DE102021114846A1 - Vibronischer Grenzstandsensor mit optimierter Ausrichtung eines mechanischen Schwingers, Anordnung eines Grenzstandsensors in einem Rohr und Verfahren zur Ausrichtung eines mechanischen Schwingers - Google Patents

Vibronischer Grenzstandsensor mit optimierter Ausrichtung eines mechanischen Schwingers, Anordnung eines Grenzstandsensors in einem Rohr und Verfahren zur Ausrichtung eines mechanischen Schwingers Download PDF

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    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2966Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vibronischer Grenzstandsensor (10) mit einem Sensorgehäuse (12), einem Prozessanschluss (22) und einem zu Schwingungen anregbaren mechanischen Schwinger (18).Der vibronischen Grenzstandsensor (10) soll besonders zuverlässiger betrieben werden können.Dazu ist der Grenzstandsensor (10) mit Detektionsmitteln (26) zur Erkennung einer Strömungsrichtung (S) verbunden und der mechanische Schwinger (18) ist derart verdrehbar, dass der mechanische Schwinger (18) so zur Strömungsrichtung (S) ausrichtbar ist, dass die Projektion des mechanischen Schwingers (18) auf eine Fläche (38) senkrecht zur Strömungsrichtung (S) minimiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen vibronischen Grenzstandsensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung eines solchen vibronischen Grenzstandsensors an einem Rohr gemäß Patentanspruch 8 und ein Verfahren zur Ausrichtung eines mechanischen Schwingers eines vibronischen Grenzstandsensors in einer Strömung gemäß Patentanspruch 9.
  • Im Stand der Technik sind vibronische Sensoren, die beispielsweise als Grenzstandsensoren eingesetzt werden, bekannt. Ein vibronischer Grenzstandsensor weist üblicherweise eine über einen Antrieb zu einer Schwingung anregbare Membran auf, mittels welcher ein an der Membran angeordneter mechanischer Schwinger zu einer Schwingung anregbar ist. Abhängig von einem Bedeckungsstand des mechanischen Schwingers mit einem Füllgut sowie abhängig von der Viskosität dieses Füllgutes schwingt der mechanische Schwinger mit einer charakteristischen Frequenz und Amplitude, die von dem Vibrationssensor detektiert werden und in ein Messsignal umgewandelt werden kann.
  • Grenzstandsensoren können auch zur Messung von Grenzständen in Rohren eingesetzt werden, durch welche üblicherweise ein Füllgut entlang einer Strömungsrichtung strömt. Die Ausrichtung des mechanischen Schwingers in Bezug auf die Strömungsrichtung erfolgt in Regel bei Einbau des Grenzstandsensors, indem der gesamte Grenzstandsensor mit dem Prozessanschluss in einer möglichst optimalen Position ausgerichtet ist. Ist der mechanische Schwinger nicht optimal in der Strömung ausgerichtet, so erzeugt er Turbulenzen, welche wiederrum zu Fehlschaltungen führen können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen vibronischen Grenzstandsensor, eine Anordnung eines solchen Grenzstandsensors sowie ein Verfahren zur Ausrichtung eines vibronischen Grenzstandsensors zur Verfügung zu stellen, mittels welchen ein besonders zuverlässiger Betrieb eines vibronischen Grenzstandsensors ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Vorteile und Ausführungsformen sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein erfindungsgemäßer Grenzstandsensor weist ein Sensorgehäuse, einen Prozessanschluss und einen zu Schwingungen anregbaren mechanischen Schwinger auf.
  • In dem Sensorgehäuse sind insbesondere elektronische Komponenten, wie zum Beispiel eine Auswerteelektronik angeordnet. Der Prozessanschluss dient zur Anbindung des Sensorgehäuses an ein Behältnis für Füllgut, hier insbesondere zur Anbindung an ein Rohr, welches zur Durchströmung mit Füllgut in einer Strömungsrichtung ausgelegt ist. Bei dem Prozessanschluss kann es sich beispielsweise um ein Einschraubgewinde oder einen Flansch handeln. Der mechanische Schwinger ist insbesondere als Schwinggabel ausgebildet. Die Schwinggabel weist insbesondere in bekannter Art und Weise ein Paddel oder zwei voneinander beabstandete Paddel auf. Die Paddel ragen ausgehend von dem Sensorgehäuse in einer Hochrichtung hervor und erstrecken sich zusätzlich in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung. Insbesondere kann der mechanische Schwinger endseitig eines zu dem Sensorgehäuse gehörenden Verlängerungsrohrs angeordnet sein.
  • Erfindungsgemäß ist der Grenzstandsensor mit Detektionsmitteln zur Erkennung der Strömungsrichtung verbunden und der mechanische Schwinger ist derart verdrehbar, dass der mechanische Schwinger so zur Strömungsrichtung ausrichtbar ist, dass die Projektion des mechanischen Schwingers auf eine Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung minimiert ist. Der mechanische Schwinger ist insbesondere relativ zum Prozessanschluss und/oder zu einem Gehäuseteil verdrehbar, d.h. der Prozessanschluss und/oder ein Gehäuseteil bleiben gegenüber der Umgebung bzw. einem Rohr ortsfest und der mechanische Schwinger ist demgegenüber rotierbar.
  • Die Detektionsmittel können dabei direkt an dem Grenzstandsensor angeordnet sein oder alternativ kann es sich um separate Detektionsmittel handeln, welche in der Nähe des mechanischen Schwingers die Strömungsrichtung detektieren.
  • Wird eine Strömungsrichtung detektiert, so ist es möglich durch Verdrehung des mechanischen Schwingers diesen in der Strömung auszurichten. Der mechanische Schwinger soll dabei so ausrichtbar sein, dass er möglichst wenig Angriffsfläche für die Strömung bietet und die Projektion des mechanischen Schwingers auf eine Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung minimal ist. Die Strömungsrichtung ist eine Flächennormale auf die (Projektions-) Fläche. Der mechanische Schwinger erzeugt dann möglichst wenig Turbulenzen in der Strömung und stellt auch einen möglichst geringen Strömungswiderstand für die Strömung dar. Bei einer Schwinggabel mit mindestens einem Paddel bedeutet dies insbesondere, dass sämtliche Paddel derart ausrichtbar sind, dass ihre Längsrichtung parallel zur Strömungsrichtung verläuft.
  • Der mechanische Schwinger ist so optimal zur Strömungsrichtung ausrichtbar, ohne dass der Grenzstandsensor vollständig mitsamt dem Prozessanschluss von dem Behältnis bzw. Rohr gelöst werden muss. Vor allem erlaubt eine solche einfache Verdrehbarkeit eine besonders flexible und gute Anpassung der Ausrichtung des mechanischen Schwingers in Bezug auf die Strömungsrichtung. Durch die Erfassung der aktuellen Strömungsrichtung kann dabei die Ausrichtung besonders genau erfolgen. Die Vermeidung von Turbulenzen führt zu weniger Vibrationen in dem Behältnis bzw. Rohr und auch zu weniger Vibrationen, die auf den vibronischen Grenzstandsensor übertragen werden. Im Endeffekt führt dies zu weniger Fehlschaltungen.
  • Ein weiterer positiver Effekt durch die Ausrichtung des mechanischen Schwingers in der Strömung ist, dass dieser weniger Abrasion ausgesetzt ist und damit die Einsatzzeit des mechanischen Schwingers verlängert werden kann. Zudem wird dadurch der Durchflusswiderstand reduziert.
  • In einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grenzstandsensors erfolgt die Verdrehung des mechanischen Schwingers über eine Dreheinheit. Als Dreheinheit wird hier eine Einheit bezeichnet, welche es ermöglicht, den mechanischen Schwinger relativ zum Prozessanschluss - über welchen der Grenzstandsensor an dem Rohr ortsfest befestigt ist - zu verdrehen. Die Dreheinheit ist insbesondere eine elektrisch ansteuerbare Dreheinheit und kann insbesondere über einen oder mehrere Servomotoren, Linearantriebe oder Elektromotoren ansteuerbar und verdrehbar sein. Dies ermöglicht eine vollständig automatisierte Ausrichtung des mechanischen Schwingers. Die Fixierung der Dreheinheit kann automatisch über das Losbrechmoment eines Servomotors, Linearantriebs oder Elektromotors realisiert sein. Des Weiteren ist eine Fixierung mittels einem zusätzlichen Element, beispielsweise eines Magnet oder einer Blockierschraube möglich.
  • Die Dreheinheit ist insbesondere an einer dem mechanischen Schwinger abgewandten Seite des Prozessanschlusses angeordnet. Entsprechend sind die Komponenten zur Verdrehung (u.a. die Dreheinheit) gänzlich außerhalb des Behälters angeordnet und kommen nicht in Verbindung mit dem Füllgut. In diesem Fall ist der mechanische Schwinge insbesondere relativ zu dem Prozessanschluss und einem Gehäuseteil verdrehbar, das auf der dem Prozessanschluss abgewandten Seite der Dreheinheit angeordnet. In diesem Gehäuseteil ist insbesondere eine Auswerteeinheit angeordnet. Der mechanische Schwinger ist dann insbesondere über ein Verlängerungsrohr mit der Dreheinheit gekoppelt. Eine Abdichtung zum Prozess ist insbesondere zwischen dem Prozessanschluss und einem durch den Prozessanschluss und gegenüber diesem verdrehbaren Gehäuseteil bzw. Verlängerungsrohr angeordnet.
  • Alternativ ist die Dreheinheit benachbart zu dem mechanischen Schwinger angeordnet. In diesem Fall erfolgt die Verdrehung zwischen dem Prozessanschluss und dem Sensorelement und es müssen keine verdrehbaren Elemente durch den Prozessanschluss hindurchgeführt werden. Der mechanische Schwinger ist insbesondere direkt mit der Dreheinheit verbunden.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grenzstandsensors sind die Detektionsmittel zur Detektion der Strömungsrichtung am Grenzstandsensor selbst angeordnet. Insbesondere sind die Detektionsmittel direkt auf einer zum Prozessanschluss weisenden Seite einer Membran angeordnet, welche den mechanischen Schwinger zum Schwingen anregt. Die Detektionsmittel sind damit in direkter Umgebung zum mechanischen Schwinger angeordnet, sodass die Strömungsrichtung möglichst nah an diesem detektiert wird. Die Detektionsmittel werden dann direkt mit dem Einbau des Grenzstandsensors zur Verfügung gestellt, eine Montage weiterer Komponenten ist nicht erforderlich.
  • Bei den Detektionsmitteln handelt es sich insbesondere um Sensorhaare. Als Sensorhaare werden feine Haare bezeichnet, welche an einem Ende an der Außenseite des Grenzstandsensors befestigt sind und sich in Strömungsrichtung ausrichten. Die Ausrichtung der Sensorhaare kann ermittelt werden und daraus die Strömungsrichtung abgeleitet werden. Die Sensorhaare sind dazu insbesondere mit einer Auswerteeinheit verbunden, welche die Biegung des Sensorhaare ermittelt.
  • Alternativ oder in Ergänzung dazu handelt es sich bei den Detektionsmitteln um Drucksensoren, insbesondere um resistive Drucksensoren. Je nachdem welcher Druck auf jeden einzelnen Drucksensor einer Anordnung von Drucksensoren wirkt, kann daraus die Strömungsrichtung des Füllgutes ermittelt werden.
  • Es ist auch denkbar, dass als Detektionsmittel ein Kraftsensor mit dem Grenzstandsensor verbunden ist, welcher eine Kraft auf den mechanischen Schwinger detektiert. Eine optimale Ausrichtung in Strömungsrichtung kann dann erkannt werden, wenn die auf den Schwinger wirkende Kraft minimal ist.
  • Insbesondere sind eine Vielzahl von Detektionsmitteln in Umfangsrichtung um den Grenzstandsensor herum angeordnet. Vorzugsweise sind 10 bis 60 Sensorhaare bzw. Drucksensoren und weiter bevorzugt 30 bis 40 Sensorhaare bzw. Drucksensoren um den Umfang des Sensors herum verteilt und vorzugsweise gleichverteilt angeordnet, so dass eine besonders genaue Erfassung der Strömungsrichtung erfolgen kann.
  • In einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen vibronischen Grenzstandsensors weist dieser Mittel zur Erfassung der Ausrichtung des mechanischen Schwingers auf. So kann der Grenzstandsensor beispielweise einen Drehwinkelsensor aufweisen, der die Verdrehung des mechanischen Schwingers gegenüber einem ortsfesten Teil des Grenzstandsensors bestimmt und daraus die aktuelle relative Position des mechanischen Schwingers ableitet.
  • Der Grenzstandsensor ist insbesondere mit einer Anzeige verbunden, über welche die relative Ausrichtung des mechanischen Schwingers zu der Strömungsrichtung sichtbar gemacht wird. Insbesondere kann der Grenzstandsensor selbst eine Anzeige aufweisen, welche beispielsweise mehrere LEDs umfasst, wobei die Anzeige z.B. grün leuchtet, wenn der mechanische Schwinger optimal in der Strömung ausgerichtet ist, d.h. die Projektion minimal ist und z.B. rot leuchtet, wenn der mechanisch Schwinger quer zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist und seine Projektion auf eine Fläche quer zur Strömungsrichtung nicht minimal ist. Die relative Ausrichtung kann auch auf eine Anzeige an einem mobilen Gerät oder einer übergeordneten Einheit angezeigt werden.
  • Wenn der mechanische Sensor mindestens ein Paddel aufweist, so kann das mindestens eine Paddel selbst strömungsoptimiert ausgelegt sein. Es ist zum Beispiel denkbar, dass das mindestens eine Paddel in Strömungsrichtung betrachtet einen asymmetrischen Querschnitt bzw. ein asymmetrisches Profil aufweist. Der Querschnitt kann nach Art einer Flugzeugtragfläche gestaltet sein. So kann mindestens ein Paddel im Querschnitt ausgehend von einer Anströmkante zumindest an einer Seite eine Wölbung aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung eines wie vorstehend beschriebenen vibronischen Grenzstandsensors an einem Rohr. Ein erfindungsgemäßer Grenzstandsensor eignet sich besonders für die Messung eines Grenzstandes an einem Rohr, da durch diese üblicherweise ein Füllgut in einer Strömungsrichtung fließt. Die Anbindung des Grenzstandsensors an ein Rohr erfolgt insbesondere mit dem Prozessanschluss. Der mechanische Schwinger und die Detektionsmittel sind innerhalb des Rohres angeordnet. Der Grenzstandsensor wird insbesondere zur Messung eines unteren Grenzstandes eingesetzt.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausrichtung eines mechanischen Schwingers eines vibronischen Grenzstandsensors in einer Strömung. Zunächst wird dabei eine Strömungsrichtung detektiert und abhängig von der Strömungsrichtung wird der mechanische Schwinger in eine strömungsoptimierte Position verdreht, in welcher die Projektion des mechanischen Schwingers auf eine Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung minimiert ist. In dieser strömungsoptimierten Position erzeugt der mechanische Schwinger möglichst wenig Turbulenzen. Wie bereits vorstehend beschrieben, weist der Grenzstandsensor zur Erfassung der Strömungsrichtung mindestens ein Detektionsmittel auf, wobei es sich hierbei um Sensorhaare oder Drucksensoren handeln kann. Die Ausrichtung erfolgt insbesondere derart, dass ein mechanischer Schwinger mit mindestens einem Paddel und insbesondere zwei Paddeln derart verdreht wird, dass die Längsrichtung der Paddel parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet wird und entsprechend die Projektion der Paddel auf eine Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung minimal wird.
  • Wurde die Strömungsrichtung ermittelt, so wird diese mit der aktuellen Ausrichtung des mechanischen Schwingers relativ zur Strömungsrichtung verglichen und bei einer Abweichung kann der mechanische Schwinger insbesondere automatisch um einen Winkel verdreht werden, um optimal zur Strömungsrichtung angeordnet zu werden.
  • Die Verdrehung des mechanischen Schwingers erfolgt insbesondere automatisch. Ist der mechanische Schwinger nicht in Strömungsrichtung ausgerichtet (zum Beispiel sind die Paddel mit ihrer Längsrichtung nicht parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet), so wird ein Schaltbefehl an eine elektrisch ansteuerbare Dreheinheit gesendet, und der mechanische Schwinger um einen Winkel verdreht, so dass die optimale Position erreicht wird. Automatisch bedeutet hier, dass keine weitere Eingabe durch einen Anwender erfolgt.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der mechanische Schwinger manuell eingestellt wird. Damit ist gemeint, dass die aktuelle Strömungsrichtung und die aktuelle Ausrichtung des mechanischen Schwingers an einen Anwender übermittelt werden, der dann den mechanischen Schwinger mittels der Dreheinheit um einen bestimmten Winkel verdreht.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Strömungsrichtung und/oder die Ausrichtung des mechanischen Schwingers auf einer Anzeige dargestellt wird. Damit ist für einen Anwender direkt erkennbar, ob die Ausrichtung des mechanischen Schwingers so ist, dass die Projektion auf eine Fläche senkrecht zu Strömungsrichtung minimal ist oder ob noch eine Anpassung notwendig ist. Die Anzeige kann dabei direkt am Grenzstandsensor erfolgen oder die Daten können auch an ein mobiles Endgerät oder eine übergeordnete Einheit gesendet werden und dort angezeigt werden. Basierend auf der Anzeige kann dann auch vom Anwender die Verdrehung des mechanischen Schwingers über die Dreheinheit manuell eingestellt werden.
  • Im Folgenden werden in Zusammenhang mit den Figuren weitere Ausführungsformen und Vorteile erläutert. Es zeigen:
    • 1 einen Grenzstandsensor in einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht,
    • 2 den mit II gekennzeichneten Bereich aus 1 in einer vergrößerten Darstellung,
    • 3 einen Grenzstandsensor in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht,
    • 4 den mit IV gekennzeichneten Bereich aus 3 in einer vergrößerten Darstellung,
    • 5 eine Anordnung eines mechanischen Schwingers in einer ersten Ausrichtung in einem Rohr in einer schematischen Darstellung in einer Ansicht von unten und
    • 6 die Anordnung aus 5 mit einem mechanischen Schwinger in einer zweiten, optimierten Ausrichtung.
  • In 1 ist eine schematische Darstellung eines vibronischen Grenzstandsensors 10 gezeigt. Der Vibrationssensor 10 weist ein Sensorgehäuse 12 mit einem Gehäuseteil 14 und einem Verlängerungsrohr 16 auf. In dem Gehäuseteil 14 ist eine Auswerteelektronik angeordnet (nicht erkennbar). An dem Verlängerungsrohr 16 ist endseitig ein mechanischer Schwinger 18 angeordnet, der zur Erfassung einer Bedeckung des mechanischen Schwingers (18) mit einem Medium dient. Der mechanische Schwinger 18 ist vorliegend in Form einer Schwinggabel mit zwei Paddeln 20 ausgebildet.
  • Zur Anbindung des Grenzstandsensors 10 an ein Rohr weist das Sensorgehäuse 12 zudem einen Prozessanschluss 22 auf, der vorliegend als Außengewinde 24 ausgebildet ist.
  • Wie in der Detailansicht in 2 erkennbar ist, weist der Grenzstandsensor 10 an der Außenseite des Sensorgehäuses 12, direkt oberhalb des mechanischen Schwingers 18 mehrere Detektionsmittel 26 zur Erkennung einer Strömungsrichtung S auf. In dieser ersten Ausführungsform des Grenzstandsensors 10 sind die Detektionsmittel 26 in Form von Drucksensoren 28 ausgestaltet. Es sind dabei mehrere Drucksensoren 28 über den Umfang des Sensorgehäuses 12 verteilt angeordnet.
  • Zur optimalen Ausrichtung des mechanischen Schwingers 18 in Strömungsrichtung S, weist der Grenzstandsensor 10 darüber hinaus eine elektrisch ansteuerbare Dreheinheit 30 auf. Die Dreheinheit 30 ist hier zwischen dem Prozessanschluss 22 und dem Gehäuseteil 14 angeordnet. Mittels der Dreheinheit 30 ist der mechanische Schwinger 18 um die Axialrichtung A rotierbar und kann so optimal zur Strömungsrichtung S ausgerichtet werden (vgl. 5 und 6). In der gezeigten Ausführungsform ist der mechanische Schwinger 18 endseitig des Verlängerungsrohrs 16 angeordnet und das Verlängerungsrohr 16 wird als gesamtes zusammen mit dem mechanischen Schwinger 18 relativ zu dem Prozessanschluss 22 und dem Gehäuseteil 14 verdreht.
  • In den 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform eines vibronischen Grenzstandsensors 10 dargestellt. Zur Beschreibung dieser zweiten Ausführungsform werden für identische oder zumindest funktionsgleiche Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet wie zur Beschreibung der ersten Ausführungsform.
  • Der Grenzstandsensor 10 weist ebenfalls ein Sensorgehäuse 12 mit einem Gehäuseteil 14 und einem Verlängerungsrohr 16 auf. An dem Verlängerungsrohr 16 ist endseitig ein mechanischer Schwinger 18 angeordnet ist, wobei der mechanische Schwinger 18 zwei Paddel 20 aufweist.
  • Zur Anbindung des Grenzstandsensors 10 an einen Behälter weist das Sensorgehäuse 12 ferner einen Prozessanschluss 22 auf, der vorliegend als Flansch 32 ausgebildet ist.
  • In 4 ist gut erkennbar, dass der Grenzstandsensor 10 hier als Detektionsmittel 20 zur Erkennung einer Strömungsrichtung S mehrere Sensorhaare 34 aufweist. Die Sensorhaare 32 sind direkt oberhalb des mechanischen Schwingers 18 angeordnet und über den Umfang des Sensorgehäuses 12 verteilt angeordnet. Die Sensorhaare 34 richten sich in Strömungsrichtung S aus.
  • Auch in dieser zweiten Ausführungsform weist der Grenzstandsensor 10 eine elektrisch ansteuerbare Dreheinheit 30 auf. Die Dreheinheit 30 ist hier zwischen dem Prozessanschluss 22 und dem mechanischen Schwinger 18, endseitig des Verlängerungsrohres 16 und direkt oberhalb einer in dem Sensorgehäuse 12 angeordneten Membran (nicht erkennbar) angeordnet. Mittels der Dreheinheit 30 ist der mechanische Schwinger 18 um die Axialrichtung A rotierbar und kann so optimal zur Strömungsrichtung S ausgerichtet werden. Hier ist der mechanische Schwinger 18 mittels der Dreheinheit 30 relativ zu dem Verlängerungsrohr 16, dem Prozessanschluss 22 und dem Gehäuseteil 14 verdrehbar.
  • Anhand einer Zusammenschau der 5 und 6 wird im Folgenden die optimierte Ausrichtung des mechanischen Schwingers 18 entlang der Strömungsrichtung S erläutert. Der Grenzstandsensor 10 ist dabei in einem Rohr 36 angeordnet und ist vorliegend in einer Ansicht von unten gezeigt, wobei die beiden Paddel 20 des mechanischen Schwingers 18 und das im Querschnitt kreisförmige Sensorgehäuse 12 schematisch dargestellt sind.
  • In 5 ist die Längsrichtung L der Paddel 20 nicht parallel zur Strömungsrichtung S, sondern in einem Winkel zur Strömungsrichtung S ausgerichtet. Die Projektion des mechanischen Schwingers 18 bzw. der Paddel 20 auf eine Fläche 38 senkrecht zur Strömungsrichtung S ist daher nicht minimal. Dies führt dazu, dass es hinter den Paddeln 20 zu Verwirbelungen kommt, welche unter anderem Vibrationen verursachen, die sich negativ auf die Messung des Grenzstandes auswirken können.
  • Die aktuelle Ausrichtung der Paddel 20 wird mittels eines Drehwinkelsensors (nicht dargestellt) ermittelt und mit der von den Detektionsmitteln 26 detektierten Strömungsrichtung S verglichen. Falls die Längsrichtung L der Paddel 20 (wie in 5 dargestellt) nicht parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist und die Projektion der Paddel 20 auf die Fläche 38 nicht minimal ist, so wird der mechanische Schwinger 18 bzw. werden die Paddel 20 mittels der Dreheinheit 30 um die Axialrichtung A um den entsprechenden Winkel verdreht. Die Längsrichtung L ist dann parallel zur Strömungsrichtung S ausgerichtet und die Projektion des mechanischen Schwingers 18 bzw. der Paddel 20 auf die Fläche 38 ist dann minimal (vgl. 6). In 6 ist mittels der Pfeile verdeutlicht, dass die Strömung nach Passieren der Paddel 20 weiterhin laminar ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Grenzstandsensor
    12
    Sensorgehäuse
    14
    Gehäuseteil
    16
    Verlängerungsrohr
    18
    mechanischer Schwinger
    20
    Paddel
    22
    Prozessanschluss
    24
    Außengewinde
    26
    Detektionsmittel
    28
    Drucksensor
    30
    Dreheinheit
    32
    Flansch
    34
    Sensorhaar
    36
    Rohr
    38
    Fläche

Claims (11)

  1. Vibronischer Grenzstandsensor (10) mit einem Sensorgehäuse (12), einem Prozessanschluss (22) und einem zu Schwingungen anregbaren mechanischen Schwinger (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzstandsensor (10) mit Detektionsmitteln (26) zur Erkennung einer Strömungsrichtung (S) verbunden ist und der mechanische Schwinger (18) derart verdrehbar ist, dass der mechanische Schwinger (18) so zur Strömungsrichtung (S) ausrichtbar ist, dass die Projektion des mechanischen Schwingers (18) auf eine Fläche (38) senkrecht zur Strömungsrichtung (S) minimiert ist.
  2. Grenzstandsensor nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Schwinger (18) mittels einer Dreheinheit (30) verdrehbar ist.
  3. Grenzstandsensor nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinheit (30) auf der dem mechanischen Schwinger (18) abgewandten Seite des Prozessanschlusses (22) angeordnet ist oder dass die Dreheinheit (30) benachbart zu dem mechanischen Schwinger (18) angeordnet ist.
  4. Grenzstandsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (26) zur Erkennung einer Strömungsrichtung (S) am Sensorgehäuse (12) angeordnet sind.
  5. Grenzstandsensor nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Detektionsmitteln (26) um Sensorhaare (34) und/oder um Drucksensoren (28) handelt.
  6. Grenzstandsensor nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Detektionsmitteln (26) in Umfangsrichtung um das Sensorgehäuse (12) herum angeordnet ist.
  7. Grenzstandsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mindestens ein Mittel zur Erfassung der Ausrichtung des mechanischen Schwingers (18) aufweist.
  8. Anordnung eines vibronischen Grenzstandsensors (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 an einem Rohr (36) zum Durchfluss eines Füllguts in einer Strömungsrichtung (S).
  9. Verfahren zur Ausrichtung eines mechanischen Schwingers (18) eines vibronischen Grenzstandsensors (10) in einer Strömungsrichtung (S), wobei die Strömungsrichtung (S) detektiert wird und abhängig von der Strömungsrichtung (S) der mechanische Schwinger (18) in eine strömungsoptimierte Position verdreht wird, in welcher die Projektion des mechanischen Schwingers (18) auf eine Fläche (38) senkrecht zur Strömungsrichtung (S) minimiert ist.
  10. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung des mechanischen Schwingers (18) automatisch erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass , die Strömungsrichtung (S) und/oder die Ausrichtung des mechanischen Schwingers (18) auf einer Anzeige dargestellt wird.
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