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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft die Prozessmesstechnik. Insbesondere betrifft die Erfindung eine flexible Sensorhalterungsvorrichtung, einen Sensor mit einer darin angebrachten flexiblen Sensorhalterungsvorrichtung und die Verwendung einer Halterung zur Befestigung eines Füllstandsensors in einem Behälter.
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Technischer Hintergrund
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Insbesondere bei autarken Sensoren, beispielsweise autarke Füllstandsensoren mittels Radar, Ultraschall, Laser oder Lidar, ist es vorteilhaft, wenn die Sensorhalterung ohne großen Aufwand erfolgen kann. Manche Sensoren werden auf die Behälterwand aufgeklebt, so dass aufwendige Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben oder dergleichen nicht erforderlich sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Sensorhalterung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine flexible Sensorhalterungsvorrichtung, die eingerichtet ist zur Befestigung eines Sensors im Inneren eines Behälters an dem Behälter. Die Sensorhalterungsvorrichtung weist eine flexible Sensorhalterung mit einem Aufnahmemittel zur Anbringung des Sensors an der flexiblen Sensorhalterung und einem Befestigungsmittel zur lösbaren Befestigung der flexiblen Sensorhalterung an dem Behälter auf. Die flexible Sensorhalterung weist zwischen dem Aufnahmemittel und dem Befestigungsmittel einen flexiblen, verformbaren Bereich auf, um den Sensor zu justieren beziehungsweise auszurichten.
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Bei seiner Verformung behält der verformbare Bereich seine Form bei, verformt sich also nicht elastisch.
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Somit wird eine flexibel anpassbare Halte- und Montagevorrichtung bereitgestellt, so dass Sensoren für bestehende Behälter, Silos, Bunker, Zisternen etc. einfach nachgerüstet werden können. Die flexible Sensorhalterungsvorrichtung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Behälter keinen Prozessanschluss im klassischen Sinne, in Form von Gewinde- oder Flanschanschlüssen aufweist. Insbesondere kann die Sensorhalterungsvorrichtung an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten durch Verbiegen angepasst werden.
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Beispielsweise ist die flexible Sensorhalterung als biegsamer Streifen, insbesondere Metallstreifen ausgeführt, insbesondere als metallisches Lochband.
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Auch ist es möglich, die flexible Sensorhalterung in Form einer Schwanenhals-Halterung auszuführen. In diesem Fall bildet sie ein biegsames Verbindungselement aus gewendeltem Metallschlauch. Ähnlich wie sein natürliches Vorbild kann sie in beinahe jede Richtung gebogen werden und in jeder beliebigen Stellung verharren. Durch die hohle Form des Schwanenhalses können im Inneren elektrische Zuleitungen untergebracht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet die gesamte flexible Sensorhalterung den flexiblen, verformbaren Bereich aus.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Sensorhalterungsvorrichtung ein flaches, flexibles Zwischenstück in Form eines Metall- oder Kunststoffstreifens auf, eingerichtet zur Befestigung des Sensors außen am Behälter oder in einer Behälteröffnung.
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Der Sensor kann also zweifach befestigt werden. Einerseits über die flexible Sensorhalterung und andererseits, zusätzlich über das flache, flexible Zwischenstück.
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Das flache, flexible Zwischenstück kann als Flachbandkabel ausgebildet sein und eingerichtet sein zum Übertragen von Daten vom Sensor/zum Sensor und/oder zur Energieversorgung des Sensors.
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Insbesondere kann das Zwischenstück eingerichtet sein, dass daran ein Außenmodul angeschlossen wird. Bei dem Außenmodul kann es sich beispielsweise um ein Funkmodul, ein Solarmodul, ein Displaymodul und/oder ein Bedienmodul handeln.
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Das Außenmodul kann als Gegengewicht eingerichtet sein, um zu verhindern, dass der Sensor in den Behälter hineinfällt, wenn eine Öffnung des Behälters geöffnet wird, durch welche das flache, flexible Zwischenstück hindurchgeführt ist. Bei geschlossenem Behälter wird das Zwischenstück in der Öffnung eingeklemmt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die flexible Sensorhalterungsvorrichtung eine Mehrzahl an flexiblen Sensorhalterungen auf, an denen jeweils der Sensor angebracht werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Sensor mit einer darin angebrachten flexiblen Sensorhalterungsvorrichtung, wie sie oben und im Folgenden beschrieben ist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer Schwanenhals-Halterung oder eines Metallstreifens zur Befestigung eines Füllstandsensors in einem Behälter.
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Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Behälters mit einem darin angebrachten Sensor.
- 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Behälters mit einem anderen damit angebrachten Sensor.
- 3 zeigt einen Sensor mit einem Schwanenhals als Sensorhalterung.
- 4 zeigt einen Sensor gemäß einer Ausführungsform in Seitenansicht und in Draufsicht.
- 5 zeigt einen Sensor gemäß einer weiteren Ausführungsform.
- 6 zeigt ein Beispiel für eine flexible Sensorhalterung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Behälters mit einem darin angebrachten Sensor 101. Bei dem Sensor 101 handelt es sich beispielsweise um einen autarke Füllstandsensoren mittels Radar, Ultraschall, Laser oder Lidar. Die flexible Sensorhalterungsvorrichtung kann drei Bestandteile aufweisen, welche flexibel miteinander kombiniert und verbunden werden können oder wahlweise als einzelne Bestandteile genutzt werden können.
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Bei dem ersten Bestandteil handelt es sich um eine flexible Sensorhalterung 102. Die Sensorhalterung 102 dient dazu, den Sensor 101 im Silo oder Behälter 105 zu befestigen und auszurichten. Die flexible Sensorhalterung 102 kann auch alleine bei beispielsweise autarken, batteriebetriebenen Sensoren verwendet werden, insbesondere wenn diese in nicht-metallischen Behältern genutzt werden, da in diesem Fall eine Funkübertragung der Messdaten durch die nicht-metallischen Behälterwände möglich ist.
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Das obere Ende 108 der flexiblen Sensorhalterung 102 ist als Befestigungsmittel ausgebildet, welches an der Innenwandung des Behälters 105 befestigt werden kann. Das entgegengesetzte Ende 107 ist als Aufnahmemittel ausgebildet, das zur Aufnahme des Sensors 101 eingerichtet ist.
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Die flexible Sensorhalterung 102 kann beispielsweise in Form eines metallischen Lochbands ausgeführt sein, welches flexibel gebogen werden kann, um den Sensor auszurichten. Somit kann der Sensor mechanisch am Behälter fixiert werden. Durch die flache Form kann das Lochband auch unter der Dichtung des Mannloches des Behälters durchgeführt werden und mittels Biegung den Sensor fixieren, ohne dass eine weitere mechanische Befestigung erforderlich ist. Beispielsweise kann der vordere Bereich des Sensors 101 durch ein entsprechendes Loch am Ende der Sensorhalterung hindurchgeführt werden.
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Eine weitere Möglichkeit, die flexible Sensorhalterung zu realisieren, ist die Verwendung einer Schwanenhals-Halterung, die sich werkzeuglos mit Clip und Spannfeder oder mittels einer Flügelschraube an einem vorhandenen Träger im Behälter befestigen lässt. Auch kann die Befestigung werkzeuglos mittels eines Magneten innerhalb eines metallischen Behälters erfogen. Somit kann der Sensor flexibel auf das Medium ausgerichtet werden.
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Der zweite Bestandteil der flexiblen Sensorhalterungsvorrichtung ist ein flaches, flexibles Zwischenstück 103, mit welchem sich der Sensor 101 am Rand des Mannlochs 106 befestigen lässt. Das flexible Zwischenstück 103 kann auch als Flachbandkabel ausgeführt sein, um den Sensor 101 mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Funkeinheit 104 oder einem Solarmodul oder Bedienmodul zu verbinden. Somit ist es möglich, den Sensor 101 innerhalb des metallischen Behälters zu montieren. Die Messdaten werden dann über das flexible Zwischenstück 103 an das außerhalb liegende Modul 104 übertragen.
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Das flexible Zwischenstück 103 ist vorzugsweise möglichst flach ausgeführt. Wenn es durch das Mannloch 106 nach außen geführt wird, wird die Dichtung hierbei wenig oder gar nicht beeinflusst.
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Der dritte Bestandteil der flexiblen Sensorhalterungsvorrichtung bildet ein Außenmodul 104. Das Außenmodul 104 ist optional und kann mehrere Funktionen einnehmen. Zum einen kann es als Gegengewicht dienen, damit der Sensor nicht in den Behälter beziehungsweise das Silo fällt, wenn das Mannloch geöffnet wird. Darüber hinaus kann es als außen liegende Befestigung dienen, um den im Behälter 105 hängenden Sensor 101 an der Außenseite des Behälters zu fixieren. Die Fixierung kann als lösbare oder nicht-lösbare Verbindung am Behälter ausgeführt sein.
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Auch kann es als Funk- und/oder Solarmodul eingerichtet sein, was insbesondere bei Anwendungen in metallischen Behältern vorteilhaft ist, da der Sensor seine Daten vom Inneren des Behälters nicht mittels Funk an zum Beispiel ein Cloudsystem senden kann. Daher muss in diesem Fall die Funkübertragung außerhalb des Behälters erfolgen. Die Datenübertragung zwischen dem Sensor und dem Funkmodul 104 erfolgt mittels einer drahtgebundenen Verbindung zwischen diesen beiden Einheiten, wie beispielsweise eine Flachbandkabel. Auch ist es möglich, dass das Außenmodul 104 (zusätzlich) als Solarmodul ausgeführt ist und die Sensoreinheit mit Energie versorgt.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Außenmodul als Display-/Bedienmodul eingerichtet sein.
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Somit wird eine einfache, günstige und flexible Montage- und Haltevorrichtung für autarke Sensoren bereitgestellt, welche sich an die Gegebenheiten in bestehenden Silos, Behältern, Bunkern etc. anpassen lässt.
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Im Beispiel der 1 ist die flexible Sensorhalterung im Inneren des Silos/Behälters mechanisch befestigt. Mittels eines Flachbandkabels 103 werden die Sensordaten an das Außenmodul 104 übertragen und dann von dort aus per Funk versendet. Falls das Außenmodul 104 über Solarzellen verfügt, kann es den Sensor 101 mit Energie versorgen. Auch ist es möglich, dass das Außenmodul 104 über ein energieeffizientes Display verfügt und den letzten gemessenen Messwert anzeigt.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer flexiblen Sensorhalterungsvorrichtung, die lediglich eine flexible Sensorhalterung 102 aufweist und insbesondere in einem nicht-metallischen Behälter 105 verwendet wird. Die flexible Sensorhalterung 102 ist am oberen Ende 108 zu einem Aufhängehaken gebogen, der am Mannloch eingehängt ist und mittels Deckel des Mannlochs fixiert wird. Des Weiteren ist das Lochband 102 so am Sensor 101 gebogen, dass der Sensor auf das Medium ausgerichtet ist. Es handelt sich um einen batteriebetriebenen Sensor 101, der seine Daten mit Funk an eine Cloud versendet.
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3 zeigt einen Sensor 101 mit einem Schwanenhals zur Ausrichtung des Sensors. Mit der Klemmhalterung, die auch als Schraubhalterung ausgeführt sein kann, wird der Sensor 101 innerhalb des Behälters/Silos/etc. fixiert. Neben der Ausrichtung kann der Schwanenhals auch zur Datenübertragung zum Außenmodul verwendet werden.
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4 zeigt ein Beispiel eines Sensors 101 mit jeweils einer biegbaren, flexiblen Sensorhalterung 102 auf zwei entgegengesetzten Seiten des Sensors 101. Dadurch lässt sich der Sensor 101 einfacher und stabiler fixieren.
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5 zeigt einen Sensor 101 mit vier daran angebrachten flexiblen Sensorhalterungen 102, die jeweils einen Winkel von 90 Grad zueinander einschließen.
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6 zeigt eine flexible Sensorhalterung 102 in Form eines Lochbands. Ein Vorteil des Lochbands besteht darin, dass es sich flexibel an die Gegebenheiten im Silo/Behälter/etc. anpassen lässt. Die flache Bauform beeinflusst die Dichtung des Mannlochs nicht, wenn das Lochband zu einem Aufhängehaken gebogen wird.
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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.
