DE102019203753B3 - Detektion von Oberflächenwellen mittels eines Grenzstandsensors - Google Patents

Detektion von Oberflächenwellen mittels eines Grenzstandsensors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche, insbesondere unter Verwendung eines Füllstandsensors. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:- Detektieren, mittels eines Grenzstandsensors (10), einer Veränderung eines Pegels der Füllgutoberfläche (42) in zyklischer Weise, wobei der Pegel der Füllgutoberfläche (42) im Wesentlichen zwischen einer Unterkante (16) und einer Oberkante (17) eines Sensorbereichs (15) des Grenzstandsensors (10) variiert;- Bestimmen der Oberflächenbewegung der Füllgutoberfläche (42) aus den zyklisch detektierten Veränderungen des Pegels der Füllgutoberfläche (42).

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche, insbesondere unter Verwendung eines Füllstandsensors. Weiter betrifft die Erfindung ein Messsystem, eine Verwendung, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
  • Hintergrund
  • Chemische oder biochemische Prozesse oder Rührwerksaktivitäten in einem Behältnis, z.B. in einem Tankbehältnis, können einem Fachmann bei unbehinderter Sicht auf die Oberflächenbewegungen in dem Behältnis in vielen Fällen einen guten Indikator dafür geben, ob der Prozess ungestört abläuft oder durch ein externes oder internes Ereignis gestört wird. Beispiele für ein externes Ereignis können unerwartetes Schütteln oder Schocken des Behältnisses umfassen, Beispiele für ein internes Ereignis können unerwartete Reaktionen und/oder Trennungsvorgänge - z.B. bei Emulsionen - umfassen. Ist eine direkte visuelle Beobachtung nicht möglich, dann kann die Beobachtung der Oberflächenbewegungen mittels anderer Vorrichtungen und/oder Verfahren sinnvoll und/oder erforderlich sein.
  • Das Dokument DE 689 01 828 T2 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung des Niveaus der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Medien in einem Reservoir mit einem Vibrationselement.
  • Die DE 10 2010 028 303 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstands, einer Dichte oder einer Viskosität, eines Mediums in einem Behälter mit einem in den Behälter hineinragenden mechanisch schwingfähigen Gebilde.
  • Die DE 10 2008 009 626 A1 betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberprüfung einer Pipette, die ein Saugrohr und eine Pipettenspitze umfasst.
  • Die DE 10 2010 043 928 A1 betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines diskreten Tankfüllstandsgebers in einem Bewegungen unterworfenen Tank, wobei Schwappereignisse ermittelt werden.
  • Die DE 10 2008 009 154 A1 betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines digitalen Tankfüllstandsgebers in einem Bewegungen unterworfenen Tank.
  • Die US 2016 003 666 A1 beschreibt ein Verfahren zur Messung eines Füllstandpegels in einem Reservoir.
  • Die JP S63 173 922 A beschreibt, dass mittels einer Fourier-Analyse der Pegelstand eines Wassers gemessen werden kann.
  • Die DE 11 2006 002 310 T5 beschreibt betrifft ein Verfahren und ein Radarfüllstandsmesssystem, um einen Füllstand eines Inhalts in einem Tank zu ermitteln.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dessen eine nicht-visuelle Beobachtung von Oberflächenbewegungen, z.B. in einem Behältnis, ermöglicht und/oder erleichtert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
  • Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche eines Füllguts. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
    • - Detektieren, mittels eines Grenzstandsensors, einer Veränderung eines Pegels der Füllgutoberfläche in zyklischer Weise, wobei der Pegel der Füllgutoberfläche im Wesentlichen zwischen einer Unterkante und einer Oberkante eines Sensorbereichs des Grenzstandsensors variiert;
    • - Bestimmen der Oberflächenbewegung der Füllgutoberfläche aus den detektierten Veränderungen des Pegels der Füllgutoberfläche.
  • Ein Füllgut oder Medium kann beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Schüttgut mit geringer Korngröße sein. Die Oberfläche des Füllguts kann unbewegt sein oder sich auf verschiedene Weise bewegen, beispielsweise als Welle, als ein unregelmäßiges Schwappen, als Strudel oder als Turbulenz. Manche Bewegungen der Oberfläche können eine oder mehrere Frequenzen aufweisen. Was als „Oberflächenbewegung“ angesehen wird, z.B. ab welcher Amplitude bzw. Amplitudenveränderung, kann von der Anwendung der Vorrichtung abhängig sein und beispielsweise ein einstellbares Kriterium sein. Was als „Oberflächenbewegung“ angesehen wird, kann beispielsweise auch von der Art des Behältnisses abhängig sein, z.B. von dessen Größe oder ob z.B. ein offenes Gewässer beobachtet werden soll.
  • Der Grenzstandsensor zum Detektieren der Veränderung des Pegels kann verschiedene Messprinzipien verwenden. Beispiele können ein Vibrationsgrenzschalter (z.B. eine Schwinggabel), ein Impedanzgrenzschalter, ein Grenzstandsensor mit einem Hochfrequenzfrontend (z.B. ein Radarsensor), einem Ultraschallfrontend, einem Laserfrontend sein und/oder ein weiteres Messprinzip verwenden. Der Sensorbereich, also der Bereich zwischen einer Unterkante und einer Oberkante, in dem der Sensor sinnvolle Messwerte detektieren kann, kann von dem verwendeten Messprinzip abhängig sein. Beispielsweise kann der Sensorbereich bei einer Schwinggabel etwa von der Spitze der Schwinggabel, als Unterkante, bis etwa zu deren Wurzel, als Oberkante, (oder vertauscht, d.h. die Spitze als Unterkante) reichen. Bei einem oberhalb der Füllgutoberfläche angeordneten Radarsensor kann der Sensorbereich einige cm (Zentimeter) vor dem Sensor beginnen, als Oberkante, und bis zu mehreren Metern reichen, als Unterkante.
  • Das Detektieren kann beispielsweise zyklisch einmal oder mehrmals pro Sekunde stattfinden oder in Abständen von mehreren Sekunden. Die Zeitpunkte des Detektierens können äquidistant sein oder variiert werden, z.B. in Abhängigkeit von einer Bewegung des Füllguts.
  • Aus den auf diese Weise detektierten Veränderungen des Pegels der Füllgutoberfläche kann die Oberflächenbewegung der Füllgutoberfläche bestimmt werden, d.h. ob überhaupt eine Bewegung stattfindet oder nicht. Das Kriterium „Bewegung“ kann in vordefinierten Bereichen wählbar sein (siehe oben). Die Bewegung kann z.B. gleichmäßig oder ungleichmäßig sein.
  • Damit ist es möglich, auch die Oberflächenbewegung eines Behältnisses und/oder Gewässers zu beobachten, welches keinen optischen Einblick bietet. Dies kann z.B. ein geschlossener Tank sein, aber auch z.B. ein Fluss, der dadurch auch nachts beobachtet werden kann. Ein Tank kann bei Verwendung des genannten Verfahrens vorteilhafterweise metallisch geschlossen bleiben.
  • Durch die Analyse der Oberflächenbewegung können beispielsweise chemische oder biochemische Prozesse oder Rührwerksaktivitäten in einem Tankbehältnis überwacht werden. Auch Trennungsvorgänge, welche bei Emulsionen - z.B. Öl und Wasser - auftreten, können überwacht werden. Wird die Entmischung durch ein externes Vibrieren, Schütteln oder Schocken gestört, kann ein Prozess in relevantem Umfang gestört sein; auch dies kann vorteilhafterweise mit diesem Verfahren überwacht werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf:
    • - Bestimmen, aus einer Vielzahl von Oberflächenbewegungen, einer Frequenz einer Oberflächenwelle der Füllgutoberfläche.
  • Es kann beispielsweise auf Basis der Werte der Oberflächenbewegung oder -änderung eine Frequenzanalyse durchgeführt werden, z.B. mittels einer Fast Fourier Transformation (FFT). Damit können z.B. Regelmäßigkeiten - wie stehende Wellen, etc. - in der Oberfläche zu erkannt werden. Die so gewonnenen Daten können dann in einem Messgerät (oder an anderer Stelle im System, z.B. in einer zentralen Auswerteeinheit) mit Erwartungsdaten verglichen werden. Damit kann beispielsweise eine veränderte Viskosität oder eine veränderte Dichte des gemessenen Mediums festgestellt werden, oder auch weitere Kennwerte, welche die Oberflächenwellenausbreitung verändern können. Auch können z.B. charakteristische Wellenformen, die z.B. von Pumpen herrühren, dadurch erfasst werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf:
    • - Klassifizieren, aus einer Analyse der Vielzahl von Oberflächenbewegungen und/oder der Frequenz der Oberflächenwelle der Füllgutoberfläche, der Füllgutoberfläche als „ruhig“ oder „unruhig“, oder auch als „stark bewegt“ bzw. „schwach bewegt“.
  • Welche Oberflächenbewegungen bei dem jeweiligen Prozess als „ruhig“ / „schwach bewegt“ oder als „unruhig“ / „stark bewegt“ eingestuft werden, kann z.B. in einem Sensor, einem Messgerät und/oder einer Auswerteeinheit parametriert werden. So kann beispielsweise ein Prozess, welcher hohe Anforderungen an die Unbewegtheit eines Mediums stellt, bei kleinsten Amplituden- und/oder Frequenzänderungen bereits „unruhig“ melden. Oder ein Prozess kann auch bestimmte Oberflächenbewegungen, die z.B. ein gewisses Maß oder ein anderes vordefiniertes Kriterium nicht überschreiten, als „ruhig“, „irrelevant“, „erlaubt“, etc. einstufen und erst darüberhinausgehende Oberflächenbewegungen oder Frequenzveränderungslevel als „unruhig“ klassifizieren. Auch können andere und/oder weitere Parameter oder Messwerte in die Berücksichtigung miteinbezogen werden, wie eine von dem Messgerät detektierte elektrische Signalamplitude. Weiterhin kann die Bewertung „ruhig“ oder „unruhig“ alternativ oder zusätzlich von einer übergeordneten Einheit ausgeführt wird.
  • In einer Ausführungsform wird bei einem Verlassen des Sensorbereichs ein Alarm ausgelöst. Das Verlassen des Sensorbereichs kann z.B. durch kurz- oder langfristiges Unterschreiten der Unterkante oder Überschreiten der Oberkante des Sensorbereichs durch das Medium definiert sein. Durch das Auslösen des Alarms kann z.B. ausgeschlossen werden, dass das Füllgut oder Medium abgelassen wurde oder einen vordefinierten Pegel über- oder unterschritten hat. Wenn der Alarm ausgelöst wurde, kann die Messung z.B. für ungültig erklärt werden und/oder für eine Füllstand- und/oder Grenzstandbestimmung verwendet werden. Bei bestimmten Messprinzipien kann auch im Alarmfall der Messwert noch verwendbar sein, wenn auch mit bestimmten Einschränkungen. Wenn beispielsweise das Schwingelement einer Schwinggabel gänzlich mit dem Medium bedeckt ist, sind Verwirbelungen unterhalb der Oberfläche eventuell auch messbar, allerdings können hierbei die gemessenen Signalveränderungen verhältnismäßig geringer sein. Bei manchen Messprinzipien können keine sinnvollen Messwerte detektiert werden, wenn das Schwingelement für längere Zeit gänzlich bedeckt oder unbedeckt ist.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf:
    • - Wenn der Sensorbereich verlassen wird: Bewegen des Grenzstandsensors, so dass der Pegel der Füllgutoberfläche wieder im Wesentlichen zwischen der Unterkante und der Oberkante des Sensorbereichs des Grenzstandsensors variiert.
  • Wird also das Verlassen des Sensorbereichs detektiert (wenn die Füllhöhe des Mediums im Behältnis variiert), z.B. durch Auslösen eines entsprechenden Alarms, dann kann der Grenzstandsensor z.B. nach oben oder unten oder auch seitwärts bewegt werden, so dass der Grenzstandsensor wieder in den Sensorbereich kommt, also in den „mittleren“ Bereich zwischen der Unterkante und der Oberkante, in dem der Sensor sinnvolle Messwerte detektieren kann. Dieser - für den Grenzstandsensor - „mittlere“ Füllpegel kann beispielsweise mit einem weiteren geeigneten Messgerät erfasst und eingestellt werden. Das weitere Messgerät kann ein anderes Messprinzip verwenden als der Grenzstandsensor, der den Alarm ausgelöst hat; beispielsweise kann im Fall einer Schwinggabel ein Radarsensor und/oder ein Druckmessgerät zu diesem Zweck verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf:
    • - Bestimmen, mittels der Vielzahl von Grenzstandsensoren, einer Wellenlänge der Oberflächenwelle des Füllguts und/oder von Verwirbelungen des Füllguts.
  • Beispielsweise kann zu diesem Zweck eine Vielzahl von Füllstandsensoren Verwendung finden, um die Wellenlänge - z.B. durch Messen des Abstands von Wellen-Minima und/oder -Maxima - und/oder Verwirbelungen zu detektieren bzw. zu analysieren.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Grenzstandsensor einen vibronischen Sensor. Ein vibronischer Sensor kann das Detektieren z.B. mittels einer Stimmgabel und/oder anderen Messverfahren, wie z.B. Schwinggabelsysteme, Stabschwinger oder Membranschwinger, durchführen. Da die Schwingfrequenz z.B. einer Schwinggabel proportional zur Eintauchtiefe der Gabel in dem Medium ist, ist es möglich, über die Frequenzänderung über der Zeit die Bewegungsaktivität des Mediums zu erkennen. Im gleichen Maße, allerdings umgekehrt proportional, verändert sich auch die elektrische Signalamplitude bei Anregen und Auslesen der Schwinggabel mittels einer Piezo-Technologie.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Grenzstandsensor einen Impedanzgrenzschalter. Der Impedanzgrenzschalter kann z.B. als ein Berührungssensor ausgeführt sein. Der Impedanzgrenzschalter kann auch z.B. mit einem Schwimmer kombiniert werden, welcher z.B. einen integrierten Beschleunigungssensor aufweist (Messprinzip Trägheit) und auf der Oberfläche des Mediums schwimmen kann.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Grenzstandsensor ein Ultraschallfrontend, ein Hochfrequenzfrontend und/oder ein Laserfrontend. Die hier genannten Sensoren können drahtlos oder mittels Kabel an eine Auswerteeinheit und/oder ein anderes Gerät angeschlossen sein.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft ein Messsystem zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche, aufweisend:
    • einen Grenzstandsensor, und eine Prozessor- und Steuerungseinheit, welche eingerichtet ist, ein Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben durchzuführen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Flüssigkeit oder eines Schüttguts mit geringer Korngröße. Eine Flüssigkeit kann z.B. Wasser, Öl, Emulsionen, Honig, Milch, Saft, etc. sein. Ein Schüttgut kann z.B. Stoffe mit geringer Korngröße wie z.B. Mehl, Kakao, Kaffee, Kunststoffgranulat, Metallpulver, usw. umfassen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einem Prozessor einer Messvorrichtung ausgeführt wird, die Messvorrichtung anweist, das oben und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren durchzuführen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das genannte Programmelement gespeichert ist.
  • Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen. Die Darstellungen in den folgenden Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
  • Figurenliste
  • Es zeigt:
    • 1 eine schematische Skizze eines Messsystems gemäß einer Ausführungsform;
    • 2 eine schematische Skizze eines Messsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 3a, 3b, 3c eine Ausführungsform mit verschiedenen Bedeckungsgraden;
    • 4a, 4b, 4c Messwerte bei einer Ausführungsform mit verschiedenen Oberflächenbewegungen
    • 5 ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Skizze eines Messsystems 20 gemäß einer Ausführungsform. Dabei wird als Grenzstandsensor 10 ein Vibrationsgrenzschalter in Form einer Schwinggabel verwendet. Der Grenzstandsensor 10 ist in einem im Wesentlichen geschlossenen Behälter 30 mit einer Behälterwand 32 angeordnet. Der Behälter 30 ist mit einem Füllgut 40 bis zur Höhe einer Füllgutoberfläche 42 gefüllt. Die Füllgutoberfläche 42 befindet sich in einem Sensorbereich 15, der durch eine Unterkante 16 und eine Oberkante 17 begrenzt wird. Der Sensorbereich 15 ist der Bereich, in dem der Sensor sinnvolle Messwerte detektieren kann. Der Sensorbereich 15 ist von dem verwendeten Messprinzip abhängig und erstreckt sich in diesem Fall im Wesentlichen auf den Bereich der Zinken der Schwinggabel des Vibrationsgrenzschalters 10. Der Vibrationsgrenzschalter 10 ist über eine Leitung 26 mit einer Prozessor- und Steuerungseinheit 25 verbunden. Die Prozessor- und Steuerungseinheit 25 ist über eine weitere Leitung 27 (und/oder drahtlos) mit weiteren Geräten, z.B. mit einer zentralen Auswerteeinheit, verbunden. Der Vibrationsgrenzschalter 10 kann mittels einer Bewegungsvorrichtung mit der Behälterwand 32 verbunden sein, so dass der Vibrationsgrenzschalter 10, z.B. bei starker Veränderung des Pegelstands der Füllgutoberfläche 42, nach oben, unten oder seitlich bewegt werden kann.
  • 2 zeigt eine schematische Skizze eines Messsystems 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie bei 1 gleiche oder ähnliche Elemente. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Distanzmessgerät - z.B. ein Hochfrequenzfrontend (z.B. ein Radarsensor), ein Ultraschallfrontend, ein Laserfrontend, und/oder weitere Messgeräte - als Grenzstandsensor 10 verwendet. Es ist deutlich erkennbar, dass, wegen des unterschiedlichen Messprinzips, ein Sensorbereich 15, der durch eine Unterkante 16 und eine Oberkante 17 begrenzt wird, größer ist als der Sensorbereich 15 von 1. Durch Verwendung verschiedener Messprinzipien und/oder durch eine geeignete Kombination verschiedener Messprinzipien kann in weiten Bereichen der Messbereich und/oder die Genauigkeit eingestellt und so an unterschiedliche Erfordernisse angepasst werden. Bei der Verwendung von freistrahlenden Messprinzipien, wie z.B. Radar oder Ultraschall, ist zu beachten, dass bei diesen Messprinzipien ein Öffnungswinkel von gewisser minimaler Breite vorhanden ist. Dadurch kann bei Verwendung von Sensoren mit diesen Messprinzipien die Auflösung der Oberflächendetektion gröber sein, und die maximal erfassbare Grenzfrequenz der Oberflächenwellen kann niedriger sein als bei punktuell arbeitenden Grenzstandsensoren, wie z.B. bei den oben beschriebenen vibronischen, elektronischen und/oder kapazitiven Grenzstandsensoren.
  • Die 3a, 3b und 3c zeigen, zur Verdeutlichung einer Messung, eine Ausführungsform mit verschiedenen Bedeckungsgraden 42 oder Momentanpegeln der Füllgutoberfläche 42 (siehe 1 oder 2). Dabei wird als Grenzstandsensor 10 ein Vibrationsgrenzschalter in Form einer Schwinggabel verwendet. 3a zeigt einen Messzeitpunkt mit hohem Bedeckungsgrad 42 der Schwinggabel 10. Zu dem gezeigten Messzeitpunkt befindet sich ein Wellenberg der Füllgutoberfläche 42 des Mediums oder Füllguts 40 im Bereich der Schwinggabel 10. 3b zeigt einen Messzeitpunkt mit mittlerem Bedeckungsgrad 42 der Schwinggabel 10. 3c zeigt einen Messzeitpunkt mit niedrigem Bedeckungsgrad 42 der Schwinggabel 10, bei dem sich ein Wellental der Füllgutoberfläche 42 im Bereich der Schwinggabel 10 befindet. Durch zyklische Messung der Füllgutoberfläche 42 kann damit eine Oberflächenbewegung der Füllgutoberfläche 42 aus den detektierten Veränderungen des Pegels der Füllgutoberfläche 42 bestimmt werden.
  • 4a, 4b, 4c zeigen Messwerte bei einer Ausführungsform mit verschiedenen Oberflächenbewegungen. Dabei ist in der oberen Hälfte der Figuren eine Amplitude a des Sensorsignals dargestellt und in der unteren Hälfte eine Frequenz f des Sensorsignals, jeweils über eine Zeitspanne von mehreren Sekunden (gezeigt sind 5 Sekunden). In 4a sind Messwerte dargestellt, bei denen die Füllgutoberfläche 42 (siehe 1 oder 2) sehr ruhig ist. Daher verzeichnet die Amplitude a kaum Ausschläge und die Frequenz f variiert kaum. 4b und 4c zeigen Messwerte bei einer unruhigen Füllgutoberfläche. Dabei ist deutlich sichtbar, dass in 4b eine chaotisch bewegte Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche gemessen wurde, während bei 4c eine regelmäßige Oberflächenbewegung analysiert werden kann. Es wird also deutlich, dass mit dem gezeigten Verfahren und/oder Messgerät nicht nur Ruhe und Bewegung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche gemessen und unterscheiden werden kann, sondern sogar eine Charakteristik der Oberflächenbewegung. Damit wird eine Beobachtung von Oberflächenbewegungen, beispielsweise in einem Behältnis, das nicht visuell beobachtet werden kann, ermöglicht und/oder erleichtert.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm 50 eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform. Dabei detektiert, in einem Schritt 51, ein Grenzstandsensors 10 (siehe 1 oder 2), eine Veränderung eines Pegels einer Füllgutoberfläche 42 in zyklischer Weise. Dabei variiert der Pegel der Füllgutoberfläche 42 im Wesentlichen zwischen einer Unterkante 16 und einer Oberkante 17 eines Sensorbereichs 15 des Grenzstandsensors 10. In einem Schritt 52 wird aus den detektierten Veränderungen des Pegels der Füllgutoberfläche 42 eine Oberflächenbewegung der Füllgutoberfläche 42 bestimmt.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Füllstandsensor
    15
    Sensorbereich
    16
    Unterkante
    17
    Oberkante
    20
    Messsystem
    25
    Prozessor- und Steuerungseinheit
    26, 27
    Leitung
    30
    Behälter
    32
    Behälterwand
    40
    Füllgut
    42
    Füllgutoberfläche
    50
    Flussdiagramm
    51, 52
    Schritte
    a
    Amplitude
    f
    Frequenz

Claims (13)

  1. Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche (42) eines Füllguts (40), mit den Schritten: - Detektieren, mittels eines Grenzstandsensors (10), einer Veränderung eines Pegels der Füllgutoberfläche (42) in zyklischer Weise, wobei der Pegel der Füllgutoberfläche (42) im Wesentlichen zwischen einer Unterkante (16) und einer Oberkante (17) eines Sensorbereichs (15) des Grenzstandsensors (10) variiert; - Bestimmen der Oberflächenbewegung der Füllgutoberfläche (42) aus den zyklisch detektierten Veränderungen des Pegels der Füllgutoberfläche (42); und - Bestimmen, mittels eines einstellbaren Kriteriums, ob die Füllgutoberfläche (42) als bewegt angesehen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: - Bestimmen, aus einer Vielzahl von Oberflächenbewegungen, einer Frequenz einer Oberflächenwelle der Füllgutoberfläche (42).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt: - Klassifizieren, aus einer Analyse der Vielzahl von Oberflächenbewegungen und/oder der Frequenz der Oberflächenwelle der Füllgutoberfläche (42), der Füllgutoberfläche (42) als „ruhig“ oder „unruhig“.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einem Verlassen des Sensorbereichs (15) ein Alarm ausgelöst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, mit dem weiteren Schritt: - Wenn der Sensorbereich (15) verlassen wird: Bewegen des Grenzstandsensors (10), so dass der Pegel der Füllgutoberfläche (42) wieder im Wesentlichen zwischen der Unterkante (16) und der Oberkante (17) des Sensorbereichs (15) des Grenzstandsensors (10) variiert.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: - Bestimmen, mittels einer Vielzahl von Grenzstandsensoren (10), einer Wellenlänge der Oberflächenwelle des Füllguts und/oder von Verwirbelungen des Füllguts.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grenzstandsensor (10) einen vibronischen Sensor umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grenzstandsensor (10) einen Impedanzgrenzschalter umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grenzstandsensor (10) ein Ultraschallfrontend, ein Hochfrequenzfrontend und/oder ein Laserfrontend umfasst.
  10. Messsystem (20) zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Füllgutoberfläche (42), aufweisend: einen Grenzstandsensor (10), und eine Prozessor- und Steuerungseinheit (25), welche eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
  11. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bestimmung einer Oberflächenbewegung einer Flüssigkeit oder eines Schüttguts mit geringer Korngröße.
  12. Programmelement, welches, wenn es auf einer Prozessor- und Steuerungseinheit (25) ausgeführt wird, die Prozessor- und Steuerungseinheit (25) anweist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
  13. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 12 gespeichert ist.
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