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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zum Bestimmen von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus dem Stand der Technik sind Flüssigkeitsbehälter in Form von Gittertanks oder IBCs (Intermediate Bulk Container) bekannt. Diese quaderförmigen Gittertanks werden insbesondere für Flüssigkeiten oder für rieselfähige Stoffe eingesetzt und weisen ein Volumen von üblicherweise 500 bis 3000 Liter auf. Um Ressourcen zu sparen, können Gittertanks rekonditioniert werden. Hierbei findet unter anderem eine intensive Reinigung des Gittertanks statt. Allerdings ist das Einsatzgebiet der rekonditionierten Gittertanks begrenzt. Beispielsweise kann ein Gittertank, der vorher mit einer Chemikalie befüllt war, nach der Rekonditionierung nicht für die Lebensmittelindustrie verwendet werden. Somit ist es erforderlich den vorherigen Einsatzzweck des Gittertanks zu ermitteln.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zu schaffen, mit der auf vorrichtungstechnisch einfache und kostengünstige Weise ein Fluid ermittelbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Sensoranordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist eine Sensoranordnung mit zwei oder mehr Sensoren vorgesehen. Diese sind vorzugsweise jeweils derart ausgestaltet, eine Fluidgröße oder eine Fluideigenschaft eines Fluids, insbesondere in Form einer Flüssigkeit, zu erfassen. Ein jeweiliger Sensor ist hierbei zum Erfassen einer jeweiligen Fluidgröße eingerichtet, wobei sich die Fluidgrößen voneinander unterscheiden. Beispielsweise ist ein Sensor für eine Dichte und ein Sensor für eine Wärmeleitfähigkeit vorgesehen. Des Weiteren hat die Sensoranordnung eine Steuereinheit. Diese ist mit den Sensoren, insbesondere über Leitungen oder kabellos, verbunden und kann die Sensorwerte der Sensoren ermitteln. Weiter ist eine Datenbank vorgesehen. In dieser sind eine Mehrzahl von Fluiden, wie beispielsweise Wasser und Ethanol, zusammen mit ihren jeweiligen Fluidwerten gespeichert, insbesondere mit den Fluidwerten der von den Sensoren erfassbaren Fluidgrößen. So hat beispielsweise Wasser eine Dichte von 1 t/m^3 und Ethanol von 0,8 t/m^3. Eine Wärmeleitfähigkeit von Wasser beträgt etwa 0,6 W/(m*K) und von Ethanol etwa 0,2 W/(m*K). Außerdem ist eine Auswerteeinheit vorgesehen. Diese ist derart ausgestaltet, dass über diese die erfassten Sensorwerte mit den Fluidwerten der Datenbank abgeglichen werden und bei Übereinstimmung von zumindest einem Sensorwert mit zumindest einem Fluidwert ein Fluid oder mehrere Fluide ermittelt werden.
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Mit dieser Sensoranordnung kann auf äußerst kostengünstige und vorrichtungstechnisch einfache Weise ein Fluid bestimmt werden. Wird die Sensoranordnung beispielsweise für die eingangs erläuterten Gittertanks verwendet, so kann über die Sensoranordnung bestimmt werden, welche Flüssigkeit in diesen gespeichert war/ist. Diese Information ist äußert relevant bei der Rekonditionierung der Gittertanks. Üblicherweise ist in gebrauchten Gittertanks eine Restflüssigkeit vorhanden, die von der Sensoranordnung geprüft werden kann. Somit kann basierend auf der Flüssigkeitsinformation für einen gebrauchten Gittertank nach der Rekonditionierung ein vorteilhaftes Einsatzgebiet ermittelt werden. Beispielsweise wäre denkbar den Gittertank nach der Konditionierung für die gleiche Flüssigkeit wieder zu verwenden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Ausgabeeinheit vorgesehen und/oder die Auswerteeinheit mit einer Ausgabeeinheit verbindbar, um die ermittelte Flüssigkeit auszugeben. Als Ausgabeeinheit kann beispielsweise ein, insbesondere portabler Computer vorgesehen sein, wie zum Beispiel ein Tablet oder ein Smartphone oder ein Notebook.
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Denkbar ist auch, dass das Fluid in der Datenbank mit einem Code oder Zahlen- und/oder Buchstaben-Code gespeichert ist. Anhand des Codes kann das entsprechende Fluid identifiziert werden, beispielsweise bei der Ausgabeeinheit. Somit kann Speicherplatz für die Datenbank gespart werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn, um Kosten zu sparen, die Datenbank Teil eines Mikrocontrollers ist. Dieser kann somit mit einem kleinen, günstigen Speicher ausgebildet sein.
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Die Sensoren sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass diese jeweils eine der folgenden Fluidgrößen erfassen können: elektrische Leitfähigkeit, Viskosität, Epsilon r, Dicht, Wärmeleitfähigkeit, Brechungsindex. Vorzugsweise unterscheiden sich die eingesetzten Sensoren voneinander hinsichtlich der Fluidgröße, die sie jeweils erfassen können.
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Die Datenbank weist vorzugsweise eine zumindest zweidimensionale Tabelle auf, wobei in der ersten Spalte und der ersten Zeile Fluidwerte von Fluidgrößen aufgetragen sind und wobei in dem von der ersten Spalte und der ersten Zeile aufgespannten Raum die Fluide angeführt und den Fluidwerten zugeordnet sind. Auf diese Weise kann einfach und mit geringem Rechenaufwand das Fluid bestimmt werden.
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Mit anderen Worten ist die Datenbank, insbesondere die Tabelle, derart ausgestaltet, dass in dieser unterschiedliche Flüssigkeiten oder Gase oder Fluide hinterlegt sind, denen jeweils zwei oder mehr Fluidwerte von zwei oder mehr unterschiedlichen Fluidgrößen zugeordnet sind. Bei den zwei oder mehr Fluidgrößen handelt es sich insbesondere um diejenigen Fluidgrößen, die über die Sensoren ermittelbar sind. Über die von den Sensoren ermittelten Fluidgrößen kann somit über die Datenbank ein Fluid mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Es ist denkbar, dass je mehr Fluidgrößen vorgesehen sind, desto mehr Fluide bestimmbar sind und/der desto sicherer ein Fluid bestimmt werden kann.
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Es ist denkbar, dass die Fluide und/oder die Fluidwerte in der Datenbank codiert sind. Hierdurch kann insbesondere Speicherplatz gespart werden und somit beispielsweise auch Energie bei der Sensoranordnung gespart werden, da weniger Daten ausgelesen und verarbeitet werden müssen. Die Decodierung kann beispielsweise extern erfolgen.
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Die Tabelle kann vorzugsweise zumindest eine weitere Dimension haben, um weitere Fluidwerte von Fluidgrößen aufzuführen, denen Fluide zugeordnet sind. Je mehr Dimensionen die Tabelle hat, desto sicherer und/oder genauer kann ein Fluid ermittelt werden. Weiter vorteilhaft ist, dass falls beispielsweise bei drei Sensoren nur zwei Sensoren Sensorwerte liefern, aber dennoch ein Fluid sicher bestimmbar ist, insbesondere da - wie vorstehend erläutert - mit zwei Fluidgrößen sicher ein Fluid bestimmbar ist. Somit ist bei drei oder mehr Sensoren eine Redundanz geschaffen.
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Die Steuereinheit kann als Mikrocontroller ausgebildet sein, der die erfassten Sensorwerte über ein Kommunikationsmittel an die Auswerteeinheit übermittelt oder wobei die Auswerteeinheit ein Teil des Mikrocontrollers ist. Ein derartiger Mikrocontroller ist äußerst vorteilhaft für die vorliegende Erfindung geeignet, da dieser kostengünstig und robust ist.
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Vorzugsweise hat der Mikrocontroller einen Datenspeicher, der die Datenbank speichert. Dieser hat beispielsweise eine Größe von 512 oder 1024 kByte. Mit der Datenbank direkt beim Mikrocontroller kann eine schnelle Auswertung erfolgen.
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Vorzugsweise werden die Anzahl der Messvorgänge und/oder die Anzahl der ermittelten Fluide gezählt. Basierend darauf könnten beispielsweise Nutzungskosten der Sensoranordnung ermittelt werden. Ein jeweiliger Messvorgang und/oder ein jeweiliges ermitteltes Fluid kann weiter vorteilhaft mit einem, insbesondere digitalen Zeitstempel versehen sein.
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Vorzugsweise ist die Sensoranordnung derart ausgestaltet, dass die Sensoren zum Messen in den Behälter, insbesondere über eine Behälteröffnung, einführbar sind und nach dem Messen aus dem Behälter herausführbar sind.
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Beispielsweise ist die Sensoranordnung zumindest teilweise oder vollständig in einem Gehäuse angeordnet oder als Modul ausgebildet.
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Weiter ist denkbar, dass die Sensoranordnung kabellos ist und beispielsweise eine eigene Energiequelle aufweist. Die Sensoranordnung kann ein Kommunikationsmittel haben, um beispielsweise mit einem Computer zu kommunizieren.
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Erfindungsgemäß wird die Sensoranordnung gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Aspekte für einen Fluidbehälter, insbesondere für einen Gittertank, verwendet, um das darin gespeicherte Fluid zu bestimmen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch, wie oben erläutert, auf einfache Weise eine Rekonditionierung des Gittertanks verbessert ist.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren mit der Sensoranordnung gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Aspekte vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist ein Fluidbehälter, insbesondere ein Tank oder Gittertank, vorgesehen, der die Sensoranordnung gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Aspekte aufweist.
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Offenbart ist eine Sensoranordnung mit der eine Flüssigkeit in einem Tank ermittelbar ist. Hierfür hat die Sensoranordnung zumindest zwei Sensoren, die jeweils eine unterschiedliche Flüssigkeitseigenschaft der Flüssigkeit im Tank erfassen. Anhand einer Datenbank wird aus den ermittelten Sensorwerten eine Flüssigkeit ermittelt, deren Flüssigkeitseigenschaftswerte zumindest im Wesentlichen oder genau den Sensorwerten entsprechen.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch eine Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel zusammen mit einem Gittertank, und
- 2 schematisch eine Datenbank der Sensoranordnung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß 1 ist eine Sensoranordnung 1 mit zwei Sensoren 2, 4 dargestellt. Diese dient zum Ermitteln einer Flüssigkeit eines Gittertanks 6. Der Sensor 2 ermittelt hierbei die Dichte der Flüssigkeit und der Sensor 4 die Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit. Eine Steuereinheit 8 erfasst die Sensorwerte. Die Sensorwerte werden mit einer Datenbank 10 in Form einer Tabelle abgeglichen, die in 2 dargestellt ist.
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Gemäß 2 hat die Datenbank in ihrer ersten Zeile oder ihrer Abszisse Werte von Wärmeleitfähigkeiten aufsteigend von 0,1 bis 1 in t/m^3 aufgetragen. In der ersten Spalte oder Ordinate sind Werte von Dichten absteigend von 2 bis 0 in W/(m*K) aufgetragen. Den Werten sind Flüssigkeiten zugeordnet, wobei gemäß 2 beispielhaft nur zwei Flüssigkeiten, nämlich Wasser und Ethanol, gezeigt sind.
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Erfasst der Sensor 2 eine Dichte von 1 und Sensor 4 eine Wärmeleitfähigkeit von 0,6, so kann die Steuereinheit anhand der Datenbank ermitteln, dass es sich bei der Flüssigkeit im Gittertank um Wasser handelt.
