DE102006007199A1 - Vibration limit switch arrangement and method for correcting a vibration level switch-switching point - Google Patents

Vibration limit switch arrangement and method for correcting a vibration level switch-switching point

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DE102006007199A1
DE102006007199A1 DE200610007199 DE102006007199A DE102006007199A1 DE 102006007199 A1 DE102006007199 A1 DE 102006007199A1 DE 200610007199 DE200610007199 DE 200610007199 DE 102006007199 A DE102006007199 A DE 102006007199A DE 102006007199 A1 DE102006007199 A1 DE 102006007199A1
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    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level, or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume, indicating by means of an alarm by measurement of physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electric or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2966Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
    • G01F23/2967Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsgrenzschalteranordnung (1) oder Vibrationsfüllstandsmessanordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen mit einer Gabel (2), einer Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung (3) zum Erzeugen einer Schwingung (w(fr)) für die Gabel abhängig von einem Erregersignal bzw. zum Empfangen einer Schwingung von der Gabel und Erzeugen eines Empfangssignals (e) abhängig von der empfangenen Schwingung und einer Steuereinrichtung (4) zum Bereitstellen des Erregersignals und/oder zum Verarbeiten des Empfangssignals, wobei eine Temperaturbestimmungseinrichtung (8, 8*) zum Bestimmen einer Temperatur (T) der Gabel oder eines der Gabel benachbarten Raums bereitgestellt ist. The invention relates to a vibration level switch arrangement (1) or vibration level measuring arrangement and a method for operating such a fork (2), a Schwingungssende- and / or vibration receiving means (3) for generating a vibration (w (fr)) for the fork depending depending on an excitation signal or to receive a vibration of the fork and generating a receive signal (s) from the received vibration and control means (4) for providing the excitation signal and / or for processing of the received signal, a temperature determining means (8, 8 * ) is for determining a temperature (T) of the fork or the fork adjacent space provided.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsgrenzschalteranordnung mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. auf ein Verfahren zum Korrigieren eines Vibrationsgrenzschalteranordnungs-Schaltpunktes mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 9. The invention relates to a vibration level switch arrangement having the pre-characterizing features of claim 1 and to a method for correcting a vibration limit switch assembly switching point with the pre-characterizing features of patent claim 9.
  • Zum Bestimmen des Grenzstandes eines insbesondere flüssigen Füllmediums in einem Behältnis sind Vibrationsgrenzschalteranordnungen bekannt, bei denen eine schwingungsfähigen Einheit, zum Beispiel eine Gabel in Form einer Schwinggabel, in einer vorbestimmten Höhe in das Behältnis hineinragt, wobei die schwingungsfähige Einheit Teil eines mechanisch elektrischen Schwingungssystems ist. To determine the limit level of a particular liquid filling medium in a container vibration limit switch arrangements are known in which, for example, protrudes a vibratory unit comprises a fork in the form of a tuning fork, at a predetermined height in the container, wherein the vibratory unit is part of a mechanical-electrical vibration system. Rückseitig ist an der Schwinggabel eine Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung angeordnet, um abhängig von einem Erregersignal eine Schwingung zu erzeugen, welche die Schwinggabel in mechanische Schwingungen versetzt. The back is arranged to generate a function of an excitation signal, a vibration, which sets the tuning fork into mechanical vibrations of the tuning fork a Schwingungssende- and / or vibration receiving device. Vom Erregungswandler hervorgerufene Schwingungen werden von einem Empfangswandler erfasst, um mittels einer Auswerteeinrichtung geeignete Signalisierungen und/oder Steuersignale an weitere Einrichtungen und Komponenten auszugeben. caused by the excitation transducer vibrations are detected by a receiving transducer to output to other devices and components by means of an evaluation device suitable signaling and / or control signals.
  • Üblicherweise wird bei einer solchen Anordnung eine Schwinggabel von einer Oberseite des Behältnisses aus in vertikaler Richtung oder seitlich durch die Behälterwand in horizontaler Richtung in den Behältnisinnenraum eingesetzt. Typically, in such an arrangement, a tuning fork from a top side of the container from the vertical direction or laterally through the container wall in the horizontal direction is inserted into the container interior. Als Schwingungssende- und Schwingungsempfangseinrichtung dienen üblicherweise piezoelektrische Antriebseinheiten, welche mittels des Erregersignals angeregt und in Schwingung versetzt werden. As Schwingungssende- and vibration receiving means usually serve piezoelectric driving units which are excited by the excitation signal and vibrated. Die Schwingfrequenz entspricht dabei üblicherweise der Resonanzfrequenz der Schwinggabel. The oscillation frequency corresponds to usually the resonance frequency of the tuning fork. Eine entsprechende Empfangsbeschaltung ermöglicht es, diese Frequenz zu messen. A corresponding receiver circuitry makes it possible to measure this frequency. Durch Ein tauchen der Gabel in eine Flüssigkeit, dh in das Füllmedium, wird die Gabel bedämpft und die Frequenz sinkt. By a fork immersed in a liquid, ie, in the filling medium, the fork is damped and the frequency decreases. Eine solche Änderung wird von der Auswerteeinrichtung eines eingebauten Elektronikeinsatzes erfasst und führt zu einem Schaltbefehl. Such a change is detected by the evaluation of a built-in electronic insert and leads to a shift command. Vorzugsweise wird die Elektronik bereits werksseitig so abgeglichen, dass sie bei vertikalem Einbau der Gabel und beim Eintauchen der Gabel in Wasser mit einer Dichte ρ = 1,0 genau in der Mitte des Paddels, dh der Gabelanordnung, schaltet. Preferably, the electronics are already adjusted in the factory so that they ρ vertical mounting of the fork and the fork when immersed in water having a density = 1.0 exactly in the middle of the paddle, that is, the fork assembly turns. Da die Frequenzabnahme abhängig von der Dichte des Füllmediums ist, verschiebt sich der Schaltpunkt bei Medien mit einer Dichte ungleich 1. Um dies zu berücksichtigen, wird oftmals die Möglichkeit gegeben, den Schaltpunkt mit Hilfe eines Potenziometers oder Schalters entsprechend der Dichte des Füllmedium wieder in Richtung der Paddelmitte zu verschieben. Since the frequency decrease is dependent on the density of the filling, the switching point shifts in products with a density equal to 1. To account for this, the opportunity is given often, the switching point by means of a potentiometer or switch according to the density of the fill fluid back toward the paddle center to move.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Einsatzbereich derartiger Sensoren und Vibrationsgrenzschalter zu erweitern bzw. ein Steuerverfahren vorzuschlagen, welches dies ermöglicht. The object of the invention is to extend the range of such sensors and vibration limit switch, or to propose a control method which makes this possible. Ausgegangen wird dabei von dem Wunsch, einen Einsatz bei höheren Temperaturen als den derzeit maximal zulässigen Einsatztemperaturen zu ermöglichen. to enable the use at higher temperatures than the current maximum allowable operating temperatures The starting point is the desire. Derzeit werden die maximal zulässigen Einsatztemperaturen für derartige Sensoren bzw. Vibrationsgrenzschalteranordnungen stetig erweitert, wodurch als zusätzliche Komponente eine Temperaturdrift der Resonanzfrequenz an Bedeutung gewinnt. Currently, the maximum allowable operating temperatures for such sensors or vibrating level switch assemblies are continuously expanded, thus gaining an additional component, a temperature drift of the resonance frequency in importance. Mit steigender Temperatur innerhalb des Behältnisinnenraums sinkt die Resonanzfrequenz der Schwinggabel, was zur Folge hat, dass sich bei gleichbleibender Schaltpunktfrequenz der Schaltpunkt in Richtung des Füllgutes, bei vertikal eingebautem Sensor in Richtung der Gabelspitze verschiebt, wie dies auch aus With increasing temperature within the container interior, the resonance frequency of the tuning fork, which has the consequence is lowered, that moves at a constant shift point frequency of the switching point in the direction of the filling material in vertically integrated sensor in the direction of the fork tip, as well as from 2 2 ersichtlich ist. can be seen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht daher insbesondere darin, eine Vibrationsgrenzschalteranordnung oder Vibrationsfüllstandsmessanordnung bzw. ein Verfahren anzugeben, welche es ermöglichen, eine Schaltpunktdrift aufgrund steigender Temperaturen im Behältnisinnenraum zu kompensieren. The object of the invention is in particular to provide a vibration limit switch assembly or vibration level measuring arrangement and a method which make it possible to compensate for a switching point drift due to rising temperatures in the container interior.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vibrationsgrenzschalteranordnung oder Vibrationsfüllstandsmessanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Korrigieren eines Vibrationsgrenzschalter-Schaltpunktes gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche. This object is achieved by a vibration limit switch assembly or vibration level measuring arrangement with the features of patent claim 1 and by a method for correcting a vibration level switch-switching point according to the features of patent claim 9. Advantageous embodiments are subject matter of dependent claims.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Vibrationsgrenzschalteranordnung oder Vibrationsfüllstandsmessanordnung mit einer schwingungsfähigen Einheit, insbesondere in Form einer Gabel, einer Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung zum Erzeugen einer Schwingung für die schwingungsfähige Einheit abhängig von einem Erregersignal bzw. zum Empfangen einer Schwingung von der schwingungsfähigen Einheit und Erzeugen eines Empfangssignals abhängig von der empfangenen Schwingung, einer Steuereinrichtung zum Bereitstellen des Erregersignals und/oder zum Verarbeiten des Empfangssignals und einer Auswerteeinrichtung zum Verarbeiten der Schwingfrequenz, wobei eine Temperaturbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Temperatur der schwingungsfähigen Einheit oder eines der schwingungsfähigen Einheit benachbarten Raums bereitgestellt ist. in particular a vibration limit switch assembly or vibration level measuring arrangement with a vibratory unit is preferred, especially in the form of a fork, a Schwingungssende- and / or vibration receiving means for generating a vibration of the vibratory unit depend on an excitation signal or to receive a vibration from the vibratory unit and generating a received signal depending wherein a temperature determining means for determining a temperature of the oscillatory unit or one of the oscillatory unit adjacent space is provided by the received vibration control means for providing the excitation signal and / or for processing the received signal and an evaluation device for processing the vibration frequency. Die Steuereinrichtung zum Bereitstellen des Erregersignals und/oder zum Verarbeiten des Empfangssignals und die Auswerteeinrichtung zum Verarbeiten der Schwingfrequenz können optional auch durch eine einzige Komponente ausgebildet werden, beispielsweise mittels einer integrierten Schaltung. The control means for providing the excitation signal and / or for processing of the received signal and the evaluation device for processing the vibration frequency can also be formed by a single component optional, for example by means of an integrated circuit.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Anordnung, wobei der der schwingungsfähigen Einheit benachbarte Raum ein Behältnisinnenraum eines Behältnisses mit einem Füllmedium ist, dessen Grenz- oder Füllstand mittels der Anordnung zu bestimmen ist. Preferably, in particular an arrangement wherein the adjacent space of the oscillatory unit is a cage interior of a container with a filling medium, which limit or level is to be determined by means of the arrangement. Die Anordnung ist zwar insbesondere für eine Grenzstandmessung vorteilhaft, Füllstandmessung mit temperaturkompensierter Gabel in zB dem mm-Bereich können jedoch ebenfalls mit einer entsprechend ausgestalteten und angesteuerten Anordnung umgesetzt werden. Although the arrangement is particularly advantageous for a point level measurement, but with temperature compensated level measurement, for example fork in the mm range, can also be reacted with a suitably designed and controlled assembly.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Anordnung, bei der die Temperaturbestimmungseinrichtung ausgebildet ist durch einen Temperatursensor im Behältnisinnenraum. Particularly preferred is a configuration in which the temperature determining means is formed by a temperature sensor in the container interior space.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Anordnung, bei der die Temperaturbestimmungseinrichtung ausgebildet ist durch einen Temperatursensor, der mit der schwingungsfähigen Einheit verbunden ist oder zwischen die schwingungsfähige Einheit und die Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung gekoppelt ist. Particularly preferred is a configuration in which the temperature determining means is formed by a temperature sensor which is connected to the vibratory unit or between the vibratory unit and the Schwingungssende- and / or vibration receiving means coupled will be.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Anordnung mit einer Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer temperaturabhängigen Änderung eines Schaltpunktes bzw. einer Schaltpunktfrequenz, wobei die Korrektureinrichtung insbesondere durch die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist. Especially preferred is an arrangement having a correction means for correcting a temperature dependent change a switching point and a switching point frequency, wherein the correction means is formed in particular by the evaluation device.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Anordnung mit einer Speichereinrichtung zum Speichern von Gabelparametern der als Gabel ausgebildeten schwingungsfähigen Einheit einschließlich eines Elastizitätsmoduls des Gabelmaterials zum Durchführen der temperaturabhängigen Änderung einer Schaltpunktfrequenz. Particularly preferred is a device having a memory means for storing parameters of the fork formed as a fork vibratory unit including a modulus of elasticity of the fork material for performing the temperature-dependent change of a shift point frequency.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Anordnung, bei welcher die Korrektureinrichtung ausgelegt ist zum Einbeziehen einer Dichteänderung des Füllmaterials in Abhängigkeit von der Temperatur. Particularly preferred is a configuration in which the correction means is adapted for including a change in density of the filler material, depending on the temperature.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren zum Korrigieren eines Vibrationsgrenzschalter-Schaltpunktes, bei dem mittels einer Steuereinrichtung ein Erregersignal zum Erregen einer Schwingungssendeeinrichtung erzeugt wird, wobei die Schwingung der Schwingungssendeeinrichtung auf eine schwingungsfähige Einheit, insbesondere Gabel, bzw. auf eine schwingungsfähige Einheit in einem Behältnisinnenraum eines Behältnisses übertragen wird, und wobei eine Schaltpunktkorrektur insbesondere abhängig von einem Füllmedium des Behältnisses durchgeführt wird, wobei eine Temperatur der schwingungsfähigen Einheit oder eines der schwingungsfähigen Einheit benachbarten Raums bestimmt und durch die Auswerteeinrichtung zur temperaturabhängigen Korrektur der Schaltpunktfrequenz verwendet wird. Particularly preferred is a method of correcting in which an excitation signal is generated for exciting a vibration transmitting device by means of a control device of a vibration level switch-switching point is, the vibration of the vibration transmitting device to a vibratory unit, in particular the fork, and a vibratory unit in a cage interior of a container is transmitted, and wherein a shift point correction is carried out in particular a function of a filling medium of the vessel, wherein a temperature of the oscillatory unit or one of the oscillatory unit adjacent space is determined and is used by the evaluation device for the temperature-dependent correction of the shift point frequency.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem ein sich mit steigender Temperatur sich Richtung Füllgut, dh räumlich bei vertikal eingebautem Sensor in Richtung der Gabelspitze verschiebender Schaltpunkt durch die temperaturabhängige Kompensation der Schaltpunktfrequenz kompensiert wird. Particularly preferred is a method in which a with increasing temperature, direction of the medium, that is, spatially compensated for vertically integrated sensor in the direction of the fork tip shifting shift point by the temperature-dependent compensation of the switching point frequency. Is
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem eine Unbedecktfrequenz als eine Frequenz der unbedeckten schwingungsfähigen Einheit in Luft ermittelt wird und abhängig von einer eingestellten Dichte des Füllmaterials eine Bedecktfrequenz berechnet wird. Particularly preferred is a method in which an uncovered frequency is determined as a frequency of the uncovered vibratory unit in air and a Clear frequency is calculated depending on a set density of the filler is. Die Schaltpunktfrequenz wird dann aus vorzugsweise dem arithmetischen Mittel dieser Frequenzen gebildet. The shift point frequency is then preferably formed from the arithmetic mean of these frequencies. Bei vertikal eingebautem Sensor schaltet der Sensor dann in der Mitte eines Paddels der schwingungsfähigen Einheit. In vertical built-in sensor, the sensor will switch in the middle of a paddle of the oscillatory unit.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem bei der Auswertung des Empfangssignals die Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls der schwingungsfähigen Einheit mit berücksichtigt wird. Particularly preferred is a method in which in the evaluation of the received signal, the temperature dependence of the elastic modulus of the oscillatory unit is taken into account is.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem Parameter im Rahmen einer Kalibrierung der Vibrationsgrenzschalteranordnung und/oder vor Inbetriebnahme durch einen Kunden in einem Speicher hinterlegt werden, wobei die Parameter eine Schaltpunktfrequenz abhängig von der Temperatur beeinflussen. Particularly preferred is a method in which parameters are stored in a calibration of the vibration limit switch assembly and / or before start-up by a customer in a memory, wherein the parameters affecting shift point frequency depending on the temperature.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem eine Dichteänderung der Dichte des Füllmaterials über die Temperatur bei insbesondere gleichbleibendem Füllgut des Behältnisses in die Berechnung der Schaltpunktfrequenz mit einbezogen wird. Particularly preferred is a method wherein a density change in the density of the filler material on the particular temperature at a constant filling of the container is included in the calculation of the switching point with frequency is.
  • Um die Schaltschwellen in Abhängigkeit der Temperatur nachzuführen, wird ein entsprechender Sensor vorgesehen, der möglichst ohne Temperaturgefälle in Nähe der Gabel plaziert wird. To track the switching thresholds depending on the temperature, an appropriate sensor is provided, which is placed in the vicinity of the fork possible without a temperature gradient. Vorzugsweise ist ein solcher Temperatursensor Teil einer Auswerteelektronik, so dass abhängig vom Elastizitätsmodul des Schwinggabelmaterials für jede Temperatur die Frequenz der Gabel in Luft berechnet werden kann. Preferably, such a temperature sensor is part of an electronic evaluation unit, so that the frequency of the fork can be calculated in air depending on the modulus of elasticity of tuning fork material for each temperature. Somit kann einer temperaturabhängigen Schaltpunktverschiebung entgegen gewirkt werden. Thus, a temperature-dependent switching point can be counteracted.
  • Vorzugsweise wird die Temperaturkennlinie des Elastizitätsmoduls der Gabel dazu lediglich bei der Kalibrierung in einem insbesondere nicht flüchtigen Speicher abgelegt. Preferably, the temperature characteristic of the modulus of elasticity of the fork this is simply stored in the calibration in a particular non-volatile memory.
  • Vorzugsweise besteht auch die Möglichkeit, bei gleichbleibendem Füllgut eine Dichteänderung des Füllguts über eine erfasste Temperatur zusätzlich in die Berechnung mit einzubeziehen. Preferably, there is also the possibility of including at constant filling a variation in density of the medium on a sensed temperature also in the calculation. Die entsprechenden Parameter können entweder bei der Kalibrierung des Sensors oder vor Inbetriebnahme durch einen Kunden an einen solchen Speicher, welcher der entsprechenden Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, übermittelt werden. The corresponding parameters may be either in the calibration of the sensor or before start-up by a customer to such a memory which is associated with the corresponding evaluation, are transferred.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. An embodiment is explained below with reference to the drawing. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine Teilschnittansicht eines Behältnisses mit einzelnen Komponenten einer Vibrationsgrenzschalteranordnung zum schematischen Veranschaulichen eines Grundprinzips, a partial sectional view of a container with individual components of a vibration level switch arrangement for schematically illustrating a basic principle,
  • 2 2 ein Diagramm zum Veranschaulichen des Einflusses einer Eintauchtiefe auf eine Schwingungsfrequenz einer Gabel und a diagram illustrating the influence of an insertion depth to a frequency of oscillation of a fork, and
  • 3 3 eine Gabelfrequenz in Luft sowie Schaltschwellen ohne bzw. mit Nachführung. a fork frequency in air as well as switching thresholds with or without tracking.
  • 1 1 zeigt eine Vibrationsgrenzschalteranordnung shows a vibration limit switch assembly 1 1 mit einer schematisch dargestellten Gabel with a schematically illustrated fork 2 2 als einer schwingungsfähigen Einheit. as a vibratory unit. Die Gabel weist vorzugsweise zwei Paddel The fork preferably comprises two paddles 10 10 auf. on. Eine Schwingungssendeeinrichtung einer Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung A vibration transmitting means a Schwingungssende- and / or vibration receiving device 3 3 in Form vorzugsweise eines oder mehrerer piezoelektrischer Elemente erzeugt abhängig von einem Erregersignal s eine Erregerschwingung, welche in die Gabel in the form of one or more piezoelectric elements is preferably produced in response to an excitation signal s an excitation oscillation, which in the fork 2 2 eingekoppelt wird. is coupled. Die dabei erzeugte mechanische Schwingung wird durch die Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung The mechanical vibration thus produced is through the Schwingungssende- and / or vibration receiving means 3 3 in ein Empfangssignal e umgesetzt. converted into a received signal e. Mittels einer Steuereinrichtung By means of a control device 4 4 , welche als eine Komponente des Vibrationsgrenzschalters bereitgestellt werden kann, wird das Erregersignal s bereitgestellt. Which can be provided as a component of the vibration limit switch, the excitation signal s is provided. Die Resonanzfrequenz fr der Gabel The resonant frequency f of the fork 2 2 . , ist abhängig von einer Temperatur T der Gabel is dependent on a temperature T of the fork 2 2 , dh von einer Temperatur T in einem Raumbereich, in welchem die Gabel , That is, from a temperature T in a space region in which the fork 2 2 eingesetzt wird. is used. Eine Auswerteeinrichtung an evaluation 11 11 oder eine kombinierte Steuer- und Auswerteeinrichtung dient vorzugsweise zum Verarbeiten und/oder Auswerten des Empfangssignals e, um entsprechende Anzeige- und/oder Schaltsignale bereitzustellen. or a combined control and evaluation device is preferably used for processing and / or evaluating of the received signal e, to provide appropriate display and / or switching signals. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gabel In the illustrated embodiment, the fork is 2 2 in einem Behältnis in a container 5 5 , welches zum Aufnehmen eines Füllmediums Which for receiving a filling medium 6 6 dient, eingesetzt. is used. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein rückseitiges Ende der Gabel In the illustrated embodiment, a rear end of the fork 2 2 durch eine Behältnisöffnung through a container opening 7 7 in einer oberen Wandung des Behältnisses in an upper wall of the container 5 5 geführt. guided.
  • Die Vibrationsgrenzschalteranordnung The vibrating level switch arrangement 1 1 dient zum Bestimmen des Grenzstandes des Füllmediums serves to determine the limit level of the filling medium 6 6 innerhalb des Behältnisses within the container 5 5 . , Insbesondere wenn die Höhe h des Füllmediums In particular, when the height h of the filling medium 6 6 die Gabel the fork 2 2 erreicht, kann ein entsprechendes Schaltsignal ausgegeben werden. reached, a corresponding switching signal can be output. Das Füllmedium hat eine Dichte ρ von welcher die Resonanzfrequenz fr der schwingenden Gabel The filling medium has a density ρ of which the resonance frequency fr of the swinging fork 2 2 bei Berührung der Gabel mit dem Füllmedium in contact with the filling medium of the fork 6 6 beeinflusst wird. being affected.
  • Da die Temperatur T im Behältnisinnenraum des Behältnisses As the temperature T in the container interior of the container 5 5 einen direkten Einfluss auf die Schwingungseigenschaften der Gabel und auf die Resonanzfrequenz fr hat, wird zumindest eine Temperaturbestimmungseinrichtung bereitgestellt, welche die Temperatur T der Gabel selber oder die Temperatur T im vorzugsweise unmittelbaren Umfeld der Gabel has a direct influence on the vibration characteristics of the fork and on the resonance frequency fr, a temperature determination device is at least provided that the temperature T of the fork itself or the temperature T in the immediate vicinity of the fork preferably 2 2 bestimmt. certainly. Die bestimmte Temperatur T wird dann der Auswerteeinrichtung The specific temperature T is then the evaluation 11 11 zugeführt, die dann eine entsprechende Korrektur bzw. Anpassung der Schaltpunktfrequenz vornimmt, sofern eine entsprechend zu kompensierende Schaltpunktdrift ansonsten eintreten würde. supplied, which then makes an appropriate correction or adaptation of the switching point frequency, if a correspondingly to be compensated setpoint drift would otherwise occur.
  • Als Temperaturbestimmungseinrichtung können verschiedenartige Temperatursensoren verwendet werden. As temperature determination means different types of temperature sensors can be used. Dargestellt ist als ein erstes Beispiel ein direkt an der Gabel is shown as a first example of a directly on the fork 2 2 angekoppelter Temperatursensor a coupled temperature sensor 8 8th , wobei dieser beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der Gabel , This in the illustrated embodiment between the fork 2 2 und der Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung and Schwingungssende- and / or vibration receiving means 3 3 angeordnet ist. is arranged. Prinzipiell kann ein Temperatursensor In principle, a temperature sensor 8* 8th* auch als von der Gabel as of the fork 2 2 getrennte Komponente im Behältnisinnenraum angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Anordnung vorzugsweise nahe der Gabel separate component be located in the container interior, and in this case, the arrangement preferably close to the fork 2 2 vorgenommen wird. is made. Dadurch wird ermöglicht, die Schaltschwellen der Vibrationsgrenzschalteranordnung in Abhängigkeit von der Temperatur T nachzuführen, wie dies anhand This allows to track the switching thresholds of the vibration level switch arrangement in dependence on the temperature T, as based 3 3 skizziert ist. is outlined. Dargestellt sind die Gabelfrequenz fr in Luft, zwei Schaltschwellen sw ohne Nachführung, welche mit zunehmender Temperatur T sich der Frequenzkurve annähern, sowie zwei Schaltschwellen sw*, welche durch eine geeignete Nachführung bzw. Korrektur der Schaltpunktfrequenz korrigiert sind und entsprechend in einem gewünschten Abstand zu der Frequenz fr bleiben Shown are the fork frequency fr in air, two switching thresholds sw without tracking, which is the frequency curve approach with increasing temperature T, as well as two switching thresholds sw *, which are corrected by an appropriate tracking or correction of the shift point frequency and corresponding to a desired distance to the frequency fr remain
  • Ist ein Temperatursensor Teil der Auswerteelektronik, so kann abhängig vom Elastizitätsmodul E der Gabel A temperature sensor is part of the evaluation, it may depend on the modulus of elasticity E of the fork 2 2 für jede Temperatur T die Frequenz fr der Gabel for each temperature T, the frequency fr of the fork 2 2 in Luft berechnet werden. are measured in a straight. Abhängig von der eingestellten Dichte ρ des Füllmediums Depending on the set density ρ of the filling 6 6 ist es möglich, eine sogenannte Bedecktfrequenz als Frequenz einer vom Füllmedium bedeckten Gabel zu ermitteln und dadurch mittels der Auswerteeinrichtung it is possible to determine a so-called Clear frequency as the frequency of an area covered by the filling medium fork and characterized by means of the evaluation device 11 11 die Schaltpunktfrequenz genau auf das arithmetische Mittel aus Bedecktfrequenz und einer Unbedecktfrequenz zu legen. to lay the switching point frequency exactly on the arithmetic mean of Covered frequency and uncovered frequency. Außerdem kann mittels der Auswerteeinrichtung In addition, by means of the evaluation device 11 11 bei insbesondere gleichbleibendem Füllmedium eine Dichteänderung von diesem über die Temperatur T zusätzlich in die Berechnung mit einbezogen werden. in particular constant filling medium a change in density of the latter via the temperature T are additionally included in the calculation.
  • Vorzugsweise umfasst die Vibrationsgrenzschalteranordnung eine Speichereinrichtung Preferably, the vibration level switch arrangement comprises a memory device 9 9 , welche Parameter für die Auswerteeinrichtung Which parameters for the evaluation 11 11 bereitstellt. provides. Insbesondere dient die Speichereinrichtung In particular, the storage means serves 9 9 zum Speichern von Parametern wie dem Elastizitätsmodul E der Gabel for storing parameters such as the modulus of elasticity E of the fork 2 2 und Kennwerten für dessen Temperaturabhängigkeit. and characteristics of its temperature dependence. Außerdem können entsprechende Kompensationskurven und Kompensationscharakteristika in der Speichereinrichtung In addition, appropriate compensation curves and compensation characteristics can in the storage means 9 9 hinterlegt werden. be deposited.
  • 1 1
    Vibrationsgrenzschalteranordnung Vibration limit switch assembly
    2 2
    Gabel/schwingungsfähige Einheit Fork / vibratory unit
    3 3
    Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung Schwingungssende- and / or vibration receiving device
    4 4
    Steuereinrichtung control device
    5 5
    Behältnis container
    6 6
    Füllmedium filling medium
    7 7
    Behältnisöffnung container opening
    8, 8* 8, 8 *
    Temperatursensoren temperature sensors
    9 9
    Speichereinrichtung memory device
    10 10
    Paddel paddle
    11 11
    Auswerteeinrichtung evaluation
    sw sw
    Schaltschwellen ohne Nachführung Switching thresholds without tracking
    sw* sw *
    Schaltschwellen mit Nachführung Switching thresholds with tracking
    E e
    Elastizitätsmodul E der Gabel Young's modulus E of the fork
    T T
    Temperatur T der Gabel Temperature T of the fork
    fr Fri.
    Frequenz der Gabel Frequency of the fork
    ρ ρ
    Dichte des Füllmediums Density of the filling medium

Claims (15)

  1. Vibrationsgrenzschalteranordnung ( Vibrating level switch arrangement ( 1 1 ) oder Vibrationsfüllstandsmessanordnung mit – einer schwingungsfähigen Einheit ( ) Or vibration level measuring arrangement comprising: - a vibratory unit ( 2 2 ), – einer Schwingungssende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung ( ), - a Schwingungssende- and / or vibration receiving means ( 3 3 ) zum Erzeugen einer Schwingung für die schwingungsfähige Einheit abhängig von einem Erregersignal bzw. zum Empfangen einer Schwingung von der schwingungsfähigen Einheit und Erzeugen eines Empfangssignals (e) abhängig von der empfangenen Schwingung, – einer Steuereinrichtung ( ) For generating a vibration of the vibratory unit dependent on a function of an excitation signal or to receive a vibration from the vibratory unit and generating a receive signal (s) from the received oscillation, - (a control device 4 4 ) zum Bereitstellen des Erregersignals und/oder zum Verarbeiten des Empfangssignals (e) und – einer Auswerteeinrichtung zum Verarbeiten der Schwingfrequenz, gekennzeichnet durch – eine Temperaturbestimmungseinrichtung ( ) (For providing the excitation signal and / or for processing the received signal e), and - an evaluation device for processing the vibration frequency, characterized by - a temperature determining means ( 8 8th , . 8* 8th* ) zum Bestimmen einer Temperatur (T) der schwingungsfähigen Einheit oder eines der schwingungsfähigen Einheit benachbarten Raums. ) (For determining a temperature T) of the oscillatory unit or one of the oscillatory unit adjacent space.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwingungsfähige Einheit eine Gabel ( Arrangement according to claim 1, characterized in that the vibratory unit (fork 2 2 ) ist. ) Is.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der der schwingungsfähigen Einheit benachbarte Raum ein Behältnisinnenraum eines Behältnisses mit einem Füllmedium ( Arrangement according to claim 1 or 2, wherein the adjacent ones of the oscillatory unit space is a cage interior of a container (with a filling medium 6 6 ) ist, dessen Grenz- oder Füllstand mittels der Anordnung zu bestimmen ist. ) Whose limit or level is to be determined by means of the arrangement.
  4. Anordnung nach Anspruch 2, bei der die Temperaturbestimmungseinrichtung ( Arrangement according to claim 2, wherein (the temperature determining means 8* 8th* ) ausgebildet ist durch einen Temperatursensor im Behältnisinnenraum. ) is formed by a temperature sensor in the container interior.
  5. Anordnung nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die Temperaturbestimmungseinrichtung ( An arrangement according to any preceding claim, in which (the temperature determining means 8 8th ) ausgebildet ist durch einen Temperatursensor, der mit der schwingungsfähigen Einheit verbunden ist oder zwischen die schwingungsfähige Einheit und die Schwingungsende- und/oder Schwingungsempfangseinrichtung gekoppelt ist. ) is formed by a temperature sensor which is connected to the vibratory unit and is coupled between the vibratory unit and the Schwingungsende- and / or vibration receiving device.
  6. Anordnung nach einem vorstehenden Anspruch mit einer Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer temperaturabhängigen Änderung eines Schaltpunktes, wobei die Korrektureinrichtung insbesondere durch die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist. An arrangement according to any preceding claim with a correction means for correcting a temperature-dependent change of a switching point, wherein the correction means is formed in particular by the evaluation device.
  7. Anordnung nach Anspruch 5 mit einer Speichereinrichtung ( Arrangement according to claim 5 (with a memory device 9 9 ) zum Speichern von Gabelparametern der schwingungsfähigen Einheit einschließlich eines Elastizitätsmoduls (E) des Gabelmaterials zum Durchführen der temperaturabhängigen Änderung einer Schaltpunktfrequenz. ) (For storing fork parameters of the vibratory unit including a Young's modulus E) of the fork material for performing the temperature-dependent change in a frequency switching point.
  8. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher die Korrektureinrichtung ausgelegt ist zum Einbeziehen einer Dichteänderung des Füllmaterials ( Arrangement according to claim 5 or 6, wherein the correction means is arranged (for inclusion of a change in density of the filler material 6 6 ) in Abhängigkeit von der Temperatur (T). ) As a function of the temperature (T).
  9. Verfahren zum Korrigieren eines Vibrationsgrenzschalter-Schaltpunktes, bei dem – mittels einer Steuereinrichtung ( A method for correcting a vibration level switch-switching point in which: - (by means of a control device 4 4 ) ein Erregersignal zum Erregen einer Schwingungssendeeinrichtung erzeugt wird, – wobei die Schwingung der Schwingungssendeeinrichtung auf eine schwingungsfähigen Einheit ( ), An excitation signal is generated for exciting a vibration transmitting means, - the vibration of the vibration transmitting device to a vibratory unit ( 2 2 ) in einem Behältnisinnenraum eines Behältnisses ( ) (In a container interior of a container 5 5 ) übertragen wird, und – wobei eine Schaltpunktkorrektur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Temperatur (T) der schwingungsfähigen Einheit oder eines der schwingungsfähigen Einheit benachbarten Raums bestimmt und durch die Auswerteeinrichtung ( ) Is transferred, and - wherein a switching point correction performed, characterized in that - a temperature (T) of the oscillatory unit or one of the vibratory unit and adjacent space determined (by the evaluation device 4 4 ) zur temperaturabhängigen Korrektur der Schaltpunktfrequenz verwendet wird. ) Is used for temperature-dependent correction of the shift point frequency.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als die schwingungsfähige Einheit eine Gabel ( A method according to claim 9, characterized in that when the vibratory unit (fork 2 2 ) verwendet wird. ) is used.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem ein mit steigender Temperatur (T) sich Richtung des Füllgutes verschiebender Schaltpunkt durch die temperaturabhängige Kompensation der Schaltpunktfrequenz kompensiert wird. The method of claim 9 or 10, wherein a temperature increases (T) to the direction of the filling shifting shift point is compensated by the temperature-dependent compensation of the switching point frequency.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem eine Unbedecktfrequenz einer unbedeckten schwingungsfähigen Einheit in Luft ermittelt wird und abhängig von einer eingestellten Dichte (ρ) des Füllmaterials ( The method (according to any one of claims 9 to 11, wherein a frequency uncovered an uncovered oscillatory unit is determined in air, and depending on a set density (ρ) of the filler material 6 6 ) eine Bedecktfrequenz sowie die Schaltpunktfrequenz berechnet werden. ) Clear a frequency, and the frequency switching point are calculated.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem bei der Auswertung des Empfangssignals ein temperaturabhängiges Elastizitätsmodul (E) der schwingungsfähigen Einheit mit berücksichtigt wird. Method according to one of claims 9 to 12, wherein a temperature-dependent modulus of elasticity in the evaluation of the received signal (E) of the oscillatory unit is taken into account.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem Parameter im Rahmen einer Kalibrierung der Vibrationsgrenzschalteranordnung und/oder vor Inbetriebnahme durch einen Kunden in einem Speicher ( A method according to any one of claims 9 to 13, before start-up (by a customer in a memory for the parameter in the framework of a calibration of the vibration level switch arrangement and / or 9 9 ) hinterlegt werden, wobei die Parameter die Schaltpunktfrequenz abhängig von der Temperatur (T) beeinflussen. be deposited), wherein the parameters affecting the switching point depending frequency (of the temperature T).
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem eine Dichteänderung der Dichte (ρ) des Füllmaterials ( (The method of any of claims 9 to 14, wherein a density change in the density (ρ) of the filler material 6 6 ) über die Temperatur (T) bei insbesondere gleichbleibendem Füllgut des Behältnisses ( ) Of the temperature (T) in particular a uniform filling of the container ( 5 5 ) in die Berechnung der Schaltpunktfrequenz mit einbezogen wird. ) Is included in the calculation of the switching point with frequency.
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