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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllstandmessanordnung mit einem Füllstandmessgerät und einer Befestigungsanordnung zur Befestigung des Füllstandmessgerätes an einem Messbehälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Füllstandmessanordnungen bekannt. Diese weisen typischerweise ein Füllstandmessgerät sowie eine Befestigungsanordnung zur Befestigung des Füllstandmessgerätes an einem Behälter auf. Als Befestigungsanordnungen kommen häufig Flansche, bspw. sog. Klemmflansche, Schweißflansche oder Einschraubflansche zum Einsatz. Das Füllstandmessgerät wird mittels des Flanschs an einer Öffnung des Messbehälters mechanisch angeordnet und für die Messung des Fülltandes passend ausgerichtet.
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Insbesondere bei mobilen Anwendungen, bspw. sogenannten Intermediate Bulk Containern (IBC), die für den Transport und die Lagerung flüssiger und rieselfähiger Stoffe verwendet werden sind fest montierte Füllstandmessanordnungen häufig nachteilig bei der Stapelung und beim Transport der Container.
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Herkömmliche Füllstandmessanordnungen, bspw. mit einem Radarfüllstandmessgerät habe eine gewisse Bauhöhe, die bei modernen Füllstandmessgeräten zum Großteil außerhalb des Messbehälters liegt. Werden solche Container mit einem Füllstandmessgerät ausgerüstet, so können die Behälter nicht mehr gestapelt werden, oder es muss ein höherer Mindestabstand zum oberen Behälter eingehalten werden, was als Nachteil angesehen wird. Auch ein Einbau des Füllstandmessgeräts in den Behälter, d.h. eine Anordnung des Füllstandmessgeräts innerhalb einer Außenhaut des Containers stellt keine zufriedenstellende Lösung dar, da eine Messgenauigkeit im Nahbereich, d.h. insbesondere in einem Abstand von weniger als 25 cm, des Sensors schlechter ist als im restlichen Messbereich und somit eine Füllstandmessung nicht mehr bis zu einer vollständigen Füllung des Containers möglich ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Füllstandmessanordnung gemäß dem Stand der Technik so weiterzubilden, dass diese bei der Lagerung oder beim Transport der Messbehälter platzsparend ist, insbesondere ein Stapeln der Messbehälter erlaubt, und mit der gleichzeitig eine präzise Messung, einer Füllhöhe des Containers möglich ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Füllstandmessanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Füllstandmessanordnung mit einem Füllstandmessgerät und einer Befestigungsanordnung zur Befestigung des Füllstandmessgeräts an einem Messbehälter, zeichnet sich dadurch aus, dass die Befestigungsanordnung wenigstens eine Lagerposition und eine Neutralposition aufweist, wobei das Füllstandmessgerät in der Lagerposition im Vergleich zur Neutralposition sich näher am Behälter befindet oder in den Behälter hineinragt.
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Die Befestigungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es damit, das Füllstandmessgerät für die Lagerung und den Transport des Messbehälters in eine von außerhalb des Messbehälters gesehen platzsparende Lagerposition zu verbringen, in der das Füllstandmessgerät sich näher am Behälter befindet oder weiter in den Messbehälter hineinragt und damit außerhalb des Messbehälters nur einen verringerten Bauraum in Anspruch nimmt. In der Neutralposition ist das Füllstandmessgerät in einer Position angeordnet, in der es auch wäre, wenn es regulär, bspw. mittels eines geeigneten Flanschs am Messbehälter befestigt wäre. Es ist damit eine Füllstandmessung mit der gleichen Präzision möglich, wie dies im Stand der Technik der Fall ist.
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Das Füllstandmessgerät ist vorzugsweise als Radarfüllstandmessgerät ausgebildet.
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Eine erhöhte Messgenauigkeit, insbesondere bei einem Füllstand im Bereich eines maximal zulässigen Füllstands des Messbehälters kann erreicht werden, wenn die Befestigungsanordnung wenigstens eine erste Messposition aufweist, wobei die Neutralposition zwischen der Lagerposition und der Messposition liegt.
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Das Füllstandmessgerät ist in der ersten Messposition damit außerhalb der Neutralposition, es ist quasi aus dem Messbehälter herausgezogen und vorzugsweise in Hauptabstrahlrichtung des Füllstandmesseräts von einer Füllgutoberfläche weiter entfernt, sodass bspw. bei Radarfüllstandmessgeräten ein Antennenklingeln, welches für Messungen im Nahbereich auftritt auch bei maximal zulässigem Füllstand des Messbehälters deutlich reduziert ist.
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Unter Nahbereich der Antenne soll im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Entfernung der Füllgutoberfläche von der Antenne von weniger als 25 cm verstanden werden.
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Ein Abstand zwischen der Lagerposition und der Neutralposition beträgt vorzugweise 25 cm. Ein Abstand zwischen der Neutralposition und der ersten Messposition beträgt vorzugsweise 25 cm.
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Zwischen der Lagerposition und der Messposition kann somit ein maximaler Abstand von 50 cm erreicht werden. Dadurch ist es möglich, einerseits für die Lagerung und den Transport einen außerhalb des Messbehälters benötigten Bauraum des Füllstandmessgerätes auf eine Höhe von 50 cm zu reduzieren und andererseits für die Füllstandmessung, bspw. beim Befüllen und/oder Entleeren des Messbehälters den Abstand zur Füllgutoberfläche um 25 cm im Vergleich zur Neutralposition zu vergrößern, sodass ein verbessertes Messergebnis erreicht werden kann.
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In einer Weiterbildung weist die Befestigungsanordnung wenigstens eine zweite Messposition auf, wobei die zweite Messposition zwischen der ersten Messposition und der Lagerposition liegt.
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Die zweite Messposition kann damit eine Zwischenposition zwischen der ersten Messposition und der Lagerposition und insbesondere gleich der Neutralposition sein. In der zweiten Messposition kann das Füllstandmessgerät insbesondere auch relativ zu der ersten Messposition schräg ausgerichtet sein. Dadurch wird ermöglicht, dass bspw. ein Schrägstellen des Messbehälters in der zweiten Messposition ausgeglichen und das Füllstandmessgerät bzw. eine Hauptabstrahlrichtung des Füllstandmessgeräts senkrecht zu einer Füllgutoberfläche ausgerichtet wird. Durch eine Detektion einer entsprechenden Schrägstellung des Füllstandmessgerätes relativ zum Messbehälter kann automatisiert ein veränderter Parametersatz aufgerufen werden, sodass bspw. veränderte Parameter zur Berechnung eines Füllvolumens verwendet werden.
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Die Befestigungsanordnung ist vorzugsweise zwischen den Positionen verstellbar ausgebildet. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung soll darunter verstanden werden, dass eine Veränderung von der einen in die andere Position, also bspw. von der Lagerposition in die erste Messposition ohne Demontage des Füllstandmessgeräts erfolgt. Vorzugsweise kann diese Veränderung auch werkzeuglos erfolgen.
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Die Befestigungsvorrichtung kann bspw. aus Silikonkautschuk ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform kann der Silikonkautschuk-Teil der Befestigungsanordnung vorzugsweise einstückig ausgebildet sein, sodass eine besonders einfach Anbindung des Füllstandmessgeräts an den Messbehälter möglich ist. In einer solchen Ausgestaltung sind im Wesentlichen die Anbindung des Füllstandmessgeräts an die Befestigungsanordnung und die Anbindung der Befestigungsanordnung an den Messbehälter abzudichten, sodass lediglich zwei Dichtstellen notwendig sind.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Befestigungsvorrichtung aus ineinander verschiebbar angeordneten Metall- oder Kunststoffteilen, vorzugsweise Hartkunststoffteilen, ausgebildete sein. Es ist möglich, eine solche Ausgestaltung in sich stabiler auszugestalten, als eine Variante, bei der die Befestigungsanordnung nur aus Silikonkautschuk besteht. Allerdings sind dafür die Stoßstellen zwischen den einzelnen Komponenten der einzelnen Metall- oder Kunststoffteile gegeneinander abzudichten.
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Die Befestigungsanordnung kann in der ersten Messposition und/oder der Lagerposition und/oder der Neutralposition und/oder der zweiten Messposition fixierbar sein. Eine Fixierung im Sinne der vorliegenden Anmeldung soll eine mechanische Festlegung der Befestigungsanordnung in der jeweiligen Position bedeuten. Eine Fixierung kann bspw. durch ein mechanisches Verrasten der Anordnung in der jeweiligen Position erfolgen.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Anordnung eine Fixiereinrichtung zur Fixierung der Befestigungsanordnung in der ersten und/oder zweiten Messposition und/oder der Lagerposition und/oder der Neutralposition aufweisen. Die Fixiereinrichtung kann bspw. als Klappbügel ausgebildet sein.
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Mit Hilfe eines Klappbügels ist es beispielsweise möglich, die Befestigungsanordnung in der ersten Messposition zu haltern, sodass auch eine Ausgestaltungsvariante aus Silikonkautschuk mechanisch in der ersten Messposition verankert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann der Klappbügel als Anschlag zur Sicherstellung einer korrekten Ausrichtung des Füllstandmessgeräts ausgebildet sein.
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Zur Erkennung der aktuellen Position kann die Befestigungsanordnung eine Positionssignalisierung aufweisen. So kann bspw. anhand eines Messsignals erkannt werden, ob sich die Füllstandmessanordnung in der Lagerposition oder der ersten Messposition befindet. Die Positionssignalisierung kann bspw. als ein außerhalb der Lagerposition in eine Messstrecke des Füllstandmessgerätes ragender Sicherheitsreflektor ausgebildet sein. Ist der Sicherheitsreflektor im Messsignal erkennbar, so befindet sich die Anordnung außerhalb der Lagerposition, ist der Sicherheitsreflektor nicht erkennbar, so kann eine Meldung ausgegeben werden, die darauf hinweist, dass ggf. eine Fehlausrichtung oder Fehlpositionierung des Füllstandmessgeräts vorliegt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Füllstandmessanordnung gemäß der vorliegenden Anmeldung in Messposition,
- 2 einen Längsschnitt der Füllstandmessanordnung aus 1 in der Messposition,
- 3 einen Längsschnitt der Füllstandmessanordnung aus 1 in der Neutralposition und
- 4 einen Längsschnitt der Füllstandmessanordnung aus 1 in der Lagerposition.
- 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Füllstandmessanordnungen 1 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
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Die Füllstandmessanordnungen 1 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem Füllstandmessgerät 3, das vorliegend als Radarfüllstandmessgerät ausgebildet und mittels einer Befestigungsanordnung 5 an einem Messbehälter 11 angeordnet ist. Die Befestigungsanordnung 5 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch einen Flansch 9 sowie durch einen flexiblen Befestigungsabschnitt 7 gebildet, wobei der flexible Befestigungsabschnitt 7 zwischen dem Flansch 9 und dem Füllstandmessgerät 3 angeordnet ist und diese miteinander verbindet. Mittels des Flanschs 9 ist die Befestigungsanordnung 5 mit dem Messbehälter 11 verbunden. Der Flansch kann bspw. als Schraubflansch, Klemmflansch, Schweißflansch oder als flexibler Silikonstülpdeckel ausgebildet sein.
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Der flexible Befestigungsabschnitt 7 ermöglicht es, das Füllstandmessgerät 3 in einer Lagerposition I, einer Neutralposition II sowie einer Messposition III anzuordnen. Eine Anordnung des Füllstandmessgeräts 3 in den verschiedenen Positionen I, II, III ist in den 2-4 gezeigt. Der flexible Befestigungsabschnitt 7 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als faltbarer Stutzen aus Silikonkautschuk ausgebildet, bei dem einzelne Abschnitte segmentweise ineinander gefaltet werden können. Der flexible Befestigungsabschnitt 7 kann dazu am Flansch 9 und am Füllstandmessgerät 3 bspw. mittels einer umlaufenden Klemmung befestigt sein.
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Alternativ könnten die einzelnen Segmente auch als ineinanderschiebbare Ringsegmente ausgebildet sein.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch die Füllstandmessanordnungen 1 gemäß 1, wobei das Füllstandmessgerät 3 der vorliegenden Darstellung - wie auch in 1 - in der Messposition III dargestellt ist. Ausgehend von einer durch den Flansch 9 definierten Ebene ist das Füllstandmessgerät 3 in der in 2 dargestellten Messposition III entlang einer Längsachse L des Füllstandmessgeräts 3 nach oben verschoben, sodass ein Abstand des Füllstandmessgeräts 3 von dem Messbehälter 11 im Vergleich zu der in 3 dargestellten Neutralposition II um einen Abstand d vergrößert ist. Durch diese Vergrößerung des Abstands d des Füllstandmessgeräts 3 von dem Messbehälter 11 kann eine erhöhte Messgenauigkeit im Bereich maximal zulässiger Füllstände des Messbehälters 11 erreicht werden.
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In 3 ist die Füllstandmessanordnung 1 aus den 1 und 2 in der Neutralposition II gezeigt. In der Neutralposition II ist der flexible Befestigungsabschnitt 7 derart ineinander geschoben, dass das Füllstandmessgerät 3 mit einem vorderseitigen Ende, mit dem es an dem flexiblen Befestigungsabschnitt 7 befestigt ist, im Wesentlichen in der Ebene des Flansches 9 liegt. Die Neutralposition II entspricht in etwa einer Anordnung wie sie erreicht werden kann, wenn das Füllstandmessgerät 3, wie aus dem Stand der Technik bekannt direkt mit einem Flansch an dem Messbehälter 11 befestigt wird.
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In 4 ist die Füllstandmessanordnungen 1 der 1-3 in der Lagerposition I dargestellt. In der Lagerposition I ist der flexible Befestigungsabschnitt 7 in das Innere des Messbehälters 11 geschoben, sodass das Füllstandmessgerät 3 teilweise, oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, vollständig innerhalb des flexiblen Befestigungsabschnitts 7 angeordnet ist. Dadurch, dass das Füllstandmessgerät 3 somit in der Lagerposition I innerhalb einer Außenkontur des Messbehälters 11 angeordnet ist wird ein mechanischer Schutz für das Füllstandmessgerät 3 realisiert und gleichzeitig eine verbesserte Transport- und Stapelfähigkeit des Messbehälters 11 erzielt. Eine Füllstandmessung ist in der Lagerposition I nicht vorgesehen, da eine Messung nur bis deutlich unterhalb einem maximalen Füllstand möglich ist und daher - zumindest im Bereich des maximalen Füllstandes - keine oder nur unzureichend genaue Messwerte ermittelt werden können.
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Ist beispielsweise der Messbehälter als IBC (Intermediate Bulk Container) ausgestaltet, so bringt eine Füllstand Messanordnung gemäß der vorliegenden Anmeldung erhebliche Vorteile beim Transport und bei der Lagerung dieser Messbehälter 11.
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In den 2-4 ist ferner eine Positionssignalisierung 20 gezeigt, die eine automatisierte Erkennung der Messposition III ermöglicht. Die Positionssignalisierung 20 ist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen als Sicherheitsreflektor ausgebildet, der in der Messposition III in eine Messstrecke des Füllstandmessgeräts 3 ragt und damit im ermittelten Messsignal detektiert werden kann. Ist der Sicherheitsreflektor im Messsignal erkennbar, kann daraus geschlossen werden, dass sich das Füllstandmessgerät in der Messposition III befindet, da der Sicherheitsreflektor sowohl in der Neutralposition II (vergleiche 3) als auch in der Lagerposition II (vergleiche 4) durch den flexiblen Befestigungsabschnitt 7 weggeklappt und damit in eine Position außerhalb der Messstrecke des Füllstandmessgeräts 3 gebracht wird.
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Alternativ zu einer Positionsdetektion mithilfe eines Sicherheitsreflektors ist es auch möglich einen bekannten Abstand bis zum Boden des Messbehälters 11 zu ermitteln und aufgrund dieses Abstands auf die Position des Füllstandmessgeräts 3 zu schließen.
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Auf Grund des flexiblen Befestigungsabschnitts 7 ist es ferner möglich, dass das Füllstandmessgerät 3 in eine relativ zu der Ebene des Flanschs geneigte Position gebracht wird. Dazu wird der flexible Befestigungsabschnitt auf der einen Seite stärker zusammengeschoben, als auf einer in Radialrichtung gegenüberliegenden Seite, sodass das Füllstandmessgerät schräg ausgerichtet wird. Auf diese Weise kann das Füllstandmessgerät auch bei schräg stehendem Messbehälter 11 eine Messung senkrecht zu einer Füllgutoberfläche durchführen.
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Eine solche geneigte Position des Füllstandmessgeräts 3 kann durch einen Lage- oder Neigungssensor im Füllstandmessgerät 3 detektiert werden und die Parametrierung entsprechend angepasst werden.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltung, in der ein Magnetring 30 in den flexiblen Befestigungsabschnitt 7 eingearbeitet ist. Dieser befindet sich bauartbedingt in der Neutral- und in der Lagerposition nahe am und in der Messposition III unterhalb des Füllstandmessgeräts 3. Mit diesem Magnetring 30 kann das Füllstandmessgerät 3 über ein im Füllstandmessgerät 3 befindliches Reed-Relais oder einen Magnetfeldsensor in den Positionen I und II im Standby- oder im Auszustand gehalten werden und beim Bringen in die Messposition III eingeschaltet werden. Damit kann ein automatisches Einschalten in der Messposition III erreicht werden. Dies ist vor allem bei batteriebetriebenen Füllstandmessgeräten 3 von Vorteil.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Füllstandmessanordnung
- 3
- Füllstandmessgerät
- 5
- Befestigungsanordnung
- 7
- flexibler Befestigungsabschnitt
- 9
- Flansch
- 11
- Messbehälter
- 20
- Positionssignalisierung
- 30
- Magnetring
- I
- Lagerposition
- II
- Neutralposition
- III
- Messposition
