EP4487090A1 - Füllstandsmesssystem und verfahren - Google Patents

Füllstandsmesssystem und verfahren

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EP4487090A1
EP4487090A1 EP23707890.2A EP23707890A EP4487090A1 EP 4487090 A1 EP4487090 A1 EP 4487090A1 EP 23707890 A EP23707890 A EP 23707890A EP 4487090 A1 EP4487090 A1 EP 4487090A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reservoir
level
measurement
processing unit
signal
Prior art date
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Pending
Application number
EP23707890.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Schwartz
Antonio Almeida MANHICA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF Lubrication Systems Germany GmbH
Original Assignee
SKF Lubrication Systems Germany AG
SKF Lubrication Systems Germany GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SKF Lubrication Systems Germany AG, SKF Lubrication Systems Germany GmbH filed Critical SKF Lubrication Systems Germany AG
Publication of EP4487090A1 publication Critical patent/EP4487090A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material

Definitions

  • the present invention relates to a fill level measuring system for measuring the fill level in a reservoir according to the preamble of patent claim 1.
  • the present invention also relates to a method for measuring the fill level in a reservoir according to the preamble of patent claim 9.
  • Reservoirs can be used to hold a fluid or other material and are typically connected to tubing to transfer the contents of the reservoir to other devices or devices.
  • the reservoir can be, for example, a lubricant reservoir in which oil or grease is stored, the lubricant being supplied to lubricating systems for bearings or the like.
  • the level of the reservoir can be monitored by various monitoring devices, such as a float sensor or capacitive sensors. As long as there are no movements in the content of the reservoir that lead to a movement of the surface, floating sensors, for example, offer a cost-effective and accurate determination of the level.
  • the level measurement system for measuring the level in a reservoir has a sensor element which is arranged relative to a surface of a substance present in the reservoir and is set up to send a measurement signal in the direction of the surface and in response to the measurement signal from the surface to receive a reflected reflection signal.
  • the sensor element can be any type of optical sensor element, such as an ultrasonic sensor, infrared sensor or the like.
  • the sensor element is suitable for sending a signal in the direction of the surface, which signal is reflected from the surface.
  • the reflection signal is then received again by the sensor element and the time interval between the sending and receiving of the signal is then used by a processing unit of the filling level measuring system in order to carry out a transit time measurement based on this time difference.
  • the processing unit is set up to process the measured values of the transit time measurement in order to determine a filling level of the reservoir. The longer the running time, the lower the filling level of the reservoir.
  • the processing unit is set up to detect such disturbances on the surface and to to be taken into account when determining the filling level. In this way, the data generated by the runtime measurement solution are obtained, are corrected accordingly in the detection of disturbances and the determination of the level height of the reservoir is thus improved.
  • the processing unit is set up to subject the measured values of the transit time measurement to a sliding average calculation.
  • a new mean value is continuously calculated based on the new measured values of the transit time measurement. This can be done, for example, using the following formula:
  • GMWnew GMWait minus GMWait / D + NW / D
  • GMW is the moving average
  • NW is the new value
  • i. H. is the current value of the runtime measurement
  • D is the number of values used for the moving average. D should be at least greater than or equal to 1. The larger D is chosen, the slower the moving average changes, which means that the damping of the calculation increases. Higher damping means that changes in level are felt more slowly.
  • the current moving average of the measured values can be defined as the current fill level.
  • the surface of the substance in the reservoir, and thus the level is subject to continuous changes and disturbances, which is why the measured values of the Runtime measurement does not always correspond to the fill level.
  • the surface of the grease often forms hills and valleys that shift and change during operation. Wave-like surface movements can also occur in the reservoirs of oil circulating units. Such surface movements can be recognized by the filling level measuring system described here and taken into account when determining the filling level.
  • the processing unit is set up to compare a current measured value with the moving average and, if the current measured value deviates from the moving average by more than a predefined threshold value, to classify the current measured value as incorrect. That means the Processing unit can analyze current measured values and classify them as disturbances or outliers. If current measured values are recognized as interference, they are then no longer taken into account in the calculation of the moving average in order to maintain a high level of measurement accuracy. Since the current measured values are compared with a threshold value, smaller deviations that would not cause any falsification of the moving average can be ignored and only large deviations, which would falsify the overall result of the level determination disproportionately, are specified as disturbances and in the calculation of the moving average ignored.
  • the threshold value can be chosen depending on the actual application, for example depending on the content of the reservoir.
  • the processing unit can therefore be set up to determine whether the incorrectly classified measured value occurs cyclically.
  • a cyclical occurrence of the measured value classified as faulty is then defined by the processing unit as a cyclical disturbance and is not included in the averaging.
  • Such cyclic disturbances indicate, for example, that the disturbance is caused by the impellers of a unit and is not related to the actual level.
  • the processing unit is set up to emit a warning signal if the determined filling level of the reservoir falls below a predefined lower limit. For example, a pre-warning can be issued when the fill level is 20% and a warning can be issued when the fill level is 10%, in order to cause the reservoir to be filled up. Other limits and other types of warning signals are also possible.
  • the substance in the reservoir can be a lubricating grease.
  • Other types of materials, such as fluids or solids, e.g., granules, that can be stored in a reservoir are also possible.
  • a method for measuring the filling level in a reservoir having the steps: sending a measurement signal in the direction of a surface of a substance present in the reservoir, receiving Generating a reflection signal reflected from the surface in response to the measurement signal, carrying out a transit time measurement based on the time difference between sending the measurement signal and receiving the reflection signal and processing measured values of the transit time measurement in order to determine a filling level of the reservoir.
  • the method also includes: Recognizing faults on the surface and taking the faults into account when determining the fill level.
  • a computer program product which has a program code which is designed to cause the method explained above to be carried out on a computer.
  • a computer program product such as a computer program means
  • a server in a network, for example, as a storage medium such as a memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file. This can be done, for example, in a wireless communication network by transferring a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
  • FIG. 1 a schematic sectional view of a filling level measuring system.
  • the sensor element 8 is set up to emit a signal which is reflected by a surface 2 of the content of the reservoir and is then received again by the sensor element 8 .
  • the sensor element 8 can be designed to transmit and/or receive the signal within a measurement lobe 20 .
  • the processing unit 14 can then use the emitted and reflected signal to carry out a transit time measurement in order to determine a distance 22 between the sensor element 8 and the surface 2 .
  • the filling level of the reservoir can be determined, for example, by a sliding averaging of the measured values of the transit time measurement.
  • the moving average reflects the filling level.
  • impellers can be provided to stir the contents of the reservoir.
  • Such processes, or also other processes in the reservoir for example a movement of the reservoir in the case of a vehicle tank, can lead to surface disturbances.
  • Such surface disturbances lead to movements of the surface 2 and thus to fluctuating measured values from the sensor element 8.
  • the processing unit 14 is set up to recognize these disturbances and not to take them into account when calculating the mean value. For example, the processing unit 14 can classify a measured value as faulty if it deviates from the moving average by a predefined threshold value. Such deflections in the measured values can be interpreted as a disturbance and the processing unit 14 then ignores them when calculating the mean value.
  • the processing unit 14 can identify whether cyclic disturbances are involved. Cyclic disturbances are often caused by stirrers or the like in the reservoir and can therefore be interpreted as disturbances that are not related to the fill level.

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Abstract

Offenbart wird ein Füllstandsmesssystem (1) zum Messen des Füllstands in einem Reservoir, mit einem Sensorelement (8), das relativ zu einer Oberfläche (2) eines in dem Reservoir vorhandenen Stoffs angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, ein Messsignal in Richtung der Oberfläche (2) zu senden und ein in Antwort auf das Messsignal von der Oberfläche (2) reflektiertes Reflektionssignal zu empfangen, und mit einer Verarbeitungseinheit (14), die dazu eingerichtet ist, basierend auf der Zeitdifferenz zwischen dem Senden des Messsignals und dem Empfangen des Reflektionssignals eine Laufzeitmessung durchzuführen und Messwerte der Laufzeitmessung zu verarbeiten, um eine Füllstandshöhe des Reservoirs zu bestimmen, wobei die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, Störungen auf der Oberfläche (2) zu erkennen und bei der Bestimmung der Füllstandshöhe zu berücksichtigen.

Description

B e s c h r e i b u n g
Füllstandsmesssystem und Verfahren
Vorliegende Erfindung betrifft ein Füllstandsmesssystem zum Messen des Füllstands in einem Reservoir gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Messen des Füllstands in einem Reservoir gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
Reservoirs können dazu verwendet werden, ein Fluid oder einen sonstigen Stoff aufzubewahren, und sind üblicherweise mit Leitungen verbunden sind, um den Inhalt des Reservoirs an andere Vorrichtungen oder Geräte weiterzuleiten. Das Reservoir kann beispielsweise ein Schmierstoffreservoir sein, in dem 01 oder Fett aufbewahrt wird, wobei der Schmierstoff an Schmiersysteme für Lager oder ähnliches abgegeben wird. Hierbei ist es häufig nötig, die Füllstandshöhe des Reservoirs zu überwachen. Der Füllstand des Reservoirs kann durch verschiedene Überwachungsvorrichtungen überwacht werden, wie beispielsweise einen Schwimmsensor oder kapazitive Sensoren. Solange keine Bewegungen des Inhalts des Reservoirs auftreten, die zu einer Bewegung der Oberfläche führen, bieten beispielsweise Schwimmsensoren eine kostengünstige und genaue Bestimmung der Füllstandshöhe.
Sobald jedoch die Oberfläche des in dem Reservoir aufbewahrten Stoffs Störungen unterworfen wird, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn der Inhalt des Reservoirs mittels Rührflügeln gerührt wird oder durch Schwingungen und/oder Bewegungen des Reservoirs in Bewegung versetzt wird, können über einen klassischen Schwimmsensor keine genauen Informationen mehr erhalten werden. Ein solcher Schwimmsensor würde sich mit der Oberfläche, die aufgrund der Bewegung Hügel und Täler bildet, mitbewegen und daher zu höheren oder niedrigeren Füllständen führen als der tatsächliche Füllstand. Auch die Verwendung von anderen bekannten Sensoren, wie z.B. akustischen Sensoren, würde bei solchen Störungen zu fehlerhaften Füllstandsinformationen führen.
Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, ein System und Verfahren zum Bestimmen des Füllstands in einem Reservoir bereitzustellen, die auch bei einer unregelmäßigen Oberfläche des Inhalts des Reservoirs eine genaue Messung des Füllstands ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Füllstandsmesssystem zum Messen des Füllstands in einem Reservoir gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Messen des Füllstands in einem Reservoir gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
Das Füllstandsmesssystem zum Messen des Füllstands in einem Reservoir weist ein Sensorelement auf, das relativ zu einer Oberfläche eines in dem Reservoir vorhandenen Stoffs angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, ein Messsignal in Richtung der Oberfläche zu senden und ein in Antwort auf das Messsignal von der Oberfläche reflektiertes Reflektions- signal zu empfangen. Das Sensorelement kann irgendeine Art von optischem Sensorelement, wie beispielsweise ein Ultraschall sensor, Infrarotsensor o. ä., sein. In jedem Fall ist das Sensorelement dazu geeignet, ein Signal in Richtung der Oberfläche zu senden, welches von der Oberfläche reflektiert wird. Das Reflektionssignal wird dann durch das Sensorelement wieder empfangen und der Zeitabstand zwischen dem Senden und dem Empfangen des Signals wird anschließend durch eine Verarbeitungseinheit des Füllstandsmesssystem verwendet, um basierend auf dieser Zeitdifferenz eine Laufzeitmessung durchzuführen. Die Verarbeitungseinheit ist des Weiteren dazu eingerichtet, die Messwerte der Laufzeitmessung zu verarbeiten, um eine Füllstandshöhe des Reservoirs zu bestimmen. Je größer die Laufzeit ist, desto niedriger ist der Füllstands des Reservoirs.
Um nun im Vergleich zu bisherigen Systemen in der Lage zu sein, die Füllstandshöhe unabhängig von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche, wie sie zum Beispiel durch ein Rühren des Inhalts des Reservoirs entstehen können, ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, solche Störungen auf der Oberfläche zu erkennen und bei der Bestimmung der Füllstandshöhe zu berücksichtigen. Auf diese Weise können die Daten, die durch die Laufzeitmes- sung erhalten werden, bei der Erkennung von Störungen entsprechend korrigiert werden und die Bestimmung der Füllstandshöhe des Reservoirs wird somit verbessert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, die Messwerte der Laufzeitmessung einer gleitenden Mittelwertbildung zu unterziehen. Bei der gleitenden Mittelwertbildung wird ein neuer Mittelwert laufend basierend auf neuen Messwerten der Laufzeitmessung berechnet. Dies kann beispielsweise nach der folgenden Formel erfolgen:
GMWneu = GMWait minus GMWait / D + NW / D wobei GMW der gleitende Mittelwert ist, NW der Neuwert, d. h. der aktuelle Wert der Laufzeitmessung, ist und D die Anzahl der Werte ist, die für den gleitenden Mittelwert verwendet werden. D sollte dabei mindestens größer gleich 1 sein. Je größer D gewählt wird, desto langsamer ändert sich der gleitenden Mittelwert, wodurch die Dämpfung der Berechnung größer wird. Eine höhere Dämpfung bedeutet, dass Veränderungen des Füllstands sich langsamer bemerkbar machen. Der aktuelle gleitende Mittelwert der Messwerte kann als die aktuelle Füllstandshöhe definiert werden.
Wird der Inhalt eines Reservoirs nach und nach abgegeben oder gefüllt oder wird das Reservoir oder der Inhalt des Reservoirs bewegt, unterliegt die Oberfläche des in dem Reservoir vorhandenen Stoffs, und damit die Füllstandshöhe, zum einen kontinuierlichen Veränderungen und zum anderen Störungen, weshalb die Messwerte der Laufzeitmessung nicht immer dem Füllstand entsprechen. Beispielsweise bildet in einem Fettreservoir mit Rührflügeln die Fettoberfläche häufig Hügel und Täler aus, die sich im Betrieb verlagern und verändern. In Reservoirs von Öl-Umlaufaggregaten können sich ebenfalls wellenähnliche Oberflächenbewegungen ergeben. Durch das hier beschriebene Füllstandsmesssystem können solche Oberflächenbewegungen erkannt und bei der Bestimmung der Füllstandshöhe berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, einen aktuellen Messwert mit dem gleitenden Mittelwert zu vergleichen, und, wenn der aktuelle Messwert um mehr als einen vordefinierten Schwellenwert von dem gleitenden Mittelwert abweicht, den aktuellen Messwert als fehlerhaft einzustufen. Das bedeutet, dass die Verarbeitungseinheit aktuelle Messwerte analysieren und als Störungen oder Ausreißer einstufen kann. Werden aktuelle Messwerte als Störungen erkannt, werden sie anschließend nicht mehr bei der gleitenden Mittelwertbildung berücksichtigt, um eine hohe Messgenauigkeit zu erhalten. Da die aktuellen Messwerte mit einem Schwellenwert verglichen werden, können kleinere Abweichungen, die keine Verfälschung des gleitenden Mittelwert verursachen würden, ignoriert werden und lediglich große Abweichungen, die das Gesamtergebnis der Bestimmung der Füllstandshöhe überproportional verfälschen würden, werden als Störungen spezifiziert und bei der gleitenden Mittelwertbildung ignoriert. Der Schwellenwert kann abhängig von der tatsächlichen Anwendung, beispielsweise abhängig von dem Inhalt des Reservoirs, gewählt werden.
Insbesondere bei der Verwendung eines Rührers in dem Reservoir können Oberflächenbewegungen zyklisch auftreten. Die Verarbeitungseinheit kann daher gemäß einer weiteren Ausführungsform dazu eingerichtet sein, zu bestimmen, ob der fehlerhaft eingestufte Messwert zyklisch auftritt. Ein solches zyklisches Auftreten des als fehlerhaft eingestuften Messwerts wird dann durch die Verarbeitungseinheit als zyklische Störung definiert und nicht in die Mittelwertbildung einbezogen. Solche zyklischen Störungen weisen beispielsweise darauf hin, dass die Störung aufgrund der Rührflügel eines Aggregats verursacht wird und nicht mit der tatsächlichen Füllstandshöhe in Zusammenhang steht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, ein Warnsignal auszugeben, wenn die bestimmte Füllstandshöhe des Reservoirs eine vordefinierte Untergrenze unterschreitet. Beispielsweise kann bei eine Füllstandshöhe von 20 % eine Vorwarnung ausgegeben werden und bei eine Füllstandshöhe von 10 % eine Warnung ausgegeben werden, um ein Auffüllen des Reservoirs zu veranlassen. Andere Grenzen und andere Arten von Warnsignalen sind ebenfalls möglich.
Wie bereits oben erläutert, kann der Stoff in dem Reservoir ein Schmierfett sein. Andere Arten von Stoffen, wie Fluide oder Feststoffe, z.B. Granulat, die in einem Reservoir aufbewahrt werden können, sind ebenfalls möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Messen des Füllstands in einem Reservoir vorgeschlagen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Senden eines Messsignals in Richtung einer Oberfläche eines in dem Reservoir vorhandenen Stoffs, Empfan- gen eines in Antwort auf das Messsignal von der Oberfläche reflektierten Reflektionssig- nals, Durchführen einer Laufzeitmessung basierend auf der Zeitdifferenz zwischen dem Senden des Messsignals und dem Empfangen des Reflektionssignals und Verarbeiten von Messwerten der Laufzeitmessung, um eine Füllstandshöhe des Reservoirs zu bestimmen. Das Verfahren umfasst des Weiteren: Erkennen von Störungen auf der Oberfläche und Berücksichtigen der Störungen bei der Bestimmung der Füllstandshöhe.
Die oben in Bezug auf das Füllstandsmesssystem beschriebenen Vorteile und Ausführungsformen gelten für das Verfahren zum Messen des Füllstands in einem Reservoir entsprechend und umgekehrt.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches einen Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf einem Computer die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens zu veranlassen.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann z.B. in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht eines Füllstandsmesssystems.
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt ein Füllstandsmesssystem 1, das zum Messen einer Füllstandshöhe eines Stoffs in einem Reservoir ausgebildet ist. Das Füllstandsmesssystem 1 weist ein Sensorgehäuse 4 mit einer Bodenplatte 6 auf, wobei die Bodenplatte 6 mit dem Sensorgehäuse 4 über Befestigungsmittel 28 verbunden werden kann. Das Sensorgehäuse 4 definiert mit seiner Bodenplatte 6 einen Innenraum 10, in dem ein Sensorelement 8 sowie eine Auswerteelektronik 12 mit einer Verarbeitungseinheit 14 angeordnet sind. Des Weiteren umfasst das Sensorgehäuse 4 einen Anschluss 16, über den das Füllstandsmesssystem mit externen Vorrichtungen, wie beispielsweise Rechenvorrichtungen etc., verbunden werden kann. Über Befestigungsmittel 18 kann das Füllstandsmesssystem mit dem Reservoir (nicht gezeigt) verbunden werden.
Um nun die Füllstandshöhe 2 zu messen, ist das Sensorelement 8 dazu eingerichtet, ein Signal auszusenden, das von einer Oberfläche 2 des Inhalts des Reservoirs reflektiert wird und dann von dem Sensorelement 8 wieder empfangen wird. Das Sensorelement 8 kann dazu ausgebildet sein, das Signal innerhalb einer Messkeule 20 zu senden und/oder zu empfangen. Über das ausgesendete und reflektierte Signal kann dann die Verarbeitungseinheit 14 eine Laufzeitmessung durchführen, um einen Abstand 22 zwischen dem Sensorelement 8 und der Oberfläche 2 zu bestimmen. Die Füllstandshöhe des Reservoirs kann beispielsweise durch eine gleitenden Mittelwertbildung der Messwerte der Laufzeitmessung erfolgen. Der gleitenden Mittelwert spiegelt dabei die Füllstandshöhe wieder.
In einem Reservoir, in dem beispielsweise Schmierfett aufbewahrt wird, können Rührflügel vorgesehen sein, um den Inhalt des Reservoirs umzurühren. Solche Vorgänge, oder auch andere Vorgänge in dem Reservoir, beispielsweise eine Bewegung des Reservoirs, wenn es sich um einen Tank eines Fahrzeugs handelt, können zu Oberflächenstörungen führen. Solche Oberflächenstörungen führen zu Bewegungen der Oberfläche 2 und damit zu schwankenden Messwerten durch das Sensorelement 8. Um solche Störungen, die die Bestimmung der Füllstandshöhe verfälschen können, zu erkennen und bei der Bestimmung der Füllstandshöhe auszuschließen, ist die Verarbeitungseinheit 14 dazu eingerichtet, diese Störungen zu erkennen und bei der Mittelwertbildung nicht zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit 14 einen Messwert als fehlerhaft einstufen, wenn dieser um einen vordefinierten Schwellwert von dem gleitenden Mittelwert abweicht. Solche Ausschläge der Messwerte können als Störung interpretiert werden und die Verarbeitungseinheit 14 ignoriert diese dann bei der Berechnung des Mittelwerts.
Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit 14 erkennen, ob es sich um zyklische Störungen handelt. Zyklische Störungen werden häufig durch Rührer oder ähnliches in dem Reservoir verursacht und können somit als Störungen interpretiert werden, die nicht mit der Füllstandshöhe Zusammenhängen.
Durch das hier vorgeschlagene Füllstandsmesssystem ist es somit auf einfache Weise möglich, eine Füllstandshöhe eines Reservoirs zu bestimmen, wobei Bewegungen des Inhalts des Reservoirs, die zu fehlerhaften Bestimmungen der Füllstandshöhe führen können, erkannt und entsprechend berücksichtigt werden.
Bezugszeichenliste
1 Füllstandsmesssystem
2 Oberfläche
4 Sensorgehäuse
6 Bodenplatte
8 Sensorelement
10 Innenelement
12 Auswerteelektronik
14 Verarbeitungseinheit
16 Anschluss
18 Befestigungsmittel
20 Messkeule
22 Ab stand

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Füllstandsmesssystem und Verfahren Füllstandsmesssystem (1) zum Messen des Füllstands in einem Reservoir, mit einem Sensorelement (8), das relativ zu einer Oberfläche (2) eines in dem Reservoir vorhandenen Stoffs angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, ein Messsignal in Richtung der Oberfläche (2) zu senden und ein in Antwort auf das Messsignal von der Oberfläche (2) reflektiertes Reflektionssignal zu empfangen, und mit einer Verarbeitungseinheit (14), die dazu eingerichtet ist, basierend auf der Zeitdifferenz zwischen dem Senden des Messsignals und dem Empfangen des Reflektionssignals eine Laufzeitmessung durchzuführen und Messwerte der Laufzeitmessung zu verarbeiten, um eine Füllstandshöhe des Reservoirs zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, Störungen auf der Oberfläche (2) zu erkennen und bei der Bestimmung der Füllstandshöhe zu berücksichtigen. Füllstandsmesssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Messwerte einer gleitenden Mittelwertbildung zu unterziehen. Füllstandsmesssystem nach Anspruch 2, wobei der aktuelle gleitende Mittelwert der Messwerte die aktuelle Füllstandshöhe ist. Füllstandsmesssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, einen aktuellen Messwert mit dem gleitenden Mittelwert zu vergleichen, und wenn der aktuelle Messwert um mehr als einen vordefinierten Schwellenwert von dem gleitenden Mittelwert abweicht, den aktuellen Messwert als fehlerhaft einzustufen. Füllstandsmesssystem nach Anspruch 4, wobei die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob der fehlerhaft eingestufte Messwert zyklisch auftritt. Füllstandsmesssystem nach Anspruch 5, wobei, wenn bestimmt ist, dass der fehlerhaft eingestufte Messwert zyklisch auftritt, die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, den fehlerhaften Mittelwert als zyklische Störung zu definieren und nicht in die Mittelwertbildung einzubeziehen. Füllstandsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, ein Warnsignal auszugeben, wenn die bestimmte Füllstandshöhe des Reservoirs eine vordefinierte Untergrenze unterschreitet. Füllstandsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stoff in dem Reservoir ein Schmierfett ist. Verfahren zum Messen des Füllstands in einem Reservoir, mit den Schritten: Senden eines Messsignals in Richtung einer Oberfläche (2) eines in dem Reservoir vorhandenen Stoffs, Empfangen eines in Antwort auf das Messsignal von der Oberfläche (2) reflektierten Reflektionssignals, Durchführen einer Laufzeitmessung basierend auf der Zeitdifferenz zwischen dem Senden des Messsignals und dem Empfangen des Reflektionssignals und Verarbeiten von Messwerten der Laufzeitmessung, um eine Füllstandshöhe des Reservoirs zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren umfasst: Erkennen von Störungen auf der Oberfläche (2) und Berücksichtigen der Störungen bei der Bestimmung der Füllstandshöhe.
EP23707890.2A 2022-03-02 2023-02-22 Füllstandsmesssystem und verfahren Pending EP4487090A1 (de)

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