LU505067B1 - Behältnis - Google Patents

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Johannes Barth
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Behältnis (1), insbesondere zur Lagerung einer Flüssigkeit und/oder von Schüttgut, aufweisend eine Sensoreinheit zur Erfassung eines Füllstands (10) im Behältnis (1), wobei die Sensoreinheit (34, 34A) in und/oder an einem Element des Behältnisses (1) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Behältnis
Die Erfindung betrifft ein Behältnis, insbesondere zur Lage- rung einer Flüssigkeit und/oder von Schüttgut.
Eine Messung eine Füllstands in einem Tankbehälter erfolgt häufig über Radarsensoren. Bei IBC-Tankbehältern (Intermedia- te Bulk Container) werden diese Sensoren an einer Tankober- seite angebracht und sind dadurch der Witterung ausgesetzt.
Sie können durch unsachgemäße Behandlung beschädigt oder auch leicht gestohlen werden. Zudem sind diese Sensoren teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, IBC-Tankbehälter zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch Anspruch 1, d. h. ein
Behältnis, insbesondere zur Lagerung einer Flüssigkeit und/oder von Schüttgut, aufweisend eine Sensoreinheit zur Er- fassung eines Füllstands im Behältnis, wobei die Sensorein- heit in und/oder an einem Element des Behältnisses angeordnet ist.
Die Sensoreinheit kann hierbei innerhalb des Elements ange- ordnet sein. Die Sensoreinheit kann auch teilweise in dem
Element und teilweise an dem Element angeordnet sein. Die
Sensoreinheit kann auch an dem Element angeordnet sein.
Das Behältnis ist vorzugsweise ein Intermediate Bulk Contai- ner.
Ein Intermediate Bulk Container ist auch als Tankcontainer oder Wassercontainer bekannt. Sie werden hauptsächlich für den Transport und die Lagerung flüssiger Substanzen einge- setzt. Jedoch ist auch eine Lagerung bzw. ein Transport von
Schüttgut möglich. Sogar als Gefahrengutverpackung können derartige Container dienen. Die Container sind eine prakti-
sche Alternative zu Transportmitteln wie Fässern oder Tankzü- gen.
Das Behältnis weist vorzugsweise Kunststoff auf. Jedoch sind auch andere Materialien möglich, beispielsweise Metall.
Auch ein Kunststoff aufweisendes Behältnis mit einem Metall aufweisenden Außenkäfig ist möglich.
Die Erfindung eignet sich Jedoch auch für ein Behältnis, das
Glas aufweist.
Das Element ist vorzugsweise eine Wand des Behältnisses, ins- besondere Seitenwand des Behältnisses.
Die Sensoreinheit ist vorteilhaft wenigstens teilweise in ei- ne Wand des Behältnisses integriert.
Beispielsweise ist die Sensoreinheit in die Wand einlami- niert.
Die Sensoreinheit ist vorzugsweise fest und unverlierbar in die Wand integriert.
Sie kann vorteilhaft nicht ausgetauscht werden.
Die Sensoreinheit und die Wand sind vorzugsweise untrennbar miteinander verbunden.
Durch die Integration ist die Sensoreinheit vor mechanischer oder sonstiger Beschädigung geschützt. Zudem wird einem Dieb- stahl der Sensoreinheit vorgebeugt.
Die Sensoreinheit weist vorteilhaft ein Mittel zur Erfassung des Füllstands und sowie ein Mittel zur Bereitstellung und/oder Auswertung von durch das Mittel zur Erfassung er- fassten Daten auf.
Das Mittel zur Erfassung des Füllstands ist vorzugsweise ein kapazitiver Sensor.
Vorteilhaft ist eine Ausführung, wonach das Mittel zur Erfas- sung des Füllstands eine kapazitive Elektrodenanordnung um- fasst.
Vorteilhaft ist hierbei eine kapazitive Elektrodenanordnung, wie bereits in der deutschen Patentanmeldung mit dem Akten- zeichen 10 2022 004 866.3 beschrieben, welche vorzugsweise an der Außenwand des Glas- oder Kunststoffbehälters längs des zu erfassenden Füllstandes angebracht ist. Diese Elektrodenano- rdnung ermöglicht es, zusammen mit einer angeschlossenen Aus- werteelektronik, die Füllhöhe eines Fluidbehälters zu schät- zen. Zudem besteht dadurch die Möglichkeit, zwei unterschied- liche, nicht gemischte Flüssigkeiten zu unterscheiden und de- ren jeweilige Füllhöhe zu bestimmen.
Weiterhin ist dieses Verfahren sehr energiesparend und kann daher batteriegespeist und mit einer drahtlosen Schnittstelle (z.B. Bluetooth Low Energy BLE) ausgestattet werden. Diese
Lösung kann somit an nicht ortsfesten Behältern dauerhaft leicht angebracht werden.
Auf der Behälteraußenwand werden Elektroden vorteilhaft der- art platziert, dass zwei Elektroden einen Kondensator bilden.
Diese Elektroden werden vorzugsweise nebeneinander so plat- ziert, dass eine Linie entlang der zu messenden Füllhöhe ent- steht. Die einzelnen Kapazitäten werden vorzugsweise elektro- nisch nacheinander aktiv geschaltet und deren aktueller Kapa- zitätswert elektronisch mittels eines CDC (Kapazitäts-Digi- tal-Wandler) erfasst. Diese Elektroden können sehr einfach als Leiterbahnstruktur auf einem PCB Layout oder als bedruck- te flexible Folie realisiert werden.
Vorteilhaft weist die Sensoreinheit eine Schnittstelle zur
Kommunikation mit einer, vorzugsweise externen, Ausleseein-
heit auf. Dies gelingt besonders gut mittels RFID, Bluetooth und/oder induktiver Kopplung.
Die Schnittstelle zur externen Ausleseeinheit ist vorzugswei- se drahtlos zur Energie und Datenübertragung ausgebildet.
Sie kann Jedoch auch drahtgebunden sein.
Das Mittel zur Erfassung weist vorteilhaft eine im Verhältnis zur Breite größere Länge auf.
Das Mittel zur Erfassung ist vorzugsweise länglich ausgebil- det.
So kann ein Füllstand über eine gesamte Höhe des Behältnisses erfasst werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Mittel zur Erfassung an einer Außenwand des Behältnisses wenigstens im Wesentli- chen orthogonal zu einem Boden des Behältnisses angeordnet ist. So kann der Füllstand besonders gut gemessen werden.
Die Sensoreinheit kann zur Energieversorgung eine Batterie aufweisen.
Die Batterie wird am Sensor jedoch nicht zwingend benötigt.
Der Sensor kann von außen (z. B. mittels RFID) ausgelesen werden. Mittels RFID wird vorteilhaft auch den Sensor mit
Energie versorgt.
Die Sensoreinheit ist vorzugsweise unaustauschbar mit dem Be- hältnis verbunden. Besonders gut ist eine Ausführung, wonach die Sensoreinheit von Material der Behältniswand umschlossen ist.
Durch die Integration ist der Sensor vor mechanischer oder sonstiger Beschädigung geschützt. Somit sind alle elektri- schen Kontakte vor Beschädigung und Korrosion geschützt. 5 Das Auslesen des Sensors erfolgt vorzugsweise passiv von au-
Ben über ein RFID-System.
Die Kopplung mittels RFID (radio-frequency identification) gelingt vorteilhaft dadurch, dass durch ein Lesegerät magne- tische Wechselfelder in geringer Reichweite zur Sensoreinheit oder durch hochfrequente Radiowellen erzeugt werden. Somit können Daten übertragen werden. Auch der RFID-Transponder kann mit Energie versorgt werden.
Zur Erreichung größerer Reichweiten können vorzugsweise akti- ve Transponder mit eigener Stromversorgung eingesetzt werden, die jedoch mit höheren Kosten verbunden sind.
Auch andere Systeme sind möglich, beispielsweise mittels in- duktiver Kopplung.
Der Behälter kann über den gesamten Lebenszyklus eindeutig getrackt und lokalisiert werden da der Sensor fest und nicht tauschbar in die Behälterwand integriert ist. Die Sensorein- heit ist vorteilhaft fest und unverlierbar in die Behälter- wand des Behälters integriert.
Die Lösung der Aufgabe gelingt zudem durch ein Verfahren zur
Herstellung eines derartigen Behältnisses, wobei wenigstens teilweise in eine Wand des Behältnisses eine Sensoreinheit, aufweisend ein Mittel zur Erfassung eines Füllstands und so- wie ein Mittel zur Bereitstellung und/oder Auswertung von durch das Mittel zur Erfassung erfassten Daten, angeordnet wird.
Die Lösung der Aufgabe gelingt zudem durch eine Sensoreinheit für ein Behältnis zur Erfassung eines Füllstands im Behält- nis, wobei die Sensoreinheit in und/oder an einem Element des
Behältnisses anordenbar ist, wobei die Sensoreinheit ein Mit- tel zur Erfassung des Füllstands und sowie ein Mittel zur Be- reitstellung und/oder Auswertung von durch das Mittel zur Er- fassung erfassten Daten aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
FIG 1 ein Behältnis,
FIG eine besondere Ausführungsform, nämlich einen Inter- mediate Bulk Container,
FIG 3 ein Verfahren zur Herstellung eines Behältnisses.
FIG 1 zeigt ein Behältnis 1. Eine Wand 2 des Behältnisses 1 ist beispielsweise aus Kunststoff oder weist Kunststoff auf.
Auch andere Materialien sind möglich.
Die Figur zeigt eine Sensoreinheit 34 mit einem Mittel 3 zur
Erfassung eines Füllstands 10 im Behältnis und ein Mittel 4 zur Bereitstellung von durch das Mittel zur Erfassung erfass- ten Daten. Hierfür eignet sich insbesondere ein RFID-Tag 15.
Durch eine Ausleseeinheit 11 (vorteilhaft mit entsprechendem
RFID-Reader) können die Sensordaten ausgelesen werden, mit dem Bezugszeichen 13 dargestellt. Dies gelingt beispielsweise mittels RFID, wie bereits erwähnt, oder auch induktiver Kopp- lung. Auch Bluetooth und andere Kommunikationsarten sind mög- lich.
Die Ausleseeinheit kann die Daten an ein übergeordnetes Lo- gistikzentrum 14 senden, mit dem Bezugszeichen 12 darge- stellt. Das Logistikzentrum 14 kann vorteilhaft auch aktiv die Sensordaten anfragen.
Die Figur zeigt eine Ausführungsform, wonach die Sensorein- heit 34 innerhalb der Wand 2 angeordnet ist, nämlich zwischen einem innenliegenden Wandabschnitt 28 (auch: Innenwand) und einem außenliegenden Wandabschnitt 29 (auch: Außenwand 29) des Behältnisses 1.
FIG 2 zeigt eine besondere Ausführungsform, nämlich einen In- termediate Bulk Container 1A, aufweisend Kunststoff 30 und einen Metallkäfig 31, eine Sensoreinheit 34A, einen Boden 0A und eine Wand 2A.
Mittels einer Funkverbindung 21, kann ein Auslesegerät, bei- spielsweise ein Tablet 20, Sensordaten auslesen.
Dies gelingt beispielsweise mittels RFID oder induktiver
Kopplung. Auch Bluetooth und andere Kommunikationsarten sind möglich.
Vorzugsweise gelingt das Auslesen drahtlos.
Der IBC 1A weist eine Sensoreinheit 34A, wie bereits in FIG 1 erläutert auf, womit ein Füllstand einer Flüssigkeit oder ei- nes Schüttguts gemessen werden kann.
Das Erfassungsmittel ist vorteilhaft wie auch die Auswer- teelektronik in die Behälterwand durch ein Laminierverfahren integriert.
FIG 3 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Behältnisses.
In einem Verfahrensschritt S1 wird ein Behältnis oder ein
Teil des Behältnisses bereitgestellt. Vorteilhaft werden eine
Behälterinnwand und eine Behälteraußenwand bereitgestellt.
In einem Verfahrensschritt S2 wird die Sensoreinheit, vor- zugsweise ein Mittel zur Erfassung eines Füllstands aufwei- send, angeordnet. Vorzugsweise wird die Sensoreinheit zwi-
schen der Behälterinnenwand und der Behälteraußenwand ange- ordnet.
Vorteilhaft weist die Sensoreinheit ein Mittel zur Bereit- stellung und/oder Auswertung von durch das Mittel zur Erfas- sung erfassten Daten auf, welches in einem Verfahrensschritt
S3 angeordnet wird.
In einem Verfahrensschritt S4 werden die Elemente der Sen- soreinheit einlaminiert.
Dies gelingt beispielsweise durch thermisches Verpressen von
Innenwand, Sensoreinheit und Außenwand zu einem untrennbaren
Schichtverbund.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Klebefilm eingefügt wer- den und ein Verkleben des Schichtverbundes stattfinden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Sensoreinheit auch an den Stirn- seiten von der Außen- und Innenwand umschlossen ist.
Die Batterie kann optional, vorteilhaft zusammen mit der Sen- soreinheit, integriert werden. So können z. B. Füllstanddaten bei einer zusätzlichen Integration eines Microcontrollers ge- speichert werden. Ein späteres Auslesen, beispielsweise mit- tels RFID, ist möglich.
Die Batterie kann in einer Ausführungsform beispielsweise über eine induktive Kopplung geladen werden.

Claims (16)

Patentansprüche
1. Behältnis (1), insbesondere zur Lagerung einer Flüssigkeit und/oder von Schüttgut, aufweisend eine Sensoreinheit zur Er- fassung eines Füllstands (10) im Behältnis (1), wobei die Sensoreinheit (34, 34A) in und/oder an einem Element des Be- hältnisses (1) angeordnet ist.
2. Behältnis (1) nach Anspruch 1, wobei das Element eine Wand (2) des Behältnisses (1) ist, insbesondere Seitenwand des Be- hältnisses (1).
3. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei die Sensoreinheit (34) wenigstens teilweise in eine Wand (2) des Behältnisses (1) integriert ist.
4. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei die Sensoreinheit (34) in eine Wand des Behältnisses (1) einlaminiert ist.
5. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei die Sensoreinheit (34) ein Mittel (3) zur Erfassung des Füllstands (10) und ein Mittel (4) zur Bereitstellung und/oder Auswertung von durch das Mittel (3) zur Erfassung erfassten Daten aufweist.
6. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei die Sensoreinheit (34) eine Schnittstelle (15) zur Kommu- nikation mit einer, vorzugsweise externen, Ausleseeinheit aufweist, insbesondere mittels RFID, Bluetooth und/oder in- duktiver Kopplung.
7. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei das Mittel (3) zur Erfassung des Füllstands (10) ein ka- pazitiver Sensor ist.
8. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei das Behältnis (1) ein Intermediate Bulk Container (1A)
ist.
9. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei das Behältnis (1) Kunststoff aufweist.
10. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (3) zu Erfassung eine im Verhältnis zur Breite größere Länge aufweist.
11. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (3) zur Erfassung an einer Außenwand des Be- hältnisses (1) wenigstens im Wesentlichen orthogonal zu einem Boden (0, OA) des Behältnisses (1) angeordnet ist.
12. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (3) zur Erfassung des Füllstands eine kapa- zitive Elektrodenanordnung umfasst.
13. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit eine Batterie aufweist.
14. Behältnis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit (34) unaustauschbar mit dem Behältnis (1) verbunden ist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Behältnisses (1) nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenigstens teilweise in ei- ne Wand (2) des Behältnisses (1) eine Sensoreinheit (34), aufweisend ein Mittel (3) zur Erfassung eines Füllstands und sowie ein Mittel (4) zur Bereitstellung und/oder Auswertung von durch das Mittel (3) zur Erfassung erfassten Daten ange- ordnet wird.
16. Sensoreinheit für ein Behältnis (1) nach einem der An- sprüche 1 bis 14 zur Erfassung eines Füllstands im Behältnis (1), wobei die Sensoreinheit in und/oder an einem Element des
Behältnisses anordenbar ist, wobei die Sensoreinheit (34) ein Mittel (3) zur Erfassung des Füllstands und sowie ein Mittel (4) zur Bereitstellung und/oder Auswertung von durch das Mit- tel (3) zur Erfassung erfassten Daten aufweist.
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WO (1) WO2025051406A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190176154A1 (en) * 2016-06-06 2019-06-13 Merck Patent Gmbh Vessel comprising a sensor device and communication means
US20220170775A1 (en) * 2019-05-27 2022-06-02 Kapflex Device for capacitive measurement of a height of a fluid in a tank

Patent Citations (2)

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