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Die Erfindung betrifft ein Messgerät zur Bestimmung einer Messgröße von Füllgut in einem Behälter gemäß Anspruch 1. Bei der Messgröße handelt es sich insbesondere um einen Füllstand, einen Grenzstand oder einen Druck in dem Behälter. Als Füllgut kann sowohl eine Flüssigkeit als auch Schüttgut vorgesehen sein. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung eines solchen Messgerätes an einem Behälter gemäß Anspruch 9.
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Messgeräte zu Bestimmung einer Messgröße von Füllgut sind aus dem Stand der Technik weitreichend bekannt. Unter anderem kann als Messgerät ein Füllstandsensor, ein Grenzstandsensor oder ein Drucksensor zum Einsatz kommen. Vorstehend genannte Messgeräte werden dabei auch im Bereich der Lebensmittelproduktion, der Pharmazeutikaproduktion oder in Laboren eingesetzt. In diesen Bereichen müssen üblicherweise besonders hohe Hygienestandards eingehalten werden. Insbesondere müssen die entsprechenden Behälter, mit welchen das produzierte Gut in Kontakt kommt, und sämtliche in den Behälter hineinragende Komponenten, welche potentiell mit dem Füllgut in Kontakt geraten können, regelmäßig desinfiziert und auf ihre Hygiene hin überprüft werden.
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Insbesondere Messgeräte zur Überwachung des Produktionsprozesses, welche an dem Behälter angeordnet sind und teilweise in den Behälter hineinragen, bilden dabei eine Störstelle bzw. eine Eindringstelle für Verunreinigungen. Behälter mit solch einer potentiellen Eindringstelle müssen daher besonders gut gereinigt werden.
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Die zugrundeliegende Aufgabe der Erfindung ist es, ein Messgerät und eine Anordnung eines solchen Messgerätes an einem Behälter zur Verfügung zu stellen, mittels welchen eine Desinfektion des Behälters und/oder darin angeordneter Komponenten besonders einfach möglich ist.
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Ein erfindungsgemäßes Messgerät, welches zur Bestimmung einer Messgröße von Füllgut in einem Behälter dient, weist ein Sensorelement und einen Prozessanschluss auf. Das Sensorelement dient zur Erfassung der Messgröße und ist insbesondere zumindest teilweise innerhalb des Behälters angeordnet. Bei dem Sensorelement kann es sich insbesondere um eine Antenne im Falle eines Füllstandsensors, um eine Schwinggabel für einen Grenzstandsensor oder um eine Druckmesszelle eines Drucksensors handeln. Mittels des Prozessanschlusses wird das Messgerät an dem Behälter montiert. Der Prozessanschluss ist insbesondere als Flansch oder als Einschraubgewinde ausgestaltet.
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Erfindungsgemäß weist das Messgerät selbst mindestens eine Einrichtung zur Desinfektion des Behälters und/oder des Messgerätes auf.
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Mittels des erfindungsgemäßen Messgerätes wird es ermöglicht, den Behälter, an welchem das Messgerät angeordnet ist und in welches das Messgerät zumindest teilweise hineinragt sowie in dem Behälter befindliche Einbauten, zu desinfizieren. Dabei sollen vorallem kritische Übergänge, durch welche möglicherweise Verunreinigungen in den Behälter eindringen können, Kanten und Vertiefungen desinfiziert werden. Insbesondere ist die Einrichtung zur Desinfektion so ausgelegt, dass damit ein innenliegender Bereich um dem Prozessanschluss herum desinfiziert werden kann.
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Alternativ oder in Ergänzung dazu dient die Einrichtung zur Desinfektion auch dazu das Messgerät und hier insbesondere das zum Prozess gewandte Sensorelement selbst zu desinfizieren.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Messgerätes ist die Integration von Messung und Desinfektion in einem Bauteil. Es kann auf den Einbau separater, zusätzlicher Desinfektionseinrichtungen verzichtet werden. Ebenfalls kann mittels des Messgerätes eine Desinfektion erfolgen, ohne dass der Behälter dazu geöffnet werden muss oder ohne dass Bauteile entnommen werden müssen.
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In einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messgerätes weist die Einrichtung zur Desinfektion mindestens eine UV-C Quelle auf. Die mindestens eine UV-C Quelle emittiert dabei ultraviolette Strahlung in einem Wellenlängenbereich von etwa 100 bis 280 Nm. Insbesondere handelt es sich bei der UV-C Quelle um eine Quecksilberdampflampe, welche Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm emittiert. Mittels UV-C-Strahlung können Bakterien und Viren auf Oberflächen oder auch in Flüssigkeiten oder Gasen abgetötet werden. Bekannte Einsatzgebiete von UV-C-Strahlung sind die Oberflächenentkeimung, die Raumluftdesinfektion oder die Wasseraufbereitung. UV-C Quellen in Form von Lampen sind dabei erprobte und kommerziell erhältliche Bauteile, welche eine zuverlässige und einfache Desinfektion von Behältern ermöglichen. Am Messgerät muss lediglich eine Energieversorgung zur Verfügung gestellt werden, um die UV-C Quelle zu betreiben.
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Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die Einrichtung zur Desinfektion eine Sprühvorrichtung mit mindestens einer Sprühdüse aufweisen. Insbesondere kann mittels der Sprühvorrichtung das Sprühen von heißem Wasser und/oder Desinfektionsmittel ermöglicht werden. Auch das Versprühen von heißem Wasser bzw. Wasserdampf oder Desinfektionsmittel zur Desinfektion von Behälters ermöglicht auf einfache Art eine zuverlässige Desinfektion des Behälters. Das Messgerät ist dabei insbesondere mit einem Reservoir an Wasser und/oder Desinfektionsmittel verbunden, wobei das Wasser und/oder Desinfektionsmittel über geeignete Leitungen mittels eine Pumpsystems zu den Sprühdüsen befördert wird. Bei den Sprühdüsen handelt es sich insbesondere um Durchgangsöffnungen, die in dem Messgerät ausgebildet sind.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messgerätes weist das Messgerät ein sich vertikal erstreckendes Stabelement auf. Das Stabelement ist dabei insbesondere eine Rohrverlängerung, an dessen Ende eine Schwinggabel angeordnet ist, die zur Bestimmung eines Grenzstandes dient. Das Stabelement kann auch ein Führungsrohr sein (auch als Stabmesssonde bezeichnet), welches bei einer kontinuierlichen Füllstandmessung zur Führung hochfrequenter Mikrowellenpulse dient. An dem Stabelement ist mindestens eine Einrichtung zur Desinfektion (wie eine UV-C Quelle und/oder mindestens eine Sprühdüse) angeordnet. Ausgehend von dem länglichen, sich vertikal erstreckenden Stabelement kann ein besonders großer Bereich des Behälters durch Bestrahlung mit UV-Strahlen oder durch das Besprühen mit Wasser und/oder Desinfektionsmittel desinfiziert werden.
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Insbesondere sind mehrere Einrichtungen zur Desinfektion über die Länge des Stabelementes in vertikaler Richtung verteilt angeordnet, um einen möglichst großen Bereich zur Desinfektion zu erreichen.
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Die Einrichtungen zur Desinfektion sind insbesondere auch über den Umfang des Stabelementes verteilt angeordnet. Dabei kann eine UV-C Quelle bereits ringförmig ausgebildet sein und um das Stabelement herum angeordnet sein oder es können einzelne UV-C Quellen, wie auch einzelne Sprühdüsen um den Umfang verteilt (ringförmig) angeordnet sein. Die zur Desinfektion erreichte Fläche kann damit weiter vergrößert werden.
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Vorzugsweise ist das Stabelement innen hohl ausgebildet, so dass die Versorgung für die Einrichtungen zur Desinfektion innerhalb des Stabelementes angeordnet sein kann. Vorallem kann eine Energieversorgung für die mindestens eine UV-C Quelle innerhalb des Stabelementes angeordnet sein oder es können Medienleitungen zu den Sprühdüsen innerhalb des Stabelementes geführt werden.
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Um einen möglichst großen Bereich des Behälters zu desinfizieren und gleichzeitig minimalen Bauraum zu beanspruchen, ist die mindestens eine UV-C Quelle insbesondere ringförmig an einem Element des Messgerätes angeordnet. Vorallem kann die UV-C Quelle oder können mehrere UV-C Quellen derart angeordnet werden, dass sie ein Sensorelement ringförmig umgeben. Insbesondere kann eine Antenne eines Füllstandsensors, welche sich ausgehend von einem Prozessanschluss in den Behälter hinein erstreckt, ringförmig von der Einrichtung zur Desinfektion umgeben sein. Auch im Falle einer Druckmesszelle kann diese ringförmig von der Einrichtung zur Desinfektion umgeben sein. Das jeweilige Sensorelement wird dabei nicht von der Einrichtung zur Desinfektion beeinträchtigt.
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Um das Messgerät selbst zu desinfizieren, kann als weitere Einrichtung zur Desinfektion eine Heizvorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher das Messgerät zumindest teilweise erwärmt werden kann. Zumindest teilweise meint vorliegend, dass zumindest eine Komponente des Messgerätes mittels der Heizvorrichtung auf eine ausreichende Temperatur erhitzt werden kann. Vorzugsweise die Komponente oder die mehreren Komponenten des Messgerätes, welche in dem Behälter angeordnet sind. Dies sind vorallem das Sensorelement und der Prozessanschluss. Mit der Heizvorrichtung kann eine thermische Sterilisation der erhitzen Komponenten durchgeführt werden. Dabei stellt die Heizvorrichtung eine einfache Methode dar, das Messgerät an sich zu desinfizieren.
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Um eine möglichst ausreichende Desinfektionswirkung zu erlangen, ermöglicht es die Heizvorrichtung insbesondere das Messgerät auf mindestens 60°C aufzuheizen. Je nach Anwendung des Messgerätes und vorgeschriebenem Hygienegrad kann das Messgerät permanent auf eine gewünschte Temperatur erhitzt werden. Alternativ kann das Hochheizen nur zyklisch oder bedarfsweise erfolgen.
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Vorallem kann mit dem Heizelement der Bereich um den Prozessanschluss des Messgerätes erhitzt werden, welcher den Übergang von der Behälteraußenseite zur Behälterinnenseite bildet. Hier besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für das Eindringen von Verschmutzungen in den Behälter.
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Wie bereits vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem Messgerät insbesondere um ein Füll- und/oder Grenzstandsensor mittels welchem ein Füllstand und/oder ein Grenzstand von Füllgut in dem Behälter bestimmbar sind. Insbesondere kommt dabei ein nach dem Radarprinzip oder mit hochfrequenten Mikrowellen arbeitendes Messgerät zum Einsatz. Alternativ handelt es sich bei dem Messgerät um einen Grenzstandsensor, welcher eine Schwinggabel aufweist und nach dem vibronischen Messprinzip arbeitet. Als Messgerät kann auch ein Drucksensor vorgesehen sein, wobei hier Drucksensoren mit verschiedenen Arten von Druckmesszellen zum Einsatz kommen können.
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Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung eines wie vorstehend beschriebenen Messgerätes an einem Behälter, wobei mindestens eine Einrichtung zur Desinfektion innerhalb des Behälters angeordnet ist. Mit Behälter sind vorliegend sämtliche Komponenten eines Produktionssystems bezeichnet, in welchen sich Füllgut befindet. Unter anderem kann das Füllgut in dem Behälter gelagert oder auch transportiert werden, es kann sich dabei also auch um eine Transportstrecke mit durchlaufendem Füllgut handeln.
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Die Erfindung betrifft vorallem Anordnungen von Messgeräten, bei welchen Teile des Messgerätes innerhalb des Behälters angeordnet sind und auch Teile des Messgerätes, wie beispielsweise ein Gehäuse und ein Display, außerhalb des Behälters angeordnet sind. Ein solches Messgerät erstreckt sich durch eine Öffnung des Behälters und der Übergang zwischen Messgerät und Behälter stellt dabei eine mögliche Eindringstelle für Verunreinigungen dar. Entsprechend ist hier ein Messgerät mit integrierter Einrichtung zur Desinfektion besonders vorteilhaft.
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Eine besonders effiziente Desinfektion kann erreicht werden, wenn mehrere Messgeräte derart in dem Behälter angeordnet sind, dass damit ein Großteil des Behälters und möglichst der gesamte Behälter desinfiziert werden kann. Insbesondere werden dazu unterschiedliche Messgeräte zur Messung unterschiedlicher Messgrößen des Füllguts verwendet. Die unterschiedlichen Messgeräte sind vorzugsweise über den Behälter verteilt angeordnet, so dass ein möglichst großer Bereich des Behälters von den Einrichtungen zur Desinfektion erreicht werden kann.
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Weitere praktische Ausführungsformen sind im Folgenden in Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Messgerät in einer schematischen Seitenansicht in einer Anordnung an einem Behälter (Ausschnitt), und
- 2 eine Anordnung mehrerer Messgeräte an einem Behälter in einer schematischen Seitenansicht.
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In 1 ist ein Messgerät 10 dargestellt. Es handelt sich vorliegend um einen Grenzstandsensor mit einem Gehäuse 12, einem Prozessanschluss 14 sowie einem sich vertikal nach unten erstreckendem Stabelement 16, an dessen Ende ein Sensorelement 18 in Form einer Schwinggabel angeordnet ist. Das Stabelement 16 wird auch als Rohrverlängerung bezeichnet.
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Das Messgerät 10 ist mittels des Prozessanschlusses 14 an einem Behälter 20 montiert. Der Behälter 20 ist hier nur ausschnittsweise dargestellt. Der Prozessanschluss 14 ist in dem gezeigten Beispiel als Flansch ausgebildet und ist mit dem Behälter 20 verschraubt. Der Behälter 20 weist eine Öffnung 22 auf, durch welche sich das Stabelement 16 hindurch erstreckt.
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Ferner weist das Messgerät 10 mehrere Einrichtungen zur Desinfektion 24 auf. Die Einrichtungen zur Desinfektion 24 sind hier nur schematisch dargestellt. Es kann sich bei den Einrichtungen zur Desinfektion 24 entweder um eine UV-C Quelle oder auch um Sprühdüsen handeln. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Messgerät 10 kombiniert sowohl UV-C Quellen als auch Sprühdüsen aufweisen kann. Die mit den gestrichelten Linien 26 angedeuteten Strahlen stellen dabei schematisch eine mögliche Ausbreitung ultravioletter Strahlung oder des versprühten Wassers und/oder Desinfektionsmittels dar.
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Vorliegend sind mehrere Einrichtungen zur Desinfektion 24 über die Länge des Stabelementes 16 verteilt angeordnet. Die Einrichtungen zur Desinfektion 24 sind ringförmig ausgebildet. Für die UV-C Quelle heißt dies, dass diese entweder selbst ringförmig ausgebildet ist oder dass mehrere Quellen über den Umfang des Stabelementes 16 verteilt angeordnet sind. Im Falle von Sprühdüsen sind mehrere Öffnungen ringförmig über den Umfang des Stabelementes 16 verteilt angeordnet.
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Das Stabelement 16 ist innen hohl und die Versorgungsleitungen für die UV-C Quellen oder für einzelne Sprühdüsen sind innerhalb des Stabelementes 16 angeordnet (nicht sichtbar).
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In 2 ist eine Anordnung von mehreren Messgeräten 10, 100, 200 an einem Behälter (20) gezeigt.
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Bei dem Messgerät 10 handelt es sich um ein in Zusammenhang mit 1 erläuterten Grenzstandsensor mit einem Gehäuse 12, einem Prozessanschluss 14, einem Stabelement 16 mit Schwinggabel 18 und an dem Stabelement 16 angeordneten Einrichtungen zur Desinfektion 24.
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Zudem ist an dem Behälter ein weiteres Messgerät 100 angeordnet. Bei diesem Messgerät 100 handelt es sich um einen Füllstandsensor, welcher ebenfalls ein Gehäuse 112 und einen Prozessanschluss 114 aufweist. Das Gehäuse 112 und der Prozessanschluss 114 in Form eines Flansches sind jeweils außerhalb des Behälters 20 angeordnet. Innerhalb des Behälters 20 erstreckt sich ein Sensorelement 118 in Form einer Hornantenne.
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Um die Hornantenne 118 herum erstreckt sich ebenfalls eine Einrichtung zur Desinfektion 124. Die Einrichtung zur Desinfektion 124 ist ringförmig ausgebildet und umgibt die Hornantenne 118. Auch hier kann es sich bei der Einrichtung zur Desinfektion 124 um eine UV-C Quelle oder um Sprühdüsen handeln. Exemplarisch sollen die Linien 116 die Verteilung von UV-Strahlen bzw. Wasser- und/oder Desinfektionsstrahlen verdeutlichen.
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Am Boden des Behälters 20 ist ein drittes Messgerät 200 angeordnet, wobei es sich um einen Drucksensor handelt. Der Drucksensor 200 weist ein außenliegendes Gehäuse 212 und einen Prozessanschluss 214 auf und eine in dem Behälter 20 angeordnete Druckmesszelle 218 als Sensorelement. Ringförmig um die Druckmesszelle 218 ist eine Einrichtung zur Desinfektion 224 angeordnet - eine UV-C Quelle oder ein Ring von Sprühdüsen. Linien 226 stellen exemplarisch die entsprechenden Strahlen dar.
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Wie in 2 gut erkennbar ist, sind die Messgeräte 10, 100, 200 in unterschiedlichen Bereichen des Behälters 20 angeordnet und ragen mit unterschiedlichen Geometrien in den Behälter 20 hinein. Wie anhand der exemplarisch skizzierten Linien 26, 126, 226 verdeutlicht ist, kann durch die Anordnung dieser verschiedenen Messgeräte 10, 100, 200 an dem Behälter 20 ein Großteil des Behälters 20 durch die ausgesandte Strahlung bzw. das versprühte Wasser und/oder Desinfektionsmittel erreicht werden und entsprechend wirksam desinfiziert werden.
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Zudem können die vorstehend beschriebenen Messgeräte 10, 100, 200 jeweils als Einrichtung zur Desinfektion 24, 124, 224 eine Heizvorrichtung aufweisen (nicht dargestellt), mittels welchen zumindest ein Teil des jeweiligen Messgerätes 10, 100, 200 erhitzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Messgerät, Grenzstandsensor
- 12
- Gehäuse
- 14
- Prozessanschluss
- 16
- Stabelement
- 18
- Sensorelement, Schwinggabel
- 20
- Behälter
- 22
- Öffnung
- 24
- Einrichtung zur Desinfektion
- 26
- Linie
- 100
- Messgerät, Füllstandsensor
- 112
- Gehäuse
- 114
- Prozessanschluss
- 118
- Sensorelement, Hornantenne
- 124
- Einrichtung zur Desinfektion
- 126
- Linie
- 200
- Messgerät, Drucksensor
- 212
- Gehäuse
- 214
- Prozessanschluss
- 216
- Sensorelement, Druckmesszelle
- 224
- Einrichtung zur Desinfektion
- 226
- Linie
