用于测量容纳在容器中的材料高度的传感器装置制造方法及图纸

一种用于测量容器(2)中的材料(M)的高度的传感器装置(1)，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量容纳在容器中的材料高度的传感器装置


[0001]本专利技术涉及一种用于对容器中的材料的高度进行测量的传感器装置，尤其是对特性随时间变化的不稳定材料，例如酵母或发酵剂，特别是对液体酵母或液体发酵剂的液位进行测量的传感器装置。
[0002]本专利技术还涉及一种成套设备，其包括这种传感器装置和用于连接至容器的机构。
[0003]本专利技术还涉及一种包括这种成套设备以及容器的系统。
[0004]本专利技术还涉及一种用于对这种系统的容器的壳体内部进行清洁的方法。
[0005]最后，本专利技术涉及一种用于对与容器有关的信息进行远程监测的方法，以及被配置成能够执行这种方法的处理电路和处理器可读的存储器单元，该存储器单元包括当由处理器执行时使得处理器执行这种方法的指令。

技术介绍

[0006]通常在材料(特别是特性随时间变化的不稳定材料，特别是酵母或发酵剂，尤其是液体酵母或液体发酵剂)的生产工厂中对容纳所述材料的容器进行填充，然后将其运送到使用所述材料的地点，例如在材料为酵母或发酵剂的情况下，将其运送到面包师处。
[0007]为了能够再次使用容器，一旦将材料清空，就将容器送回所述材料的生产者以清洁并再次填充以材料。
[0008]因此，所述材料的生产者可能最终拥有极为庞大的容器队列，队列分布在相当大的地理区域的不同位置处，例如若干国家，甚至分布在若干不同大陆上的不同位置处，这使得这种容器园区的物流管理变得复杂。
[0009]为了鼓励用户将容器归还生产者，虽然可以设定押金制度，通过经济手段鼓励用户归还空的容器，但这种方法并不完全令人满意，尽管这样做会受到经济损失，但许多用户仍会保留空的容器。
[0010]为了促进不同容器的队列中不同容器的物流，并且为了能够对容纳所生产材料的容器的使用进行监测，并且特别是当所述队列包括分布在大的地理区域(例如在一个或更多个大陆)上的不同位置处的大量容器时，如果生产者能够受益于与用户定位在一起的各容器的实时信息，特别是与用户定位在一起的容器内的材料高度或其准确的地理位置的实时信息，则可能是有利的。
[0011]因此，举例来说，一旦容器内的材料高度下降到低于确定的阈限，就可以自动启动将容器送回生产工厂的动作，还可利用容器的地理位置以最优方式安排其返回，并且可能与容纳所述材料的新容器的输送相结合。
[0012]因此，希望在容器中运送并由最终用户使用的材料的生产者能够受益于允许实时确定与容器有关信息以便能够将该信息传送给生产者以促进所述容器的物流的装置。
[0013]例如，已知一种用于测量容器中的材料高度的传感器装置，该容器包括接收所述材料的密封壳体，该装置由公司销售，并且在专利申请WO 2018/219683 A1中进行了部分说明。
[0014]这种传感器装置用于根据容器施加在压力传感器上的压力的测得值来确定容器中的材料高度。为此，传感器装置的压力传感器旨在于被定位于容器的壳体的下壁与支撑壳体的所述下壁的支撑件(例如托盘)之间，传感器插置在壳体的下壁与该支撑件之间。因此，由传感器测得的压力基本上对应于容器的重量，由此可以推断其外壳体内的材料体积并从而推断材料高度，以便传送与该材料高度有关的信息。
[0015]这种传感器装置存在若干缺点。
[0016]首先，这种传感器装置在容器的壳体的下壁和支撑件之间的定位需要从系统的角度存在与容器相关联的支撑件。然而，对于一些应用，例如当容器旨在于以悬挂状态存放时，并不存在这种支撑件，因而无法进行这种传感器的定位。
[0017]此外，如果考虑将这种传感器装置安装在既有的容器上，那么传感器的位置要求在其安装之前在容器的壳体与支撑件之间进行完全分离，这大大增加了安装这种传感器装置所需的时间，并且因此使得这种传感器装置不适合安装在既有的容器上，并且更不适合安装在整个既有的容器队列上。
[0018]类似地，在对传感器装置或容器进行维护操作的背景下，接近所述传感器装置或将其从容器的壳体上拆下也需要事先在容器的壳体与支撑件之间进行完全分离，这使得维护操作变得复杂并大大增加了维护操作所需的时间。
[0019]此外，传感器装置的压力传感器布置在不易接近(不易接触)的位置，这可能使其维护复杂，还会改变其例如通过蜂窝网络传送数据的能力，其位置会阻止无线电波通过，无线电波可能被容器的一些元件阻挡。
[0020]因此，为了进行容器壳体的清洁，通常将传感器装置固定到壳体和支架。因此，会发现在所述容器清洁操作期间传感器装置自身处于恶劣条件(压力、温度、pH)下，这可能会影响其使用寿命。

技术实现思路

[0021]因此，本专利技术的目的是通过提供传感器装置来克服现有技术传感器装置的缺点，以促进容器的物流或者包括多个容器的队列的物流，并尤其允许测量容器中的材料高度，并且在形状和尺寸方面能够安装在广泛的各种各样的容器上。
[0022]本专利技术的另一目的是提供一种能够简单且快速地安装在既存容器上的传感器装置。
[0023]本专利技术的另一目的是提供一种传感器装置，其便于维护，并且也便于维护安装有其的容器。
[0024]本专利技术的另一目的是提供一种能够容易地传送数据，特别是通过无线电波传送数据的传感器装置。
[0025]本专利技术的另一目的是提供一种具有长的能量自给时长(特别是几年的能量自给时长)的传感器装置。
[0026]本专利技术的另一目的是提供设计简单且成本降低的传感器装置。
[0027]本专利技术提供了一种用于测量容器中的材料高度的传感器装置，该容器包括密封壳体，该密封壳体被构造成能够能够将限定自由表面的材料容纳在该外壳内，
[0028]传感器装置包括：
[0029]‑
外壳，
[0030]‑
至少一个非接触式的高度传感器，其包括被配置成能够发射检测信号的发射器和被配置成能够接收反射检测信号的接收器，该反射检测信号包括反射后的检测信号，所述高度传感器容纳在该外壳内部。
[0031]根据本专利技术，外壳包括测量窗口，该测量窗口允许由所述发射器发射的检测信号从外壳的内部穿过并去至容器的壳体的内部，并且允许反射检测信号在对容器的壳体内部的材料的自由表面反射后从容器的壳体的内部穿过并去至外壳内部的所述接收器。
[0032]根据本专利技术，传感器装置还包括固定到外壳的紧固机构，该紧固机构被构造成能够使得，传感器装置能够在容器的壳体外部可移除地紧固在固定到容器的壳体壁的连接机构上，同时外壳的测量窗口定位成与在容器的壳体壁中形成的对应开口相对。
[0033]根据本专利技术，高度传感器被配置成，能够发射作为由接收器接收的反射检测信号的函数的、与容器的壳体内的材料高度有关的测量信号。
[0034]根据本专利技术的可选特征，单独考虑或者以组合的方式考虑以下特征：
[0035]‑
紧固机构包括围绕所述测量窗口的螺纹，该螺纹被构造成能够通过拧紧/拧松而与连接机构的攻丝配合，攻丝被构造成围绕容器的开口；
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量容器(2)中的材料(M)的高度的传感器装置(1)，所述容器(2)包括密封壳体(21)，所述密封壳体(21)被构造成能够将限定自由表面(SL)的材料(M)容纳在所述壳体(21)内；所述传感器装置(1)包括：
‑
外壳(11)；
‑
至少一个非接触式的高度传感器(12)，其包括被配置成能够发射检测信号(S13)的发射器(13)和被配置成能够接收反射检测信号(S14)的接收器(14)，所述反射检测信号(S14)包括反射后的检测信号(S13)，所述高度传感器(12)容纳在所述外壳(11)内部；其中，所述外壳(11)包括测量窗口(15)，所述测量窗口(15)允许由所述发射器(13)发射的检测信号(S13)从所述外壳(11)的内部通过到达所述容器(2)的壳体(21)的内部，以及允许所述反射检测信号(S14)在相对位于所述容器(2)的壳体(21)内部的材料(M)的自由表面(SL)反射后经过所述容器(2)的壳体(21)的内部通向在所述外壳(11)内部的所述接收器(14)；所述传感器装置(1)还包括固定到所述外壳(11)的紧固机构(16)，所述紧固机构(16)被构造成使得所述传感器装置(1)能够在所述容器(2)的壳体(21)外部可移除地紧固在连接机构(3)上，所述连接机构(3)固定在所述容器(2)的壳体(21)的壁(22)上，并且所述外壳(11)的测量窗口(15)定位成与形成于所述容器(2)的壳体(21)的壁(22)中的对应开口(23)相对；所述高度传感器(12)被配置成能够发射作为由所述接收器(14)接收的所述反射检测信号(S14)的函数的、与所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的高度有关的测量信号。2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述紧固机构(16)包括围绕所述测量窗口(15)的螺纹(T16)，所述螺纹(T16)被构造成能够通过拧紧/拧松而与所述连接机构(3)的攻丝(31)配合，所述攻丝(31)被构造成围绕所述容器(2)的开口(23)。3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其中，由所述发射器(13)发射的检测信号(S13)是电磁信号、光学信号或超声信号。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置(1)，还包括地理定位装置(17)，所述地理定位装置(17)被配置成能够发射允许确定所述传感器装置(1)的地理位置的信号。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置(1)，所述外壳(11)包括至少一种热塑性材料，例如聚丙烯。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置(1)，包括连接至所述高度传感器(12)的用户界面(4)，所述用户界面(4)包括显示器(41)，所述显示器(41)被配置成能够根据由所述高度传感器(12)发射的测量信号显示与所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的高度有关的信息。7.根据权利要求6所述的装置(1)，其中，所述显示器(41)包括与多个标记(43)相关联的多个发光二极管(42)，并且所述用户界面(4)包括连接至所述显示器(41)的至少一个致动按钮(44)，所述致动按钮(44)被配置成能够触发通过所述高度传感器(12)进行的对所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的高度的测量以及对与所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的高度相关的信息的显示。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置(1)，还包括数据传送器，所述数据传送器
被配置成能够从所述高度传感器(12)向远程服务器发送数据，所述数据包括基于由所述高度传感器(12)发射的测量信号创建的、与所述容器(2)的壳体(12)内的材料(M)的高度有关的数据。9.根据权利要求8所述的装置(1)，所述数据传送器被配置成能够经由低速蜂窝网络在被包含于800MHz至1000MHz之间的频带上与远程服务器一起传送数据。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置(1)，还包括温度传感器(18)，所述括温度传感器(18)被配置成能够测量所述装置(1)周围的温度。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的装置(1)，还包括磁场测量机构(5)，所述磁场测量机构(5)被配置成能够发射与所述磁场测量机构(5)附近的磁场有关的测量信号，所述磁场测量机构(5)有利地固定到所述外壳(11)上，并且尤其是定位在所述紧固机构(16)处。12.根据权利要求1至11中的任一项所述的装置(1)，还包括RFID应答器(6)，所述RFID应答器(6)包括具有与所述传感器装置(1)有关的数据的存储器。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的装置(1)，其中：
‑
所述发射器(13)被配置成能够发射光学检测信号(S13)，至少一个透镜(E19)插置在所述发射器(13)和所述测量窗口(15)之间，
‑
所述接收器(14)被配置成能够接收光学检测信号(S14)，至少一个透镜(E19)插置在所述接收器(14)和所述测量窗口(15)之间。14.根据权利要求1至13中的任一项所述的装置(1)，其中，光学分离壁(P12)将所述发射器(13)与所述接收器(14)分开，所述光学分离壁(P12)被构造成能够防止由所述接收器(13)发射的光学检测信号(S13)以不穿过所述测量窗口(15)而从所述外壳(11)中出来的方式到达所述接收器(14)。15.根据权利要求1至14中的任一项所述的装置(1)，其中：
‑
所述发射器(13)被配置成能够发射包括多个发射光线(R131...R13
n
)的检测信号(S13)，所述多个发射光线有利地具有在所述发射器(13)处的公共原点(O13)，至少两个发射光线(R131...R13
n
)各自相对于所述发射器(13)具有不同的取向，并且尤其是，使得所有的发射光线(R131...R13
n
)基本上形成具有原点(O13)的锥，并使得由所述接收器(14)接收的反射检测信号(S14)包括多个反射检测光线(R141...R14
n
)，所述多个反射检测光线中的每一个反射检测光线通过所述发射器(13)发射的检测信号(S13)的发射光线(R131...R13
n
)在由所述容器(2)的壳体(21)的壁(22、24)和/或由所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的自由表面(SL)进行至少一次反射后形成；
‑
所述接收器(14)包括多个接收器单元(P141...P14
n
)，所述多个接收器单元均匀分布在朝向所述测量窗口(15)的基本平坦的表面(F14)上，并且被配置成能够仅接收所述反射检测信号(S14)的单个反射检测射线(R141...R14
n
)，所述接收器(14)被配置成能够相比多个接收单元(P141...P14
n
)发射能够区分的数量不少于此的测量信号(M141...M14
n
)，所述测量信号中的每一个根据在各个接收器单元(P141...P14
n
)处接收的唯一的反射检测射线(R141...R14
n
)确定；
‑
由所述高度传感器(12)发射的、与所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的高度有关的测量信号是作为从不同的接收器单元(P141...P14
n
)确定的、由所述接收器(14)发射的不
同的测量信号(M141...M14
n
)的函数而被确定的。16.根据权利要求15所述的装置(1)，其中，由所述高度传感器(12)发射的与所述容器(2)的壳体(21)内的材料(M)的高度有关的测量信号是通过以下方式确定：/a/考虑由第一数量(Q1)的接收器单元(P141...P14
n
)确定的、由所述接收器(14)发射的第一数量(Q1)的测量信号(M141...M14
n
)，使得所述第一数量(Q1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：乐斯福公司，
类型：发明
国别省市：