DE102016207652A1 - Vibration level switch with integrated position sensor - Google Patents

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    • G01F23/2967—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vibrationsgrenzstandschalter mit einem integrierten Lagesensor, der die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters erfassen kann. Eine Auswerteeinheit bestimmt daraus einen Resonanzfrequenzschaltwert, der für verschiedene Einbaulagen unterschiedliche Werte annehmen kann. Durch die Anpassung des Resonanzfrequenzschaltwertes an die Einbaulage kann dafür gesorgt werden, dass der Vibrationsgrenzstandschalter immer dann schaltet, wenn Füllmedium einen bestimmten, relativ zum Schalter konstanten Schaltpunkt erreicht hat, der unabhängig von dessen Einbaulage ist.The invention relates to a vibration limit switch with an integrated position sensor, which can detect the installation position of the vibration limit switch. An evaluation unit determines therefrom a resonance frequency switching value which can assume different values for different mounting positions. By adapting the resonant frequency switching value to the installation position, it can be ensured that the vibrating level switch always switches when filling medium has reached a specific switching point which is constant relative to the switch and is independent of its installation position.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft die Grenzstandmessung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Vibrationsgrenzstandschalter mit einem integrierten Lagesensor, ein Verfahren zum Bestimmen eines Grenzstandes eines Füllgutes in einem Behälter durch einen Vibrationsgrenzstandschalter, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.The invention relates to the level measurement. In particular, the invention relates to a vibration limit switch with an integrated position sensor, a method for determining a limit level of a filling material in a container by a vibration level limit switch, a program element and a computer-readable medium.

Hintergrundbackground

In bestimmten Anwendungen ist es wichtig, Grenzstände zu erfassen, um beispielsweise ein Überlaufen oder Leerlaufen des Behälters, in dem ein Füllgut gespeichert ist, zu vermeiden. Beispiele, für die die Erfassung einer vordefinierten Füllhöhe vorteilhaft ist, sind Prozesstanks, Lagertanks, Silos oder Rohrleitungen in der Prozessindustrie.In certain applications, it is important to detect threshold levels, for example, to avoid overflowing or emptying of the container in which a product is stored. Examples for which the determination of a predefined fill level is advantageous are process tanks, storage tanks, silos or pipelines in the process industry.

Hierfür können Vibrationsgrenzstandschalter, die auch als Grenzschalter, Grenzstandmelder oder Grenzstandmessgerät bezeichnet werden können, verwendet werden. Derartige Vorrichtungen können in unterschiedlichsten Flüssigkeiten eingesetzt werden.For this purpose, vibrating level switches, which can also be referred to as limit switches, level detectors or level measuring device, can be used. Such devices can be used in a wide variety of liquids.

Vibrationsgrenzstandschalter für Flüssigkeiten arbeiten nach dem Prinzip der Resonanzfrequenzverschiebung. Der Vibrationsgrenzstandschalter schwingt je nach Bedeckungszustand und Füllmedium mit einer anderen Resonanzfrequenz und Amplitude. Um den Schaltpunkt des Vibrationsgrenzstandschalters auf das Medium anzupassen, wird ein Vibrationsgrenzstandschalter durch geeignete Parametrierung auf das zu messende Medium, und insbesondere seine Dichte, eingestellt.Vibration level switches for liquids work on the principle of resonance frequency shift. The vibrating level switch vibrates at a different resonant frequency and amplitude depending on the condition of coverage and filling medium. In order to adapt the switching point of the vibrating level switch to the medium, a vibrating level switch is set by suitable parameterization of the medium to be measured, and in particular its density.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine möglichst genaue Grenzstandmessung bereitzustellen.It is an object of the invention to provide the most accurate level measurement possible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.This object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Vibrationsgrenzstandschalter mit einem integrierten Lagesensor. Der Vibrationsgrenzstandschalter weist einen Vibrationssensor zum Eintauchen in das Füllgut und zum Erfassen einer Resonanzfrequenz des Vibrationssensors auf.A first aspect of the invention relates to a vibration level switch with an integrated position sensor. The vibration threshold switch has a vibration sensor for immersion in the contents and for detecting a resonance frequency of the vibration sensor.

Darüber hinaus ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, sowie ein Lagesensor, welcher der Erfassung der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters beispielsweise in einem Behälter dient. Die Auswerteeinheit ist zum Berechnen eines sog. Resonanzfrequenzschaltwertes in Abhängigkeit von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters ausgeführt.In addition, an evaluation unit is provided, as well as a position sensor, which serves to detect the installation position of the vibration limit switch, for example in a container. The evaluation unit is designed to calculate a so-called resonance frequency switching value as a function of the detected installation position of the vibration limit switch.

Darüber hinaus ist sie ausgeführt, ein Schaltsignal auszugeben, welches zum Ausdruck bringen soll, dass der Grenzstand erreicht ist. Das Schaltsignal wird dann ausgegeben, wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationssensors den Resonanzfrequenzschaltwert erreicht hat.In addition, it is designed to output a switching signal which is intended to express that the limit level has been reached. The switching signal is output when the resonance frequency of the vibration sensor has reached the resonance frequency switching value.

Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Vibrationsgrenzstandschalter automatisch in jeder beliebigen Einbauposition bzw. -lage am definierten Schaltpunkt schaltet.In this way it can be ensured that the vibration level switch switches automatically in any installation position or position at the defined switching point.

Die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters wird insbesondere durch seine Orientierung (also seinem Winkel zur Vertikalachse) definiert.The installation position of the vibration limit switch is defined in particular by its orientation (ie its angle to the vertical axis).

Bei dem Schaltpunkt handelt es sich um eine Position, welche relativ zum Grenzstandschalter unverändert ist, unabhängig von seiner Einbaulage. Erreicht das Medium diesen Punkt, gibt die Auswerteeinheit das Schaltsignal aus.The switching point is a position which is unchanged relative to the level switch, regardless of its installation position. If the medium reaches this point, the evaluation unit outputs the switching signal.

Würde die Auswerteeinheit bei der Berechnung des Resonanzfrequenzschaltwertes nicht die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters berücksichtigen, würde sich die Position des Schaltpunktes ändern, je nachdem, unter welchem Winkel der Vibrationsgrenzstandschalter installiert wird. In anderen Worten ist die Position des Schaltpunktes bei Flüssigkeiten von der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters abhängig, falls keine entsprechende Neuberechnung bzw. Korrektur des Resonanzfrequenzschaltwertes stattfindet.If the evaluation unit did not take into account the mounting position of the vibration limit switch when calculating the resonance frequency switching value, the position of the switching point would change depending on the angle at which the vibration limit switch is installed. In other words, the position of the switching point for liquids depends on the installation position of the vibration limit switch, if no corresponding recalculation or correction of the resonant frequency switching value takes place.

Dies kann dadurch erklärt werden, dass die Wirkfläche des Schwingelements (also des Vibrationssensors) im zu messenden Medium entscheidend für die Resonanzfrequenzverschiebung und die Amplitudenänderung des Messsignals ist. Ist bekannt, wie der Vibrationsgrenzstandschalter in seiner Einbaulage montiert ist, ist auch die resultierende Wirkfläche im Medium bekannt. Somit kann der Schaltpunkt automatisch daran angepasst werden. Durch diese Methode kann erreicht werden, dass der Vibrationsgrenzstandschalter unabhängig von seiner Einbaulage immer genau am definierten Schaltpunkt schaltet.This can be explained by the fact that the active surface of the vibrating element (ie of the vibration sensor) in the medium to be measured is decisive for the resonance frequency shift and the amplitude change of the measuring signal. If it is known how the vibrating level switch is mounted in its installed position, the resulting effective area in the medium is also known. Thus, the switching point can be adjusted automatically. By this method can be achieved that the vibration level switch always switched exactly at the defined switching point regardless of its installation position.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auswerteeinheit zum Berechnen des Resonanzfrequenzschaltwertes derart ausgeführt, dass der Schaltpunkt des Vibrationsgrenzstandschalters unabhängig von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters immer genau an derselben Stelle relativ zum Vibrationsgrenzstandschalter liegt.According to one embodiment of the invention, the evaluation unit for calculating the resonance frequency switching value is designed such that the switching point of the vibration limit switch independently of the detected installation position of the Vibration limit switch always located exactly at the same position relative to the vibration limit switch.

Somit wird der definierte Schaltpunkt unabhängig von der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters stets konstant gehalten.Thus, the defined switching point is always kept constant regardless of the installation position of the vibration limit switch.

Die entsprechende Korrekturvorschrift für den Resonanzfrequenzschaltwert kann beispielsweise mittels einer werkseitigen Eichmessung bestimmt werden und kann in einem Speicher des Messgeräts hinterlegt sein.The corresponding correction rule for the resonant frequency switching value can be determined for example by means of a factory calibration measurement and can be stored in a memory of the measuring device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entspricht der Resonanzfrequenzschaltwert einem Grundwert plus einem Korrekturwert. Der Grundwert entspricht hierbei einer vertikalen Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters. Ist der Grenzstandschalter vertikal in den Behälter eingebaut, ist der Korrekturwert 0. In zumindest einer anderen Einbaulage ist er hingegen ≠ 0.According to a further embodiment of the invention, the resonant frequency switching value corresponds to a basic value plus a correction value. The basic value corresponds to a vertical installation position of the vibration limit switch. If the level switch is installed vertically in the tank, the correction value is 0. In at least one other installation position, however, it is ≠ 0.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Korrekturwert für Einbaulagen zwischen 0 Grad zur Vertikalen und 60 Grad zur Vertikalen 0 beträgt, für Einbaulagen zwischen 60 Grad und 120 Grad zur Vertikalen mit ansteigendem Winkel ansteigt und/oder für Einbaulagen zwischen 120 Grad und 180 Grad zur Vertikalen konstant ist (jedoch ≠ 0).For example, it may be provided that the correction value for mounting positions between 0 degrees to the vertical and 60 degrees to the vertical is 0, increases for mounting positions between 60 degrees and 120 degrees to the vertical with increasing angle and / or installation positions between 120 degrees and 180 degrees to the vertical is constant (but ≠ 0).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung betreffen die von dem Lagesensor erfassten Informationen ausschließlich die Orientierung des Vibrationsgrenzstandschalters relativ zum Füllgut (Medium).According to a further embodiment of the invention, the information detected by the position sensor relates exclusively to the orientation of the vibration limit switch relative to the medium (medium).

Auch kann vorgesehen sein, dass die von dem Lagesensor erfassten Informationen sowohl die Orientierung des Vibrationsgrenzstandschalters relativ zum Füllgut als auch dessen Position im Behälter betreffen.It can also be provided that the information detected by the position sensor relate both to the orientation of the vibration limit switch relative to the product and its position in the container.

Die erfassten Informationen bezüglich der Position des Grenzstandschalters im Behälter können sich beispielsweise auf dessen Einbauhöhe beschränken, sind also eindimensional. Es können aber auch zwei- oder dreidimensionale Positionsinformationen gemessen werden, je nach Ausführung des Lagesensors. Kenntnis der Einbaulage kann dabei helfen, eine Verschmutzung des Sensors zu detektieren.The detected information regarding the position of the limit switch in the container can be limited, for example, to its installation height, so are one-dimensional. However, it is also possible to measure two-dimensional or three-dimensional position information, depending on the design of the position sensor. Knowing the installation position can help to detect contamination of the sensor.

So weist beispielsweise ein Messsignal, das von einem vertikal nach oben gerichteten und halb vom Füllgut bedeckten Vibrationssensor erfasst wird, andere Charakteristika, und insbseondere eine andere Resonanzfrequenz auf, als ein Messsignal, das von einem vertikal nach unten gerichteten, halb vom Füllgut bedeckten Vibrationssensor erfasst wurde. Allerdings ist es möglich, dass das Messsignal eines halbbedeckten, vertikal nach oben gerichteten Vibrationssensors ähnliche Charakteristika aufweist, wie das Messsignal eines unbedeckten jedoch verschmutzten, also mit Anhaftungen versehenen Vibrationssensors, welcher vertikal nach unten gerichtet ist.For example, a measurement signal detected by a vertical upward and half-fullaged vibration sensor has different characteristics, and in particular a different resonant frequency, than a measurement signal detected by a vertically downward, half-fullaged vibration sensor has been. However, it is possible that the measurement signal of a half-covered, vertically upward vibration sensor has similar characteristics as the measurement signal of an uncovered but contaminated, thus attached with vibration sensor, which is directed vertically downwards.

Allein aus den Informationen, ob der Vibrationssensor vertikal nach oben oder nach unten gerichtet ist, kann somit bei einer bestimmten Charakteristik des Messsignals auf eine halbe Bedeckung des Vibrationssensors durch das Füllgut oder auf eine Verschmutzung des Vibrationssensors geschlossen werden.Based solely on the information as to whether the vibration sensor is directed vertically upwards or downwards, a certain characteristic of the measurement signal can be used to cover half the coverage of the vibration sensor by the medium or contamination of the vibration sensor.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auswerteeinheit ausgeführt, ein Auswerten des Messsignals anhand der von dem Lagesensor erfassten Informationen zu beurteilen, ob das erfasste Messsignal auf ein Umgeben des Vibrationssensors mit Füllgut oder auf eine Verschmutzung des Vibrationssensors zurückzuführen ist. Um den Auswertealgorithmus zu vereinfachen, wird für diese Beurteilung die vom Lagesensor erfasste Lage des Grenzstandschalters herangezogen. Auf diese Weise können bestimmte Zustände von vornherein ausgeschlossen werden.According to one embodiment of the invention, the evaluation unit is designed to evaluate an evaluation of the measurement signal based on the information detected by the position sensor, whether the detected measurement signal is due to surrounding the vibration sensor with contents or contamination of the vibration sensor. In order to simplify the evaluation algorithm, the position of the limit switch detected by the position sensor is used for this assessment. In this way certain states can be excluded from the outset.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Lagesensor ausgeführt, die Informationen über die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters in dem Behälter bei Inbetriebnahme des Vibrationsgrenzstandschalters automatisch zu erfassen.According to a further embodiment of the invention, the position sensor is designed to automatically detect the information about the mounting position of the vibration limit switch in the container when the vibration limit switch is put into operation.

Somit kann sich der Benutzer darauf beschränken, den Grenzstandschalter in den Behälter einzubauen und anzuschalten. Eine komplizierte Parametrierung, die eine manuelle Eingabe der Position unter Ausrichtung des Grenzstandschalters erfordert, kann unterlassen werden. Hierdurch kann die Inbetriebnahme des Vibrationsgrenzstandschalters vereinfacht werden.Thus, the user can confine himself to install the level switch in the container and turn on. A complicated parameterization, which requires a manual input of the position under orientation of the limit switch, can be omitted. As a result, the commissioning of the vibration limit switch can be simplified.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Grenzstandes eines Füllgutes in einem Behälter durch einen Vibrationsgrenzstandschalter. Zunächst wird die Resonanzfrequenz des Vibrationsgrenzstandschalters erfasst. Davor, danach oder gleichzeitig hierzu wird die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters erfasst. Hierfür wird ein in dem Grenzstandschalter integrierter oder daran angebrachter Lagesensor verwendet. Danach erfolgt ein Berechnen oder Bestimmen eines Resonanzfrequenzschaltwertes in Abhängigkeit von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters. Beispielsweise kann der entsprechende Resonanzfrequenzschaltwert in einem Speicher des Messgeräts hinterlegt sein. Danach wird ein Schaltsignals ausgegeben, welches zum Ausdruck bringen soll, dass der Grenzstand erreicht oder unterschritten wurde. Die Ausgabe erfolgt genau dann, wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationssensors den an die Einbaulage des Messgeräts angepassten Resonanzfrequenzschaltwert erreicht hat.Another aspect of the invention relates to a method for determining a limit level of a filling material in a container by a vibration limit switch. First, the resonance frequency of the vibration limit switch is detected. Before, after or at the same time, the mounting position of the vibration limit switch is detected. For this purpose, an integrated in the level switch or attached thereto position sensor is used. Thereafter, a calculation or determination of a resonant frequency switching value takes place as a function of the detected installation position of the vibration threshold switch. For example, the corresponding resonance frequency switching value can be stored in a memory of the measuring device. Thereafter, a switching signal is output, which express should be that the limit level has been reached or fallen short of. The output occurs precisely when the resonant frequency of the vibration sensor has reached the resonant frequency switching value adapted to the installation position of the measuring device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor eines Vibrationsgrenzstandschalters ausgeführt wird, den Vibrationsgrenzstandschalter anleitet, die oben und im Folgenden beschriebenen Schritte durchzuführen.Another aspect of the invention relates to a program element that, when executed on a processor of a vibrating level switch, instructs the vibrating level switch to perform the steps described above and below.

Ein letzter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das oben beschriebene Programmelement gespeichert ist.A final aspect of the invention relates to a computer readable medium on which the program element described above is stored.

Das Programmelement kann beispielsweise Teil einer Software sein, die auf dem Prozessor des Vibrationsgrenzstandschalters gespeichert ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Programmelement die Erfindung bereits von Anfang an verwendet oder es kann sich um eine Aktualisierung (Update) handeln, die ein bereits bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.For example, the program element may be part of a software stored on the processor of the vibration limit switch. Furthermore, it can be provided that the program element already uses the invention from the very beginning, or it may be an update that causes an already existing program to use the invention.

Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.In the following, embodiments of the invention will be described with reference to the figures.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

1 zeigt einen Vibrationsgrenzstandschalter gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a vibration threshold switch according to an embodiment of the invention.

2 zeigt verschiedene Einbaulagen eines Vibrationsgrenzstandschalters. 2 shows different installation positions of a vibration limit switch.

3 zeigt die Abhängigkeit des Korrekturwertes für den Resonanzfrequenzschaltwert gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows the dependence of the correction value for the resonance frequency switching value according to an embodiment of the invention.

4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The illustrations in the figures are schematic and not to scale.

1 zeigt einen Vibrationsgrenzstandschalter 100 in Form einer sog. „Stimmgabel”. Der Vibrationsgrenzstandschalter kann aber auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine stabförmige. Maßgeblich ist, dass der zum Eintauchen in das Füllgut bestimmte Teil des Sensors 102 zum Vibrieren angeregt werden kann. 1 shows a vibration limit switch 100 in the form of a so-called "tuning fork". The vibration level switch can also have a different shape, such as a rod-shaped. The decisive factor is that the part of the sensor intended for immersion in the filling material 102 can be stimulated to vibrate.

Die Lage der Resonanzfrequenz des Vibrationssensors 102 und gegebenenfalls auch die Amplitude der Resonanzkurve ist hierbei abhängig davon, an welcher Stelle des Sensors und wie weit der Sensor in das Füllgut eintaucht.The location of the resonant frequency of the vibration sensor 102 and optionally also the amplitude of the resonance curve is dependent on where in the sensor and how far the sensor dips into the filling material.

Oberhalb des Vibrationssensors 102 befindet sich das Sensorgehäuse 110 mit der Auswerteeinheit 104 und dem Lagesensor 101. Die Auswerteeinheit 104 ist hierbei ausgeführt, die Resonanzfrequenz des Sensors 102 zu bestimmen und, wenn diese Resonanzfrequenz einen bestimmten Wert erreicht, der in diesem Zusammenhang als Resonanzfrequenzschaltwert bezeichnet werden kann, ein Schaltsignal ausgibt. Dieses Schaltsignal wird also bei einem bestimmten Füllstand oder Füllgutpegel ausgegeben und soll zum Ausdruck bringen, dass der vorbestimmte Grenzstand gerade erreicht bzw. unterschritten wurde.Above the vibration sensor 102 is the sensor housing 110 with the evaluation unit 104 and the position sensor 101 , The evaluation unit 104 is executed here, the resonant frequency of the sensor 102 and, when this resonant frequency reaches a certain value, which in this context may be referred to as a resonant frequency switching value, outputs a switching signal. This switching signal is thus output at a certain level or Füllgutpegel and is intended to express that the predetermined limit has just been reached or fallen below.

Der Vibrationsgrenzstandschalter 100 ist so programmiert, dass er immer genau dann das Schaltsignal ausgibt, wenn der konstante Schaltpunkt 105 vom Füllgut erreicht wird. Dies ist in der 2 gezeigt.The vibration limit switch 100 is programmed so that it always outputs the switching signal if and only if the constant switching point 105 is reached by the contents. This is in the 2 shown.

2 zeigt den oben beschriebenen Vibrationsgrenzstandschalter in fünf verschiedenen Einbaulagen, wobei der Schaltpunkt 105 immer auf demselben Niveau 106 liegt. Sobald das Füllmedium 103 den Pegel 106 erreicht hat, auf dessen Höhe der Schaltpunkt 105 liegt, wird das Schaltsignal ausgegeben. 2 shows the vibrating level switch described above in five different mounting positions, wherein the switching point 105 always at the same level 106 lies. Once the filling medium 103 the level 106 has reached, at the height of the switching point 105 is, the switching signal is output.

Da jedoch die Resonanzfrequenz des Vibrationsgrenzstandschalters für alle der fünf gezeigten Einbaulagen unterschiedlich sein kann, wenn der Pegelstand 106 erreicht ist, ist eine Korrektur des Resonanzfrequenzschaltwertes des Sensors erforderlich. Der entsprechende Korrekturwert hängt hierbei insbesondere von der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters ab. Ein Beispiel für diese Abhängigkeit ist in 3 gezeigt. Der im Vibrationsgrenzstandschalter integrierte Lagesensor liefert der Auswerteeinheit die Ausrichtung des Vibrationssensors 102 relativ zum Horizont bzw. zur Vertikalen. Diese Winkelangabe kann eindimensional, zweidimensional oder auch dreidimensional sein. So mag es hinsichtlich des Korrekturwertes durchaus einen Unterschied machen, wie der Sensor relativ zu einer Längsachse eingebaut ist, da dieser Winkel darüber entscheiden kann, ob beide Schenkel des Sensors gleichzeitig oder nacheinander in das Füllgut eintauchen. Durch diese Information wird in der Auswerteeinheit der Korrekturwert des Resonanzfrequenzschaltwertes, der durch die Einbaulage bedingt ist, bestimmt.However, since the resonant frequency of the vibrating level switch may be different for all of the five mounting positions shown when the level is 106 is reached, a correction of the resonant frequency switching value of the sensor is required. The corresponding correction value depends in particular on the installation position of the vibration limit switch. An example of this dependency is in 3 shown. The position sensor integrated in the vibration limit switch supplies the evaluation unit with the alignment of the vibration sensor 102 relative to the horizon or to the vertical. This angle can be one-dimensional, two-dimensional or even three-dimensional. Thus, it may well make a difference in terms of the correction value, as the sensor is installed relative to a longitudinal axis, since this angle can decide whether both legs of the sensor simultaneously or successively dive into the medium. By this information, the correction value of the resonant frequency switching value, which is caused by the installation position, is determined in the evaluation unit.

Der Korrekturwert, bei der es sich um eine Frequenzverschiebung handelt, ist bei einer symmetrischen Ausgestaltung des Vibrationsgrenzstandschalters im Regelfall symmetrisch zur Einbaulage relativ zur Vertikalen.The correction value, which is a frequency shift, is generally symmetrical with respect to the installation position relative to the vertical in the case of a symmetrical design of the vibration limit switch.

Wie aus 3 ersichtlich ist, findet in diesem Ausführungsbeispiel im Winkelbereich zwischen 0 bis 60 Grad zur Vertikalen keine Korrektur des Resonanzfrequenzschaltwertes statt. Im Bereich von 60 Grad bis 120 Grad zur Vertikalen findet eine kontinuierliche Korrektur statt, die mit steigendem Winkel beispielsweise linear ansteigt. Zwischen 120 Grad und 180 Grad ist der Korrekturwert konstant und beträgt im Beispiel der 3 15 Hz.How out 3 can be seen, takes place in this embodiment in the angular range between 0 to 60 degrees to the vertical no correction of the resonant frequency switching value. In the range of 60 degrees to 120 degrees to the vertical, a continuous correction takes place, which increases linearly with increasing angle, for example. Between 120 degrees and 180 degrees, the correction value is constant and in the example is the 3 15 Hz.

Je nach Ausgestaltung des Vibrationssensors können auch andere Korrekturwerte erforderlich sein, um dafür zu sorgen, dass sich die Position des Schaltpunktes nicht ändert. Wird die Frequenzverschiebung bedingt durch die Einbaulage nicht berücksichtigt, schaltet der Vibrationsgrenzstandschalter nicht immer am definierten Schaltpunkt. Bei einer negativen Frequenzverschiebung schaltet er zu früh (also bei geringerem Füllstand), bei einer positiven zu spät (also bei höherem Füllstand).Depending on the design of the vibration sensor, other correction values may also be required in order to ensure that the position of the switching point does not change. If the frequency shift is not taken into account due to the mounting position, the vibration level switch does not always switch at the defined switching point. With a negative frequency shift, it switches too early (ie with a lower level), with a positive one too late (ie with a higher level).

Die Korrekturkurve kann beispielsweise anhand einer Eichmessung, während der die Einbaulage des Sensors kontinuierlich verändert wird, indem der Sensor gedreht wird, beidseitig erfasst werden. Die sich daraus ergebenden Korrekturwerte für den Resonanzfrequenzschaltwert in Abhängigkeit von der Einbaulage können dann in der Auswerteeinheit hinterlegt werden.The correction curve can be detected on both sides, for example, by means of a calibration measurement, during which the installation position of the sensor is continuously changed by rotating the sensor. The resulting correction values for the resonant frequency switching value as a function of the installation position can then be stored in the evaluation unit.

4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Schritt 401 wird die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters erfasst. Diese beträgt beispielsweise 70 Grad zur Vertikalen. In Schritt 402 bestimmt der Prozessor des Vibrationsgrenzstandschalters den sog. Resonanzfrequenzschaltwert, der einem Grundwert plus einem Korrekturwert entspricht. Der Korrekturwert hängt hierbei von der Einbaulage des Schalters ab und beträgt beispielsweise 10 Hz. In Schritt 403 wird die Resonanzfrequenz des Sensors bestimmt und wenn diese mit dem Resonanzfrequenzschaltwert übereinstimmt, gibt der Vibrationsgrenzstandschalter ein entsprechendes Schaltsignal aus (Schritt 404). 4 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention. In step 401 the mounting position of the vibration limit switch is detected. This is, for example, 70 degrees to the vertical. In step 402 the processor of the vibration limit switch determines the so-called resonant frequency switching value, which corresponds to a basic value plus a correction value. The correction value depends on the installation position of the switch and is for example 10 Hz. In step 403 the resonant frequency of the sensor is determined and if this coincides with the resonant frequency switching value, the vibrating level switch outputs a corresponding switching signal (step 404 ).

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend” und „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.In addition, it should be noted that "comprising" and "having" does not exclude other elements or steps, and the indefinite articles "a" or "an" exclude no plurality. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limitations.

Claims (12)

Vibrationsgrenzstandschalter (100) mit einem integrierten Lagesensor (101), aufweisend: einen Vibrationssensor (102) zum Eintauchen in ein Füllgut (103) und zum Erfassen einer Resonanzfrequenz des Vibrationssensors; eine Auswerteeinheit (104); wobei der Lagesensor zum Erfassen der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters ausgeführt ist; wobei die Auswerteeinheit zum – Berechnen eines Resonanzfrequenzschaltwertes in Abhängigkeit von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters, und – Ausgeben eines Schaltsignals, welches zum Ausdruck bringen soll, dass der Grenzstand erreicht ist, wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationssensors den Resonanzfrequenzschaltwert erreicht hat, ausgeführt ist.Vibration limit switch ( 100 ) with an integrated position sensor ( 101 ), comprising: a vibration sensor ( 102 ) for immersion in a product ( 103 ) and detecting a resonance frequency of the vibration sensor; an evaluation unit ( 104 ); wherein the position sensor for detecting the installation position of the vibration limit switch is executed; wherein the evaluation unit for - calculating a resonant frequency switching value in response to the detected installation position of the vibration level limit switch, and - outputting a switching signal, which is to express that the limit level is reached when the resonant frequency of the vibration sensor has reached the resonant frequency switching value is executed. Vibrationsgrenzstandschalter nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (104) zum Berechnen des Resonanzfrequenzschaltwertes derart ausgeführt ist, dass der Schaltpunkt (105) des Vibrationsgrenzstandschalters (100) unabhängig von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters immer an derselben Stelle relativ zum Vibrationsgrenzstandschalter liegt.Vibration threshold switch according to claim 1, wherein the evaluation unit ( 104 ) is carried out for calculating the resonant frequency switching value such that the switching point ( 105 ) of the vibration limit switch ( 100 ) is always independent of the detected installation position of the vibration limit switch at the same location relative to the vibration level switch. Vibrationsgrenzstandschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Resonanzfrequenzschaltwert einem Grundwert plus einem Korrekturwert entspricht; wobei der Grundwert einer vertikalen Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters (100) entspricht; und wobei der Korrekturwert zumindest bei einer anderen Einbaulage ungleich Null ist.A vibration threshold switch according to claim 1 or 2, wherein said resonant frequency switching value corresponds to a basic value plus a correction value; the basic value of a vertical installation position of the vibration limit switch ( 100 ) corresponds; and wherein the correction value is not equal to zero at least in another installation position. Vibrationsgrenzstandschalter nach Anspruch 3, wobei der Korrekturwert für Einbaulagen zwischen 0° zur Vertikalen und 60° zur Vertikalen Null beträgt.Vibration threshold switch according to claim 3, wherein the correction value for installation positions between 0 ° to the vertical and 60 ° to the vertical zero. Vibrationsgrenzstandschalter nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Korrekturwert für Einbaulagen zwischen 60° und 120° zur Vertikalen mit steigendem Winkel ansteigt.Vibration limit switch according to claim 3 or 4, wherein the correction value for mounting positions between 60 ° and 120 ° to the vertical increases with increasing angle. Vibrationsgrenzstandschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Korrekturwert für Einbaulagen zwischen 120° und 180° zur Vertikalen konstant ist.Vibration threshold switch according to one of claims 3 to 5, wherein the correction value for mounting positions between 120 ° and 180 ° to the vertical is constant. Vibrationsgrenzstandschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von dem Lagesensor (101) erfassten Informationen ausschließlich die Orientierung des Vibrationsgrenzstandschalters (100) relativ zum Füllgut (103) betreffen. Vibration threshold switch according to one of the preceding claims, wherein the position sensor ( 101 ), only the orientation of the vibration limit switch ( 100 ) relative to the product ( 103 ) affect. Vibrationsgrenzstandschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von dem Lagesensor (101) erfassten Informationen die Orientierung des Vibrationsgrenzstandschalters (100) relativ zum Füllgut (103) und die Position des Vibrationsgrenzstandschalters im Behälter betreffen.Vibration threshold switch according to one of the preceding claims, wherein the position sensor ( 101 ), the orientation of the vibration limit switch ( 100 ) relative to the product ( 103 ) and the position of the vibration limit switch in the tank. Vibrationsgrenzstandschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lagesensor (101) aufgeführt ist, die Informationen über die Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters (100) in dem Behälter bei Inbetriebnahme des Vibrationsgrenzstandschalters automatisch zu erfassen.Vibration threshold switch according to one of the preceding claims, wherein the position sensor ( 101 ), the information on the mounting position of the vibration limit switch ( 100 ) in the container when the vibration limit switch is put into operation automatically. Verfahren zum Bestimmen eines Grenzstandes eines Füllgutes in einem Behälter durch einen Vibrationsgrenzstandschalter (100), aufweisend die Schritte: Erfassen einer Resonanzfrequenz des Vibrationsgrenzstandschalters; Erfassen der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters; Berechnen eines Resonanzfrequenzschaltwertes in Abhängigkeit von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters; und Ausgeben eines Schaltsignals, welches zum Ausdruck bringen soll, dass der Grenzstand erreicht ist, wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationssensors den Resonanzfrequenzschaltwert erreicht hat.Method for determining a level limit of a product in a container by means of a vibration limit switch ( 100 ), comprising the steps of: detecting a resonant frequency of the vibration limit switch; Detecting the installation position of the vibration limit switch; Calculating a resonance frequency switching value as a function of the detected installation position of the vibration limit switch; and outputting a switching signal intended to express that the limit level has been reached when the resonance frequency of the vibration sensor has reached the resonance frequency switching value. Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor eines Vibrationsgrenzstandschalters (100) ausgeführt wird, den Vibrationsgrenzstandschalter anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Erfassen einer Resonanzfrequenz des Vibrationsgrenzstandschalters; Erfassen der Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters; Berechnen eines Resonanzfrequenzschaltwertes in Abhängigkeit von der erfassten Einbaulage des Vibrationsgrenzstandschalters; und Ausgeben eines Schaltsignals, welches zum Ausdruck bringen soll, dass der Grenzstand erreicht ist, wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationssensors den Resonanzfrequenzschaltwert erreicht hat.Program element which when activated on a processor of a vibration limit switch ( 100 ), which instructs the vibration threshold switch to perform the following steps: detecting a resonance frequency of the vibration limit switch; Detecting the installation position of the vibration limit switch; Calculating a resonance frequency switching value as a function of the detected installation position of the vibration limit switch; and outputting a switching signal intended to express that the limit level has been reached when the resonance frequency of the vibration sensor has reached the resonance frequency switching value. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 11 gespeichert ist.Computer-readable medium on which a program element according to claim 11 is stored.
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