapert ist. Hierdurch wird sowohl die Anpassung verbessert, als auch das Abtropfen von Kondensat erleichtert. Weiterhin kann die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine Fresnel-Linse aufweisen, die die untere Öffnungsfläche 15 des hornförmigen Elements 7 verschließt. Diese in Fig. 3 dargestellte Lösung ist dann sinnvoll, wenn keine großen Druckdifferenzen zwischen der Innen- und Außenfläche der dielektrischen Platte 21 zu erwarten sind.

Bei vorgegebenem Nutzsignalspektrum und vorgegebenem Durchmesser gibt es eine optimale Länge, bei der die beste Anpassung - sprich eine optimale Einkopplung der Energie zwischen Einkoppeleinheit und leitfähigem Element erreicht wird. Beispielsweise kann der Durchmesser der unteren Öffnungs fläche 15 bei Verwendung von Meßsignalen im Frequenzbereich zwischen 300 MHz und 1,5 GHz (in diesem Bereich liegen beispielsweise die Frequenzen der Meßsignale, die in einem Füllstandsmeßgerät verwendet werden, das von der Anmelderin unter der Bezeichnung Levelflex vertrieben wird) 100 mm betragen; dann ist eine Länge des hornförmigen Elements 7 von etwa 150 mm optimal.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Das Meßgerät ist hier im oberen Bereich eines Bypasses 12 befestigt, wobei die Abmessungen des hornförmigen Elements 7 so abgestimmt sind, daß die untere Öffnungsfläche 15 des hornförmigen Elements 7 im wesentlichen mit der Öffnungsfläche des Bypasses 12 übereinstimmt. Hierdurch läßt sich die Impedanz nahezu konstant halten; es ergeben sich praktisch keine Reflexionen im Bereich der Einkopplung. Daher kann quasi bis zur unteren Öffnungsfläche 15 des hornförmigen Elements 7 eine Füllstandsmessung durchgeführt werden, weshalb es erstmals möglich wird, ein Meßgerät, das den Füllstand über die Laufzeit von geführten Meßsignalen ermittelt, als Überfüllsicherung zu verwenden.

Die untere Öffnungsfläche 15 des hornförmigen Elements 7 kann also an einen bestimmten Stutzen-, Bypass- oder Schwallrohrdurchmesser angepaßt werden, um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen. Zwecks Kostenein sparung ist es aber auch möglich, eine universelle Dimensionierung der unteren Öffnungsfläche 15 des hornförmigen Elements 7 vorzusehen, beispielsweise DN 100, und das entsprechende hornförmige Element 7 an Flanschen mit verschiedenen Durchmessern anzubringen. Wie bereits erwähnt, kann die Montage des Meßgeräts an einem Bypass 12, an einem Stutzen oder an einem Schwallrohr erfolgen. Schwallrohre werden übrigens bevorzugt dann eingesetzt, wenn hochgenaue, eichfähige Messungen durchgeführt werden müssen.

In den Figuren Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Fixierung zwischen einem hornförmigen Element 7 und einem Befestigungsteil dargestellt. In den gezeigten Ausführungsformen ist das hornförmige Element 7 als separates Teil zu sehen. Infolge des modularen Aufbaus ergibt sich die Möglichkeit, zumindest einzelne Komponenten, beispielsweise das hornförmige Element 7, universell für die unterschiedlichen Anwendungen und Montagen zu verwenden. In den Figuren besitzt das hornförmige Element 7 ein Innengewinde 13 zur Montage der Einkoppeleinheit 8. Selbstverständlich kann das hornförmige Element 7 jedoch auch integraler Teil der Einkoppeleinheit 8 sein.

In Fig. 3 ist übrigens das leitfähige Element 6 dezentriert, also nicht in Richtung der Symmetrieachse des hornförmigen Elements 7 angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß durch die nicht-mittige Anordnung des leitfähiges Element 7 die Einkopplung der hochfrequenten Meßsignale optimiert werden kann.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß die dezentrale Anordnung des leitfähigen Elements 6 keineswegs auf die erfindungsgemäße Anordnung, insbesondere also auf die Anordnung des hornförmigen Elements 7 relativ zu dem Befestigungsteil 5 beschränkt ist. Vielmehr erweist sich die dezentrale Anordnung auch dann als vorteilhaft, wenn überhaupt kein hornförmiges Element 7 zum Einsatz kommt oder wenn das hornförmige Element 7, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in den Behälter 3, in dem die Füllstands messung durchgeführt wird, hineinragt.

Weiterhin sind an der Innenfläche 24 der Seitenwand 23 des hornförmigen Elements 7 Oberflächenstrukturen 26 vorgesehen, die die Ausbreitung bevorzugter Moden der hochfrequenten Meßsignale begünstigen. Die untere Öffnungsfläche 15 des hornförmigen Elements 7 ist durch eine dielektrische Platte 21 verschlossen. Bei der dielektrischen Platte 21 handelt es sich beispielsweise um eine Fresnel-Linse.

In Fig. 4 ist eine besonders günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei der das hornförmige Element 7 integraler Teil eines Flansches 16 ist. Wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, wird es hierdurch möglich, das hornförmige Element 7 und die Einkopplung optimal auf die verwendeten hochfrequenten Meßsignale abzustimmen und anschließend die Vorrichtung 1 über den beliebig zu dimensionierenden Flansch 16 an dem gewünschten Befestigungsteil 5 festzumachen. Selbst verständlich ist es auch möglich, den Flansch 16 und das horntörmige Element 7 über eine wie auch immer geartete Verbindung zusammenzufügen. Die Verbindung kann durch Schweißen, Löten, Kleben oder durch mechanisches Verbinden erfolgen.

Um ein Zusetzen des Innenraums des horntörmigen Elements 7 mit Füllgut 2 zu verhindern, schlägt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 vor, den Innenraum des horntörmigen Elements 7 zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material 22 aufzufüllen. Insbesondere ist vorgesehen, daß das dielektrische Material 22 in Richtung des Füllguts 2, also füllgutseitig, getapert ist. Hierdurch läßt sich einerseits die Anpassung verbessern; andererseits wird das Abtropfen von Kondensat erleichtert.

In Fig. 5 ist eine Variante gezeigt, bei der die Verbindung zwischen dem horntörmigen Element 7 und dem Befestigungsteil 5 über eine Schraubverbindung erfolgt. Hierzu ist im Bereich der unteren Kante des horntörmigen Elements 7 ein Innengewinde 19 vorgesehen, das mit einem korrespondierenden Teil, z. B. einer Muffe, die an dem Befestigungsteil 5 vorgesehen ist, verbunden wird. Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Verbindung zwischen dem hornförmigen Element 7 und dem Befestigungsteil 5 gleichfalls über eine Schraubverbindung erfolgt - allerdings ist hier im Bereich der Unterkante des horntörmigen Elements 7 ein Außengewinde 20 angeordnet.

Bezugszeichenliste

1

erfindungsgemäße Vorrichtung

2

Füllgut

3

Behälter

4

Oberfläche des Füllguts

5

Befestigungselement

6

Leitfähiges Element

7

Hornförmiges Element

8

Einkoppeleinheit

9

Sendeeinheit

10

Empfangseinheit

11

Regel-/Auswerteeinheit

12

Bypass

13

Innengewinde

14

Obere Öffnungsfläche

15

Untere Öffnungsfläche

16

Flansch

17

Öffnung

18

Verbindung

19

Innengewinde

20

Außengewinde

21

Dielektrische Platte

22

Dielektrisches Material

23

Seitenwand

24

Innenfläche

25

Öffnung

26

Oberflächenstruktur

Claims

1. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts (2) in einem Behälter (3) mit einer Sende-/Empfangseinheit (9, 10), die hochfrequente Meßsignale erzeugt bzw. empfängt und einer Auswerte- /Regeleinheit (11), die anhand der Laufzeit der hochfrequenten Meßsignale den Füllstand des Füllguts (2) in dem Behälter (3) bestimmt,
wobei ein leitfähiges Element (6) vorgesehen ist, an dem die hochfrequenten Meßsignale bzw. die reflektierten Meßsignale geführt werden,
wobei eine Einkoppeleinheit (8) vorgesehen ist, die die Meßsignale auf das leitfähige Element (6) bzw. die die reflektierten Meßsignale in die Sende- /Empfangseinheit (9, 10) einkoppelt,
wobei ein Befestigungsteil (5) vorgesehen ist, mit dem die Vorrichtung (1) oberhalb des maximal zu messenden und/oder überwachenden Füllstands angebracht ist,
wobei im oberen Bereich des leitfähigen Elements (6) ein hornförmiges Element (7) vorgesehen ist, das so angeordnet ist, daß seine untere in Richtung auf die Oberfläche (4) des Füllguts (2) weisenden Öffnungsfläche (15) näherungsweise in der Ebene des Befestigungsteils (5) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die obere Öffnungsfläche (14) des horntörmigen Elements (7) kleiner ist als die untere Öffnungsfläche (15).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Seitenwände bzw. die Seitenwand (23) des hornförmigen Elements (7) derart ausgestaltet sind, daß sie sich stetig oder stufenförmig von der Ebene der oberen Öffnungsfläche (14) zur unteren Öffnungsfläche (15) vergrößern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Seitenwände bzw. die Seitenwand (23) des hornförmigen Elements (7) eine glatte oder eine strukturierte Innenfläche (24) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, daß das Befestigungselement (5) als Platte ausgebildet ist, die eine Öffnung (25) besitzt, deren Fläche näherungsweise der unteren Öffnungsfläche (15) des hornförmigen Elements (7) entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Befestigungsteil (5) ein Flansch (16) ist, über den die Vorrichtung (1) an dem Behälter (3) befestigbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei Flansch (16) und hornförmiges Element (7) als integrale Einheit ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zumindest teilweise modular aufgebaut ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) an einem Schwallrohr oder einem Bypass (12) oder einem Stutzen befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die untere Öffnungsfläche (15) des hornförmigen Elements (7) näherungsweise der Öffnungsfläche (25) des Schwallrohres oder des Bypasses (12) oder des Stutzens entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Innenraum des hornförmigen Elements (7) zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material (22) aufgefüllt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das dielektrische Material (22) in Richtung des Füllguts (2) getapert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, 11 oder 12, wobei das hornförmige Element (7) näherungsweise im Bereich seiner unteren Öffnungsfläche (15) mit einer dielektrischen Platte (21) verschlossen ist.