[发明专利]用于确定和/或监控预定料位的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定和/或监控容器中介质的至少一个料位的设备。该设备至少包括：具有至少一个电极的电容性或导电性探测单元；以及控制/评估单元。

背景技术

为了确定或监控容器中介质的限位，已知根据不同测量原理运行的各种测量装置，其中测量装置的选择取决于各自应用领域。例如，对于导电性液体，优选使用导电性传感器，在该情况下，对容器中提供的棒状电极与容器壁之间的电阻进行测量。然而，对于具有低导电性的介质，难以甚至不可能进行导电性测量。在不导电性液体的情况下，经常使用电容性传感器，其同样具有一个或多个电极并且其确定电极和容器壁之间的电容。在该情况下，介质起电介质的作用。与液体的导电性无关地，能够使用膜振动器或振动叉形式的电子振动限位开关，其基于被激励而振动的元件的变化的振动特性来检测介质。然而，在高粘性或脱气介质的情况下，电子振动限位开关可能给出有缺陷的测量结果。迄今为止还未已知同样适合所有这些应用的测量装置。

发明内容

因而，本发明的目的是提供一种具有更大应用范围的料位测量设备。

通过下列特征实现该目的，其包括：电极实施为中空主体；电极突出到容器中的端部区域实施为可振动膜；在膜的内侧设置驱动/接收单元，其激励膜，以执行机械振动并且从其中接收机械振动，并且将该机械振动转换为电接收信号；控制/评估单元至少不时地向电极提供电压，并且电容性或导电性地确定介质的料位；和/或控制/评估单元至少不时地向驱动/接收单元提供激励器信号，并且根据电接收信号确定介质的料位。

因而，探测单元不仅能够执行电容性或导电性料位测量，而是作为补充，也能够电子振动地确定料位。通过该方式，能够以独立方式冗余地确定过程变量、限位，使得产生检查关于料位信息的能力。如果两个测量原理其中之一失败，仍能够通过另一原理的测量保证正确确定和显示料位。这提高了用于料位监控的系统的安全性。此外，可能通过该设备确定其他过程变量，诸如介质的粘性和/或密度。因而，也提供一种多功能或多变量传感器。

优选地，借助于两个测量方法连续地确定料位。另一方面，在具有变化的过程条件的应用中，能够在两者之间转换测量原理，并且使用最适合各自条件的测量方法。由于其使用的多层面的机会，能够在不需要了解其随后使用位置的介质特性的前提下，更早获得和贮存测量装置。

此外，为了能够进行另外的电容性或导电性测量，能够通过彼此绝缘的一个或多个电极翻新现有电子振动测量装置。在该情况下，电子振动测量装置能够等同于膜振动器、振动叉或单根棒状振动器。

在本发明解决方案的第一实施例中，控制/评估单元确定电极和容器壁之间的电容或电阻，并且据此确定料位。在导电性测量中，在电极上提供交流电压，容器接地，并且确定电极和容器之间的电阻或电流。当导电性介质接触探测单元时，测量电流或电阻。在不导电性介质的料位的电容性测量中，介质形成电介质，其设置在由电极形成的电容器板和容器的接地壁之间。

在实施例中，探测单元包括绝缘体，其至少分段地、径向地围绕电极。一方面，绝缘体起保护电极使其不受腐蚀的作用，另一方面，绝缘体用于在电极和导电性介质之间电绝缘。在导电性介质的料位的电容性确定中，绝缘体起电介质的作用，并且介质代替容器起对置电极的作用。

在实施例中，该设备至少包括第二电极。该电极实施为中空主体，并且然后能够将其称为第一电极。在与其连接的另外实施例中，第二电极至少分段地同轴地围绕第一电极和绝缘体。第二电极能够本质上具有和第一电极相同的长度，或者更短，并且仅在与该工艺连接相邻的部分中围绕第一电极。优选地，第二电极被提供有和第一电极相同的电压，并且其起屏蔽电极的作用，以便在聚积形成的情况下防止测量误差。在不导电性液体的料位的电容性确定的替换实施例中，第二电极同轴地围绕第一电极，其中介质能够渗透在第一和第二电极之间。然后，第二电极能够起接地管的作用，并且作为代替，在两个电极之间进行电容测量。在导电性探测的情况下，在每种情况下，都能够在电极和大地之间测量电流。然后为了评估，比较两个测量值。在导电性探测单元的另一实施例中，第二电极构成接地。

该设备的实施例包括这样的特征，即在容器中齐平地设置探测单元。该实施例提供这样的优点，即因为仅探测单元的端部区域接触介质，所以探测单元不提供积聚污垢和细菌的地点。在该实施例中，仅可通过导电性或电容性测量监控限位。