DE102007012938A1

DE102007012938A1 - Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße

Info

Publication number: DE102007012938A1
Application number: DE102007012938A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schulze
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2008-09-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße. Die Erfindung beinhaltet, dass mindestens eine Fenstereinheit (5) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um den Füllstand, die Dichte, die Viskosität, den pH-Wert oder den Durchfluss eines Mediums. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit oder um ein Schüttgut oder allgemein um eine Fluid. Das Medium befindet sich dabei beispielsweise in einem Behälter oder es durchströmt ein Rohr oder ein Rohrsystem.
In der modernen Prozess- und Automatisierungstechnik gibt es eine Vielzahl von Messgeräten, die der Messung bzw. der Überwachung von einzelnen Prozessgrößen dienen. Hiermit lassen sich beispielsweise Prozesse steuern bzw. überwachen. Um die Qualität der Messung bzw. der Messwerte zu garantieren, ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, die Messung der Messgeräte zu überwachen bzw. die Messgeräte zu kalibrieren. In vielen Fällen macht es dies erforderlich, die Messgeräte aus dem Prozess zu entnehmen, wofür die Prozesse gegebenenfalls unterbrochen werden müssen. Dies ist somit gegebenenfalls mit großen Kosten verbunden. Eine Art der Kalibration bzw. der Überwachung der Messung sieht vor, dass die vom zu kalibrierenden Messgerät gemessene Messgröße mit dem Wert verglichen wird, welcher durch einen kalibrierten Referenzsensor erzeugt wird. Ein Verfahren sieht beispielsweise vor, dass eine Messung durch den zu kalibrierenden Sensor vorgenommen wird und dass dieser Sensor dann durch einen Referenzsensor ausgetauscht wird, woran anschließend die beiden gewonnenen Messwerte miteinander verglichen werden. Dies ist jedoch sehr aufwendig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messgerät vorzuschlagen, welches eine relativ einfache Kalibration während der Anwendung erlaubt.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass mindestens eine Fenstereinheit vorgesehen ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit die Bestimmung der Prozessgröße mittels eines Referenzsensors erlaubt. Durch die Fenstereinheit ist es also möglich, zwei Messungen mit eingebautem Messgerät vorzunehmen, indem die zweite Messung durch einen Referenzsensor, welcher über die Fenstereinheit Zugang zum Prozess hat, stattfindet.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Sensoreinheit zur Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße vorgesehen ist, und dass mindestens eine Befestigungseinheit zur Befestigung der Sensoreinheit vorgesehen ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit die Bestimmung der Prozessgröße mittels des Referenzsensors derartig erlaubt, dass im Wesentlichen eine Messung der Prozessgröße durch die Sensoreinheit unbeeinflusst ist. Durch die Fenstereinheit werden also quasi zwei Messwege für die Messung der Prozessgröße eröffnet.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit zumindest teilweise in der Sensoreinheit und/oder in der Befestigungseinheit angeordnet ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Sensoreinheit mindestens eine Antenne aufweist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fenstereinheit transparent für Laserlicht ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand eines Mediums in einem Behälter handelt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Sensoreinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Sensoreinheit die Prozessgröße mittels des Laufzeitverfahrens bestimmt und/oder überwacht.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Fenstereinheit zumindest im Bereich der Befestigungseinheit Sensoreinheit zumindest dicht gegenüber dem Medium ist. Weiterhin ist die Fenstereinheit vorzugsweise gasdicht bzw. druckfest.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung des Füllstandes mit einem erfindungsgemäßen Messgerät, und
2: eine Draufsicht auf eine Sensoreinheit eines erfindungsgemäßen Messgerätes.
In der 1 ist schematisch eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße dargestellt.
Die Vorrichtung besteht dabei aus einer Sensoreinheit 3 und einer Befestigungseinheit 4, über welche das erfindungsgemäße Messgerät an dem Behälter 2 befestigt ist, in welchem sich das Medium 1 befindet. Bei der Sensoreinheit 3 handelt es sich hier beispielsweise um eine Antenne zum Senden bzw. zum Empfangen von Mikrowellen. Aus dem zeitlichen Abstand zwischen dem Absenden der Signale und dem Empfangen der Signale lässt sich die Laufzeit der Signale und somit der Abstand zwischen Antenne und Oberfläche des Mediums bestimmen. In diesem Fall handelt es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand des Mediums 1.
Für die Messgenauigkeit bzw. für die Sicherheit der Qualität der Messungen ist es immer wieder erforderlich, die Messungen mittels einer Kalibrationsmessung abzusichern. Hierfür wird beispielsweise der mit dem Messgerät gemessene Füllstand mit der Messung eines Referenzsensors verglichen. Dies geschieht beispielsweise über einen Laser, welcher hier als Referenzsensor 6 dient. Erfindungsgemäß ist eine solche Referenzmessung sehr leicht anwendbar, ohne dass das Messgerät aus dem Prozess bzw. aus dem Behälter 2 entfernt werden muss. Für diesen Zweck ist eine Fenstereinheit 5 vorgesehen, welche es erlaubt, die Messung über den Referenzsensor 6 direkt auszuführen. Im gezeigten Beispiel sind dafür sogar zwei Fenstereinheiten 5 vorgesehen, wobei sich eine in der Befestigungseinheit 4 und eine zweite in der Sensoreinheit 3 befindet. Diese beiden Fenstereinheiten 5 erlauben es, das Laserlicht des Referenzsensors 6 direkt durch sie hindurchzuführen. In einer alternativen Ausgestaltung weist die Sensoreinheit 3 ein Kabel auf, entlang welches die Mikrowellen geleitet werden. In diesem Fall ist die Sensoreinheit 3 relativ klein und kompakt, so dass nur eine Fenstereinheit 5 in der Befestigungseinheit 4 vorzusehen ist. Diese eine Fenstereinheit 5 ist in diesem Fall ausreichend dafür, dass die Messung des Füllstands über den außerhalb des Prozesses, d. h. hier außerhalb des Behälters befindlichen Referenzsensors erfolgen kann.
In der 2 ist eine Draufsicht auf die Sensoreinheit 3 des erfindungsgemäßen Messgerätes dargestellt. Bei der Sensoreinheit 3 handelt es sich hier, wie in der 1, um eine Antenne zum Abstrahlen bzw. zum Empfangen von Mikrowellen. In der Anteneinheit 3 ist hier eine runde Fenstereinheit 5 vorgesehen. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Aussparung in der Antenstruktur, welche mit einem Glas oder mit einem Kunststoff ausgefüllt ist. Wesentlich ist dabei, dass die Fenstereinheit 5 – im gezeigten Fall mit einem Laser als Referenzsensor 6 – durchlässig für das Laserlicht ist. Generell ist es erforderlich, dass die Fenstereinheit 5 durchlässig für die Art des Referenzsensors 6 ist. Wendet beispielsweise der Referenzsensor 6 ebenfalls die Messung des Füllstandes vermittels Mikrowellen an, so muss die Fenstereinheit 5 durchlässig für derlei Mikrowellen sein.
Das erfindungsgemäße Messgerät zeichnet sich also dadurch aus, dass es im eingebauten Zustand eine Messung vermittels eines Referenzsensors 6 erlaubt. Hierfür weist das erfindungsgemäße Messgerät zumindest eine Fenstereinheit 5 auf. Die Fenstereinheit 5 ist dabei in einer Ausgestaltung ein Teil der Befestigungseinheit 4, über welche das Messgerät an dem Behälter oder Rohr befestigt ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Fenstereinheit 5 ein Bestandteil der Sensoreinheit 3 an sich. In einer weiteren Ausgestaltung kann auch in beiden Einheiten, das heißt in der Sensoreinheit 3 und in der Befestigungseinheit 4, jeweils eine Fenstereinheit 5 vorhanden sein. Über diese Fenstereinheit ist somit das Einbringen eines Referenzsignals möglich, ohne dass das erfindungsgemäße Messgerät aus dem Behälter 2 und somit aus dem Prozess entnommen werden muss. Das erfindungsgemäße Messgerät erlaubt somit sehr einfach eine Kalibrationsmessung.

1: Medium
2: Behälter
3: Sensoreinheit
4: Befestigungseinheit
5: Fenstereinheit
6: Referenzsensor

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fenstereinheit (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit (5) die Bestimmung der Prozessgröße mittels eines Referenzsensors (6) erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sensoreinheit (3) zur Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße vorgesehen ist, und dass mindestens eine Befestigungseinheit (4) zur Befestigung der Sensoreinheit (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) derartig ausgestaltet ist, dass die Fenstereinheit (5) die Bestimmung der Prozessgröße mittels des Referenzsensors (6) derartig erlaubt, dass im Wesentlichen eine Messung der Prozessgröße durch die Sensoreinheit (3) unbeeinflusst ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) zumindest teilweise in der Sensoreinheit (3) und/oder in der Befestigungseinheit (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (3) mindestens eine Antenne aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) transparent für Laserlicht ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand eines Mediums (1) in einem Behälter (2) handelt.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (3) derartig ausgestaltet ist, dass die Sensoreinheit (3) die Prozessgröße mittels des Laufzeitverfahrens bestimmt und/oder überwacht.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenstereinheit (5) zumindest im Bereich der Befestigungseinheit (4) Sensoreinheit (3) zumindest dicht gegenüber dem Medium (1) ist.