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Die Erfindung bezieht sich auf eine Testeinrichtung zur Überprüfung der Genauigkeit von mindestens einem Füllstandmessgerät, wobei eine Computereinheit bereitgestellt wird, die dazu dient, die von mindestens einem Füllstandmessgerät vorgenommene Distanzmessung mit einer Referenzmessung zu vergleichen, die von einem Anzeigegerät vorgenommen wird, wobei die besagte Distanzmessung und die besagte Referenzmessung in der Testeinrichtung bezogen auf eine bewegliche Zieloberfläche vorgenommen werden, die dazu dient, einen Füllstand zu simulieren.
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Im Bereich der Prozessautomatisierung ist die Möglichkeit, den Füllstand eines Materials in einem Behälter (so z. B. Wasser oder Öl) präzise messen zu können, in vielen Fällen von entscheidender Bedeutung. In der pharmazeutischen oder in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie müssen für die Reaktionsprozesse exakte Flüssigkeitsmengen präzise bestimmt werden. Eine präzise Bestimmung der in Behältern vorhandenen Materialmengen ist auch für den eichpflichtigen Verkehr in z. B. der Öl- und Gasindustrie erforderlich, wo monetäre Transaktionen auf der exakten Materialmenge basieren, die den Besitzer wechseln soll.
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Um sicherzustellen, dass Füllstandmessgeräte den Füllstand präzise messen, bieten Organisationen wie z. B. die OIML (ORGANISATION INTERNATIONALE DE MÉTROLOGIE LÉGALE) Zertifikate für solche Messgeräte an, die bestimmte Kriterien erfüllen. Um ein derartiges Zertifikat zu erhalten, ist es oftmals erforderlich, die Füllstandmessgeräte Tests zu unterziehen, um ihre Genauigkeit nachzuweisen. Solche Tests werden häufig in so genannten Kalibrieranlagen durchgeführt. Dabei handelt es sich um große, geschlossene Räume (z. B. in einem Gebäude), in denen der Füllstand eines Materials simuliert und anschließend mithilfe der Füllstandmessgeräte gemessen wird.
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Bei der Überprüfung der Messgenauigkeit von Füllstandmessgeräten stellen sich zahlreiche Herausforderungen. So muss beispielsweise ein Mittel bereitgestellt werden, um eine Referenzmessung des simulierten Materialfüllstands vornehmen zu können, mit der dann die von den Füllstandmessgeräten ermittelten Messergebnisse verglichen werden können. Daneben sind weitere Aspekte zu berücksichtigen, wie z. B. Temperatur und Schwingungsdämpfung in der Testumgebung, sodass zusätzliche Störquellen, die die Referenzmessung beeinflussen könnten, gesteuert werden können. Eine weitere Herausforderung stellt sich bei der Simulation eines Füllstands für hohe Distanzen, so z. B. von 0 bis 40 m. Die Bereitstellung eines Behälters mit solchen Abmessungen, der mit einem Material befällt und entleert werden kann, wäre angesichts der erforderlichen Materialmenge, des für Befüllen und Entleeren des Behälters erforderlichen Zeitaufwands und angesichts des Energiebedarfs für diese Vorgänge – um nur einige zu nennen – unpraktisch.
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In der Publikation
"SMARTLINE non-contact Radar Calibration procedure Description V1" (vom 14. Dez. 2009, veröffentlicht von Honeywell Process Solutions, 512 Virginia Drive, Fort Washington, PA 19034, 4 Seiten, zum Download unter www.honeywellprocess.com) werden zwei Kalibrieranlagen zum Testen von berührungslosen Radarfüllstandmessgeräten beschrieben. Darin werden eine vertikale Anlage für Standardkalibrierungen und eine horizontale Anlage für spezifische Kalibrierungen beschrieben. Die vertikale Anlage verfügt über zwei feste Ziele, deren unveränderliche Distanzen mithilfe eines Magnetlineals bestimmt werden. Die horizontale Anlage verfügt über ein bewegliches Ziel, dessen Distanz ebenfalls mithilfe eines Magnetlineals abgelesen wird. Das Magnetlineal der horizontalen Anlage wird mit einem Laserinterferometer kalibriert. Diese Publikation beschreibt das Setzen eines Bezugspunktes, bei dem es sich um einen Referenzpunkt handelt. Am unteren Flansch des berührungslosen Radarmessgerätes werden Distanzmessungen bezogen auf diesen Referenzpunkt vorgenommen.
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Ziel der Erfindung ist, eine Testmethode und eine Testeinrichtung bereitzustellen, wobei die Testmethode genutzt werden kann, um die Messgenauigkeit mindestens eines Füllstandmessgerätes mit einem hohen Grad an Präzision zu überprüfen.
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Im Hinblick auf die Testeinrichtung wird das Ziel der Erfindung mithilfe einer Testeinrichtung zur Überprüfung der Messgenauigkeit von mindestens einem Füllstandmessgerät erreicht, wobei eine Computereinheit bereitgestellt wird, die dazu dient, eine von mindestens einem Füllstandmessgerät vorgenommene Distanzmessung mit einer Referenzmessung zu vergleichen, die von einem Anzeigegerät durchgeführt wird. Besagte Distanzmessung und besagte Referenzmessung werden beide in der Testeinrichtung vorgenommen und zwar bezogen eine bewegliche Zieloberfläche, die dazu dient, einen Füllstand zu simulieren. Dabei stellt die bewegliche Zieloberfläche die Oberfläche eines Materials in einem Behälter in der Testeinrichtung dar. Des Weiteren wird ein Positioniermechanismus bereitgestellt, mit dem der Behälter, der das Material enthält, positioniert und so ein Füllstand simuliert wird. Bei dem Anzeigegerät handelt es sich um eine Laser Tracker, der ein Laser-Distanzmesssignal an einen Reflektor auf dem Schwimmer übertragt und von diesem empfängt, wobei sich der genannte Schwimmer auf der Oberfläche des Materials befindet, dessen Distanz von mindestens einem Füllstandmessgerät gemessen werden soll. Der genannte Schwimmer wird dabei in einem definierten räumlichen Verhältnis zur Materialoberfläche positioniert.
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Bei dem Laser Tracker kann es sich beispielsweise um einen FARO Laser Tracker handeln, wie er von dem Unternehmen FARO Technologies 2014 angeboten wird. Durch Verwendung eines Laser Trackers dieser Art können Referenzmessungen des simulierten Füllstands mit einem hohen Grad an Genauigkeit – z. B. 0,015 mm oder in einigen Fällen sogar bis zu 0,001 mm – vorgenommen werden. Der Behälter kann horizontale Abmessungen wie z. B. 0,5 × 2 m und eine Tiefe von z. B. 0,5 m haben. Bedenkt man die Kosten, die mit dem Befüllen eines z. B. 40 m tiefen Tanks einhergehen, dann ist ein Behälter mit diesen geringeren Abmessungen deutlich von Vorteil. Bei dem Material, mit dem der Tank gefüllt wird, handelt es sich in den meisten Fällen um Öl oder Wasser. Es wäre auch möglich, den Tank mit einem feinkörnigen Material zu füllen, solange der Schwimmer eine definierte Position auf der Materialoberfläche beibehalten kann. Diese Position kann durch die Materialeigenschaften des Materials im Behälter und des Schwimmers sowie durch die Form des Schwimmers beeinflusst werden.
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Bei mindestens einem Füllstandmessgerät kann es sich z. B. um ein Tankmesssystem handeln, das auf dem Prinzip der Verdrängungsmessung basiert, wobei ein kleiner Verdränger präzise mithilfe eines Servomotors in dem flüssigen Medium positioniert wird. Der Verdränger hängt an einem Messdraht, der auf einer mit feinen Rillen versehenen Messtrommel im Inneren des Messgerätes aufgewickelt ist. Die Messtrommel wird über Kopplungsmagnete angetrieben, die durch das Trommelgehäuse vollständig voneinander getrennt sind. Die äußeren Magnete sind mit der Messtrommel verbunden, die inneren Magnete mit dem Antriebsmotor. Während sich die Magnete drehen, veranlasst die magnetische Anziehungskraft, dass sich die äußeren Magnete mitdrehen, sodass die gesamte Trommelbaugruppe rotiert. Durch das Gewicht des Verdrängers am Draht wirkt ein Drehmoment auf den äußeren Magneten, wodurch es zu einer Änderung des magnetischen Flusses kommt. Diese zwischen den Komponenten der Messtrommel wirkenden Änderungen werden von einem speziellen elektromagnetischen Messwandler am inneren Magneten erfasst. Der Antriebsmotor wird so angesteuert, dass die durch die Änderungen des magnetischen Flusses erzeugte Spannung an die durch den Betätigungsbefehl vorgegebene Spannung angeglichen wird. Wenn sich der Verdränger absenkt und auf der Flüssigkeit aufsetzt, wird das Verdrängergewicht durch die Auftriebskraft der Flüssigkeit vermindert. Dadurch ändert sich das Drehmoment in der Magnetkupplung: Diese Änderung wird von Gruppen von Hall-Detektor-Chips gemessen, die temperaturunabhängig sein können. Das Signal, das die Position des Verdrängers anzeigt, wird an die Motorsteuerung übertragen. Sobald der Flüssigkeitsstand steigt und fällt, wird die Verdrängerposition vom Antriebsmotor nachgeführt. Die Drehung der Messtrommel wird genau ausgewertet, um den Füllstandswert bis auf +/–0,7 mm genau zu ermitteln. Der Füllstandswert kann dann an die Computereinheit ausgegeben werden, um mit einem vom Anzeigegerät generierten Füllstandswert verglichen zu werden. Die Computereinheit kann die vom Anzeigegerät und/oder mindestens einem Füllstandmessgerät generierten Daten speichern und/oder manipulieren. Das Ergebnis des Vergleichs kann an eine Benutzeroberfläche ausgegeben und/oder in einer Datenbank gespeichert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Testeinrichtung so konstruiert, dass eine Außenwand der Testeinrichtung mindestens teilweise einen Raum umschließt, dessen vertikale Höhe mindestens so groß ist wie der spezifizierte, zu testende Messbereich des besagten Messgerätes, und so, dass die Testeinrichtung in der Höhe mindestens zur Hälfte unterirdisch untergebracht ist. Indem die Testeinrichtung zumindest teilweise unterirdisch untergebracht wird, kann geothermische Energie genutzt werden, um die Temperatur der Testeinrichtung zu steuern. Darüber hinaus können Störeffekte wie z. B. Schwingungen effektiv durch die Erdkruste gedämpft werden, sodass eine stabile Testumgebung bereitgestellt werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich in dem durch die Außenwand umschlossenen Raum eine erste Trennwand. Besagte erste Trennwand dient dazu, den ersten Raum innerhalb des geschlossenen Raums thermisch zu isolieren, wobei sich in dem besagten ersten Raum die Winde und der Behälter befinden. Aus einer Reihe von Gründen ist die Regelung der Temperatur in dem Raum, in dem das Füllstandmessgerät getestet wird, entscheidend. Die Genauigkeit des Laser Trackers ist weniger abhängig von Temperaturänderungen als z. B. ein Magnetlineal oder ein Maßband, deren Genauigkeit durch die thermische Expansion entlang ihrer Messstrecken beeinträchtigt werden kann. Allerdings können bestimmte elektronische Komponenten eines Laser Trackers sowie die Übertragungseigenschaften des Mediums, das das Lasersignal in der Testeinrichtung überträgt – hierbei handelt es sich typischerweise um Luft –, weiterhin durch Temperaturänderungen beeinflusst werden. Im Allgemeinen kann jede Komponente der Testeinrichtung durch die Auswirkungen der Wärmeausdehnung beeinflusst werden, sodass die Temperaturregelung eine wichtige Rolle bei der Durchführung von zuverlässigen Genauigkeitstests spielt. Die erste Trennwand dient dazu, solche Temperaturänderungen zu verhindern.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befindet sich in dem ersten Raum, der von der ersten Trennwand umschlossen wird, eine zweite Trennwand. Besagte zweite Trennwand dient dazu, den zweiten Raum innerhalb des ersten Raums thermisch zu isolieren, wobei sich in dem besagten zweiten Raum die Winde und der Behälter befinden. Auf diese Weise kann eine dritte thermische Schutzschicht für den Bereich bereitgestellt werden, in dem die Genauigkeitstests vorgenommen werden, sodass die Temperatur dieses Raums stabil bleibt.
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In einer Weiterentwicklung der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Trennwand mit einem ersten Luftkanal ausgestattet, wobei der besagte erste Luftkanal von der ersten Trennwand von einem Punkt in der Nähe der Oberseite der Testeinrichtung zu einem Punkt an der ersten Trennwand in der Nähe des Bodens der Testeinrichtung verläuft. Dabei dient der besagte erste Luftkanal dazu, Luft von der Oberseite zum Boden des ersten Raums und umgekehrt zu leiten. Insbesondere Testeinrichtungen mit einer vertikalen Höhe von 40 m oder mehr können über den Messbereich ein Temperaturgefälle entwickeln. In Testeinrichtungen, die zum großen Teil unterirdisch angelegt sind, kann das geothermische Temperaturgefälle wirksam werden. In Testeinrichtungen, die sich zumindest teilweise überirdisch befinden, kann die – im Allgemeinen jahreszeitabhängige – Umgebungstemperatur außerhalb der Testeinrichtung die Entwicklung eines Temperaturgefälles im Inneren der Testeinrichtung beeinflussen. Um die Auswirkungen solcher Temperaturänderungen über die Höhe des Messbereichs zu mildern, ist es von Vorteil, mindestens einen Luftkanal vorzusehen, der Luft entweder von der Oberseite bis zum Boden der Testeinrichtung und/oder vom Boden bis zur Oberseite der Testeinrichtung leiten kann.
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In einer anderen Weiterentwicklung der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Trennwand mit einem zweiten Luftkanal ausgestattet, wobei der besagte zweite Luftkanal an der zweiten Trennwand von einem Punkt in der Nähe der Oberseite der Testeinrichtung bis zu einem Punkt an der zweiten Trennwand in der Nähe des Bodens der Testeinrichtung verläuft. Dabei dient der besagte zweite Luftkanal dazu, Luft von der Oberseite zum Boden des zweiten Raums und umgekehrt zu leiten. Die Temperaturen und/oder Temperaturgefälle der Luft, die sich im ersten, aber außerhalb des zweiten Raums befindet, und der Luft innerhalb des zweiten Raums können sich voneinander unterscheiden, sodass es von Vorteil ist, zwei Bahnen für die Luftzirkulation vorzusehen – eine für den ersten und eine für den zweiten Raum. Auf diese Weise lässt sich eine bessere Kontrolle über die Temperatur in den beiden Räumen erreichen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mindestens eine Klimaanlage im ersten und/oder im zweiten Raum bereitgestellt. Durch eine zusätzliche künstliche Temperaturregelung in Form einer Klimaanlage steht ein zusätzliches Mittel zur Temperaturregelung in dem Raum bereit, in dem das Füllstandmessgerät den Genauigkeitstests unterzogen wird. Bei der Klimaanlage im Sinne der Erfindung kann es sich um ein Gerät handeln, das eine vorgegebene Luftmenge heizt und/oder kühlt.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung dienen dieser besagte erste Raum und der besagte erste Luftkanal zur Luftzirkulation von der Oberseite zum Boden des ersten Raums oder vom Boden zur Oberseite des ersten Raums. Da die Umgebungstemperatur außerhalb der Testeinrichtung wetter- und/oder jahreszeitabhängig sein kann, kann die Richtung, in der die Luft zirkuliert, nach Bedarf angepasst werden. Wenn im Sommer z. B. aufgrund der unterirdischen geothermischen Energie die Umgebungstemperatur außerhalb der Testeinrichtung höher als die Temperatur im Inneren der Testeinrichtung ist, kann von der Oberseite der Testeinrichtung Luft, die die äußere Umgebungstemperatur annimmt, zum Boden der Testeinrichtung geleitet werden. Im Winter, wenn die geothermische Energie Temperaturen innerhalb der Testeinrichtung verursacht, die höher als die Umgebungstemperatur außerhalb der Testeinrichtung sind, kann durch die Luftzirkulation erreicht werden, dass die wärmere Luft am Boden der Testeinrichtung zur Oberseite geleitet wird.
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In einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung dienen dieser besagte zweite Raum und der besagte zweite Luftkanal zur Luftzirkulation von der Oberseite zum Boden des zweiten Raums oder vom Boden zur Oberseite des zweiten Raums. Wie schon die erste Trennwand und der erste Luftkanal so bilden auch die zweite Trennwand und der zweite Luftkanal eine Bahn zur Luftzirkulation, in der die Luft in beide Richtungen geleitet kann. Vorteilhafterweise kann die Bahn zur Luftzirkulation, die durch den ersten Raum gebildet wird, vollständig von der Bahn zur Luftzirkulation, die durch den zweiten Raum gebildet wird, getrennt werden, sodass die beiden Luftzirkulationsbahnen die Luft in entgegengesetzte Richtungen leiten. So kann der erste Raum z. B. genutzt werden, um die Luft von der Oberseite zum Boden der Testeinrichtung zu leiten, während der zweite Raum genutzt werden kann, um Luft vom Boden zur Oberseite der Testeinrichtung zu leiten. Auf diese Weise kann in der Testeinrichtung eine bemerkenswert stabile Temperatur entlang der gesamte vertikalen Höhe erreicht werden.
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Das Ziel der Erfindung im Hinblick auf die Methode wird durch eine Methode zum Testen der Messgenauigkeit eines Füllstandmessgerätes erreicht, bei der eine der Ausgestaltungen der Testeinrichtung zum Einsatz kommt,
wobei diese durch folgenden Schritt gekennzeichnet ist:
Setzen einer Bezugsfläche oder eines Bezugspunktes und einer Bezugsachse für die Referenzmessungen des Anzeigegerätes, wobei die Bezugsfläche oder der Bezugspunkt und die Bezugsachse gesetzt werden, wenn sich der Reflektor weit genug vom Anzeigegerät entfernt befindet, sodass das Ausmaß eines eventuell durch eine horizontale Abweichung in der Position des Bezugspunktes und/oder der Bezugsachse hervorgerufenen Fehlers in der Referenzmessung der vertikalen Distanz des Bezugspunktes und/oder der Bezugsfläche so gering ist, dass der Fehler keinen Einfluss auf die Fähigkeit des Anzeigegerätes hat, eine Referenzmessgenauigkeit mit einem Fehler zu erreichen, der kleiner als der Zielfehler ist. In Fällen, in denen es sich bei dem Anzeigegerät um einen Laser Tracker handelt, der die Distanz zum Reflektor bestimmt, wobei der besagte Reflektor auf einem Schwimmer auf der Materialoberfläche angebracht ist, kann bei der Bestimmung der vertikalen Distanz eines Bezugspunktes und/oder einer Bezugsfläche ein Fehler auftreten und zwar aufgrund von horizontalen Abweichungen in der Position des Reflektors auf dem Schwimmer oder aufgrund von Abweichungen in der horizontalen Position des Schwimmers zur Oberfläche des Materials. Durch Setzen des Bezugspunktes und/oder der Bezugsfläche und -achse wenn sich Schwimmer und Reflektor in der Nähe des Bodens der Testeinrichtung befinden, kann der Einfluss dieser horizontalen Positionsabweichungen auf die Bestimmung der vertikalen Distanz reduziert werden. Wenn z. B. bekannt ist, dass die Position des Schwimmers um +/–20 mm in horizontaler Richtung auf der Materialoberfläche im Behälter variiert, dann kann der Fehler, der in der vertikalen Bestimmung der Distanz hervorgerufen wird, bis zu 8 mm betragen, wenn sich der Schwimmer tatsächlich vertikal in einem Abstand von 20 mm getrennt zum Anzeigegerät befindet. Wenn der Bezugspunkt allerdings gesetzt wird, während sich der Schwimmer in einem vertikalen Abstand von mehr als 40 m zum Anzeigegerät befindet, dann beträgt der Fehler, der aufgrund einer horizontalen Abweichung in der Schwimmerposition hervorgerufen wurde, nur 0,0050 mm. Wenn der Zielfehler des Anzeigegerätes spezifiziert ist, z. B. bei 0,1 mm, dann kann der Fehler, der durch Setzen des Bezugspunktes hervorgerufen wurde, durch Setzen des Bezugspunktes bei einer vertikalen Distanz, bei der der Fehler vernachlässigbar wird (so wie beispielsweise am Boden der Testeinrichtung) belanglos gemacht werden.
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Diese Methode zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass ein zu messender Füllstand simuliert wird, indem der Behälter, der das Füllmaterial enthält, mithilfe der Winde positioniert wird.
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Die Methode zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass der simulierte Füllstand mithilfe einer Referenzmessung angezeigt wird. Die Referenzmessung kann durch ein Anzeigegerät vorgenommen werden, wobei die Referenzmessung vorzugsweise mithilfe eines Laser Trackers vorgenommen wird, der als Anzeigegerät dient.
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Die Methode zeichnet sich des Weiteren durch die Luftzirkulation in der Testeinrichtung und/oder die Aufbereitung der Luft in der Testeinrichtung aus, um die Temperatur des Bereichs, in dem das Füllstandmessgerät getestet werden soll, auf eine Temperatur zu erwärmen oder zu kühlen, die dem festgelegten optimalen Arbeitsbereich der Testeinrichtung und/oder insbesondere des Laser Trackers entspricht.
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Die Methode zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass der simulierte Füllstand mit einem Füllstandmessgerät gemessen wird, dessen Genauigkeit nachgewiesen werden soll.
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Die Methode zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass das Ergebnis der mit dem Füllstandmessgerät vorgenommenen Füllstandmessung mit dem angezeigten und vom Anzeigegerät bestimmten Füllstand verglichen wird, um so die Genauigkeit der Füllstandmessung zu bestimmen, die mit dem Füllstandmessgerät vorgenommen wurde. Um diese Messungen miteinander zu vergleichen wird eine Computereinheit bereitgestellt, die die vom Anzeigegerät und/oder mindestens einem Füllstandmessgerät generierten Daten speichern und/oder manipulieren kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden genauer beschrieben, wobei auf folgende Abbildungen verwiesen wird. Sie zeigen:
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: eine beispielhafte schematische Darstellung einer Testeinrichtung
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: eine schematische Darstellung mit Richtungspfeilen, die die Luftzirkulation in einer Testeinrichtung anzeigen und
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, b: zwei verschiedene Möglichkeiten, eine Bezugsfläche und eine Bezugsachse für ein Anzeigegerät in einer Testeinrichtung festzulegen.
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: zeigt eine beispielhafte schematische Darstellung der Testeinrichtung 1. Die Konstruktion der Testeinrichtung 1 ist zum Teil über- und zum Teil unterirdisch untergebracht, wobei Bodenhöhe 2 durch eine gepunktete Linie angezeigt wird. Wie dargestellt, umschließt die Testeinrichtung einen Raum 3, in dem die Genauigkeit von mindestens einem Füllstandmessgerät 4 nachgewiesen werden kann. Im mittleren Bereich 5 der Testeinrichtung 1 wird eine Winde 6 durch eine Spule 7 und einen Draht 8 dargestellt, der an einem Behälter 9 angebracht ist, der zwischen der Oberseite 16 und Boden 10 der Testeinrichtung 1 positioniert ist. Der Behälter 9 ist vorzugsweise mit einem flüssigen Material 18 gefüllt, das normalerweise von dem Füllstandmessgerät 4 in einem Behälter in z. B. einer industriellen Anlage gemessen wird.
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Ein Anzeigegerät 11 ist dargestellt, bei dem es sich vorzugsweise um einen Laser Tracker 11 handelt. Der Laser Tracker 11 sendet ein Lasersignal an einen Reflektor 21, der auf einem Schwimmer 20 sitzt, wobei sich der Schwimmer auf der Oberfläche 19 des Materials 18 im Behälter 9 befindet. Das reflektierte Lasersignal kehrt zum Laser Tracker 11 zurück, und die Distanz zur Oberfläche 19 des Materials 18 kann mit einer Präzision angezeigt werden, die höher als die gewünschte Präzision des Füllstandmessgerätes 4 ist.
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zeigt außerdem eine erste Trennwand 12, die einen ersten Raum 13 umschließt, der sich innerhalb des von der Testeinrichtung 1 umschlossenen Raums 3 befindet. Ebenso wird eine zweite Trennwand 14 gezeigt, die einen zweiten Raum 15 innerhalb des ersten Raums umschließt. Die Funktion der Wände 12 und 14 und der geschlossenen Räume 13 und 15 wird nachfolgend in Zusammenhang mit noch genauer beschrieben.
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enthält eine schematische Darstellung mit Richtungspfeilen A1, A2, B1, B2, die die Luftzirkulation in einer Testeinrichtung 1 anzeigen. Eine erste Trennwand 12 umschließt einen ersten Raum 13, und eine zweite Trennwand 14 innerhalb des durch die erste Trennwand 12 gebildeten Raums 13 umschließt einen zweiten Raum 15, der sich so innerhalb des ersten Raums 13 befindet. Um über die gesamte Höhe der Testeinrichtung 1 eine konstante Temperatur beizubehalten, kann Luft zirkulieren und zwar entsprechend den durch die Pfeile A1, A2 dargestellten Bahnen. B1, B2. Eine erste Zirkulationsbahn für die erste Trennwand 12 wird durch eine erste Gruppe von durchgezogenen Pfeilen A1 dargestellt. Hier umfasst die Bahn ein Mittel, vorzugsweise einen Luftkanal, um die Luft von der Oberseite 16 des ersten von der Testeinrichtung 1 umschlossenen Raums 13 zum Boden 10 des ersten Raums 13 zu leiten. Entsprechend bewegt sich die Luft im ersten Raum 13 nach oben, sodass ein geschlossener Luftkreislauf gebildet wird. Eine Gruppe von gestrichelten Pfeilen B1 zeigt einen Luftkreislauf, der die Luft im ersten Raum 13 in die entgegengesetzte Richtung zirkulieren lässt.
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Vorteilhafterweise kann ein Mittel wie z. B. ein Lüfter eingesetzt werden, um die Luft in Bewegung zu versetzen, damit sie nach Bedarf jeweils in die Richtung zirkuliert, die zur Beibehaltung einer konstanten Temperatur erforderlich ist. Eine maximal zulässige Temperaturabweichung innerhalb des ersten Raums 13 kann vorgegeben werden. So schreiben die Anforderungen für einige Zertifikate z. B. eine maximale Temperaturänderung von +/–1,5 Grad Celsius über die Höhe des Messbereichs vor.
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zeigt eine zweite Trennwand 14, die einen zweiten Raum 15 innerhalb des ersten Raums 13 umschließt. Eine zweite Gruppe durchgezogener Pfeile A2 stellt eine erste Luftzirkulationsbahn für die zweite Trennwand 14 und den zweiten Raum 15 dar. Eine zweite Gruppe von gestrichelten Pfeilen B2 stellt eine zweite Luftzirkulationsbahn durch den zweiten Raum 15 dar, wobei die Luft hier in die entgegengesetzte Richtung strömt. Die Luftzirkulationsbahnen, die durch die erste und zweite Gruppe von durchgezogenen und gestrichelten Pfeilen A1, A2, B1 und B2 dargestellt werden, können entsprechend einem vorgegebenen Luftzirkulationsschema verwendet und/oder auf angepasste Weise genutzt werden, z. B. entsprechend den Befehlen des Bedieners der Einrichtung oder – in einem anderen Beispiel – als Reaktion auf einen Impuls von Sensoren wie z. B. Temperatur- oder Feuchtesensoren.
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Die Trennwände 12, 14 dienen ganz allgemein dazu, den Wärmestrom in die und aus den Räumen 13, 15, die sie jeweils umschließen, zu verhindern. Die Luftzirkulationsbahnen dienen allgemein dazu, die Luft in der Testeinrichtung 1 zu mischen und so die Entwicklung eines Temperaturgefälles in Einrichtung 1 zu verhindern. Vorteilhafterweise kann die Luft und/oder thermische Energie zwischen dem ersten Raum 13 und dem zweiten Raum 15 durch z. B. Entlüftungsöffnungen, die geregelt geöffnet oder geschlossen werden können, ausgetauscht werden. Die in Testeinrichtung 1 implementierte Luftzirkulation kann auch auf der Grundlage der Temperaturen bestimmt werden, die außerhalb der Testeinrichtung 1 vorherrschen.
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und zeigen zwei verschiedene Möglichkeiten, um eine Bezugsfläche D1 und eine Bezugsachse D2 für ein Anzeigegerät 11 in einer Testeinrichtung 1 festzulegen. In wird die Bezugsfläche D1 auf eine erste Distanz d1 zum Anzeigegerät 11 festgelegt. In wird die Bezugsfläche D1 auf eine zweite Distanz d2 zum Anzeigegerät 11 festgelegt, wobei die erste Distanz d1 kleiner als die zweite Distanz d2 ist. Wenn es sich bei dem Anzeigegerät 11 um einen Laser Tracker handelt, kann ein Fehler in die Gesamtgenauigkeit der Referenzmessung des Anzeigegerätes 11 hervorgerufen werden, wenn eine horizontale Abweichung in der Position des Reflektors besteht, der auf einem Schwimmer auf der Materialoberfläche in Behälter 9 sitzt. Je näher sich die Bezugsoberfläche D1 zum Anzeigegerät 11 befindet, um so größer kann der Fehler sein, der durch diese horizontalen Abweichungen hervorgerufen werden kann. Dies zeigt sich, wenn man die beiden in den und dargestellten Möglichkeiten miteinander vergleicht. Der Fehler besteht hier im Längenunterschied zwischen den diagonal verlaufenden Messleitungen 17 und den vertikalen Messleitungen 18, die zwischen den jeweiligen Anzeigegeräten 11 und Bezugsoberflächen D1 verlaufen. Bei einer vorgegebenen maximal möglichen horizontalen Abweichung in der Reflektorposition nimmt die maximal mögliche Abweichung zwischen den Längen der diagonalen und vertikalen Messleitungen mit zunehmender Distanz vom Anzeigegerät ab, weshalb ein am Boden 10 der Testeinrichtung 1 festgelegter Bezugspunkt für den Laser Tracker 11 den kleinsten möglichen Fehler aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Testeinrichtung
- 2
- Bodenhöhe
- 3
- Durch Testeinrichtung umschlossener Raum
- 4
- Füllstandmessgerät
- 5
- mittlerer Bereich der Testeinrichtung
- 6
- Positioniermechanismus/Winde
- 7
- Spule der Winde
- 8
- Draht der Winde
- 9
- Behälter
- 10
- Boden der Testeinrichtung
- 11
- Anzeigegerät/Laser Tracker
- 12
- erste Trennwand
- 13
- erster Raum
- 14
- zweite Trennwand
- 15
- zweiter Raum
- 16
- Oberseite der Testeinrichtung
- 17
- Außenwand der Testeinrichtung
- 18
- Material
- 19
- bewegliche Zieloberfläche/Materialoberfläche
- 20
- Schwimmer
- 21
- Reflektor
- 22
- erster Luftkanal
- 23
- zweiter Luftkanal
- 24
- Computer
- A1/A2
- erste Zirkulationsbahn für die erste/zweite Trennwand
- B1/B2
- zweite Zirkulationsbahn für die erste/zweite Trennwand
- D1/D2
- Bezugsfläche/Bezugsachse
- d1/d2
- erste/zweite Distanz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”SMARTLINE non-contact Radar Calibration procedure Description V1” (vom 14. Dez. 2009, veröffentlicht von Honeywell Process Solutions, 512 Virginia Drive, Fort Washington, PA 19034, 4 Seiten, zum Download unter www.honeywellprocess.com) [0005]
