多極限物位測量設備的製作方法
2023-05-13 19:29:31
多極限物位測量設備的製作方法
【專利摘要】為了檢測極限物位，採用了多極限物位測量設備，該多極限物位測量設備使用兩種不同的測量數據評估方法。要評估的測量數據由可以使用不同物理測量原理的多極限物位傳感器裝置獲取。以此方式，可以減小極限物位被錯誤地檢測的可能性。
【專利說明】多極限物位測量設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2013年6月6日提交的歐洲專利申請N0.13170914.9的申請日的權益，該項申請的公開內容在此通過參引併入本文中。
【技術領域】
[0003]本發明涉及極限物位測量。特別地，本發明涉及一種通過使用至少兩種不同的測量數據評估方法確定極限物位的多極限物位測量設備，涉及第一極限物位傳感器和第二極限物位傳感器的用於確定極限物位的用途，涉及一種用於通過使用至少兩種不同的測量數據評估方法確定極限物位的評估單元，涉及一種用於極限物位確定的方法，涉及一種程序元件，以及涉及一種計算機可讀介質。
【背景技術】
[0004]為了測量容器中的極限物位，通常使用振動傳感器，該振動傳感器包括通過致動器設定振動的兩個支腳。這種類型的傳感器也稱為「音叉」。這種類型的極限物位傳感器具有相對複雜的機械結構並且不適合於一些介質。特別地，傳感器表面上的沉積物的積累可能會導致測量不準確。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種可以用作音叉傳感器的替代的極限物位傳感器。
[0006]該目的通過權利要求1的特徵而實現。在其它權利要求以及在實施方式的以下描述中闡釋了本發明的變化形式。
[0007]根據本發明的第一方面，提供了一種多極限物位測量設備，該多極限物位測量設備構造成使用至少兩種不同的測量數據評估方法來確定極限物位。使用這兩種測量數據評估方法中的僅一種方法可以檢測容器中的填充介質的極限物位。因而，換言之，使用第一測量數據評估方法導致第一極限物位檢測，並且使用第二測量數據評估方法導致第二極限物位檢測，或者替代性地，導致第一測量數據評估方法的真實性檢查。
[0008]多極限物位測量設備包括:多極限物位傳感器裝置，該多極限物位傳感器裝置用於獲取測量數據；以及評估單元，該評估單元用於評估獲取的測量數據的至少第一子集(或所有獲取的測量數據)和獲取的測量數據的至少第二子集(或所有獲取的測量數據)。至少第一子集的評估用於通過使用第一測量數據評估方法確定極限物位，並且至少第二子集的評估用於通過使用第二測量數據評估方法確定極限物位。
[0009]為此，多極限物位傳感器裝置可以包括獲得測量數據的一個或多個傳感器。例如，這些傳感器可以使用不同的物理測量方法，並且因而可以以基本上不同的方式確定極限物位。多極限物位傳感器裝置也可以例如使用相同的一個或多個傳感器來執行不同的測量，並且因而可以記錄不同的數據集，這些不同的數據集隨後經受不同的評估方法。
[0010]評估的結果是兩個測量結果，這兩個測量結果可用來確定是否已達到極限物位。
[0011]根據本發明的實施方式，多極限物位傳感器裝置包括具有端部區域的殼體，該端部區域用於浸入到填充介質中以確定極限物位(極限物位檢測)，殼體的該端部區域具有單截面表面且因而不以分叉的方式(不像音叉那樣)延伸。
[0012]因此，殼體的端部區域未形成兩個支腳，而是構造成盒子、杆等的形狀。
[0013]根據本發明的另外的實施方式，殼體的至少端部區域由金屬組成。殼體的剩餘區域也可以完全地或基本上由金屬組成。
[0014]根據本發明的另外的實施方式,殼體的至少端部區域由不導電材料組成。
[0015]根據本發明的另外的實施方式，殼體的至少端部區域由金屬材料和不導電材料組成。金屬與不導電材料之間的交替可以在一些部分中發生，因此使得殼體的特定區域由金屬製成，而殼體的其它特定區域由不導電材料製成。
[0016]根據本發明的另外的實施方式，多極限物位傳感器裝置包括振動致動器，該振動致動器附接至殼體的端部區域的內側，以將振動傳輸到殼體的端部區域。
[0017]因而，殼體的端部區域可以設定成振動。
[0018]然後，多極限物位傳感器裝置可以使用該振動致動器或另外的振動致動器來測量殼體的振動——例如，其諧振頻率或振幅——以判定是否已達到填充介質的極限物位。
[0019]根據本發明的另外的實施方式，多極限物位傳感器裝置包括隔膜，該隔膜附接在殼體的端部區域中且構造成獲取振動致動器的振動。
[0020]此外，多極限物位傳感器可以包括用於壓力測量的應變計或另外的系統，以獲得至少要獲取的測量數據的第一子集。
[0021]多極限物位傳感器裝置也可以包括振動傳感器以獲得測量數據的第二子集。
[0022]根據本發明的另外的實施方式，多極限物位傳感器裝置包括雷達傳感器、電容傳感器、阻抗傳感器、光學傳感器、溫度傳感器和/或電導率傳感器，以獲得獲取的測量數據的第一子集和/或第二子集。
[0023]根據本發明的實施方式，為了極限物位的確定，多極限物位測量設備可以使用兩個或更多個物理測量原理，並且由此可以執行彼此分開的兩個或更多個極限物位檢測(極限物位確定)。此處，可以一直使用兩個測量原理，以減小錯誤測量的可能性。例如可以使用第二測量原理來檢查第一測量原理的結果的真實性。
[0024]多極限物位測量設備也可以受制於環境條件(填充介質的類型、溫度、空氣溼度等)而在第一測量數據評估方法與第二測量數據評估方法之間自動地轉換。由於這種轉換的發生，因此其能夠足以僅獲取用於所啟用的適當的測量數據評估方法的測量數據。在這種情況下，可以停用多極限物位傳感器裝置的與該測量數據的獲取無關的部件。
[0025]因而，多極限物位測量設備例如可以構造成用於兩個不同的物理測量原理的使用。其可以包括簡單的傳感器系統，該傳感器系統由於不同的物理測量原理的使用而可以在幾乎所有介質中使用。
[0026]本發明的另外的方面提供了殼體內的第一極限物位傳感器和第二極限物位傳感器的使用，以檢測極限物位。極限物位傳感器可以是連續測量傳感器，或可以是能夠僅判定是否已達到極限物位的常規極限物位傳感器。
[0027]本發明的另外的方面提供了一種用於使用兩種不同的測量數據評估方法來檢測極限物位的評估單元。該極限物位可以通過分別地使用兩種測量數據評估方法中的一種方法而被檢測。評估單元構造成使用第一測量數據評估方法來評估獲取的測量數據的至少第一子集以檢測極限物位，並且構造成使用第二測量數據評估方法來評估獲取的測量數據的第二子集以檢測極限物位。
[0028]本發明的另外的方面提供了一種用於使用至少兩種不同的測量數據評估方法來檢測極限物位的方法，在該方法中，測量數據由多極限物位傳感器裝置來獲取，獲取的測量數據的至少第一子集使用第一測量數據評估方法來評估以檢測極限物位，並且獲取的測量數據的至少第二子集使用第二測量數據評估方法來評估以檢測極限物位，兩種測量數據評估方法是不同的方法。
[0029]本發明的另外的方面提供了一種程序元件，該程序元件當在多極限物位測量設備的處理器上執行時命令測量設備執行在上文和下文中所描述的步驟。
[0030]本發明的另外的方面提供了一種計算機可讀介質，程序元件存儲在該計算機可讀介質上，該計算機可讀介質當在多極限物位測量設備的處理器上執行時命令測量設備執行在上文和下文中所描述的步驟。
[0031]此外，應當指出的是，多極限物位測量設備可以構造成執行在上文和下文中所描述的所有步驟。
[0032]以下將參照附圖對本發明的實施方式進行描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1示出了部分地填充有填充介質且具有三個多極限物位測量設備的容器。
[0034]圖2示出了根據本發明的實施方式的多極限物位測量設備的端部區域。
[0035]圖3示出了根據本發明的另外的實施方式的多極限物位測量設備的端部區域。
[0036]圖4示出了根據本發明的另外的實施方式的多極限物位測量設備的端部區域。
[0037]圖5示出了根據本發明的另外的實施方式的多極限物位測量設備的端部區域。
[0038]圖6示出了根據本發明的另外的實施方式的多極限物位測量設備。
[0039]圖7示出了根據本發明的另外的實施方式的多極限物位測量設備的端部區域。
[0040]圖8示出了根據本發明的另外的實施方式的多極限物位測量設備。
[0041]圖9示出了根據本發明的實施方式的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0042]圖中的圖示是示意性的且未按真實比例繪製。
[0043]在對附圖的以下描述中，當在不同圖中使用相同的附圖標記時，其標識相同或相似的元件。然而，相同或相似的元件也可以用不同的附圖標記標識。
[0044]圖1示出了包含填充介質102的容器101。設置有三個多極限物位傳感器100，其中的一個多極限物位傳感器100安裝在容器的蓋105中，而另外的兩個多極限物位傳感器100附接至容器的側壁。
[0045]安裝在容器的蓋中的多極限物位測量設備可以被擰入到例如容器凸緣中。附接至容器的側壁的測量設備可以構造成使得測量設備被直接擰到容器壁上或以另外的方式附接至容器壁。
[0046]上部的多傳感器具有基體103和端部區域104，該端部區域104突入到容器中並且構造成用於與填充介質102接觸。當填充介質到達多極限物位測量設備的包括極限物位傳感器系統的殼體部分104時，填充介質被測量設備檢測到。
[0047]為了減小極限物位檢測的誤差的可能性，測量設備包括多極限物位傳感器裝置，該多極限物位傳感器裝置能夠獲得測量數據，該測量數據在被分析時可以判定是否已達到極限物位。可以以兩種或更多種不同的方式評估和分析獲取的測量數據。為了獲得測量數據，可以提供不同的各個傳感器，使得為了檢測極限物位，例如一個傳感器或一組傳感器的測量數據通過第一測量數據評估方法來評估，並且第二傳感器或第二組傳感器的測量數據通過第二測量數據評估方法來評估和分析。該評估和分析的結果是對於是否已達到極限物位的問題的兩個或更多個答案。
[0048]可以使用不同的測量數據評估方法來執行測量結果的真實性檢查，由此減小錯誤的最終結果的可能性。
[0049]圖2示出了多極限物位測量設備的殼體的端部區域104，端部區域104中容納有傳感器系統或傳感器系統的至少大部分。殼體的端部區域位於通過容器蓋或容器壁202的管道中並且終止成例如與管道的下端平齊。殼體端部區域的基部201可以具有隔膜203，該隔膜203受多極限物位測量設備的致動器刺激而振動。設置有傳感器系統，該傳感器系統測量該隔膜振動的共振頻率或振幅並且由此一旦極限物位變得明顯時就可以對其進行檢測。
[0050]在圖2的實施方式中，殼體的至少端部區域由金屬製成。例如，多極限物位測量設備的整個殼體可以由金屬製成。
[0051]殼體例如可以是圓柱形或矩形的。此外，端部區域的截面區域可以是橢圓形的。
[0052]如果殼體或殼體的至少端部區域由金屬製成，可以通過「隔膜」203的振動行為檢測極限物位。為此，可以使用超聲波範圍內的振動，該振動的頻率、振幅、質量和/或不同的振動模式被測量。
[0053]另外，例如，通過使用粘附地聯結至殼體的內部或外部或以另外的方式附接至殼體的內部或外部的應變計可以測量測量設備外部的壓力。當殼體的端部區域被浸入到填充介質中時，殼體上的壓力發生明顯變化並且壓力的這種變化能夠被應變計檢測到。
[0054]圖3的實施方式示出了多極限物位測量設備100，在該多極限物位測量設備100中，殼體的端部區域也由金屬製成，杆或罐302突入到容器中。
[0055]類似於圖2的實施方式，殼體的上部區域301可以被擰入到容器的凸緣中。然後，該較寬的區域被接合至較窄的端部區域302。
[0056]代替圖2中示出的隔膜，在圖3的實施方式中，可以測量杆狀區域302的振動行為。另外，應變計可以測量杆的偏轉，該偏轉由於填充介質中的浮力而發生。此外，可提供溫度測量，該溫度測量可以在杆的不同區域中執行並且可能伴隨杆的額外加熱。
[0057]根據在這些實施方式和其它實施方式中獲取的多種測量數據，通過使用兩種或兩種以上的測量數據評估方法，可以非常精確地確定是否已達到極限物位。
[0058]圖4示出了具有部分地或完全地不導電外殼的殼體的端部區域104。可以設置與圖2和圖3的實施方式中相同的多極限物位傳感器裝置，並且特別地可以進行與金屬殼體的情況下相同的測量。然而，此外，也可以提供雷達測量(自由輻射或自由引導)、具有不同頻率的電容測量、阻抗測量以及使用光的光學測量。在這種情況下，殼體中安裝有相應的雷達傳感器、電容傳感器、阻抗傳感器和/或光學傳感器。
[0059]圖5示出了具有殼體端部區域201的多極限物位測量設備的實施方式，該殼體端部區域201在第一區域501中為金屬材料並且在第二區域502中由不導電材料組成。
[0060]金屬區域例如位於端部區域的基部中，並且可以是圓形的且設置成與測量設備的縱向軸線同軸。殼體的剩餘區域可以由不導電材料組成。
[0061]在本實施方式中，根據測量設備的構型，可以進行與圖4的實施方式中相同的測量。此外，可以提供導電測量和/或與導電測量結合的電容測量。電容測量和導電測量可以用於相互的真實性檢查。
[0062]圖6示出了另外的實施方式，其中，多極限物位測量設備100具有在下部區域中為圓形的圓筒形殼體。在上部區域601中可以設置有螺紋，使得測量設備可以被擰入到容器凸緣中。
[0063]滴水行為(drip behav1ur)可以通過下部區域中的圓形處理而改善。
[0064]圖7示出了殼體的端部區域的另外的實施方式。設置有多個單獨的傳感器701、702、703、704、705。傳感器703、傳感器704和傳感器705例如為壓電致動器，這些壓電致動器一方面可以將振動引入到殼體或隔膜中並且另一方面可以獲得壓力變化，該壓力變化之後可以被評估。傳感器701和傳感器702例如為應變計。
[0065]作為示例，殼體100的端部區域具有2cm的直徑和3cm的長度。
[0066]由於多極限物位測量設備以至少兩種不同的方式檢測極限物位，因此多極限物位測量設備可以具有普遍應用。例如，受制於測量環境，可以選擇在每種情況下最適合的測量數據評估方法。也可以使用附加的測量數據評估方法來檢查測量結果的真實性。
[0067]圖8示出了多極限物位測量設備的另外的實施方式。該測量設備包括各自用於檢測極限物位的兩個傳感器705、801。傳感器705例如可以是壓電致動器，並且傳感器801可以是雷達傳感器、光學傳感器、溫度傳感器、阻抗傳感器或電容傳感器。
[0068]這兩個傳感器都連接至評估單元的處理器706，處理器706接收和評估來自傳感器的測量數據。因此，圖7中示出的傳感器也連接至處理器706。此外，處理器706連接至接口 707，測量設備可以通過接口 707例如經由4....20mA雙線電路連接至另外的裝置。
[0069]也可以設置無線接口以用於由處理器706產生的數據的無線傳輸。
[0070]圖9示出了根據本發明的實施方式的方法的流程圖。
[0071]該方法開始於步驟900。在步驟901A中，第一測量數據由多極限物位傳感器裝置的一個或多個傳感器獲得，並且在步驟901A之前、之後或同時，在步驟901B中，第二測量數據由相同的傳感器裝置獲得或者由多極限物位傳感器裝置的另外的傳感器裝置獲得。在步驟902中，然後使用第一測量數據評估方法評估第一測量數據以檢測極限物位。同樣地，使用第二測量數據評估方法評估第二測量數據以同樣檢測極限物位。在步驟903中，進行檢查以斷定兩種評估的結果是否匹配。如果是這樣的，那麼在步驟904中，可以認定測量結果是正確的且其在步驟905中被輸出。
[0072]如果不是這樣的，S卩，如果兩種測量結果不匹配，測量設備則實施第三測量數據評估方法，該第三測量數據評估方法依賴於第一測量數據、第二測量數據或者還可以(例如通過第三傳感器裝置)被獲取的另外的測量數據。
[0073]這可以減小錯誤的總測量結果的可能性。
[0074]另外，應當指出的是，術語「包括」和「具有」並不排除任何其它元件或步驟，並且「一」或「該」並不排除多個。還應當指出的是，已參照上述實施方式中的一個實施方式描述的特徵或步驟也可以與上面描述的其它實施方式的其它特徵或步驟結合使用。權利要求中的附圖標記不應當解釋為限制權利要求的範圍。
【權利要求】
1.一種多極限物位測量設備(100)，所述多極限物位測量設備(100)用於使用至少兩種不同的測量數據評估方法確定極限物位，其中，這兩種測量數據評估方法中的每種方法都構造成檢測所述極限物位，所述多極限物位測量設備包括: 用於獲取測量數據的多極限物位傳感器裝置(201、705)； 評估單元(706)，所述評估單元(706)用於使用第一測量數據評估方法評估所獲取的測量數據的至少第一子集以檢測所述極限物位，並且用於使用不同的第二測量數據評估方法評估所獲取的測量數據的至少第二子集以檢測所述極限物位。
2.根據權利要求1所述的多極限物位測量設備，其中，所述多極限物位傳感器裝置(201.705)包括具有端部區域(104)的殼體，所述端部區域(104)用於浸入到填充介質(102)中，以確定所述極限物位， 其中，所述殼體的該端部區域具有單截面區域並且因此不以分叉的方式延伸。
3.根據前述權利要求中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述殼體的至少所述端部區域(104)由金屬組成。
4.根據權利要求1或2中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述殼體的至少所述端部區域(104)由不導電的材料組成。
5.根據權利要求1或2中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述殼體的至少所述端部區域(104)由金屬材料和不導電的材料組成。
6.根據前述權利要求中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述多極限物位傳感器裝置(201、705)包括振動致動器(701)，所述振動致動器(701)附接至所述殼體的所述端部區域(104)的內側以將振動傳輸到所述殼體的所述端部區域。
7.根據權利要求6所述的多極限物位測量設備，其中，所述多極限物位傳感器裝置(201.705)包括隔膜(203)，所述隔膜(203)裝配在所述殼體的所述端部區域(201)中並且構造成獲得來自所述振動致動器(705)的振動。
8.根據前述權利要求中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述多極限物位傳感器裝置(201、705)包括用於獲得所述測量數據的所述第一子集的應變計(701)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述多極限物位傳感器裝置(201、705)包括用於獲得所述測量數據的所述第二子集的振動傳感器(704)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的多極限物位測量設備，其中，所述多極限物位傳感器裝置(201、705)包括雷達傳感器(801)、電容傳感器(801)、阻抗傳感器(801)、光學傳感器(801)、溫度傳感器(801)或電導率傳感器(801)，以獲得所獲取的測量數據的所述第一子集或所述第二子集。
11.位於殼體(201)內的第一極限物位傳感器和第二極限物位傳感器的用於檢測極限物位的用途。
12.一種用於使用至少兩種不同的測量數據評估方法檢測極限物位的評估單元(706)， 其中，這兩種測量數據評估方法中的每種方法都配置成檢測所述極限物位， 其中，所述評估單元構造成使用第一測量數據評估方法來評估所獲取的測量數據的至少第一子集以檢測所述極限物位，並且構造成使用不同的第二測量數據評估方法來評估所獲取的測量數據的至少第二子集以檢測所述極限物位。
13.一種用於使用至少兩種不同的測量數據評估方法檢測極限物位的方法，所述方法包括下述步驟: 由多極限物位傳感器裝置(201、705)獲取測量數據； 使用第一測量數據評估方法來評估所獲取的測量數據的至少第一子集以檢測所述極限物位； 使用不同的第二測量數據評估方法來評估所獲取的測量數據的至少第二子集以檢測所述極限物位； 其中，這兩種測量數據評估方法為不同的方法。
14.一種程序元件，所述程序元件當在多極限物位測量設備的處理器(706)上執行時命令所述多極限物位測量設備執行根據權利要求13所述的方法步驟。
15.一種計算機可讀介質，在所述計算機可讀介質上存儲有程序元件，所述程序元件當在多極限物位測量設備的處理器(706)上執行時命令所述多極限物位測量設備執行根據權利要求13所述的方法步驟。
【文檔編號】G01F23/00GK104236664SQ201410250582
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2013年6月6日
【發明者】約瑟夫·費倫巴赫, 託馬斯·德克, 馬丁·梅勒特 申請人:Vega格裡沙貝兩合公司