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Eine verbreitete Ausführungsform von Füllstandmessgeräten sind radioaktive Füllstandmessgeräte, d.h. solche, bei denen eine Füllstandmessung, Dichtemessung oder Dichteprofilmessung unter Verwendung radioaktiver Strahlung erfolgt. Bei diesen Geräten wird mit einer Strahlungsquelle die Strahlung in einem definierten Abstrahlkegel abgestrahlt und mit einem Detektor nachgewiesen. Da im Abstrahlkegel befindliches Medium mit der Strahlung wechselwirkt, verändert seine Gegenwart das Detektorsignal, woraus sich die Füllstand-, Dichte- bzw. Dichteprofilinformationen gewinnen lassen.
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Im Folgenden wird im Sinne der Klarheit und Knappheit der Formulierung für sämtliche vorgenannten Geräte der Begriff „Füllstandmessgerät“ verwendet. Dementsprechend sind auch unter Füllstandmessungen insbesondere auch Dichtemessungen oder Dichteprofilmessungen zu verstehen und unter Füllstandinformationen insbesondere auch Dichte- und Dichteprofilinformationen.
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Naturgemäß ist es für die Zuverlässigkeit so erhaltener Messergebnisse von entscheidender Bedeutung, dass im Detektor nachgewiesene Strahlung auch tatsächlich von der Strahlungsquelle des radioaktiven Füllstandmessgeräts abgestrahlt wurde. Dies gilt insbesondere dann, wenn temporär starke Fremdstrahlung auftreten kann, weil dann regelmäßig eine Hintergrundstrahlungskorrektur nicht zuverlässig möglich ist. Eine konkrete Anwendungssituation, bei der dies der Fall sein kann, liegt beispielsweise vor, wenn Schweißnähte von Behältern turnusmäßig mit radioaktiven Geräten für die Schweißnahtprüfung geprüft werden müssen.
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Um in solchen Situationen die Zuverlässigkeit der Messungen zu erhöhen, ist es bekannt, einen zusätzlichen Detektor für radioaktive Strahlung außerhalb des Strahlungskegels des radioaktiven Füllstandmessgeräts anzubringen. Wird mit diesem Detektor dann eine Störstrahlung gemessen, die über die Hintergrundstrahlung hinausgeht, wird das radioaktive Füllstandmessgerät über einen Schaltkontakt oder ein Bussystem über die Fremdstrahlung informiert und das radioaktive Füllstandmessgerät kann eine Störung ausgeben oder den zuletzt gemessenen Wert halten, bis die Störstrahlung nicht mehr nachgewiesen wird.
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Diese Vorgehensweise hat aber eine Reihe von Nachteilen. Erstens wird ein zusätzlicher Detektor benötigt, der erhebliche zusätzliche Kosten mit sich bringt und das Gerät spürbar verteuert. Zweitens zeigt sich, dass oftmals die Störstrahlung aus unterschiedlichen Richtungen eingestrahlt werden kann, so dass ein einzelner zusätzlicher Detektor unter Umständen nicht ausreicht, was die Kosten dann noch weiter in die Höhe treibt. Und drittens wird die Information erst dann weitergegeben, wenn die Störstrahlung bereits vorhanden ist, d.h. es ist bereits eine Fehlmessung erfolgt und bei hohen Störstrahlungsintensitäten, wie sie beispielsweise bei der Durchführung einer Schweißnahtprüfung mit radioaktiver Strahlung auftreten, kann eine erhebliche Belastung des Detektors durch die Störstrahlung erfolgt sein.
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Eine alternative, bereits aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Messungen radioaktiver Füllstandmessgeräte in Anwendungen, bei denen Störstrahlung auftreten kann, besteht darin, eine Modulation der Strahlungsquelle des Füllstandmessgeräts vorzunehmen und bei der Auswertung zu verwenden, um die Auswirkungen von Störstrahlung und Strahlung der Strahlungsquelle des Füllstandmessgeräts voneinander zu trennen. Auch hier macht der zusätzliche apparative Aufwand, der getrieben werden muss, ein derart ausgeführtes Füllstandmessgerät teuer, und auch hier wird eine etwaige Belastung des Detektors durch Störstrahlung nicht vermieden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zum Betrieb eines radioaktiven Füllstandmessgeräts und ein radioaktives Füllstandmessgerät bereitzustellen, mit dem kostengünstig der Einfluss von Störstrahlung, insbesondere Störstrahlung, welche temporär und mit hoher Intensität auftreten kann auf das Messergebnis, reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines radioaktiven Füllstandmessgeräts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein radioaktives Füllstandmessgerät zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines radioaktiven Füllstandmessgeräts, wird das Messergebnis -z.B. ein Pegelstand, eine Dichte oder eine räumliche Dichteverteilungauf bekannte Weise aus mittels eines Detektors des radioaktiven Füllstandmessgeräts nachgewiesener Wechselwirkung von radioaktiver Strahlung, die von einer Strahlungsquelle des radioaktiven Füllstandmessgeräts emittiert wird, mit zwischen Strahlungsquelle und dem Detektor vorhandenem Medium von einer Auswertelektronik bestimmt. Erfindungswesentlich ist, dass Störstrahler identifiziert und so gekennzeichnet werden, dass ein Signal an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik weitergeleitet wird, wenn der Abstand eines Störstrahlers zum radioaktiven Füllstandmessgerät eine vorgegebene Distanz unterschreitet und/oder wenn der Störstrahler aktiviert ist.
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Der guten Ordnung halber sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei dem an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik weitergeleiteten Signal um ein zusätzliches Signal handelt und nicht lediglich um eine durch die zusätzlich durch den Detektor nachgewiesene Störstrahlung hervorgerufene Änderung des von der Steuer- und/oder Auswerteelektronik ermittelten Ergebnisses.
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Die Störstrahler werden also erfindungsgemäß vorab mit einem Mittel versehen, das -gegebenenfalls im Zusammenwirken mit weiteren Mitteln, die am radioaktiven Füllstandmessgerät oder weiteren Vorrichtungen wie z.B. einem zentralen Server vorgesehen sein können- den Nachweis der Anwesenheit des Störstrahlers innerhalb eines bestimmten Abstandsbereichs oder an einer bestimmten Position erlaubt und damit die Erzeugung eines entsprechenden Signals zur Weiterleitung an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik ermöglicht.
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Die Steuer- und/oder Auswerteelektronik kann dann in angemessener Weise auf die Anwesenheit des Störstrahlers reagieren, z.B. durch Abschalten des Detektors oder von Komponenten des Detektors wie z.B. eines Photomultipliers in Gegenwart des Störstrahlers, um den Detektor zu schützen oder z.B. durch „Einfrieren“ der Anzeige des Messergebnisses, d.h. die fortgesetzte Anzeige des letzten zuvor angezeigten Messwerts, bis der Störstrahler nicht mehr anwesend ist und somit wieder zuverlässige Messwerte durch das Füllstandmessgerät ermittelt werden können.
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Dies ist ein Paradigmenwechsel im Umgang mit Störstrahlern, der vom bisherigen Ansatz, der versuchte, ihren Einfluss aus deren Strahlung bei der Auswertung von Strahlungsdetektorsignalen durch die Steuer- und/oder Auswerteelektronik festzustellen und daraus auf ihre Gegenwart zurückzuschließen (was eine vorherige Identifikation der Störstrahler unnötig macht und die Information unmittelbar in der Steuer- und/oder Auswerteelektronik erzeugt) und gegebenenfalls eine Korrektur ihres Einflusses durch die Steuer- und/oder Auswerteelektronik vorzunehmen, weg führt.
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Naturgemäß setzt der neue Ansatz voraus, dass zuvor die möglichen Störstrahler identifiziert worden sind, da nur dies eine solche Kennzeichnung erlaubt.
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Konkret kann die Kennzeichnung der Störstrahler erfolgen, indem ein Sender an dem identifizierten Störstrahler angeordnet wird.
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Insbesondere dann, wenn ein Empfänger am Füllstandmessgerät vorgesehen wird, sind Sender mit definierter, begrenzter Reichweite hierfür besonders geeignet. Vorzugsweise kann die Reichweite des Senders auch -beispielsweise durch Anpassung der Sendeleistung oder anderer Parameter- so angepasst werden, dass der Empfänger das vom Sender gesendete Signal nur dann empfängt, wenn der Störstrahler sich in einem Abstand vom Füllstandmessgerät befindet, in dem die Störstrahlung die Füllstandmessung merklich beeinträchtigt.
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Diese Weiterbildung der Erfindung kann dann dadurch fortgebildet werden, dass das Signal, das an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik weitergeleitet wird, durch den Aufbau einer Verbindung zwischen einem am radioaktiven Füllstandmessgerät angeordneten Empfänger, der mit dem an dem identifizierten Störstrahler angeordneten Sender kommunizieren kann, erzeugt oder ausgelöst wird.
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Eine konkrete Möglichkeit, dies zu realisieren besteht darin, dass am radioaktiven Füllstandmessgerät ein Bluetooth-Empfänger angeordnet wird, dass an dem identifizierten Störstrahler ein Bluetooth-Sender angeordnet wird und dass das Signal, das an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik weitergeleitet wird durch den Aufbau oder die Anzeige der Verfügbarkeit einer Bluetooth-Verbindung zwischen dem Bluetooth-Sender und dem Bluetooth-Empfänger erzeugt oder ausgelöst wird. Mit der Anzeige der Verfügbarkeit ist dabei die Situation gemeint, in der die Gegenwart eines anderen Bluetooth-Geräts vom Empfänger gemeldet wird, das dann ausgewählt werden kann, um eine Bluetooth-Verbindung zu diesem Gerät aufzubauen.
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In einer alternativen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein zentraler Server die Positionsdaten von identifizierten Störstrahlern durch die Signale der an den identifizierten Störstrahlern angeordneten Sender erfasst und dass das Signal, das an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik weitergeleitet wird ein Kommunikationssignal zwischen dem zentralen Server und der Steuer- und/oder Auswerteelektronik ist. Es kann also auch eine zentrale Positionsüberwachung statt einer lokalen Überwachung, ob sich ein Störstrahler im Umfeld des radioaktiven Füllstandmessgeräts befindet durch einen zusätzlichen Empfänger oder Detektor am radioaktiven Füllstandmessgerät durchgeführt werden.
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Eine konkrete Ausgestaltung dieses Ansatzes sieht vor, dass an dem identifizierten Störstrahler ein GPS-Sender angeordnet wird, dessen Signal vom zentralen Server erfasst wird um die Position des identifizierten Störstrahlers zu ermitteln und dass dann, wenn die so ermittelte Position eine Mindestdistanz zur im zentralen Server hinterlegten Position des radioaktiven Füllstandmessgeräts unterschreitet, vom Server ein Signal an das radioaktive Füllstandmessgerät abgegeben wird.
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Das erfindungsgemäße radioaktive Füllstandmessgerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat eine Strahlungsquelle und einen Detektor zum Nachweis einer Wechselwirkung von radioaktiver Strahlung, die von der Strahlungsquelle des Füllstandmessgeräts emittiert wird sowie eine Steuer- und/oder Auswerteelektronik. Erfindungswesentlich ist, dass das radioaktive Füllstandmessgerät ferner einen zusätzliches Mittel zum Nachweis der Gegenwart eines identifizierten Störstrahlers in einer Umgebung des radioaktiven Füllstandmessgeräts unabhängig von dessen Strahlung aufweist. Da es sich um ein zusätzliches Mittel handelt, haben bekannte radioaktive Füllstandmessgeräte, bei denen auf die Gegenwart des Störstrahlers aus dessen Beeinflussung des Detektorsignals zurückgeschlossen wird, gerade kein solches zusätzliches Mittel.
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In einer konkreten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zum Nachweis der Gegenwart eines identifizierten Störstrahlers ein Empfänger zum Aufbau einer Verbindung mit einem Sender, der an dem identifizierten Störstrahler angeordnet. Dies kann insbesondere ein Bluetooth-Empfänger sein.
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In einer anderen konkreten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zum Nachweis der Gegenwart eines identifizierten Störstrahlers eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem zentralen Server, welcher die Positionen identifizierter Störstrahler überwacht und dann, wenn die so ermittelte Position eine Mindestdistanz zur im zentralen Server hinterlegten Position des radioaktiven Füllstandmessgeräts unterschreitet, ein Signal an das radioaktive Füllstandmessgerät abgibt.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einer Figur erläutert, die ein Ausführungsbeispiel zeigt. 1 zeigt ein radioaktives Füllstandmessgerät 10 mit einer radioaktiven Strahlungsquelle 11, deren Strahlung durch einen Behälter 12 hindurchtritt und von einem Detektor 13 mit Steuer- und/oder Auswerteelektronik 14 nachgewiesen wird. Offenkundig wird die von der radioaktiven Strahlungsquelle 11 abgegebene radioaktive Strahlung mit dem Inhalt des Behälters 12 wechselwirken, so dass die Steuer- und/oder Auswerteelektronik 14 aus dem somit vom Behälterinhalt abhängigen Signal des Detektors 13 die gewünschte Füllstandinformation ermitteln kann.
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Zusätzlich weist das Füllstandmessgerät 10 ein Mittel 15 zum Nachweis eines identifizierten Störstrahlers, konkreter einen Empfänger, z.B. einen Bluetooth-Empfänger auf.
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Identifiziert man also einen möglichen Störstrahler 20, beispielsweise ein Gerät für Schweißnahtprüfungen mit radioaktiver Strahlung, kennzeichnet man es, beispielsweise durch Anordnen eines Senders 21 am Störstrahler 20. Konkret kann der Sender 21 z.B. ein Bluetooth-Sender sein.
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Kommt der so gekennzeichnete Störstrahler 20 nun in die nähere Umgebung des Füllstandmessgeräts 10, kommt es zum Aufbau einer schematisch als Pfeil dargestellten Funkverbindung 30. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass für einen das Mittel 15 zum Nachweis eines identifizierten Störstrahlers bildenden Bluetooth-Empfänger der als Bluetooth-Sender ausgestaltete Sender 21 mindestens als möglicher Verbindungspartner sichtbar wird oder eine Verbindung, die einen Datentransfer ermöglicht, aufgebaut wird.
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Dementsprechend kann durch den Empfänger ein Signal an die Steuer- und/oder Auswerteelektronik 14 weitergeleitet werden, das über die Gegenwart des Störstrahlers 20 in der Umgebung des Füllstandmessgeräts informiert und veranlasst, dass diese gegebenenfalls Maßnahmen wie ein Abschalten des Detektors 13 oder ein Einfrieren des von der Steuer- und/oder Auswerteelektronik 14 angezeigten Wertes auf den letzten Stand einleitet.
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Alternativ können diese Maßnahmen auch erst dann veranlasst werden, wenn der Störstrahler 20 aktiviert wird und diese Information über die Funkverbindung 30 über das Mittel 15 zum Nachweis eines identifizierten Störstrahlers weitergeleitet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Füllstandmessgerät
- 11
- Strahlungsquelle
- 12
- Behälter
- 13
- Detektor
- 14
- Steuer- und/oder Auswerteelektronik
- 15
- Mittel
- 20
- Störstrahler
- 21
- Sender
- 30
- Funkverbindung
