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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer
Aussage über
die Sicherheit einer mit einer Schwingsonde in einem Behälter durchgeführten Flüssigkeits-Füllstandmessung.
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In
der
EP 0 985 916 A1 ist
beispielsweise eine Schwingsonde beschrieben, die in einem weiten Anwendungsbereich,
d. h. in vielen verschiedenen Medien einsetzbar ist und im wesentlichen
ein in einer Öffnung
eines das Medium enthaltenen Behälters verschraubbares
Gehäuse,
ein in den Behälter
hineinragendes Schwingelement, eine an ihrem Rand fest in das Gehäuse eingespannte
Membran, an der das Schwingelement befestigt ist, und einen elektromechanischen
Wandler zur Anregung der Membran zu Schwingungen in Abhängigkeit
von einem an dem Wandler anliegenden Sendesignal und zum Empfangen
und Umwandeln von den Schwingungen der Membran in ein elektrisches
Empfangssignal umfasst. Aufgrund der Schwingungen der Membran führt das
Schwingelement, das bekannterweise zwei an der Membran befestigte
Schwingstäbe
aufweisen kann, Schwingungen aus. Wenn im eingebauten Zustand das
Schwingelement mit einem in den Behälter angeordneten Medium bedeckt
ist, ist dessen Schwingung gedämpft.
Es ändern
sich die Schwingungsresonanzfrequenz der Vorrichtung und die Schwingungsresonanzamplitude
des Schwingelementes, wenn der Pegel des Mediums im Behälter absinkt.
Ein Absinken der Schwingungsresonanzfrequenz und/oder der Schwin gungsresonanzamplitude unter
einen festgesetzten Referenzwert wird von einer nachgeschalteten
Auswerte-Elektronik erkannt und zur Anzeige gebracht und/oder zur
Auslösung
eines Schaltvorganges verwendet.
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Aus
der
DE 102 03 461
A1 geht ein Verfahren zur Feststellung und/oder Überwachung
eines vorbestimmten Füllstandes
eines Mediums in einem Behälter
mit einer in dem Behälterinnenraum
angeordneten Schwingstab-Sonde, die Bestandteil eines elektromechanischen
Schwingungssystems ist, hervor. Zur Grenzstand-Detektion wird dabei das Schwingungssystem
jeweils angeregt und es werden eine oder mehrere charakteristische
Kenngrößen der Reaktion
des Schwingungssystems auf diese Anregung gemessen und ausgewertet.
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Aus
der
DE 101 31 081
A1 geht eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung
des Füllstandes
eines Mediums in einem Behälter
hervor, bei der eine Antriebs-/Empfangseinheit, die unmittelbar
an dem schwingfähigen
System befestigt ist und sie in vorgegeben Zeitintervallen oder
kontinuierliche zu Schwingungen in zumindest einer ihrer Eigenmoden
anregt, wobei zur Überwachung
des Füllstandes eine
Auswertung durch zusätzliche
Mittel, beispielsweise durch Anregung in wenigstens zwei unterschiedlichen
Moden (höherfrequente
und tieferfrequente Moden) oder durch Auswertung des Abklingverhaltens
der für
eine bestimmte Zeitspanne angeregten schwingfähigen Einheit ermittelt wird.
Eine Erfassung von Materialansatz an dem schwingfähigen System
wird durch Ausnutzung der Tatsache erkannt, dass höherfrequente
und tieferfrequente Moden im Falle einer Ansatzbildung unterschiedlich stark
bedämpft
werden. Es gibt Moden, deren Schwingverhalten von einer Ansatzbildung
stark beeinflusst wird, während
sich bei anderen Moden keine oder nur geringe Abhängigkeiten
von der Ansatzbildung im Schwingverhalten bemerkbar machen.
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Aus
der
DE 102 42 970
A1 geht ein Vibrations-Füllstandssensor hervor, der
eine Einrichtung umfasst, mit der eine Störung des mechanischen Schwingers
des Füllstandssensors
feststellbar und anzeigbar ist. Hierzu überwacht die Einrichtung die Amplitude
der Schwingbewegung des mechanischen Schwingers und überprüft anhand
einer Plausibilitätsprüfung in
einem Mikroprozessor, ob die gemessene Amplitude bei der jeweiligen
Schwingfrequenz einem normalen Betriebszustand entspricht oder nicht.
Wenn dies nicht der Fall ist, wird angezeigt, dass eine Störung vorliegt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein relativ einfaches
Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe fortlaufend eine Aussage über die
Sicherheit einer gerade mit einem Schwingungssystem durchgeführten Messung
getroffen werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patenanspruches
1 gelöst.
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Der
wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
dem Betreiber eines Schwingungssystems zur Ermittlung des Füllstandes in
einem Behälter
erstmals fortlaufend eine Aussage über die Sicherheit der Füllstandsmessung
gegeben wird, wobei vorteilhafter Weise eine Verringerung dieser
Messsicherheit so früh
wie möglich
erkennbar gemacht und angezeigt wird. Dadurch wird eine vorbeugende
Wartung ermöglicht,
die die Folgen einer Fehlmessung (z. B. ein Fehlverhalten des Materialprozesses
mit hohen Folgekosten) vermeidbar macht. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sich durch
die Bereitstellung der fortlaufenden Aussage während der gesamten Füllstandsmessung
eine Historie der Messung über
der Zeit aufzeichnen lässt,
wodurch eine zusätzliche
Analyse ermöglicht
wird. Beispielsweise kann eine Messstelle anhand dieser Historie
aufgrund der aufge zeichneten, zurückliegenden Aussagewerte beurteilt
werden, wobei eine Aussage über
die in Zukunft zu erwartende Messsicherheit getroffen werden kann.
Insbesondere ist die vorliegenden Erfindung bei einem längeren Einsatz
von Schwingsystemen, bei dem eine schleichende Verschlechterung
der Messsicherheit erfolgt, vorteilhaft.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Im
folgenden werden die Erfindungen und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang
mit den Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
des Verfahrens bei der Anwendung bei Feststoff-Schwingsonden;
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2 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der Erfindung beim Einsatz bei Flüssigkeits-Schwingsonden;
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3 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung
der Erfindung.
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Zu
der Erfindung führten
die folgenden Überlegungen.
Es können
die Resonanzamplitude und/oder die Resonanzfrequenz eines zu Schwingungen
angeregten Schwingungssystems verwendet werden, um eine Aussage über die
Sicherheit der Füllstandsmessung
zu erreichen. Zusätzliche
Anregungen des Schwingungssystems sind dabei nicht erforderlich.
Die aufgrund der Resonanzfrequenz und ggf. der Resonanzamplitude
fortlaufend getroffene Aussage über
die Sicherheit der Füllstandsmessung
wird bei der vorliegenden Erfindung dem Betreiber fortlaufend als
Ausgangsgröße zur Verfügung gestellt
und/oder wird zur automatischen oder manuellen Nachjustierung des
Schaltpunktes, d. h. des Übergangspunktes
zwischen den Zuständen „Behälter voll" und „Behälter leer", verwendet.
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Im
folgenden wird im Zusammenhang mit der 1 die Anwendung
bei Feststoff-Schwingsonden näher
erläutert.
Dabei taucht das an sich bekannte Schwingsystem 1, bei
dem es sich beispielsweise, wie in der 3 dargestellt,
um eine Schwinggabel oder auch um einen Stab- oder Rohrschwinger
handeln kann, in das Füllgut
eines Behälters
ein, wobei es sich bei diesem Füllgut
um partikel-, pulver- oder granulatförmige Feststoffe handeln kann.
Die Schwingsonde 1 wird in Resonanz betrieben, wobei gemäß 1 die
Resonanzamplitude der Schwingung der Schwinggabel 1 in
Abhängigkeit
von der Resonanzfrequenz ermittelt wird.
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Der
Abstand der Resonanzamplitude der Schwingung eines ungedämpften Schwingers
von der Resonanzamplitude (Schaltresonanzamplitude) bei der ein
Schaltsignal ausgelöst
wird, soll möglichst groß sein.
Dies ist wichtig, um eine sichere Messung durchführen zu können. Beim Betrieb eines Schwingungssystems
bzw. einer Schwingsonde, insbesondere beim Langzeitbetrieb derselben,
kann die Resonanzamplitude der Schwingung im ungedämpften Zustand
durch einige Parameter beeinflusst werden. Dazu gehören insbesondere
auftretende, bleibende mechanische Verformungen des Schwingungssystems,
Temperaturänderungen,
Alterungen des Schwingungssystems, Materialermüdungen und Korrosion. Die wesentliche
Beeinflussung des Schwingungssystems erfolgt aber durch das zu messende Medium
selbst, das sich auf dem schwingenden Teil des Schwingungssystems,
insbesondere auf den Schwinggabeln, anhäufen und dort anbacken kann. Dies
führt zu
einer Reduzierung der Resonanzamplitude. Vor allem Materialanbackungen
können
sich im Laufe der Zeit aufbauen und somit die Resonanzamplitude
immer weiter reduzieren. Eine Gefahr besteht dabei darin, dass der
Betreiber des Schwingungssystems von diesen Anbackungen unter Umständen solange
nichts bemerkt, bis die Resonanzamplitude soweit reduziert ist,
dass das eine Fehlmessung anzeigende Schaltsignal ausgelöst wird und
somit eine Fehlmessung erfolgt.
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Es
kann nun ein erster Bereich SM festgelegt werden, in dem die jeweils
gemessenen Werte (z. B. Wert „1", Wert „2", Wert „4") jeweils eine sichere
Messung anzeigen.
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Wenn
die Resonanzamplitude im Laufe der Messung bis zu einem Wert B abfällt, wird
ein Bereich UM erreicht, der eine unsichere Messung anzeigt. Alle
Werte dieses kritischen Bereiches lassen auf eine unsichere Messung
schließen
und deuten daraufhin, dass bei einem weiteren Absinken der Resonanzamplitude
bis zu einem Wert SA (Schaltresonanzamplitude) das das Erreichen
einer Fehlmessung anzeigende Schaltsignal bevorsteht. Der Betreiber
kann also dann, wenn noch ein ausreichender Abstand zwischen der
Resonanzamplitude SA und dem Wert B der Schaltresonanzamplitude
besteht, d. h. also wenn der Bereich UM genügend groß ist, vor dem Auftreten von
Fehlmessungen, Vorkehrungen zur Vermeidung solcher Fehlmessungen
treffen. Die Werte „3" und „5" der 1 zeigen
eine solche unsichere Messung an. Bei der Auswertung nur der Resonanzamplitude
der Schwingung kann also auf eine unsichere Messung geschlossen
werden, wenn der jeweils gemessene Wert im Bereich UM, d. h. also nahe über der
Schaltresonanzamplitude SA liegt.
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Durch
die zusätzliche
Auswertung der Resonanzfrequenz der Schwingung kann vorteilhafter Weise
weitergehend eine Aussage über
die Art des Materialansatzes auf der Schwingsonde getroffen werden.
Dies ist im unsicheren Bereich UM sinnvoll. Ein Anbacken von schweren
oder auch feuchten Material führt
zu einer merklichern Verringerung der Resonanzfrequenz.
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Eine
sich an den Gabeln der Schwingsonde aufbauende Brücke aus
einem leichten Material reduziert die Resonanzamplitude wesentlich.
Die Resonanzfrequenz wird dagegen aber nur unwesentlich beeinflusst.
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Beispielsweise
zeigt der Wert „1" in 1 die Schwingung
einer Schwingsonde ohne Materialansatz an. Der Wert „2" betrifft die Schwingung
einer Schwingsonde mit einem unkritischen Materialansatz aus einem
schweren Material, während
der Wert „4" die Schwingung der
Schwingsonde mit einer unkritischen Brückenbildung aus einem leichten
Material anzeigt. Es ist erkennbar, dass im Falle des Wertes „2" sich sowohl die
Resonanzamplitude als auch die Resonanzfrequenz im sicheren Bereich
SM verringert haben.
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Beispielsweise
zeigt der Wert „3" des unsicheren Bereiches
UM einen kritischen Ansatz aus schwerem Material an der Schwingsonde
an und bezeichnet der Wert „5" des Bereiches UM
eine kritische Brückenbildung
aus einem leichten Material an der Schwingsonde. Im Falle des Wertes „4" hat sich nur die
Resonanzamplitude im sicheren Bereich SM verringert. Entsprechend
haben sich im Falle des Wertes „3" die Resonanzamplitude und die Resonanzfrequenz,
dagegen im Falle des Wertes „5" nur die Resonanzamplitude,
jeweils im unsicheren Bereich UM verringert.
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Somit
kann, wenn zusätzlich
zur Änderung der
Resonanzamplitude auch die Änderung
der Resonanzfrequenz bewertet wird, eine sichere Aussage über einen
Materialansatz (Änderung
der Resonanzamplitude und der Resonanzfrequenz) oder eine Aussage über eine
Brückenbildung
(Änderung
im wesentlichen nur der Resonanzamplitude) getroffen werden.
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Der
Betreiber kann im sicheren Bereich SM vorteilhafter Weise den Schwingbetrieb
der Schwinggabel kurzzeitig unterbrechen und den Materialansatz
bzw. die Materialbrücke
beseitigen, so dass der Schwingbetrieb vor unerwünschten Fehlmessungen im Bereich
SM fortgesetzt werden kann.
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Der
Abstand zwischen der Schaltresonanzamplitude SA und dem Grenzbereich
B zwischen dem Bereich SM (sichere Messung) und dem Bereich UM (unsichere
Messung) muss ausreichend groß sein,
damit nicht jede Messung entweder als sicher oder als fehlerhaft
eingestuft wird und eine schleichende Verschlechterung oder eine
Anwendung im Grenzbereich der Funktion nicht erkannt wird.
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Im
folgenden wird im Zusammenhang mit der 2 das vorliegende
Verfahren bei der Anwendung bei Flüssigkeits-Schwingsonden näher erläutert. Bei Schwingsonden zur
Detektion von Flüssigkeiten
wird die Resonanzfrequenz der Schwingung gemessen. Unterschreitet
diese einen vorbestimmten Wert SF (Schaltresonanzfrequenz) wird
das Schaltsignal ausgelöst.
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Der
Abstand der Resonanzfrequenz der Schwingung eines ungedämpften Schwingers
in der Form einer Schwinggabel von der Schaltresonanzfrequenz, bei
der das Schaltsignal ausgelöst
wird, soll möglichst
groß sein.
Dies ist wichtig, um eine sichere Messung ausführen zu können. Im Betrieb wird die Resonanzfrequenz
der Schwingung im ungedämpften
Zustand durch einige Parameter beeinflusst. Hierzu gehören Fertigungstoleranzen,
die Temperatur, Alterungserscheinungen, Materialermüdungen und
Korrosion. Die Schaltresonanzfrequenz wird dabei so festgelegt,
dass sich im Betrieb ein ausreichender Abstand zu der Resonanzfrequenz
des ungedämpften
Schwingers unter Berücksichtigung dieser
Einflussparameter ergibt.
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Eine
Korrosion der Schwinggabel führt
zu einer Erhöhung
der Resonanzfrequenz aufgrund der durch die Korrosion reduzierten
Masse der schwingenden Metallteile.
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Die
Viskosität
des zu messenden flüssigen Mediums
bestimmt nun die Änderung
der Resonanzfrequenz der Schwingung beim Eintauchen in dieses Medium.
Eine geringe Viskosität
des Mediums kann dazu führen,
dass die Schaltresonanzfrequenz nicht ganz erreicht wird, was zu
einer Fehlmessung führt, oder
dass die Schaltresonanzfrequenz nur leicht unterschritten wird und
somit ein unsicherer Messzustand auftritt.
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Ein
Materialansatz auf der Schwingsonde im nicht eingetauchten Zustand
kann dazu führen,
dass die Resonanzamplitude der Schwingung so stark bedämpft wird,
dass sich die Schwingung nicht mehr aufrecht erhalten lässt und
somit eine Fehlmessung erfolgt. Dieser Materialansatz kann sich
im Laufe der Zeit aufbauen und somit die Resonanzamplitude der Schwingung
immer weiter reduzieren. Der Betreiber merkt von diesem Vorgang
unter Umständen
so lange nichts, bis die Resonanzamplitude der Schwingung soweit
reduziert ist, dass ein Anschwingen nach dem Freiwerden der Schwingsonde
aus dem Material nicht mehr erfolgen kann und somit eine Fehlmessung
erfolgt.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Auswertung der Resonanzfrequenz
der Schwingung der Schwingsonde in der folgenden Weise ausgeführt. Liegt
der gemessene Wert der Resonanzfrequenz nahe über oder nahe unter der Schaltresonanzfrequenz
SF, d. h. also im Bereich UM1' oder
im Bereich UM2',
so lässt
sich auf eine unsichere Messung schließen.
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Durch
die zusätzliche
Auswertung der Resonanzamplitude der Schwingung lässt sich
ein Materialansatz detektieren, der eine leichte Verringerung der
Resonanzfrequenz bewirkt, aber eine wesentliche Verringerung der
Resonanzamplitude der Schwingung.
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Ein
zu hoher Materialansatz könnte
eine Fehlmessung dadurch auslösen,
dass die Schwingung nicht mehr aufrecht erhalten werden kann, wobei
somit ein Anschwingen nach dem Freiwerden der Schwingsonde aus dem
viskosen Material nicht mehr erfolgen kann. Ein schleichender Aufbau
eines solchen Materialansatzes lässt
sich somit erkennen.
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Es
ist von Bedeutung, das ein ausreichender Abstand zwischen der Schaltresonanzfrequenz
SF und dem Grenzbereich B1' bzw.
B2' zwischen einer sicheren
Messung SM1' bzw.
SM2' und einer unsicheren
Messung UM1' bzw.
UM2' vorhanden sein muss,
da sonst jede Messung entweder als sicher eingestuft wird oder nicht
funktioniert. Eine schleichende Verschlechterung oder eine Anwendung
im Grenzbereich der Funktion wäre
daher nicht erkennbar.
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In
der 2 bezeichnen im sicheren Bereich SM1' bei leerem Behälter der
Wert „1" die Schwingung einer
Schwingsonde ohne Materialansatz und ohne Materialbedeckung und
der Wert „2" die Schwingung einer
Schwingsonde mit unkritischem Materialansatz und ohne eine Materialbedeckung.
Im unsicheren Bereich UM1' bezeichnen
der Wert „3" die Schwingung einer
Schwingsonde mit kritischem Materialansatz und ohne Materialbedeckung
(starke Bedämpfung
der Resonanzamplitude). Bei einer Schwingsonde mit einer Materialbedeckung
bezeichnet der Wert „5" im unsicheren Bereich
UM2' die Schwingung
einer Schwingsonde mit einer Materialbedeckung bei einer kritischen
niedrigen Viskosität oder
bei Korrosion der Schwinggabel. Der Wert „6" der Schwingung der Schwingsonde im
sicheren Bereich SM2' bezeichnet
die Schwingung einer Schwingsonde bei vollem Behälter mit Materialbedeckung
bei einer ausreichenden Viskosität,
während der
Wert „7" im unsicheren Bereich
UM2' die Schwingung
einer Schwingsonde mit Materialbedeckung bei einer kritisch hohen
Viskosität
oder die Schwingung bei einer ausreichenden Viskosität und einem
zusätzlichen
kritischen Materialansatz (Starke Bedämpfung der Resonanzamplitude)
bezeichnet. Der Wert „8" im Bereich FM2' einer Falschmessung
bei vollem Behälter
bezeichnet eine nicht mehr mögiche
Schwingung bei zu hoher Viskosität
oder bei einer ausreichenden Viskosität und einem zusätzlichen,
zu hohen Materialansatz (zu starke Dämpfung der Resonanzamplitude – Falschmessung
durch Abreißen
der Schwingung). Schließlich
bezeichnet der Wert „4" die Schwingung einer
Schwingsonde im Bereich FM1' einer
Falschmessung bei leerem Behälter
mit einem zu hohen Materialansatz (zu starke Bedämpfung der Resonanzamplitude-Falschmessung
durch Abreißen der
Schwingung).
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Wenn
man nur die Resonanzfrequenz der Schwingung auswertet, kann man
auf eine unsichere Messung schließen, wenn der gemessene Wert
nahe über
oder unter der Schaltresonanzfrequenz SF im unsicheren Bereich UM1' oder UM2' liegt (Werte „5").
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Durch
die zusätzliche
Auswertung der Resonanzamplitude der Schwingung lässt sich
ein Materialansatz detektieren, der eine leichte Verringerung der
Resonanzfrequenz, jedoch eine beträchtliche Verringerung der Resonanzamplitude
der Schwingung bewirkt. Dies ist von Bedeutung, weil ein zu hoher
Materialansatz eine Fehlmessung verursachen könnte, wobei die Schwingung
nicht mehr aufrecht erhalten werden könnte und somit ein Anschwingen nach
dem Freiwerden der Schwingsonde aus dem Material nicht mehr erfolgen
könnte.
Ein schleichender Aufbau eines solchen Materialansatzes lässt sich bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
somit erkennen.
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Es
muss ein ausreichender Abstand zwischen der Schaltresonanzfrequenz
SF und dem Grenzbereich B1' bzw.
B2' zwischen dem
Bereich SM1' bzw.
SM2' (sichere Messung)
und dem Bereich UM1' bzw.
UM2' (unsichere
Messung) vorhanden sein, da sonst jede Messung entweder als sicher oder
als fehlerhaft eingestuft wird. Eine schleichende Verschlechterung
oder eine Anwendung im Grenzbereich der Funktion wäre somit
nicht erkennbar.
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Im
folgenden wird nun im Zusammenhang mit dem Blockschaltbild der 3 die
Auswertung der nach dem vorliegenden Verfahren ermittelten Aussagewerte
und Schaltsignale näher
erläutert.
Die dabei entstehenden Ausgangsignale können einzeln oder in Kombination
erzeugt und angewendet werden.
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In
der 3 ist eine Schwingsonde mit 1 bezeichnet.
Der Schwingsonde 1 wird in an sich bekannter Weise über eine
Leitung 3 ein Anregungssignal AS, vorzugsweise durch eine
Verstärkerstufe 5 verstärkt zugeführt. Über eine
Leitung 2 wird ein von der Schwingsonde 1 erzeugtes
Sensorsignal SS einer Verstärkerstufe 4 zugeführt, wie
dies ebenfalls bekannt ist. Das so gewonnene Signal S (Resonanzamplituden-
oder Frequenzsignal) wird dem Schaltausgang 6 zugeführt. Es
signalisiert die Zustände „Behälter voll" bzw. „Behälter leer".
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Der
Schaltausgang 8, bei dem es sich um einen üblichen
Relaisschalter oder um einen Halbleiterschalter handeln kann, zeigt
den Zustand „sichere Messung" (SM bzw. SM1' bzw. SM2') oder „unsichere Messung" (UM bzw. UM1' bzw. UM2') an. Dabei kann die
Bereichsfestlegung in dem dem Schaltausgang 8 vorgeschalteten
Steuerkreis 7, dem das Signal S zugeführt wird, eingestellt werden.
Der Übergangsbereich
zwischen den genannten Zuständen
kann beliebig gewählt
werden.
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Die
Zustände
des Schaltausganges 9, der dem Schaltausgang 7 entspricht,
können
auch über optische
Leuchtmittel 10 angezeigt werden. Beispielsweise kann eine
Leuchtdiode 10 die unterschiedlichen Bereiche (SM, SM1', SM2' bzw. UM, UM1', UM2') durch verschiedene
Leuchtzustände ,Blinken' oder ,Aus' anzeigen. Es ist
auch denkbar, mehrere Leuchtmittel als Kette aufzubauen und somit
eine weitere Unterteilung der Bereiche anzuzeigen.
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Es
ist auch denkbar, eine Nachjustierung des Schaltpunktes (SA bzw.
SA') sowie der Bereichsgrenzen
zwischen einem sicheren und einem unsicheren Betrieb (SM und UM
bzw. SM1' und UM1' bzw. SM2' und UM2') automatisch oder
manuell aufgrund der vorhergehenden Analyse mittels der Resonanzamplitude/Resonanzfrequenz
zu realisieren.
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Die
Resonanzamplitude der Schwingung der als Feststoff-Schwingsonde ausgestalteten
Schwingsonde 1 oder die Resonanzfrequenz der Schwingung der
als Flüssigkeits-Schwingsonde
ausgestalteten Schwingsonde 1 kann direkt als ein im Bereich
von beispielsweise 4 bis 20 Milliampere liegendes analoges Signal
ausgegeben werden, das aus dem Signal S (Frequenz- oder Resonanzamplitudensignal)
in einem Aufbereitungskreis 11 erzeugt und am Ausgang 12 bereitgestellt
wird. Dabei ist es denkbar, dass der niedrigste Wert, beispielsweise
4 Milliampere der Resonanzamplitude einer abgerissenen (vollständig gedämpften)
Schwingung bei der Feststoff-Schwingsonde oder entsprechend einer
sehr geringen Resonanzfrequenz bei der Flüssigkeits-Schwingsonde und
der Wert 20 Milliampere einer sehr hohen Resonanzamplitude bei der
Feststoff-Schwingsonde oder entsprechend einer sehr hohen Resonanzfrequenz bei
der Flüssigkeits-Schwingsonde
entsprechen. Der Betreiber kann daher beispielsweise die Bereichsgrenzen
zur Meldung des Überganges
von einer sicheren zu einer unsicheren Messung je nach Anwendung
selbst wählen.
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Die
Resonanzfrequenz und/oder die Resonanzamplitude können auch
aus dem Signal S in einem Aufbereitungskreis 13 für eine Busschnittstelle 15 digital
aufbereitet werden. Beispielsweise können die so erzeugten digitalen
Signale auch in einem Datenlogger 14 weiterverarbeitet
werden. Dies bedeutet, dass die Bewertung der Resonanzfrequenz- und/oder
Resonanzamplituden-Situation,
d. h. also die Einteilung der Bereichsgrenzen, bereits im Gerät ausgeführt wird,
so dass der Betreiber eine Klartextinformation über den Gerätezustand erhält, ohne
die Resonanzfrequenz und/oder Resonanzamplitude direkt selbst auswerten
zu müssen.
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Ferner
kann eine geräteinterne
Aufzeichnung der Historie der Resonanzfrequenz- und/oder die Resonanzamplituden-Situation
und/oder der zeitlichen Häufigkeiten,
in denen eine unsichere Messung vorgelegen hat, durch Abspeichern
und Auswerten der digitalisierten Signale S erfolgen und abrufbar
gemacht werden. Aus diesen Aufzeichnungen kann dann eine Aussage über die
zukünftige
Messsicherheit abgeleitet werden. Der Datenlogger 14 kann dazu
beispielsweise die folgenden Daten festhalten: Auftreten eines unsicheren
Messzustandes mit Datum, Zeitpunkt, zu diesem Zeitpunkt gültige Bereichsgrenzen
und erfasste Messwerte (Resonanzresonanzfrequenz und/oder Resonanzresonanzamplitude).
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Es
ist auch denkbar, dass der Betreiber beispielsweise die Bereichsgrenzen
zur Meldung des Übergangs
von sicherer zu unsicherer Messung je nach Anwendung selbst wählt bzw.
verändert.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass das die jeweiligen Ausgangssignale
der Schaltausgänge
bzw. Ausgänge
vor ihrer Ausgabe intern geglättet
(z. B. verzögert)
werden, um eventuell auftretende und nicht relevante Kurzzeitzustände auszublenden.
Dies kann beispielsweise beim stets notwendigen Durchlaufen eines
Bereiches unsicherer Messung (UM, UM1', UM2') während
des Schaltvorganges erfolgen.
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Es
ist auch denkbar ein Nachjustieren der Schaltpunkte SA bzw. SF sowie
der Bereichsgrenzen B, B1',
B2' entweder automatisch oder
manuell aufgrund der vorhergehenden Resonanzfrequenz- und/oder Resonanzamplituden-Analyse
auszuführen.