DE102007012938A1 - Process variable e.g. viscosity, determining and/or monitoring device, has window unit permitting determination of variable using reference sensor, sensor unit determining and/or monitoring variable, and fastening unit fastening sensor unit - Google Patents

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Abstract

The device has a window unit (5) for permitting determination of a process variable e.g. viscosity, using a reference sensor (6). A sensor unit (3) determines and/or monitors the process variable. A fastening unit (4) fastens the sensor unit. The measurement of the process variable is uninfluenced by the sensor unit. The window unit is arranged partially in the sensor unit and/or in the fastening unit. The sensor unit has an antenna. The window unit is transparent for laser light. The process variable concerns a fill level of a medium (1) in a container (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um den Füllstand, die Dichte, die Viskosität, den pH-Wert oder den Durchfluss eines Mediums. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit oder um ein Schüttgut oder allgemein um eine Fluid. Das Medium befindet sich dabei beispielsweise in einem Behälter oder es durchströmt ein Rohr oder ein Rohrsystem.The The invention relates to a device for determination and / or monitoring at least one process variable. at the process variable is For example, it is the level, the density, the viscosity, the pH or the flow of a medium. The medium is, for example to a liquid or a bulk material or generally a fluid. The medium is for example in a container or it flows through a pipe or a pipe system.

In der modernen Prozess- und Automatisierungstechnik gibt es eine Vielzahl von Messgeräten, die der Messung bzw. der Überwachung von einzelnen Prozessgrößen dienen. Hiermit lassen sich beispielsweise Prozesse steuern bzw. überwachen. Um die Qualität der Messung bzw. der Messwerte zu garantieren, ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, die Messung der Messgeräte zu überwachen bzw. die Messgeräte zu kalibrieren. In vielen Fällen macht es dies erforderlich, die Messgeräte aus dem Prozess zu entnehmen, wofür die Prozesse gegebenenfalls unterbrochen werden müssen. Dies ist somit gegebenenfalls mit großen Kosten verbunden. Eine Art der Kalibration bzw. der Überwachung der Messung sieht vor, dass die vom zu kalibrierenden Messgerät gemessene Messgröße mit dem Wert verglichen wird, welcher durch einen kalibrierten Referenzsensor erzeugt wird. Ein Verfahren sieht beispielsweise vor, dass eine Messung durch den zu kalibrierenden Sensor vorgenommen wird und dass dieser Sensor dann durch einen Referenzsensor ausgetauscht wird, woran anschließend die beiden gewonnenen Messwerte miteinander verglichen werden. Dies ist jedoch sehr aufwendig.In There is a multitude of modern process and automation technology of measuring instruments, the the measurement or the monitoring of individual process variables. For example, this allows processes to be controlled or monitored. To the quality to guarantee the measurement or the measured values, it is from time to time Time required to monitor the measurement of the measuring instruments or to calibrate the measuring instruments. In many cases Does this make it necessary to remove the meters from the process, for what Processes may need to be interrupted. This is therefore optional with big Costs connected. A kind of calibration or monitoring the measurement provides that the measured by the meter to be calibrated Measured with the Value is compared, which by a calibrated reference sensor is produced. For example, one method provides for a Measurement is made by the sensor to be calibrated and that this sensor is then replaced by a reference sensor will, then what the two obtained measured values are compared with each other. This is very expensive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messgerät vorzuschlagen, welches eine relativ einfache Kalibration während der Anwendung erlaubt.The The object of the invention is to propose a measuring device, which is a relatively easy calibration during the application allowed.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass mindestens eine Fenstereinheit vorgesehen ist.The Invention solves the task by providing at least one window unit is.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit die Bestimmung der Prozessgröße mittels eines Referenzsensors erlaubt. Durch die Fenstereinheit ist es also möglich, zwei Messungen mit eingebautem Messgerät vorzunehmen, indem die zweite Messung durch einen Referenzsensor, welcher über die Fenstereinheit Zugang zum Prozess hat, stattfindet.A Embodiment provides that the window unit designed in this way is that the window unit using the determination of the process size a reference sensor allowed. So it is through the window unit possible, make two measurements with built-in meter by taking the second measurement through a reference sensor, which through the window unit access to the process takes place.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Sensoreinheit zur Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße vorgesehen ist, und dass mindestens eine Befestigungseinheit zur Befestigung der Sensoreinheit vorgesehen ist.A Embodiment includes that at least one sensor unit for Determination and / or monitoring the process size provided is, and that at least one fastening unit for attachment the sensor unit is provided.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit die Bestimmung der Prozessgröße mittels des Referenzsensors derartig erlaubt, dass im Wesentlichen eine Messung der Prozessgröße durch die Sensoreinheit unbeeinflusst ist. Durch die Fenstereinheit werden also quasi zwei Messwege für die Messung der Prozessgröße eröffnet.A Embodiment provides that the window unit designed in this way is that the window unit the determination of the process variable by means of Reference sensor allows such that essentially a measurement the process size through the sensor unit is unaffected. Be through the window unit So almost two measurement paths for the measurement of the process variable opens.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit zumindest teilweise in der Sensoreinheit und/oder in der Befestigungseinheit angeordnet ist.A Embodiment provides that the window unit at least partially arranged in the sensor unit and / or in the fastening unit is.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Sensoreinheit mindestens eine Antenne aufweist.A Embodiment includes that the sensor unit at least one Antenna has.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit transparent für Laserlicht ist.A Embodiment provides that the window unit transparent to laser light is.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand eines Mediums in einem Behälter handelt.A Embodiment includes that the process variable is the level a medium in a container is.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Sensoreinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Sensoreinheit die Prozessgröße mittels des Laufzeitverfahrens bestimmt und/oder überwacht.A Embodiment provides that the sensor unit designed in this way is that the sensor unit the process size by means of the transit time method determined and / or monitored.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Fenstereinheit zumindest im Bereich der Befestigungseinheit Sensoreinheit zumindest dicht gegenüber dem Medium ist. Weiterhin ist die Fenstereinheit vorzugsweise gasdicht bzw. druckfest.A Embodiment includes that the window unit at least in the area the fastening unit sensor unit at least close to the Medium is. Furthermore, the window unit is preferably gas-tight or pressure-resistant.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:

1: eine schematische Darstellung des Füllstandes mit einem erfindungsgemäßen Messgerät, und 1 a schematic representation of the level with a measuring device according to the invention, and

2: eine Draufsicht auf eine Sensoreinheit eines erfindungsgemäßen Messgerätes. 2 : A plan view of a sensor unit of a measuring device according to the invention.

In der 1 ist schematisch eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße dargestellt.In the 1 schematically an application of the inventive device for determining and / or monitoring at least one process variable is shown.

Die Vorrichtung besteht dabei aus einer Sensoreinheit 3 und einer Befestigungseinheit 4, über welche das erfindungsgemäße Messgerät an dem Behälter 2 befestigt ist, in welchem sich das Medium 1 befindet. Bei der Sensoreinheit 3 handelt es sich hier beispielsweise um eine Antenne zum Senden bzw. zum Empfangen von Mikrowellen. Aus dem zeitlichen Abstand zwischen dem Absenden der Signale und dem Empfangen der Signale lässt sich die Laufzeit der Signale und somit der Abstand zwischen Antenne und Oberfläche des Mediums bestimmen. In diesem Fall handelt es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand des Mediums 1.The device consists of a sensor unit 3 and a fastening unit 4 , via which the measuring device according to the invention on the container 2 is attached, in which the medium 1 located. At the sensor unit 3 For example, this is an antenna for transmitting or receiving microwaves. From the time interval between the transmission of the signals and the reception of the signals, the transit time of the signals and thus the distance between the antenna and the surface of the medium can be determined. In In this case, the process variable is the level of the medium 1 ,

Für die Messgenauigkeit bzw. für die Sicherheit der Qualität der Messungen ist es immer wieder erforderlich, die Messungen mittels einer Kalibrationsmessung abzusichern. Hierfür wird beispielsweise der mit dem Messgerät gemessene Füllstand mit der Messung eines Referenzsensors verglichen. Dies geschieht beispielsweise über einen Laser, welcher hier als Referenzsensor 6 dient. Erfindungsgemäß ist eine solche Referenzmessung sehr leicht anwendbar, ohne dass das Messgerät aus dem Prozess bzw. aus dem Behälter 2 entfernt werden muss. Für diesen Zweck ist eine Fenstereinheit 5 vorgesehen, welche es erlaubt, die Messung über den Referenzsensor 6 direkt auszuführen. Im gezeigten Beispiel sind dafür sogar zwei Fenstereinheiten 5 vorgesehen, wobei sich eine in der Befestigungseinheit 4 und eine zweite in der Sensoreinheit 3 befindet. Diese beiden Fenstereinheiten 5 erlauben es, das Laserlicht des Referenzsensors 6 direkt durch sie hindurchzuführen. In einer alternativen Ausgestaltung weist die Sensoreinheit 3 ein Kabel auf, entlang welches die Mikrowellen geleitet werden. In diesem Fall ist die Sensoreinheit 3 relativ klein und kompakt, so dass nur eine Fenstereinheit 5 in der Befestigungseinheit 4 vorzusehen ist. Diese eine Fenstereinheit 5 ist in diesem Fall ausreichend dafür, dass die Messung des Füllstands über den außerhalb des Prozesses, d. h. hier außerhalb des Behälters befindlichen Referenzsensors erfolgen kann.For the measurement accuracy or for the safety of the quality of the measurements, it is always necessary to secure the measurements by means of a calibration measurement. For this purpose, for example, the level measured with the measuring device is compared with the measurement of a reference sensor. This happens for example via a laser, which here as a reference sensor 6 serves. According to the invention, such a reference measurement is very easy to use, without the meter from the process or from the container 2 must be removed. For this purpose is a window unit 5 provided, which allows the measurement via the reference sensor 6 directly execute. In the example shown there are even two window units 5 provided, with one in the attachment unit 4 and a second in the sensor unit 3 located. These two window units 5 allow it, the laser light of the reference sensor 6 directly through them. In an alternative embodiment, the sensor unit 3 a cable along which the microwaves are passed. In this case, the sensor unit 3 relatively small and compact, leaving only a window unit 5 in the fastening unit 4 is to be provided. This one window unit 5 In this case, it is sufficient for the measurement of the fill level to be able to take place via the reference sensor which is outside the process, ie outside the container.

In der 2 ist eine Draufsicht auf die Sensoreinheit 3 des erfindungsgemäßen Messgerätes dargestellt. Bei der Sensoreinheit 3 handelt es sich hier, wie in der 1, um eine Antenne zum Abstrahlen bzw. zum Empfangen von Mikrowellen. In der Anteneinheit 3 ist hier eine runde Fenstereinheit 5 vorgesehen. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Aussparung in der Antenstruktur, welche mit einem Glas oder mit einem Kunststoff ausgefüllt ist. Wesentlich ist dabei, dass die Fenstereinheit 5 – im gezeigten Fall mit einem Laser als Referenzsensor 6 – durchlässig für das Laserlicht ist. Generell ist es erforderlich, dass die Fenstereinheit 5 durchlässig für die Art des Referenzsensors 6 ist. Wendet beispielsweise der Referenzsensor 6 ebenfalls die Messung des Füllstandes vermittels Mikrowellen an, so muss die Fenstereinheit 5 durchlässig für derlei Mikrowellen sein.In the 2 is a plan view of the sensor unit 3 of the measuring device according to the invention. At the sensor unit 3 is it here, as in the 1 to an antenna for radiating or receiving microwaves. In the antenna unit 3 here is a round window unit 5 intended. This is, for example, a recess in the antenna structure, which is filled with a glass or with a plastic. It is essential that the window unit 5 - In the case shown with a laser as a reference sensor 6 - is transparent to the laser light. Generally, it is necessary that the window unit 5 permeable to the type of reference sensor 6 is. Turns, for example, the reference sensor 6 also the measurement of the level by means of microwaves, so the window unit 5 be permeable to such microwaves.

Das erfindungsgemäße Messgerät zeichnet sich also dadurch aus, dass es im eingebauten Zustand eine Messung vermittels eines Referenzsensors 6 erlaubt. Hierfür weist das erfindungsgemäße Messgerät zumindest eine Fenstereinheit 5 auf. Die Fenstereinheit 5 ist dabei in einer Ausgestaltung ein Teil der Befestigungseinheit 4, über welche das Messgerät an dem Behälter oder Rohr befestigt ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Fenstereinheit 5 ein Bestandteil der Sensoreinheit 3 an sich. In einer weiteren Ausgestaltung kann auch in beiden Einheiten, das heißt in der Sensoreinheit 3 und in der Befestigungseinheit 4, jeweils eine Fenstereinheit 5 vorhanden sein. Über diese Fenstereinheit ist somit das Einbringen eines Referenzsignals möglich, ohne dass das erfindungsgemäße Messgerät aus dem Behälter 2 und somit aus dem Prozess entnommen werden muss. Das erfindungsgemäße Messgerät erlaubt somit sehr einfach eine Kalibrationsmessung.Thus, the measuring device according to the invention is characterized in that, when installed, it is a measurement by means of a reference sensor 6 allowed. For this purpose, the measuring device according to the invention has at least one window unit 5 on. The window unit 5 is in one embodiment, a part of the fastening unit 4 , via which the meter is attached to the container or pipe. In a further embodiment, the window unit 5 a component of the sensor unit 3 per se. In a further embodiment can also in both units, that is, in the sensor unit 3 and in the fastening unit 4 , one window unit each 5 to be available. The introduction of a reference signal is thus possible via this window unit without the measuring device according to the invention being removed from the container 2 and thus has to be taken out of the process. The measuring device according to the invention thus very simply allows a calibration measurement.

11
Mediummedium
22
Behältercontainer
33
Sensoreinheitsensor unit
44
Befestigungseinheitfixing unit
55
Fenstereinheitwindow unit
66
Referenzsensorreference sensor

Claims (10)

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fenstereinheit (5) vorgesehen ist.Device for determining and / or monitoring at least one process variable, characterized in that at least one window unit ( 5 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit (5) die Bestimmung der Prozessgröße mittels eines Referenzsensors (6) erlaubt.Device according to claim 1, characterized in that the window unit ( 5 ) is designed such that the window unit ( 5 ) the determination of the process variable by means of a reference sensor ( 6 ) allowed. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sensoreinheit (3) zur Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße vorgesehen ist, und dass mindestens eine Befestigungseinheit (4) zur Befestigung der Sensoreinheit (3) vorgesehen ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one sensor unit ( 3 ) is provided for determining and / or monitoring the process variable, and that at least one fastening unit ( 4 ) for mounting the sensor unit ( 3 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit (5) die Bestimmung der Prozessgröße mittels des Referenzsensors (6) derartig erlaubt, dass im Wesentlichen eine Messung der Prozessgröße durch die Sensoreinheit (3) unbeeinflusst ist.Device according to claim 3, characterized in that the window unit ( 5 ) is designed such that the window unit ( 5 ) the determination of the process variable by means of the reference sensor ( 6 ) such that essentially a measurement of the process variable by the sensor unit ( 3 ) is unaffected. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) zumindest teilweise in der Sensoreinheit (3) und/oder in der Befestigungseinheit (4) angeordnet ist.Device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the window unit ( 5 ) at least partially in the sensor unit ( 3 ) and / or in the fastening unit ( 4 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (3) mindestens eine Antenne aufweist.Device according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the sensor unit ( 3 ) has at least one antenna. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) transparent für Laserlicht ist.Device according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that the window unit ( 5 ) is transparent to laser light. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand eines Mediums (1) in einem Behälter (2) handelt.Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that it is the process variable to the level of a medium ( 1 ) in a container ( 2 ). Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (3) derartig ausgestaltet ist, dass die Sensoreinheit (3) die Prozessgröße mittels des Laufzeitverfahrens bestimmt und/oder überwacht.Device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the sensor unit ( 3 ) is configured such that the sensor unit ( 3 ) determines and / or monitors the process variable by means of the transit time method. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) zumindest im Bereich der Befestigungseinheit (4) Sensoreinheit (3) zumindest dicht gegenüber dem Medium (1) ist.Device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the window unit ( 5 ) at least in the area of the fastening unit ( 4 ) Sensor unit ( 3 ) at least close to the medium ( 1 ).
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