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WO2003052360A1 - Filling level measuring device - Google Patents

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WO2003052360A1
WO2003052360A1 PCT/EP2002/014032 EP0214032W WO03052360A1 WO 2003052360 A1 WO2003052360 A1 WO 2003052360A1 EP 0214032 W EP0214032 W EP 0214032W WO 03052360 A1 WO03052360 A1 WO 03052360A1
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WO
WIPO (PCT)
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probe
container
vibration exciter
measuring device
vibration
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/014032
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German (de)
French (fr)
Inventor
Armin Wendler
Original Assignee
Endress + Hauser Gmbh + Co.Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress + Hauser Gmbh + Co.Kg filed Critical Endress + Hauser Gmbh + Co.Kg
Priority to AU2002358666A priority Critical patent/AU2002358666A1/en
Publication of WO2003052360A1 publication Critical patent/WO2003052360A1/en

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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
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    • 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
    • G01F23/296—Acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to a fill level measuring device for measuring a fill level of a filling material in a container by means of a probe protruding into the container.
  • the probe can e.g. serve as a waveguide on which electromagnetic signals can be transmitted.
  • the probe leads the signals into the container and out signals reflected on a product surface. For example, a transit time of the electromagnetic signals is determined and the fill level is determined therefrom.
  • Both a single waveguide and two or more waveguides arranged parallel to one another can serve as waveguides, which extend downwards into the container from a point above the highest fill level to be measured.
  • Suitable waveguides are e.g. bare metal wires, also known as Sommerfeld conductors, or metal wires provided with insulation. The latter are also known as the Goubau probe.
  • An electronic circuit for generating electromagnetic signals and a receiving and evaluation circuit for determining a level is e.g. described in EP-A 780 665.
  • the probe can e.g. also be a capacitive level probe.
  • the probe forms a capacitor together with the container, the capacitance of which is a measure of the current fill level.
  • the invention can be used completely analogously for such level measuring devices. For the sake of simplicity, however, the invention is only explained in more detail below together with the first-mentioned example of the waveguide.
  • Level gauges working with probes protruding into the container are used in a variety of applications, both in warehousing and in the processing industry, e.g. can be used in chemistry, in the food industry and in the oil industry.
  • the probe projects into the container and is at least partially submerged in the medium.
  • sticky and / or tough Media can deposit material on the probe.
  • Such deposits which are referred to in the industry as an attachment, can lead to a portion of the electromagnetic signal being reflected at the attachment in the former probe. This part is no longer available as a useful signal, so that the signal-to-noise ratio deteriorates. In the worst case, a reflection at the base is incorrectly interpreted as a reflection at the product surface.
  • the invention consists in a level measuring device for measuring a level of a filling material in a container by means of electromagnetic signals, which comprises:
  • the vibration exciter is arranged in the housing.
  • the vibration exciter acts on the probe perpendicular to a longitudinal axis of the probe.
  • the vibration exciter acts on the probe parallel to a longitudinal axis of the probe.
  • the vibration exciter is a piezoelectric exciter. According to a second embodiment of the first embodiment, the vibration exciter works in the ultrasound range.
  • the vibration exciter generates a vibration of the probe during operation by means of hammer blows.
  • the vibration exciter has a coil arranged coaxially with the probe and a ring coaxially surrounding the probe.
  • the ring can be deflected by the coil parallel to the longitudinal axis of the probe and the probe has at least one shoulder surface on which the ring can strike.
  • the probe is a waveguide, which leads electromagnetic signals into the container and signals reflected from a surface of the filling material out of the container.
  • the invention consists in a method for operating one of the aforementioned level measuring devices, in which the vibration exciter periodically sets the probe in vibration during operation.
  • the vibration exciter excites the probe once in operation in each period and the oscillation generated thereby is waited for.
  • the vibration exciter excites the probe to vibrate at a predetermined frequency for a fixed period of time during operation.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a level measuring device arranged on a container
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a level measuring device with a vibration exciter
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a vibration exciter with piezoelectric elements arranged in a stack
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a vibration exciter with an ultrasonic transducer
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a vibration exciter with a ring acting on the probe parallel to the longitudinal axis of the probe.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a fill level measuring device 3 arranged on a container 1. It is used to measure a fill level of a filling material 5 in the container 1 and has an electronic circuit 7 for generating electromagnetic signals S.
  • the fill level measuring device comprises a probe 9 projecting into the container 1, which leads the signals S into the container 1 and out signals R reflected on a product surface.
  • the probe 9 is, for example, a mechanically rigid rod or a mechanically rigid wire.
  • a tensioned rope can also be used in the same way, one end of which is attached to a bottom of the container 1.
  • a weight can also be attached to the other end, through which the rope is tensioned.
  • It can be bare rods, wires or ropes made of metal, such as stainless steel, or with insulation provided metal wires, rods or ropes are used.
  • Polytetrafluoroethylene (PTFE) is a suitable insulator.
  • the reflected signals R are fed to a receiving and evaluation circuit 10, which e.g. the level in the container 1 is determined from a transit time of the signals S to the product surface and the reflected signals R from the product surface back.
  • the speed of propagation of the electromagnetic signals S, R and the distances between the electronic circuit 7 and the container bottom and between the receiving and evaluation circuit 10 and the container bottom are either known in any case or can be obtained by simple reference measurements. With this data, the level of the fill level results from the measured runtime. A measurement result is accessible via connection lines 11 for further processing, display and / or evaluation.
  • the probe 9 is fastened in a housing 13 which can be mounted on the container 1.
  • the housing 13 is made of an electrically conductive material, e.g. made of a metal, preferably a stainless steel. 2 shows a section through the housing 13 and the probe 9 fastened therein.
  • the housing 13 has essentially the shape of a hollow cylinder.
  • a thread 15 is formed on the outside of a container-facing lower end of the housing 13, by means of which the housing 13 can be screwed into an opening 17 in the container 1.
  • a first insert 19 made of a dielectric is arranged in the housing 13, through which the probe 9 is guided into the container 1.
  • the insert 19 has a conical outer jacket surface facing the container, with which it rests in a sealing manner on a conically shaped inner jacket surface 21 of the housing 13.
  • An inner diameter of the housing 13 decreases along the lateral surface 21 in the direction facing the container, so that movement of the first insert 19 in the direction of the container is prevented.
  • a cylindrical housing section 23 adjoins the section of the housing 13 having the lateral surface 21 in the direction facing the container. Inside this housing section 23, the first insert 19 tapers in the direction facing the container until it ends at the probe 9.
  • the probe 9 has a head 25 arranged in the interior of the housing 13 with a container-facing conical first lateral surface 27, the outside diameter of which decreases in the container-facing direction, and a container-facing conical second lateral surface 29, the outside diameter of which decreases in the container-facing direction , on. It lies with the conical lateral surface 27 facing the container in a sealing manner on an inner surface of the same shape as the first insert 19, so that movement of the probes 9 in the direction facing the container is prevented.
  • An elastic molded part 31 clamped parallel to a longitudinal axis L of the probe 9 is provided, which rests on the housing 13 and the probe 9 in a sealing manner.
  • the molded part 31 surrounds the probe 9 coaxially and has an inner surface of the same shape as the second conical outer surface 29 of the probe 9, with which it rests on the second conical outer surface 29.
  • the molded part 31 also has a conical outer jacket surface 33 facing the container, with which it rests on an inner jacket surface of the same shape as the first insert 19.
  • the molded part 31 lies with a cylindrical outer lateral surface 35 on an inner wall of the housing 13 of the same shape.
  • An inner surface 43 of the molded part 41 delimiting the recess 41 in the direction away from the container is cylindrical and an outer jacket surface 45 of the molded part 41 facing away from the container is conical, its outer diameter decreasing in the direction away from the container.
  • a second insert 47 is provided in the housing 13 and closes the end of the housing 13 in the direction facing away from the container.
  • the second insert 47 is made of metal and is cylindrical on the outside. It has a central axial bore 49, into which an extension 51 of the probe 9 projects. Extension 51 and bore 49 are preferably shaped so that in the bore 49 from the side facing away from the container ago a standard plug, for example a BNC plug, can be inserted for the connection of commercially available coaxial lines in order to connect the probe 9 via its extension 51 and the coaxial line to the electronic circuit 7.
  • the metallic second insert 47 and the electrically conductive housing 13 form an extension of an outer conductor of the coaxial line.
  • the second insert 47 has a conical outer surface 53 facing the container, the inside diameter of which increases in the direction facing the container until it is at the end equal to the inside diameter of the housing 13.
  • the second insert 47 lies with an outer, rotationally symmetrical section of this lateral surface 53 on the lateral surface 45 of the molded part 31 facing away from the container.
  • the molded part 31 is clamped by the first and the second insert 19, 47.
  • the second insert 47 in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 has an external thread 55 with which it is screwed into an internal thread of the housing 13 in the direction facing the container.
  • a stop 57 is provided, up to which the insert 47 is to be screwed in so that it exerts sufficient pressure on the molded part 31.
  • a vibration exciter 59 which serves to set the probe 9 into mechanical vibrations during operation.
  • the vibration exciter 59 is arranged in the housing 13. It is preferably located in a container-facing section of the housing 13 away from the connection of the probe 9 to the coaxial line. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, it is located in a cylindrical section of the housing 13 located on a side of the head 25 of the probe 9 facing the container.
  • FIGS. 3 to 6 show exemplary embodiments of vibration exciters 59. In the embodiments shown in FIGS. 1 to 5, the vibration exciter acts on the probe 9 perpendicular to a longitudinal axis L of the probe 9. In the embodiment shown in FIG. 6, it acts parallel to the longitudinal axis L of the probe 9.
  • a piezoelectric exciter 61 is provided. These are disk-shaped piezoelectric elements 63 arranged in a stack, which are electrically parallel and are mechanically connected in series. The stack is arranged perpendicular to a longitudinal axis L of the probe 9 and the exciter acts on the probe 9 perpendicular to this longitudinal axis. By simultaneously changing their thickness due to an applied voltage, the piezoelectric elements 63 exert a force on the probe 9.
  • the stack is fixed between the housing 13 and the probe 9.
  • the stack can e.g. be glued in or, as shown in FIG. 1, be fastened in a holder 65.
  • insulation 67 e.g. a ceramic disk is provided, through which the stack is insulated from the probe 9 and the housing 13.
  • Fig. 4 shows an embodiment of a vibration exciter that works in the ultrasonic range. It is an ultrasonic transducer 69, e.g. a piezoelectric element is provided and pressed against the probe 9 by means of a spring 71. The spring 71 is fastened in a holder 73 mounted on the housing 13.
  • an ultrasonic transducer 69 e.g. a piezoelectric element is provided and pressed against the probe 9 by means of a spring 71.
  • the spring 71 is fastened in a holder 73 mounted on the housing 13.
  • the vibration exciter generates a vibration of the probe 9 during operation by means of hammer blows.
  • a hammer 77 is mounted on a carrier 75 and is rotatably mounted on a joint.
  • the hammer 77 has a bar magnet 79 and can be deflected from its rest position against the force of a spring 83 by means of an electromagnet 81.
  • the electromagnet 81 is arranged opposite the bar magnet 79 and fastened to the housing 13 by means of a holder 85.
  • the hammer 77 is removed from the probe 9 or it strikes the probe 9, reinforced by the reactive force of the spring 83.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a vibration exciter.
  • This has a coil 87 arranged coaxially to the probe 9 in the housing 13.
  • the probe 9 is coaxially surrounded by a ring 89.
  • the ring 89 is enclosed by the coil 87 and can be deflected by the coil 87 parallel to the longitudinal axis L of the probe 9.
  • the probe 9 has at least one shoulder surface 91, 93 on which the ring 89 can strike. By striking the ring 89 on one of the shoulder surfaces 91, 93, the probe 9 is set in vibration.
  • the shoulder surfaces 91, 93 are part of the probe 9.
  • the probe 9 has a smaller diameter in the section enclosed by the coil 87. At both ends of the section there is a step surface 91, 93 on which the ring 89 can strike due to a sudden transition to a larger diameter.
  • the coil 87 can be used, for example, to hurl the ring 89 against the shoulder surface 91 and then to hurl it by reversing the polarity of the coil 87 against the other shoulder surface 93.
  • the coil 87 can only accelerate the ring 89 in one direction.
  • a restoring force can e.g. be provided by gravity or by a spring, not shown in Fig. 6.
  • the probe 9 is set in vibration by the vibration exciter 59 during operation.
  • Periodic excitations are carried out by the vibration exciter 59 exciting the probe 9 once in each period and waiting for the vibration generated thereby to subside.
  • the vibration exciter 59 can excite the probe 9 in each period for a fixed period to vibrate at a predetermined frequency.
  • an oscillation excitation in the direction of the longitudinal axis L is also possible, which is effected by a pulse wave triggered by magnetostriction, which continues in the longitudinal direction through the probe.
  • the oscillation or the vibration of the probe 9 loosens and shakes off any attachment that may adhere to the probe 9, for example a dried-on layer of the medium. Accordingly, in this very simple manner, the probe 9 can be kept free of deposits, at least for a large number of batch-forming media. As a result, the measurement reliability is increased and complex cleaning and / or maintenance work can be carried out at much longer intervals or even be omitted entirely.

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Abstract

The invention relates a filling level measuring device for measuring the filling level of a material (5) in a container (1), forming a deposit which is as small as possible, comprising: at least one probe (9) protruding into the container (1), which is secured in the housing (13) and which can be mounted on the container (1), in addition to an oscillator (59) which is used to cause the probe to undergo (9) mechanical oscillations.

Description

Füllstandsmeßgerät level meter
Die Erfindung betrifft ein Füllstandsmeßgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter mittels einer in den Behälter hinein ragenden Sonde.The invention relates to a fill level measuring device for measuring a fill level of a filling material in a container by means of a probe protruding into the container.
Die Sonde kann z.B. als Wellenleiter dienen, auf den elektromagnetische Signale übertragbar sind. Die Sonde führt die Signale in den Behälter hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale heraus. Es kann z.B. eine Laufzeit der elektromagnetischen Signale bestimmt und daraus der Füllstand ermittelt werden.The probe can e.g. serve as a waveguide on which electromagnetic signals can be transmitted. The probe leads the signals into the container and out signals reflected on a product surface. For example, a transit time of the electromagnetic signals is determined and the fill level is determined therefrom.
Als Wellenleiter können dabei sowohl ein einziger als auch zwei oder mehr parallel zueinander angeordnete Wellenleiter dienen, die sich von einem Punkt oberhalb des höchsten zu messenden Füllstandes nach unten in den Behälter hinein erstrecken. Als Wellenleiter eignen sich z.B. blanke auch als Sommerfeld- Leiter bezeichnete Metalldrähte, oder mit einer Isolation versehene Metalldrähte. Letztere sind auch unter der Bezeichnung Goubau-Sonde bekannt.Both a single waveguide and two or more waveguides arranged parallel to one another can serve as waveguides, which extend downwards into the container from a point above the highest fill level to be measured. Suitable waveguides are e.g. bare metal wires, also known as Sommerfeld conductors, or metal wires provided with insulation. The latter are also known as the Goubau probe.
Eine elektronische Schaltung zur Erzeugung von elektromagnetischen Signale sowie eine Empfangs- und Auswerteschaltung zur Bestimmung eines Füllstandes ist z.B. in der EP-A 780 665 beschrieben.An electronic circuit for generating electromagnetic signals and a receiving and evaluation circuit for determining a level is e.g. described in EP-A 780 665.
Alternativ kann die Sonde z.B. auch eine kapazitive Füllstandsmeßsonde sein. Dabei bildet die Sonde beispielsweise zusammen mit dem Behälter einen Kondensator, dessen Kapazität ein Maß für den aktuellen Füllstand ist. Für derartige Füllstandsmeßgeräte ist die Erfindung völlig analog einsetzbar. Der Einfachheit halber wird die Erfindung nachfolgend jedoch lediglich zusammen mit dem zuerst genannten Beispiel des Wellenleiters näher erläutert.Alternatively, the probe can e.g. also be a capacitive level probe. For example, the probe forms a capacitor together with the container, the capacitance of which is a measure of the current fill level. The invention can be used completely analogously for such level measuring devices. For the sake of simplicity, however, the invention is only explained in more detail below together with the first-mentioned example of the waveguide.
Mit in den Behälter ragenden Sonden arbeitende Füllstandsmeßgeräte sind in einer Vielzahl von Anwendungen, sowohl in der Lagerhaltung als auch in der verarbeitenden Industrie, z.B. in der Chemie, in der Lebensmittelindustrie und in der Ölindustrie, einsetzbar.Level gauges working with probes protruding into the container are used in a variety of applications, both in warehousing and in the processing industry, e.g. can be used in chemistry, in the food industry and in the oil industry.
Die Sonde ragt im Betrieb in den Behälter hinein und ist zumindest zeitweise teilweise in das Medium eingetaucht. Besonders bei klebrigen und/oder zähen Medien kann sich Material auf der Sonde ablagern. Solche Ablagerungen, die in der Industrie als Ansatz bezeichnet werden, können bei der erstgenannten Sonde dazu führen, daß ein Teil des elekromagnetischen Signals am Ansatz reflektiert wird. Dieser Teil steht nicht mehr als Nutzsignal zur Verfügung, so daß sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verschlechtert. Im ungünstigsten Fall wird eine Reflektion am Ansatz fehlerhafter Weise als eine Reflektion an der Füllgutoberfläche interpretiert.During operation, the probe projects into the container and is at least partially submerged in the medium. Especially with sticky and / or tough Media can deposit material on the probe. Such deposits, which are referred to in the industry as an attachment, can lead to a portion of the electromagnetic signal being reflected at the attachment in the former probe. This part is no longer available as a useful signal, so that the signal-to-noise ratio deteriorates. In the worst case, a reflection at the base is incorrectly interpreted as a reflection at the product surface.
Bei der kapazitiven Sonde führt Ansatz dazu, daß sich die Kapazität unabhängig vom Füllstand verändert.In the case of the capacitive probe, the approach leads to the capacitance changing independently of the fill level.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Füllstandsmeßgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter mittels einer in den Behälter hinein geführten Sonde anzugeben, bei dem sich möglichst wenig Ansatz bildet.It is an object of the invention to provide a fill level measuring device for measuring a fill level of a filling material in a container by means of a probe which is inserted into the container and in which as little as possible builds up.
Hierzu besteht die Erfindung in einem Füllstandsmeßgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter mittels elektromagnetischen Signalen, welches umfaßt:To this end, the invention consists in a level measuring device for measuring a level of a filling material in a container by means of electromagnetic signals, which comprises:
- mindestens eine in den Behälter hinein ragende Sonde,at least one probe protruding into the container,
- die in einem auf dem Behälter montierbaren Gehäuse befestigt ist, und- which is fastened in a housing which can be mounted on the container, and
- einem Schwingungserreger,- a vibration exciter,
- der dazu dient, die Sonde in mechanische Schwingungen zu versetzen.- which serves to set the probe in mechanical vibrations.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schwingungserreger im Gehäuse angeordnet.According to one embodiment, the vibration exciter is arranged in the housing.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung wirkt der Schwingungserreger senkrecht zu einer Längsachse der Sonde auf die Sonde ein.According to a first embodiment, the vibration exciter acts on the probe perpendicular to a longitudinal axis of the probe.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung wirkt der Schwingungserreger parallel zu einer Längsachse der Sonde auf die Sonde ein.According to a second embodiment, the vibration exciter acts on the probe parallel to a longitudinal axis of the probe.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der ersten Ausgestaltung ist der Schwingungserreger ein piezoelektrischer Erreger. Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der ersten Ausgestaltung arbeitet der Schwingungserreger im Ultraschallbereich.According to a first embodiment of the first embodiment, the vibration exciter is a piezoelectric exciter. According to a second embodiment of the first embodiment, the vibration exciter works in the ultrasound range.
Gemäß einer dritten Ausgestaltung der ersten Ausgestaltung erzeugt der Schwingungserreger im Betrieb mittels Hammerschlägen eine Vibration der Sonde.According to a third embodiment of the first embodiment, the vibration exciter generates a vibration of the probe during operation by means of hammer blows.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der zweiten Ausgestaltung weist der Schwingungserreger eine koaxial zur Sonde angeordnete Spule und einen die Sonde koaxial umgebenden Ring auf. Der Ring ist durch die Spule parallel zur Längsachse der Sonde auslenkbar und die Sonde weist mindestens eine Absatzfläche auf, auf der der Ring aufschlagen kann.According to a first embodiment of the second embodiment, the vibration exciter has a coil arranged coaxially with the probe and a ring coaxially surrounding the probe. The ring can be deflected by the coil parallel to the longitudinal axis of the probe and the probe has at least one shoulder surface on which the ring can strike.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Sonde ein Wellenleiter, der elektromagnetische Signale in den Behälter hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale aus dem Behälter heraus führt.According to one embodiment, the probe is a waveguide, which leads electromagnetic signals into the container and signals reflected from a surface of the filling material out of the container.
Weiter besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Betrieb eines der vorgenannten Füllstandsmeßgeräte, bei dem der Schwingungserreger die Sonde im Betrieb periodisch in Schwingungen versetzt.Furthermore, the invention consists in a method for operating one of the aforementioned level measuring devices, in which the vibration exciter periodically sets the probe in vibration during operation.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung regt der Schwingungserreger die Sonde im Betrieb in jeder Periode einmal an und es wird ein Abklingen der hierdurch erzeugten Schwingung abgewartet.According to a first embodiment, the vibration exciter excites the probe once in operation in each period and the oscillation generated thereby is waited for.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung regt der Schwingungserreger die Sonde im Betrieb in jeder Periode für einen festen Zeitraum zu Schwingungen mit einer vorgegebenen Frequenz an.According to a second embodiment, the vibration exciter excites the probe to vibrate at a predetermined frequency for a fixed period of time during operation.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen vier Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.The invention and its advantages will now be explained in more detail with reference to the figures in the drawing, in which four exemplary embodiments are shown; Identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines auf einem Behälter angeordneten Füllstandsmeßgeräts; Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Füllstandsmeßgeräts mit einem Schwingungserreger;Fig. 1 shows a schematic representation of a level measuring device arranged on a container; Fig. 2 shows a schematic representation of a level measuring device with a vibration exciter;
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungserregers mit in einem Stapel angeordneten piezoelektrischen Elementen;3 shows a schematic illustration of a vibration exciter with piezoelectric elements arranged in a stack;
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungserregers mit einem Ultraschallwandler;Fig. 4 shows a schematic representation of a vibration exciter with an ultrasonic transducer;
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einesFig. 5 shows a schematic representation of a
Schwingungserregers mit einem senkrecht zur Längsachse der Sonde auf die Sonde einwirkenden Hammer; undVibration exciter with a hammer acting perpendicular to the longitudinal axis of the probe on the probe; and
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungserregers mit einem parallel zur Längsachse der Sonde auf die Sonde einwirkenden Ring.FIG. 6 shows a schematic illustration of a vibration exciter with a ring acting on the probe parallel to the longitudinal axis of the probe.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines auf einem Behälter 1 angeordneten Füllstandsmeßgeräts 3. Es dient zur Messung eines Füllstandes eines Füllguts 5 in dem Behälter 1 und weist eine elektronische Schaltung 7 zur Erzeugung von elektromagnetischen Signalen S auf.1 shows a schematic illustration of a fill level measuring device 3 arranged on a container 1. It is used to measure a fill level of a filling material 5 in the container 1 and has an electronic circuit 7 for generating electromagnetic signals S.
Das Füllstandsmeßgerät umfaßt eine in den Behälter 1 hinein ragende Sonde 9, die die Signale S in den Behälter 1 hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale R heraus führt.The fill level measuring device comprises a probe 9 projecting into the container 1, which leads the signals S into the container 1 and out signals R reflected on a product surface.
Die Sonde 9 ist z.B. ein mechanisch starrer Stab oder ein mechanisch starrer Draht. Genauso ist aber auch ein gespanntes Seil einsetzbar, dessen eines Ende an einem Boden des Behälters 1 befestigt ist. Anstelle einer Befestigung des Endes am Behälterboden kann an dem anderen Ende auch ein Gewicht befestigt sein, durch das das Seil gespannt wird. Es können sowohl blanke Stäbe, Drähte oder Seile aus Metall, z.B. aus einem Edelstahl, als auch mit einer Isolation versehene Metalldrähte, -stäbe oder -seile verwendet werden. Als Isolator eignet sich z.B. Polytetraflourethylen (PTFE).The probe 9 is, for example, a mechanically rigid rod or a mechanically rigid wire. However, a tensioned rope can also be used in the same way, one end of which is attached to a bottom of the container 1. Instead of attaching the end to the bottom of the container, a weight can also be attached to the other end, through which the rope is tensioned. It can be bare rods, wires or ropes made of metal, such as stainless steel, or with insulation provided metal wires, rods or ropes are used. Polytetrafluoroethylene (PTFE) is a suitable insulator.
Die reflektierten Signale R werden im Betrieb einer Empfangs- und Auswerteschaltung 10 zugeführt, die z.B. aus einer Laufzeit der Signale S bis zur Füllgutoberfläche und der reflektierten Signale R von der Füllgutoberfläche zurück den Füllstand im Behälter 1 bestimmt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Signale S, R und die Abstände zwischen der elektronischen Schaltung 7 und dem Behälterboden und zwischen der Empfangs- und Auswerteschaltung 10 und dem Behälterboden sind entweder ohnehin bekannt oder können durch einfache Referenzmessungen erhalten werden. Mit diesen Daten ergibt sich aus der gemessenen Laufzeit die Höhe des Füllstands. Ein Meßergebnis ist über Anschlußleitungen 11 einer weiteren Verarbeitung, Anzeige und/oder Auswertung zugänglich.During operation, the reflected signals R are fed to a receiving and evaluation circuit 10, which e.g. the level in the container 1 is determined from a transit time of the signals S to the product surface and the reflected signals R from the product surface back. The speed of propagation of the electromagnetic signals S, R and the distances between the electronic circuit 7 and the container bottom and between the receiving and evaluation circuit 10 and the container bottom are either known in any case or can be obtained by simple reference measurements. With this data, the level of the fill level results from the measured runtime. A measurement result is accessible via connection lines 11 for further processing, display and / or evaluation.
Die Sonde 9 ist in einem am Behälter 1 montierbaren Gehäuse 13 befestigt. Das Gehäuse 13 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. aus einem Metall, vorzugsweise aus einem Edelstahl. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 13 und der darin befestigten Sonde 9.The probe 9 is fastened in a housing 13 which can be mounted on the container 1. The housing 13 is made of an electrically conductive material, e.g. made of a metal, preferably a stainless steel. 2 shows a section through the housing 13 and the probe 9 fastened therein.
Das Gehäuse 13 weist im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf. An einem behälter-zugewandten unteren Ende des Gehäuses 13 ist außen ein Gewinde 15 angeformt, mittels dessen das Gehäuse 13 in eine Öffnung 17 in dem Behälter 1 einschraubbar ist.The housing 13 has essentially the shape of a hollow cylinder. A thread 15 is formed on the outside of a container-facing lower end of the housing 13, by means of which the housing 13 can be screwed into an opening 17 in the container 1.
In dem Gehäuse 13 ist ein erster Einsatz 19 aus einem Dielektrikum angeordnet, durch den die Sonde 9 hindurch in den Behälter 1 hinein geführt ist. Der Einsatz 19 weist eine behälter-zugewandte konische äußere Mantelfläche auf, mit der er auf einer formgleichen konischen inneren Mantelfläche 21 des Gehäuses 13 abdichtend aufliegt. Ein Innendurchmesser des Gehäuses 13 nimmt entlang der Mantelfläche 21 in behälter-zugewandter Richtung ab, so daß eine Bewegung des ersten Einsatzes 19 in behälter-zugewandter Richtung unterbunden ist. An den die Mantelfläche 21 aufweisenden Abschnitt des Gehäuses 13 grenzt in behälter- zugewandter Richtung ein zylindrischer Gehäuseabschnitt 23 an. Im Inneren dieses Gehäuseabschnitts 23 verjüngt sich der erste Einsatz 19 in behälter- zugewandter Richtung bis er an der Sonde 9 endet. Die Sonde 9 weist einen im Inneren des Gehäuses 13 angeordneten Kopf 25 mit einer behälter-zugewandten konischen ersten Mantelfläche 27, deren Außendurchmesser in behälter-zugewandter Richtung abnimmt, und einer behälter-abgewandten konischen zweiten Mantelfläche 29, deren Außendurchmesser in behälter-abgewandter Richtung abnimmt, auf. Er liegt mit der behälter-zugewandten konischen Mantelfläche 27 auf einer formgleichen Innenfläche des ersten Einsatzes 19 abdichtend auf, so daß eine Bewegung der Sondes 9 in behälter-zugewandter Richtung unterbunden ist.A first insert 19 made of a dielectric is arranged in the housing 13, through which the probe 9 is guided into the container 1. The insert 19 has a conical outer jacket surface facing the container, with which it rests in a sealing manner on a conically shaped inner jacket surface 21 of the housing 13. An inner diameter of the housing 13 decreases along the lateral surface 21 in the direction facing the container, so that movement of the first insert 19 in the direction of the container is prevented. A cylindrical housing section 23 adjoins the section of the housing 13 having the lateral surface 21 in the direction facing the container. Inside this housing section 23, the first insert 19 tapers in the direction facing the container until it ends at the probe 9. The probe 9 has a head 25 arranged in the interior of the housing 13 with a container-facing conical first lateral surface 27, the outside diameter of which decreases in the container-facing direction, and a container-facing conical second lateral surface 29, the outside diameter of which decreases in the container-facing direction , on. It lies with the conical lateral surface 27 facing the container in a sealing manner on an inner surface of the same shape as the first insert 19, so that movement of the probes 9 in the direction facing the container is prevented.
Es ist ein parallel zu einer Längsachse L der Sonde 9 eingespanntes elastisches Formteil 31 vorgesehen, das an dem Gehäuse 13 und der Sonde 9 abdichtend anliegt.An elastic molded part 31 clamped parallel to a longitudinal axis L of the probe 9 is provided, which rests on the housing 13 and the probe 9 in a sealing manner.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt das Formteil 31 die Sonde 9 koaxial und weist eine zu der zweiten konischen Mantelfläche 29 der Sonde 9 formgleiche Innenfläche auf, mit des es auf der zweiten konischen Mantelfläche 29 aufliegt.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the molded part 31 surrounds the probe 9 coaxially and has an inner surface of the same shape as the second conical outer surface 29 of the probe 9, with which it rests on the second conical outer surface 29.
Das Formteil 31 weist weiter eine behälter-zugewandte konische äußere Mantelfläche 33 auf, mit der es auf einer formgleichen inneren Mantelfläche des ersten Einsatzes 19 aufliegt. Das Formteil 31 liegt mit einer zylindrischen äußeren Mantelfläche 35 an einer formgleichen Innenwand des Gehäuses 13 an.The molded part 31 also has a conical outer jacket surface 33 facing the container, with which it rests on an inner jacket surface of the same shape as the first insert 19. The molded part 31 lies with a cylindrical outer lateral surface 35 on an inner wall of the housing 13 of the same shape.
Zwischen einem sich in behälter-abgewandter Richtung verjüngenden behälter- abgewandten Abschnitt 39 der Sonde 9 besteht eine an das Formteil 31 angrenzende, die Sonde 9 umgebende Ausnehmung 41.Between a section 39 of the probe 9 facing away from the container and tapering in the direction away from the container, there is a recess 41 adjacent to the molded part 31 and surrounding the probe 9.
Eine in behälter-abgewandter Richtung die Ausnehmung 41 begrenzende Innenfläche 43 des Formteils 41 ist zylindrisch und eine äußere behälter- abgewandte Mantelfläche 45 des Formteils 41 ist konisch, wobei deren Außendurchmesser in behälter-abgewandter Richtung abnimmt.An inner surface 43 of the molded part 41 delimiting the recess 41 in the direction away from the container is cylindrical and an outer jacket surface 45 of the molded part 41 facing away from the container is conical, its outer diameter decreasing in the direction away from the container.
In dem Gehäuse 13 ist ein zweiter Einsatz 47 vorgesehen, der das Gehäuse 13 in behälter-abgewandter Richtung endseitig abschließt. Der zweite Einsatz 47 ist aus Metall und ist außen zylindrisch. Er weist eine zentrale axiale Bohrung 49 auf, in die ein Fortsatz 51 der Sonde 9 hineinragt. Fortsatz 51 und Bohrung 49 sind vorzugsweise so geformt, daß in die Bohrung 49 von behälter-abgewandter Seite her ein Standardstecker, z.B. ein BNC-Stecker, für den Anschluß von handelsüblichen Koaxialleitungen einsteckbar ist, um die Sonde 9 über dessen Fortsatz 51 und die Koaxialleitung an die elektronische Schaltung 7 anzuschließen. Der metallische zweite Einsatz 47 und das elektrisch leitfähige Gehäuse 13 bilden eine Verlängerung eines Außenleiters der Koaxialleitung.A second insert 47 is provided in the housing 13 and closes the end of the housing 13 in the direction facing away from the container. The second insert 47 is made of metal and is cylindrical on the outside. It has a central axial bore 49, into which an extension 51 of the probe 9 projects. Extension 51 and bore 49 are preferably shaped so that in the bore 49 from the side facing away from the container ago a standard plug, for example a BNC plug, can be inserted for the connection of commercially available coaxial lines in order to connect the probe 9 via its extension 51 and the coaxial line to the electronic circuit 7. The metallic second insert 47 and the electrically conductive housing 13 form an extension of an outer conductor of the coaxial line.
Der zweite Einsatz 47 weist eine konische behälter-zugewandte Mantelfläche 53 auf, deren Innendurchmesser in behälter-zugewandter Richtung zunimmt, bis er endseitig gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 13 ist.The second insert 47 has a conical outer surface 53 facing the container, the inside diameter of which increases in the direction facing the container until it is at the end equal to the inside diameter of the housing 13.
Der zweite Einsatz 47 liegt mit einem äußeren rotationssymmetrischen Abschnitt dieser Mantelfläche 53 auf der hierzu formgleichen behälter-abgewandten Mantelfläche 45 des Formteils 31 auf.The second insert 47 lies with an outer, rotationally symmetrical section of this lateral surface 53 on the lateral surface 45 of the molded part 31 facing away from the container.
Das Formteil 31 ist durch den ersten und den zweiten Einsatz 19, 47 eingespannt. Hierzu weist der zweite Einsatz 47 in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Außengewinde 55 auf mit der es in ein Innengewinde des Gehäuses 13 in behälter-zugewandter Richtung eingeschraubt ist. An einem oberen, behälter-abgewandten Ende des zweiten Einsatzes 47 ist ein Anschlag 57 vorgesehen, bis zu dem der Einsatz 47 einzuschrauben ist, damit er genügend Druck auf das Formteil 31 ausübt.The molded part 31 is clamped by the first and the second insert 19, 47. For this purpose, the second insert 47 in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 has an external thread 55 with which it is screwed into an internal thread of the housing 13 in the direction facing the container. At an upper end of the second insert 47 facing away from the container, a stop 57 is provided, up to which the insert 47 is to be screwed in so that it exerts sufficient pressure on the molded part 31.
Erfindungsgemäß ist ein Schwingungserreger 59 vorgesehen, der dazu dient, die Sonde 9 im Betrieb in mechanische Schwingungen zu versetzen. Der Schwingungserreger 59 ist im Gehäuse 13 angeordnet. Vorzugsweise befindet er sich in einem behälter-zugewandten Abschnitt des Gehäuses 13 entfernt von dem Anschluß der Sonde 9 an die Koaxialleitung. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet er sich in einem auf einer behälter-zugewandten Seite des Kopfes 25 der Sonde 9 befindlichen zylindrischen Abschnitt des Gehäuses 13. In den Figuren 3 bis 6 sind Ausführungsbeispiele für Schwingungserreger 59 dargestellt. Bei den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungen wirkt der Schwingungserreger senkrecht zu einer Längsachse L der Sonde 9 auf die Sonde 9 ein. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt er parallel zur Längsachse L der Sonde 9 ein.According to the invention, a vibration exciter 59 is provided, which serves to set the probe 9 into mechanical vibrations during operation. The vibration exciter 59 is arranged in the housing 13. It is preferably located in a container-facing section of the housing 13 away from the connection of the probe 9 to the coaxial line. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, it is located in a cylindrical section of the housing 13 located on a side of the head 25 of the probe 9 facing the container. FIGS. 3 to 6 show exemplary embodiments of vibration exciters 59. In the embodiments shown in FIGS. 1 to 5, the vibration exciter acts on the probe 9 perpendicular to a longitudinal axis L of the probe 9. In the embodiment shown in FIG. 6, it acts parallel to the longitudinal axis L of the probe 9.
In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein piezoelektrischer Erreger 61 vorgesehen. Es handelt sich hier um in einem Stapel angeordnete scheibenförmige piezoelektrische Elemente 63, die elektrisch parallel und mechanisch in Reihe geschaltet sind. Der Stapel ist senkrecht zu einer Längsachse L der Sonde 9 angeordnet und der Erreger wirkt senkrecht zu dieser Längsachse auf die Sonde 9 ein. Indem die piezoelektrischen Elemente 63 zeitgleich durch eine angelegte Spannung ihre Dicke verändern, bewirken sie ein Kraft auf die Sonde 9.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a piezoelectric exciter 61 is provided. These are disk-shaped piezoelectric elements 63 arranged in a stack, which are electrically parallel and are mechanically connected in series. The stack is arranged perpendicular to a longitudinal axis L of the probe 9 and the exciter acts on the probe 9 perpendicular to this longitudinal axis. By simultaneously changing their thickness due to an applied voltage, the piezoelectric elements 63 exert a force on the probe 9.
Der Stapel ist zwischen dem Gehäuse 13 und der Sonde 9 befestigt. Der Stapel kann z.B. eingeklebt sein, oder wie in Fig. 1 dargestellt in einer Halterung 65 befestigt sein. An jedem Ende des Stapels ist eine Isolation 67, z.B. eine keramische Scheibe vorgesehen, durch die der Stapel gegenüber der Sonde 9 und dem Gehäuse 13 Isoliert ist.The stack is fixed between the housing 13 and the probe 9. The stack can e.g. be glued in or, as shown in FIG. 1, be fastened in a holder 65. At each end of the stack there is insulation 67, e.g. a ceramic disk is provided, through which the stack is insulated from the probe 9 and the housing 13.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schwingungserregers, der im Ultraschallbereich arbeitet. Es ist ein Ultraschallwandler 69, z.B. ein piezoelektrisches Element, vorgesehen und mittels einer Feder 71 gegen die Sonde 9 gepreßt. Die Feder 71 ist in einer am Gehäuse 13 montierten Halterung 73 befestigt.Fig. 4 shows an embodiment of a vibration exciter that works in the ultrasonic range. It is an ultrasonic transducer 69, e.g. a piezoelectric element is provided and pressed against the probe 9 by means of a spring 71. The spring 71 is fastened in a holder 73 mounted on the housing 13.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt der Schwingungserreger im Betrieb mittels Hammerschlägen eine Vibration der Sonde 9. Hierzu ist auf einem Träger 75 ein Hammer 77 montiert, der auf einem Gelenk drehbar gelagert ist. Der Hammer 77 weist einen Stabmagneten 79 auf und ist mittels eines Elektromagneten 81 gegen die Kraft einer Feder 83 aus dessen Ruhelage ausgelenkbar. Der Elektromagnet 81 ist gegenüber von dem Stabmagneten 79 angeordnet und mittels einer Halterung 85 an dem Gehäuse 13 befestigt. Je nach Polung des Elektromagneten 81 wird der Hammer 77 von der Sonde 9 entfernt oder er schlägt, verstärkt durch die Rückwirkende Kraft der Feder 83 auf die Sonde 9 auf.In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the vibration exciter generates a vibration of the probe 9 during operation by means of hammer blows. For this purpose, a hammer 77 is mounted on a carrier 75 and is rotatably mounted on a joint. The hammer 77 has a bar magnet 79 and can be deflected from its rest position against the force of a spring 83 by means of an electromagnet 81. The electromagnet 81 is arranged opposite the bar magnet 79 and fastened to the housing 13 by means of a holder 85. Depending on the polarity of the electromagnet 81, the hammer 77 is removed from the probe 9 or it strikes the probe 9, reinforced by the reactive force of the spring 83.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungserregers. Dieser weist eine koaxial zur Sonde 9 im Gehäuse 13 angeordnete Spule 87 auf. Die Sonde 9 ist koaxial von einem Ring 89 umgeben. Der Ring 89 ist von der Spule 87 umschlossen und durch die Spule 87 parallel zur Längsachste L der Sonde 9 auslenkbar. Die Sonde 9 weist mindestens eine Absatzfläche 91 , 93 auf, auf der der Ring 89 aufschlagen kann. Durch ein Aufschlagen des Ringes 89 auf eine der Absatztflächen 91 , 93 wird die Sonde 9 in Schwingung versetzt.6 shows a further exemplary embodiment of a vibration exciter. This has a coil 87 arranged coaxially to the probe 9 in the housing 13. The probe 9 is coaxially surrounded by a ring 89. The ring 89 is enclosed by the coil 87 and can be deflected by the coil 87 parallel to the longitudinal axis L of the probe 9. The probe 9 has at least one shoulder surface 91, 93 on which the ring 89 can strike. By striking the ring 89 on one of the shoulder surfaces 91, 93, the probe 9 is set in vibration.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Absatzflächen 91 , 93 Bestandteil der Sonde 9. Die Sonde 9 weist im von der Spule 87 eingeschlossenen Abschnitt einen geringeren Durchmesser auf. An beiden Enden des Abschnitts besteht durch einen sprungartigen Übergang zu einem größeren Durchmesser eine Absatzfläche 91 , 93 auf der der Ring 89 aufschlagen kann.In the exemplary embodiment shown, the shoulder surfaces 91, 93 are part of the probe 9. The probe 9 has a smaller diameter in the section enclosed by the coil 87. At both ends of the section there is a step surface 91, 93 on which the ring 89 can strike due to a sudden transition to a larger diameter.
Die Spule 87 kann beispielsweise dazu genutzt werden, den Ring 89 gegen die Absatzfläche 91 zu schleudern und anschließend durch Umpolung der Spule 87 gegen die andere Absatzfläche 93 zu schleudern. Alternativ kann die Spule 87 den Ring 89 nur in eine Richtung beschleunigen. Eine Rückstellkraft kann z.B. durch die Schwerkraft oder durch eine in Fig. 6 nicht dargestellte Feder bereitgestellt werden.The coil 87 can be used, for example, to hurl the ring 89 against the shoulder surface 91 and then to hurl it by reversing the polarity of the coil 87 against the other shoulder surface 93. Alternatively, the coil 87 can only accelerate the ring 89 in one direction. A restoring force can e.g. be provided by gravity or by a spring, not shown in Fig. 6.
Erfindungsgemäß wird die Sonde 9 im Betrieb durch den Schwingungserreger 59 in Schwingungen versetzt. Dabei können z.B. periodische Anregungen ausgeführt werden indem der Schwingungserreger 59 die Sonde 9 in jeder Periode einmal anregt und ein Abklingen der hierdurch erzeugten Schwingung abgewartet wird. Alternativ kann der Schwingungserreger 59 die Sonde 9 in jeder Periode für einen festen Zeitraum zu Schwingungen mit einer vorgegebenen Frequenz anregen.According to the invention, the probe 9 is set in vibration by the vibration exciter 59 during operation. Here, e.g. Periodic excitations are carried out by the vibration exciter 59 exciting the probe 9 once in each period and waiting for the vibration generated thereby to subside. Alternatively, the vibration exciter 59 can excite the probe 9 in each period for a fixed period to vibrate at a predetermined frequency.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Alternativ ist z.B. auch eine Schwingungsanregung in Richtung der Längsachse L möglich, die durch eine mittels Magnetostriktion ausgelöste Pulswelle erfolgt, die sich in Längsrichtung durch die Sonde fortsetzt.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. Alternatively, e.g. an oscillation excitation in the direction of the longitudinal axis L is also possible, which is effected by a pulse wave triggered by magnetostriction, which continues in the longitudinal direction through the probe.
Durch die Schwingung bzw. die Vibration der Sonde 9 wird ein eventuell an der Sonde 9 anhaftender Ansatz, z.B. eine angetrocknete Schicht des Mediums, gelöst und abgeschüttelt. Entsprechend kann auf diese sehr einfache Weise die Sonde 9 zumindest für eine große Vielzahl von ansatzbildenden Medien frei von Ansatz gehalten werden. Hierdurch wird die Meßsicherheit erhöht und aufwendige Reinigungs- und/oder Wartungsarbeiten können in sehr viel größeren Zeitabständen vorgenommen werden oder sogar ganz entfallen. The oscillation or the vibration of the probe 9 loosens and shakes off any attachment that may adhere to the probe 9, for example a dried-on layer of the medium. Accordingly, in this very simple manner, the probe 9 can be kept free of deposits, at least for a large number of batch-forming media. As a result, the measurement reliability is increased and complex cleaning and / or maintenance work can be carried out at much longer intervals or even be omitted entirely.

Claims

Patentansprüche claims
1. Füllstandsmeßgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes (5) in einem Behälter (1), welches umfaßt:1. Level measuring device for measuring a level of a filling material (5) in a container (1), which comprises:
- mindestens eine in den Behälter (1) hinein ragende Sonde (9),- at least one probe (9) projecting into the container (1),
- die in einem auf dem Behälter (1) montierbaren Gehäuse (13) befestigt ist, und- Which is fastened in a housing (13) which can be mounted on the container (1), and
- einem Schwingungserreger (59),- a vibration exciter (59),
- der dazu dient, die Sonde (9) in mechanische Schwingungen zu versetzen.- Which serves to set the probe (9) in mechanical vibrations.
2. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1 , bei dem der Schwingungserreger (59) im Gehäuse (13) angeordnet ist.2. Level meter according to claim 1, wherein the vibration exciter (59) is arranged in the housing (13).
3. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1 , bei dem der Schwingungserreger senkrecht zu einer Längsachse (L) der Sonde (9) auf die Sonde (9) einwirkt.3. Level measuring device according to claim 1, wherein the vibration exciter acts perpendicular to a longitudinal axis (L) of the probe (9) on the probe (9).
4. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1 , bei dem der Schwingungserreger parallel zu einer Längsachse (L) der Sonde (9) auf die Sonde (9) einwirkt.4. Level meter according to claim 1, wherein the vibration exciter acts parallel to a longitudinal axis (L) of the probe (9) on the probe (9).
5. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 3, bei dem der Schwingungserreger ein piezoelektrischer Erreger (61) ist.5. level measuring device according to claim 3, wherein the vibration exciter is a piezoelectric exciter (61).
6. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 3, bei dem der Schwingungserreger im Ultraschallbereich arbeitet.6. Level meter according to claim 3, wherein the vibration exciter works in the ultrasonic range.
7. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 3, bei dem der Schwingungserreger im Betrieb mittels Hammerschlägen eine Vibration der Sonde (9) erzeugt. 7. level measuring device according to claim 3, wherein the vibration exciter generates a vibration of the probe (9) by means of hammer blows during operation.
8. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 4, bei dem der Schwingungserreger8. Level meter according to claim 4, wherein the vibration exciter
- eine koaxial zur Sonde (9) angeordnete Spule (87) und- A coaxial to the probe (9) arranged coil (87) and
- einen die Sonde (9) koaxial umgebenden Ring (89) aufweist und- A ring (89) surrounding the probe (9) coaxially and
- der Ring (89) durch die Spule (87) parallel zur Längsachste (L) der Sonde (9) auslenkbar ist und- The ring (89) can be deflected by the coil (87) parallel to the longitudinal axis (L) of the probe (9) and
- die Sonde (9) mindestens eine Absatzfläche (91 , 93) aufweist, auf der der Ring (89) aufschlagen kann.- The probe (9) has at least one shoulder surface (91, 93) on which the ring (89) can strike.
9. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1 , bei dem die Sonde (9) ein Wellenleiter ist, der elektromagnetische Signale (S) in den Behälter (1) hinein und an einer Füllgutoberfläche reflektierte Signale (R) aus dem Behälter (1) heraus führt.9. level measuring device according to claim 1, wherein the probe (9) is a waveguide, the electromagnetic signals (S) in the container (1) and reflected on a product surface signals (R) out of the container (1).
10. Verfahren zum Betrieb eines Füllstandsmeßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schwingungserreger (59) die Sonde (9) im Betrieb periodisch in Schwingungen versetzt.10. A method for operating a level measuring device according to one of the preceding claims, in which the vibration exciter (59) periodically sets the probe (9) in vibration during operation.
11. Verfahren zum Betrieb eines Füllstandsmeßgerät nach11. The method for operating a level meter according to
Anspruch 10, bei dem der Schwingungserreger (5) die Sonde (9) im Betrieb in jeder Periode einmal anregt und ein Abklingen der hierdurch erzeugten Schwingung abgewartet wird.Claim 10, in which the vibration exciter (5) excites the probe (9) once in operation in each period and the vibration generated thereby is expected to subside.
12. Verfahren zum Betrieb eines Füllstandsmeßgerät nach12. The method of operating a level meter according to
Anspruch 10, bei dem der Schwingungserreger die Sonde (9) im Betrieb in jeder Periode für einen festen Zeitraum zu Schwingungen mit einer vorgegebenen Frequenz anregt. Claim 10, in which the vibration exciter excites the probe (9) to vibrate at a predetermined frequency for a fixed period of time during operation.
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