DE102017111636A1

DE102017111636A1 - Schlammspiegelmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines Schlammspiegelmessgeräts

Info

Publication number: DE102017111636A1
Application number: DE102017111636.2A
Authority: DE
Inventors: Ralf Nelißen
Original assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-11-29

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Schlammspiegelmessgerät (1) mit einer absenkbaren Messeinheit (2), wobei die Messeinheit (2) wenigstens einen Trübungssensor (3) zur Bestimmung der Trübung eines Mediums und ein Messeinheitsgehäuse (4) aufweist, mit einer Aufnahmeeinheit (5) zur Aufnahme der Messeinheit (2), wobei die Aufnahmeeinheit (5) ein Aufnahmegehäuse (6) aufweist und wobei die Aufnahmeeinheit (5) eine Ausgangsposition der Messeinheit (2) definiert, mit einem Positionsdetektor (7), der bestimmt, ob die Messeinheit (2) in der Ausgangsposition angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor (7) als induktiver Näherungsschalter oder als kapazitiver Näherungsschalter ausgestaltet ist, mit einem Detektionselement (8), das den Näherungsschalter wahrnehmbar beeinflusst und mit einer Auswerteeinheit (9), wobei die Auswerteeinheit mit dem Näherungsschalter verbunden ist. Die Aufgabe ein Schlammspiegelmessgerät (1) anzugeben, das besonders einfach ausgestaltet und zuverlässig ist, ist dadurch gelöst, dass das Messeinheitsgehäuse (4) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist oder dass das Aufnahmegehäuse (6) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schlammspiegelmessgerät mit einer absenkbaren Messeinheit, wobei die Messeinheit wenigstens einen Trübungssensor zur Bestimmung der Trübung eines Mediums und ein Messeinheitsgehäuse aufweist, mit einer Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Messeinheit, wobei die Aufnahmeeinheit ein Aufnahmegehäuse aufweist und wobei die Aufnahmeeinheit eine Ausgangsposition der Messeinheit definiert, mit einem Positionsdetektor, der bestimmt, ob die Messeinheit in der Ausgangsposition angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor als induktiver Näherungsschalter oder als kapazitiver Näherungsschalter ausgestaltet ist, mit einem Detektionselement, das den Näherungsschalter wahrnehmbar beeinflusst und mit einer Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit mit dem Näherungsschalter verbunden ist.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Schlammspiegelmessgeräts, wobei das Schlammspiegelmessgerät wenigstens folgende Komponenten aufweist:
Eine absenkbare Messeinheit, wobei die Messeinheit wenigstens einen Trübungssensor zur Bestimmung der Trübung eines Mediums und ein Messeinheitsgehäuse aufweist, eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Messeinheit, wobei die Aufnahmeeinheit ein Aufnahmegehäuse aufweist und wobei die Aufnahmeeinheit eine Ausgangsposition der Messeinheit definiert, ein Positionsdetektor, der bestimmt, ob die Messeinheit in der Ausgangsposition angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor als induktiver Näherungsschalter oder als kapazitiver Näherungsschalter ausgestaltet ist, ein Detektionselement, das den Näherungsschalter wahrnehmbar beeinflusst und eine Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit mit dem Näherungsschalter verbunden ist.
Die Messung der Trübung eines Mediums findet beispielsweise Anwendung in Kläranlagen. Dabei ergibt sich die Trübung eines Mediums, insbesondere von Wasser, aus dem Anteil an Feststoffpartikeln in dem Medium.
Aus dem Stand der Technik bekannte Schlammspiegelmessgeräte weisen Trübungssensoren auf, die beispielsweise mittels optischer Verfahren die Trübung eines Mediums bestimmen. Bekannt sind sowohl Durchlichtabsorptionsverfahren als auch Streulichtabsorptionsverfahren.
Entsprechende Messgeräte weisen eine absenkbare Messeinheit auf, in der der Trübungssensor angeordnet ist. Durch das Absenken der Messeinheit in das Medium kann die gesamte Tiefe des Mediums vermessen werden. Dabei wird die Angabe der Position bzw. der aktuellen Tiefe der Messeinheit zunächst auf eine zuvor definierte Ausgangsposition bezogen. Hierzu weist das Schlammspiegelmessgerät eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Messeinheit auf, wobei sich die Messeinheit in der Ausgangsposition befindet, wenn sie zumindest teilweise in der Aufnahmeeinheit angeordnet ist. Durch die Abwicklung der Kabelverbindung, durch die die Messeinheit beispielsweise mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Messeinheit verbunden ist, kann die genaue Position der Messeinheit in Bezug auf die Ausgangsposition bestimmt werden. Bei bekanntem Abstand der Aufnahmeeinheit zum Boden des Mediums kann im Weiteren die Position der Messeinheit bezogen auf den Boden des Mediums bestimmt werden.
Zur Bestimmung, ob die Messeinheit in der Ausgangsposition angeordnet ist, weisen aus dem Stand der Technik bekannte Messgeräte beispielsweise einen induktiven Näherungsschalter auf, der oberhalb der Aufnahmeeinheit angeordnet ist. Zusätzlich ist oberhalb der Messeinheit an der Kabelverbindung ein Detektionselement, beispielsweise in Form einer Metallhülse, angeordnet, das den induktiven Näherungsschalter in der Ausgangsposition wahrnehmbar beeinflusst. Diese Ausgestaltung weist den Nachteil auf, dass insbesondere auf Grund des geringen Abstandes zwischen dem Näherungsschalter und dem Verbindungskabel, es passieren kann, dass der Kabelschirm des Verbindungskabels den Näherungsschalter ebenfalls beeinflusst und so ein fehlerhaftes Signal erzeugt. Zudem ist die Belastung des Näherungsschalters durch das eventuell sehr aggressive Medium sehr hoch. Eine günstige Ausgestaltung und Position des Näherungsschalters, geschützt vor dem Medium, erhöht die Ausfallsicherheit und die Einsatzbereitschaft des Messgeräts.
Der Einsatz von induktiven und kapazitiven Näherungsschaltern als Positionsdetektoren ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die Druckschrift DD 233 652 A1 eine Sonde zur diskontinuierlichen Messung der Badspiegelhöhe eines Metallbades, wobei in dem Sondenkörper ein induktiver Näherungsinitiator angeordnet ist. Der Näherungsinitiator weist eine Schwingkreisspule auf, deren Feld ganz oder teilweise auf das zu messende metallische Bad gerichtet ist. Durch die Annäherung der Spule an das elektrisch leitende Metallbad wird der Schwingkreis gedämpft und die Oszillatorschwingung reist ab. Beim Entfernen vom Metallbad schwingt der Oszillator wieder an.
Zudem ist aus der Druckschrift WO 2010/097680 A1 ein Füllstandmessgerät mit einer induktiven Spule und einem Detektionselement, das die Induktivität der Spule beeinflusst, bekannt, wobei das Detektionselement mit einem auf der Oberfläche des nachzuweisenden Mediums schwimmenden Körper verbunden ist. Das Detektionselement beeinflusst die Induktivität der Spule in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe des nachzuweisenden Mediums. Insofern kann die Füllstandshöhe des Mediums in Abhängigkeit der Induktivität der Spule bestimmt werden.
Zudem betrifft die Druckschrift EP 1 184 647 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kombinierten kapazitiven und induktiven Füllstandsmessung. Im Detail ist eine Vorrichtung zur Füllstandsmessung für Ölseparatortanks offenbart, wobei entlang einer ersten Sondenachse ein stabförmiger Kapazitätssensor und entlang einer zweiten Sondenachse ein Induktionssensor mit mehreren elektrodenlosen induktiven Sensoren angeordnet sind. Aus den Kapazitätssignalen und den Induktionssignalen wird ein gemeinsames Messsignal und daraus ein exaktes Füllstandsprofil bestimmt. Das Messsignal der induktiven Sensoren ergibt sich dabei aus dem Effekt, dass in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit und insbesondere der Ionenleitfähigkeit des Füllmediums das Füllmedium als Sekundärwicklung wirkt, so dass das induktive Sensorelement einen offenen oder geschlossenen Transformator darstellt. Der im Füllmedium induzierte Strom ist als elektrischer Verlust in der Erregerspule detektierbar, die dadurch zugleich als Messspule dient. Der induzierte Strom ist wiederum charakteristisch für die Art des Füllmediums. Durch die stabförmige Anordnung mehrerer induktiver Sensoren kann daher punktweise ein Füllstandsprofil bestimmt werden.
Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Schlammspiegelmessgerät anzugeben, das besonders einfach ausgestaltet und darüber hinaus besonders zuverlässig ist. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Schlammspiegelmessgeräts anzugeben.
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung wird die zuvor genannte Aufgabe durch ein eingangs beschriebenes Schlammspiegelmessgerät dadurch gelöst, dass das Messeinheitsgehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet ist oder dass das Aufnahmegehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich das Detektionselement, das von dem Näherungsschalter erfasst wird und diesen wahrnehmbar beeinflusst, in den Messaufbau integrieren lässt. Auf die Ausgestaltung als zusätzliches Element im Messaufbau kann daher erfindungsgemäß verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Schlammspiegelmessgerät ist damit besonders einfach ausgestaltet.
Zudem ist das erfindungsgemäße Schlammspiegelmessgerät in vorteilhafter Weise derart ausgestaltet, dass die Kabelabschirmung des Verbindungskabels der Messeinheit den Näherungsschalter nicht beeinflusst. Da zumindest ein Teil des Messeinheitsgehäuses oder zumindest ein Teil des Aufnahmegehäuses als Detektionselement ausgestaltet sind, befindet sich das Verbindungskabel nicht im Einflussbereich des Näherungsschalters, der das Aufnahmegehäuse bzw. das Messeinheitsgehäuse erfasst. Damit können insbesondere auf die Kabelabschirmung zurückzuführende fehlerhafte Messungen vermieden und so die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Messgeräts erhöht werden.
Ist bzw. sind das Aufnahmegehäuse und/oder das Messeinheitsgehäuse derart ausgestaltet, dass sie besonders unempfindlich gegen den Einfluss von korrosiven Medien ist bzw. sind, kann die Ausfallsicherheit auf Grund dieser Beständigkeit des Detektionselementes erhöht und die Zuverlässigkeit des Messgerätes verbessert werden.
Das Messeinheitsgehäuse und das Aufnahmegehäuse können jeweils einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Insofern kann das Detektionselement entweder als Messeinheitsgehäuse oder als Aufnahmegehäuse oder als ein Teil des Messeinheitsgehäuses oder des Aufnahmegehäuses ausgestaltet sein.
Erfindungsgemäß ist der Näherungsschalter als induktiver Näherungsschalter umfassend eine beeinflussbare Schwingkreisspule und eine Elektronikeinheit oder als kapazitiver Näherungsschalter umfassend einen beeinflussbaren Kondensator und eine Elektronikeinheit ausgestaltet.
Ist der Näherungsschalter als induktiver Näherungsschalter ausgestaltet, so wird ausgenutzt, dass sofern sich das Detektionselement im Einflussbereich des Näherungsschalters befindet, ein Wirbelstrom in das Detektionselement induziert wird, wobei der Wirbelstrom ein Magnetfeld erzeugt, welches sich gegen das vom Näherungsschalter erzeugte Magnetfeld richtet. Im Detail verstimmt das Detektionselement die Frequenz des Schwingkreises.
Gemäß einer ersten Alternative ist das Messeinheitsgehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist dann der Positionsdetektor am Aufnahmegehäuse angeordnet. Der Positionsdetektor ist dabei mit dem Aufnahmegehäuse verbunden.
Vorzugsweise ist das Aufnahmegehäuse derart ausgestaltet, dass es unempfindlich gegen den korrosiven Einfluss von aggressiven Medien ist. Insofern wird die Ausfallsicherheit des Schlammspiegelmessgeräts gemäß dieser Ausgestaltung erhöht.
Gemäß einer vorteilhaften Anordnung ist der Positionsdetektor derart an dem Aufnahmegehäuse angeordnet, dass er im Betrieb das Einfahren der Messeinheit in die Aufnahmeeinheit detektiert.
Ist der Positionsdetektor bzw. der Näherungsschalter als induktiver Näherungsschalter ausgestaltet, ist die Schwingkreisspule vorzugsweise derart ausgestaltet und am Aufnahmegehäuse angeordnet, dass das Detektionselement in Form des Messeinheitsgehäuses oder in Form eines Teils des Messeinheitsgehäuses beim Hineinfahren in die Aufnahmeeinheit durch die Schwingkreisspule hindurchgeführt wird.
Basierend auf den bekannten Dimensionen der Aufnahmeeinheit und der Messeinheit kann die Auswerteeinheit nach der Erfassung des Detektionselementes bestimmen, wenn die Messeinheit in der Ausgangsposition angeordnet ist.
Alternativ können die Aufnahmeeinheit und die Messeinheit auch derart dimensioniert und ausgestaltet sein, dass der Näherungsschalter beim Hineinfahren in die Aufnahmeeinheit das Detektionselement registriert und dass der Näherungsschalter nicht mehr durch das Detektionselement beeinflusst wird, wenn sich die Messeinheit in der Ausgangsposition befindet. Dann kann die Auswerteeinheit basierend auf der Beeinflussung durch das Detektionselement bestimmen, wann sich die Messeinheit in der Ausgangsposition befindet.
Zudem kann die Schwingkreisspule auch derart an dem Aufnahmegehäuse angeordnet sein, dass die Messeinheit nur in der Ausgangsposition den Näherungsschalter beeinflusst.
Gemäß einer zweiten Alternative ist das Aufnahmegehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist dann der Positionsdetektor innerhalb des Messeinheitsgehäuses oder am Messeinheitsgehäuse angeordnet. Im Betrieb detektiert der Positionsdetektor bzw. der Näherungsschalter vorzugsweise ein Einfahren der Messeinheit in die Aufnahmeeinheit auf Grund der Beeinflussung des Näherungsschalters durch das Detektionselement.
Vorzugsweise ist das Messeinheitsgehäuse derart ausgestaltet, dass es unempfindlich gegen den korrosiven Einfluss von aggressive Medien ist. Insofern wird die Ausfallsicherheit des Schlammspiegelmessgeräts gemäß dieser Ausgestaltung erhöht.
Ist der Näherungsschalter als induktiver Näherungsschalter ausgestaltet, ist die Schwingkreisspule vorzugsweise derart innerhalb des Messeinheitsgehäuses oder am Messeinheitsgehäuse angeordnet, dass sie beim Hineinfahren in die Aufnahmeeinheit durch das Detektionselement in Form des Aufnahmegehäuses oder in Form eines Teils des Aufnahmegehäuses hindurchgeführt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Messeinheit die Elektronikeinheit des Näherungsschalters und/oder die Auswerteeinheit. Besonders bevorzugt ist der Schwingkreis an die Elektronik der Messeinheit angebunden. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass ein zusätzliches Gehäuse und eine zusätzliche Verkabelung des Näherungsschalters nicht notwendig sind.
Besonders bevorzugt besteht das Detektionselement zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Edelstahl. Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn das Aufnahmegehäuse rohrförmig ausgestaltet ist.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein eingangs genanntes Verfahren zum Betreiben eines Schlammspiegelmessgeräts dadurch gelöst, dass das Messeinheitsgehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet ist oder dass das Aufnahmegehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet ist, dass der Näherungsschalter ein Messsignal ausgibt, wobei das Messsignal von der Beeinflussung durch das Detektionselement abhängig ist und dass die Auswerteeinheit die Position der Messeinheit basierend auf dem Messsignal des Näherungsschalters bestimmt.
Dabei bestimmt die Auswerteeinheit im Detail, ob die Messeinheit in der Ausgangsposition angeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist das Schlammspiegelmessgerät gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen ausgestaltet.
Erfindungsgemäß ist der Näherungsschalter als induktiver oder als kapazitiver Näherungsschalter ausgestaltet. Das Messsignal umfasst vorzugweise die Frequenz f des Schwingkreises des Näherungsschalters. Besonders bevorzugt ist das Messsignal proportional zur Frequenz f des Schwingkreises. Gemäß dieser Ausgestaltung wird der Einfluss des Detektionselementes auf die Frequenz f des Schwingkreises des Näherungsschalters bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass die Beeinflussung durch das Detektionselement eindeutig quantifiziert werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens, wobei das Aufnahmegehäuse zumindest teilweise als Detektionselement ausgestaltet ist und wobei der Positionsdetektor innerhalb des Messeinheitsgehäuses oder am Messeinheitsgehäuse angeordnet ist, unterscheidet die Auswerteeinheit im Betrieb, während die Messeinheit herabgesenkt wird, basierend auf dem Messsignal des Näherungsschalters verschiedene, die Messeinheit umgebende Medien. Dem liegt zu Grunde, dass verschiedene Medien den Näherungsschalter unterschiedlich beeinflussen. Beispielsweise lässt sich die unterschiedliche Beeinflussung durch die jeweils aktuelle Frequenz des Schwingkreises quantifizieren. Im Detail unterscheidet die Auswerteeinheit insbesondere zwischen der Anordnung der Messeinheit in der Aufnahmeeinheit, der Anordnung der Messeinheit zwischen der Aufnahmeeinheit und dem Medium und der Anordnung der Messeinheit im Medium.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt die Auswerteeinheit während die Messeinheit herabgesenkt wird das Eintauchen der Messeinheit in das Medium basierend auf dem Messsignal und daraus den Abstand der Oberfläche des Mediums zu der Aufnahmeeinheit.
Ist der Abstand der Aufnahmeeinheit bis zum Boden des Mediums bekannt, kann weiterhin die Füllstandshöhe eines in einem Behälter angeordneten Mediums bzw. die Tiefe des Mediums bestimmt werden. In vorteilhafter Weise kann insofern mit dem erfindungsgemäßen Schlammspiegelmessgerät nicht nur die Trübung eines Mediums bestimmt werden, sondern ebenfalls die Füllstandshöhe bzw. die Tiefe des Mediums detektiert und überwacht werden. Ist beispielsweise in der Auswerteeinheit ein zuvor definierter oberer und/oder unterer Grenzwert der Füllstandshöhe eines in einem Behälter angeordneten Mediums hinterlegt, kann ein Überlaufschutz und/oder ein Leerlaufschutz dadurch realisiert werden, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn der Füllstand des Mediums den Grenzwert überschreitet bzw. unterschreitet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können ebenfalls Verzopfungen an der Messeinheit dadurch erkannt werden, dass beim Herausfahren der Messeinheit aus dem Medium bei bekanntem Abstand der Oberfläche des Mediums zu der Aufnahmeeinheit keine Änderung des Messsignals auftritt. In vorteilhafter Weise wird in diesem Fall ebenfalls eine Warnmeldung ausgegeben. Verzopfungen sind Rückstände beispielsweise in Form von Haaren, Papier oder Schlamm, die sich an der Messeinheit anlagern und evtl. entfernt werden müssen, um einen störungsfreien Betrieb des Messgeräts zu garantieren.
Gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung bestimmt die Auswerteeinheit basierend auf dem Abstand der Oberfläche des Mediums zu der Aufnahmeeinheit eine Blindzone, in der der Trübungssensor der Messeinheit keine Messung durchführt. Mit der Einstellung einer Blindzone wird vermieden, dass Sonnenlicht oder andere Störungen den Trübungssensor derart beeinflussen, dass die Messung der Trübung fehlerhaft ist. Um unerwünschte Fehlmessungen zu verhindern, entspricht die Blindzone zumindest dem Bereich oberhalb des Mediums. Vorzugsweise beginnt die Messung der Trübung des Mediums bei einer fest eingestellten Tiefe unterhalb der Mediumsoberfläche, insbesondere in einer Tiefe von 30 cm unterhalb der Mediumsoberfläche.
Diese zuvor beschriebene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist den Vorteil auf, dass die bis jetzt manuelle Einstellung einer Blindzone zum einen automatisiert werden kann, und zum anderen den aktuellen Wasserstand berücksichtigt, wodurch der Messbereich des Trübungssensors an die aktuelle Messsituation angepasst werden kann.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Schlammspiegelmessgerät und das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

1 eine in einer Aufnahmeeinheit angeordnete Messeinheit eines Schlammspiegelmessgeräts gemäß dem Stand der Technik,
2 die Kombination aus Messeinheit und Aufnahmeeinheit eines ersten Ausführungsbeispiels eines Schlammspiegelmessgeräts,
3 die Kombination aus Messeinheit und Aufnahmeeinheit eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Schlammspiegelmessgeräts,
4 das zweite erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Schlammspiegelmessgeräts im Betrieb,
5 das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schlammspiegelmessgeräts im Betrieb und
6 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine absenkbare Messeinheit 2 eines Schlammspiegelmessgeräts 1, wobei die Messeinheit 2 einen Trübungssensor 3 zur Bestimmung der Trübung eines Mediums und ein Messeinheitsgehäuse 4 aufweist, und wobei die Messeinheit 2 in einer Aufnahmeeinheit 5 angeordnet ist. Die Messeinheit 2 ist vollständig in der Aufnahmeeinheit 5 angeordnet und befindet sich in der Ausgangsposition. Zudem ist ein Positionsdetektor 7 vorhanden, der als Näherungsschalter ausgestaltet ist und der oberhalb der Aufnahmeeinheit 5 angeordnet ist. Als Detektionselement 8 ist an dem Verbindungskabel der Messeinheit 2 eine Metallhülse angeordnet. Befindet sich die Messeinheit 2 in Ausgangsposition, so befindet sich das Detektionselement 8 im Einflussbereich des Näherungsschalters. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Ausgestaltung weist den Nachteil auf, dass eine Kabelabschirmung des Verbindungskabels ebenfalls den Näherungsschalter beeinflussen und insofern die Positionsbestimmung verfälschen kann. Zudem erhöht die korrosive Belastung des Näherungsschalters durch das eventuell sehr aggressive Medium die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls.
2 zeigt die Kombination einer absenkbaren Messeinheit 2 und einer Aufnahmeeinheit 5 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eines Schlammspiegelmessgeräts 1. Der Positionsdetektor 7 ist als induktiver Näherungsschalter ausgestaltet, wobei die Schwingkreisspule des Näherungsschalters unmittelbar vor dem Aufnahmegehäuse 6 angeordnet und mit dem Aufnahmegehäuse 6 verbunden ist. Das Detektionselement 8 ist als Messeinheitsgehäuse 4 ausgestaltet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Messeinheitsgehäuse 4 aus Edelstahl. Im Betrieb beeinflusst damit das Messeinheitsgehäuse 4 den Näherungsschalter wenn die Messeinheit 2 in die Aufnahmeeinheit 5 hineinfährt. Das Hineinfahren und das Verlassen der Messeinheit 2 in bzw. aus der Aufnahmeeinheit 5 kann gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel zuverlässig bestimmt werden. Zudem kann auf ein in 1 dargestelltes zusätzliches Detektionselement 8 in Form einer Metallhülse verzichtet werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft das Kabel zur Versorgung des Näherungsschalters und zur Informationsweitergabe ausserhalb der Aufnahmeeinheit 5. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung verläuft das Kabel zur Versorgung des Näherungsschalters und zur Informationsweitergabe innerhalb des Aufnahmegehäuses 6.
3 zeigt die Kombination einer absenkbaren Messeinheit 2 und einer Aufnahmeeinheit 5 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Schlammspiegelmessgeräts 1. Der Positionsdetektor 7 ist ebenfalls als induktiver Näherungsschalter ausgestaltet, wobei der Näherungsschalter unmittelbar oberhalb des Messeinheitsgehäuses 4 an der Messeinheit 2 angeordnet ist. Das Detektionselement 8 ist als Aufnahmegehäuse 6 ausgestaltet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Aufnahmegehäuse 6 aus Edelstahl. Zusätzlich sind in der Messeinheit 2 ebenfalls die Elektronik des Näherungsschalters und die Auswerteeinheit 9 angeordnet. Ebenso wie in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann mit dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Hinein- bzw. Herausfahren der Messeinheit 2 in bzw. aus der Aufnahmeeinheit 5 durch die Beeinflussung des an der Messeinheit 2 angeordneten Näherungsschalters durch das Aufnahmegehäuse 6 bestimmt werden.
4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel eines Schlammspiegelmessgeräts 1 im Betrieb. Die dargestellte Messeinheit 2 befindet sich in dem zu vermessenden Medium. Das dargestellte Schlammspiegelmessgerät 1 ist dazu geeignet, zu detektieren, wenn die Messeinheit 2 bzw. der Positionsdetektor 7 das Medium, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Wasser, erreicht. Mit der Kenntnis des zurückgelegten Weges kann die Auswerteeinheit 9 damit den Abstand der Wasseroberfläche zur Aufnahmeeinheit 5 bestimmen. Basierend auf dem bestimmten Abstand zur Wasseroberfläche kann weiterhin eine Blindzone 11 bestimmt werden, in der der Trübungssensor 3 keine Messung durchführt. Im Unterschied zu der bisher manuell eingestellten Blindzone 11a, die sich am niedrigsten Wasserspiegel orientiert, berücksichtigt die von der Auswerteeinheit 9 bestimmte Blindzone 11 den aktuellen Wasserstand. Der Nachteil, der sich durch die fest eingestellte Blindzone 11a ergibt, nämlich dass im Fall eines höheren Wasserspiegels der obere Bereich des Mediums nicht vermessen wird, kann so vermieden werden.
In 5 ist ebenfalls das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schlammspiegelmessgeräts 1 im Betrieb dargestellt. Im Detail ist dargestellt, dass neben der Bestimmung unterschiedlicher Medien, die den Positionsdetektor 7 umgeben, ebenfalls die Ablagerung von Verzopfungen 12 an der Messeinheit 2 erkannt werden kann. Ändert sich bei bekanntem Abstand 13 der Aufnahmeeinheit 5 zur Wasseroberfläche die Beeinflussung des Näherungsschalters nicht, wenn der Positionsdetektor 7 das Wasser verlässt, so ist dies auf Ablagerungen von Verzopfungen 12 an der Messeinheit 2 zurückzuführen. Dies kann beispielsweise durch eine Warnmeldung kommuniziert werden.
In 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 10 zum Betreiben eines Schlammspiegelmessgeräts 1 dargestellt. In einem ersten Schritt 14 wird die Schwingkreisspule des Näherungsschalters zur Schwingung angeregt. In einem anschließenden Schritt 15 gibt der Näherungsschalter ein Messsignal aus, das proportional zur Frequenz f der aktuellen Schwingung des Schwingkreises des Näherungsschalters ist. Basierend auf diesem Messsignal bestimmt die Auswerteeinheit in einem nächsten Schritt 16, ob sich die Messeinheit 2 in der Ausgangsposition befindet. Ist das Schlammspiegelmessgerät 1 gemäß dem zweiten dargestellten Ausführungsbeispiel (vgl. 3 bis 5) ausgestaltet, und befindet sich die Messeinheit 2 nicht in der Ausgangsposition, bestimmt die Auswerteeinheit 9 basierend auf dem Messsignal des Näherungsschalters in einem nächsten Schritt 17, ob sich die Messeinheit 2 in Luft oder in dem zu vermessenden Medium befindet.
Zudem bestimmt die Auswerteeinheit 9 in einem nächsten Schritt 18 basierend auf dem Messignal den Abstand der Wasseroberfläche zur Aufnahmeeinheit 5, wenn der Näherungsschalter die Wasseroberfläche detektiert.
Basierend auf dem Abstand der Wasseroberfläche zur Aufnahmeeinheit 5 bestimmt die Auswerteeinheit 9 in einem nächsten Schritt 19 eine Blindzone 11, in der der Trübungssensor 3 keine Messung durchführt.
Registriert der Näherungsschalter keine Änderung der Beeinflussung des Schwingkreises, wenn der Näherungsschalter das Wasser verlässt, so gibt die Auswerteeinheit 9 in einem nächsten Schritt 20 eine Warnmeldung aus, die auf das Vorhandensein von Verzopfungen 12 an der Messeinheit 2 hinweist.
Das dargestellte Verfahren 10 weist den Vorteil auf, dass neben der Bestimmung der Trübung des Mediums durch den Trübungssensor und der besonders einfachen Bestimmung der Ausgangsposition der Messeinheit 2 weitere Informationen bezüglich des den Näherungsschalter und damit die Messeinheit 2 umgebenden Mediums bzw. der Anlagerung von Verzopfungen an der Messeinheit 2 bereitgestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Schlammspiegelmessgerät
2: Messeinheit
3: Trübungssensor
4: Messeinheitsgehäuse
5: Aufnahmeeinheit
6: Aufnahmegehäuse
7: Positionsdetektor
8: Detektionselement
9: Auswerteeinheit
10: Verfahren zum Betreiben eines Schlammspiegelmessgeräts
11: Blindzone
11a: bisher eingestellte Blindzone
12: Verzopfung
13: bekannter Abstand zur Wasseroberfläche
14: Anregen des Näherungsschalters
15: Ausgeben eines Messsignals
16: Bestimmung der Position der Messeinheit
17: Bestimmung des die Messeinheit umgebenden Mediums
18: Bestimmung des Abstandes der Wasseroberfläche zur Aufnahmeeinheit
19: Bestimmung einer Blindzone
20: Ausgabe einer Warnmeldung bei Vorhandensein von Verzopfungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DD 233652 A1 [0008]
WO 2010/097680 A1 [0009]
EP 1184647 A1 [0010]

Claims

Schlammspiegelmessgerät (1) - mit einer absenkbaren Messeinheit (2), wobei die Messeinheit (2) wenigstens einen Trübungssensor (3) zur Bestimmung der Trübung eines Mediums und ein Messeinheitsgehäuse (4) aufweist, - mit einer Aufnahmeeinheit (5) zur Aufnahme der Messeinheit (2), wobei die Aufnahmeeinheit (5) ein Aufnahmegehäuse (6) aufweist und wobei die Aufnahmeeinheit (5) eine Ausgangsposition der Messeinheit (2) definiert, - mit einem Positionsdetektor (7), der bestimmt, ob die Messeinheit (2) in der Ausgangsposition angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor (7) als induktiver Näherungsschalter oder als kapazitiver Näherungsschalter ausgestaltet ist, - mit einem Detektionselement (8), das den Näherungsschalter wahrnehmbar beeinflusst und - mit einer Auswerteeinheit (9), wobei die Auswerteeinheit mit dem Näherungsschalter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Messeinheitsgehäuse (4) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist oder dass das Aufnahmegehäuse (6) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist.
Schlammspiegelmessgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messeinheitsgehäuse (4) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist und dass der Positionsdetektor (7) am Aufnahmegehäuse (6) angeordnet ist.
Schlammspiegelmessgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegehäuse (6) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist und dass der Positionsdetektor (7) innerhalb des Messeinheitsgehäuses (4) oder am Messeinheitsgehäuse (4) angeordnet ist.
Schlammspiegelmessgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungsschalter eine Elektronikeinheit aufweist und dass die Messeinheit (2) die Elektronikeinheit des Näherungsschalters und/oder die Auswerteeinheit (9) umfasst.
Verfahren (10) zum Betreiben eines Schlammspiegelmessgeräts (1), wobei das Schlammspiegelmessgerät (1) wenigstens folgende Komponenten aufweist: - eine absenkbare Messeinheit (2), wobei die Messeinheit (2) wenigstens einen Trübungssensor (3) zur Bestimmung der Trübung eines Mediums und ein Messeinheitsgehäuse (4) aufweist, - eine Aufnahmeeinheit (5) zur Aufnahme der Messeinheit (2), wobei die Aufnahmeeinheit (5) ein Aufnahmegehäuse (6) aufweist und wobei die Aufnahmeeinheit (5) eine Ausgangsposition der Messeinheit (2) definiert, - einen Positionsdetektor (7), der bestimmt, ob die Messeinheit (2) in der Ausgangsposition angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor (7) als induktiver Näherungsschalter oder als kapazitiver Näherungsschalter ausgestaltet ist, - ein Detektionselement (8), das den Näherungsschalter wahrnehmbar beeinflusst und - eine Auswerteeinheit (9), wobei die Auswerteeinheit mit dem Näherungsschalter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Messeinheitsgehäuse (4) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist oder dass das Aufnahmegehäuse (6) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist, dass der Näherungsschalter ein Messsignal ausgibt (15), wobei das Messsignal von der Beeinflussung durch das Detektionselement (8) abhängig ist und dass die Auswerteeinheit (9) die Position der Messeinheit (2) basierend auf dem Messsignal des Näherungsschalters bestimmt (16).
Verfahren (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlammspiegelmessgerät (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgestaltet ist.
Verfahren (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal die Frequenz f des Schwingkreises des Näherungsschalters umfasst.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegehäuse (6) zumindest teilweise als Detektionselement (8) ausgestaltet ist, dass der Positionsdetektor (7) innerhalb des Messeinheitsgehäuses (4) oder am Messeinheitsgehäuse (4) angeordnet ist und dass während die Messeinheit (2) herabgesenkt wird, die Auswerteeinheit (9) basierend auf dem Messsignal des Näherungsschalters verschiedene, die Messeinheit (2) umgebende Medien unterscheidet (17).
Verfahren (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während die Messeinheit (2) herabgesenkt wird, die Auswerteeinheit (9) das Eintauchen der Messeinheit (2) in das Medium basierend auf dem Messsignal bestimmt und den Abstand der Oberfläche des Mediums zu der Aufnahmeeinheit (5) bestimmt (18).
Verfahren (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausweerteeinheit (9) ein Warnsignal ausgibt (20), wenn beim Herausfahren der Messeinheit (2) aus dem Medium bei bekanntem Abstand der Oberfläche des Mediums zu der Aufnahmeeinheit (5) keine Änderung des Messsignals auftritt.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (9) basierend auf dem Abstand der Oberfläche des Mediums zu der Aufnahmeeinheit (5) eine Blindzone (11), in der der Trübungssensor (3) der Messeinheit (2) keine Messung durchführt, bestimmt (19).