DE102022131683A1 - Radar-basiertes Füllstandsmessgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät (1), das mittels eines Adapters (13) Spalt-arm und somit aus hygienischer Sicht vorteilhaft an standardisierten Behälter-Öffnungen anbringbar ist. Mittels des Adapters (13) ist der Radar-Hohlleiter (11) und dadurch das Füllstandsmessgerät (1) derart an der Behälter-Öffnung anbringbar, so dass die Radar-Signale (SHF, RHF) entlang einer Strahl-Achse (a) über einen Endbereich (111) des Hohlleiters (11) gen Füllgut (2) ausgesendet bzw. nach Reflektion an der Füllgut-Oberfläche empfangen werden können. Dabei ist ein für die Radar-Signale (SHF, RHF) transparenter Füllkörper (12) in den Endbereich (111) des Hohlleiters (11) eingesetzt, um den Hohlleiter (11) vor Füllgut-Ablagerungen zu schützen. Damit die Behälter-Öffnung durch den Adapter (13) bzw. den Füllkörper (12) nach außen mit möglichst wenigen Dichtungsringen (131) mediendicht verschlossen ist, wird erfindungsgemäß zumindest ein erstes Teilvolumen (121) des Adapters (13) durch den Füllkörper (12) ausgebildet. Hierdurch kann auf einen zweiten Dichtungsring (132) zwischen dem Adapter (13) und dem zentralen Füllkörper (12) verzichtet werden, was unter hygienischen Aspekten vorteilhaft ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät, das mittels eines Adapters Spalt-arm an standardisierten Behälter-Öffnungen anbringbar ist.
• In der Prozessautomatisierungstechnik werden zur Erfassung relevanter Prozessparameter entsprechende Feldgeräte eingesetzt. Zwecks Erfassung der Prozessparameter sind in den jeweiligen Feldgeräten daher geeignete Messprinzipien implementiert, mit denen die entsprechenden Prozessparameter, wie Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert, Redoxpotential oder Leitfähigkeit erfassbar sind. Verschiedenste solcher Feldgeräte-Typen werden von der Firmengruppe „Endress + Hauser“ hergestellt und vertrieben.
• Zur Füllstandsmessung von Füllgütern in Behältern haben sich berührungslose Messverfahren etabliert, da sie robust und wartungsarm sind. Dabei werden unter dem Begriff „Behälter“ im Rahmen der Erfindung auch nicht-abgeschlossene Behältnisse, wie beispielsweise Becken, Seen oder fließende Gewässer verstanden. Ein weiterer Vorteil berührungsloser Messverfahren besteht in der Fähigkeit, den Füllstand quasi kontinuierlich messen zu können. Im Bereich der kontinuierlichen Füllstandsmessung werden daher vorwiegend Radar-basierte Messverfahren eingesetzt (im Kontext dieser Patentanmeldung bezieht sich der Begriff „Radar“ auf Signale bzw. elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 0.03 GHz und 300 GHz).
• Ein etabliertes Messprinzip bildet hierbei FMCW („Frequency Modulated Continuous Wave“). Das Messprinzip von FMCW- Radar basierten Entfernungsmessverfahren beruht darauf, ein kontinuierliches Radar-Signal mit einer modulierten Frequenz auszusenden. Kennzeichnend für FMCW ist hierbei, dass die Sende-Frequenz periodisch innerhalb eines definierten Frequenzbandes geändert wird. Unter Berücksichtigung der regulatorischen Vorschriften kommen mit fortschreitender Entwicklung verbreitet höhere Frequenzbänder im Bereich einer standarisierten Mittenfrequenz zum Einsatz: Neben dem 6 GHz-Band, dem 26 GHz-Band oder dem 79 GHz-Band sind mittlerweile Frequenz von über 100 GHz implementiert. Vorteilhaft an hohen Frequenzen ist, dass bei höheren Frequenzen eine größere absolute Bandbreite (bspw. 4 GHz beim 100 GHz-Frequenzband) genutzt werden kann. Dadurch wird wiederum eine höhere Auflösung bzw. eine höhere Genauigkeit der Füllstandsmessung erreicht. Beschrieben wird das FMCW-basierte Füllstandsmessverfahren beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2013 108 490 A1 .
• Ausgestrahlt und empfangen werden die Radar-Signale standardmäßig über einen Hohlleiter, die sich bspw. analog zu einer Hornantenne gen Abstrahlrichtung aufweitet. Vor allem in der Lebensmittelindustrie ist es diesbezüglich wichtig, dass das Füllstandsmessgerät die Behälter-Öffnung aus hygienischen Gründen möglichst frei von Spalten und Kanten abdichtet, um entsprechende Füllgut-Ablagerungen zu verhindern. Dazu ist aus dem Stand der Technik bekannt, einen für die Radar-Signale transparenten Füllkörper in den Hohlleiter einzusetzen. Hierzu kann der Füllkörper beispielsweise aus PEEK, PTFE oder einem vergleichbaren Material gefertigt werden. Dabei sind der Füllkörper und das Innere des Hohlleiters einerseits möglichst passgenau zueinander auszulegen. Andererseits ist ein definiertes Spaltmaß zwischen dem Hohlraum des Hohlleiters und dem Füllkörper erforderlich, um unter anderem die verschiedenen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausgleichen zu können. Daher ist es notwendig, den Füllkörper gen Füllgut mit einem Dichtungsring abzudichten, um Spaltfreiheit zu gewährleisten.
• Um das Füllstandsmessgerät ohne konstruktive Änderungen an verschiedenen Behälter-Öffnungstypen, wie beispielsweise gemäß dem Standard „Varivent®“ oder „Neumo BioControl®“ anbringen zu können, ist das Füllstandsmessgerät bzw. der Hohlleiter mittels eines entsprechenden Adapters an der jeweiligen Behälter-Öffnung angebracht. Auch der Adapter kann gen Behälter-Öffnung mittels eines Dichtungsringes abgedichtet werden, um wiederum etwaige Spalte zu verhindern. Vor allem unter hygienischen Aspekten sind jedoch Dichtungsringe, die gen Behälter-Inneren angeordnet sind, nachteilhaft, da sich dort unter anderem durch entstehende Porosität Keimherde bilden können. Gerade bei Prozessen in der Lebensmittelindustrie wird hygienische Kompatibilität entsprechender Füllstandsmessgeräte jedoch zwingend vorausgesetzt.
• Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Füllstandsmessgerät bereitzustellen, welches mittels Adaptern möglichst hygienisch an standardisierten Behälter-Öffnungen anbringbar ist.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Füllstandsmessgerät zur Bestimmung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter, das folgende Komponenten umfasst:
• - Eine Sende-/Empfangs-Einheit, die ausgelegt ist, gemäß eines definierten Radar-Prinzips
  • ◯ Radar-Signale zu erzeugen, und
  • ◯ anhand entsprechender Empfangs-Signale den Füllstand zu bestimmen,
• - einen Hohlleiter, mittels welchem die erzeugten Radar-Signale entlang einer Strahl-Achse aussendbar bzw. nach Reflektion empfangbar sind,
• - einen für die Radar-Signale transparenten Füllkörper, welcher in den Hohlleiter einsetzbar ist, und
• - einen Adapter, mittels welchem der Hohlleiter derart an einer Öffnung des Behälters fixierbar ist, so dass
  • ◯ die Radar-Signale gen Füllgut ausgesendet werden und nach Reflektion an der Füllgut-Oberfläche von dort empfangen werden können, und dass
  • ◯ die Behälter-Öffnung mediendicht verschlossen ist.
• Das erfindungsgemäße Füllstandsmessgerät zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein erstes Teilvolumen des Adapters oder sogar gesamte Adapter durch den Füllkörper ausgebildet wird. Zwar ist dem Adapter analog zum Stand der Technik gen Behälter-Inneren vorzugsweise ein erster Dichtungsring zuzuordnen, um die Behälter-Öffnung mediendicht zu verschließen. Jedoch ist an dem erfindungsgemäßen Aufbau insgesamt vorteilhaft, dass gen Behälter-Inneres auf einen zweiten Dichtungsring zwischen dem Adapter und dem Füllkörper verzichtet werden kann. Beziehungsweise kann dieser Dichtungsring durch einen dritten Dichtungsring ersetzt werden, welcher in Bezug zur Geräte-Achse auf einer dem Behälter-Inneren abgewandten Fläche des ersten Teilvolumens zwischen dem Adapter und dem Füllkörper angeordnet ist. Hierdurch wird die Kompatibilität für hygienisch kritische Prozesse insgesamt erhöht. Anwenden lässt sich die erfindungsgemäße Idee prinzipiell auf jeglichen Behälteröffnungs-Typ. Beispielsweise kann der Adapter konform zu einer Behälter-Öffnung des Typs
• - Varivent®,
• - Clamp-Anschluss nach ISO2852 bzw. DIN32676,
• - Aseptik-Anschluss nach DIN 11864,
• - Milchrohranschluss nach DIN11851, oder
• - Neumo BioControl® ausgelegt werden.
• Die erfindungsgemäße Idee kann vorzugsweise derart umgesetzt werden, bzw. können der Adapter und der Füllkörper derart ausgelegt werden, dass sich das vom Füllkörper ausgebildete, erste Teilvolumen in Bezug zur Strahl-Achse
• - an einen gen Füllgut gerichteten Endbereich des Hohlleiters anschließt, und/oder
• - im befestigten Zustand radial bis zur Behälter-Öffnung erstreckt.
• Dabei kann der Hohlleiter so ausgelegt werden, dass er sich in dem gen Füllgut bzw. Behälter-Inneren gerichteten Endbereich entsprechend einer Hornantenne aufweitet, damit das Radar-Signal effizient entlang der Strahl-Achse ausgesendet bzw. nach Reflektion empfangen wird.
• Der Füllkörper kann prinzipiell aus jeglichem Material gefertigt werden, welches für Radar-Signale transparent und unter hygienischen Aspekten möglichst steril ist, also beispielsweise PTFE, PFA, PP und/oder PEEK. Dabei kann der Füllkörper ein zweites Teilvolumen umfassen, welches aus einem vom ersten Teilvolumen abweichenden Material gefertigt ist. Dies bietet sich an, um dem Füllkörper in den unterschiedlichen Teilvolumina verschiedene Eigenschaften zu verleihen: Beispielsweise kann das Material im ersten Teilvolumen, welches an das Behälter-Innere angrenzt, so gewählt werden, dass die thermische und chemische Belastbarkeit möglichst hoch ist, während das zweite Teilvolumen im Inneren des Hohlleiters materialtechnisch einen möglichst geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
• Unter dem Begriff „Einheit“ wird im Rahmen der Erfindung prinzipiell jegliche separate Anordnung bzw. Kapselung derjenigen elektronischen Schaltungen verstanden, die für den konkreten Einsatzzweck, bspw. zur Messsignal-Verarbeitung oder als Schnittstelle vorgesehen sind. Die jeweilige Einheit kann also je nach Einsatzzweck entsprechende Analogschaltungen zur Erzeugung bzw. Verarbeitung analoger Signale umfassen. Die Einheit kann jedoch auch Digitalschaltungen, wie FPGAs, Microcontroller oder Speichermedien in Zusammenwirken mit entsprechenden Programmen umfassen. Dabei ist das Programm ausgelegt, die erforderlichen Verfahrensschritte durchzuführen bzw. die notwendigen Rechenoperationen anzuwenden. In diesem Kontext können verschiedene elektronische Schaltungen der jeweiligen Einheit im Sinne der Erfindung potenziell auch auf einen gemeinsamen physikalischen Speicher zurückgreifen bzw. mittels derselben physikalischen Digitalschaltung betrieben werden. Dabei ist es nicht relevant, ob verschiedene elektronische Schaltungen innerhalb der Einheit auf einer gemeinsamen Leiterkarte oder auf mehreren, miteinander verbundenen Leiterkarten angeordnet sind.
• Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
• 1: Ein radarbasiertes Füllstandsmessgerät an einem Behälter,
• 2: eine Schnittansicht eines Füllstandsmessgerätes gemäß des Stand der Technik im Bereich des Adapters,
• 3: eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Füllstandsmessgerätes im Bereich des Adapters, und
• 4: eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Füllstandsmessgerätes im Bereich des Adapters.
• Zum Verständnis der Erfindung ist in 1 ein Behälter 3 mit einem Füllgut 2 gezeigt, dessen Füllstand L zu bestimmen ist. Dabei kann der Behälter 3 je nach Art des Füllgutes 2 und je nach Einsatzgebiet bis zu mehr als 100 m hoch sein. Um den Füllstand L bestimmen zu können, ist ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät 1 oberhalb des Füllgutes 2 in einer bekannten Einbauhöhe h über der Sole am Behälter 3 angebracht. Dabei ist das Füllstandsmessgerät 1 derart an einer standardisierten Behälter-Öffnung 3 befestigt, so dass Radar-Signale S_HF, R_HF über einen im Inneren elektrisch leitfähigen Hohlleiter 11 in den Behälter 3 hinein ausgesendet bzw. nach deren Reflektion an der Füllgut-Oberfläche empfangen werden können. Wie in 1 verdeutlicht wird, ist die Behälter-Öffnung bzw. das Füllstandsmessgerät 1 so ausgelegt, dass der Hohlleiter 11 das Radar-Signal S_HF entlang einer definierten Strahl-Achse a vertikal nach unten gen Füllgut 2 abstrahlt, wobei die Strahl-Achse a im gezeigten Ausführungsbeispiel aufgrund der Einbausituation gleichzeitig orthogonal zur Behälterdecke verläuft.
• Nach Reflektion der ausgesandten Radar-Signale S_HF an der Füllgut-Oberfläche empfängt das Füllstandsmessgerät 1 die reflektierten Radar-Signale R_HF. Dabei ist die resultierende Signallaufzeit t zwischen Aussenden und Empfang des jeweiligen Radar-Signals S_HF, R_HF gemäß $$t=\frac{2\ast d}{c}$$

  

  entsprechend proportional zum Abstand d zwischen dem Füllstandsmessgerät 1 und dem Füllgut 2. Bei „c“ handelt es sich in diesem Zusammenhang um die jeweils medienabhängige Radar-Ausbreitungsgeschwindigkeit. Zur Bestimmung der Signallaufzeit t kann im Füllstandsmessgerät 1 das FMCW- oder das Pulslaufzeit-Verfahren implementiert sein. Dementsprechend erfolgt die Erzeugung der auszusendenden Radar-Signale S_HF sowie der Empfang der entsprechenden Empfangs-Signale R_HF innerhalb des Füllstandsmessgerätes 1 durch eine entsprechend ausgelegte Sende-/Empfangs-Einheit, welche an einem vom Behälter-Inneren abgewandten Endbereich des Hohlleiters ankoppelt. Im Falle des FMCW-Verfahrens kann die Sende-/Empfangs-Einheit beispielsweise auf Basis einer Phasenregelschleife („Phase Locked Loop“) ausgelegt werden. Im Falle des Pulslaufzeit-Verfahrens kann die Sende-/Empfangs-Einheit auf dem Prinzip der Puls-Unterabtastung basieren.
• Beispielsweise nach einer entsprechenden Kalibration kann das Füllstandsmessgerät 1 die gemessene Signallaufzeit t wiederum dem jeweiligen Abstand d zuordnen. Hierüber kann das Füllstandsmessgerät 1 gemäß $$d=h-L$$

  

  den Füllstand L zumindest punktuell bestimmen, sofern die Einbauhöhe h im Füllstandsmessgerät 1 hinterlegt wird.
• In der Regel ist das Füllstandsmessgerät 1 über eine eigene Kommunikations-Einheit, in welcher als Kommunikations-Protokoll beispielweise „4-20 mA“, „PROFIBUS“, „HART“, oder „Ethernet“ implementiert ist, mit einer übergeordneten Einheit 4, wie z. B. einem lokalen Prozessleitsystem oder einem dezentralen Server-System verbunden. Hierüber können die gemessenen Füllstandswerte L übermittelt werden, beispielsweise um etwaige Zu- oder Abflüsse des Behälters 3 zu steuern. Über die Kommunikations-Einheit können jedoch auch anderweitige Informationen über den allgemeinen Betriebszustand des Füllstandsmessgerätes 1 kommuniziert werden.
• Wie in 1 bis 4 jeweils schematisch dargestellt ist, wird das Füllstandsmessgerät 1 auf Höhe des Hohlleiters 11 durch einen jeweils passenden Adapter 13 eingefasst, um das Füllstandsmessgerät 1 an standardisierten Behälter-Öffnungen anbringen zu können, ohne das gesamte Füllstandsmessgerät 1 hierfür modifizieren zu müssen. Dabei ist der Adapter 13 in Abhängigkeit des jeweiligen Behälter-Öffnungstyps bzw. dem Behälter 3 am Behälter 3 befestigt: Im Falle des Behälter-Öffnungstyps „Varivent®“ wird der Adapter 13 und somit das Füllstandsmessgerät 1 mittels einer Klemm-Schelle an der Behälter-Öffnung befestigt. Bei Auslegung der Behälter-Öffnung gemäß „Neumo BioControl®“ ist der Adapter 13 über eine Mehrzahl an Schraubverbindungen an der flanschartigen Behälter-Öffnung befestigt.
• Der zentral im Inneren des Adapters 13 verlaufende Hohlleiter 11 weitet sich im entsprechenden Endbereich 111 analog zu einer Hornantenne gen Füllgut 2 auf und wird dort durch einen Füllkörper 12 abgeschlossen, wie in 1 schematisch dargestellt wird. Dabei kann der Hohlleiter 11 je nach Frequenzband und Mode, in welcher das Radar-Signal S_HF, R_HF ausgesandt bzw. empfangen werden soll, beispielsweise mit einem rechteckigen oder runden Querschnitt ausgelegt werden. Der Füllkörper 12 weist eine hierzu komplementäre Form auf und füllt den Hohlleiter 11 zumindest im dortigen Endbereich 111 bis auf unabdingbare Toleranzen und etwaige Ausnehmungen für Dichtungsringe komplett aus. Hierdurch wird einerseits das Innere des Hohlleiters 11 vor Füllgut-Ablagerungen geschützt, so dass die Sende- und Empfangs-Fähigkeit erhalten bleibt. Andererseits bildet der Füllkörper 12 zusammen mit dem Adapter 13 gen Behälter-Inneren eine vertiefungs- bzw. Spalt-arme Oberfläche aus, wodurch eine Kompatibilität für hygienisch kritische Prozesse im Behälter 3 ermöglicht wird. Um die Transmission der Radar-Signale S_HF, R_HF nicht zu beeinflussen, kann der Füllkörper 12 beispielsweise aus PEEK oder PTFE gefertigt werden.
• 2 zeigt eine Detail-Ansicht im Bereich des Adapters 13 bei einem Füllstandsmessgerät 1, das gemäß des Stand der Technik ausgelegt ist. Dort ist der Adapter 13 gemäß „Varivent®“ in Bezug zur Strahl-Achse a rotationssymmetrisch ausgelegt. Ein erster O-Ring 131 dichtet den Adapter 13 in Bezug zur Strahl-Achse a radial gegen die Behälter-Öffnung ab. Innerhalb des ersten O-Rings 131 bzw. zwischen dem Adapter 13 und dem Füllkörper 12 ist ein zweiter O-Ring 132 angeordnet, um entsprechende Spalte gen Behälter-Inneren abzudichten. Dabei sind beide O-Ringe 131, 132 in Bezug zur Strahl-Achse a an einer zum Füllgut 2 gerichteten Grenzfläche zwischen dem Adapter 13 und dem Füllkörper 12 angeordnet. Dies ist jedoch unter hygienischen Aspekten insofern nachteilhaft, als etwaige Keimbildung unter anderem durch einsetzende Porosität an den O-Ringen 131, 312 gefördert wird. Daher ist es vorteilhaft, die Anzahl derjenigen Dichtungsringe, die gen Behälter-Inneres angeordnet sind, möglichst zu minimieren.
• 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau des Füllstandsmessgerätes 1 im Bereich des Adapters 13, bei dem lediglich ein erster Dichtungsring 131 gen Behälter-Inneres angeordnet werden muss. Möglich ist dies, indem sich der Füllkörper 12 in zwei Teilvolumina 121, 122 gliedert. Dabei befindet sich das zweite Teilvolumen 122 des Füllkörpers 12 im Inneren desjenigen Endbereichs 111 des Hohlleiters 11, welches gen Füllgut 2 ausgerichtet ist. Das erste Teilvolumen 121 des Füllkörpers 12 schließt in Bezug zur Strahl-Achse a an den gen Füllgut 2 gerichteten Endbereich 111 des Hohlleiters 11 an, so dass sich dieses Teilvolumen 122 komplett außerhalb des Hohlleiters 11 befindet. Darüber hinaus erstreckt sich der erste Teilvolumen 121 in Bezug zur Strahl-Achse a radial nach außen bis zur Behälter-Öffnung.
• Insgesamt wird hierdurch erfindungsgemäß die Außenkontur des jeweiligen Adaptertyps 13 bzw. die Innenkontur des Behälter-Öffnungs-Typs ausgebildet. Somit stellt der Füllkörper 12 in diesem ersten Teilvolumen 121 erfindungsgemäß einen entsprechenden Teil des Adapters 13 dar. Dadurch kann erfindungsgemäß auf den zweiten, gen Behälter-Inneren angeordneten Dichtungsring 132 zwischen dem Adapter 13 und dem Füllkörper 12 verzichtet werden. Bei den in 3 und 4 gezeigten Ausführungen kann diese Funktion durch einen dritten Dichtungsring 133 erreicht werden, welcher zwar auch zwischen dem Adapter 13 und dem Füllkörper 12 angeordnet, jedoch nicht gen Behälter-Inneres gerichtet ist: Im Gegensatz zum zweiten Dichtungsring 132 ist der dritte Dichtungsring 133 in Bezug zur Geräte-Achse a auf einer dem Behälter-Inneren abgewandten Fläche des ersten Teilvolumens 121 angeordnet, wie jeweils in 3 und 4 dargestellt ist.
• Entsprechend der Darstellung in 3 und 4 folgt die Außenkontur des Adapters 13 auch in demjenigen axialen Bereich, welcher nicht durch den Füllkörper 12 bzw. das ersten Teilvolumen 121 ausgebildet wird, der standardisierten Innenkontur der Behälter-Öffnung. Außerdem umschließt der Adapter 13 den Hohlleiter 11 in Bezug zur Geräte-Achse a auch hinter dem ersten Teilvolumen 121. Hierdurch wird das Füllstandsmessgerät 1 mechanisch am Adapter 13 bzw. am Behälter 3 fixiert. Dabei kann der Hohlleiter 11 beispielsweise mittels einer Steckverbindung oder per Einschraubung im Adapter 13 fixiert werden.
• Die zwei Teilvolumina 121, 122 sind bei der in 3 dargestellten Ausführungsvariante aus unterschiedlichen Materialien gefertigt: Das erste Teilvolumen 121 ist aus PEEK gefertigt und weist daher einen für Kunststoffe niedrigen Temperatur-Ausdehnungs-Koeffizient auf. Das zweite Teilvolumen 122 ist aus einem zweiten Kunststoff, wie bspw. PTFE aufgebaut. Dabei können die zwei Teilvolumina 121, 122 beispielsweise zunächst getrennt gefertigt werden, um den Füllkörper 12 anschließend per Schraub- oder Steckverbindung zusammenzusetzen. Der Adapter 13 ist analog zu der in 2 gezeigten Ausführungsvariante aus Edelstahl gefertigt.
• Im Gegensatz zu 3 ist der erfindungsgemäße Füllkörper 12 bei der in 4 gezeigten Ausführungsvariante einteilig ausgeführt und somit vollständig aus lediglich einem Material, also beispielsweise PTFE oder PEEK gefertigt. Dennoch umfasst auch der dortige Füllkörper 12 ein charakteristisches, erstes Teilvolumen 121: Analog zu der in 3 gezeigten Ausführungsvariante schließt das erste Teilvolumen 121 des Füllkörpers 12 im eingesetzten Zustand in Bezug zur Strahl-Achse a an den gen Füllgut 2 gerichteten Endbereich 111 des Hohlleiters 11 an und erstreckt sich dort radial nach außen bis zur Behälter-Öffnung. Somit wird auch bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Außenkontur des jeweiligen Adaptertyps 13 bzw. die Innenkontur der Behälter-Öffnung entsprechend ausgebildet. Zwar beziehen sich die in 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Füllstandsmessgerätes 1 auf Adapter 13 für Behälter vom Typ „Varivent®“. Prinzipiell kann dies erfindungsgemäße Idee, wonach der Adapter 13 im ersten Teilvolumen 121 durch den Füllkörper 12 ausgebildet wird, bei jeglichen anderen Adapter- bzw. Behälteröffnungs-Typ angewandt werden.
• Bezugszeichenliste

1

Füllstandsmessgerät

2

Füllgut

3

Behälter

4

Übergeordnete Einheit

11

Hohlleiter

12

Füllkörper

13

Adapter

111

Endbereich des Hohlleiters

121

Erstes Teilvolumen

122

Zweites Teilvolumen

131

Erster Dichtungsring

132

Zweiter Dichtungsring

133

Dritter Dichtungsring

a

Strahl-Achse

d

Entfernung

h

Einbauhöhe

L

Füllstandswert

RHF, SHF

(Reflektiertes) Radar-Signal

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102013108490 A1 [0004]

Claims (9)

1. Füllstandsmessgerät zur Bestimmung eines Füllstandes (L) eines Füllgutes (2) in einem Behälter (3), umfassend: - Eine Sende-/Empfangs-Einheit, die ausgelegt ist, gemäß eines definierten Radar-Prinzips ◯ Radar-Signale (S_HF) zu erzeugen, und ◯ anhand entsprechender Empfangs-Signale (R_HF) den Füllstand (L) zu bestimmen, - einen Hohlleiter (11), mittels welchem die erzeugten Radar-Signale (S_HF) entlang einer Strahl-Achse (a) über einen Hohlleiter-Endbereich (111) aussendbar bzw. nach Reflektion empfangbar sind, - einen für die Radar-Signale (S_HF, R_HF) transparenten Füllkörper (12), welcher in den Endbereich (111) des Hohlleiters (11) einsetzbar ist, und - einen Adapter (13), mittels welchem der Hohlleiter (11) derart an einer Öffnung des Behälters (3) anbringbar ist, so dass ◯ die Radar-Signale (S_HF) gen Füllgut (2) ausgesendet werden und nach Reflektion an der Füllgut-Oberfläche von dort empfangen werden, und dass ◯ die Behälter-Öffnung mediendicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes Teilvolumen (121) des Adapters (13) durch den Füllkörper (12) ausgebildet wird.
2. Füllstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Adapter (13) gen Behälter-Inneren ein erster Dichtungsring (131) zugeordnet ist, um die Behälter-Öffnung mediendicht zu verschließen.
3. Füllstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllkörper (12) derart ausgelegt ist, dass sich das erste Teilvolumen (121) des Adapters (13) in Bezug zur Strahl-Achse (a) - an einen gen Füllgut (2) gerichteten Endbereich (111) des Hohlleiters (11) anschließt, und/oder - im befestigten Zustand radial bis zur Behälter-Öffnung erstreckt.
4. Füllstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Adapter (13) konform zu einer Behälter-Öffnung des Typs - Varivent®, - Clamp-Anschluss nach ISO2852 bzw. DIN32676, - Aseptik-Anschluss nach DIN 11864 - Milchrohranschluss nach DIN11851, - Neumo BioControl® ausgelegt ist.
5. Füllstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllkörper (12) aus einer Keramik, wie Al₂O₃, oder einem Kunststoff, wie PTFE, PFA, PP und/oder PEEK gefertigt ist.
6. Füllstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllkörper (12) ein zweites Teilvolumen (122) umfasst, welches aus einem vom ersten Teilvolumen (121) abweichenden Material gefertigt ist.
7. Füllstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Hohlleiter (11) in dem gen Füllgut (2) gerichteten Endbereich (111) entsprechend einer Hornantenne aufweitet.
8. Füllstandsmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gesamte Adapter (13) durch den Füllkörper (12) ausgebildet wird.
9. Füllstandsmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - Einen dritten Dichtungsring (133), welcher in Bezug zur Geräte-Achse (a) auf einer dem Behälter-Inneren abgewandten Fläche des ersten Teilvolumens (121) zwischen dem Adapter (13) und dem Füllkörper (12) angeordnet ist.

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