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Die
Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Messen eines Füllstandes
in flexiblen Silos. Im Besonderen betrifft die Erfindung kapazitive
Füllstandssensoren zur Messung eines Füllstandes
in einem flexiblen Silo, d. h. in einem Sacksilo, aus z. B. Polyestergewebe
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Kapazitive
Füllstandsensoren für Flüssigkeiten und
feine, das heißt feinkörnige Feststoffe, sind zum
Beispiel aus der europäischen Patentanmeldung
EP 0338400 oder der europäischen
Patentanmeldung
EP 0470483 bekannt.
Die Druckschrift
EP 0470483 beschreibt
zum Beispiel ein Verfahren für die DK-kompensierte kapazitive
Füllstandsmessung mit einer Sondenanordnung, die einen
Kondensator zur Füllstandmessung und einen Kondensator
zur DK-Kompensation aufweist, die unterschiedliche kapazitive Steilheiten
besitzen und sich gemeinsam über einen gleichen Füllstandshöhenmessbereich
erstrecken. Druckschrift
EP 0470483 beschreibt,
dass aus dem Messwert der Füllstandsmesssonde und dem Messwert
der Kompensationssonde ein Verhältniswert Q gebildet wird,
der allein von der Dielektrizitätskonstante ε
r des die Mess- und Kompensationssonde benetzenden
Füllguts abhängt, und dass die Füllstandshöhe
H des Füllguts aus dem Messwert der Füllstandsmesssonde
gebildet wird, wobei der Messwert mit einem Korrekturwert K elektronisch korrigiert
wird, der von der Geometrie und dem Dielektrikum der Füllstandsmesssonde
und dem Verhältniswert Q abhängt.
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Für
Schüttgüter wurden in der Vergangenheit Füllstandsmessvorrichtungen
entwickelt, die zum Beispiel im deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2006 009 381 beschrieben
sind und die, im Gegensatz zu den oben genannten Druckschriften,
eine Füllstandsmessung für Schüttgüter
in verbesserter Weise erlauben. Hierzu werden Stabelektroden verwendet,
die zum Beispiel innerhalb des Lagerbehälters angeordnet
werden.
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In
vielen technischen Bereichen werden Silos mit flexibler Außenhaut
verwendet. Hierzu werden solche flexiblen Silos zum Beispiel für
die atmungsaktive und staubdichte Lagerung von Getreide und Futtermitteln,
Lebensmittel, für die Holzpellet-Lagerung, für
die Lagerung von Kunststoffteilen, Kunststoffagglomeraten und Kunststoffgranulaten
und anderen Stoffen verwendet. Diese Silos bilden flexible Silos,
Lagerbehältern aus Geweben oder anderen flexiblen Materialien,
die zum Beispiel in Industrieanwendungen als Flex-Silos verwendet
werden. Diese Art der biegeschlaffen Silos bzw. flexiblen Silos werden
im Folgenden als Sacksilos bezeichnet. Eine Ausdehnung des Gewebes
bei der Befüllung resultiert in einer Änderung
der Siloform in Abhängigkeit des Füllstandes.
Eine elektronische Füllstandsmessung für diese
Sacksilos bedarf weiteren Verbesserungen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Füllstandmessung zur Verfügung zu stellen,
die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist oder zumindest verringert,
und kostengünstig und einfach eine Füllstandsmessung für
Sacksilos zur Verfügung stellt. Diese Aufgabe wird die
in den Ansprüchen 1 und 20 angegebenen Vorrichtungen gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen,
den beigefügten Zeichnungen sowie der Beschreibung.
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Gemäß einer
Ausführungsform wird ein Füllstandsensor zur Bestimmung
eines Füllstandes, insbesondere von Schüttgütern
wie z. B. Brennstoffen, in einem Silo aus einem flexiblen Material,
wobei das flexible Material einen flexiblen Behälter mit
einer flexiblen Wandung ausbildet, zur Verfügung gestellt. Der
Füllstandssensor beinhaltet eine erste Elektrode, die angrenzend
an oder innerhalb der flexiblen Wandung zur Verfügung gestellt
ist, eine zweite Elektrode, die in einem vorbestimmten Abstand von
der ersten Kondensatorelektrode und angrenzend an oder innerhalb
der flexiblen Wandung zur Verfügung gestellt ist, eine
einen Schwingkreis beinhaltende Sensorelektronik, wobei die erste
Elektrode und die zweite Elektrode elektrisch mit der Sensorelektronik
verbunden und elektrisch voneinander isoliert sind, und eine Kontrolleinheit,
die geeignet ist, einen von der Sensorelektronik zur Verfügung
gestellten Wert in einen Füllstand umzurechnen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform wird ein füllstandsüberwachter
Silo aus einem flexiblen Material zur Verfügung gestellt
Der Silo beinhaltet einen flexiblen Behälter aus einem
flexiblen Material mit einer flexiblen Wandung, ein Gestell zum
Stützen des Behälters; eine erste Elektrode, die
angrenzend an oder innerhalb der flexiblen Wandung zur Verfügung
gestellt ist, eine zweite Elektrode, die in einem vorbestimmten
Abstand von der ersten Kondensatorelektrode und angrenzend an oder
innerhalb der flexiblen Wandung zur Verfügung gestellt
ist, eine einen Schwingkreis beinhaltende Sensorelektronik, wobei die
erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrisch mit der Sensorelektronik
verbunden und elektrisch voneinander isoliert sind, und eine Kontrolleinheit,
die geeignet ist, einen von der Sensorelektronik zur Verfügung
gestellten Wert in einen Füllstand umzurechnen.
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen
in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen:
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1a zeigt
eine schematische Darstellung eines Sacksilos mit einer Messvorrichtung,
die Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Messen des Füllstandes
von trockenen Füllgütern in einem Sacksilo illustriert;
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1b zeigt
eine weitere Seitenansicht der 1a; und
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2 illustriert
weitere Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Messen
des Fülltandes von trockenen Füllgütern
in einem Sacksilo.
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Die
in den folgenden Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele
werden anhand von Holzpellets als trockene Schüttgüter
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Es können als Schüttgüter auch Naturprodukte
wie Getreide und Futtermittel, Kunststoffbauteile, Kunststoffgranulate, Kunststoffagglomerate,
Pulver, Tabletten oder eine Vielzahl anderer Schüttgüter
verwendet werden. Im Allgemeinen sind hierunter Stoffe zu verstehen,
die nicht in Form einer Flüssigkeit zur Verfügung
gestellt werden. Die Bezeichnung „trocken" ist nicht darauf eingeschränkt,
dass die Schüttgüter keinen Feuchtigkeitsgehalt
aufweisen können. Die Bezeichnung „trocken" bezieht
sich darauf, dass die Füllung des Behältnisses
nicht oder nur bedingt flüssig oder feucht ist, sondern
in Form von Granulaten, Pellets, Brickets oder anderen Stücken
in das Behältnis eingebracht wird. Darüber hinaus
können auch pasteuse Stoffe und Flüssigkeiten
in Sacksilos eingefüllt werden.
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Im
Bezug auf eine Füllstandsmessung von Sacksilos spielt die
Eigenschaft dieser flexiblen Silos, dass sich die Wände
dieser Silos bei Belastung längen, eine Rolle. Das bedeutet,
ein Sacksilo ändert durch Belastung mit der Füllung
des Schüttgutes sein Volumen. Daher ist es schwierig oder
unmöglich Füllstandselektroden einer fest vorgegebenen
Geometrie innerhalb des Sacksilos anzubringen, so dass eine zuverlässige
Füllstandsmessung zur Verfügung gestellt werden
kann.
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1a und 1b zeigen
eine Ausführungsform eines Sacksilos mit einer Füllstandsmessung.
Der Sacksilo weist ein Gewebe bzw. einen Gewebesack 102 oder
einem anderen biegeschlaffen, d. h. flexiblen Material, welches
den Sack 102 ausbildet, und ein Gestell mit einem Rahmen 101a und
einem Ständer 101b auf, das den Sack 102 trägt.
Im Gegensatz zu bislang bekannten kapazitiven Füllstandsmessvorrichtungen
werden Elektroden für die kapazitive Füllstandsmessung
nicht innerhalb des Behältnisses, d. h. innerhalb des Silos,
in Form von festen Elektroden zur Verfügung gestellt. Die
Elektroden 103 werden an dem Gewebe innerhalb des Sackes 102 oder
außerhalb des Sackes angebracht oder in das Gewebe des
Sackes 102 integriert. Dabei werden die Elektroden am Rand
des Behältnisses zur Verfügung gestellt.
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Das
eigentliche Behältnis zum Befüllen mit Schüttgütern
ist durch den Sack 102 zur Verfügung gestellt.
Das flexible Material dehnt sich bzw. längt sich bei der
Befüllung durch die Gravitationskraft des Füllgutes
aus.
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Wie
in 1a und 1b dargestellt,
sind die Elektroden 103 mit einer Sensoreinheit 110 über Kabel 105 verbunden.
Die Sensoreinheit ist über ein Anschlusskabel 252 mit
der Steuereinheit 250 verbunden.
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Die
Elektroden 103 sind gemäß unterschiedlichen
Ausführungsformen aus Metallbändern, einer Folie
aus elektrisch leitfähigem Material, einer Litze, einem
Metallgeflecht, einem Kupferband oder anderen, vorzugsweise biegsamen
und/oder flexiblen elektrisch leitfähigen Bändern
zur Verfügung gestellt. Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen sind die Elektroden, z. B. in Form einer
Litze, eines Bandes oder eines Gewirkes derart ausgebildet, dass
sie einer Längenänderung des Gewebes folgen können.
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Durch
die Verwendung von flexiblen elektrisch leitfähigen Elektroden,
die an oder in dem Gewebe des Sackes angebracht sind, ist es möglich, den
Raum innerhalb des Sacksilos gänzlich unmodifiziert zu
belassen und somit eine Befüllung des Sacksilos nicht zu
beeinflussen oder zu beeinträchtigen. Darüber
hinaus ermöglicht es die Flexibilität der Elektroden,
dass sich der Sacksilo ähnlich oder identisch zu seinem
sonstigen Füllverhalten verhält.
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Ein
Band, eine Gewirke oder eine andere Form der Elektrode, zum Beispiel
ein leitfähiges Band, kann dabei flexibel, bevorzugt mit
einer zusätzlichen Dehnungsfähigkeit in Längsrichtung
zur Verfügung gestellt sein. Zum Beispiel kann eine Dehnungsfähigkeit
zur Verfügung gestellt werden, die elastisch oder nur teilweise
elastisch mit einem Elastizitätsmodul von 0.01 bis 1 kN/mm2 korrespondiert. Dabei kann im Verhältnis
von einem vollen zu einem leeren Silo eine Dehnung Δl/lo
einer Elektrode von zumindest 1%, oder in einem Bereich von 1% bis 12%
möglich sein.
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Dabei
führt die Verwendung von elektrisch leitfähigen
Elektroden am Rand des Behältnisses, innerhalb des Sackgewebes
oder an dem Sackgewebe dazu, dass trotz der Eignung für
die Füllstandsmessung von Schüttgütern
ein Kondensator aus den Elektroden 103 geformt wird. Im
Gegensatz zu bislang bekannten Elektrodenanordnungen von Zylinder-Kondensatoren
oder Platten-Kondensatoren bilden die Kondensatoren der aus den
Elektroden 103 in oder am Silogehäuse befestigten
elektrisch leitfähigen Bändern eine relativ geringe
Kapazität. Die Kapazität besteht bis zur Füllhöhe 150 (siehe 1b) der
Schüttgüter aus der Kapazität mit einer
Dielektrizitätskonstant der Schüttgüter
(siehe Bereich 152). Oberhalb der Füllhöhe
schließt sich ein Bereich 154 mit der Dielektrizitätskonstante
von Luft an. Hierbei bildet sich die veränderliche Komponente
der Kapazität lediglich in einem Teil des Raumes aus, der
nicht direkt zwischen den Elektroden liegt. Bei Änderung der
Füllhöhe ändert sich die Kapazität
des aus den Elektroden 103 bestehenden Füllstandskondensators,
da sich der Bereich der Dielektrizitätskonstante von Luft
und der Bereich der Dielektrizitätskonstante des Schüttguts ändert.
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Gemäß einigen
Ausführungsformen kann diese Anordnung der Elektroden ebenfalls
mit Gewebematerialien verwendet werden, die eine ausreichende elektrische
Leitfähigkeit aufweißen, um Explosionsschutzverordnungen
zu genügen. Diese Materialien können zum Beispiel
eine elektrische Leitfähigkeit haben, die einem spezifischen
Widerstand von 108 bis 1010 Ohm·m
oder mehr entspricht.
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Gemäß weiteren
Ausführungsformen, die mit hierin beschriebenen Ausführungsformen
kombiniert werden können, ist es optional möglich
die erste und zweite Elektrode, z. B. in Form eines Metallbandes, einer
Metallgeflechtes, eines Metallgewirkes, o. ä., mit einer
isolierenden Schicht oder einer isolierenden Ummantelung zu versehen,
bevor die Elektrode an oder in dem flexiblen Material des flexiblen
Silos angebracht wird. Die isolierende Schicht oder Ummantelung
ist hierbei ausgebildet, um eine Isolierung der Elektroden bezüglich
des flexiblen Materials auszubilden. Die Elektroden mit dem isolierenden
Material können dabei angrenzend an oder innerhalb der
flexiblen Wandung angeordnet sein. Die Elektroden können
somit entweder direkt angrenzend an oder, durch eine Isolationsschicht
von der Wandung getrennt, angrenzend an der flexiblen Wandung angeordnet
sein. Die Hierdurch ist es möglich, insbesondere bei hohen
Leitfähigkeiten des flexiblen Gewebes des flexiblen Silos,
die Füllstandsmessung zu verbessern.
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Gemäß einigen
Ausführungsformen können die Elektroden 103 parallel
zueinander vertikal entlang der Außenhaut des Sacksilos
verlaufen. Gemäß weiteren Ausführungsformen
können die Elektroden in das Gewebe des Sacksilos selbst,
in einem parallelen Abstand von ca. 0,5 cm bis ca. 10 cm eingenäht sein
oder eingewebt sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen,
die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können,
können die Bänder innerhalb oder außerhalb
in einem parallelen Abstand von ca. 0,5 cm bis ca. 10 cm angebracht
sein. In den 1a und 1b sind
die Elektroden mit gestrichelten Linien dargestellt. Dies illustriert,
dass die Elektroden innerhalb des Sackes in Kontakt mit dem Gewebe
angebracht sein können oder in das Gewebe selbst eingebracht
sein können. Gemäß anderen Ausführungsformen,
die mit anderen Aspekten der hierin beschriebenen Ausführungsformen
kombiniert werden können, können die Elektroden
auch an der Außenseite des Sackes 102 aufgenäht
oder angebracht sein.
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Für
die Ausführungsformen, bei denen die Elektroden 103 nicht
in Kontakt mit dem Füllgut kommen, d. h. falls die Elektroden
außerhalb des Gewebesackes 102, innerhalb oder
außerhalb in isolierter Form, oder gegebenenfalls auch
im Gewebematerial selbst angeordnet sind, kann die hierin beschriebene Füllstandsmessvorrichtung
auch für elektrische leitende Füllgüter
oder sogar Flüssigkeiten angewendet werden. Im Allgemeinen
können hierin beschrieben Ausführungsformen und
Kombinationen von hierin beschriebenen Ausführungsformen
für Schüttgüter, pasteuse Stoffe oder
Flüssigkeiten verwendet werden, die in Sacksilos eingefüllt
werden.
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Die
gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen
angegebene Anordnung von Elektroden ermöglicht zum einen
die Verwendung für z. B. Schüttgüter
und zum anderen die Verwendung der kapazitiven Füllstandsmessung
für Sacksilos. Die hierdurch bedingte niedrige Kapazität
erschwert jedoch die Messung des Füllstandes. Die Elektroden 103 sind
mit Leitungen 105 mit einer Sensorelektronik 110 verbunden.
Aufgrund der erschwerten Füllstandsmessung sollten die
Drähte so kurz wie möglich sein, bevorzugt sind
sie kürzer als 10 cm oder sogar 3 cm. Darüber
hinaus ist zu dem Schwingkreis 112 innerhalb der Sensorelektronik 110 zusätzlich
ein Kondensator 120 zur Verfügung gestellt, der
ein stabiles Verhalten des Schwingkreises 112 ermöglicht.
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Der
Schwingkreis innerhalb der Sensorelektronik kann z. B. ein Wien-Robinson-Oszillator
sein. Bevorzugt handelt es sich hierbei um einen Oszillator, der
mit einer Sinusschwingung oszilliert. Eine typische Frequenz des
Schwingkreises im Leerzustand des Silos ist im Bereich von 70 bis
200 kHz, bevorzugt 100–120 kHz. Die Frequenz verringert
sich, wenn der Silo befüllt wird.
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Die
Elektroden 103 haben typischerweise eine Kapazität
von 70 bis 120 pF/m oder 25 bis 120 pF/m. Der zusätzliche
Kondensator 120 hat typischerweise eine Kapazität
von 40 bis 60 pF, bevorzugt 47 pF.
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Bei
der Befüllung des Silos 102 mit dem trockenen
Schüttgut findet eine Staubentwicklung statt. Daher kann
die Sensorelektronik, die sich auch innerhalb des Silos befinden
kann, explosionsgeschützt ausgebildet sein. Beim Umgang
mit Stoffen, die mit Sauerstoff reagieren können, z. B.
Brennstoffe, ist mit einer Explosionsgefahr zu rechnen, wenn innerhalb des
Silos der brennbare Stoff als feinkörniger Staub in der
Luft vorliegt. Da auf die Größe und die Dichte der
Staubkörner, insbesondere beim Befüllen des Silos,
wenig Einfluss genommen werden kann, wird zum Explosionsschutz die
Sensorelektronik entsprechend ausgebildet. Hierzu werden Funken
an den elektrischen Bauteilen innerhalb der explosionsgefährdeten
Umgebung sowie statische Aufladung nicht geerdeter Bauteile und
heiße Oberflächen vermieden. Eine weitere Maßnahme
zum Explosionsschutz stellt die oben erwähnte Leitfähigkeit
des Sacksilogewebes dar.
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Insbesondere
wenn die Elektroden 130 an der Außenseite des
Silos angebracht sind oder eine Durchführung der Kabel 150 von
der Innenseite des Sackes 102 zur dessen Außenseite
erfolgt, kann eine Positionierung der Sensorelektronik 110 auch
außerhalb erfolgen. In diesem Fall kann auch bei einer
Positionierung der Sensorelektronik außerhalb des Sackes 102 eine
Kabellänge der Kabel 105, wie sei in anderen Ausführungsformen
beschrieben ist, erzielt werden. Gemäß typischen
Ausführungsformen kann die Sensorelektronik innerhalb oder
außerhalb des Sackes zur Verfügung gestellt werden.
Die Steuereinheit 250 wird typischerweise außerhalb
des Sackes 102 zur Verfügung gestellt.
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Das
Ausgangssignal des in der Sensorelektronik 110 befindlichen
Oszillators 112 wird verstärkt, und für
einen Mikro-Controller verwertbares Signal (Rechtecksignal, PWM-Signal
oder Analogsignal) umgewandelt. Der Mikro-Controller misst die Frequenz
und errechnet daraus einen Mittelwert den er über die Leitung 252 an
eine Kontrolleinheit 250 übermittelt. Gemäß weiteren
Ausführungsformen, die mit den hierin beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar
ist, kann anstelle eines Mikrocontrollers auch ein feldprogrammierbare
Gatterschaltung (Field Programmable Gate Array: FPGA) oder ähnliches verwendet
werden.
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In
der Kontrolleinheit wird der durch die Sensorelektronik ermittelte
Wert umgerechnet, um in ein Verhältnis zur Silogröße
und/oder zur Siloform gebracht zu werden. Die Kontrolleinheit enthält
eine CPU und Kontrollvorrichtungen, die es ermöglichen, den
Füllstand z. B. zu visualisieren oder weiterzuverarbeiten.
Typischerweise kann bei Unterschreiten eines vorgegebenen Füllstandes
einen Alarm abgesetzt werden. Leitung 252 versorgt die
Sensorelektronik typischerweise auch mit Spannung und überwacht
eventuelle Fehlfunktionen, um durch Abschaltung der Sensorelektronik
im Notfall Schaden oder Brand zu verhindern. Hierbei schaltet die
Kontrolleinheit die Sensorelektronik spannungsfrei. Die Kontrolleinheit
kann weiterhin einen Speicher zur Speicherung der Werte beinhalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform,
kann die Kontrolleinheit auch weitere Anzeigeelemente wie einen
Bildschirm beinhalten, sowie Bedienelemente wie eine Tastatur oder eine
Maus, um eine weiterreichende Auswertung des Füllstandes
zu erlauben. Hierdurch kann z. B. ein durchschnittlicher Verbrauch
des trockenen Schüttgutes oder andere Statistiken ausgewählt,
berechnet und dargestellt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann die Kontrolleinheit im Wesentlichen
auch durch eine Anzeigeeinheit ersetzt werden. In diesem Fall wird
von der Sensorelektronik direkt, z. B. ein pulsweitenmoduliertes
Signal ausgegeben, das von einer Anzeigeeinheit in die entsprechende
Anzeige umgesetzt wird. Die Sensorelektronik übernimmt
demnach zusätzliche Funktionen, so dass die in Bezug auf
die Figuren beschriebene Kontrolleinheit auf eine Anzeigeeinheit
reduziert werden kann.
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Bei
der Erst-Inbetriebnahme oder bei einer Kalibrierung der Füllstandsmessung
zu einem anderen Zeitpunkt ist der Silo leer und die Kontrolleinheit speichert
das Signal der Sensorelektronik in leerem Zustand. Über
eine Eingabeeinrichtung wird der Kontrolleinheit die Form des Silos
sowie dessen Maße in einem Speicher zugeführt. Über
einen Schalter kann ein Menü "Siloabgleich im leeren Zustand"
ausgewählt werden. Hierdurch kann ein Füllstand
von 0% definiert werden. Nach dem vollständigen Befüllen des
Silos wird durch einen Schalter oder über ein Eingabeelement
ein "Siloabgleich im vollen Zustand" ausgewählt. Dieser
Wert entspricht dem Füllstand von 100%. Hierdurch kann
die Kontrolleinheit auf den Silo inklusive dessen Dimensionen und
die maximale Füllhöhe abgeglichen werden. Eine
entsprechende Speichereinheit der Kontrolleinheit kann die Werte auch
bei Stromausfall speichern, so dass nach einem Stromausfall keine
Entleerung und Neubefüllung notwendig ist.
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Gemäß noch
weiteren Ausführungsformen ist ein Sensorabgleich zur Kalibrierung
der Füllhöhe derart möglich, dass die
Anlage im Leeren Zustand in Betrieb genommen wird. Während
der Befüllung ist die Anlage im Betrieb und misst die Werte
während des Füllvorgangs. Nach dem Befüllen
kann die Anlage, wie oben beschrieben, durch Setzen des „Siloabgleichs
im vollen Zustand" und den Messdaten während der Befüllung
kalibriert werden. Dabei ist die Kontrolleinheit und die Sensorelektronik
während des gesamten Füllvorgangs eingeschaltet
und misst in regelmäßigen Abständen die
Füllhöhe, um somit eine verbesserte Kalibrierung
bei der Befüllung zu erhalten.
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Die
Erfindungsgemäßen Ausführungsformen besitzen
den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Weise
für Schüttgüter bzw. für die
Verwendung in Sacksilos eine kapazitive Füllstandsmessung durchgeführt
werden kann. Die hierbei auftretenden Probleme werden durch eine
Anordnung der Elektroden innerhalb der Wand bzw. des Gewebes des
Silos oder in direktem Kontakt mit der Wand des Silos innerhalb
oder außerhalb gelöst.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform, die mit einer der anderen Ausführungsformen
kombiniert werden kann, enthält der Sensor mindestens ein Paar
von Elektroden, die mit einer Sensorelektronik verbunden sind. Typischerweise
könne zum Beispiel auch 2, 3, 4 oder mehr Paare von Elektroden
als Kondensatorelektroden zur Verfügung gestellt sein.
Dabei ist eine Messung in unterschiedlichen Bereichen des Silos
möglich. Gemäß weiteren Ausführungsformen,
können die mehreren Paare auch mit einer Sensorelektronik
verbunden sein.
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Gemäß noch
weiteren Ausführungsformen, die mit einer der hier beschriebenen
Ausführungsformen kombiniert werden kann, enthält
die Sensorelektronik Mittel zur Reduktion oder Verhinderungen statischer
Aufladung der Elektroden. Als Beispiel werden jeweils von den Anschlüssen
der jeweiligen Elektroden in der Sensorelektronik Paare von Zehnerdioden
und/oder Widerstände mit dem Potentialausgleich bzw. Masse
verbunden. Dabei sind die Paare von Zehnerdioden typischerweise
in Reihe gegeneinander geschaltet, so dass erst ab einer vorbestimmten
Potentialdifferenz zwischen einem Elektrodenanschlusses und dem
Potentialausgleich, beispielsweise im Bereich von 3 V bis 12 V,
eine Erdung des Anschlusses zur Verhinderung von statischen Aufladungen
erfolgt. Durch Mittel zur Reduktion oder Verhinderung von statischen
Aufladungen der Elektroden kann die Sensorelektronik geschützt
werden und weiterhin Funkenschlag verhindert werden, der in explosionsgefährdeten
Bereichen eine Gefahr darstellt.
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Gemäß noch
weiteren Ausführungsformen ist ein Sensorabgleich zur Kalibrierung
der Füllhöhe derart möglich, dass die
Anlage im Leeren Zustand in Betrieb genommen wird. Während
der Befüllung ist die Anlage im Betrieb und misst die Werte
während des Füllvorgangs. Nach dem Befüllen
kann die Anlage, wie oben beschrieben, durch Setzen des „Siloabgleichs
im vollen Zustand" und den Messdaten während der Befüllung
kalibriert werden.
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2 illustriert
weitere Ausführungsformen. Der Sacksilo in 2 ist
als ein größerer Sack, z. B. für Industrielle
Anwendungen, dargestellt und beinhaltet den Gewebesack 202 und
das durch den Rahmen 201a und den Ständer 201b ausgebildete
Halterung. Die Ausgestaltungen Sensorelektronik und der Steuereinheit
können analog zu den im Bezug auf die 1a und 1b erläuterten
Ausführungsformen und Kombinationen davon zur Verfügung
gestellt sein. Die Formgebung sowie die Eigenschaften der Elektroden 103 können
ebenfalls analog zu den Ausführungsformen der Elektroden 103 in
den 1a und 1b zur
Verfügung gestellt sein.
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In 2 beinhaltet
der Sack 202 Taschen 202, in die die flexiblen
Elektroden eingebracht sind. Dabei ist es möglich, dass
die Elektroden 203 an mehreren Positionen entlang der Längsrichtung
der Taschen 204 mit den Taschen verbunden werden, um eine
gleichmäßige Ausdehnung der Elektroden bei Ausdehnung
des Sackes zur Verfügung zu stellen. Alternativ können
die Elektroden auch auf das flexible Material des Sacksilos aufgenäht
werden.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen sind zur Illustration
der Erfindung dargestellt und die Erfindung ist nicht als auf diese
beschränkt anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0338400 [0002]
- - EP 0470483 [0002, 0002, 0002]
- - DE 202006009381 U [0003]