WO2013004758A1 - Füllstandsmesssystem für heterogene, empfindliche und nicht pumpfähige lebensmittel mit geringem flüssigkeitsanteil - Google Patents

Füllstandsmesssystem für heterogene, empfindliche und nicht pumpfähige lebensmittel mit geringem flüssigkeitsanteil Download PDF

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WO2013004758A1
WO2013004758A1 PCT/EP2012/063058 EP2012063058W WO2013004758A1 WO 2013004758 A1 WO2013004758 A1 WO 2013004758A1 EP 2012063058 W EP2012063058 W EP 2012063058W WO 2013004758 A1 WO2013004758 A1 WO 2013004758A1
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optical sensor
measurement
heterogeneous
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PCT/EP2012/063058
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Inventor
Eric KERSCHBAUMER
Original Assignee
Maschinenfabrik Leonhardt Gmbh
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    • 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
    • G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet

Definitions

  • the invention relates to a level measuring system for heterogeneous, sensitive and non-pumpable media with low liquid content, which are preferably food for the finished use.
  • fill levels of liquid containers can be measured by means of capacitive fill level measuring devices (DE 10 2005 053 330 A1) by introducing measuring probes into the test object and via a second measuring probe, which is usually located in the wall of the container forms a dielectric and thus defines a capacity. This capacity can be used to draw conclusions about the respective liquid level.
  • the prior art also discloses a methodology for measuring levels, which is based on the principle of ultrasonic metrology. With this methodology, a submersible probe is likewise introduced into the test object (DE 10 2004 036 645 A1).
  • a very simple level measurement can also be done according to the prior art via a suitable float, which is coupled via a corresponding mechanism to a shaft and outputs the respective location of the float due to a track led simple electronic circuit (DDR - Patent 140 177).
  • the construction of the respective measuring device results in a relatively sluggish system, which first has to preprocess the data obtained in order to then spend them accordingly. Furthermore, additional sources of error may occur if the data also has to be adapted for further processing to the respective control loop and may not yet be available in an appropriate form.
  • Another disadvantage of the mentioned filling level measuring method is that the measurements are primarily designed for homogeneous liquids such as water, beer, wine or lemonades, which do not take into account the problem with heterogeneous, sensitive and non-pumpable measuring objects with low liquid content.
  • a capacitive measurement would lead to measurement inaccuracies due to the nature of a test object, which is not consistently homogeneous.
  • the task now is to establish a level measuring system which delivers valid and consistently good measuring results for homogeneous as well as inhomogeneous measuring objects.
  • the components of the level measuring system ideally should not come into contact with the test object and should also be carried out according to hygienic standards.
  • an optical sensor unit 6 which has an optical connection to the vertical feed pipe 2, the respective heterogeneous, sensitive and non-pumpable food with low liquid content, such as vegetable salsa, pasta salads, Asian noodle and rice dishes , wetted with appropriate sauce, or pasta wetted with sauces continuously measured with this optical sensor unit 6, transmits the current level to a data processing system and optionally causes a refilling of the food. Since such a level measuring system is a quality assurance measure, it is of course also preferable that the measuring device is insensitive to disturbances during operation and that a valid measurement can be carried out for all possible types of heterogeneous, sensitive and non-pumpable foods independently of the measuring object is.
  • the measured values should be transferred as simply as possible into a control system which is coupled to a conveying device for corresponding foods.
  • a continuous measurement would be preferred for this control system, since thus the costly downtime of the system can be minimized.
  • a continuous measurement would also be preferable insofar as by a constant comparison of the actual and desired values of the level, a tendency can be seen and can respond quickly to changes in the level.
  • Fig. 1a is a compilation of the level measuring system according to the invention.
  • Fig. 1b an exploded view of the level measuring system according to the invention.
  • the level measuring system according to the invention is used to measure the level of a feed pipe 2, which is fed via a hopper 1.
  • the feed pipe 2 made of transparent plastic such as polymethyl methacrylate (PMMA), in order to ensure the possibility of using photoelectric sensors for minimum level measurement.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the light barriers which consist of a specific transmitter and a receiver, require an optical connection to each other, and if this connection is interrupted, an electrical signal is output. In this special case, an interruption of the light beam would mean that there is enough pumped medium in the feed pipe 2 and no new food needs to be reloaded.
  • a vertically mounted optical sensor unit 6 based on the principle of a photonic mixer device (PMD sensor) is used instead of the light barriers, which function component specific only with a transparent feed pipe 2 and mounted horizontally.
  • PMD sensor photonic mixer device
  • This optical sensor unit 6 functions on the basis of the "time-of-flight" principle, in which basically the light transit time of a light source is measured and from this it is possible to deduce the length of the light traveled.
  • each pixel of the PMD sensor has a mixer which detects the phase difference between the radiated and the received light reflected from the measurement object. From this, the respective light transit time t can be calculated for each individual pixel, wherein the angular frequency of the modulation ⁇ and the phase difference ⁇ between the reference beam and the backscattered beam are included in the calculation.
  • the feed pipe 2 can now also be made of easy to clean and stable stainless steel. This has the advantage that no special treatment is needed for this component in the daily or production-dependent cleaning and maintenance of the system and it is more durable.
  • the design of the feed pipe 2 made of stainless steel is screwed to a base plate 7 via a corresponding food-grade mounting
  • the basic design of the components must be selected in such a way that, as far as possible, no small and very small parts are used, which may require special tools and specially trained specialist personnel during maintenance and cleaning. Rather, it makes sense to make the individual components so that a lack of a component would be noticed by the user and this must use no tool for daily maintenance and cleaning, since all connections are made with correspondingly simple screwed and closures.
  • the optical sensor unit 6 itself, which is mounted in the vertical measuring direction, at no time has physical contact with the measuring object, ie without touching the food, and performs the measurement only by means of optical scanning of the food surface.
  • the sensor Due to the basic structure of the optical sensor unit 6, the sensor also has the property of actively suppressing extraneous light.
  • the correlation properties of the sensor can subtract non-correlating parts of the light from correlating parts by means of an electronic circuit located in the optical sensor unit and thus reduce it to the active signal of the optical sensor unit 6.
  • any solar radiation is basically no problem for the quality of the measurement, since this is not included in the measurement and this possible measurement error is minimized.
  • so-called “thresholds” are monitored by means of distance or level measuring systems, ie threshold values which result in a corresponding signal at the sensor output when the signal is undershot or exceeded and, if appropriate, process this signal via a data processing system.
  • an operating mode is possible in which a minimum and a maximum threshold value can be set, which in practice can be adapted to the length of the feed pipe 2.
  • the two extreme values, which are checked by the optical sensor unit 6, respectively correspond to the time at which the conveying medium must be reloaded and the time at which the feed pipe 2 is filled and no more feed has to be made.
  • the signals output from the optical sensor unit 6 are processed by a data processing system and forwarded to a corresponding conveyor.
  • PLC programmable logic controller
  • a further aspect of the PMD sensor technology is the fact that the optical sensor unit 6, in contrast to the prior art, capacitive measuring method also heterogeneous DUTs, such as sauvernbenetzten rice and pasta dishes, cooked rice, vegetable salads and the like, makes valid measurements and, due to the consistency or the composition of the foodstuffs, no measurement deviations occur with regard to the filling level.
  • capacitive measuring method also heterogeneous DUTs, such as sauvernbenetzten rice and pasta dishes, cooked rice, vegetable salads and the like, makes valid measurements and, due to the consistency or the composition of the foodstuffs, no measurement deviations occur with regard to the filling level.

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Abstract

Es wird ein Füllstandsmesssystem für heterogene, empfindliche und nicht pumpfähige Lebensmittel mit geringem Flüssigkeitsanteil beschrieben, welches über einen Einfülltrichter (1) in ein Beschickungsrohr (2) beschickt wird und das Lebensmittel mittels einer optischen Sensoreinheit (6) in vertikaler Messrichtung vermessen wird. Zwischen der optischen Sensoreinheit (6) und dem Messobjekt besteht aus hygienischen Gründen kein direkter Kontakt, und die optische Sensoreinheit (6) arbeitet auf der Basis einer Lichtlaufzeitmessung. Diese optisehe Sensoreinheit (6) enthält einen PMD-Sensor, welcher durch einen Lichtstrahl im IR-Bereich und dessen Reflexion am Messobjekt durch die Laufzeit des Lichtstrahls den Füllstand im Beschickungsrohr (2) ermittelt und die jeweiligen Messergebnisse an eine Datenverarbeitungsanlage weitergibt. Diese Datenverarbeitungsanlage regelt die Beschickung des Beschickungsrohrs (2) entsprechend der Messergebnisse der optischen Sensoreinheit (6).

Description

Füllstandsmesssystem für heterogene, empfindliche und nicht pumpfähige Lebensmittel mit geringem Flüssigkeitsanteil
Die Erfindung betrifft ein Füllstandsmesssystem für heterogene, empfindliche und nicht pumpfähige Medien mit geringem Flüssigkeitsanteil, bei welchen es sich bevorzugt um Lebensmittel für den Fertiggebrauch handelt.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Füllstände von Flüssigkeitsbe- hältnissen mittels kapazitiver Füllstandsmessgeräte (DE 10 2005 053 330 A1 ) gemessen werden können, indem Messsonden in das Messobjekt eingebracht werden und über eine zweite Messsonde, welche sich meist in der Wandung des Behältnisses befindet, ein Dielektrikum bildet und somit eine Kapazität definiert. Über diese Kapazität kann man auf den jeweiligen Füllstand der Flüssig- keit Rückschlüsse ziehen.
Der Stand der Technik offenbart ebenfalls eine Methodik zum Messen von Füllständen, welche sich auf das Prinzip der Ultraschall-Messtechnik stützt. Mit dieser Methodik wird ebenfalls eine Tauchsonde in das Messobjekt eingebracht (DE 10 2004 036 645 A1 ).
Eine sehr einfache Füllstandsmessung kann nach dem Stand der Technik ebenfalls über einen geeigneten Schwimmer geschehen, welcher über eine entsprechende Mechanik an eine Welle gekoppelt ist und aufgrund einer nach- geführten einfachen elektronischen Schaltung den jeweiligen Standort des Schwimmers ausgibt (DDR - Patentschrift 140 177).
Die Problematik der aus dem Stand der Technik bekannten Füllstandsmessverfahren ist insofern gegeben, weil jeweils ein direkter Kontakt mit dem zu messenden Messobjekt erforderlich ist.
Überdies resultiert aus dem Aufbau der jeweiligen Messvorrichtung ein relativ träges System, welches die gewonnenen Daten zuerst vorverarbeiten muss, um diese dann entsprechend auszugeben. Des Weiteren kann es zu zusätzlichen Fehlerquellen kommen, wenn die Daten überdies noch zur Weiterverarbeitung an den jeweiligen Regelkreis angepasst werden müssen und möglicherweise noch nicht in einer entsprechenden Form vorliegen.
Ein weiterer Nachteil der angeführten Füllstandsmessverfahren ist, dass die Messungen primär auf homogene Flüssigkeiten wie beispielsweise Wasser, Bier, Wein oder Limonaden ausgelegt sind, welche die Problemstellung bei heterogenen, empfindlichen und nicht pumpfähigen Messobjekten mit geringem Flüssigkeitsanteil nicht in Betracht ziehen. Im konkreten Fall würde eine kapazitive Messung aufgrund der Beschaffenheit eines Messobjekts, welches nicht durchgängig homogen ist, zu Messungenauigkeiten führen.
Die Aufgabenstellung ist nun, ein Füllstandsmesssystem zu etablieren, welches sowohl bei homogenen als auch bei inhomogenen Messobjekten valide und gleichbleibend gute Messergebnisse liefert. Aus hygienischen Gründen sollten die Komponenten des Füllstandmesssystems idealerweise nicht mit dem Messobjekt in Berührung kommen und auch entsprechend den hygienischen Standards ausgeführt werden.
Die Aufgabenstellung wird durch die Erfindung gelöst, indem eine optische Sensoreinheit 6, welche eine optische Verbindung zu dem vertikalen Beschickungsrohr 2 aufweist, das jeweilige heterogene, empfindliche und nicht pumpfähige Lebensmittel mit geringem Flüssigkeitsanteil, beispielsweise Gemüsesa- late, Pastasalate, asiatische Nudel- und Reisgerichte, mit entsprechender Sauce benetzt, oder saucenbenetzte Teigwaren kontinuierlich mit dieser optischen Sensoreinheit 6 vermisst, den aktuellen Füllstand an eine Datenverarbeitungsanlage übermittelt und gegebenenfalls ein Nachfüllen des Lebensmittels veranlasst. Da es sich bei einem solchen Füllstandsmesssystem um eine qualitätssi- chernde Maßnahme handelt, ist es natürlich auch zu präferieren, dass die Messeinrichtung im laufenden Betrieb störunempfindlich ist und bei sämtlichen möglichen Arten von heterogenen, empfindlichen und nicht pumpfähigen Lebensmitteln unabhängig vom Messobjekt eine gültige Messung durchführbar ist. Im Idealfall sollten die Messwerte möglichst einfach in ein Regelungssystem übergeführt werden, welches an eine Fördervorrichtung für entsprechende Lebensmittel gekoppelt ist. Darüber hinaus wäre für dieses Regelungssystem eine kontinuierliche Messung zu präferieren, da somit die kostspieligen Stehzeiten der Anlage minimiert werden. Eine kontinuierliche Messung wäre insofern auch zu bevorzugen, weil durch ein ständiges Abgleichen der Ist- und Soll-Werte des Füllstandes eine Tendenz zu erkennen ist und auf Änderungen des Füllstands rasch reagiert werden kann. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und zeigt:
Fig. 1 a eine Zusammenstellung des erfindungsgemäßen Füllstandmesssystems;
Fig. 1 b eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Füllstandmesssystems.
Das erfindungsgemäße Füllstandsmesssystem dient zum Messen des Füllstandes eines Beschickungsrohres 2, welches über einen Einfülltrichter 1 beschickt wird.
In der Praxis ist es üblich, das Beschickungsrohr 2 aus transparentem Kunststoff wie beispielsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA) auszuführen, um die Möglichkeit der Verwendung von Lichtschranken zur Mindestfüllstands- messung zu gewährleisten.
Durch die Beschickung von verschiedenen Lebensmitteln, welche im Regelfall auch verschiedene Farben bzw. Konsistenzen haben, ist die Ausführung mittels eines transparenten PMMA-Beschickungsrohrs nicht sehr vorteilhaft. Es kann vorkommen, dass die Transparenz des Kunststoffbeschickungsrohrs durch die Verwendung von entsprechenden Lebensmitteln so in Mitleidenschaft gezogen wird, dass eine valide Messung der Lichtschranken nicht mehr möglich ist, da die Sensoren der Lichtschranke dauerhaft keine optische Verbindung zueinan- der haben. In diesem Fall würde also trotz des fehlenden Beschickungsguts, keine Beschickung des Einfülltrichters 1 und somit in das Beschickungsrohr 2 stattfinden. Daraus würde ein Stillstand der Gesamtanlage resultieren, welcher mit einem kostspieligen Produktionsausfall und einer entsprechenden Fehlersu- che einhergehen würde.
Des weiteren ergibt sich hier die Problemstellung, dass bei heterogenen, empfindlichen und nicht pumpfähigen Lebensmitteln mit geringem Flüssigkeitsanteil wie beispielsweise Gemüsesalaten oder Asia- und Baminudeln die optische Verbindung zwischen den Lichtschranken durch Ingredienzien des Lebensmittels temporär verdeckt werden kann und somit eine falsche Information über den Füllstand des Beschickungsrohrs 2 vorliegt. Auch in diesem Fall würde die Gesamtanlage nicht die vorgesehenen Prozesse ausführen. Die Lichtschranken, welche bauelementspezifisch aus einem Sender und einem Empfänger bestehen, benötigen zueinander eine optische Verbindung, und falls diese Verbindung unterbrochen wird, wird ein elektrisches Signal ausgegeben. In diesem speziellen Fall würde eine Unterbrechung des Lichtstrahls bedeuten, dass sich genug Fördermedium im Beschickungsrohr 2 befindet und keine neu- en Lebensmittel nachbeschickt werden müssen.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird statt der Lichtschranken, welche bauteilspezifisch nur mit einem transparenten Beschickungsrohr 2 und horizontal montiert funktionieren, eine vertikal montierte optische Sensoreinheit 6 auf dem Prinzip eines Photomischdetektors (PMD-Sensor) verwendet.
Diese optische Sensoreinheit 6 funktioniert auf der Basis des„Time-of-Flight"- Prinzips, bei welchem grundsätzlich die Lichtlaufzeit einer Lichtquelle gemessen wird und daraus auf die zurückgelegte Länge des Lichts rückgeschlossen werden kann.
Weil sich Licht im Vakuum bzw. in einem Medium wie Luft nur mit einer endlichen Geschwindigkeit c ausbreiten kann, benötigt es eine bestimmt Zeit t, um die Strecke I vom Sender zum Messobjekt und zum Empfänger zurückzulegen, und kann sehr vereinfacht und allgemein mit:
l = c * - bzw. 1 =— * - * Αφ
2 co 2 beschrieben werden. Somit kann von der Laufzeit des Signals und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts, die bei ca. 2,998*108 m/s liegt, sehr einfach auf den Abstand des Sensors zum Messobjekt rückgeschlossen werden. Bei einem PMD-Sensor wird die hierzu beispielsweise amplitudenmoduliertes Infra- rotlicht verwendet. Jedes Pixel des PMD-Sensors besitzt einen Mixer, welcher die Phasendifferenz zwischen dem abgestrahlten und dem empfangenen Licht, welches vom Messobjekt zurückgeworfen wird, detektiert. Daraus kann für jedes Einzelpixel die jeweilige Lichtlaufzeit t errechnet werden, wobei die Kreisfrequenz der Modulation ω und die Phasendifferenz Αφ zwischen Referenz- strahl und rückgestreutem Strahl in die Berechnung mit einbezogen werden. Das volle Potential der PMD-Technologie wird freilich hier nicht ausgenutzt, da zur Distanzmessung zwischen zwei Punkten ein stark vereinfachtes PMD- Sensorsystem völlig ausreichend ist. Da nun bei dieser Art der Füllstandsmessung, im Gegensatz zur Bestimmung mittels Lichtschranken, keine optische Verbindung zwischen den Sendern und Empfängern der horizontal montierten Lichtschranken gegeben sein muss, besteht kein Grund, das Beschickungsrohr 2 aus einem Material zu fertigen, welches nur bedingt den hygienischen Ansprüchen einer lebensmittelverarbeiten- den Maschine entspricht.
Durch die Distanzmessung mittels vertikal montierter optischer Sensoreinheit 6 kann das Beschickungsrohr 2 nun ebenfalls aus leicht zu reinigendem und stabilem rostfreiem Edelstahl gefertigt werden. Dies hat zum Vorteil, dass für dieses Bauteil bei der täglichen bzw. produktionsabhängigen Reinigung und Wartung der Anlage keine spezielle Behandlung benötigt wird und es haltbarer ist. Die Ausführung des Beschickungsrohrs 2 aus rostfreiem Edelstahl wird über eine entsprechende lebensmittelgerechte Befestigungsflansch 5 mit einer Basisplatte 7 verschraubt. Um grundsätzlich bei der Wahl des Beschickungsrohrdurchmessers flexibel zu sein, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Beschickungsrohr 2 mittels Füllrohradapter 3 und entsprechender Verschrau- bungsdichtung 4 so ausgeführt, dass ein Anpassen des Beschickungsrohrdurchmessers an die Fördermenge durch das Beschickungsrohr 2 und der damit verbundenen Beschickungsmenge der Lebensmittel kein Problem darstellt. Die grundsätzliche Ausführung der Komponenten ist so zu wählen, dass nach Möglichkeit keine Klein- und Kleinstteile verwendet werden, die unter Umständen bei der Wartung und Reinigung spezielles Werkzeug und speziell geschultes Fachpersonal benötigt. Vielmehr macht es Sinn, die einzelnen Bauteile so auszufertigen, dass ein Fehlen eines Bauteils von dem Anwender bemerkt werden würde und dieser zur täglichen Wartung und Reinigung kein Werkzeug verwenden muss, da alle Verbindungen mit entsprechend einfachen Ver- schraubungen und Verschlüssen ausgeführt sind.
Die optische Sensoreinheit 6 selbst, welche in vertikaler Messrichtung montiert ist, hat zu keinem Zeitpunkt physischen Kontakt mit dem Messobjekt, also ohne Berührung des Lebensmittels, und führt die Messung nur mittels optischen Abtastens der Lebensmitteloberfläche durch.
Aufgrund des prinzipiellen Aufbaus der optischen Sensoreinheit 6 hat der Sensor überdies die Eigenschaft, aktiv Fremdlicht zu unterdrücken. Die Korrelati- onseigenschaften des Sensors können nicht korrelierende Teile des Lichts von korrelierenden Teilen mittels einer in der optischen Sensoreinheit befindlichen, elektronischen Schaltung subtrahieren und so auf das aktive Signal der optischen Sensoreinheit 6 reduzieren. Dies hat zur Folge, dass jedwede Sonneneinstrahlung grundsätzlich kein Problem für die Qualität der Messung darstellt, da diese nicht in die Messung eingeht und dieser mögliche Messfehler minimiert wird. Üblicherweise werden mit Distanz- bzw. Füllstandsmesssystemen sogenannte „Thresholds" überwacht, also Schwellenwerte, welche bei einer Unter- oder Überschreitung in einem entsprechenden Signal am Sensorausgang resultieren und dieses Signal gegebenenfalls über eine Datenverarbeitungsanlage weiter- verarbeiten.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Betriebsmodus möglich, bei welchem ein minimaler und ein maximaler Schwellenwert einstellbar ist, welcher in der Praxis an die Länge des Beschickungsrohres 2 angepasst werden kann. Die zwei Extremwerte, welche von der optischen Sensoreinheit 6 überprüft werden, entsprechen jeweils dem Zeitpunkt, an dem Fördermedium nachbeschickt werden muss, und dem Zeitpunkt, an dem das Beschickungsrohr 2 gefüllt ist und keine Beschickung mehr zu erfolgen hat. Die dabei ausgegebenen Signale der optischen Sensoreinheit 6 werden über eine Datenverarbeitungsanlage verarbeitet und an eine entsprechende Fördereinrichtung weitergegeben.
Die Verarbeitung der Daten kann mit einer üblichen„speicherprogrammierbaren Steuerung" (SPS) erfolgen, welche je nach Fördervorrichtung den Anlauf eines Antriebs oder mehrerer Antriebe entsprechend der ausgegebenen Sensorsignale regelt.
Durch den Betriebsmodus, welcher eine kontinuierliche Messung vorsieht, ist ebenfalls eine Regelung mittels einer Hysteresekurve möglich. Hierbei wird der Schaltzustand am Ausgang der optischen Sensoreinheit 6 solange stabil gehalten, wie der Messwert um einen bestimmten Schaltpunkt herum schwankt. Dieser Modus hat den massiven Vorteil, dass die Sensoreinheit 6 bei einem spezifisch, einstellbaren Schaltzeitpunkt bzw. Füllstand ein Ausgangssignal am Aus- gang ausgibt und dieses solange hält, bis der gemessene Wert die Hysteresekurve verlassen hat. Somit ist ein Bereich abgedeckt, in dem der reibungslose und kontinuierliche Betrieb der Anlage gewährleistet ist und von der SPS gesteuert werden kann. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass beim Unter- schreiten der Hysteresekurve eine Abschaltung der Anlage aus Sicherheitsgründen erfolgt, bzw. beim Überschreiten der Hysteresekurve ein temporärer Wartezustand der Fördervorrichtung hervorgerufen wird, bis die Hysteresekurve wieder erreicht ist und der reguläre Betrieb wieder aufgenommen werden kann.
Ein weiterer Aspekt der PMD-Sensortechnik ist die Tatsache, dass die optische Sensoreinheit 6 im Gegensatz zu den zum Stand der Technik gehörigen, kapazitiven Messverfahren auch bei heterogenen Messobjekten, wie beispielsweise saucenbenetzten Reis- und Nudelfertiggerichten, gekochtem Reis, Gemüsesa- laten und Ähnlichem, gültige Messungen durchführt und aufgrund der Konsistenz oder der Zusammensetzung der Lebensmittel keine Messabweichungen hinsichtlich des Füllstands auftreten.
Bezugszeichenliste:
1 ) Einfülltrichter
2) Beschickungsrohr
3) Füllrohradapter
4) Verschraubungsdichtung
5) Befestigungsflansch auf Basisplatte
6) Optische Sensoreinheit
7) Basisplatte

Claims

Patentansprüche:
1 . Vorrichtung zur Messung und Verarbeitung des Füllstandes von heterogenen, empfindlichen und nicht pumpfähigen Lebensmitteln mit geringem Flüssigkeitsanteil beinhaltend zumindest:
- eine oder mehrere optische Sensoreinheiten (6) zur kontinuierlichen Messung,
- eine oder mehrere vertikale Befestigungsmöglichkeiten der Sensoreinheit (6), so dass eine direkte optische Verbindung zwischen dem Messobjekt im Beschickungsrohr (2) und der optischen Sensoreinheit (6) gegeben ist,
- eine oder mehreren Beschickungsrohre (2),
- eine Datenverarbeitungsanlage.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass den Messungen der optischen Sensoreinheit (2) eine Laufzeitmessung als Grundlage dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jegliche Messungen durch die optische Sensoreinheit (6) berührungslos erfolgen und die optische Sensoreinheit (6) nicht mit dem Messobjekt in direkten physischen Kontakt kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinheit (6) so ausgeführt ist, dass die optische Sensoreinheit (6) Störgrößenunterdrückungseigenschaften besitzt und auftretende Messabweichung minimiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale, welche von der optischen Sensoreinheit (6) abgegeben werden, an eine Datenverarbeitungsanlage übermittelt und dort über eine Hysteresekurve geregelt bzw. verarbeitet werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Datenverarbeitungsanlage eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) beinhaltet, über ein geeignetes Regelsystem die eingehenden Daten verarbei- tet und die entsprechenden Fördervorrichtungen zum Beschicken des Beschickungsrohres (2) steuert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinheit (6) bei spezifischen Schwellwerten ein Signal aus- gibt, welches zur sofortigen Abschaltung bzw. zum temporären Stillstand der Anlage führt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfülltrichter (1 ) und das Beschickungsrohr (2) so ausgeführt sind, dass den geltenden Hygienevorschriften in lebensmittelverarbeitenden Betrieben entsprochen wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jegliche Verbindungen so ausgeführt sind, dass eine einfache Reinigung ohne zu- sätzliches Spezialwerkzeug sichergestellt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sämtlich Verbindungsstücke mit entsprechenden Sicherungs- und Abdichtungsmaßnahmen ausgeführt sind, um einen sicheren und einwandfreien Betrieb der Förderanlage zu gewährleisten.
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