DE20122754U1 - Füllstandsmessvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Füllstandmessvorrichtung mit einem Messkopf und mit einer Einrichtung zum Aussenden eines Abtastsignals und Empfangen eines von dem Füllgut zurückgeworfenen Echos des Abtastsignals und einem Befestigungselement zur Befestigung der Einrichtung an einem Träger, gekennzeichnet durch wenigstens einen Aktor zum Bewegen des Messkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die Qualität des in einer gegebenen Position empfangenen Echosignals zu beurteilen und den Aktor zum Verändern der Position anzusteuern, wenn die Qualität als mangelhaft beurteilt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllstandsmessvorrichtungen mit einem Messkopf und mit Merkmalen gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Eine solche Füllstandmessvorrichung ist z.B. in DE 31 13 248 C2 bekannt. Ähnliches ist in US 6,098,029 A und DE 195 04 579 A1 beschrieben.
  • Füllstandsmessvorrichtungen, wie z.B. Radar- und Ultraschallsensoren oder optische Systeme werden zur Erfassung des Pegels eines Füllgutes in einem Behälter oder im Freien eingesetzt. Die Formen der Behälter können stark variieren. Um einen Messkopf in Verbindung mit diversen Behältergeometrien einsetzen zu können, ist es bekannt, diesen mit einer Schwenkhalterung zu versehen, die an einer geeignet auszuwählenden Stelle der Behälterwandung montiert werden kann, und die es ermöglicht, die Ausrichtung der Sender-/Empfängereinheit des Messkopfs so festzulegen, dass möglichst unter allen Betriebsbedingungen ein befriedigendes, sicher auswertbares Echosignal erhalten wird.
  • Diese Art von Messköpfen weist diverse Unzulänglichkeiten auf. Zum einen hängt die Qualität der Messungen, die mit einem solchen Messkopf gewonnen werden können, stark davon ab, wie geschickt oder ungeschickt die Einbauposition und die Ausrichtung des Messkopfs an dem Behälter gewählt worden ist. Eine falsch gewählte Einbauposition kann dazu führen, dass nur bei bestimmten Füllhöhen brauchbare Messungen möglich sind. Im allgemeinen bedeutet dies, dass extrem niedrige Füllstände oder Bereiche mit Störechos aus dem brauchbaren Messintervall herausfallen. Es sind jedoch gerade die extremen Pegelwerte, deren Erfassung besonders wichtig ist, um ein Überfüllen oder Leerlaufen des Behälters zu vermeiden. So könnte man unbefangenerweise annehmen, dass bei einem Schüttgutbehälter eine mittige, nach unten orientierte Anbringung des Messkopfs optimal sein müsste, damit das vom Messkopf ausgesandte Abtastsignal stets den Füllgutspiegel trifft und nicht etwa an Behälterwänden gestreut wird. Eine solche Anbringung führt jedoch dazu, dass der Messkopf direkt der Spitze eines Füllgutkegels gegenüberliegt, der sich beim Befüllen des Behälters über einen aus technischen Gründen u.a. mittig angeordneten Einfüllstutzen bildet, so dass bei hohem Füllgutspiegel der Abstand zwischen Füllgut und Messkopf einen Mindestabstand unterschreitet, der für eine korrekte Verarbeitung des zurückgeworfenen Echosignals erforderlich ist. Außerdem würde ein solches Abtastsignal bei der Befüllung des Behälters sehr stark vom Füllgutstrahl beeinflußt, so dass gerade in dieser kritischen Phase eine zuverlässige Messung nicht möglich ist. Eine dezentrale, nach unten orientierte Anbringung des Messkopfs führt dazu, dass der sich vom Messkopf aus kegelartig aufweitende Strahl des Abtastsignals um so stärker an der Behälterwand gestreut wird, je niedriger der Füllstand ist, so dass hier niedrige Füllstände nicht befriedigend erfasst werden. Eine von der Vertikalen abweichende Orientierung des Messkopfs führt dazu, dass bei tiefen Füllständen die Achse des Abtastsignalkegels die Behälterwand schneiden kann, was ebenfalls unerwünscht ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Füllstandvorrichtung mit einem Messkopf zum Messen des Pegels eines Füllgutes anzugeben, die die oben geschilderten Ausrichtungsprobleme vermeiden, und die deshalb auch durch ungeübtes Personal leicht montierbar sind und dennoch zur Gewinnung zuverlässiger Messergebnisse geeignet sind.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Füllstandsmessvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die erfindungsgemäße Füllstandmessvorrichtung ist mit wenigstens einem Aktor zum Bewegen des Messkopfesrelativ zu ihrem Befestigungselement ausgestattet. Ein solcher Aktor kann auch nach Installation des Messkopfs immer dann betätigt werden, wenn in einer gegebenen Position des Messkopfs ein unbefriedigendes Echosignal empfangen wird.
  • Ein solcher Aktor kann zum Drehen oder zum Verschieben und/oder zum Verkippen des Messkopfs eingesetzt werden; selbstverständlich können auch mehrere Aktoren kombiniert werden, um den Messkopf in mehreren Freiheitsgraden der Rotation und/oder der Translation zu bewegen.
  • Die erfindungsgemäße Füllstandsmessvorrichtung ist mit einem solchen Messkopf und einer Steuereinheit zum Ansteuern von deren wenigstens einem Aktor ausgestattet.
  • Die selbsttätige Ansteuerung der Regung des Aktors kann nach diversen Kriterien erfolgen. Ein erstes Grundprinzip der Ansteuerung des Aktors ist die Beurteilung der Qualität des in einer gegebenen Position empfangenen Echosignals durch die Steuereinheit und die Ansteuerung des Aktors zum Verändern der Position des Messkopfs, wenn diese Qualität als mangelhaft beurteilt wird. Für die Beurteilung der Qualität sind diverse Kriterien denkbar, z.B. kann ein Signal als mangelhaft angesehen werden, wenn seine Intensität oder das Signalrauschverhältnis einen Grenzwert unterschreitet, oder wenn die Laufzeit des Echosignals außerhalb eines zugelassenen Intervalls liegt. Die untere Grenze dieses Intervalls ist im allgemeinen durch den oben erwähnten, für die korrekte Verarbeitung des Echosignals erforderlichen Mindestabstand definiert, die obere Grenze kann jeweils für unterschiedliche Messpositionen unterschiedlich definiert sein. Genauer gesagt entspricht die Definition der oberen Grenze der Laufzeit eines Echosignals in der betreffenden Position des Messkopfs bei leerem Behälter. Diese obere Grenze kann von außen vorgegeben werden, z.B. indem sie vorab in Abhängigkeit von der Behältergeometrie errechnet und in die Steuereinheit eingegeben wird, wesentlich bequemer und flexibler ist es jedoch, wenn die Steuereinheit das zugelassene Intervall für eine Position des Messkopfs anhand einer an dem Behälter in leerem Zustand mit der gleichen Position des Messkopfs durchgeführten Messung selbsttätig definiert. Das heißt, es wird davon ausgegangen, dass die Signallaufzeit in einem nicht leeren Behälter auf jeden Fall kürzer sein muss als die am leeren Behälter gemessene, so dass die am leeren Behälter gemessene Laufzeit als obere Grenze des Intervalls festgelegt werden kann.
  • Die Verstellbarkeit des Messkopfs kann auch dazu genutzt werden, Messungen in verschiedenen Positionen des Messkopfs durchzuführen, die jeweils unterschiedlichen Auftreffbereichen des Signalkegels auf den Füllgutspiegel entsprechen. Die so erhaltene Mehrzahl von Messwerten kann genutzt werden, um das Oberflächenprofil des Füllgutes im Behälter zu erfassen und darauf basierend eine für das Volumen des Füllguts repräsentative Größe zu berechnen. Um für eine solche Berechnung die Menge an Füllgut unterhalb des erfassten Spiegels zu berechnen, benötigt die Steuereinheit gespeicherte Daten über die Gestalt des Behälters. Diese Daten können vorab in die Steuereinheit eingegeben werden, besonders bequem und flexibel ist jedoch die Möglichkeit, die Steuereinheit diese Daten anhand von an dem Behälter in leerem Zustand durchgeführten Messungen selbst erzeugen zu lassen.
  • Zweckmäßig ist ferner, wenn die Steuereinheit die für eine Mehrzahl von Messkopfpositionen erhaltenen Messwerte mit einem erwarteten Oberflächenprofil vergleicht und Messwerte verwirft, deren Abweichung von dem erwarteten Oberflächenprofil einen Grenzwert übersteigt. Ein solches erwartetes Oberflächenprofil kann die Form eines Schüttkegels oder dergleichen mit einem für das jeweils zu überwachende Füllgut charakteristischen Oberflächenverlauf haben. Das Niveau dieses Schüttkegels oder dergleichen in dem Behälter kann anhand der Mehrzahl erhaltener Messwerte z.B. durch ein Optimierungsverfahren angepasst werden, z.B. nach dem Kriterium der kleinsten Fehlerquadrate. Wenn in einer Position ein Messwert erhalten wird, der von dem solcherart angepassten erwarteten Schüttkegel oder dergleichen übermäßig stark abweicht, so kann angenommen werden, dass die Messung in dieser Position gestört ist, und der Messwert kann verworfen werden. Die Abweichung des in einer einzelnen Position erhaltenen Messwerts von einem erwarteten Oberflächenprofil kann auch als ein Kriterium für die Qualität des Echosignals an dieser Position herangezogen werden und die Steuereinheit veranlassen, für fortgesetzte Messungen eine andere Position des Messkopfs einzustellen.
  • Des weiteren kann die Steuereinheit so ausgebildet sein, daß vom Messkopf mit der Zeit erfaßte, übermäßige Abweichungen vom erwateten Behälterprofit ausgenutzt, Warnmeldungen zu generieren. Eine Bedienperson kann so z.B. in einfacher Weise auf ungewöhnliche Veränderungen innerhalb des Messraumes hingewiesen werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Schnitt durch einen mit einer erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung ausgestatteten Schüttgutbehälter;
  • 2a einen Schnitt durch den oberen Bereich eines Schüttgutbehälters gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
  • 2b einen horizontalen Schnitt durch den oberen Bereich des Schüttgutbehälters;
  • 3 einen horizontalen Schnitt durch den oberen Bereich eines Schüttgutbehälters nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung;
  • 4a ein von der erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung durchgeführtes Initialisierungsverfahren;
  • 4b eine erste Ausgestaltung eines Betriebsverfahrens der Füllstandsmessvorrichtung;
  • 5 eine zweite Ausgestaltung eines Betriebsverfahrens; und
  • 6 Verfahrensschritte einer weiterentwickelten Variante des Betriebsverfahrens der 4b.
  • 1 zeigt in einem schematischen vertikalen Schnitt einen Behälter mit Füllstandsmessvorrichtung. Die Füllstandsmessvorrichtung umfasst einen im Innern des Behälters 1 an dessen De cke 2 montierten Messkopf 3, eine mit dem Messkopf 3 verbundene Steuereinheit 4 sowie eine Anzeigeeinheit 5, z.B. ein Display. Die Steuereinheit 4 kann als ein dem Messkopf 3 zugeordneter geeignet programmierter Mikroprozessor implementiert sein; es kann sich aber auch um einen unspezialisierten Computer handeln, der mit dem Messkopf 3 über eine Schnittstelle (nicht dargestellt) kommuniziert und in der Lage ist, ein Programm abzuarbeiten, dessen Verfahrensschritte im folgenden noch genauer erläutert werden.
  • Der Messkopf 3 umfasst eine Sender-/Empfängereinheit 6 zum Aussenden eines Abtastsignals, insbesondere eines Radar- oder Ultraschallsignals (auch optisches Signal möglich), in den unteren Bereich des Behälters 1, wo sich ein zu erfassendes Füllgut 7 befindet, und zum Empfangen eines von dem Füllgut 7 zurückgeworfenen Echosignals, ein Befestigungselement zur Befestigung der Sender-/Empfängereinheit 6 an der als Träger fungierenden Decke 2 des Behälters 1 und einen Aktor (nicht gezeigt), der durch die Steuereinheit 4 ansteuerbar ist, um die Orientierung der Sender-/Empfängereinheit 6 zu variieren. Als Aktor ist ein beliebiges Stellelement geeignet, das in der Lage ist, die Orientierung der Sender-/Empfängereinheit 6 in Bezug auf den Behälter 1 zu variieren und sie in einer eingestellten Orientierung zu halten. Der Messkopf 3 ist in der 1 in drei verschiedenen Orientierungen gezeigt, denen jeweils mit 81 , 82 , 83 bezeichnete Achsen des Abtaststrahls entsprechen.
  • Bei dem in der Fig. gezeigten, ungefähr mittigen Pegel des Füllguts 7 treffen die Abtaststrahlen 81 , 82 auf den Füllgutspiegel und erzeugen dort ein von der Sender-/Empfängereinheit 6 erfassbares Echo. Der Abtaststrahl 83 hingegen trifft zunächst auf die Behälterwand und wird von dort reflektiert, be vor er das Füllgut 7 erreicht. Es ist daher davon auszugehen, dass die Abtaststrahlen 81 , 82 ein brauchbares Echosignal liefern werden; der Strahl 83 hingegen nicht.
  • Bei hohem Füllstand kann das Füllgut 7 dem Messkopf 3 sehr nahe kommen, so dass eine zuverlässige Erfassung des Nutzechos nicht mehr möglich ist. Da bei einem solchen hohen Füllstand der Strahl 83 nicht die Behälterwand anschneidet, bevor er auf das Füllgut 7 trifft, ist in dieser Situation die dem Strahl 83 enstprechende Orientierung geeignet.
  • Bei niedrigem Füllstand kann sich für den Abtaststrahl 82 das Problem ergeben, dass dieser auf den kegelförmigen Boden 9 des Behälters 1 trifft, noch bevor der Behälter tatsächlich entleert ist, und dass die in diesem Zustand noch vorhandene Restmenge an Füllgut nicht mehr erfasst werden kann. Wenn der Abtaststrahl sich vom Messkopf 3 aus stark aufweitet, ergibt sich darüber hinaus das Problem, dass der Anteil des Abtaststrahls, der an den Behälterwänden reflektiert wird, bevor er auf das Füllgut trifft, mit abnehmendem Füllstand immer größer wird, so dass die Messsicherheit und -genauigkeit mit fallendem Füllstand allmählich abnimmt. Daher ist zur Füllstandsmessung bei niedrigen Füllständen der in Richtung des Behälterauslaufs 10 orientierte Strahl 81 besser geeignet. Es ist leicht einzusehen, dass diese Probleme leicht mit Hilfe des Aktors zu beheben sind, der von der Steuereinheit 4 angesteuert wird, um im Falle von Messproblemen die Position des Messkopfs 3 anzupassen oder zyklisch nach besseren Messpositionen zu suchen.
  • Bevor auf die Art und Weise dieser Anpassung eingegangen wird, sollen noch kurz alternative Möglichkeiten der Anbringung des Messkopfs angegeben werden. Während bei dem Messkopf der 1 das Befestigungselement die Form eines einfachen Arms hat, an dem die Sender-/Empfängereinheit 6 schwenkbar ist, so ist statt dessen beim Ausführungsbeispiel der 2a, 2b das Befestigungselement als eine Schiene 12 ausgebildet, die sich entlang der Decke 2 des Behälters 1 spannt. Wie der horizontale Schnitt der 2b zeigt, verläuft die Schiene 12 zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Seiten des Behälters 1 leicht gekrümmt, um den an der Decke 2 mittig angebrachten Einfüllstutzen 13 zu umgehen. Als Aktor dient in diesem Fall ein Linearantriebselement zum Verschieben der Sender-/Empfängereinheit 6 entlang der Schiene 12. Ein weiterer Aktor kann zum Schwenken der Sender-/Empfängereinheit 6 in Bezug auf die Schiene 12 mit einem oder zwei Rotations-Freiheitsgraden vorgesehen sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung mit einem als Schienensystem ausgebildeten Befestigungselement zeigt 3. Das Schienensystem besteht aus einer sich kreisförmig um die vertikale Achse des Behälters 1 bzw. den Einfüllstutzen 13 erstreckenden ersten Schiene 14 und einer daran verfahrbaren, radial orientierten zweiten Schiene 15, an der wiederum die Sender-/Empfängereinheit 6 verfahrbar gehalten ist. Mit Hilfe dieses Schienensystems ist die Sender-/Empfängereinheit 6 an praktisch jedem beliebigen Punkt an der Decke 2 des Behälters 1 plazierbar.
  • Die Sender-/Empfängereinheit 6 kann so konstruiert werden, dass sie scharf gebündelte Abtaststrahlen erzeugt. Da die Sender-/Empfängereinheit 6 bei jeder der oben beschriebenen Ausgestaltungen eine Vielzahl von Positionen einnehmen kann, ist es nicht erforderlich, dass in jeder einzelnen Position ein auswertbares Echosignal zu empfangen ist. Während im Falle einer unbeweglichen Sender-/Empfängereinheit ein beträchtlicher Strahlöffnungswinkel erforderlich ist, um zu gewährleisten, dass der Strahl stets auf einen Abschnitt der Oberfläche des Füllguts trifft, der ein brauchbares Echo liefern kann, kann und sollte im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Sender-/Empfängereinheit 6 zum Einsatz kommen, deren Abtaststrahl auch bei niedrigem Füllstand nicht mehr als 25%, vorzugsweise deutlich weniger als 10% der Oberfläche des Füllguts 7 ausleuchtet. Die Zahl der Fremdkörper, die nicht zur zu erfassenden Füllgutoberfläche gehören und dennoch vom Abtaststrahl getroffen werden und Störbeiträge zum Echosignal liefern, ist natürlich um so geringer, je stärker gebündelt der Strahl ist. Dementsprechend vereinfacht sich auch die Auswertung des Echosignals bei scharfer Bündelung.
  • Ein erstes Beispiel für die Arbeitsweise der Steuereinheit 4 soll nun anhand der 4a, b beschrieben werden. 4a betrifft eine Initialisierung, die jeweils dann vorgenommen wird, wenn die Füllstandsmessvorrichtung neu installiert worden ist oder bauliche Veränderungen an dem Behälter 1 vorgenommen worden sind.
  • Mit Hilfe des Aktors (oder gegebenenfalls der mehreren Aktoren) ist eine Vielzahl von Positionen der Sender-/Empfängereinheit 6 einstellbar. Eine solche Position wird in Schritt S1 ausgewählt, ein Abtastsignal wird ausgesendet, und das empfangene Echosignal wird in Schritt S2 ausgewertet. Wenn der Behälter 1 leer ist, so kann anhand der Laufzeit des empfangenen Echosignals die Behälterhöhe an der eingestellten Position abgeschätzt werden. Der erhaltene Wert wird in Schritt S3 abgespeichert. Diese Schrittfolge wird so lange wiederholt, bis sie für die Vielzahl von Positionen der Sender-/Empfängereinheit 6 durchgeführt worden ist.
  • 4b zeigt die bei der fortlaufenden Füllstandsüberwachung durchgeführten Verfahrensschritte. Zunächst wird hier in Schritt S5 unter den verschiedenen möglichen Messpositionen eine ausgewählt. Ein Echosignal wird in Schritt S6 empfangen, und es wird beurteilt, ob seine Qualität ausreichend ist, um eine hinreichend zuverlässige Füllstandsmessung zu erlauben. Hierzu wird zunächst in Schritt S7 die Intensität des Echosignals mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Wenn das Echosignal zu schwach ist, so ist dies ein starkes Indiz dafür, dass es nicht auf eine direkte Reflexion des Abtastsignals an der Oberfläche des Füllguts zurückgeht, und dass deshalb seine Auswertung nicht zu korrekten Messergebnissen führen kann. (^nm: Bei schwachen Echosignalen oder einem völlig anderen Echobild kann auch eine Befüllung vorliegen. Daher kann auch ein schwaches Echo ein Nutzecho sein).
  • Wenn die Intensität des Messsignals für ausreichend befunden wird, geht das Verfahren weiter zu Schritt S8, in dem die Laufzeiten der wichtigsten Beiträge des Echosignals mit der bei der Initialisierung gemessenen Behältertiefe für die betreffende Messposition verglichen werden. Beiträge, deren Laufzeit auf eine größere Entfernung der Echoquelle von der Sender-/Empfängereinheit 6 schließen ließen, als dies der Behältertiefe entspricht, können auf Mehrfachreflexion zurückgehen und können deshalb unbrauchbar sein. Wenn das Echosignal auch Beiträge mit hinreichend kurzer Laufzeit enthält, geht das Verfahren über zu Schritt S9, in dem überprüft wird, ob unter diesen Beiträgen mit kurzer Laufzeit ein stärkster Beitrag identifizierbar ist. Wenn ja, so kann das Echosignal in Schritt S10 ausgewertet und ein Messwert geliefert werden. Andernfalls, d.h. wenn unter mehreren Beiträgen mit kurzer Laufzeit keiner vorhanden ist, der deutlich stärker als die anderen ist, wird das Messsignal als mangelhaft beurteilt. In ei nem solchen Fall ist die aktuelle Messposition offenbar ungünstig für eine Messung, und das Verfahren kehrt zu Schritt S5 zurück, wo eine neue Messposition gewählt wird.
  • Allgemein kann man sagen, dass immer dann, wenn das Echosignal Merkmale z.B. Signalrauschverhältnis, Amplitude oder ähnliches aufweist, die eine eindeutige Auswertung verhindern oder unsicher erscheinen lassen, eine neue Messposition gewählt wird.
  • Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Messkopf nicht nur zur Erzeugung jeweils eines einzelnen Pegelmesswerts eingesetzt werden, vielmehr kann ein solcher Messkopf auch dazu dienen, durch Pegelmessungen an verschiedenen Stellen der Oberfläche des Füllguts gleichzeitig oder kurz nacheinander diese Oberfläche gewissermaßen zu „kartieren". Ein solches Verfahren zeigt 5. Es baut ebenfalls auf einer zuvor durchgeführten Initialisierung für die verschiedenen Messpositionen gemäß 4a auf. Wie im Falle der 4b wird zunächst eine Messposition gewählt und in dieser ein Echosignal empfangen. Die Beurteilung der Qualität, in 5 mit S7–9 bezeichnet, kann in der gleichen Weise wie für 4b beschrieben erfolgen. Wenn das Messsignal als brauchbar beurteilt wird, wird es in Schritt S10 ausgewertet, und der berechnete Füllstand wird in Schritt S11 von der für die betreffende Messposition zuvor ermittelten Behältertiefe abgezogen. Die Schritte S5 bis S11 werden über alle Messpositionen wiederholt, so dass schließlich eine Vielzahl von Differenzwerten vorliegt, die für jeden Messpunkt die Höhe der Füllgutsäule über dem Boden angeben. Anhand der Vielzahl solcher Werte können für diejenigen Positionen, an denen kein brauchbares Echosignal empfangen wurde, die entsprechenden Werte durch Interpolation der für benachbarte Positionen erhaltenen Werte gewonnen werden (Schritt S13). Durch geeignete Summation oder Integration über die erhaltenen Differenzwerte wird schließlich das Volumen des Füllguts im Behälter erhalten (Schritt S14).
  • Messungen an zu einer eingestellten Messposition benachbarten Positionen können auch dazu eingesetzt werden, die Qualität eines Echosignals an der eingestellten Messposition zu beurteilen. 6 zeigt Verfahrensschritte, die zu diesem Zweck an beliebiger Stelle zwischen den Schritten S6 bis S10 des Verfahrens nach 4b eingefügt werden können. In einem ersten dieser Schritte S20 werden Messungen an einer Mehrzahl von Nachbarpositionen zu der eingestellten Messposition durchgeführt. Anhand der empfangenen Echosignale werden in Schritt S21 Füllstandswerte für die diversen Nachbarpositionen ermittelt. Diese Messwerte und der an der eingestellten Messposition erhaltene Wert werden mit einem erwarteten Verlauf der Oberfläche des Füllguts verglichen (S22). Als erwarteter Verlauf kann z.B. ein Schüttkegel mit für das jeweilige Füllgut charakteristischem Böschungswinkel angenommen werden, dessen mittleres Niveau sich aus der Gesamtheit der Messwerte an der eingestellten Messposition und den Nachbarpositionen abschätzen läßt. Denkbar ist auch, als erwarteten Verlauf einen Mittelwert von bereits früher für den gleichen mittleren Füllstandspegel gemessenen Oberflächenverläufen anzunehmen. Wenn der Messwert an der eingestellten Messposition im Rahmen einer angenommenen Messgenauigkeit der Füllstandsmessvorrichtung mit dem erwarteten Verlauf übereinstimmt (S23), so wird die eingestellte Messposition weiterhin als geeignet angesehen, und der Messbetrieb kann an der eingestellten Position fortgesetzt werden. Wenn der Messwert an der eingestellten Messposition übermäßig vom erwarteten Verlauf abweicht, so läßt dies auf einen Messfehler schließen, der z.B. auf Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenstruktur des Füllguts zurückgeführt werden kann oder darauf, dass der Abtaststrahl auf Füllgut trifft, das im Laufe der Entleerung des Behälters 1 an dessen Wand haften geblieben ist während die Oberfläche der Hauptmasse des Füllguts weiter zurückgewichen ist. In diesem Fall wird in Schritt S24 eine Messposition neu gewählt. Als neue Messposition kann eine der Nachbarpositionen herangezogen werden, die einen gut der Erwartung entsprechenden Messwert geliefert hat.

Claims (13)

  1. Füllstandmessvorrichtung mit einem Messkopf und mit einer Einrichtung zum Aussenden eines Abtastsignals und Empfangen eines von dem Füllgut zurückgeworfenen Echos des Abtastsignals und einem Befestigungselement zur Befestigung der Einrichtung an einem Träger, gekennzeichnet durch wenigstens einen Aktor zum Bewegen des Messkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die Qualität des in einer gegebenen Position empfangenen Echosignals zu beurteilen und den Aktor zum Verändern der Position anzusteuern, wenn die Qualität als mangelhaft beurteilt wird.
  2. Füllstandmessvorrichung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf durch wenigstens einen Aktor drehbar ist.
  3. Füllstandmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf durch wenigstens einen Aktor verschiebbar und/oder verkippbar ist.
  4. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Qualität eines Echosignals als mangelhaft beurteilt, wenn seine Intensität und/oder Signalrauschverhältnis einen Grenzwert unterschreitet.
  5. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Qualität eines Echosignals als mangelhaft beurteilt, wenn die Laufzeit des Echosignals außerhalb eines zugelassenen Intervalls liegt.
  6. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zugelassene Intervall jeweils für unterschiedliche Messpositionen unterschiedlich definiert ist.
  7. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit das zugelassene Intervall für eine Position anhand einer an einem Behälter im leeren Zustand durchgeführten Messung definiert.
  8. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Qualität eines Echosignals als mangelhaft beurteilt, wenn es mehrere ähnlich starke Beiträge mit unterschiedlichen Laufzeiten aufweist.
  9. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit anhand von in verschiedenen Positionen des Messkopfs durchgeführten Messungen eine für das Volumen des Füllguts repräsentative Größe berechnet.
  10. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Berechnung anhand gespeicherter Daten über die Gestalt des Behälters durchführt.
  11. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Daten über die Gestalt des Behälters anhand von an dem Behälter im leeren Zustand durchgeführten Messungen erzeugt.
  12. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit anhand von in verschiedenen Positionen des Messkopfs erhaltenen Messwerte ein Oberflächenprofil des Füllgutspiegels erzeugt.
  13. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Qualität eines Echosignals als mangelhaft beurteilt, dessen Abweichung von dem erwarteten Oberflächenprofil einen Grenzwert übersteigt.
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