具有位置传感器的测量设备制造技术

本公开涉及一种用于确定待测量材料的填充物位、极限物位、压力或流量的测量设备(1)，其包括：被配置为布置在待测量材料上方的主体(2)；被配置为布置在主体(2)的下方的测量体(3)，其中，测量体(3)具有用于检测测量信号的传感器元件(4)和用于检测测量体(3)的位置的位置传感器(5)，其中，主体(2)和测量体(3)彼此分开地形成并且相互耦接；以及评估单元(9)，其被配置为用于评估由传感器元件(4)检测的测量信号且/或用于评估测量体(3)的位置。信号且/或用于评估测量体(3)的位置。信号且/或用于评估测量体(3)的位置。

【技术实现步骤摘要】
具有位置传感器的测量设备


[0001]本专利技术涉及在工业环境中用于诸如料仓、储罐等容器的测量设备。特别地，本专利技术涉及用于确定容器中的填充物位、极限物位、压力或流量的测量设备、用于确定容器中的填充物位、极限物位、压力或流量的方法以及这种测量设备的用于容器中的填充物位测量和/或极限物位测量和/或体积测量和/或压力测量和/或流量测量的用途。

技术介绍

[0002]在工业环境中，特别是在过程或工厂自动化领域中的测量设备可被设置为用于填充物位测量、极限物位检测、流量测量、压力测量、水位和/或温度测量的测量设备。
[0003]将已知的测量设备安装在容器上，其中，测量设备一体地构造，即，测量体直接布置在容器上或容器中。在这种测量设备中，位置传感器也可以用于获得额外的信息，这些信息可用来使实际测量信号更精确。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种替代的测量设备，特别是提供一种能够识别测量错误和/或测量设备的损坏的测量设备。
[0005]该目的通过独立专利权利要求的主题来实现。改进示例在从属权利要求和实施例的以下说明中给出。
[0006]本公开的第一方面涉及一种用于确定例如布置在容器中的待测量材料的填充物位、极限物位、压力或流量的测量设备，其中，测量设备可以特别地被配置为用于工业环境中的过程自动化。
[0007]测量设备包括主体、测量体和评估单元。主体被配置为布置在待测量材料的上方，例如布置在容器上。测量体被配置为布置在主体的下方，例如布置在容器中，其中，测量体具有用于检测测量信号的传感器元件和用于检测测量体的位置的位置传感器。主体和测量体彼此分开地形成并相互耦接。评估单元被配置为用于评估由传感器元件检测的测量信号且/或用于评估测量体的位置。
[0008]因此，测量设备检测测量体在容器中的位置，从而可以特别识别是否由于测量体的位置而可能出现测量偏差和/或测量限制，例如因为测量体位于容器底部或倾斜地放置在待测量的松散材料上，以致于传感器元件不能与松散材料充分接触以进行有效测量。以此方式，可以提前识别出潜在的间接损害，例如废品、过程中断和/或故障，这些间接损害可能是由于错误的测量值而导致的不正确的过程控制引起的。
[0009]例如，在传感器的调试或设计过程中可能出现错误，例如，如果在空容器中通过吊缆悬吊的测量体本应自由地向下悬挂，但位置传感器识别出该测量体处于倾斜位置。基于此，可以生成警告以通知操作员该容器并不是像想象的那样是空的，或者吊缆太长并且因此测量体搁置在容器底部上。以此方式，可防止测量错误且/或根据测量原理防止错误调整。
[0010]此外，基于测量体在容器中的位置，测量设备可以识别出测量体是否存在损害和/或主体与测量体之间的连接是否存在损坏，该损坏可能导致测量不准确和/或测量设备的过早故障。特别是在主体和测量体通过刚性连接件(例如，管)连接的情况下，甚至在传感器元件和/或测量体完全失效之前，可以通过确定测量体的位置识别出存在篡改和/或损坏，因为该传感器元件和/或测量体不应由于其紧固或刚性连接而发生任何位置变化。以此方式，可以防止诸如废品、过程中断和/或故障等间接损害。
[0011]此外，可以及早识别出过早磨损，并且基于此可以建议和/或执行预测性维护，以防止意外的设备故障以及与其相关的过程中断和/或故障。
[0012]术语“工业环境中的过程自动化”可以理解为技术的一个子领域，其包含无人工参与的操作机器和设备的所有措施。过程自动化的一个目标是在诸如化学、能源、食品、制药、石油、造纸、水泥、航运或矿业等领域中使工厂的各个部件的交互自动化。为此，可以使用大量的传感器，这些传感器特别适用于过程工业的诸如机械稳定性、对于污染物的不敏感性、极端温度、极端压力等特定要求。通常将这些传感器的测量值传送到控制室或上级系统，在控制室或上级系统中可以监测诸如填充物位、极限物位、水位，流量、压力或密度等过程参数，并且可以手动或自动更改整个工厂的设置。
[0013]工业环境中的过程自动化的一个子领域涉及工厂的物流自动化和供应链的物流自动化。在物流自动化领域中，借助于距离传感器和角度传感器使建筑物内或外或者单个物流设备内的过程自动化。典型的应用是例如用于以下领域的物流自动化系统：机场的办理行李和货物托运处理领域、交通监控领域(收费系统)、贸易领域、包裹配送或还有建筑物安全(访问控制)领域。先前列出的示例的共同点在于，各个应用端都需要将存在检测与对象大小和位置的精确测量结合起来。为此，可以使用借助于激光、LED、2D相机或3D相机的基于光学测量方法的传感器，这些传感器根据渡越时间原理(ToF：time of flight)检测距离。
[0014]工业环境中的过程自动化的另一子领域涉及工厂/制造自动化。在诸如汽车制造业、食品制造业、制药业或一般包装行业等许多行业中，都可以见到这种应用示例。工厂自动化的目的是使通过机器、生产线和/或机器人执行的货物生产自动化，即，在没有人工参与的情况下运行。在此使用的传感器以及在检测对象的位置和大小时对于测量精度的特定要求与上述物流自动化示例中的传感器和特定要求相当。
[0015]主体可被设计为可具有计算单元(CPU)的连接盒或连接壳体。计算单元可以至少用于测量信号的部分评估和/或用于测量体的位置检测和/或用于测量信号或从其导出的测量数据的存储。
[0016]测量体，特别是传感器元件可以是填充物位传感器、极限物位传感器、压力传感器、温度传感器或流量传感器。传感器元件例如可以是振动限位开关、压力测量装置、压力开关、电容和/或导电测量传感器。
[0017]位置传感器可以集成到传感器元件4中，或与其分离地设置在测量体3中。它可以是简单的位置传感器或例如包括加速度传感器和陀螺仪的动态倾斜传感器。
[0018]由于主体和测量体在空间上分离，测量体和/或主体受损风险较高，可以通过使用位置传感器检测测量体的位置并对检测的位置进行评估而及早识别这种损坏风险。
[0019]换句话说，可以说的是，除了测量填充物位、极限物位、压力或流量之外，测量设备
还可以及早识别出测量错误和/或调试错误和/或测量限制和/或篡改和/或损坏和/或过早磨损。此外，测量设备可以通过评估测量体的位置信息和/或可选的相关评估单元的位置信息来识别过程中的变化。
[0020]根据一实施例，主体和测量体通过电缆和/或通过管和/或通过无线电相互耦接。在无线电耦接的情况下，测量体优选地固定安装在容器中并且通过无线电将检测的测量信号传输到主体。主体和测量体之间通过电缆的耦接使得即使容器稍微倾斜，测量体也可以垂直向下悬挂。此外，电缆允许在更远的距离上设置开关点，例如在长达80m的距离上。由于其灵活性，它们可以更容易地安装在狭窄的安装空间中，特别是在容器上方，并且更节省运输空间。
[0021]主体和测量体之间的管连接使得可以将测量体定位在预定义的位置处，并且即使例如由于填充或清空容器或由于容器中存在的搅动装置而使容器中的诸如填充材料等内容物移动，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定待测量材料的填充物位、极限物位、压力或流量的测量设备(1)，其包括：主体(2)，其被配置为布置在所述待测量材料的上方；测量体(3)，其被配置为布置在所述主体(2)的下方，其中，所述测量体(3)具有用于检测测量信号的传感器元件(4)和用于检测所述测量体(3)的位置的位置传感器(5)，其中，所述主体(2)和所述测量体(3)彼此分开地形成并且相互耦接；以及评估单元(9)，其被配置为用于评估由所述传感器元件(4)检测的所述测量信号且/或用于评估所述测量体(3)的位置。2.根据权利要求1所述的测量设备(1)，其中，所述主体(2)和所述测量体(3)通过电缆(7)和/或通过管(14)和/或通过无线电相互耦接。3.根据权利要求1或2所述的测量设备(1)，其中，所述评估单元(9)被设置在所述主体(2)中，且/或被设置在所述测量体(3)中，且/或被设置为外部评估单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量设备(1)，其中，所述评估单元(9)被配置为：基于检测的所述测量体(3)的位置与预定的位置极限值的比较，当检测的所述测量体(3)的位置基本上对应于所述预定的位置极限值时，确定所述测量体(3)处于正确位置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量设备(1)，其中，所述主体(2)还包括位置传感器(8)，所述位置传感器被配置为用于检测所述主体(2)的位置，并且所述评估单元(9)还被配置为用于评估所述主体(2)的位置。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门斯，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：