DE2944952A1 - Verfahren zur ermittlung des fuellstandes in lagerbehaeltern in verbindung mit einer messung des fuellgutein- oder -austrags - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ermittlung des Füllstandes in Lagerbe-
• hältern in Verbindung mit einer Messung des Füllgutein-oder -austrags Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Brmittlung des Fülistandes in Lagerbehältern in Verbindung mit einer Messung des Füllgutein- oder -austrags.
• Bei Lagerbehältern, aus denen Füllgut, beispielsweise Flüssigkeiten oder rieselfähiges Schüttgut, kontinuierlich oder diskontinuierlich entnommen wird und die bei Bedarf nachgefüllt werden oder umgekehrt, ist die Kenntnis der jeweils im Behälter befindlichen Füllgutmenge erforderlich.
• Da zwischen Füllgutmenge im Behälter und dem Füllgut Höhenstand ein funktioneller, in vielen Fällen linearer Zusammenhang besteht, werden häufig Höhenstandsmeßsonden eingesetzt, die mechanisch oder elektrisch den jeweiligen Höhenstand ermitteln. Dieser bzw. die diesem zugeordnete Füllgutmenge wird angezeigt. Diese Füllstandsmeßmethode ist jedoch in vielen Fällen zu aufwendig oder zu ungenau, insbesondere bei Behältern, deren Form nicht einem einfachen geometrischen Raumkörper entspricht, oder bei denen, wie z. B. bei liegenden zylindrischen Behältern, die Auflösung der Mengenänderung über die Höhenstandsänderung in der Mittellage nur relativ ungenau zu erfassen ist.
• Es ist auch bekannt, die im Behälter befindliche Füllgutmenge durch Wägung des Behälters festzustellen. Von dieser Möglichkeit kann jedoch häufig nicht Gebrauch gemacht werden, beispielsweise bei im Erdreich eingegrabenen Behältern.
• Es besteht demgemäß die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, das auf möglichst einfache und wenig aufwendige Weise erlaubt, den Füllstand in Behältern, die mit einer Einrichtung zum meßbaren Ein- oder Austrag des Füllgut versehen sind, mit Hilfe eines elektrischen Signals abzubilden.
• Eine Lösung der Aufgabe wird in einem Verfahren der eingangs genannten Art gesehen, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:.
• a) einmalige Bestimmung der mindestens einem vorgegebenen Füllgut-Höhenstand im Behälter entsprechenden Füllgutmenge durch gemessenes Beschicken, b) Speicherung der so gewonnenen Bezugswerte, c) Messung der ein- oder ausgetragenen FUllgutmenge, d) rechnerische Ermittlung des jeweiligen Behälterinhalts aus einem Bezugswert und dem Meßwert der ein-oder ausgetragenen FUllgutmenge.
• Zur rechnerischen Ermittlung können die in vielen Fällen bereits vorhandenen Prozeßrechner oder Mikroprozessoren eingesetzt und auch der Einfluß von Temperatur- oder Druckänderungen im Füllgut in bekannter Weise kompensiert werden.
• Besonders vorteilhaft läßt sich das Verfahren bei Behältern anwenden, die bereits mit einem Grenzwertgeber für einen oberen Höhenstandsgrenzwert als Uberfüllsicherung versehen sind und/oder einem unteren Höhenstandsgrenzwertgeber für die minimale Füllmenge, durch dessen Ansprechen der Austrag unterbrochen und/oder eine erforderliche Befüllung des Behälters angezeigt wird.
• Als Bezugswerte können dabei die dem oberen und dem unteren Grenzwert entsprechende Füllgutmenge sowie die zwischen den beiden Grenzwerten im Behälter befindliche Füllgutmenge gewonnen werden. Die Höhenstandsgeber fUr die vorgegebenen Füllgut-Höhenstände sind insbesondere in Bereichen des Behälters anzuordnen, in denen das Verhältnis von Höhenstandsänderung zu Volumenänderung des Behälterinhalts groß ist.
• Weitere Verfahrensmerkmale sind den Unteransprüchen in Verbindung mit den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Anwendungsbeispielen zu entnehmen.
• Figur 1: Aus einem über die Einfüllöffnung 2 beschickbaren Lagerbehälter 1 wird das Füllgut kontinuierlich oder diskontinuierlich über die Leitung 3 ausgetragen. DX ausgetragene Menge m oder ihr Volumen v wird mittels eines Mengenmeßgeräts 4 gemessen und in dem Meßumformer 5-in ein entsprechendes elektrisches Signal in analoger oder digitaler Form umgewandelt.
• Im oberen Teil des Lagerbehälters 1 ist ein Höhenstandsfühler 6 angeordnet, der über den nachgeschalteten Grenzwertgeber 7 das Über- bzw. Unterschreiten eines vorgege- benen oberen Grenzwerts h1 meldet. Diese Grenzwert-Meldeeinrichtung kann gleichzeitig als Uberfüllsicherung eingesetzt werden.
• Beim erstmaligen Befüllen des Lagerbehälters 1 wird das Füllgut gemessen zugeführt und der bei Erreichen des Höhenstandsgrenzwerts h1 anstehende Meßwert als Bezugswert b1 in einem Speicher 8 hinterlegt.
• Wird nun Füllgut aus dem Behälter 1 ausgetragen, betätigt der Grenzwertgeber 7 bei Unterschreiten des oberen Füllstandsgrenzwerts h1 den Schalter 9, der das Ausgangssignal des Meßumformers 5 auf den einen Eingang eines Rechenwerks 10 schaltet, an dessen anderem Eingang der Speicher 8 mit dem Bezugswert b1 liegt. In dem Rechenwerk 10 wird jeweils die Differenz zwischen dem Bezugswert b1 und der bisher ausgetragenen Füllgutmenge m berechnet, welche dem jeweiligen Behälterinhalt entspricht, und in einer Anzeigeeinheit 11 angezeigt oder einer weiteren Datenverarbeitung zugeführt.
• Nach Leerung des Behälters 1 wird dieser wieder aufgefüllt, wobei nach Uberschreiten des oberen Höhenstandsgrenzwerts h1 der Schalter9 wieder geöffnet und die Nengenmeßeinrichtung 4, 5 auf Null zurückgesetzt wird.
• Bei Neu- bzw. Teilbefüllungen.ist jeweils darauf zu achten, daß dieser obere Füllstandsgrenzwert h1 erreicht oder geringfügig überschritten wird.
• In Figur 2 ist ein Lagerbehälter 1 mit gemessenem Eintrag des Füllguts über die Einfüllöffnung 2 und nicht gemessenem Abzug über die Austragsleitung 3 dargestellt.
• Es wird ein unterer Füllstandsgrenzwert h2 festgelegt, der Wert der diesem Füllstand entsprechenden Füllgutmenge wird als Bezugswert b2 in einem Speicher 81 hinterlegt. Uberschreitet beim Befüllen der Füllgutspiegel den Möhenstandswert h2, wird über den Grenzwertgeber 7 der Schalter 9 betätigt und ein der eingetragenen Menge m oder des eingetragenen Volumens v entsprechendes Signal aus dem Meßumformer 5 auf das Rechenwerk 10 geschaltet und dort dem Bezugswert b2 aus dem Speicher 81 zuaddiert.
• Die Summe dieser Werte entspricht der dann in 11 angezeigten, im Behälter befindlichen Füllgutmenge.
• Der in Figur 3 dargestellte und mit der bereits beschriebenen Einrichtung zum gemessenen Austrag von Füllgut versehene Behälter 1 ist mit zwei Höhenstandsfühlern 6 und 6' ausgerüstet, wobei der Höhenstandsfühler 6 so angeordnet ist, daß der durch ihn bestimmte obere Höhenstand hl der maximal zulässigen Füllung des Behälters 1 zugeordnet ist.
• Der zweite Höhenstandsfühler 6' ist im unteren Teil des Behälters 1 angebracht, ihm ist der Höhenstandsgrenzwert h2 zugeordnet, welchem eine Minimalfüllmenge des Behälters entspricht, so daß bei Unterschreiten dieses unteren Grenzwerts der Austrag unterbrochen und eine Nachfüllung des Behälters angefordert wird. Eine derartige Anordnung mit zwei Fühlern wird insbesondere dann getroffen, wenn das Füllgut, beispielsweise eine Flüssigkeit, Sinkstoffe 12 enthält, die sich am Behälterboden absetzen und das verfügbare Volumen des Behälters mit der Zeit verändern. Als Bezugswert b3 wird deshalb bei der erstmaligen Befüllung die Differenz der von den beiden Höhenständen hl und h2 begrenzten Füllgutmenge im Speicher 82 hinterlegt. Bei kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Austrag kann dann der Behälterinhalt zwischen den Höhenstandsgrenzwerten h1 und h2 in der bereits beschriebenen Weise ermittelt und exakt angezeigt werden.
• Während des gemessenen Austrags gemäß Figur 1 und Figur 3 ist keine Befüllung vorzunehmen, entsprechend ist während der gemessenen Befüllung nach Figur 2 kein Füllgut abzuziehen.
• Ein weiterer Vorteil wird in der Möglichkeit gesehen, die gemäß Figur 1 und Figur 3 ungemessen eingetragene Füllgutmenge bzw. die ungemessen ausgetragene Füllgutmenge nach Figur 2 zu überprüfen, indem in einem erweiterten Rechenwerk ein Vergleich der Angaben über die angelieferte bzw. abgezogene Menge mit dem Bezugswert b1 bzw. b3 vorgenommen wird.
• Das Verfahren kann auch dahingehend erweitert werden, daß die Meßwerte der ein- bzw. ausgetragenen Füllgutmengen bei Erreichen eines der Höhenstandswerte h1 oder h2 mit den entsprechenden Bezugswerten verglichen und bei Abweichung die Mengenmeßeinrichtung bzw. die Anzeige korrigiert wird.

Claims (9)

1. PatentansPrüche Verfahren zur Ermittlung des Füllstands in einem Behälter in Verbindung mit einer Messung des Füllgutein-oder -austrags, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte: a) einmalige Bestimmung der mindestens einem vorgegebenen FUllgut-Höhenstand (h1, h2, h3) dem Lagerbehälter (1) entsprechenden FUllgutmenge durch gemessenes Beschicken, b) Speicherung der so gewonnenen Bezugswerte (b1, b2, b3), c) Messung der ein- oder ausgetragenen Füllgutmenge (m, v), d) rechnerische Ermittlung des jeweiligen Behälterinhalts aus einem Bezugswert und dem Meßwert der ein- oder ausgetragenen Füllgutmenge.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein oberer und ein unterer FUllgut-Höhenstand (hl, h2) vorgegeben wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Höhenstände (h1, h2) so vorgegeben werden, daß dabei das Verhältnis Höhenstandsänderung zu Volumenänderung im Behälter (1) groß ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der obere FUllgut-Höhenstand (hl) dem Höhenstandsgrenzwert einer Uberfüllsicherung entspricht und daß der untere Höhenstand (h2) dem Höhenstandsgrenzwert einer Mindeststandsangabe und NachfUllforderung entspricht.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden AnsprUche mit einem Lagerbehälter in Verbindung mit einer Einrichtung zum meßbaren Füllgutaustrag, g e k e n n z e i c h -net durch: a) einmalige Bestimmung der dem oberen FUllgut-Höhenstand (h1) entsprechenden Füllgutmenge durch gemessene Beschickung, b) Speicherung dieses Bezugswerts (bs), c) laufende Ermittlung des Behälterinhalts durch Subtraktion der ausgetragenen FUllgutmenge (m, v) von dem gespeicherten Bezugswert (bs).
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Behälter in Verbindung mit einer Einrichtung zum meßbaren Eintrag von Füllgut, g e k e n n z e i c h n e t durch: a) einmalige Bestimmung der dem unteren FUllgut-Höhenstand (h2) entsprechenden Füllgutmenge durch gemessene Beschickung, b) Speicherung dieses Bezugswerts (b2), c) laufende Ermittlung des Behälterinhalts durch Addition der eingetragenen Menge (m, v) zu dem gespeicherten Bezugswert (b2).
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4 bei einem Behälter in Verbindung mit einer Einrichtung zum meBbaren Fttllgutaustrag, g e k e n n z e i c h n e t durch: a) einmalige Bestimmung der dem Behälterinhalt zwischen den Füllgut-Höhenständen (h1, h2) entsprechenden Füllgutmenge durch gemessenes Beschicken, b) Speicherung des so gewonnenen Bezugswertes (b3), c) Messung der ausgetragenen Füllgutmenge (m, v), d) rechnerische Bestimmung der verfügbaren Füllgutmenge durch Subtraktion der ausgetragenen FUllgutmenge von dem gespeicherten Bezugswert (b3).
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die gemessene Aus-oder Eintragsmenge bei Erreichen eines der vorgegebenen Höhenstände (h1, h2) mit den entsprechenden gespeicherten Bezugswerten (b1, b2 oder b3) verglichen und erforderlichenfalls korrigiert werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Kontrolle eines nicht gemessenen Eintrags von Füllgut der Bezugswert (b1 oder b3) der FUllgutmenge zwischen den entsprechenden Grenzwerten (h1 bzw. h2) mit den Angaben über die angelieferte Menge verglichen wird.