DE202016103088U1 - Device for level monitoring - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Füllstandsüberwachung von mindestens einem Schüttgutbehälter mit einem entlang einer Führungsschiene (1) translatorisch verfahrbaren Messwagen (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (1) außerhalb des Schüttgutbehälters angeordnet ist und am Messwagen (2) ein im wesentlichen rechtwinklig zur Führungsschiene (1) mittels einer Antriebsvorrichtung schwenkbarer Abtastsensor (3) zur Füllstandsmessung des zu überwachenden Schüttgutbehälters angeordnet ist.Device for level monitoring of at least one bulk material container with a along a guide rail (1) translationally movable measuring carriage (2), characterized in that the guide rail (1) is arranged outside the bulk goods container and the measuring carriage (2) is substantially perpendicular to the guide rail (1 ) is arranged by means of a drive device pivotable scanning sensor (3) for level measurement of the bulk goods container to be monitored.
Description
Technisches Umfeld Technical environment
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Füllstandsüberwachung von Schüttgutbehältern mit einem entlang einer Führungsschiene translatorisch verfahrbaren Messwagen. The invention relates to a device for filling level monitoring of bulk material containers with a along a guide rail translationally movable measuring carriage.
Stand der Technik State of the art
Die oben beschriebene Vorrichtung zur Füllstandsüberwachung ist in unterschiedlicher Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt. The level monitoring device described above is known in various embodiments from the prior art.
Die dafür eingesetzten verschiedenen industriellen Systeme werden zur Überprüfung des Füllstandes von Regalen mit einzelnen Abteilungen oder Behältnissen eingesetzt und sind zu diesem Zweck üblicherweise an den zu messenden Behältern fest angebaut. Oftmals werden derartige Systeme als groß und teuer wahrgenommen, wobei zusätzlich das Problem besteht, dass durch eine punktuelle Messung der Füllstände Ungenauigkeiten bei den Warenkontrolle wie beispielsweise bei Brötchen oder Schrauben bestehen, die innerhalb des Behälters nicht immer nachrutschen. The various industrial systems used for this purpose are used to check the level of shelves with individual compartments or containers and are usually firmly attached to the containers to be measured for this purpose. Often such systems are perceived as large and expensive, with the additional problem that there is a punctual measurement of levels inaccuracies in the physical control such as bread rolls or screws that do not always slip within the container.
Aus diesem Grunde werden für diese Zwecke unter Umständen auch Wiegeeinrichtungen für derartige Waren eingesetzt, was jedoch eine noch aufwändigere Gesamtanordnung mit sich bringen. Darüber hinaus sind in diesen Fällen einer Wiegetechnik die Regalgrößen genau vorgegeben, wobei eine Nachrüstung derartiger Anlagen ohne konstruktive Änderung des Regals bzw. des Schüttgutbehälters nicht möglich ist. For this reason, under certain circumstances, weighing devices for such goods are used for this purpose, but this brings an even more complex overall arrangement with it. In addition, in these cases, a weighing technology, the shelf sizes are specified exactly, with a retrofitting of such systems without constructive change of the shelf or the bulk material container is not possible.
Aus der
Aus der
In der
Schließlich ist in der
Alle herkömmlichen Vorrichtungen zur Füllstandsüberwachung haben den Nachteil, dass sie neben ihrer generell komplizierten konstruktiven Gestaltung nur schwierig und unflexibel an bestehende Warenbehälter angepasst werden können, so dass eine Nachrüstung in der Regel ausscheidet. Darüber hinaus liegen die Einzelteile derartiger Vorrichtungen oftmals nicht geschützt, was insbesondere im Lebensmittelbereich hinsichtlich der geforderten hygienischen Voraussetzungen Probleme bereitet. All conventional devices for filling level monitoring have the disadvantage that they can be adapted to existing goods containers only difficult and inflexible in addition to their generally complicated structural design, so that retrofitting usually eliminates. In addition, the items of such devices are often not protected, which causes problems especially in the food industry in terms of the required hygienic conditions.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt ausgehend von dem oben dargestellten Stand der Technik und den daraus sich ergebenden Nachteilen die Aufgabe zugrunde, kostengünstig Füllstände in Regalen oder Behältnissen zu messen, wobei dabei die Größenverhältnisse der zu messenden Behälter von untergeordneter Bedeutung ist. Darüber hinaus soll die Erfindung eine Nachrüstung bestehender Aufbewahrungssysteme ermöglichen und insbesondere auch im Lebensmittelsektor eingesetzt werden können. The invention is based on the above-described prior art and the resulting disadvantages of the task to measure cost levels in shelves or containers cost, while the size of the container to be measured is of minor importance. In addition, the invention should allow a retrofitting of existing storage systems and in particular in the food sector can be used.
Lösung der Aufgabe Solution of the task
Die gestellte Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Füllstandsüberwachung mit den oben geschilderten gattungsgemäßen Merkmalen durch die im Anspruch 1 beschriebene technische Lehre gelöst. The stated object is achieved for a device for level monitoring with the above-described generic features by the technical teaching described in
Erfindungswesentlich dabei ist es, dass die Führungsschiene außerhalb des abzutastenden Schüttgutbehälters angeordnet ist und am Messwagen ein im wesentlichen rechtwinklig zur Führungsschiene mittels einer Antriebsvorrichtung schwenkbarer Abtastsensor angeordnet ist. It is essential to the invention that the guide rail is arranged outside the bulk goods container to be scanned, and a scanning sensor, which is pivotable essentially at right angles to the guide rail by means of a drive device, is arranged on the measuring carriage.
Durch die konstruktive Gesamtgestaltung können mehrere benachbart der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegende Behältnisse wie z.B. Regalfächer oder Kästen durch die Kombination des Verfahrens des Messwagens und des Schwenkens des Abtastsensors flächig abgetastet werden. Die Länge der Führungsschiene kann dabei in weiten Bereichen (von 0,5 m bis 10 m) der jeweiligen Anwendungssituation angepasst werden. Eine Änderung des Abtastbetriebes der entsprechenden Behälter ergibt sich dabei nicht. Due to the overall design, a plurality of adjacent containers of the device according to the invention such as shelves or boxes by combining the Scanned process of the measuring carriage and the pivoting of the scanning sensor surface. The length of the guide rail can be adapted to the respective application situation in wide ranges (from 0.5 m to 10 m). A change of the sampling operation of the corresponding container does not result.
Besondere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusätzlich zu der im Anspruch 1 beschriebenen technischen Lehre aus den Merkmalen der auf dem Hauptanspruch zurückbezogenen Unteransprüche. Particular embodiments of the subject of the invention will become apparent in addition to the technical teaching described in
Es hat sich im Rahmen einer kostengünstigen Konstruktion als vorteilhaft erwiesen, wenn der Messwagen durch einen Schrittmotor translatorisch angetrieben ist. Auf diese Weise lässt sich seine Position mit entsprechender Genauigkeit bestimmen. Eine andere Variante des Antriebes sieht vor, den Messwagen mit einem Gleichstrommotor anzutreiben, bei dem dann eine optische Skalierung zur Positionsbestimmung vorhanden ist. It has proven to be advantageous in the context of a cost-effective design, when the measuring carriage is driven translationally by a stepper motor. In this way, its position can be determined with appropriate accuracy. Another variant of the drive provides to drive the measuring carriage with a DC motor, in which then an optical scale for position determination is available.
Die Antriebsvorrichtung des Abtastsensors kann entsprechend einer vorteilhaften Gestaltung mit einem Servomotor versehen sein, der einen einstellbaren Schwenkwinkel im Bereich von 10° bis 150° je nach B ehälterabtastung aufweist, wobei in manchen Fällen ein Schwenkwinkel von 90° f ür Anwendungsbeispiele vorteilhaft ist. The drive device of the scanning sensor can be provided according to an advantageous design with a servomotor having an adjustable pivot angle in the range of 10 ° to 150 ° depending on B ehälterabtastung, in some cases, a pivot angle of 90 ° F for application examples is advantageous.
Die vom Abtastsensor ermittelten Signale hinsichtlich des Füllstandes eines Schüttgutbehälters werden in einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit verarbeitet. Diese zentrale Steuer- und Auswerteeinheit dient dabei unterschiedlichen Zwecken. So kann beispielsweise der Schwenkwinkel des Abtastsensors flexibel eingestellt und der jeweiligen Anwendungssituation angepasst werden. The signals detected by the scanning sensor with regard to the filling level of a bulk goods container are processed in a central control and evaluation unit. This central control and evaluation unit serves different purposes. For example, the swivel angle of the scanning sensor can be flexibly adjusted and adapted to the respective application situation.
Darüber hinaus dient die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit dazu, mittels eines auf dem Messwagen positionierten Micro-Controllers die Messwagenbewegung und -positionierung, die Bewegung des Messsensors sowie den Messablauf insgesamt zu steuern und zu überwachen. Der Micro-Controller steuert dabei den Messablauf nach vorher eingestellten Parametern wie Abstand der Messungen, Winkelschritte für die Schwenkbewegung und dergleichen. Er nimmt Kommandos von der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit auf, verarbeitet sie und sendet entsprechende von ihm ermittelte Messergebnisse an die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit zurück. Der Micro-Controller steuert damit die entsprechenden Gesamtabläufe einer einzelnen Vorrichtung, wobei von der Steuer- und Auswerteeinheit gegebenenfalls die Koordination mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen gewährleistet wird. Der Micro-Controller kann dabei in Datenverbindung mit der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit stehen oder integraler Bestandteil dieser Einheit sein. In addition, the central control and evaluation unit serves to control and monitor the carriage movement and positioning, the movement of the measuring sensor as well as the measuring process as a whole by means of a micro-controller positioned on the measuring carriage. The microcontroller controls the measurement process according to previously set parameters such as distance of the measurements, angular steps for the pivoting movement and the like. It picks up commands from the central control and evaluation unit, processes them and sends back the corresponding measurement results to the central control and evaluation unit. The microcontroller thus controls the corresponding overall sequences of a single device, wherein the control and evaluation unit optionally ensures the coordination of a plurality of devices according to the invention. The microcontroller can be in data connection with the central control and evaluation unit or be an integral part of this unit.
Zusätzlich vorteilhaft ist es, dass die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise die genauen Größenverhältnisse sowie die Breiten von einzelnen Fächern oder Behältnissen bestimmen und speichern kann, so dass ein nachträglicher Anbau an bestehende Lagersysteme problemlos möglich ist. It is additionally advantageous that the central control and evaluation unit can determine and store, for example, the exact size ratios as well as the widths of individual compartments or containers, so that retrofitting to existing storage systems is possible without problems.
Die Spannungsversorgung des Messwagens sowie des Abtastsensors kann dabei zweckmäßigerweise über ein entsprechendes Schleppkabel oder über Schleifkontakte auf der Führungsschiene erfolgen. Für besondere Einsatzzwecke ist darüber hinaus ein im Messwagen selbst angebrachter Energiespeicher als Akku oder Kondensator mit hoher Kapazität denkbar. Der Kondensator wird dabei optional an den Endpunkten der Schiene aufgeladen. The power supply of the measuring carriage and the scanning sensor can be carried out appropriately via a suitable trailing cable or sliding contacts on the guide rail. For special applications beyond an energy storage device mounted in the meter itself as a battery or capacitor with high capacity is conceivable. The capacitor is optionally charged at the end points of the rail.
Natürlich ist es auch denkbar, die Möglichkeiten der heute üblichen Funktechnik zur Datenübertragung zwischen Abtastsensor, Messwagen und der zentral angeordneten Steuer- und Auswerteeinheit zu nutzen. Die zentral angeordnete Steuer- und Auswerteeinheit kann dabei so ausgelegt werden, dass an ihr mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Füllstandsüberwachung angeschlossen werden können. Of course, it is also conceivable to use the possibilities of today's common radio technology for data transmission between the scanning sensor, measuring carriage and the centrally arranged control and evaluation unit. The centrally arranged control and evaluation unit can be designed so that several of the devices according to the invention for level monitoring can be connected to it.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des am Messwagen schwenkbar angeordneten Abtastsensors hat es sich in Bezug auf den finanziellen Aufwand als vorteilhaft erwiesen, diesen als optischen Triangulationssensor auszugestalten. Darüber hinaus sind natürlich auch Ultraschallsensoren, Laserabstandsmessungssensoren sowie Radarsensoren für entsprechende Einsatzzwecke denkbar. With regard to the design of the scanning carriage pivotally mounted scanning sensor, it has proven to be advantageous in terms of financial expense to design this as an optical triangulation sensor. In addition, of course, ultrasonic sensors, laser distance measurement sensors and radar sensors for appropriate applications are conceivable.
Um den hohen hygienischen Anforderungen zur Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Lebensmittelsektor zu genügen, ist es darüber hinaus zweckmäßig, die gesamte Vorrichtung, d.h. die Führungsschiene mit Messwagen und Abtastsensor in einem vorzugsweise rohrförmigen Schutzgehäuse anzuordnen. Das Schutzgehäuse kann dabei beispielsweise aus durchsichtigem Kunststoffmaterial in Form einer Plexiglasröhre ausgebildet sein, natürlich ist auch ein Glasmaterial für bestimmte Einsatzzwecke denkbar. Moreover, in order to meet the high hygienic requirements for the use of the device according to the invention in the food sector, it is expedient to use the entire device, i. to arrange the guide rail with measuring carriage and scanning sensor in a preferably tubular protective housing. The protective housing can be formed for example of transparent plastic material in the form of a Plexiglas tube, of course, a glass material for certain applications is conceivable.
Figurenbeschreibung figure description
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Hereinafter, an embodiment of the subject invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Die in der
Die Führungsschiene
Am Messwagen
Mittels des erfindungsgemäßen Aufbaus der Vorrichtung ist es nunmehr möglich, einen unter oder neben der Vorrichtung befindlichen Behälter, der in den vorliegenden Abbildungen aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist, abzutasten, um den Inhalt beziehungsweise den Füllstand des Behälters zu prüfen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Füllstandsüberwachung von Behältern, in denen sich Schüttgüter wie beispielsweise Brötchen oder Schrauben befinden. By means of the construction of the device according to the invention, it is now possible to scan a container located under or next to the device, which is not shown in the present figures for reasons of clarity, to check the content or the level of the container. The device according to the invention is particularly suitable for level monitoring of containers in which bulk materials such as rolls or screws are located.
Die gesamte Vorrichtung ist wie dies aus der
Die Antriebsvorrichtung des Abtastsensors
Die Gesamtbewegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird gemäß der
Üblicherweise wird die Steuer- und Auswerteeinheit zentral außerhalb des Gehäuses
Die Spannungsversorgung des Messwagens
Der Abstandssensor kann neben einer Ausgestaltung als optischer Triangulationssensor auch als Ultraschallsensor, Laserabstandsmessungssensor oder Radarsensor ausgebildet werden. The distance sensor can be formed in addition to a configuration as an optical triangulation sensor as an ultrasonic sensor, laser distance measurement sensor or radar sensor.
Es ist aus den Zeichnungen klar erkennbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung als kompakte Baueinheit innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Führungsschiene guide rail
- 22
- Messwagen measuring carriage
- 33
- Abtastsensor scanning sensor
- 44
- Gehäuse casing
- 55
- Schwenkwinkel swivel angle
- 66
- Fahrbewegung travel movement
- 77
- Längsachse longitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 1579789 A1 [0006] EP 1579789 A1 [0006]
- DE 19745813 A1 [0007] DE 19745813 A1 [0007]
- DE 202014004232 U1 [0008] DE 202014004232 U1 [0008]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |