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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung einer
ordnungsgemäßen Funktion
eines Füllstandmessgeräts, welches
dazu ausgebildet ist ein Signal auszusenden, daraufhin das von einem
Objekt reflektierte Signal zu empfangen und auf Basis des ausgesandten
und empfangnen Signals eine Laufzeit des Signals zu ermitteln, wobei
anhand der ermittelten Laufzeit durch das Füllstandmessgerät eine Abstandsbestimmung
zu dem Objekt erfolgt.
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Eine
derartige Laufzeitmessung ist ein Verfahren zur indirekten Entfernungsmessung
durch Messung jener Zeit, die ein Schall- oder Funksignal für ein Durchlaufen
einer Messstrecke benötigt.
Im Falle einer Füllstandsmessung
ist die Messstrecke der doppelte Abstand zwischen einem Referenzpunkt
des Senders, der eine Position des Senders festlegt, und der Oberfläche des
Füllgutes.
Das Nutzechosignal, also das an der Oberfläche reflektierte Signal, und
dessen Laufzeit werden bevorzugt anhand eines Reflektionsprofils
bestimmt. Das Reflektionsprofil bzw. die Echokurve gibt in analoger
oder digitalisierter Form die Amplituden des reflektierten Signals
als Funktion des Abstandes vom Sender wieder. Auf diese Weise kann
der Abstand des Füllgutes
ermittelt werden. Der Füllstand
selbst ergibt sich letztendlich aus der Differenz zwischen dem bekannten
Abstand des Referenzpunktes des Senders zu dem Boden des Behälters und
dem durch die Messung bekannten Abstand der Oberfläche des
Füllgutes
zu dem Referenzpunkt des Senders. Ein derartiges Füllstandsmessgerät ist beispielsweise
ein Radar-Messumformer oder ein Ultraschall-Messumformer.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Sicherstellen der ordnungsgemäßen Funktion
eines Füllstandmessgeräts zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1, d. h. durch ein Verfahren zur Überprüfung einer ordnungsgemäßen Funktion
eines Füllstandmessgeräts, welches
dazu ausgebildet ist ein Signal auszusenden, daraufhin das von einem
Objekt reflektierte Signal zu empfangen und auf Basis des ausgesandten
und empfangnen Signals eine Laufzeit des Signals zu ermitteln, wobei
anhand der ermittelten Laufzeit durch das Füllstandmessgerät eine Abstandsbestimmung
zu dem Objekt erfolgt, wobei die Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts folgende
Verfahrenschritte umfasst:
- – in einem Ermittlungsschritt
wird ein Reflektionsprofil des empfangenen Signals ermittelt,
- – in
einem Bestimmungsschritt wird mindestens eine Kenngröße des Reflektionsprofils
bestimmt,
- – bei
einem Kenngrößenvergleich
wird die bestimmte Kenngröße mit einer
zugehörigen
Referenzgröße des Füllstandmessgeräts verglichen,
- – in
einem Ausgabeschritt wird eine Warnmeldung ausgegeben, sofern die
Kenngröße über ein
vorbestimmtes Maß von
der Referenzgröße abweicht.
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Ferner
wird diese Aufgabe gelöst
durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch
12, d. h. durch ein Füllstandmessgerät welches
dazu ausgebildet ist, ein Signal auszusenden, daraufhin das von
einem Objekt reflektierte Signal zu empfangen und auf Basis des
ausgesandten und empfangnen Signals eine Laufzeit des Signals zu
ermitteln und anhand der ermittelten Laufzeit einen Abstand zu dem
Objekt zu bestimmen, wobei das Füllstandmessgerät zur Überprüfung einer
ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts dazu ausgebildet
ist ein Reflektionsprofil des empfangenen Signals zu ermitteln,
mindestens eine Kenngröße des Reflektionsprofils
zu bestimmen, die bestimmte Kenngröße mit einer zugehörigen Referenzgröße des Füllstandmessgeräts zu vergleichen
und eine Warnmeldung auszugeben, sofern die Kenngröße über ein
vorbestimmtes Maß von
der Referenzgröße abweicht.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen 2 bis 11
und 13 bis 15 definiert.
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Das
Reflektionsprofil ist hierbei insbesondere ein Echoprofil des ausgesandten
Signals. Dadurch, dass das Füllstandmessgerät das Reflektionsprofil
ermittelt, kann neben einer Ermittlung der Signallaufzeit und somit
einer Ermittlung eines Abstandes eines Füllgutes zu dem Füllstandmessgerät eine weitere
Analyse des Reflektionsprofils erfolgen. Bei dieser Analyse wird
mindestens eine Kenngröße des Reflektionsprofils
bestimmt und mit einer zugerhörigen
Referenzgröße, welche
vorzugsweise im Füllstandsmessgerät hinterlegt
ist, verglichen. Die Kenngröße kann
lediglich eine Parametergröße aber
auch eine Kombination mehrerer Parametergrößen untereinander sein. Die
Auswahl der jeweiligen Kenngröße erfolgt
vorzugsweise in Abhängig
des verwendeten Füllstandsmessgerätes und
letztendlich der Einbaubedingung. Es ist aber auch denkbar, dass
die zu ermittelnde Kenngröße von einem
Endanwender vorgebbar ist.
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Anhand
des Vergleichs der Referenzgröße mit der
Kenngröße kann
eine Bewertung des Signals des Füllstandmessgeräts erfolgen.
Die jeweiligen Informationen, welche durch den Vergleich mindestens
einer Kenngröße mit der
jeweiligen Referenzgröße gewonnen
werden, werden vorzugsweise in dem Füllstandsmessgerät hinterlegt.
Anhand des Vergleichs kann somit ein sich anbahnender Defekt des
Füllstandmessgeräts, eine
erforderlich Wartung, ein verschmutzter Sensorkopf, eine falsche
Montage, etc. erkannt werden. Damit beispielsweise der Endanwender über eine
vorliegende Abweichung der Kenngröße von der Referenzgröße über ein
vorbestimmtes Maß informiert
wird, gibt das Füllstandsmessgerät eine Warnmeldung
aus. Anhand dieser Warnmeldung kann vorzugsweise der Endanwender
direkt oder eine weiterverarbeitende Einheit erkennen welcher „Fehler” vorliegt.
Vorzugsweise enthält
die Warnmeldung eine Information über die Abweichung sowie weitere
Informationen über
den vorliegenden Defekt. Derartige Informationen können beispielsweise Anweisungen
zur Behebung des Defekts sein. Das vorbestimmte Maß bezüglich der
Abweichung der Kenngröße zu der
Referenzgröße kann
vorzugsweise seitens des Endanwenders eingestellt werden. Ferner
ist es aber auch denkbar, dass das vorbestimmte Maß bereits
während
der Fertigung des Füllstandmessgeräts oder während seiner
Kalibrierung festgelegt wird. Selbiges gilt für die Bestimmung der Referenzgröße.
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Der
Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass das Füllstandsmessgerät eine Selbstdiagnose
durchführt
und anhand des Vergleichs der Referenzgröße mit der ermittelten Kenngröße eine
Abschätzung
hinsichtlich der ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandsmessgeräts ermittelt
werden kann. Hinsichtlich des Füllstandsmessgeräts können eintretende
Ausfälle
bereits im Voraus erkannt, durch die Warnmeldung signalisiert und
letztendlich von einem Anwender behoben werden. Es kann beispielsweise
eine erforderliche Wartung frühzeitig
angezeigt und letztendlich durchgeführt werden, eine falsche Montage,
z. B. eine falsche Ausrichtung einer Antenne, erkannt werden, eine
Verschmutzung eines Sensorkopfes erkannt und letztendlich durch die
Ausgabe der Warnmeldung vermieden werden, nachträglich im Signalkegel montierte
Elemente erkannt und durch Ausgabe der Warnmeldung dem Endanwender
angezeigt werden, etc.. Anhand des beschriebenen Verfahrens kann
somit die ordnungsgemäße Funktion
des Füllstandsmessgerätes optimal überprüft und sofern
erforderlich durch Ausgabe der Warnmeldung angezeigt werden. Ein
ordnungsgemäßer erwünschter
Betrieb des Füllstandsmessgeräts kann
sichergestellt und somit garantiert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Ermittlung des Reflektionsprofils während eines
Installationsprozesses des Füllstandmessgeräts oder
während
eines laufenden Prozesses des Füllstandmessgeräts.
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Erfolgt
die Ermittlung des Reflektionsprofils während des Installationsprozesses,
so kann bereits während
der Installation die ordnungsgemäße Anordnung
und somit Funktion des Füllstandmessgeräts kontrolliert werden.
Der Kenngrößenvergleich ermittelter
Kenngrößen mit
zugehörigen
Referenzgrößen wird
während
der Installation durchgeführt.
Dem Endanwender wird je nach Ergebnis des Kenngrößenvergleichs angezeigt ob eine
ordnungsgemäße Funktion
vorliegt oder, sofern eine Warnmeldung vorliegt, dass keine ordnungsgemäße Funktion
des Füllstandmessgeräts vorliegt.
Bei der Ermittlung des Reflektionsprofils während des laufenden Betriebs
wird die ordnungsgemäße Funktion
des Füllstandmessgeräts während dem
Betrieb geprüft.
Insbesondere eine unerwünschte
Verschmutzung, ein zu langer Stutzen des Füllstandmessgerätes oder
störende nachträglich eingebaute
Gegenstände
im Signalkegel können
erkannt und somit behoben werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die Kenngröße
- – eine
statistische Auswertung eines Mittelwerts, eines Extremwerts, einer
Standardabweichung oder eines Moments höherer Ordnung eines Amplitudenverlaufs
des Reflektionsprofils,
- – eine
statistische Auswertung eines Frequenzspektrums des Reflektionsprofils,
- – eine
Auswertung einer Amplitude eines Frequenzspektrums des Reflektionsprofils
zu einer vorgegebenen Frequenz,
- – eine
Auswertung einer Frequenz eines Frequenzspektrums des Reflektionsprofils,
- – eine
Auswertung einzelner Abschnitte eines Amplitudenverlaufs des Reflektionsprofils,
- – eine
Auswertung des Reflektionsprofils hinsichtlich seiner Geometrie,
oder
- – eine
Cepstrum-Analyse eines Frequenzspektrums des Reflektionsprofils,
oder
- – eine
Kombination zweier oder mehrerer dieser Größen.
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Die
zu ermittelnde Kenngröße kann
eine dieser Größen oder
eine Kombination zweier oder mehrerer dieser Größen sein. Für den Kenngrößenvergleich
liegt je nach verwendeter Kenngröße eine
zugehörige
Referenzgröße vor.
Im Folgenden werden einzelne Kenngrößen und die daraus zu ermittelnde
Erkenntnisse näher
beschrieben.
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Ist
die Kenngröße die statistische
Auswertung des Mittewerts des Amplitudenverlaufs des Reflektionsprofils,
so bildet der Mittelwert ein Maß für die gesamte
reflektierte und durch die Antenne empfange Energie. Wird die Antenne
nun beispielsweise durch Verschmutzung verschlossen, so steigt der
Mittelwert des Reflektionsprofils sehr stark an. Durch einen Abgleich
dieser Kenngröße mit einer
Referenzgröße kann
insbesondere ein Verschmutzen der Antenne erkannt werden.
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Ist
die Kenngröße die statistische
Auswertung des Extremwerts des Amplitudenverlaufs des Reflektionsprofils,
so lässt
sich in dem Extremwert des Reflektionsprofils die Bandbreite der
Amplitude des Echoprofils ablesen. Bei einem Verschluss der Antenne
bzw. bei einer Montage der Antenne in einem zu langen Stutzen würde der
Minimalwert des Reflektionsprofils gegenüber einem herkömmlichen
Minimalwert ansteigen.
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Bei
der statistischen Auswertung der Standardabweichung des Amplitudenverlaufs
des Reflektionsprofils, lassen sich insbesondere starke Änderungen
um den Mittelwert erkennen. Enthält
das Reflektionsprofil zum Beispiel starke Oszillationen, so steigt
der Effektivwert bzw. die Standardabweichung an.
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Treten
im Amplitudenverlauf des Reflektionsprofils Oszillationen auf, so
werden sich diese als lokaler oder globaler Extremwert im Frequenzspektrum
zeigen. Durch die statistische Auswertung des Frequenzspektrums
des Reflektionsprofils können
hierbei aufschlussreiche Erkenntnisse gewonnen werden. Oszillationen im
Reflektionsprofil rufen einzelne Peaks im Frequenzspektrum hervor.
Beispielsweise treten bei bestimmten Stutzenlängen/-durchmessern Oszillationen
mit charakteristischen Frequenzen auf, wobei die zugehörige Amplitude
dieser Frequenzen/dieses Frequenzbandes ansteigt. Durch die gezielte
Auswertung einzelner Frequenzen können somit nähere Erkenntnisse
gewonnen werden.
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Ebenso
können
durch eine Auswertung einzelner Abschnitte des Amplitudenverlaufes
des Reflektionsprofils nähere
Informationen zu dem Füllstandsmessgerät gewonnen
werden. Insbesondere eine Auswertung eines Abschnittes am Anfang
oder am Ende des Amplitudeverlaufes liefert nähere Informationen. Eine verstärkte Reflektion
direkt an der Antenne, z. B. durch eine Verschmutzung oder durch
einen zu langen Stutzen, führt
zu einer Anhebung der Amplituden am Anfang des Reflektionsprofils.
Bei einer Auswertung eines Abschnittes am Ende des Amplitudeverlaufes
würde beispielsweise
eine verstärkte
Reflektion z. B. durch einen zu langen Stutzen das Reflektionsprofil
nicht so stark bis zum Ende abfallen lassen. Der Mittelwert dieses Abschnittes
am Ende des Reflektionsprofils würde
dann im Fehlerfall ansteigen.
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Wird
die Kennzahl durch die Auswertung des Reflektionsprofils hinsichtlich
seiner Geometrie gebildet so bedeutet dies zum Bespiel, dass die
Steigung bzw. der Abfall einer Ausgleichsgerade berechnet wird.
Im Fehlerfall, z. B. durch einen zu langen Stutzen, würde die
Steigung der Geraden kleiner werden. Eine weitere Möglichkeit
ist die Berechnung der Krümmung
des Reflektionsprofils. Im Normalzustand wird das Reflektionsprofil
am Anfang sehr stark abfallen, um dann bis zum Ende eines Messbereiches
konstant niedrig zu bleiben. Dabei tritt eine sehr starke Krümmung des
Reflektionsprofils im Übergangsbereich
vom Abfall am Anfang zum „Plateau” auf. Im
Fehlerfall, z. B. durch einen zu langen Stutzen, wäre die Krümmung im Übergang
weniger stark ausgebildet.
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Über die
cepstrale Analyse (Fouriertransformation, Logarithmierung des Spektrums,
inverse Fouriertransformation) lässt
sich die Grundfrequenz ermitteln und die spektralen Anteile des
Frequenzspektrums, die allein und in vielfachen von einer Grundfrequenz
auftreten, können
ermittelt werden.
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Fehlinstallationen,
z. B. bei einer zu großen
Stutzenlänge,
durch Mehrfachreflektionen, falsche Antennenanpassung, Übersteuerung
eines Empfangs-Mixers, rufen solche Oszillationen des Echoprofils
hervor.
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Anhand
der unterschiedlichen Kennzahlen kann somit eine qualitative Abschätzung hinsichtlich
der ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts erfolgen.
Ungewöhnliche
Abweichungen können
durch den Vergleich der entsprechenden Kennzahl mit der jeweiligen
Referenzgröße erkannt
und bei vorliegen einer unerwünschte
Abweichung über
das vorbestimmte Maß durch
die Warnmeldung ausgegeben werden. Dieser Warnmeldung signalisiert
somit ein Vorliegen einer unsachgemäßen Funktion des Füllstandmessgeräts. Ein Endanwender
kann somit bei Vorliegen einer Warnmeldung reagieren und für eine ordnungsgemäße Funktion des
Füllstandmessgeräts sorgen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
die Referenzgröße im Füllstandmessgerät oder in
einer dezentralen Peripherie hinterlegt.
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Das
Hinterlegen der Referenzgröße bzw.
der entsprechenden Referenzgrößen kann
während
einer Fertigung der jeweiligen Geräte aber auch während einer
Parametrierung der Geräte
erfolgen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt
der Kenngrößenvergleich
im Füllstandmessgerät oder in
einer dezentralen Peripherie.
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Durch
den Kenngrößenvergleich
in der dezentralen Peripherie wird der Rechenaufwand in dem Füllstandsmessgerät entlastet.
Der Ressourcenbedarf des Füllstandmessgeräts wird
somit geschont.
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Dagegen
wird durch den Kenngrößenvergleich
direkt in dem Füllstandsmessgerät dem Endanwender eine
Einheit angeboten, welche ohne Zusatzmodule eine derartige Analyse
durchführt
und somit den optimalen Betrieb überwacht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
die Referenzgröße während einer Fertigung
des Füllstandmessgeräts oder
während
einer Kalibrierung des Füllstandmessgeräts ermittelt.
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Auf
diese Weise kann sichergestellt werden, dass die jeweilige Referenzgröße einen
optimalen Betrieb des Füllstandsmessgerätes abbildet.
Eine verfälschte
Referenzgröße kann
auf diese Weise vermieden werden. Das Festlegen der Referenzgröße ist je
nach eingesetztem Füllstandsmessgerät gerätespezifisch
oder hinsichtlich der gesamten Produktfamilie gleich.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
das vorbestimmte Maß der
jeweiligen Referenzgröße von einem
Benutzer vorgegeben.
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Das
vorbestimmte Maß kann
somit direkt von dem Benutzer bestimmt werden. Hierbei ist es beispielsweise
denkbar, dass der Benutzer anhand eines Prozentsatzes einen Schwellwert
bezüglich
der Referenzgröße angibt,
welcher letztendlich bei einer Über-
bzw. Unterschreitung die Ausgabe einer Warnmeldung herbeiführt. Der
Vorteil der direkten Eingabe durch den Benutzer besteht insbesondere
darin, dass der Benutzer auf die vorliegenden Bedingungen optimal
eingehen kann, da je nach Anwendungsfall der Toleranzbereich des Füllstandmessgeräts unterschiedlich
sein kann und somit eine Abweichung der Kenngröße von der zugehörigen Referenzgröße unterschiedlich
zu beurteilen ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
mit der Warnmeldung eine Empfehlung zur Fehlerbehebung ausgegeben.
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Da
durch den Kenngrößenvergleich
bekannt ist, welche Kenngröße von der
Referenzgröße abweicht können potentielle
Fehlerquellen bestimmt werden. Anhand dieser Fehlerquellen können einem
Endanwender bereits eine Auswahl möglicher Fehler angegeben werden.
Fehldiagnose können
somit vermieden werden. Dem Endanwender kann somit eine Liste von
möglichen
Fehlerquellen ausgegeben werden, welche er letztendlich kontrollieren
kann. Eine lästige
Fehlersuche wird auf diese Weise vermieden und Fachpersonal kann eingespart
werden. Des Weiteren können
hierdurch Ausfallzeiten reduziert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
die Warnmeldung am Füllstandmessgerät oder in
einer dezentralen Peripherie ausgegeben.
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Somit
kann sichergestellt werden, dass ein Endanwender über einen
fehlerhaften Betrieb bzw. über eine
anfallende Wartung informiert wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt
die Überprüfung der
ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts durch
das Füllstandmessgerät oder durch
eine dezentrale Peripherie.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
das Füllstandmessgerät ein Ultraschall-Messumformer
oder Radar-Messumformer.
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Die
jeweiligen Referenzgrößen sowie
sofern vorhanden die jeweiligen Empfehlungen hinsichtlich der Fehlerbehebung
sind je nach eingesetztem Füllstandsmessgerät gerätespezifisch,
können
aber auch hinsichtlich der gesamten Produktfamilie gleich sein.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltung der Erfindung anhand
der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Abbildung von Schritten zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion eines
Füllstandmessgeräts,
-
2 eine
schematische Abbildung von Schritten eines Füllstandmessgeräts, welche
eine Überprüfung einer ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts beinhaltet,
und
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3 ein
Reflektionsprofil eines Radar-Messumformers unter verschiedenen
Einbaubedingungen.
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1 zeigt
eine schematische Abbildung von Schritten zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion
eines Füllstandmessgeräts. Mithilfe
dieser Schritte kann anhand eines Reflektionsprofils des Füllstandsmessgeräts eine
qualitative Bewertung der Funktion des Füllstandmessgerätes erfolgen.
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Zunächst wird
in einem Ermittlungsschritt (15) ein Reflektionsprofil
des empfangenen Signals ermittelt. Dieses Reflektionsprofil wird
ebenso zur Berechnung der Signallaufzeit verwendet. Es ist aber
auch denkbar, dass die Ermittlung des Reflektionsprofils speziell
zur Überprüfung der
ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts erfolgt.
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Daraufhin
erfolgt ein Bestimmungsschritt (16) in welchem mindestens
eine Kenngröße des Reflektionsprofils
bestimmt wird. Hierbei wird/werden die jeweilige Kenngröße/-n in
Abhängigkeit
des vorliegenden Reflektionsprofils, einer Voreinstellung seitens
des Herstellers bzw. Benutzers oder in Abhängigkeit eines ausgewählten Profils
des Füllstandmessgerätes bestimmt
und anhand des Reflektionsprofils ermittelt. Das Profil des Füllstandmessgerätes gibt
unterschiedliche Szenarien des Füllstandsmessgeräts wieder,
wobei je nach Szenario bereits die szenariorelevanten Kenngrößen für die Bestimmung
ausgewählt
sind.
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Nach
der Bestimmung der Kenngröße erfolgt
ein Kenngrößenvergleich
(17) der bestimmten Kenngröße mit einer zugehörigen Referenzgröße des Füllstandmessgeräts. Diese
zugehörige
Referenzgröße ist bereits
im Füllstandsmessgerät hinterlegt
und spiegelt den optimalen Betrieb des Füllstandsmessgerätes wieder. Für jede mögliche Kenngrößenvariante
ist im Füllstandsmessgerät eine zugehörige Referenzgröße hinterlegt.
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Durch
den Kenngrößenvergleich
(17) kann erkannt werden ob die ermittelte Kenngröße über ein
vorbestimmtes Maß von
der Referenzgröße abweicht.
Ist dies der Fall, so erfolgt ein Ausgabeschritt (18),
bei welchem eine Warnmeldung ausgegeben wird. Dank dieser Warnmeldung
kann ein Endanwender erkennen, dass keine ordnungsgemäße Funktion
vorliegt. Die Warnmeldung erfolgt hierbei optisch. Liegt keine Abweichung vor,
so wird keine Warnmeldung ausgegeben.
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2 zeigt
eine schematische Abbildung von Schritten 1 bis 7 eines
Füllstandmessgeräts, welche eine Überprüfung einer
ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts beinhaltet.
Hierbei sind anhand eines Flussdiagrams im groben die einzelnen
Schritte 1 bis 7 des Füllstandmessgerätes von
der Fertigung über
die Überprüfung der
ordnungsgemäßen Funktion
bis zur Ausgabe einer Warnmeldung visualisiert.
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In
einem ersten Schritt 1 wird zunächst ein Füllstandsmessgerät gefertigt
und mit den jeweiligen Referenzgrößen, mit einem vorbestimmten
Maß, sowie
mit Informationen bezüglich
einer Abweichung gegenüber der
jeweiligen Referenzgröße versehen.
Die jeweiligen Referenzgrößen sind
derart bemessen, dass sie die ordnungsgemäße Funktion des Füllstandmessgerätes widerspiegeln.
Das vorbestimmte Maß gibt
den Schwellwert der jeweiligen Referenzgröße wieder, ab welcher eine
Warnmeldung ausgegeben wird. Die Informationen bezüglich der
Abweichung gegenüber
der jeweiligen Referenzgröße enthalten
nähere
Angaben zu dem potentiell vorliegenden Fehler sowie Angaben für einen
Endanwender, was letztendlich geprüft werden soll.
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In
einem zweiten Schritt 2 wird das Füllstandsmessgerät von einem
Endanwender angebracht. Hierbei muss der Endanwender das Füllstandsmessgerät derart
anbringen, dass ein ordnungsgemäßer Betrieb
gewährleistet
werden kann. Da der zweite Schritt 2 viel Erfahrung bedarf,
erfolgt oft eine unsachgemäße Installation
eines Füllstandsmessgeräts. Es können sich
beispielsweise störende
Objekte im Signalkegel des Füllstandmessgeräts befinden
oder das Füllstandsmessgerät ist falsch
Ausgerichtet, so dass keine ordnungsgemäße Funktion des Füllstandmessgeräts gegeben
ist. Nun kann entweder ein dritter Schritt 3 oder ein vierter Schritt 4 eintreten.
Im dritten Schritt 3 erfolgt eine gezielte Analyse der
Ordnungsgemäßen Funktion
während der
Installation. Im vierten Schritt 4 hingegen erfolgt eine
Analyse der ordnungsgemäßen Funktion
während des
laufenden Betriebs.
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Im
dritten Schritt 3 wird während der Installation gezielt
ein Kenngrößenvergleich
und somit eine Analyse der ordnungsgemäßen Funktion durchgeführt. Ein
Signal wird von dem Füllstandsmessgerät ausgesandt und
ein Reflektionsprofil ermittelt.
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Im
vierten Schritt 4 hingegen erfolgt die Analyse der ordnungsgemäßen Funktion
während
des laufenden Betriebs. Das Reflektionsprofil, welches zur Ermittlung
der Entfernung des Füllgutes
zum Füllstandsmessgerät ermittelt
wird, wird ferner hinsichtlich der Bestimmung der ordnungsgemäßen Funktion
des Füllstandmessgeräts analysiert.
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Sowohl
unter dem dritten Schritt 3 als auch unter dem vierten
Schritt 4 kann der Endanwender die zu untersuchenden Kenngrößen auswählen, als
auch die Referenzgröße sowie
das vorbestimmte Maß bestimmen.
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Im
fünften
Schritt 5 wird anhand des vorliegenden Reflektionsprofils
mindestens eine Kenngröße bestimmt.
Die jeweilige Kenngröße ist hierbei
eine charakterisierende Größe des Reflektionsprofils.
Anhand dieser Kenngröße können Rückschlüsse zu dem
Füllstandsmessgerät bzw. zur
Qualität
des ausgesandten Signals gewonnen werden.
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Im
sechsten Schritt 6 wird die ermittelte Kenngröße mit der
zugehörigen
Referenzgröße des Füllstandmessgerätes verglichen.
Bei der Ermittlung mehrerer Kenngrößen werden die jeweiligen Kenngrößen mit
den entsprechend zugehörigen
Referenzgrößen verglichen.
Weicht die jeweilige Kenngröße nicht über ein
vorbestimmtes Maß von
der Referenzgröße ab so
liegt eine ordnungsgemäße Funktion
des Füllstandmessgerätes vor.
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Weicht
die ermittelte Kenngröße jedoch
von der jeweiligen Referenzgröße über ein
vorbestimmtes Maß ab,
so wird in einem siebten Schritt 7 eine Warnmeldung ausgegeben.
Diese Warnmeldung enthält
Informationen über
die jeweilige Abweichung und zeigt dem Endanwender an, welcher Fehler
vorliegt und mit welchen Mitteln er den Fehler beheben kann, so
dass eine ordnungsgemäße Funktion
des Füllstandsmessgeräts vorliegt.
Durch die näheren
Informationen hinsichtlich des vorliegenden Fehlers kann der Endanwender
umgehend reagieren, ohne aufwendig nach einen mögliche Fehler suchen zu müssen. Stillstandszeiten
können hierdurch
vermieden werden.
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Durch
denn Kenngrößenvergleich
kann somit eine ordnungsgemäße Funktion
des Füllstandsmessgerätes kontrolliert
und sichergestellt werden.
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3 zeigt
ein Reflektionsprofil eines Radar-Messumformers unter verschiedenen
Einbaubedingungen. Die Einbaubedingungen des Radar-Messumformers
unterscheiden sich hierbei lediglich hinsichtlich der Stutzenlänge des
Radar-Messumformers. Die Zuordnung der Stutzenlänge des Radar-Messumformers
zu der abgebildeten Messkurve des Reflektionsprofils kann folgender
Tabelle entnommen werden:
| Stutzenlänge 0 mm | Messkurve
(9) |
| Stutzenlänge 50 mm | Messkurve
(8) |
| Stutzenlänge 100
mm | Messkurve
(14) |
| Stutzenlänge 150
mm | Messkurve
(13) |
| Stutzenlänge 200
mm | Messkurve
(11) |
| Stutzenlänge 250
mm | Messkurve
(10) |
| Stutzenlänge 350
mm | Messkurve
(12) |
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Hierbei
ist ersichtlich, dass je nach verwendetem Stutzen des Radar-Messumformers
ein charakterisierendes Reflektionsprofil ermittelt wird. Anhand
des Reflektionsprofils können
somit beispielsweise Rückschlüsse hinsichtlich
eines verwendeten Stutzens des Radar-Messumformers gewonnen werden.
