Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft Sensoren im industriellen Umfeld. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Sensor zur Anbringung an einer geschlossenen Wand eines Kunststoffbehälters zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums in dem Kunststoffbehälter, einen Behälter mit einem daran angebrachten Sensor, sowie die Verwendung eines magnetischen oder magnetisierbaren Befestigungsmittels zur Anbringung eines Sensors an einer geschlossenen Wand eines Kunststoffbehälters.

Hintergrund

Sensoren im industriellen Umfeld können zur Füllstandmessung, Grenzstand erfassung, Durchflussmessung, Druckmessung, Pegel- und Strömungs geschwindigkeitsmessung und zur Temperaturmessung eingerichtet sein. Derartige Sensoren können zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters ausgeführt sein. Diese Befestigung erfolgt entweder mittels einer

Flanschbefestigung oder einer Einschraubbefestigung. Bei der Flanschbefestigung weist das Messgerät, beispielsweise ein Füllstandmessgerät, einen tellerförmigen Flansch auf, welcher den Antennenhals des Geräts flanschartig umgibt, um mit einem entsprechenden Gegenflansch im Bereich der Öffnung des Behälters verschraubt zu werden. Bei der Einschraubbefestigung ist der Antennenhals selbst mit einem Außengewinde ausgestattet, so dass das Füllstandmessgerät über das Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde in einer Behälteröffnung eingeschraubt werden kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Sensoren mittels Montageklammern oder Klammerbügeln am Behälter zu befestigen.

Zusammenfassung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Befestigung von Sensoren an einem Behälter bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Sensor, der eingerichtet ist zur Anbringung an einer geschlossenen Wand eines Kunststoffbehälters, oder eines Metallbehälters, und der zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums in dem Behälter eingerichtet ist. Der Sensor weist insbesondere ein Sensorgehäuse auf, in dem ein magnetisches oder magnetisierbares, beispielsweise ringförmiges oder plattenartiges Befestigungsmittel integriert oder daran befestigt ist, welches zur Befestigung des Sensors an einer geschlossenen Wand des Kunststoffbehälters eingerichtet ist.

Bei der Wand des Kunststoffbehälters handelt es sich insbesondere um eine ebene, flächige Wand, an welcher der Sensor angelegt wird. Auch das Sensorgehäuse kann eben und flächig ausgebildet sein, zumindest dort, wo es an die Behälterwand angelegt wird. Der Sensor kann zur Anbringung an einer Außenseite des Behälters eingerichtet sein und misst dann durch die Behälterwand hindurch. Er kann auch zur Anbringung an der Innenseite des Behälters eingerichtet sein.

Der Sensor kann zur Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld ausgeführt sein. Unter dem Begriff „Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld“ kann ein Teilgebiet der Technik verstanden werden, welches alle Maßnahmen zum Betrieb von Maschinen und Anlagen ohne Mitwirkung des Menschen beinhaltet. Ein Ziel der Prozessautomatisierung ist es, das Zusammenspiel einzelner Komponenten einer Werksanlage beispielsweise in den Bereichen Chemie, Lebensmittel, Pharma, Erdöl, Papier, Zement, Schifffahrt oder Bergbau zu automatisieren. Hierzu können eine Vielzahl an Sensoren eingesetzt werden, welche insbesondere an die spezifischen Anforderungen der Prozessindustrie, wie bspw. mechanische Stabilität, Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, extremen Temperaturen und extremen Drücken, angepasst sind. Messwerte dieser Sensoren werden üblicherweise an eine Leitwarte übermittelt, in welcher Prozessparameter wie Füllstand, Grenzstand, Durchfluss, Druck oder Dichte überwacht und Einstellungen für die gesamte Werksanlage manuell oder automatisiert verändert werden können.

Ein Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Logistikautomation. Mit Hilfe von Distanz- und Winkelsensoren werden im Bereich der Logistikautomation Abläufe innerhalb eines Gebäudes oder innerhalb einer einzelnen Logistikanlage automatisiert. Typische Anwendungen finden z.B. Systeme zur Logistikautomation im Bereich der Gepäck- und Frachtabfertigung an Flughäfen, im Bereich der Verkehrsüberwachung (Mautsysteme), im Handel, der Paketdistribution oder aber auch im Bereich der Gebäudesicherung (Zutrittskontrolle). Gemein ist den zuvor aufgezählten Beispielen, dass eine Präsenzerkennung in Kombination mit einer genauen Vermessung der Größe und der Lage eines Objektes von der jeweiligen Anwendungsseite gefordert wird. Hierfür können Sensoren auf Basis optischer Messverfahren mittels Laser, LED, 2D- Kameras oder 3D-Kameras, die nach dem Laufzeitprinzip (time of flight, ToF) Abstände erfassen, verwendet werden.

Ein weiteres Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Fabrik-/Fertigungsautomation. Anwendungsfälle hierzu finden sich in den unterschiedlichsten Branchen wie Automobilherstellung, Nahrungsmittelherstellung, Pharmaindustrie oder allgemein im Bereich der Verpackung. Ziel der Fabrikautomation ist, die Herstellung von Gütern durch Maschinen, Fertigungslinien und/oder Roboter zu automatisieren, d. h. ohne Mitwirkung des Menschen ablaufen zu lassen. Die hierbei verwendeten Sensoren und spezifischen Anforderungen im Hinblick auf die Messgenauigkeit bei der Erfassung der Lage und Größe eines Objektes sind mit denen der im vorigen Beispiel der Logistikautomation vergleichbar. Das Sensorgehäuse kann, gemäß einer Ausführungsform, spiegelsymmetrisch ausgebildet sein, so dass eine obere Hälfte dieselbe Form aufweist wie seine untere Hälfte. Auch kann vorgesehen sein, dass das Sensorgehäuse eine Rotationssymmetrie aufweist, insbesondere um die Sensorlängsachse.

Das Sensorgehäuse kann aus Kunststoff hergestellt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Befestigungsmittel nicht aus dem Sensorgehäuse herausragt, so dass beispielsweise ein Verkratzen der Behälteroberfläche vermieden wird. Beispielsweise ist das Befestigungsmittel in die Wandung des Sensorgehäuses integriert. Es kann vorgesehen sein, dass es nach außen hin oder vollständig von der Wandung umgeben ist, so dass die Wandung eine Art Kunststoffüberzug ausbildet, so dass das Befestigungsmittel nicht mit der Außenwelt in Berührung kommt.

Das Befestigungsmittel kann im Bereich der Unterseite des Sensorgehäuses angeordnet sein, wobei die Unterseite diejenige Seite des Gehäuses ist, welche bei der Messung dem Medium zugewandt ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor ein weiteres magnetisches oder magnetisierbares, beispielsweise ringförmiges, Befestigungsmittel auf, welches im Sensorgehäuse auf der dem Befestigungsmittel gegenüberliegenden Seite des Sensorgehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Sensor sowohl an seiner Oberseite als auch an seiner Unterseite an den Behälter angelegt und dort befestigt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor eingerichtet zum Erfassen eines Füllstands, eines Grenzstands, eines Drucks und/oder eines Durchflusses. Es handelt sich bei dem Sensor also um einen Füllstandsensor, beispielsweise in Form eines Füllstandradars oder eines Ultraschallsensors, um einen Grenzstandsensor, einen Durchflusssensor oder einen Drucksensor.

Beispielsweise ist das Sensorgehäuse vollständig geschlossen und weist keine drahtgebundene Schnittstelle nach außen auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich das Kunststoffgehäuse nicht zerstörungsfrei öffnen lässt. Somit besitzt der Sensor eine eigene, interne Energieversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie, und kann als autark arbeitender Sensor eingestuft werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor eine Funk kommunikationsschnittstelle auf, über welche er Messdaten an ein externes Gerät übermitteln kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor ein beispielsweise ringförmiges, ferromagnetisches Gegenstück auf, welches beispielsweise dieselben Abmessungen aufweist wie das magnetische oder magnetisierbare Befestigungsmittel. Das Gegenstück ist eingerichtet zur Auflage auf der Unterseite der geschlossenen Wand des Kunststoffbehälters, um zusammen mit dem Befestigungsmittel eine Klemmkraft auszuüben, um den Sensor an der Wand des Behälters zu befestigen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor ein autarker Sensor mit einer Batterie oder dergleichen, der keine drahtgebundene externe Energieversorgung aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind sämtliche Komponenten des Sensors in dem Sensorgehäuse angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform lässt sich das Sensorgehäuse nicht zerstörungsfrei öffnen. Es handelt sich also um einen Sensor, der nach Entleerung des Energiespeichers, ausgetauscht wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Behälter mit einem oben und im Folgenden beschriebenen, daran angebrachten Sensor. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft die Verwendung eines magnetischen oder magnetisierbaren, beispielsweise ringförmigen Befestigungsmittels zur Anbringung eines Sensors an einer geschlossenen ebenen Wand eines Kunststoffbehälters, wobei der Sensor zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums in dem Kunststoffbehälter eingerichtet ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Sensor um einen oben und im Folgenden beschriebenen Sensor.

Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren weitere Ausführungsformen beschrieben. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Sensors gemäß einer Ausführungsform. Fig. 2 zeigt eine erste Einbauposition eines Sensors an einem Behälter.

Fig. 3 zeigt eine zweite Einbauposition eines Sensors in einem Behälter. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt einen Sensor 100, der eingerichtet ist zur Anbringung an einer geschlossenen Wand eines Kunststoffbehälters. Der Sensor 100 weist eine Antenne 104 auf, die mittig im Bereich seiner Unterseite angeordnet ist. Bei der Antenne handelt es sich beispielsweise um eine Radarantenne zum Abstrahlen eines Radar- Messsignals und zum Empfang des entsprechenden, reflektierten Messsignals.

Es ist ein magnetisches oder magnetisierbares ringförmiges Befestigungsmittel 102 vorgesehen, beispielsweise in Form eines Metallrings, welches in das Gehäuse 101 des Sensors 100 integriert ist. Der Metallring 102 befindet sich außerhalb des Strahlengangs der Antenne 104, so dass das Messsignal ungehindert von dem Metallring abgestrahlt und auch wieder empfangen werden kann. Insbesondere befindet sich die Antenne 104 auf der Längsachse des Metallrings. Gegenüber des Metallrings 102 befindet sich ein zweites magnetisches oder magnetisierbares, ringförmiges Befestigungsmittel 103, welches in die Oberseite des Sensorgehäuses 101 integriert ist. Das Sensorgehäuse ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 spiegelsymmetrisch ausgeführt, wobei die zwei Spiegelebenen senkrecht zur Zeichnungsebene stehen. Mithilfe der ringförmigen Befestigungsmittel 102, 103 kann eine einfache und schnelle Sensormontage an Kunststoffbehältern realisiert werden. Um eine entsprechende Klemmkraft zu erzielen, ist ein ringförmiges, ferromagnetisches und gegebenenfalls magnetisiertes Gegenstück 105 vorgesehen, welches gleiche oder ganz ähnliche Abmessungen wie die beiden Befestigungsmittel 102, 103 aufweist. Durch das oben beschriebene Befestigungssystem des Sensors mit Magneten ist eine nachträgliche Montage des Sensors am Kunststoffbehälter möglich. Am Kunststoffbehälter müssen keine Veränderungen vorgenommen werden. Auch ist ein Sensorwechsel ohne Werkzeugeinsatz möglich. Der Sensor 100 kann sowohl im Behälter (vgl. Fig. 3) als auch außen am Behälter (vgl. Fig. 2) montiert werden. Das magnetische Befestigungskonzept eignet sich sehr gut für autarke Sensoren 100. Fig. 1 zeigt einen solchen autarken Radarsensor. Im oberen und unteren Bereich des Gehäuses 101 ist jeweils ein magnetischer Metallring 102, 103 integriert.

Als Gegenstück ist ein Magnetring 105 mit Kunststoffüberzug vorgesehen. Der Sensor 100 kann somit von oben oder von unten an einem Kunststoffbehälter befestigt werden.

Fig. 2 zeigt einen Sensor 100, der von oben, außen am Kunststoffbehälter 200 befestigt ist. Das Gegenstück 105 befindet sich an der Innenseite der Behälterwand.

Fig. 3 zeigt ein gegensätzliches Beispiel. Hier ist der Sensor 100 innen am Behälter befestigt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Sensor zwei Metallringe 102, 103 aufweist, einen im Bereich der Gehäuseoberseite und den anderen im Bereich der Gehäuseunterseite. Das Gegenstück 105 kann beispielsweise mithilfe eines Klebebandes oder, allgemeiner, eines Klebstoffs an der Behälterwand befestigt werden. Insbesondere bei der Anbringung gemäß Fig. 3 kann auf die Verwendung eines Klebstoffs verzichtet werden. Somit ist der Sensor mit dem Gegenstück vollkommen rückstandsfrei entfernbar und seine Befestigungsposition kann beliebig gewählt werden.

Auch ist es möglich, zwei Sensoren mithilfe der Befestigungsmittel miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann der eine Sensor nach unten messen, der andere nach oben. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.