DE102022120418A1 - Device and method for calibrating a level measuring device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1, 20, 30) und ein Verfahren (100, 200) zum Kalibrieren eines Füllstandmessgeräts (2) mit einem Sensor (3) zur Füllstandüberwachung. Die Vorrichtung weist ein Kalibriergehäuse (4) mit einer Anschlussseite (5) zum Anordnen des Füllstandmessgeräts (2), wenigstens einen im Kalibriergehäuse (4) aufgenommenen und in einem festgelegten Abstand (d, d2, d3) zur Anschlussseite (5) angeordneten Reflektor (6, 21, 22), um bei Anordnung des Füllstandmessgeräts (2) an die Anschlussseite (5) vom Sensor (3) abgestrahlte Wellen (7) zum Füllstandmessgerät (2) zu reflektieren, und eine Auswerteeinheit (8) auf, die eingerichtet ist, ein Messergebnis einer vom Sensor (3) durchgeführten Füllstandmessung im an die Anschlussseite (5) angeordneten Zustand des Füllstandmessgeräts (2) zu empfangen, das Messergebnis mit dem festgelegten Abstand (d, d2, d3) zu vergleichen und ein Ergebnis des Vergleichs mittels einer Signalisierungseinheit (9) zu signalisieren.The invention relates to a device (1, 20, 30) and a method (100, 200) for calibrating a level measuring device (2) with a sensor (3) for monitoring the level. The device has a calibration housing (4) with a connection side (5) for arranging the level measuring device (2), at least one reflector (recorded in the calibration housing (4) and arranged at a fixed distance (d, d2, d3) from the connection side (5). 6, 21, 22) in order to reflect waves (7) emitted by the sensor (3) to the level measuring device (2) when the level measuring device (2) is arranged on the connection side (5), and an evaluation unit (8) which is set up , to receive a measurement result of a level measurement carried out by the sensor (3) in the state of the level measuring device (2) arranged on the connection side (5), to compare the measurement result with the specified distance (d, d2, d3) and a result of the comparison using a Signaling unit (9) to signal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Kalibrieren eines Füllstandmessgeräts, das einen Sensor zur Füllstandüberwachung aufweist.The invention relates to a device and a method for calibrating a level measuring device which has a sensor for level monitoring.
Füllstandmessgeräte kommen in der Regel in Behältern zum Einsatz, die als Tanks oder Silos zur Aufbewahrung von verschiedenen Materialien ausgebildet sein können. In solchen Tanks oder Silos werden beispielsweise Lebensmittel, Getränke, Arzneimittel oder Treibstoffe aufbewahrt, sodass eine berührungslose Füllstandmessung notwendig ist. Als berührungslose Füllstandmesstechniken sind im Stand der Technik beispielsweise auf Radarwellen oder Ultraschallwellen basierte Füllstandbestimmungen bekannt. Aufgrund ihrer hohen Messgenauigkeit sowie der geringen Störanfälligkeit sind Radarfüllstandmessgeräte weit verbreitet.Level measuring devices are usually used in containers, which can be designed as tanks or silos for storing various materials. For example, food, drinks, medicines or fuel are stored in such tanks or silos, so non-contact level measurement is necessary. In the prior art, for example, level determinations based on radar waves or ultrasonic waves are known as non-contact level measurement techniques. Due to their high measurement accuracy and low susceptibility to interference, radar level measuring devices are widely used.
Es kann erforderlich sein, die Kalibrierung von Sensoren von Zeit zu Zeit zu überprüfen und eventuell Gegenmaßnahmen bei festgestellten Abweichungen einzuleiten, zum Beispiel den Sensor neu zu justieren oder auszutauschen. Hierzu kann es erforderlich sein, den Sensor von der Messstelle zu entfernen und in einer eigenen Messeinrichtung zu überprüfen, was naturgemäß sehr aufwändig ist.It may be necessary to check the calibration of sensors from time to time and possibly take countermeasures if deviations are detected, for example readjusting or replacing the sensor. To do this, it may be necessary to remove the sensor from the measuring point and check it in a separate measuring device, which is naturally very time-consuming.
Eine Funktionsüberprüfung eines Sensors zur Füllstandmessung direkt an der Messstelle beschreibt beispielsweise die Patentschrift
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kalibrieren eines Füllstandmessgeräts mit einem Sensor zur Füllstandüberwachung bereitzustellen, die zuverlässig und genau arbeiten und einen Bedarf einer Kalibrierung des Füllstandmessgeräts ohne großen Montage- und Zeitaufwand ermöglichen. Sie sollen weiterhin flexibel einzusetzen sowie einfach zu bedienen bzw. zu implementieren sein.Against this background, the invention is based on the object of providing a device and a method for calibrating a level measuring device with a sensor for level monitoring, which work reliably and accurately and enable the need for calibration of the level measuring device without a lot of assembly and time effort. They should continue to be flexible to use and easy to use and implement.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.This object is achieved by a device with the features of
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technically sensible manner (including across category boundaries, for example between method and device) and show further refinements of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, particularly in connection with the figures.
Es sei ferner angemerkt, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.It should also be noted that a conjunction “and/or” used here between two features and linking them together must always be interpreted in such a way that only the first feature can be present in a first embodiment of the subject matter according to the invention, and only in a second embodiment the second feature can be present and in a third embodiment both the first and the second feature can be present.
Außerdem soll ein hierin verwendeter Begriff „etwa“ einen Toleranzbereich angeben, den der auf dem vorliegenden Gebiet tätige Fachmann als üblich ansieht. Insbesondere ist unter dem Begriff „etwa“ ein Toleranzbereich der bezogenen Größe von bis maximal +/-20 %, bevorzugt bis maximal +/-10 % zu verstehen.Additionally, as used herein, a term “about” is intended to indicate a range of tolerances that would be considered common to those skilled in the art. In particular, the term “approximately” is understood to mean a tolerance range of the related size of up to a maximum of +/-20%, preferably up to a maximum of +/-10%.
Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zum Kalibrieren (hierin einfachheitshalber auch als Kalibriervorrichtung bezeichnet) eines Füllstandmessgeräts mit einem Sensor zur Füllstandüberwachung ein Kalibriergehäuse mit einer Anschlussseite zum Anordnen des Füllstandmessgeräts auf, weiter wenigstens einen im Kalibriergehäuse aufgenommenen und in einem festgelegten Abstand zur Anschlussseite angeordneten Reflektor, um bei Anordnung des Füllstandmessgeräts an die Anschlussseite vom Sensor abgestrahlte Wellen (insbesondere elektromagnetische oder akustische Wellen) zum Füllstandmessgerät zu reflektieren, und eine Auswerteeinheit, die eingerichtet ist, ein Messergebnis einer vom Sensor durchgeführten Füllstandmessung im an die Anschlussseite angeordneten Zustand des Füllstandmessgeräts zu empfangen, das Messergebnis mit dem festgelegten Abstand zu vergleichen und ein Ergebnis des Vergleichs mittels einer Signalisierungseinheit zu signalisieren.According to the invention, a device for calibrating (herein also referred to as a calibration device for simplicity) a level measuring device with a sensor for level monitoring has a calibration housing with a connection side for arranging the level measuring device, further at least one reflector accommodated in the calibration housing and arranged at a fixed distance from the connection side, in order to Arrangement of the level measuring device on the connection side to reflect waves emitted by the sensor (in particular electromagnetic or acoustic waves) to the level measuring device, and an evaluation unit which is set up to receive a measurement result of a level measurement carried out by the sensor in the state of the level measuring device arranged on the connection side, the measurement result to compare with the specified distance and to signal a result of the comparison using a signaling unit.
Füllstandmessgeräte werden zur Erfassung von Füllständen und Pegeln eingesetzt, indem diese eine Distanzmessung zum Füllgut durchführen. Diese Füllstandmessgeräte müssen in bestimmten Zeitabständen überprüft (hierin auch als kalibrieren bezeichnet) und evtl. (neu) justiert (hierin auch als korrigieren bezeichnet) werden. Bei berührungslos messenden Füllstandmessgeräten, insbesondere solchen, die mit Ultraschall oder freistrahlendem Radar (d. h. mikrowellenbasiert) arbeiten, wird der Reflektor in einem bestimmten Abstand so am Füllstandmessgerät angeordnet, dass er ein Echo-Signal erzeugt, und der daraus ermittelte Messwert wird mit der tatsächlichen Distanz verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs, insbesondere ob eine Abweichung des mit dem Sensor gemessenen Abstands von dem durch die Kalibriervorrichtung festgelegten Abstand innerhalb vorbestimmter Grenzen liegt oder nicht, wird von der Kalibriervorrichtung signalisiert. Somit kann schnell und einfach, insbesondere ohne einen Ausbau des Sensors, eine Funktionsüberprüfung des Sensors durchgeführt und eine eventuell erforderliche Justierung angestoßen oder auch automatisch durchgeführt werden. Die Bedienung der Kalibriervorrichtung gestaltet sich besonders einfach, da diese lediglich mit ihrer Anschlussseite am Füllstandmessgerät angeordnet werden muss. Generell sind auch keine weiteren Geräte wie Laptop oder Smartphone zur Kalibrierung (d. h. Überprüfung) oder Justierung (d. h. Korrektur) bzw. Sensorprüfung notwendig. Nach einer erfolgten Korrektur/Justierung kann eine erneute Kalibrierung/Überprüfung angestoßen werden.Level measuring devices are used to record filling levels and levels by measuring the distance to the filling material. These level measuring devices must be checked (herein also referred to as calibrating) and possibly (re)adjusted (herein also referred to as correcting) at certain intervals. For non-contact level measuring devices, especially those that use ultrasound or free radiation To work with radar (i.e. microwave-based), the reflector is arranged at a certain distance on the level measuring device in such a way that it generates an echo signal, and the measured value determined from this is compared with the actual distance. The result of this comparison, in particular whether a deviation of the distance measured with the sensor from the distance determined by the calibration device is within predetermined limits or not, is signaled by the calibration device. This means that a function check of the sensor can be carried out quickly and easily, in particular without removing the sensor, and any necessary adjustment can be initiated or carried out automatically. The calibration device is particularly easy to operate because it only needs to be positioned on its connection side on the level measuring device. In general, no other devices such as laptops or smartphones are necessary for calibration (i.e. checking) or adjustment (i.e. correction) or sensor testing. After a correction/adjustment has been made, a new calibration/check can be initiated.
Die Signalisierung des Vergleichsergebnisses kann lediglich das Überschreiten oder Nichtüberschreiten einer vorbestimmten Maximaldifferenz zwischen dem Messergebnis des Sensors und dem festgelegten Abstand des Reflektors zur Anschlussseite beinhalten, beispielsweise optisch mittels einer an der Kalibriervorrichtung angeordneten Signalisierungsleuchte (z. B. LED) und/oder akustisch mittels eines Signalisierungstons und/oder haptisch durch Vibrieren. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine quantitative Signalisierung der durch die Auswerteeinheit bestimmten Differenz erfolgen, beispielsweise mittels einer (alpha-)numerischen Anzeige, einer Verlaufsfüllung (Helligkeit und/oder Farbe) eines grafischen Anzeigeelements o. ä. Eine Signalisierungsleuchte bzw. Anzeige kann frei konfigurierbar sein, z. B. Dauerleuchten, Blinken, Farbe usw. Verschiedene Rückmelde-Status können auch durch verschiedene Farben oder Farbverläufe visuell dargestellt werden, z. B. „Kalibrierdistanz 1 Ok“, „Gesamtstatus Ok“, „Justierung erforderlich“, „Justierung erfolgreich“ etc.The signaling of the comparison result can only include exceeding or not exceeding a predetermined maximum difference between the measurement result of the sensor and the specified distance of the reflector to the connection side, for example optically by means of a signaling light (e.g. LED) arranged on the calibration device and/or acoustically by means of a Signaling sounds and/or haptic by vibrating. Additionally or alternatively, quantitative signaling of the difference determined by the evaluation unit can also take place, for example by means of an (alpha) numerical display, a gradient fill (brightness and/or color) of a graphic display element or similar. A signaling light or display can be freely configurable be, e.g. E.g. steady on, flashing, color, etc. Different feedback statuses can also be visually represented by different colors or color gradients, e.g. E.g. “
Erfindungsgemäß kann die Signalisierung alternativ oder zusätzlich zu einer vorstehend beschriebenen optischen, akustischen oder haptischen Signalisierung unmittelbar an der Kalibriervorrichtung ebenfalls eine Fernsignalisierung beinhalten. Hierunter ist eine mittels einer Datenfernübertragung, z. B. Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT, NFC usw. bewirkte Signalisierung des zu signalisierenden Ereignisses zu verstehen. Beispielsweise kann das Signalisierungsereignis auf diese Weise an ein mobiles (von der Kalibriervorrichtung physisch getrenntes) Endgerät (z. B. Smartphone) übertragen und einem Benutzer am mobilen Endgerät optisch, akustisch und/oder haptisch vermittelt werden.According to the invention, the signaling can also include remote signaling directly on the calibration device as an alternative or in addition to an optical, acoustic or haptic signaling described above. This includes one using remote data transmission, e.g. B. Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT, NFC etc. to understand the signaling of the event to be signaled. For example, the signaling event can be transmitted in this way to a mobile terminal (physically separate from the calibration device) (e.g. smartphone) and communicated optically, acoustically and/or haptically to a user on the mobile terminal.
Es ist zu verstehen, dass das Kalibriergehäuse nicht zwingend umfänglich geschlossen ausgebildet sein muss. Es ist zum Beispiel denkbar, dass das Kalibriergehäuse im Wesentlichen auch in Form eines Rahmens ausgebildet sein kann. Das Kalibriergehäuse kann aber - bis auf die Anschlussseite bzw. einen Teil hiervon zur Anordnung des Füllstandmessgeräts/Sensors - auch vollständig geschlossen sein, um beispielsweise den Reflektor vor Verschmutzung und die Distanzmessung vor äußeren Störeinflüssen optimal zu schützen.It should be understood that the calibration housing does not necessarily have to be designed to be completely closed. It is conceivable, for example, that the calibration housing can essentially also be designed in the form of a frame. However, the calibration housing can also be completely closed - except for the connection side or a part of it for the arrangement of the level measuring device/sensor - in order, for example, to optimally protect the reflector from contamination and the distance measurement from external interference.
Die Kommunikation der Kalibriervorrichtung mit dem Füllstandmessgerät kann bevorzugt drahtlos über an sich bekannte Funkstandards wie z. B. Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT, NFC usw. erfolgen. Mittels dieser Funkstandards kann vorzugsweise auch eine Datenkommunikation zwischen der Kalibriervorrichtung und einer übergeordneten Leitstelle/-ebene, Rechner/Server, Cloud usw. realisiert werden. Beispielsweise kann das Vergleichsergebnis auf diese Weise ggfs. automatisch ebenso an diese übergeordneten Empfangseinheiten übermittelt werden.The communication between the calibration device and the level measuring device can preferably be wireless via known radio standards such as. E.g. Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT, NFC, etc. These radio standards can preferably also be used to implement data communication between the calibration device and a higher-level control center/level, computer/server, cloud, etc. For example, the comparison result can also be automatically transmitted to these higher-level receiving units in this way.
Die Auswerteeinheit weist jedenfalls die Signalisierungseinheit (z. B. Leuchte, Anzeige, haptische Vermittlungsvorrichtung, Fernsignalisierungsvorrichtung etc.), eine Vergleichs- oder Recheneinheit (z. B. Mikrocontroller, Mikroprozessor etc.) und ein Kommunikationsmodul (z. B. Funkmodul) zur Kommunikation mit dem Füllstandmessgerät wenigstens zur Übermittlung des Sensormessergebnisses auf. Es sein angemerkt, dass im Falle einer vorgesehenen Fernsignalisierung hierfür das Kommunikationsmodul verwendet werden kann, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein. Zum Beispiel kann das Kommunikationsmodul einen anderen Funkstandard oder eine andere Funkreichweite vorsehen als für die Fernsignalisierung gewünscht ist, so dass die Fernsignalisierung in einem solchen Fall mittels einer separaten Datenübertragungseinheit erfolgen kann.In any case, the evaluation unit assigns the signaling unit (e.g. lamp, display, haptic switching device, remote signaling device, etc.), a comparison or computing unit (e.g. microcontroller, microprocessor, etc.) and a communication module (e.g. radio module). Communication with the level measuring device at least to transmit the sensor measurement result. It should be noted that if remote signaling is provided, the communication module can be used for this purpose, but is not necessarily limited to this. For example, the communication module can provide a different radio standard or a different radio range than is desired for remote signaling, so that remote signaling in such a case can be carried out using a separate data transmission unit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands ist die Auswerteeinheit von der Anschlussseite aus gesehen hinter dem Reflektor angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine kompakte Bauweise der Kalibriervorrichtung realisieren. Da die Auswerteeinheit von dem Reflektor verdeckt ist und sich demzufolge nicht im Strahlengang des Sensors befindet, gehen von der im Kalibriergehäuse aufgenommenen und angeordneten Auswerteeinheit keine Störeinflüsse bei der Distanzmessung aus. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit auf einer Seite einer Leiterplatte angeordnet und verschaltet sein, während der Reflektor auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte ausgebildet (z. B. als Metallschicht) und/oder angeordnet ist (z. B. in Form einer Metallplatte). Jedenfalls kann der Reflektor fest im Kalibriergehäuse verbaut sein. Ebenfalls ist eine Anordnung der Auswerteeinheit seitlich am Reflektor denkbar.According to an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, the evaluation unit is arranged behind the reflector when viewed from the connection side. In this way, a compact design of the calibration device can be achieved. Since the evaluation unit is covered by the reflector and is therefore not in the beam path of the sensor, the evaluation unit accommodated and arranged in the calibration housing does not cause any interference in the distance measurement. For example, the evaluation unit can be on one side of a circuit board be arranged and connected, while the reflector is formed (e.g. as a metal layer) and/or arranged (e.g. in the form of a metal plate) on the opposite side of the circuit board. In any case, the reflector can be permanently installed in the calibration housing. An arrangement of the evaluation unit on the side of the reflector is also conceivable.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist an der Anschlussseite ein Gewinde zur Schraubanordnung des Füllstandmessgeräts ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich eine präzise Anordnung und Befestigung des Füllstandmessgeräts am Kalibriergehäuse realisieren. Weiterhin kann das Kalibriergehäuse unter Zwischenschaltung eines Adapterstücks mit dem Füllstandmessgerät verbunden sein, wobei über das Adapterstück unterschiedliche Einschraubgewinde und/oder Flansche von Füllstandmessgeräten an das Kalibriergehäuse in einfacher Weise adaptiert werden können. So können Füllstandmessgeräte unterschiedlicher Bauarten mit dem Kalibriergehäuse zuverlässig überprüft werden.According to another preferred development, a thread for screwing the level measuring device is formed on the connection side. In this way, a precise arrangement and attachment of the level measuring device to the calibration housing can be achieved. Furthermore, the calibration housing can be connected to the level measuring device with the interposition of an adapter piece, whereby different screw-in threads and/or flanges of level measuring devices can be easily adapted to the calibration housing via the adapter piece. This means that different types of level measuring devices can be reliably checked using the calibration housing.
Alternativ zur Schraubbefestigung kann die Anordnung und Befestigung des Füllstandmessgeräts an der Kalibriervorrichtung mittels einer Spann- oder Klemmvorrichtung oder mittels Magnete realisiert sein.As an alternative to screw fastening, the level measuring device can be arranged and fastened to the calibration device using a clamping or clamping device or using magnets.
Bevorzugt ist das Kalibriergehäuse rohrförmig ausgebildet. In Kombination mit dem an der Anschlussseite vorgesehenen Gewinde kann das Kalibriergehäuse als auf das zu prüfende Füllstandmessgerät aufschraubbares Rohr ausgebildet sein. The calibration housing is preferably tubular. In combination with the thread provided on the connection side, the calibration housing can be designed as a tube that can be screwed onto the level measuring device to be tested.
Die Innenwände des Kalibriergehäuses können zur Reduzierung von Störsignalen mit einem Absorber versehen sein, so dass das Ergebnis der Distanzmessung weiter verbessert wird.The inner walls of the calibration housing can be provided with an absorber to reduce interference signals, so that the result of the distance measurement is further improved.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstands ist im Kalibriergehäuse eine Messvorrichtung zur Bestimmung eines tatsächlichen Abstands zwischen dem Reflektor und dem Sensor des Füllstandmessgeräts aufgenommen, wenn das Füllstandmessgerät an der Anschlussseite des Kalibriergehäuses angeordnet ist. Der für den Vergleich mit dem Sensormessergebnis herangezogene festgelegte Abstand entspricht in diesem Fall dem tatsächlich bestimmten Abstand. Dementsprechend kann die Genauigkeit der Kalibrierung bzw. Prüfung des Füllstandmessgeräts noch weiter gesteigert werden. Insbesondere werden geringfügige Abweichungen von der Ideallage der Anordnung des Füllstandmessgeräts gegenüber dem Reflektor automatisch bei jeder Prüfung berücksichtigt, was nicht zuletzt auch die Handhabung der Kalibriervorrichtung weiter vereinfacht. Die Messvorrichtung kann beispielsweise einen Laserdistanzsensor aufweisen.According to a preferred development of the subject matter of the invention, a measuring device for determining an actual distance between the reflector and the sensor of the level measuring device is accommodated in the calibration housing when the level measuring device is arranged on the connection side of the calibration housing. In this case, the specified distance used for the comparison with the sensor measurement result corresponds to the actually determined distance. Accordingly, the accuracy of the calibration or testing of the level measuring device can be increased even further. In particular, minor deviations from the ideal position of the arrangement of the level measuring device relative to the reflector are automatically taken into account in every test, which not least also further simplifies the handling of the calibration device. The measuring device can have, for example, a laser distance sensor.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung weist die Kalibriervorrichtung einen am Kalibriergehäuse gelagerten Haltestab auf. Damit kann die Kalibriervorrichtung auch aus einer entfernten Position, beispielsweise eine Tanköffnung, eine Brücke o. ä., am Füllstandmessgerät angeordnet werden. In diesem Sinne weist der Haltestab eine Länge auf, die die Größe der Kalibriervorrichtung in irgendeiner der drei Raumdimensionen deutlich übersteigt. Der Haltestab kann demnach eine Länge aufweisen, die größer ist als etwa 1 m und durchaus bis einige Meter betragen kann, z. B. zwischen etwa 2 m und etwa 10-15 m.In another preferred embodiment, the calibration device has a holding rod mounted on the calibration housing. This means that the calibration device can also be arranged on the level measuring device from a remote position, for example a tank opening, a bridge or similar. In this sense, the holding rod has a length that significantly exceeds the size of the calibration device in any of the three spatial dimensions. The holding rod can therefore have a length that is greater than approximately 1 m and can be up to a few meters, e.g. B. between about 2 m and about 10-15 m.
Weiterhin bevorzugt kann der Haltestab und/oder die Lagerung am Kalibriergehäuse wenigstens ein Gelenk aufweisen. Das Gelenk kann eine Drehung um lediglich eine Achse zulassen oder auch um mehrere Achsen, z. B. ein Kugelgelenk. Damit wird auf einfache Weise die Anordnung der Kalibriervorrichtung auch an Füllstandmessgeräten ermöglicht, deren direkter Zugang durch Hindernisse verstellt ist.Further preferably, the holding rod and/or the bearing on the calibration housing can have at least one joint. The joint can allow rotation about just one axis or about several axes, e.g. B. a ball joint. This makes it possible to easily arrange the calibration device even on level measuring devices whose direct access is blocked by obstacles.
Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist im Kalibriergehäuse wenigstens ein Zusatzreflektor bereitgestellt, der in einem weiteren (z. B. zweiten) festgelegten Abstand zur Anschlussseite wahlweise zwischen die Anschlussseite und dem Reflektor anordenbar ist. Es versteht sich, dass sich der zweite festgelegte Abstand des Zusatzreflektors vom (ersten) festgelegten Abstand des (ersten) Reflektors im Kalibriergehäuse unterscheidet, insbesondere kürzer ist als der (erste) festgelegte Abstand.According to a further advantageous embodiment, at least one additional reflector is provided in the calibration housing, which can be arranged at a further (e.g. second) specified distance from the connection side, either between the connection side and the reflector. It is understood that the second specified distance of the additional reflector differs from the (first) specified distance of the (first) reflector in the calibration housing, in particular is shorter than the (first) specified distance.
Das wahlweise Zustellen wenigstens eines Zusatzreflektors ermöglicht eine einfache Mehrpunkt-Kalibrierung, z. B. ein 3-Punkt-Abgleich, falls zwei Zusatzreflektoren in unterschiedlichen Abständen zur Anschlussseite des Kalibriergehäuses wahlweise in den Strahlengang des Sensors des Füllstandmessgeräts angeordnet werden können. Jedenfalls ermöglichen die unterschiedlichen Kalibrierabstände eine Justierung des Füllstandsensors über mehrere Messpunkte bzw. Messdistanzen.The optional adjustment of at least one additional reflector enables simple multi-point calibration, e.g. B. a 3-point adjustment if two additional reflectors can be arranged at different distances from the connection side of the calibration housing in the beam path of the sensor of the level measuring device. In any case, the different calibration distances enable the level sensor to be adjusted over several measuring points or measuring distances.
Der wenigstens eine Zusatzreflektor kann beispielsweise als Flächenreflektor oder Winkelreflektor ausgebildet sein.The at least one additional reflector can be designed, for example, as a surface reflector or angle reflector.
Die wahlweise Anordnung des wenigstens einen Zusatzreflektors kann automatisch, z. B. über einen Antrieb, Zylinder o. ä., oder manuell erfolgen. Eine für die wahlweise Anordnung benötigte Antriebsenergie kann aus einer Energiequelle wie beispielsweise Batterie oder Akkumulator oder einer Netzversorgung bereitgestellt sein. Im Fall eines wiederaufladbaren Energiespeichers kann dieser durch ein optional bereitgestelltes Energy-Harvesting-System z. B. aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen, Luftströmungen, elektromagnetische Wellen, Photovoltaik und dergleichen automatisch aufgeladen werden, um einen autarken Betrieb der Kalibriervorrichtung auch über lange Zeiträume (z. B. mehrere Wochen, mehrere Monate oder auch mehrere Jahre) zu realisieren.The optional arrangement of the at least one additional reflector can be automatic, e.g. B. via a drive, cylinder or similar, or done manually. A drive energy required for the optional arrangement can come from an energy source such as a battery or accumulator or one Mains supply must be provided. In the case of a rechargeable energy storage device, this can be done using an optionally provided energy harvesting system, e.g. B. be automatically charged from sources such as ambient temperature, vibrations, air currents, electromagnetic waves, photovoltaics and the like in order to achieve self-sufficient operation of the calibration device even over long periods of time (e.g. several weeks, several months or even several years).
Die wahlweise Anordnung des wenigstens einen Zusatzreflektors kann automatisch zum Beispiel von der Auswerteeinheit erkannt werden. Damit ist eine automatische Zuordnung des jeweiligen festgelegten Reflektorabstands zur entsprechenden Distanzmessung des Sensors des Füllstandmessgeräts möglich.The optional arrangement of the at least one additional reflector can be recognized automatically, for example by the evaluation unit. This makes it possible to automatically assign the respective defined reflector distance to the corresponding distance measurement of the sensor of the level measuring device.
Zur weiteren Erhöhung der Zuverlässig der Kalibrierung sowie zur weiteren Erleichterung der Handhabung der Kalibriervorrichtung ist die Auswerteeinheit gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ausgebildet und eingerichtet, eine bestimmungsgemäße Anordnung des Füllstandmessgeräts an der Anschlussseite des Kalibriergehäuses zu überprüfen und zu erkennen. Beispielsweise kann mittels NFC (Near Field Communication), eines Näherungssensors, Schaltkontakts und dergleichen eine korrekte Anordnungsposition des Füllstandmessgeräts an der Anschlussseite des Kalibriergehäuses detektiert werden. Die korrekte Anordnung kann beispielsweise mittels der Signalisierungseinheit durch die Auswerteeinheit auch signalisiert, z. B. angezeigt, akustisch und/oder haptisch rückgemeldet, fernvermittelt etc., werden. Wenn das Füllstandmessgerät korrekt an der Kalibriervorrichtung angeordnet ist, kann die Kalibrierung des Sensors freigegeben und durchgeführt werden.To further increase the reliability of the calibration and to further facilitate the handling of the calibration device, the evaluation unit is designed and set up according to a further advantageous embodiment to check and recognize a proper arrangement of the level measuring device on the connection side of the calibration housing. For example, a correct arrangement position of the level measuring device on the connection side of the calibration housing can be detected using NFC (Near Field Communication), a proximity sensor, switching contact and the like. The correct arrangement can also be signaled by the evaluation unit using the signaling unit, for example. B. displayed, acoustically and/or haptically reported, remotely communicated, etc. If the level measuring device is correctly arranged on the calibration device, the calibration of the sensor can be released and carried out.
Alternativ oder zusätzlich kann die Überprüfung der korrekten Anordnungsposition auch messgeräteseitig, d. h. durch das Füllstandmessgerät, durchgeführt werden.Alternatively or additionally, the correct arrangement position can also be checked on the measuring device side, i.e. H. by the level measuring device.
Das automatische Erkennen der erfolgreichen Anordnung des Füllstandmessgeräts an der Kalibriervorrichtung kann ggfs. auch automatisch einen Messvorgang zur Bestimmung der Abweichung des Sensormessergebnisses vom durch die Kalibriervorrichtung bzw. das Kalibriergehäuse festgelegten Abstand auslösen. Je nachdem, ob die Auswerteeinheit der Kalibriervorrichtung und/oder das Füllstandmessgerät die korrekte Anordnung erkennt, kann die jeweilige Vorrichtung den Messvorgang automatisch in Gang setzen.The automatic recognition of the successful arrangement of the level measuring device on the calibration device can, if necessary, also automatically trigger a measuring process to determine the deviation of the sensor measurement result from the distance determined by the calibration device or the calibration housing. Depending on whether the evaluation unit of the calibration device and/or the level measuring device recognizes the correct arrangement, the respective device can automatically start the measuring process.
Bevorzugt ist die Kalibriervorrichtung ausgebildet und eingerichtet, eine Füllstandmessung des Sensors des Füllstandmessgeräts auszulösen. Beispielsweise kann dies durch eine Anforderung mittels drahtloser Nahbereichskommunikation (NFC) zwischen der Auswerteeinheit und dem Füllstandmessgerät, oder durch ein Signal eines Näherungssensors, Schaltkontakts o. ä. erfolgen. Näherungssensor, Schaltkontakt und dergleichen können am Kalibriergehäuse und/oder am Füllstandmessgerät vorgesehen sein, weshalb das Auslösen der Füllstandmessung auch indirekt von der Kalibriervorrichtung ausgelöst werden kann, wenn die korrekte Anordnung des Füllstandmessgeräts am Kalibriergehäuse zum Beispiel von dem Füllstandmessgerät erkannt wird.The calibration device is preferably designed and set up to trigger a level measurement of the sensor of the level measuring device. For example, this can be done by a request using wireless short-range communication (NFC) between the evaluation unit and the level measuring device, or by a signal from a proximity sensor, switching contact or similar. Proximity sensor, switching contact and the like can be provided on the calibration housing and/or on the level measuring device, which is why the level measurement can also be triggered indirectly by the calibration device if the correct arrangement of the level measuring device on the calibration housing is recognized, for example by the level measuring device.
Weiterhin bevorzugt ist die Auswerteeinheit ausgebildet und eingerichtet, das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Sensormessergebnis (d. h. Füllstandmessung) und dem durch die Kalibriervorrichtung festgelegten Abstand zu speichern, z. B. als qualitativen (z. B. booleschen) und/oder quantitativen (d. h. numerischen) Wert in einer Speichereinheit, z. B. RAM, Flash o. ä., besonders bevorzugt dauerhaft, d. h. nicht-flüchtig auch ohne Stromversorgung. Zusätzlich zu dem Vergleichsergebnis kann ein Zeitstempel (z. B. Datum, Uhrzeit) gespeichert werden, wann der Messvorgang durchgeführt wurde. Zusätzlich kann das Ergebnis auch im Füllstandmessgerät gespeichert werden, wenn dieses von der Auswerteeinheit an das Füllstandmessgerät übertragen wird, beispielsweise mittels der bereits hierin erwähnten Funkübertragungstechniken. Ein gespeichertes Vergleichsergebnis kann unabhängig vom tatsächlichen Ort seiner Speicherung auch jederzeit auf Anforderung oder automatisch ereignisgesteuert fernsignalisiert werden, das heißt an ein von der Kalibriervorrichtung entfernt angeordnetes Endgerät (bevorzugt drahtlos) übertragen werden.Furthermore, the evaluation unit is preferably designed and set up to store the result of the comparison between the sensor measurement result (i.e. level measurement) and the distance determined by the calibration device, e.g. B. as a qualitative (e.g. Boolean) and/or quantitative (i.e. numerical) value in a storage unit, e.g. B. RAM, Flash or similar, particularly preferably permanently, i.e. H. non-volatile even without power supply. In addition to the comparison result, a time stamp (e.g. date, time) can be saved as to when the measurement process was carried out. In addition, the result can also be stored in the level measuring device when it is transmitted from the evaluation unit to the level measuring device, for example by means of the radio transmission techniques already mentioned herein. A stored comparison result can also be remotely signaled at any time upon request or automatically in an event-controlled manner, regardless of the actual location of its storage, that is to say transmitted to a terminal device (preferably wirelessly) that is remote from the calibration device.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstands ist die Auswerteeinheit ausgebildet und eingerichtet, ein das Füllstandmessgerät eindeutig identifizierendes Kennzeichen zu empfangen und mit dem Ergebnis des Vergleichs zu speichern. Damit ist jedes Kalibrierergebnis eindeutig dem jeweiligen Sensor bzw. Füllstandmessgerät zugeordnet. Das Kennzeichen kann zum Beispiel eine Seriennummer des Füllstandmessgeräts sein. Somit können mit der Kalibriervorrichtung Kalibriermessungen an mehreren verschiedenen Füllstandmessgeräten nacheinander durchgeführt werden, bevor die Ergebnisse ausgelesen bzw. an ein übergeordnetes System, z. B. Leitrechner, Cloud o. ä., übertragen werden. Die Übertragung kann beispielsweise gebündelt in einem Datenpaket erfolgen anstatt jeweils nach einer einzelnen Kalibriermessung. Das Kennzeichen wird vom Füllstandmessgerät an die Auswerteeinheit übermittelt, wobei die bereits erwähnten Funkübertragungstechniken bevorzugt zum Einsatz kommen.According to an advantageous development of the subject matter of the invention, the evaluation unit is designed and set up to receive an identifier that uniquely identifies the level measuring device and to store it with the result of the comparison. This means that each calibration result is clearly assigned to the respective sensor or level measuring device. The identifier can be, for example, a serial number of the level measuring device. The calibration device can therefore be used to carry out calibration measurements on several different level measuring devices one after the other before the results are read out or sent to a higher-level system, e.g. B. master computer, cloud or similar. The transmission can, for example, be bundled in a data packet instead of after a single calibration measurement. The identifier is transmitted from the level measuring device to the evaluation unit, with the radio transmission techniques already mentioned being preferably used.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinheit ausgebildet und eingerichtet, anhand des Ergebnisses des Vergleichs wenigstens einen Korrekturwert zu bestimmen und dem Füllstandmessgerät zu übertragen. Dies ermöglicht eine automatische Justierung/Korrektur des Füllstandmessgeräts. Der Korrekturwert kann bevorzugt mittels drahtloser Nahbereichskommunikation (NFC), Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT etc. von der Auswerteeinheit an das Füllstandmessgerät übertragen werden.According to another advantageous development of the invention, the evaluation unit is designed and set up to determine at least one correction value based on the result of the comparison and to transmit it to the level measuring device. This enables automatic adjustment/correction of the level measuring device. The correction value can preferably be transmitted from the evaluation unit to the level measuring device using wireless short-range communication (NFC), Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT, etc.
Die Kalibriervorrichtung kann aus einer Energiequelle wie z. B. Batterie, Akkumulator und dergleichen versorgt sein. Dies ermöglicht einen autarken Betrieb der Kalibriervorrichtung über eine bestimmte Zeitdauer. Im Fall eines wiederaufladbaren Energiespeichers kann die Zeitspanne des autarken Betriebs erheblich verlängert werden, indem der Energiespeicher beispielsweise durch ein optional bereitgestelltes Energy-Harvesting-System z. B. aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen, Luftströmungen, elektromagnetische Wellen, Photovoltaik und dergleichen automatisch aufgeladen wird.The calibration device can be powered from an energy source such as. B. battery, accumulator and the like can be supplied. This enables the calibration device to operate autonomously over a certain period of time. In the case of a rechargeable energy storage device, the period of self-sufficient operation can be significantly extended by using the energy storage device, for example, by means of an optionally provided energy harvesting system, for example. B. is automatically charged from sources such as ambient temperature, vibrations, air currents, electromagnetic waves, photovoltaics and the like.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Kalibrieren eines Füllstandmessgeräts mit einem Sensor zur Füllstandüberwachung mittels einer Kalibriervorrichtung, bevorzugt mittels einer Vorrichtung gemäß einer der hierin offenbarten Ausgestaltungen, die Schritte auf:
- - Anordnen des Füllstandmessgeräts an eine Anschlussseite eines Kalibriergehäuses der Kalibriervorrichtung, wobei in dem Kalibriergehäuse in einem festgelegten Abstand zur Anschlussseite wenigstens ein Reflektor aufgenommen ist, um bei Anordnung des Füllstandmessgeräts an die Anschlussseite vom Sensor abgestrahlte Wellen zum Füllstandmessgerät zu reflektieren,
- - Durchführen einer Füllstandmessung durch den Sensor im an die Anschlussseite angeordneten Zustand des Füllstandmessgeräts,
- - Empfangen eines Messergebnisses der durchgeführten Füllstandmessung durch eine Auswerteeinheit der Kalibriervorrichtung,
- - Vergleichen des Messergebnisses mit dem festgelegten Abstand und
- - Signalisieren eines Ergebnisses des Vergleichs mittels einer Signalisierungseinheit der Kalibriervorrichtung.
- - arranging the level measuring device on a connection side of a calibration housing of the calibration device, at least one reflector being accommodated in the calibration housing at a fixed distance from the connection side in order to reflect waves emitted by the sensor to the level measuring device when the level measuring device is arranged on the connection side,
- - Carrying out a level measurement by the sensor in the state of the level measuring device arranged on the connection side,
- - receiving a measurement result of the level measurement carried out by an evaluation unit of the calibration device,
- - Comparing the measurement result with the specified distance and
- - Signaling a result of the comparison by means of a signaling unit of the calibration device.
Es ist zu verstehen, dass bezüglich verfahrensbezogener Begriffsdefinitionen sowie der Wirkungen und Vorteile verfahrensgemäßer Merkmale vollumfänglich auf die Offenbarung sinngemäßer Definitionen, Wirkungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zurückgegriffen werden kann. Entsprechend können Offenbarungen hierin bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung in sinngemäßer Weise auch zur Definition des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden, so dass an dieser Stelle auf eine Wiederholung von Erläuterungen sinngemäß gleicher Merkmale, deren Wirkungen und Vorteile zugunsten einer kompakteren Beschreibung verzichtet wird, ohne dass derartige Auslassungen als Einschränkung auszulegen wären.It is to be understood that with regard to process-related definitions of terms as well as the effects and advantages of features according to the process, full recourse can be made to the disclosure of corresponding definitions, effects and advantages of the device according to the invention. Accordingly, disclosures herein regarding the device according to the invention can also be used in a corresponding manner to define the method according to the invention, so that at this point a repetition of explanations of similar features, their effects and advantages is dispensed with in favor of a more compact description, without such omissions being considered restriction would have to be interpreted.
Bevorzugt kann die Kalibriervorrichtung mit dem zu prüfenden/kalibrierenden Füllstandmessgerät verschraubt werden, wobei die Anschlussseite des Kalibriergehäuses in diesem Fall ein Gewinde aufweist.Preferably, the calibration device can be screwed to the level measuring device to be tested/calibrated, with the connection side of the calibration housing having a thread in this case.
Es kann im Kalibriergehäuse eine Messvorrichtung zur Bestimmung eines tatsächlichen Abstands zwischen dem Reflektor und dem Sensor des Füllstandmessgeräts aufgenommen sein, so dass vor oder nach der Durchführung einer Füllstandmessung durch den Sensor der tatsächliche Abstand des Reflektors zum Sensor mittels der Messvorrichtung bestimmt wird und der Vergleich des Sensormessergebnisses mit dem festgelegten Abstand den Vergleich mit dem tatsächlich bestimmten Abstand umfasst.A measuring device for determining an actual distance between the reflector and the sensor of the level measuring device can be accommodated in the calibration housing, so that before or after a level measurement is carried out by the sensor, the actual distance of the reflector to the sensor is determined by means of the measuring device and the comparison of the Sensor measurement result with the specified distance includes the comparison with the actually determined distance.
Die Kalibriervorrichtung kann außerdem mittels eines am Kalibriergehäuse gelagerten Haltestabs, der ein oder mehrere Gelenke aufweisen kann, am Füllstandmessgerät aus einer entfernten Position angeordnet werden.The calibration device can also be arranged on the level measuring device from a remote position by means of a holding rod mounted on the calibration housing, which can have one or more joints.
Wahlweise kann ferner wenigstens ein Zusatzreflektor in einem weiteren (zweiten) festgelegten Abstand, der sich vom festgelegten Abstand des (ersten) Reflektors unterscheidet, im Kalibriergehäuse zwischen die Anschlussseite und dem (ersten) Reflektor angeordnet werden, so dass das Füllstandmessgerät über mehrere Messpunkte bzw. Messdistanzen kalibriert wird.Alternatively, at least one additional reflector can be arranged at a further (second) fixed distance, which differs from the fixed distance of the (first) reflector, in the calibration housing between the connection side and the (first) reflector, so that the level measuring device has several measuring points or Measuring distances are calibrated.
Bevorzugt wird eine bestimmungsgemäße Anordnung des Füllstandmessgeräts an der Anschlussseite des Kalibriergehäuses erkannt, beispielsweise von der Auswerteeinheit der Kalibriervorrichtung und/oder vom Füllstandmessgerät. Dies ermöglicht beispielsweise, eine Füllstandmessung durch das Füllstandmessgerät automatisch auszulösen, insbesondere durch die Kalibriervorrichtung auszulösen.A proper arrangement of the level measuring device on the connection side of the calibration housing is preferably recognized, for example by the evaluation unit of the calibration device and/or by the level measuring device. This makes it possible, for example, to automatically trigger a level measurement by the level measuring device, in particular to trigger it by the calibration device.
Weiterhin bevorzugt wird das Ergebnis des Vergleichs von der Auswerteeinheit gespeichert. Hierbei kann ein Zeitstempel mit der jeweiligen Messung gespeichert werden. Außerdem kann in vorteilhafter Weise ein das Füllstandmessgerät eindeutig identifizierendes Kennzeichen (z. B. Seriennummer) von der Auswerteeinheit empfangen und mit dem Ergebnis des Vergleichs gespeichert werden.Furthermore, the result of the comparison is preferably stored by the evaluation unit. A time stamp can be saved with the respective measurement. In addition, an identifier that uniquely identifies the level measuring device (e.g. serial number) can advantageously be used. received by the evaluation unit and stored with the result of the comparison.
Besonders bevorzugt kann anhand des Ergebnisses des Vergleichs wenigstens einen Korrekturwert bestimmt werden, der dem Füllstandmessgerät übertragen wird, so dass eine automatische Justierung des Füllstandmessgeräts durch die Kalibriervorrichtung unmittelbar vor Ort durchgeführt werden kann.Particularly preferably, at least one correction value can be determined based on the result of the comparison, which is transmitted to the level measuring device, so that an automatic adjustment of the level measuring device can be carried out directly on site by the calibration device.
Eine Übertragung der Kalibriermessergebnisse der Kalibriervorrichtung kann an ein übergeordnetes System, z. B. Leitebene/Leitrechner, Server, Cloud etc., erfolgen. Beispielsweise können mehrere von der Auswerteeinheit in der Kalibriervorrichtung bzw. der Speichereinheit gespeicherte Kalibrierergebnisse gebündelt in einem Datenpaket übertragen werden und zu Dokumentationszwecken zum Beispiel in einer Datenbank des übergeordneten Systems zentral abgelegt werden. Eine eindeutige Zuordnung der Messergebnisse zu unterschiedlichen Füllstandmessgeräten kann über die eindeutige Kennung des jeweiligen Füllstandmessgeräts erfolgen.The calibration measurement results of the calibration device can be transferred to a higher-level system, e.g. E.g. control level/master computer, server, cloud etc. For example, several calibration results stored by the evaluation unit in the calibration device or the storage unit can be transmitted bundled in a data packet and stored centrally in a database of the higher-level system for documentation purposes, for example. A clear assignment of the measurement results to different level measuring devices can be done using the unique identifier of the respective level measuring device.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
-
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kalibriervorrichtung gemäß der Erfindung, -
2 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus1 bei einer Anordnung an einem Füllstandmessgerät, -
3 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kalibriervorrichtung gemäß der Erfindung, -
4 eine Seitenansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels einer Kalibriervorrichtung gemäß der Erfindung, -
5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Kalibrierverfahrens gemäß der Erfindung und -
6 ein Flussdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kalibrierverfahrens gemäß der Erfindung.
-
1 a side view of an embodiment of a calibration device according to the invention, -
2 a side view of thedevice 1 when arranged on a level measuring device, -
3 a side view of a further embodiment of a calibration device according to the invention, -
4 a side view of yet another embodiment of a calibration device according to the invention, -
5 a flowchart of an exemplary embodiment of a calibration method according to the invention and -
6 a flowchart of a further exemplary embodiment of a calibration method according to the invention.
In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, parts that are equivalent in terms of their function are always provided with the same reference numbers, so that they are usually only described once.
Die Kalibriervorrichtung 1 weist ein Kalibriergehäuse 4 mit einer Anschlussseite 5 zum Anordnen des Füllstandmessgeräts 2 auf. Weiterhin weist die gezeigte Kalibriervorrichtung 1 wenigstens einen im Kalibriergehäuse 4 aufgenommenen und in einem festgelegten Abstand d zur Anschlussseite 5 angeordneten Reflektor 6, um bei Anordnung des Füllstandmessgeräts 2 an die Anschlussseite 5 vom Sensor 3 mittels einer Abstrahlvorrichtung 12 (z. B. Antenne) abgestrahlte Wellen 7 (z. B. Radar- oder Ultraschallwellen) zum Füllstandmessgerät 2 zu reflektieren. Der Reflektor 6 kann als Flächenreflektor oder Winkelreflektor ausgebildet sein. Wie in
Weiterhin ist in
Das Empfangen des Messergebnisses der Füllstandmessung erfolgt bei der vorliegenden Kalibriervorrichtung 1 drahtlos mittels eines Funkmoduls 10, das eine Datenübertragung nach einem oder mehreren Funkstandards wie zum Beispiel NFC, Bluetooth, WLAN, LoraWan, NB-IOT und dergleichen bereitstellen kann. Neben der Kommunikation mit dem Füllstandmessgerät 2 kann das Funkmodul 10 ggfs. auch für eine drahtlose Datenübertragung mit einem nicht dargestellten übergeordneten System, z. B. Leitebene, Server, Cloud etc., verwendet werden.In the
Die Signalisierung mittels der Signalisierungseinheit 9 kann beispielsweise optisch (z. B. LED) und/oder akustisch mittels eines Signalisierungstons und/oder haptisch durch Vibrieren erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine quantitative Signalisierung der durch die Auswerteeinheit 8 bestimmten Abweichung erfolgen, beispielsweise mittels einer (alpha-)numerischen Anzeige, einer Verlaufsfüllung (Helligkeit und/oder Farbe) eines grafischen Anzeigeelements o. ä. Eine Signalisierungsleuchte oder Anzeige kann frei konfigurierbar sein, z. B. Dauerleuchten, Blinken, Farbe usw. Verschiedene Rückmelde-Status können auch durch verschiedene Farben oder Farbverläufe visuell dargestellt werden, z. B. „Kalibrierdistanz 1 Ok“, „Gesamtstatus Ok“, „Justierung erforderlich“, „Justierung erfolgreich“ etc.The signaling by means of the
Die Signalisierung kann alternativ oder zusätzlich zu der optischen, akustischen und/oder haptischen Rückmeldung unmittelbar an der Kalibriervorrichtung 1 ebenfalls eine Fernsignalisierung beinhalten, wie sie bereits im allgemeinen Teil dieser Beschreibung dargelegt wurde. Auf diese Weise kann das Signalisierungsereignis an ein mobiles, insbesondere von der Kalibriervorrichtung physisch getrenntes, Endgerät (z. B. Smartphone) übertragen werden und dort einem Benutzer optisch, akustisch und/oder haptisch vermittelt werden. Die Signalisierung kann in diesem Fall über das Funkmodul 10 erfolgen, ohne jedoch zwingend auf dessen Verwendung beschränkt zu sein. Ein separates Signalisierungsfunkmodul (nicht dargestellt) kann vorgesehen sein.As an alternative or in addition to the optical, acoustic and/or haptic feedback directly on the
In dem gezeigten Beispiel der Kalibriervorrichtung 1 ist die Auswerteeinheit 8 außerdem ausgebildet und eingerichtet, das Ergebnis des Vergleichs in einer Speichereinheit 11, z. B. RAM, Flash (d. h. dauerhaft, nicht-flüchtig auch ohne Stromversorgung) und dergleichen, zu speichern. Das Kalibrierergebnis kann ggfs. auch im Füllstandmessgerät 2 gespeichert werden, indem dieses von der Auswerteeinheit 8 mittels des Funkmoduls 10 zum Füllstandmessgerät 2 übertragen wird. In the example shown of the
Ferner kann die Auswerteeinheit 8 ausgebildet und eingerichtet sein, ein das Füllstandmessgerät 2 eindeutig identifizierendes Kennzeichen, wie z. B. eine Seriennummer, von dem Füllstandmessgerät 2 zu empfangen und zusammen mit dem Ergebnis des Vergleichs in der Speichereinheit 11 zu speichern. Zu diesem Zweck wird bevorzugt das Funkmodul 10 genutzt.Furthermore, the
Eine Übertragung der Kalibriermessergebnisse der Kalibriervorrichtung 1 an eine übergeordnete Stelle (nicht dargestellt), z. B. Leitebene/Leitrechner, Server, Cloud etc., kann vorgesehen sein. Beispielsweise können mehrere von der Auswerteeinheit 8 in der Speichereinheit 11 gespeicherte Kalibrierergebnisse gebündelt in einem Datenpaket übertragen werden und zu Dokumentationszwecken zum Beispiel in einer Datenbank des übergeordneten Systems zentral abgelegt werden. Eine eindeutige Zuordnung der Messergebnisse zu unterschiedlichen Füllstandmessgeräten 2 kann über die eindeutige Kennung des jeweiligen Füllstandmessgeräts 2 hergestellt werden.A transmission of the calibration measurement results of the
Die Auswerteeinheit 8 kann weiter ausgebildet und eingerichtet sein, anhand des Ergebnisses des Vergleichs wenigstens einen Korrekturwert zu bestimmen und diesen dem Füllstandmessgerät 2 mittels des Funkmoduls 10 zu übertragen. Auf diese Weise kann das Füllstandmessgerät 2 bzw. der Sensor 3 automatisch durch die Kalibriervorrichtung 1 justiert und ggfs. anschließend neu kalibriert (d. h. überprüft) werden.The
An der Anschlussseite 5 der beispielhaften Kalibriervorrichtung 1 kann ein Gewinde zur Schraubanordnung des Füllstandmessgeräts 2 ausgebildet sein. Alternativ zur Schraubbefestigung kann die Anordnung bzw. Befestigung des Füllstandmessgeräts 2 an der Kalibriervorrichtung 1 mittels einer Spann- oder Klemmvorrichtung (nicht dargestellt) oder mittels Magnete (ebenfalls nicht dargestellt) realisiert sein.On the
Weiter bevorzugt kann die Auswerteeinheit 8 ausgebildet und eingerichtet sein, eine bestimmungsgemäße Anordnung des Füllstandmessgeräts 2 an der Anschlussseite 5 der Kalibriervorrichtung 1 zu erkennen. Beispielsweise kann mittels NFC (Near Field Communication), eines Näherungssensors, Schaltkontakts o. ä. eine korrekte Anordnungsposition des Füllstandmessgeräts 2 an der Anschlussseite 5 des Kalibriergehäuses 4 detektiert und von der Auswerteeinheit 8 berücksichtigt werden. Eine optionale Vorrichtung zur Lagedetektion ist in den
Alternativ oder zusätzlich kann die Überprüfung der korrekten Anordnungsposition der Kalibriervorrichtung 1 am Füllstandmessgerät 2 auch messgeräteseitig durchgeführt werden, wie in
Außerdem unterscheidet sich die in
In einem ersten Schritt 101 wird ein Füllstandmessgerät, z. B. das Füllstandmessgerät 2 aus
Im nächsten Schritt 102 wird die Kalibriermessung gestartet, indem eine Füllstandmessung durch den Sensor im an die Anschlussseite angeordneten Zustand des Füllstandmessgeräts durchgeführt wird.In the
In einem nachfolgenden Schritt 103 wird ein Messergebnis der durchgeführten Füllstandmessung durch eine Auswerteeinheit der Kalibriervorrichtung empfangen.In a
Optional kann in einem Zwischenschritt 104, sofern die Kalibriervorrichtung eine Messvorrichtung wie beispielhaft in
In einem nachfolgenden Schritt 105 wird das Messergebnis der Füllstandmessung durch den Sensor des Füllstandmessgeräts mit dem festgelegten bzw. dem zuvor ermittelten tatsächlichen Abstand verglichen und in Schritt 106 das Ergebnis dieses Vergleichs mittels einer Signalisierungseinheit der Kalibriervorrichtung signalisiert.In a
In einem optionalen Schritt 107 kann das Vergleichsergebnis in einer Speichereinheit der Kalibriervorrichtung gespeichert werden, sofern diese eine solche aufweist.In an
Zusätzlich zu den in
Andernfalls wird in Schritt 202 eine Differenz des vom Sensor empfangenen Messwerts und dem festgelegten oder bestimmten Abstand berechnet und in Schritt 203 wenigstens ein Korrekturwert ermittelt, der in Schritt 204 an das Füllstandmessgerät zur Justierung übertragen wird. Anschließend wird die Kalibrierung neu gestartet und das Verfahren 200 kehrt zu Schritt 102 zurück.Otherwise, in step 202 a difference between the measured value received from the sensor and the fixed or determined distance is calculated and in
Die hierin offenbarte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kalibrieren eines Füllstandmessgeräts sowie das diesbezügliche erfindungsgemäße Verfahren sind nicht auf die hierin jeweils beschriebenen konkreten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen, die sich aus technisch sinnvollen weiteren Kombinationen der hierin beschriebenen Merkmale aller Erfindungsgegenstände ergeben. Insbesondere sind die vorstehend in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur in den jeweils hierin explizit angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The device according to the invention disclosed herein for calibrating a level measuring device and the associated method according to the invention are not limited to the specific embodiments described herein, but also include further embodiments with the same effect, which result from technically sensible further combinations of the features of all the subject matter of the invention described herein. In particular, the features and feature combinations mentioned above in the general description and the description of the figures and/or shown in the figures alone can be used not only in the combinations explicitly stated herein, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention leave.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- KalibriervorrichtungCalibration device
- 22
- FüllstandmessgerätLevel measuring device
- 33
- Sensorsensor
- 44
- KalibriergehäuseCalibration housing
- 55
- AnschlussseiteConnection side
- 66
- Reflektorreflector
- 77
- WelleWave
- 88th
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 99
- SignalisierungseinheitSignaling unit
- 1010
- FunkmodulRadio module
- 1111
- SpeichereinheitStorage unit
- 1212
- AbstrahlvorrichtungRadiation device
- 1313
- Vorrichtung zur LagedetektionPosition detection device
- 2020
- KalibriervorrichtungCalibration device
- 2121
- Erster ZusatzreflektorFirst additional reflector
- 2222
- Zweiter ZusatzreflektorSecond additional reflector
- 3030
- KalibriervorrichtungCalibration device
- 3131
- Haltestabholding rod
- 3232
- Gelenkjoint
- 3333
- MessvorrichtungMeasuring device
- 100100
- KalibrierverfahrenCalibration procedure
- 101101
- Füllstandmessgerät an Kalibriervorrichtung anordnenPlace the level measuring device on the calibration device
- 102102
- Füllstandmessung durchführenCarry out level measurement
- 103103
- Messergebnis empfangenMeasurement result received
- 104104
- Tatsächlichen Abstand bestimmenDetermine actual distance
- 105105
- Messergebnis mit festgelegtem/bestimmtem Abstand vergleichenCompare measurement result with fixed/determined distance
- 106106
- Vergleichsergebnis signalisierenSignal comparison result
- 107107
- Vergleichsergebnis speichernSave comparison result
- 200200
- KalibrierverfahrenCalibration procedure
- 201201
- Kalibrierergebnis prüfenCheck calibration result
- 202202
- Differenzwert berechnenCalculate difference value
- 203203
- Korrekturwert ermittelnDetermine correction value
- 204204
- Korrekturwert übermittelnSend correction value
- dd
- Festgelegter AbstandFixed distance
- d2d2
- Zweiter festgelegter AbstandSecond specified distance
- d3d3
- Dritter festgelegter AbstandThird set distance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2829852 B1 [0004]EP 2829852 B1 [0004]
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