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WO2022008076A1 - Measuring arrangement for attachment to a cover of a container - Google Patents

Measuring arrangement for attachment to a cover of a container Download PDF

Info

Publication number
WO2022008076A1
WO2022008076A1 PCT/EP2020/069596 EP2020069596W WO2022008076A1 WO 2022008076 A1 WO2022008076 A1 WO 2022008076A1 EP 2020069596 W EP2020069596 W EP 2020069596W WO 2022008076 A1 WO2022008076 A1 WO 2022008076A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
adapter
measuring
cover
measuring device
measuring arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/069596
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Florian KRÄMER
Patrick HEIZMANN
Stefan Allgaier
Original Assignee
Vega Grieshaber Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega Grieshaber Kg filed Critical Vega Grieshaber Kg
Priority to PCT/EP2020/069596 priority Critical patent/WO2022008076A1/en
Priority to DE112020007411.0T priority patent/DE112020007411A5/en
Publication of WO2022008076A1 publication Critical patent/WO2022008076A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement

Definitions

  • Measuring arrangement for attachment to a lid of a container
  • the present invention relates to a measuring arrangement for attachment to a lid of a container according to the preamble of patent claim 1.
  • Various measuring arrangements for attachment to containers or their lids are known from the prior art. These often include a measuring device, a transmission device for transmitting measurement data or measured values to a higher-level unit, an energy supply for supplying the measurement arrangement with energy, and an activation device for activating and deactivating the measurement arrangement.
  • the activation device is generally designed as an on/off switch that can be actuated manually or electronically.
  • Such a measuring arrangement can be designed, for example, as a non-contact radar fill level measuring device.
  • Non-contact radar level measurement is often used for level measurement in tanks.
  • Current applications include the use of radar level gauges in relatively large tank farms such as refinery tanks and tanks on cargo ships, storage tanks and storage silos and increasingly smaller tanks, e.g. B. in the process industry.
  • the radar level gauge must be mounted in an opening in the tank wall so that the radar signals enter the tank. In the case of plastic tanks, measurements can usually be taken through the tank wall.
  • Level sensors and point level sensors have in common that they must be mounted in such a way that they can measure the level of the filling material and, in particular, a sensor system, the so-called measuring sensor, is aligned in the direction of the filling material to be measured.
  • the sensors are mounted directly on or in the containers in which the contents are located.
  • Various fastening systems are known in practice: among other things, a filling or point level sensor can be screwed to a corresponding counter-flange arranged on the container by means of a flange. Alternatively, an internal thread is introduced into an opening in the container, so that the sensor can be screwed into the opening with a corresponding external thread.
  • various adhesive bonds for fastening the sensor to or in the container are also known.
  • a special mounting flange is attached to the container or a thread is introduced into the container.
  • Flanges often have to be welded to the containers, while threads have to be attached to the sensor and/or inserted into the container or its wall for mounting the sensors.
  • This procedure is uneconomical and means higher production costs, which often require manual intervention.
  • flange or thread assembly is not technically possible.
  • Thin-walled sheet metal or plastic containers, for example, can make it difficult or impossible to weld on a flange or make a thread. In these cases, individual attachment options must be created, which may mean a further increase in production costs.
  • tank walls are flexible and a hole in the tank wall may not provide sufficient structural strength for mounting.
  • a measuring arrangement for attachment to a lid of a container comprises a measuring device and an adapter, wherein at least a portion of the adapter is adapted to a portion of the lid so that there is a positive connection between the lid and the adapter.
  • the measuring arrangement can be fastened to the container in a non-invasive, i.e. non-destructive manner, i.e. in particular without drilling or other measures that could damage the container.
  • the measuring device can include one or more sensors, as well as peripherals for operating and processing the measurement signals.
  • the sensors usually record fill levels or limit levels, for example, but can also record other state variables of the substance in the container.
  • the measuring device is attached to the adapter in such a way that the corresponding measuring task can be carried out.
  • the adapter is used to hold the measuring device and to position it relative to the container. It makes sense for the adapter to rest on the lid of the container, which usually protrudes, and to be mechanically fastened there.
  • at least a part of the surface of the adapter is adapted to a part of the surface of the cover. In this way, a form-fitting connection is possible, which holds the adapter and thus also the measuring device in the desired position.
  • Fastening elements can also be attached to the adapter, which prevent or at least limit the adapter from slipping.
  • the adapter can be cohesively connected to the cover.
  • the cover and the adapter can be connected in a material-to-material manner, for example by means of an adhesive connection or a welded connection. It is not excluded that this connection can also be released again with little effort.
  • a permanent connection between the adapter and the lid can also be an advantage.
  • a particularly cost-effective configuration of the adapter can be achieved if it is made at least partially, preferably completely, from a plastic.
  • the adapter can be manufactured as an injection molded part. To increase its stability, it can have, for example, inlays or inserts made of metal.
  • the adapter can also be made of metal.
  • the adapter is preferably designed in such a way that it can be arranged on the lid of the container without being damaged.
  • the adapter can thus be attached directly to the lid of the container without damaging the container or the lid. This is particularly important for containers that are frequently exchanged and are part of a deposit system, or containers that have been tested for leaks, for example, so that subsequent attachments or installations are not permitted.
  • a further preferred embodiment variant of the measuring arrangement is characterized in that the partial area of the positive connection of the adapter corresponds to a negative form of a partial area of the cover.
  • the adapter In order to create a very good form-fitting connection between the adapter and the cover, it makes sense to shape a region of the adapter as a negative form of a region of the cover. This configuration allows the play between the adapter and the cover to be minimized.
  • a small area formed on the adapter can already lead to the desired effect.
  • a large area up to the entire outer surface of the lid is formed on.
  • the adapter has a molded-on area that corresponds to the cover, so that at least a partial area of the adapter corresponds to a partial area of the cover.
  • the molding is limited to the relative movement between the cover and the adapter. Any relative freedom of movement can be restricted, or only movements in certain spatial directions can be restricted. It is conceivable, for example, that the adapter can be pulled upwards from the lid when the lid of the container is pointing upwards, but cannot be moved in the horizontal direction. Downward movement of the adapter is limited by a stop on the lid or on the container. Depending on the design of the measuring device, rotation around the vertical axis can also be permitted.
  • this is characterized in that the adapter is clamped by a closing mechanism of the cover.
  • the closing mechanism of the lid is basically a fastening mechanism, it can be used to connect the adapter to the lid. It is conceivable that parts of the adapter protrude under the edge of the lid, for example, and are pressed against a surface of the container when the lid is tightened, resulting in a non-positive connection between the adapter and the container and/or lid.
  • the measuring device comprises a fill level or limit level sensor.
  • This type of sensor is generally used on many containers in an industrial plant to monitor the amount of content in the containers. Their use on the adapter according to the invention therefore makes sense and is of great benefit.
  • This sensor is preferably designed as a radar sensor. This results in the advantage, particularly in the case of containers made of plastic, that a radar sensor is able to measure through the wall of the container or the lid. Thus, the wall does not have to be broken through mechanically.
  • a preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring device is arranged on the adapter in such a way that it is positioned on the lid or a wall of the container and is set up to measure through the wall of the lid or the container .
  • the adapter is designed in such a way that it positions the sensor of the measuring device as close as possible to such a wall. It is also advantageous if the adapter has a recess at the location of the sensor, so that a measurement signal from the sensor is not additionally weakened by the material of the adapter. If the sensor is attached to the adapter from below, where below means between the adapter and the cover/wall, no additional material weakens the measurement signal either and the recess can be dispensed with.
  • a further preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring arrangement is designed to be energy self-sufficient.
  • the measuring arrangement is designed in particular without a wired external power supply, for example by a power supply unit or a higher-level unit.
  • a power supply unit for example by a power supply unit or a higher-level unit.
  • the adapter accepts the power supply and transmits the power inductively or, for example, via sliding contacts to the measuring device.
  • An energy harvesting unit means a unit capable of harvesting energy.
  • solar collectors or other known technologies can be used to generate energy.
  • the measuring device can also be designed to be energy self-sufficient.
  • This embodiment variant of the present invention relates essentially to self-sufficient measuring devices, in particular self-sufficient filling level or limit sensors.
  • the self-sufficient filling level or point level sensors are preferably designed as radar sensors.
  • a further preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring device includes a transmission device for transmitting measurement data to a higher-level signal processing unit.
  • a measurement sensor for acquiring measurement data it can have a transmission device for transmitting acquired measurement data or measured values.
  • the transmission device preferably includes a radio module, in particular a LoRa and/or NB-IoT and/or Bluetooth radio module, and an antenna for communication radio signals.
  • a radio module in particular a LoRa and/or NB-IoT and/or Bluetooth radio module, and an antenna for communication radio signals.
  • a transmission device is understood to mean an interface to a further device, in particular a higher-level unit or an operating and/or display device.
  • the transmission device can be designed, for example, as a radio module that communicates in particular according to the Bluetooth low-energy radio standard. Other possible radio standards are LoRa, SigFox, LTE-M and NB-IoT.
  • the transmission can be direct or indirect, ie via a relay or a repeater or direct transmission to the higher-level unit.
  • the transmission device can preferably transfer the measurement data or measurement values to a cloud, ie to a server on the World Wide Web transfer.
  • the energy supply is preferably designed as a battery or accumulator and can also include an energy harvesting module.
  • Typical application scenarios for such self-sufficient measuring arrangements include in particular inventory management or measuring tasks on mobile containers.
  • this is characterized in that the measuring device is connected to the adapter by a detachable connection.
  • This detachable connection allows the measuring device to be replaced quickly and without any problems. In this way, defective measuring devices and their sensors can be replaced or other measuring devices with other sensors can be used flexibly.
  • the detachable connection is preferably effected by means of a form fit, more preferably by means of a snap hook connection.
  • a locking connection, clamp connection, bayonet connection, screw connection, adhesive connection, bolt/pin connection, press connection or wedge connection is also conceivable.
  • the use of such a connection mechanism makes it possible to easily insert and replace the sensor or the measuring device, in particular without tools.
  • the senor or the measuring device can also be glued, welded or otherwise connected to the adapter.
  • a preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring arrangement comprises an activation device that can be actuated by attaching the adapter to the lid, preferably that the activation device is actuated as soon as the adapter is connected to the lid and the lid to the container shoots as intended.
  • An activation device is understood as meaning an arrangement which is designed in such a way that it is actuated by properly attaching the adapter and is no longer actuated when the adapter is removed from the lid of the container.
  • the activation device in this sense is therefore not a conventional on/off switch with which the measuring device as a whole is switched on or off manually or electronically, but a device that goes beyond this.
  • the measuring device can be switched from an inactive operating state to an active operating state and vice versa by means of the activation device.
  • the measuring device is switched to an active operating state when the activation arrangement is actuated when the adapter is attached to a cover, and if the activation device is no longer actuated when the cover is removed, the measuring device is switched from the active operating state again into the inactive operating state, e.g. a standby mode.
  • the inactive operating state can include different states.
  • the measuring device in the inactive operating state, only one fill level measurement can be deactivated, but the measuring device can continue to be operated or configured, for example, via operating devices or integrated operating units.
  • the entire measuring device in the inactive operating state can be switched to a sleep mode.
  • the activation device can also only cause the measuring device to mark measured values determined in the active operating state as valid and/or as invalid in the inactive operating state. In this way, it becomes clear to the higher-level unit or the display and/or operating device that measured values that are determined while the measuring device is not arranged or attached to the container are not valid, or they are used by the transmission device to save Energy not transmitted at all or at a different time interval to save energy.
  • the activation device can, for example, be designed so that it can be actuated mechanically. This means that the activation device can be activated by a mechanical force, for example by a compressive force or a shearing force, or by applying a torque. As already described above, the activation device is to be activated by attaching the adapter to the container be operable. This means in particular that the activation device is actuated mechanically so that the activation device is actuated mechanically when the adapter is attached to the cover.
  • the activation device can, for example, be designed in such a way that the activation device can be actuated by clamping and/or screwing the adapter to the cover. By clamping and/or screwing the adapter to the cover, a force is exerted on the activation device so that it is actuated.
  • a force that is exerted when the adapter is clamped and/or screwed to the cover is preferably dimensioned in such a way that the activation device is actuated reliably.
  • the activation device and the information as to whether it is actuated or not can also be used to provide information as to whether the adapter has been properly attached to the container, i.e. in particular with sufficient contact pressure.
  • the activation device can be designed, for example, as a button. Due to the design as a button, an activation device can be provided in a simple manner. If this button is attached, for example, to the underside of the adapter, the activation device can be actuated when the adapter is arranged on the cover and clamped or screwed to it.
  • the underside of the adapter is the side of the adapter that faces the cover, i.e. in the case of a radar level measuring device, in particular the side that points in the direction of a main emission direction of the radar level measuring device.
  • a button within the meaning of the present application is a device that only closes or opens an electrical contact when it is actively actuated.
  • the button closes a contact, for example, which causes the measuring device to switch to active operation. If the adapter is removed from the cover and the button is no longer actuated, the measuring device is automatically switched to inactive operation.
  • the measuring arrangement Activation device includes, which activates the measuring device when the measuring device is connected to the adapter.
  • the measuring device is activated as soon as the measuring device is connected to the adapter, regardless of the status of the connection between the adapter and the cover. This can be an advantage if the connection between the adapter and the cover cannot be ensured at all times and the measurement is not to be interrupted every time by the resulting deactivation and re-activation of the measuring device.
  • this is characterized in that the measuring device is activated by an activation device in a measuring position, and the activation device is preferably actuated by a preload, the preload resulting from the connection of the adapter and cover.
  • the activation device can have a detection device for detecting attachment of the sensor in the measurement position.
  • a detection device can, for example, be designed as a sensor, by means of which attachment of the measuring arrangement to the cover in the measuring position can be detected.
  • the senor can be designed, for example, as a magnetic field sensor, pressure sensor, optical sensor or strain gauge.
  • Magnetic field sensors, pressure sensors or strain gauges can each detect whether the measuring arrangement is fastened to the cover with sufficient pressure.
  • An optical sensor can detect, for example, whether the measuring device has been correctly attached to the cover.
  • a marking can be attached to the cover, for example in the form of a sticker or a colored identification, which can be recognized by the optical sensor and thus a correct arrangement can be confirmed.
  • the marking is preferably applied to a point on the top of the container that is suitable for correct alignment of the measuring device for correct filling level measurement in the container. This can, for example, be a point with a parallel alignment to a surface of a liquid filling material, for example, or a point with a suitable alignment to a bulk material cone when used with bulk material as filling material.
  • the detection device can be used in addition or as an alternative to a mechanical actuation of the activation device.
  • Such a mechanical actuation of the activation device can be realized by a preload, which has already been described above.
  • a preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the adapter has a folding mechanism which fixes the measuring device on a contact surface on the container or the lid.
  • the folding mechanism the sensor can be positioned exactly without the connection of adapter and cover requiring a particularly high degree of accuracy.
  • Klappmecha a good effect is achieved when the folding device acts on the sensor in an axial direction.
  • a force acting in the axial direction has the advantage that the sensor is pressed against the container and the sensor is thus promoted to rest on the wall of the container.
  • Sealing between the measuring device and the contact surface preferably takes place via the folding mechanism. In this way, environmental influences such as Impurities or moisture are kept away from the measuring point, which could possibly falsify the measurement.
  • a further preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention is characterized in that the folding mechanism actuates an activation device which activates the measuring device as soon as the measuring device is in a measuring position.
  • the decisive factor for the activation of the measuring device in this embodiment variant is therefore not the position of the adapter relative to the cover or that of the measuring device relative to the adapter, but whether the folding mechanism has brought the sensor or the measuring device into position.
  • the measuring device is activated when it has been brought into position by the folding mechanism and deactivated when the folding mechanism is opened and the measuring device is no longer in a measuring position.
  • a preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the adapter is set up in such a way that the connection to the cover takes place without tools, preferably that the adapter is set up to be plugged onto the cover.
  • the measuring arrangement is designed in such a way that it can be arranged or attached to the container or the lid without the use of tools.
  • tool-free means in particular that manual assembly is possible without the use of tools. This is the case, for example, when screw connections are designed in such a way that they can be tightened and loosened by hand without tools, or the measuring arrangement can be plugged onto the cover.
  • a further preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the form-fitting connection between the cover and the adapter comprises teeth. Since most covers have serrations for mounting the cover, it makes sense to use these serrations for the positive connection. However, since different cover sizes and thus also toothings are used, the toothing of the adapter can preferably be adapted to the toothing of the cover in terms of tooth spacing and/or diameter. This can be achieved, for example, with adjustable teeth on adjustable rings of the adapter.
  • the adapter has at least one handle for actuating the opening and closing mechanism of the container and lid.
  • the adapter has a handle which is used to open and close the cover.
  • the handle preferably reduces the leverage to be used to actuate the opening or closing mechanism. This can be achieved, for example, by means of a lever on the adapter, which introduces a higher torque into the cover with the same applied force.
  • the adapter comprises a cantilever to which the measuring device is attached, preferably that the cantilever is set up in such a way that the cantilever positions the measuring device on a wall of the container.
  • this cantilever can also take on the function of the above-mentioned handle for amplifying the torque when opening and closing the lid.
  • the measuring device can also be positioned on the cover so that the sensor can measure through the wall of the cover.
  • a central arrangement of the sensor on the lid is particularly useful for filling goods that form a cone of repose.
  • the lids of IBC containers are often also attached centrally to the container, which means that the sensor is positioned over the tip of the heap and can detect it. If the geometry of the material cone of repose is known, the level can be determined more precisely.
  • the measuring device can be positioned centrally on the cover by the extension arm or by the appropriately configured adapter itself. The measuring device is therefore preferably positioned centrally on the cover by the extension arm and/or the adapter.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a measuring arrangement mounted on a corresponding container
  • FIG. 2 shows a detailed illustration of the first exemplary embodiment according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a measuring arrangement with a boom and handle
  • FIG. 4 shows a top view of the second exemplary embodiment according to FIG. 3 mounted on a corresponding container
  • FIG. 1 shows a measuring arrangement 1 according to the present application in a schematic representation.
  • the measuring arrangement 1 comprises a measuring device 4, which is equipped with a radar level measuring device in the embodiment shown here.
  • the radar fill level measuring device it is possible to measure a fill level 11 - in this case a liquid - through a wall 6 of a cover 2.
  • the measurement signal occurs first through the lid, spreads through the empty part of the container 3 filled with air and then hits the surface of the liquid, which is in the container 3.
  • the measurement signal is reflected back to the measurement device 4 from this surface. In this way, the distance between the measuring device's 4 and the liquid surface can be determined and the fill level 11 can be calculated.
  • the measuring device 4 has a transmission device 7 and a corresponding antenna 8 for transmitting measurement data to a higher-level signal processing system.
  • the measurement data from this and other containers can be collected centrally or decentrally and, for example, forwarded to controls for further processing.
  • the measuring device 4 is fixed centrally on an adapter 5 , which in turn is fixed on the lid 2 of the container 3 , so that the measuring device 4 is positioned centrally on the lid 2 .
  • the attachment is effected in that a portion of the adapter 5 corresponds to a negative shape of a portion of the cover 2 and a form-fitting connection is thus created between the cover 2 and the adapter 5 .
  • the adapter encloses the upper/outer part of the cover 2 and itself essentially has the outer shape of a cover.
  • FIG. 2 shows a detailed representation of the exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 according to FIG. 1.
  • the wall 6 of the cover 2, through which the measurement is made, can be clearly seen here.
  • the contour of the adapter 5 is adapted to the cover 2 in such a way that the smallest possible gap is created between the measuring device 4 and the cover 2 at the measuring point, in order to impair the measurement as little as possible.
  • the adapter 5 encloses a large part of the outside of the cover 2.
  • the measuring device 4 is arranged in the center of the adapter 4 and therefore also in the center of the cover 2.
  • FIG 3 shows a second exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 and includes two elongate handles 9 which are fixed symmetrically opposite one another on a substantially circular base support.
  • the circular base support encloses an outside of the cover 2 and comes to a stop on its underside on a collar of the cover 2, so that the base support cannot slide down off the cover.
  • the handles 9 extend beyond the diameter of the lid 2 and thus offer greater leverage for turning (opening/closing) the lid 2, so that the operator has to exert less force than when touching the lid 2 directly case would be.
  • the handles 9 are covered at their ends with non-slip handpieces, for example made of rubber.
  • One of the handles 9 acts as a cantilever 10 for positioning the measuring device 4 and picks it up approximately in the middle of the handle.
  • the measuring device 4 is positioned above the wall 6 of the container 3 so that the sensor of the measuring device 4 can detect the filling level 11 through this wall 6 .
  • the positioning of the sensor above the cover is not shown in the figure, but also possible, is the positioning of the sensor above the cover.
  • a central arrangement on the lid can be advantageous for the measurement signal, since the lids of such containers 3 are often arranged centrally, a central measurement, e.g. of the fill level, can be achieved in this way.
  • FIG. 4 shows a plan view of the exemplary embodiment according to FIG. 3.
  • toothing 12 between cover 2 and adapter 5 can be seen, via which the form-fitting connection between cover 2 and adapter 5 is realized in this exemplary embodiment.
  • the teeth here are rectangular in shape and belong to the cover 2.
  • the corresponding bulges for this are recessed in the base support of the adapter 5, so that there is a toothing between the adapter 5 and the cover 2.
  • the handles 9 protrude beyond the diameter of the cover 2 and thus serve to open and close the cover 2.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The present invention relates to a measuring arrangement (1) for attachment to a cover (2) of a container (3), comprising a measurement device (4) and an adapter (5), wherein at least one partial region of the adapter (5) is adapted to a partial region of the cover (2), so that a form-fitting connection between cover (2) and adapter (5) is established.

Description

Messanordnung zur Anbringung an einem Deckel eines Behältnisses Measuring arrangement for attachment to a lid of a container
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Anbringung an einem Deckel eines Behältnisses gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a measuring arrangement for attachment to a lid of a container according to the preamble of patent claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Messanordnungen zur Anbringung an Behältnissen oder deren Deckeln bekannt. Diese umfassen häufig eine Mess einrichtung, eine Übermittlungseinrichtung zur Übermittlung von Messdaten oder Messwerten an eine übergeordnete Einheit, eine Energieversorgung zur Versor gung der Messanordnung mit Energie und eine Aktivierungseinrichtung zur Akti vierung und Deaktivierung der Messanordnung. Die Aktvierungseinrichtung ist in der Regel als manuell oder elektronisch betätigbarer Ein-/Ausschalter ausgebildet. Eine solche Messanordnung kann bspw. als berührungslos arbeitendes Radarfüll standmessgerät ausgebildet sein. Various measuring arrangements for attachment to containers or their lids are known from the prior art. These often include a measuring device, a transmission device for transmitting measurement data or measured values to a higher-level unit, an energy supply for supplying the measurement arrangement with energy, and an activation device for activating and deactivating the measurement arrangement. The activation device is generally designed as an on/off switch that can be actuated manually or electronically. Such a measuring arrangement can be designed, for example, as a non-contact radar fill level measuring device.
Die berührungslose Radar-Füllstandsmessung wird häufig zur Füllstandsmessung in Tanks eingesetzt. Aktuelle Anwendungen umfassen den Einsatz von Radarfüll standmessgeräten in relativ großen Tankanlagen wie Raffinerietanks und Tanks auf Frachtschiffen, Lagertanks und Lagersilos und zunehmend auch kleinere Tanks, z. B. in der Prozessindustrie. Wenn der Tank aus Metall besteht, muss das Radar füllstandmessgerät in einer Öffnung in der Tankwand montiert werden, damit die Radarsignale in den Tank gelangen. Bei Kunststofftanks kann in der Regel durch die Wandung des Tanks hindurch gemessen werden. Non-contact radar level measurement is often used for level measurement in tanks. Current applications include the use of radar level gauges in relatively large tank farms such as refinery tanks and tanks on cargo ships, storage tanks and storage silos and increasingly smaller tanks, e.g. B. in the process industry. If the tank is made of metal, the radar level gauge must be mounted in an opening in the tank wall so that the radar signals enter the tank. In the case of plastic tanks, measurements can usually be taken through the tank wall.
Füllstandsensoren und Grenzstandsensoren ist gemein, dass diese derart montiert werden müssen, dass sie den Füllstand des Füllguts messen können und insbeson dere ein Sensorsystem, der sog. Messaufnehmer, in Richtung des zu messenden Füllguts ausgerichtet ist. Insbesondere werden die Sensoren direkt an oder in den Behältern montiert, in welchen sich das Füllgut befindet. In der Praxis sind dabei verschiedene Befestigungssysteme bekannt: unter anderem kann ein Füll- oder Grenzstandsensor mittels eines Flansches mit einem korrespondierendem an dem Behälter angeordneten Gegenflansch verschraubt werden. Alternativ wird in eine Öffnung im Behälter ein Innengewinde eingebracht, so dass der Sensor mit einem korrespondierenden Außengewinde in die Öffnung eingeschraubt werden kann. Ferner sind noch verschiedenen Verklebungen zur Befestigung des Sensors an o- der in dem Behälter bekannt. Level sensors and point level sensors have in common that they must be mounted in such a way that they can measure the level of the filling material and, in particular, a sensor system, the so-called measuring sensor, is aligned in the direction of the filling material to be measured. In particular, the sensors are mounted directly on or in the containers in which the contents are located. Various fastening systems are known in practice: among other things, a filling or point level sensor can be screwed to a corresponding counter-flange arranged on the container by means of a flange. Alternatively, an internal thread is introduced into an opening in the container, so that the sensor can be screwed into the opening with a corresponding external thread. Furthermore, various adhesive bonds for fastening the sensor to or in the container are also known.
Im Stand der Technik wird, wenn keine passende Montagemöglichkeit, also bspw. ein Flansch oder Gewindestutzen, vorhanden ist, ein spezieller Montageflansch an dem Behälter angebracht oder ein Gewinde in den Behälter eingebracht. Flansche müssen häufig an den Behältern angeschweißt werden während Gewinde zur Mon tage der Sensoren am Sensor an- und/oder in den Behälter bzw. dessen Wandung eingebracht werden müssen. Dieses Vorgehen ist unwirtschaftlich und bedeutet einen höheren Fertigungsaufwand, der häufig manuelle Eingriffe erfordert. Je nach Behälterausführung ist eine Flansch- oder Gewindemontage technisch nicht mög lich. Beispielsweise dünnwandige Bleche oder Kunststoffbehälter können das An schweißen eines Flansches oder das Einbringen eines Gewindes erschweren oder unmöglich machen. In diesen Fällen müssen individuelle Befestigungsmöglichkei ten geschaffen werden, die ggf. eine weitere Erhöhung des Fertigungsaufwands bedeuten. In the prior art, if there is no suitable mounting option, for example a flange or threaded connector, a special mounting flange is attached to the container or a thread is introduced into the container. Flanges often have to be welded to the containers, while threads have to be attached to the sensor and/or inserted into the container or its wall for mounting the sensors. This procedure is uneconomical and means higher production costs, which often require manual intervention. Depending on the tank design, flange or thread assembly is not technically possible. Thin-walled sheet metal or plastic containers, for example, can make it difficult or impossible to weld on a flange or make a thread. In these cases, individual attachment options must be created, which may mean a further increase in production costs.
Es gibt jedoch auch eine große Vielzahl von im Handel erhältlichen Lagertanks und Vorratstanks aus nichtmetallischen Materialien, insbesondere aus Kunststoffen und anderen Materialien, die für Mikrowellen durchlässig sind. Einige Tanks sind transportabel und werden für den Transport verwendet, während andere stationär sind und hauptsächlich zur Lagerung dienen. However, there is a wide variety of commercially available storage tanks and storage tanks made from non-metallic materials, particularly plastics and other materials that are transparent to microwaves. Some tanks are transportable and used for transportation, while others are stationary and used primarily for storage.
Bei solchen Tanks ist eine Montage in einer Öffnung in der Tankwand nicht erfor derlich, da diese für die Radarsignale durchlässig ist, und kann auch technisch schwierig sein. In einigen Fällen sind die Tankwände flexibel, und ein Loch in der Tankwand bietet möglicherweise keine ausreichende strukturelle Festigkeit für die Montage. With such tanks, mounting in an opening in the tank wall is not neces sary, since this is transparent to the radar signals, and can also be technically difficult. In some cases, tank walls are flexible and a hole in the tank wall may not provide sufficient structural strength for mounting.
Ferner werden viele kleinere Tanks unter erheblichem Kostendruck hergestellt. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, die Tanks bereits zum Zeitpunkt der Produktion mit einer speziellen Schnittstelle für die Montage eines Radarfüllstandmessgeräts zu versehen. Insbesondere bei IBC Behältnissen (IBC = Intermediate Bulk Contai ner) ist eine Bearbeitung des Behälters auch häufig nicht möglich, da diese ständig von einem Lieferanten via Pfandsystem ausgetauscht werden und damit individu elle Anbauten oder das Einbringen zusätzlicher Öffnungen nicht erwünscht sind. Furthermore, many smaller tanks are manufactured under significant cost pressures. For this reason, it is not possible to provide the tanks with a special interface for mounting a radar level gauge at the time of production. Especially with IBC containers (IBC = Intermediate Bulk Contai ner) processing of the container is often not possible because this is constantly be exchanged by a supplier via a deposit system and therefore individual extensions or the introduction of additional openings are not desirable.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messanordnung zur Verfügung zu stellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme nicht aufweist und mittels welcher eine einfache und kostengünstige Montage der Messeinheit an dem Behälter realisiert werden kann. It is the object of the present invention to provide a measuring arrangement which does not have the problems known from the prior art and by means of which the measuring unit can be installed on the container in a simple and cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Messanordnung mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1 gelöst. This problem is solved by a measuring arrangement with the features of patent claim 1 .
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche. Advantageous developments are the subject of dependent patent claims.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Folgenden der Einfachheit halber der Begriff Sensor zur Bezeichnung sowohl von Füllstandsensoren als auch Grenzstandsenso ren verwendet wird. It is pointed out that, for the sake of simplicity, the term sensor is used below to designate both filling level sensors and point level sensors.
Eine erfindungsgemäße Messanordnung zur Anbringung an einem Deckel eines Behältnisses umfasst eine Messeinrichtung und einen Adapter, wobei wenigstens ein Teilbereich des Adapters einem Teilbereich des Deckels angepasst ist, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Deckel und Adapter besteht. A measuring arrangement according to the invention for attachment to a lid of a container comprises a measuring device and an adapter, wherein at least a portion of the adapter is adapted to a portion of the lid so that there is a positive connection between the lid and the adapter.
Zur Anbringung an einem Deckel bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Messanordnung insbesondere nicht invasiv, d.h. nichtzerstörend, also insbeson dere ohne Bohrungen oder andere das Behältnis beschädigende Maßnahmen an dem Behältnis befestigbar ist. In this context, for attachment to a lid means that the measuring arrangement can be fastened to the container in a non-invasive, i.e. non-destructive manner, i.e. in particular without drilling or other measures that could damage the container.
Die Messeinrichtung kann dabei einen oder mehrere Sensoren umfassen, sowie Peripherie zum Betreiben und Verarbeiten der Messsignale. Die Sensoren erfassen in der Regel zum Beispiel Füllstände oder Grenzstände, können aber auch weitere Zustandsgrößen des im Behältnis befindlichen Stoffes erfassen. Die Messeinrich tung ist dabei so an dem Adapter befestigt, dass die entsprechende Messaufgabe erfüllt werden kann. Der Adapter dient der Aufnahme der Messeinrichtung und der Positionierung dieser relativ zum Behälter. Dabei bietet es sich an, dass der Adapter am meist hervor stehenden Deckel des Behältnisses anliegt und dort mechanisch befestigt wird. Um eine verlässliche mechanische Verbindung zwischen Adapter und Deckel zu schaf fen, ist wenigstens ein Teil der Oberfläche des Adapters einem Teil der Oberfläche des Deckels angepasst. Auf diese Weise ist eine formschlüssige Verbindung mög lich, die den Adapter und damit auch die Messeinrichtung in gewünschter Position hält. Es können am Adapter zusätzlich Befestigungselemente angebracht sein, wel che ein Verrutschen des Adapters verhindern oder zumindest einschränken. The measuring device can include one or more sensors, as well as peripherals for operating and processing the measurement signals. The sensors usually record fill levels or limit levels, for example, but can also record other state variables of the substance in the container. The measuring device is attached to the adapter in such a way that the corresponding measuring task can be carried out. The adapter is used to hold the measuring device and to position it relative to the container. It makes sense for the adapter to rest on the lid of the container, which usually protrudes, and to be mechanically fastened there. In order to create a reliable mechanical connection between the adapter and the cover, at least a part of the surface of the adapter is adapted to a part of the surface of the cover. In this way, a form-fitting connection is possible, which holds the adapter and thus also the measuring device in the desired position. Fastening elements can also be attached to the adapter, which prevent or at least limit the adapter from slipping.
Zusätzlich oder alternativ kann der Adapter stoffschlüssig mit dem Deckel verbun den sein. Statt der formschlüssigen Verbindung zwischen Adapter und Deckel kann es vorteilhaft sein, dass der Deckel und der Adapter stoffschlüssig durch zum Bei spiel eine Klebeverbindung oder eine Schweißverbindung verbunden sind. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass sich diese Verbindung durch geringen Aufwand auch wieder lösen lässt. Eine permanente Verbindung von Adapter und Deckel kann ebenfalls von Vorteil sein. Additionally or alternatively, the adapter can be cohesively connected to the cover. Instead of the form-fitting connection between the adapter and the cover, it can be advantageous for the cover and the adapter to be connected in a material-to-material manner, for example by means of an adhesive connection or a welded connection. It is not excluded that this connection can also be released again with little effort. A permanent connection between the adapter and the lid can also be an advantage.
Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung des Adapters kann erreicht werden, wenn dieser wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig aus einem Kunststoff gefertigt ist. Beispielsweise kann der Adapter als Spritzgussteil gefertigt sein. Zur Erhöhung seiner Stabilität kann dieser bspw. Einlagen oder Inserts aus Metall auf weisen. Alternativ kann der Adapter auch aus Metall gefertigt sein. A particularly cost-effective configuration of the adapter can be achieved if it is made at least partially, preferably completely, from a plastic. For example, the adapter can be manufactured as an injection molded part. To increase its stability, it can have, for example, inlays or inserts made of metal. Alternatively, the adapter can also be made of metal.
Vorzugsweise ist der Adapter derart ausgestaltet, dass er beschädigungsfrei an dem Deckel des Behältnisses anordenbar ist. Der Adapter kann damit an dem De ckel des Behältnisses direkt angebracht werden, ohne dass das Behältnis oder der Deckel beschädigt wird. Dies ist insbesondere bei Behältnissen wichtig, die häufig ausgetauscht werden und Bestandteil eines Pfandsystems sind, oder Behältnisse, die bspw. auf Dichtigkeit geprüft wurden, sodass nachträgliche An- oder Einbauten nicht zulässig sind. The adapter is preferably designed in such a way that it can be arranged on the lid of the container without being damaged. The adapter can thus be attached directly to the lid of the container without damaging the container or the lid. This is particularly important for containers that are frequently exchanged and are part of a deposit system, or containers that have been tested for leaks, for example, so that subsequent attachments or installations are not permitted.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch ge kennzeichnet, dass der Teilbereich der formschlüssigen Verbindung des Adapters einer Negativform eines Teilbereichs des Deckels entspricht. Um eine sehr gute formschlüssige Verbindung zwischen Adapter und Deckel zu schaffen, bietet es sich an, einen Bereich des Adapters als Negativform eines Be reiches des Deckels auszuformen. Durch diese Ausgestaltung lässt sich das Spiel zwischen Adapter und Deckel minimieren. Je nach Form des Deckels kann dafür ein kleiner Anformungsbereich am Adapter bereits zum gewünschten Effekt füh ren. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein großer Bereich bis hin zur gesamten äußeren Deckeloberfläche angeformt wird. Ähnlich dem Schlüssel-Schloss-Prinzip weist also der Adapter einen dem Deckel entsprechenden Anformungsbereich auf, so dass zumindest ein Teilbereich des Adapters mit einem Teilbereich des Deckels korrespondiert. A further preferred embodiment variant of the measuring arrangement is characterized in that the partial area of the positive connection of the adapter corresponds to a negative form of a partial area of the cover. In order to create a very good form-fitting connection between the adapter and the cover, it makes sense to shape a region of the adapter as a negative form of a region of the cover. This configuration allows the play between the adapter and the cover to be minimized. Depending on the shape of the lid, a small area formed on the adapter can already lead to the desired effect. However, it is also conceivable that a large area up to the entire outer surface of the lid is formed on. Similar to the lock-and-key principle, the adapter has a molded-on area that corresponds to the cover, so that at least a partial area of the adapter corresponds to a partial area of the cover.
Die Anformung beschränkt dabei auf die relative Bewegung zwischen Deckel und Adapter. Dabei kann jegliche relative Bewegungsfreiheit eingeschränkt werden, oder aber nur Bewegungen in gewisse Raumrichtungen beschränkt werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Adapter bei einem nach oben zeigenden De ckel des Behältnisses zwar nach oben vom Deckel gezogen werden kann, jedoch nicht in waagerechter Richtung verschoben werden kann. Nach unten ist die Be wegung des Adapters durch einen Anschlag am Deckel oder am Behältnis be grenzt. Je nach Ausführung der Messeinrichtung kann auch eine Rotation um die Hochachse zugelassen werden. The molding is limited to the relative movement between the cover and the adapter. Any relative freedom of movement can be restricted, or only movements in certain spatial directions can be restricted. It is conceivable, for example, that the adapter can be pulled upwards from the lid when the lid of the container is pointing upwards, but cannot be moved in the horizontal direction. Downward movement of the adapter is limited by a stop on the lid or on the container. Depending on the design of the measuring device, rotation around the vertical axis can also be permitted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter durch einen Schließ-Mechanismus des Deckels festgespannt ist. According to a preferred embodiment of the measuring arrangement, this is characterized in that the adapter is clamped by a closing mechanism of the cover.
Je nach Anwendungsfall kann es nötig sein, den Adapter nicht nur durch Form schluss in gewissen Raumrichtungen zu fixieren, sondern zusätzlich durch einen Befestigungsmechanismus in seiner Bewegungsfreiheit weiter einzuschränken. Da der Schließ-Mechanismus des Deckels im Grunde bereits einen Befestigungsme chanismus darstellt, kann dieser genutzt werden, um den Adapter mit dem Deckel zu verbinden. Es ist denkbar, dass Teile des Adapters zum Beispiel unter den De ckelrand ragen und beim Festdrehen des Deckels von diesem gegen eine Oberflä che des Behältnisses gepresst werden, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Adapter und Behältnis und/oder Deckel zustande kommt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen Füllstand- oder Grenzstandsensor umfasst. Depending on the application, it may be necessary not only to fix the adapter in certain spatial directions by means of a form fit, but also to further restrict its freedom of movement by means of a fastening mechanism. Since the closing mechanism of the lid is basically a fastening mechanism, it can be used to connect the adapter to the lid. It is conceivable that parts of the adapter protrude under the edge of the lid, for example, and are pressed against a surface of the container when the lid is tightened, resulting in a non-positive connection between the adapter and the container and/or lid. According to a further preferred embodiment variant of the measuring arrangement, this is characterized in that the measuring device comprises a fill level or limit level sensor.
Diese Art Sensoren kommen in der Regel an vielen Behältnissen einer industriellen Anlage zur Überwachung der Inhaltsmenge der Behältnisse zum Einsatz. Deren Verwendung an dem erfindungsgemäßen Adapter bietet sich daher an und ist von großem Nutzen. Vorzugsweise ist dieser Sensor als Radarsensor ausgebildet. Hier durch ergibt sich besonders bei Behältnissen aus Kunststoff der Vorteil, dass ein Radarsensor in der Lage ist, durch die Wandung des Behältnisses oder des Deckels hindurch zu messen. Somit muss die Wandung mechanisch nicht durchbrochen werden. This type of sensor is generally used on many containers in an industrial plant to monitor the amount of content in the containers. Their use on the adapter according to the invention therefore makes sense and is of great benefit. This sensor is preferably designed as a radar sensor. This results in the advantage, particularly in the case of containers made of plastic, that a radar sensor is able to measure through the wall of the container or the lid. Thus, the wall does not have to be broken through mechanically.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Messeinrichtung an dem Adapter so angeordnet ist, dass sie auf dem Deckel oder einer Wandung des Behältnisses positioniert ist und dazu einge richtet ist, durch die Wandung des Deckels oder des Behältnisses hindurch zu mes sen. A preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring device is arranged on the adapter in such a way that it is positioned on the lid or a wall of the container and is set up to measure through the wall of the lid or the container .
Wie zuvor erwähnt, existieren Sensoren, die in der Lage sind durch die Wandung oder den Deckel des Behältnisses hindurch zu messen. Damit dies problemlos möglich ist, ist der Adapter so konzipiert, dass er den Sensor der Messeinrichtung möglichst nah über einer solchen Wandung positioniert. Vorteilhaft ist auch, wenn der Adapter an der Stelle des Sensors eine Aussparung aufweist, damit ein Mess signal des Sensors nicht zusätzlich durch das Material des Adapters abgeschwächt wird. Sofern der Sensor von unten an dem Adapter angebracht wird, wobei unten bedeutet zwischen Adapter und Deckel/Wandung, schwächt ebenfalls kein zusätz liches Material das Messsignal und es kann auf die Aussparung verzichtet werden. As previously mentioned, there are sensors capable of measuring through the wall or lid of the container. In order for this to be possible without any problems, the adapter is designed in such a way that it positions the sensor of the measuring device as close as possible to such a wall. It is also advantageous if the adapter has a recess at the location of the sensor, so that a measurement signal from the sensor is not additionally weakened by the material of the adapter. If the sensor is attached to the adapter from below, where below means between the adapter and the cover/wall, no additional material weakens the measurement signal either and the recess can be dispensed with.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Messanordnung energieautark ausgestaltet ist. Das bedeu tet, dass die Messanordnung insbesondere ohne eine leitungsgebundene externe Energieversorgung, bspw. durch ein Netzgerät oder eine übergeordnete Einheit ausgestaltet ist. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Messanordnung batteriebetrieben ist und/oder eine Energy-Harvesting-Einheit zur Gewinnung von Energie aus der Umgebung der Messanordnung aufweist. In dieser Ausführungsvariante nimmt der Adapter die Energieversorgung auf und überträgt die Energie induktiv oder z.B. über Schleifkontakte auf die Messeinrichtung. A further preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring arrangement is designed to be energy self-sufficient. This means that the measuring arrangement is designed in particular without a wired external power supply, for example by a power supply unit or a higher-level unit. This can, for example, be achieved in that the Measuring arrangement is battery operated and / or has an energy harvesting unit for obtaining energy from the environment of the measuring arrangement. In this embodiment variant, the adapter accepts the power supply and transmits the power inductively or, for example, via sliding contacts to the measuring device.
Unter einer Energy-Harvesting-Einheit wird eine Einheit verstanden, die in der Lage ist, Energie zu gewinnen. Zur Energiegewinnung können beispielsweise So larkollektoren oder andere bekannte Technologien verwendet werden. An energy harvesting unit means a unit capable of harvesting energy. For example, solar collectors or other known technologies can be used to generate energy.
Vorzugsweise kann auch die Messeinrichtung energieautark ausgestaltet sein. Diese Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung bezieht sich im Wesentli chen auf autarke Messeinrichtungen, insbesondere autarke Füllstand- oder Grenz standsensoren. Die autarken Füllstand- oder Grenzstandsensoren sind vorzugs weise als Radarsensoren ausgebildet. Preferably, the measuring device can also be designed to be energy self-sufficient. This embodiment variant of the present invention relates essentially to self-sufficient measuring devices, in particular self-sufficient filling level or limit sensors. The self-sufficient filling level or point level sensors are preferably designed as radar sensors.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Übermittlungseinrichtung zum Über mitteln von Messdaten an eine übergeordnete Signalverarbeitung umfasst. A further preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring device includes a transmission device for transmitting measurement data to a higher-level signal processing unit.
Neben einem Messaufnehmer zur Erfassung von Messdaten kann eine Übermitt lungseinrichtung zur Übermittlung erfasster Messdaten oder Messwerte aufweisen. In addition to a measurement sensor for acquiring measurement data, it can have a transmission device for transmitting acquired measurement data or measured values.
Vorzugsweise umfasst die Übermittlungseinrichtung ein Funkmodul, insbesondere ein LoRa und/oder NB-IoT und/oder Bluetooth-Funkmodul, und eine Antenne für Komm uni kations- Funksignale. The transmission device preferably includes a radio module, in particular a LoRa and/or NB-IoT and/or Bluetooth radio module, and an antenna for communication radio signals.
Unter einer Übermittlungseinrichtung wird eine Schnittstelle zu einem weiteren Gerät verstanden, insbesondere einer übergeordneten Einheit oder einem Bedien- und/oder Anzeigegerät. Die Übermittlungseinrichtung kann bspw. als Funkmodul ausgestaltet sein, das insbesondere nach dem Bluetooth-Low-Energy Funkstan dard kommuniziert. Weitere mögliche Funkstandards sind LoRa, SigFox, LTE-M und NB-IoT. Die Übermittlung kann mittelbar oder unmittelbar erfolgen, d.h. über ein Relais oder einen Repeater oder eine direkte Übermittlung zu der übergeord neten Einheit erfolgen. Die Übermittlungseinrichtung kann bevorzugt die Messda ten oder Messwerte in eine Cloud, d.h. auf einen Server im World Wide Web übertragen. Die Energieversorgung ist vorzugsweise als Batterie oder Akkumulator ausgebildet und kann zusätzlich ein Energy-Harvesting-Modul umfassen. A transmission device is understood to mean an interface to a further device, in particular a higher-level unit or an operating and/or display device. The transmission device can be designed, for example, as a radio module that communicates in particular according to the Bluetooth low-energy radio standard. Other possible radio standards are LoRa, SigFox, LTE-M and NB-IoT. The transmission can be direct or indirect, ie via a relay or a repeater or direct transmission to the higher-level unit. The transmission device can preferably transfer the measurement data or measurement values to a cloud, ie to a server on the World Wide Web transfer. The energy supply is preferably designed as a battery or accumulator and can also include an energy harvesting module.
Typische Anwendungsszenarien für solche autarken Messanordnungen umfassen insbesondere Lagerbestandsverwaltung oder Messaufgaben an mobilen Behältnis sen. Typical application scenarios for such self-sufficient measuring arrangements include in particular inventory management or measuring tasks on mobile containers.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung durch eine lösbare Verbindung mit dem Adapter verbunden ist. Diese lösbare Verbindung lässt einen problemlo sen und schnellen Austausch der Messeinrichtung zu. So können defekte Messein richtungen und deren Sensoren ausgetauscht werden oder flexibel andere Mess einrichtungen mit anderen Sensoren verwendet werden. According to a preferred embodiment variant of the measuring arrangement, this is characterized in that the measuring device is connected to the adapter by a detachable connection. This detachable connection allows the measuring device to be replaced quickly and without any problems. In this way, defective measuring devices and their sensors can be replaced or other measuring devices with other sensors can be used flexibly.
Vorzugsweise geschieht die lösbare Verbindung durch einen Formschluss, weiter vorzugsweise durch eine Schnapphaken-Verbindung. Denkbar ist auch eine Rast verbindung, Klemmverbindung, Bajonettverbindung, Schraubverbindungen, Kleb verbindung, Bolzen- /Stiftverbindung, Pressverbindung oder Keilverbindung. Durch die Verwendung eines derartigen Verbindungsmechanismus wird ein einfa ches, insbesondere werkzeugloses Einsetzen und Austauschen des Sensors bzw. der Messeinrichtung möglich. The detachable connection is preferably effected by means of a form fit, more preferably by means of a snap hook connection. A locking connection, clamp connection, bayonet connection, screw connection, adhesive connection, bolt/pin connection, press connection or wedge connection is also conceivable. The use of such a connection mechanism makes it possible to easily insert and replace the sensor or the measuring device, in particular without tools.
Alternativ kann der Sensor oder die Messeinrichtung mit dem Adapter auch ver klebt, verschweißt oder anderweitig verbunden sein. Alternatively, the sensor or the measuring device can also be glued, welded or otherwise connected to the adapter.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Messanordnung eine Aktivierungseinrichtung umfasst, die durch Anbringen des Adapters an dem Deckel betätigbar ist, vorzugsweise, dass die Ak tivierungseinrichtung betätigt ist, sobald der Adapter mit dem Deckel verbunden ist und der Deckel das Behältnis bestimmungsgemäß verschießt. A preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the measuring arrangement comprises an activation device that can be actuated by attaching the adapter to the lid, preferably that the activation device is actuated as soon as the adapter is connected to the lid and the lid to the container shoots as intended.
Unter einer Aktivierungseinrichtung wird eine Anordnung verstanden, die so aus gestaltet ist, dass sie durch das ordnungsgemäße Anbringen des Adapters betätigt wird und bei einem Entfernen des Adapters von dem Deckel des Behältnisses nicht mehr betätigt wird. Die Aktivierungseinrichtung in diesem Sinne ist also kein herkömmlicher Ein-, Ausschalter, mit dem die Messeinrichtung insgesamt manuell oder elektronisch eingeschaltet oder ausgeschaltet wird, sondern eine darüberhin- ausgehende Einrichtung. An activation device is understood as meaning an arrangement which is designed in such a way that it is actuated by properly attaching the adapter and is no longer actuated when the adapter is removed from the lid of the container. The activation device in this sense is therefore not a conventional on/off switch with which the measuring device as a whole is switched on or off manually or electronically, but a device that goes beyond this.
Mittels der Aktivierungseinrichtung kann die Messeinrichtung aus einem inaktiven Betriebszustand in einen aktiven Betriebszustand und umgekehrt versetzt werden. The measuring device can be switched from an inactive operating state to an active operating state and vice versa by means of the activation device.
Insbesondere wird die Messeinrichtung, wenn die Aktivierungsanordnung beim An bringen des Adapters an einem Deckel betätigt wird, in einen aktiven Betriebszu stand überführt und wenn die Aktivierungseinrichtung entsprechend bei einem Ab nehmen von dem Deckel nicht mehr betätigt ist, wird die Messeinrichtung aus dem aktiven Betriebszustand wieder in den inaktiven Betriebszustand, bspw. einen Standby-Betrieb überführt. Der inaktive Betriebszustand kann dabei verschiede nen Zustände umfassen. In particular, the measuring device is switched to an active operating state when the activation arrangement is actuated when the adapter is attached to a cover, and if the activation device is no longer actuated when the cover is removed, the measuring device is switched from the active operating state again into the inactive operating state, e.g. a standby mode. The inactive operating state can include different states.
Bspw. kann im inaktiven Betriebszustand lediglich eine Füllstandmessung deakti viert sein, die Messeinrichtung aber weiterhin bspw. über Bediengeräte oder inte grierte Bedieneinheiten bedienbar oder konfigurierbar sein. Alternativ kann die ge samte Messeinrichtung im inaktiven Betriebszustand in einen Ruhemodus über führt sein. For example, in the inactive operating state, only one fill level measurement can be deactivated, but the measuring device can continue to be operated or configured, for example, via operating devices or integrated operating units. Alternatively, the entire measuring device in the inactive operating state can be switched to a sleep mode.
Die Aktivierungseinrichtung kann die Messeinrichtung auch lediglich dazu veran lassen, in dem aktiven Betriebszustand ermittelte Messwerte als gültig und/oder in dem im inaktiven Betriebszustand als ungültig zu kennzeichnen. Auf diese Weise wird für die übergeordnete Einheit oder das Anzeige- und/oder Bediengerät klar, dass Messwerte, die ermittelt werden, während die Messeinrichtung nicht an dem Behältnis angeordnet oder befestigt ist, keine Gültigkeit haben, oder diese werden seitens der Übermittlungseinrichtung zur Einsparung von Energie erst gar nicht übermittelt oder in einem anderen Zeitintervall, um Energie zu sparen. The activation device can also only cause the measuring device to mark measured values determined in the active operating state as valid and/or as invalid in the inactive operating state. In this way, it becomes clear to the higher-level unit or the display and/or operating device that measured values that are determined while the measuring device is not arranged or attached to the container are not valid, or they are used by the transmission device to save Energy not transmitted at all or at a different time interval to save energy.
Die Aktivierungseinrichtung kann bspw. mechanisch betätigbar ausgebildet sein. Das bedeutet, dass die Aktivierungseinrichtung durch eine mechanische Kraftein wirkung, bspw. durch eine Druckkraft, oder eine Scherkraft oder durch das Ein bringen eines Drehmoments aktivierbar ist. Wie bereits weiter oben beschrieben, soll die Aktivierungseinrichtung durch Anbringen des Adapters an dem Behältnis betätigbar sein. Das bedeutet mit einer mechanischen Betätigung der Aktivie rungseinrichtung insbesondere, sodass die Aktivierungseinrichtung mechanisch betätigt wird, wenn der Adapter an dem Deckel angebracht wird. The activation device can, for example, be designed so that it can be actuated mechanically. This means that the activation device can be activated by a mechanical force, for example by a compressive force or a shearing force, or by applying a torque. As already described above, the activation device is to be activated by attaching the adapter to the container be operable. This means in particular that the activation device is actuated mechanically so that the activation device is actuated mechanically when the adapter is attached to the cover.
Die Aktivierungseinrichtung kann bspw. derart ausgebildet sein, dass die Aktivie rungseinrichtung durch ein Verspannen und/oder Verschrauben des Adapters mit dem Deckel betätigbar ist. Durch das Verspannen und/oder Verschrauben des Adapters mit dem Deckel wird eine Kraft auf die Aktivierungseinrichtung ausgeübt, sodass diese betätigt wird. Eine Kraftwirkung, die beim Verspannen und/oder Ver schrauben des Adapters mit dem Deckel ausgeübt wird, ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass die Aktivierungseinrichtung sicher betätigt wird. Ferner kann so erreicht werden, dass durch die Aktivierungseinrichtung und die Information, ob diese betätigt ist, oder nicht, eine Information darüber besteht, ob der Adapter ordnungsgemäß, d.h. insbesondere, mit ausreichender Anpresskraft an dem Be hältnis befestigt wurde. The activation device can, for example, be designed in such a way that the activation device can be actuated by clamping and/or screwing the adapter to the cover. By clamping and/or screwing the adapter to the cover, a force is exerted on the activation device so that it is actuated. A force that is exerted when the adapter is clamped and/or screwed to the cover is preferably dimensioned in such a way that the activation device is actuated reliably. Furthermore, the activation device and the information as to whether it is actuated or not can also be used to provide information as to whether the adapter has been properly attached to the container, i.e. in particular with sufficient contact pressure.
Die Aktivierungseinrichtung kann dazu bspw. als Taster ausgebildet sein. Durch die Ausgestaltung als Taster, kann auf einfache Art und Weise eine Aktivierungs einrichtung bereitgestellt werden. Wird dieser Taster bspw. an einer Unterseite des Adapters angebracht, so kann die Aktivierungseinrichtung betätigt werden, wenn der Adapter an dem Deckel angeordnet und mit diesem verspannt oder ver schraubt wird. Die Unterseite des Adapters ist in diesem Fall die Seite des Adap ters, die dem Deckel zugewandt ist, d.h. bei einem Radarfüllstandmessgerät ins besondere die Seite, die in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung des Radarfüll standmessgeräts weist. For this purpose, the activation device can be designed, for example, as a button. Due to the design as a button, an activation device can be provided in a simple manner. If this button is attached, for example, to the underside of the adapter, the activation device can be actuated when the adapter is arranged on the cover and clamped or screwed to it. In this case, the underside of the adapter is the side of the adapter that faces the cover, i.e. in the case of a radar level measuring device, in particular the side that points in the direction of a main emission direction of the radar level measuring device.
Ein Taster im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine Einrichtung, die einen elektrischen Kontakt nur dann schließt oder öffnet, wenn sie aktiv betätigt wird. Im vorliegenden Fall wird durch den Taster bspw. ein Kontakt geschlossen, was dazu führt, dass die Messeinrichtung in den aktiven Betrieb übergeht. Wird der Adapter von dem Deckel entfernt und damit der Taster nicht mehr betätigt, wird die Messeinrichtung automatisch in den inaktiven Betrieb überführt. A button within the meaning of the present application is a device that only closes or opens an electrical contact when it is actively actuated. In the present case, the button closes a contact, for example, which causes the measuring device to switch to active operation. If the adapter is removed from the cover and the button is no longer actuated, the measuring device is automatically switched to inactive operation.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung eine Aktivierungseinrichtung umfasst, welche die Messeinrichtung aktiviert, wenn die Messeinrichtung mit dem Adapter verbunden ist. According to a further preferred embodiment of the measuring arrangement, this is characterized in that the measuring arrangement Activation device includes, which activates the measuring device when the measuring device is connected to the adapter.
In dieser Ausführungsvariante ist die Messeinrichtung aktiviert, sobald die Mess einrichtung mit dem Adapter verbunden ist, unabhängig von dem Zustand der Verbindung zwischen Adapter und Deckel. Dies kann von Vorteil sein, wenn die Verbindung zwischen Adapter und Deckel nicht zu jeder Zeit sichergestellt werden kann und die Messung nicht jedes Mal durch eine daraus resultierende Deaktivie rung und wieder Aktivierung der Messeinrichtung unterbrochen werden soll. In this embodiment, the measuring device is activated as soon as the measuring device is connected to the adapter, regardless of the status of the connection between the adapter and the cover. This can be an advantage if the connection between the adapter and the cover cannot be ensured at all times and the measurement is not to be interrupted every time by the resulting deactivation and re-activation of the measuring device.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung durch eine Aktivierungs einrichtung in einer Messposition aktiviert wird, und vorzugsweise die Aktivie rungseinrichtung durch eine Vorspannung betätigt wird, wobei die Vorspannung durch das Verbinden von Adapter und Deckel entsteht. According to another preferred embodiment of the measuring arrangement, this is characterized in that the measuring device is activated by an activation device in a measuring position, and the activation device is preferably actuated by a preload, the preload resulting from the connection of the adapter and cover.
Um eine Betätigung der Aktivierungseinrichtung nur im Falle einer Anbringung in der tatsächlichen Messposition sicherzustellen, kann die Aktivierungseinrichtung eine Erkennungseinrichtung zur Erkennung eines Anbringens des Sensors in Mess position aufweisen. Eine solche Erkennungseinrichtung kann bspw. als Sensor aus gebildet sein, mittels dem eine Anbringung der Messanordnung an dem Deckel in Messposition erkannt werden kann. In order to ensure actuation of the activation device only if it is attached in the actual measurement position, the activation device can have a detection device for detecting attachment of the sensor in the measurement position. Such a detection device can, for example, be designed as a sensor, by means of which attachment of the measuring arrangement to the cover in the measuring position can be detected.
Der Sensor kann dazu bspw. als Magnetfeldsensor, Drucksensor, optischer Sensor oder Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. For this purpose, the sensor can be designed, for example, as a magnetic field sensor, pressure sensor, optical sensor or strain gauge.
Magnetfeldsensoren, Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen können jeweils erkennen, ob die Messanordnung mit ausreichendem Druck an dem Deckel befes tigt ist. Ein optischer Sensor kann bspw. erkennen, ob die Messeinrichtung korrekt an dem Deckel angebracht wurde. Bspw. kann dafür an dem Deckel eine Markie rung, bspw. in Form eines Aufklebers oder einer farbigen Kennzeichnung ange bracht werden, die von dem optischen Sensor erkannt und somit eine korrekte Anordnung bestätigt werden kann. Bei einem Radarfüllstandmessgerät ist die Markierung dazu vorzugsweise an einer Stelle der Behältnisoberseite angebracht, die für eine korrekte Ausrichtung des Messgeräts für eine korrekte Füllstandmessung in dem Behältnis geeignet ist. Dies kann bspw. eine Stelle mit paralleler Ausrichtung zu einer Oberfläche eines bspw. flüssigen Füllguts oder eine Stelle mit geeigneter Ausrichtung auf einen Schüttgut kegel bei Verwendung mit Schüttgütern als Füllgut sein. Magnetic field sensors, pressure sensors or strain gauges can each detect whether the measuring arrangement is fastened to the cover with sufficient pressure. An optical sensor can detect, for example, whether the measuring device has been correctly attached to the cover. For example, a marking can be attached to the cover, for example in the form of a sticker or a colored identification, which can be recognized by the optical sensor and thus a correct arrangement can be confirmed. In the case of a radar filling level measuring device, the marking is preferably applied to a point on the top of the container that is suitable for correct alignment of the measuring device for correct filling level measurement in the container. This can, for example, be a point with a parallel alignment to a surface of a liquid filling material, for example, or a point with a suitable alignment to a bulk material cone when used with bulk material as filling material.
Weist die Aktivierungseinrichtung eine entsprechende Erkennungseinrichtung auf, so kann die Erkennungseinrichtung zusätzlich oder alternativ zu einer mechani schen Betätigung der Aktivierungseinrichtung zum Einsatz kommen. If the activation device has a corresponding detection device, the detection device can be used in addition or as an alternative to a mechanical actuation of the activation device.
Eine solche mechanische Betätigung der Aktivierungseinrichtung kann durch eine Vorspannung realisiert werden, welche bereits zuvor beschrieben wurde. Such a mechanical actuation of the activation device can be realized by a preload, which has already been described above.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Adapter einen Klappmechanismus aufweist, welcher die Mess einrichtung auf einer Kontaktfläche auf dem Behältnis oder dem Deckel fixiert. A preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the adapter has a folding mechanism which fixes the measuring device on a contact surface on the container or the lid.
Je nach verwendetem Sensor kann ein korrekter Sitz des Sensors auf der Deckel oder der Behältnisoberfläche entscheidend für dessen störungsfreie Funktion sein. Durch den Klappmechanismus kann der Sensor exakt positioniert werden, ohne dass die Verbindung von Adapter und Deckel einer besonders hohen Passgenauig keit bedarf. Bei einem kraftbelasteten, vorzugsweise federbelasteten Klappmecha nismus wird eine gute Wirkung erzielt, wenn die Klappvorrichtung in einer Axial richtung des Sensors auf diesen wirkt. Eine Kraftwirkung in Axialrichtung hat den Vorteil, dass der Sensor an das Behältnis angepresst wird und so ein Aufliegen des Sensors an der Wandung des Behältnisses befördert wird. Depending on the sensor used, a correct fit of the sensor on the lid or the container surface can be decisive for its trouble-free function. Thanks to the folding mechanism, the sensor can be positioned exactly without the connection of adapter and cover requiring a particularly high degree of accuracy. In a force-loaded, preferably spring-loaded mechanism Klappmecha a good effect is achieved when the folding device acts on the sensor in an axial direction. A force acting in the axial direction has the advantage that the sensor is pressed against the container and the sensor is thus promoted to rest on the wall of the container.
Bspw. bei einem Radarfüllstandsensor kann so sichergestellt werden, dass dieser auf der Wandung flächig aufliegt und damit möglichst wenig Material-Luft-Über- gänge sichergestellt werden. For example, with a radar fill level sensor, it can be ensured that it lies flat on the wall, thus ensuring as few material-to-air transitions as possible.
Vorzugsweise erfolgt über den Klappmechanismus eine Abdichtung zwischen Mes seinrichtung und Kontaktfläche. Auf diese Weise können Umwelteinflüsse wie Verunreinigungen oder Feuchtigkeit von der Messstelle ferngehalten werden, wel che die Messung möglicherweise verfälschen würden. Sealing between the measuring device and the contact surface preferably takes place via the folding mechanism. In this way, environmental influences such as Impurities or moisture are kept away from the measuring point, which could possibly falsify the measurement.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Messanord nung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Klappmechanismus eine Aktvierungs einrichtung betätigt, welche die Messeinrichtung aktiviert, sobald sich die Mess einrichtung in einer Messposition befindet. A further preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention is characterized in that the folding mechanism actuates an activation device which activates the measuring device as soon as the measuring device is in a measuring position.
Ausschlaggebend für die Aktivierung der Messeinrichtung bei dieser Ausführungs variante ist demnach nicht die Position des Adapters relativ zum Deckel oder die der Messeinrichtung zum Adapter, sondern ob der Klappmechanismus den Sensor bzw. die Messeinrichtung in Position gebracht hat. Somit wird die Messeinrichtung aktiviert, wenn diese durch den Klappmechanismus in Position gebracht wurde, und deaktiviert, wenn der Klappmechanismus geöffnet ist und die Messeinrichtung nicht mehr in einer Messposition ist. The decisive factor for the activation of the measuring device in this embodiment variant is therefore not the position of the adapter relative to the cover or that of the measuring device relative to the adapter, but whether the folding mechanism has brought the sensor or the measuring device into position. Thus, the measuring device is activated when it has been brought into position by the folding mechanism and deactivated when the folding mechanism is opened and the measuring device is no longer in a measuring position.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Adapter so eingerichtet ist, dass das Verbinden mit dem Deckel werkzeuglos erfolgt, vorzugsweise, dass der Adapter dazu eingerichtet ist, auf den Deckel aufgesteckt zu werden. A preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the adapter is set up in such a way that the connection to the cover takes place without tools, preferably that the adapter is set up to be plugged onto the cover.
Um eine möglichst einfache Montage beim Wechsel der Behältnisse zu gewährleis ten ist es von Vorteil, wenn die Messanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie werkzeugfrei an dem Behältnis oder dem Deckel anordenbar oder befestigbar ist. Werkzeugfrei bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass eine manu elle Montage ohne den Einsatz von Werkzeugen möglich ist. Das ist bspw. der Fall, wenn Schraubverbindungen so ausgestaltet sind, dass diese ohne Werkzeug von Hand festgezogen und gelöst werden können, oder die Messanordnung auf den Deckel aufgesteckt werden kann. In order to ensure the simplest possible assembly when changing the containers, it is advantageous if the measuring arrangement is designed in such a way that it can be arranged or attached to the container or the lid without the use of tools. In this context, tool-free means in particular that manual assembly is possible without the use of tools. This is the case, for example, when screw connections are designed in such a way that they can be tightened and loosened by hand without tools, or the measuring arrangement can be plugged onto the cover.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Messanordnung ist dadurch ge kennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen Deckel und Adapter eine Verzahnung umfasst. Da die meisten Deckel eine Verzahnung zum Montieren des Deckels besitzen, bie tet es sich an, diese Verzahnung für die formschlüssige Verbindung zu nutzen. Da jedoch verschiedene Deckelgrößen und damit auch Verzahnungen zum Einsatz kommen, lässt sich die Verzahnung des Adapters vorzugsweise in Zahnabstand und/oder Durchmesser auf die Verzahnung des Deckels anpassen. Dies kann Bei spielsweise durch verstellbare Zähne auf verstellbaren Ringen des Adapters erfol gen. A further preferred embodiment of the measuring arrangement is characterized in that the form-fitting connection between the cover and the adapter comprises teeth. Since most covers have serrations for mounting the cover, it makes sense to use these serrations for the positive connection. However, since different cover sizes and thus also toothings are used, the toothing of the adapter can preferably be adapted to the toothing of the cover in terms of tooth spacing and/or diameter. This can be achieved, for example, with adjustable teeth on adjustable rings of the adapter.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter mindestens einen Griff zur Betätigung des Öffnungs- bzw. Schließ-Mechanismus von Behältnis und Deckel aufweist. According to a preferred embodiment variant of the measuring arrangement, this is characterized in that the adapter has at least one handle for actuating the opening and closing mechanism of the container and lid.
Sofern die Messanordnung mit dem Adapter mit dem Deckel verbunden ist, ver sperrt diese den direkten Zugriff auf den Deckel zum Lösen oder Festschrauben desselben. Daher ist es von Vorteil, wenn der Adapter einen Griff aufweist, welcher dem Öffnen und dem Schließen des Deckels dient. If the measuring arrangement with the adapter is connected to the cover, this blocks direct access to the cover for loosening or tightening the same. It is therefore advantageous if the adapter has a handle which is used to open and close the cover.
Vorzugsweise verringert der Griff eine aufzuwendende Hebelkraft zur Betätigung des Öffnungs- bzw. Schließ-Mechanismus. Dies kann zum Beispiel über einen He bel am Adapter realisiert werden, der bei gleicher angewandter Kraft ein höheres Drehmoment in den Deckel einleitet. The handle preferably reduces the leverage to be used to actuate the opening or closing mechanism. This can be achieved, for example, by means of a lever on the adapter, which introduces a higher torque into the cover with the same applied force.
Da ein solcher Griff zur Verstärkung des Drehmoments über den Rand des Deckels hinausragen muss, um seinen Zweck zu erfüllen, kann es von Vorteil sein, wenn der im Vergleich zum Deckel sperrige Griff des Adapters lösbar mit diesem ver bunden ist. Since such a handle for amplifying the torque has to protrude beyond the edge of the cover in order to fulfill its purpose, it can be advantageous if the handle of the adapter, which is bulky compared to the cover, is detachably connected to it.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Messanordnung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter einen Ausleger umfasst, an wel chem die Messeinrichtung befestigt ist, vorzugsweise dass der Ausleger so einge richtet ist, dass der Ausleger die Messeinrichtung auf einer Wandung des Behält nisses positioniert. According to a further preferred embodiment of the measuring arrangement, this is characterized in that the adapter comprises a cantilever to which the measuring device is attached, preferably that the cantilever is set up in such a way that the cantilever positions the measuring device on a wall of the container.
Sofern die Messeinrichtung an einer Stelle neben dem Deckel zum Einsatz kommen soll, bietet sich ein solcher Ausleger an, um darauf die Messeinrichtung zu befestigen. Dieser Ausleger kann gleichzeitig auch die Funktion des oben erwähn ten Griffs zur Verstärkung des Drehmoments beim Öffnen und Schließen des De ckels übernehmen. If the measuring device is to be used at a point next to the cover, such a cantilever is recommended in order to move the measuring device towards it attach. At the same time, this cantilever can also take on the function of the above-mentioned handle for amplifying the torque when opening and closing the lid.
Die Messeinrichtung kann aber auch auf dem Deckel positioniert werden, so dass der Sensor durch die Wandung des Deckels hindurch messen kann. Eine mittige Anordnung des Sensors auf dem Deckel bietet sich insbesondere bei Füllgut an, welches einen Schüttkegel ausbildet. So sind Beispielsweise die Deckel von IBC- Containern häufig ebenfalls zentral am Behältnis angebracht, wodurch der Sensor über der Spitze des Schüttkegels positioniert ist und diese erfassen kann. Ist die Schüttkegel-Geometrie des Füllguts bekannt, kann dadurch eine genauere Erfas sung des Füllstands erfolgen. Die mittige Positionierung der Messeinrichtung auf dem Deckel kann dabei durch den Ausleger erfolgen, oder aber durch den entspre chend eingerichteten Adapter selbst. Vorzugsweise wird die Messeinrichtung also durch den Ausleger und/oder den Adapter mittig auf dem Deckel positioniert. However, the measuring device can also be positioned on the cover so that the sensor can measure through the wall of the cover. A central arrangement of the sensor on the lid is particularly useful for filling goods that form a cone of repose. For example, the lids of IBC containers are often also attached centrally to the container, which means that the sensor is positioned over the tip of the heap and can detect it. If the geometry of the material cone of repose is known, the level can be determined more precisely. The measuring device can be positioned centrally on the cover by the extension arm or by the appropriately configured adapter itself. The measuring device is therefore preferably positioned centrally on the cover by the extension arm and/or the adapter.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen: The present invention is explained in detail below using exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messanordnung montiert auf ei nem entsprechenden Behältnis, FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a measuring arrangement mounted on a corresponding container,
Figur 2 eine Detaildarstellung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fi gur 1, FIG. 2 shows a detailed illustration of the first exemplary embodiment according to FIG. 1,
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit Ausleger und Griff, FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a measuring arrangement with a boom and handle,
Figur 4 eine Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3 mon tiert auf einem entsprechenden Behältnis, FIG. 4 shows a top view of the second exemplary embodiment according to FIG. 3 mounted on a corresponding container,
In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszei chen gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleicher Funktion. In the figures, unless otherwise indicated, the same reference symbols denote the same or corresponding components with the same function.
Figur 1 zeigt eine Messanordnung 1 gemäß der vorliegenden Anmeldung in sche matischer Darstellung. Die Messanordnung 1 umfasst eine Messeinrichtung 4, welche im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Radarfüllstand messgerät bestückt ist. FIG. 1 shows a measuring arrangement 1 according to the present application in a schematic representation. The measuring arrangement 1 comprises a measuring device 4, which is equipped with a radar level measuring device in the embodiment shown here.
Mit dem Radarfüllstandmessgerät ist eine Messung eines Füllstands 11 - in diesem Fall einer Flüssigkeit - durch eine Wandung 6 eines Deckels 2 möglich. Das Mess signal tritt dabei zuerst durch den Deckel, breitet sich durch den leeren mit Luft gefüllten Teil des Behältnisses 3 und trifft dann auf die Oberfläche der Flüssigkeit, welche sich im Behältnis 3 befindet. Von dieser Oberfläche wird das Messsignal zurück zur Messeinrichtung 4 reflektiert. Auf diese Weise kann der Abstand zwi schen Messeinrichtung 4 und Flüssigkeits-Oberfläche bestimmt werden und so der Füllstand 11 berechnet werden. With the radar fill level measuring device it is possible to measure a fill level 11 - in this case a liquid - through a wall 6 of a cover 2. The measurement signal occurs first through the lid, spreads through the empty part of the container 3 filled with air and then hits the surface of the liquid, which is in the container 3. The measurement signal is reflected back to the measurement device 4 from this surface. In this way, the distance between the measuring device's 4 and the liquid surface can be determined and the fill level 11 can be calculated.
Des Weiteren verfügt die Messeinrichtung 4 über eine Übermittlungseinrichtung 7 und eine entsprechende Antenne 8 zur Übermittlung von Messdaten an eine über geordnete Signalverarbeitung. Auf diese Weise können die Messdaten von diesem und anderen Behältnissen zentral oder dezentral gesammelt und zum Beispiel an Steuerungen zur Weiterverarbeitung weitergeleitet werden. Furthermore, the measuring device 4 has a transmission device 7 and a corresponding antenna 8 for transmitting measurement data to a higher-level signal processing system. In this way, the measurement data from this and other containers can be collected centrally or decentrally and, for example, forwarded to controls for further processing.
Die Messeinrichtung 4 ist mittig auf einem Adapter 5 befestigt, welcher wiederum auf dem Deckel 2 des Behältnisses 3 befestigt ist, so dass die Messeinrichtung 4 mittig auf dem Deckel 2 positioniert ist. Die Befestigung erfolgt dadurch, dass ein Teilbereich des Adapters 5 einer Negativform eines Teilbereichs des Deckels 2 ent spricht und so eine formschlüssige Verbindung zwischen Deckel 2 und Adapter 5 geschaffen wird. Der Adapter umschließt dazu den oberen/äußeren Teil des De ckels 2 und besitzt selbst im Wesentlichen die äußere Gestalt eines Deckels. The measuring device 4 is fixed centrally on an adapter 5 , which in turn is fixed on the lid 2 of the container 3 , so that the measuring device 4 is positioned centrally on the lid 2 . The attachment is effected in that a portion of the adapter 5 corresponds to a negative shape of a portion of the cover 2 and a form-fitting connection is thus created between the cover 2 and the adapter 5 . For this purpose, the adapter encloses the upper/outer part of the cover 2 and itself essentially has the outer shape of a cover.
Figur 2 zeigt eine Detaildarstellung des Ausführungsbeispiels der Messanordnung 1 gemäß Figur 1. Hier ist die Wandung 6 des Deckels 2, durch welche hindurch ge messen wird, deutlich zu erkennen. Die Kontur des Adapters 5 ist dem Deckel 2 so angepasst, dass ein möglichst geringer Spalt zwischen Messeinrichtung 4 und Deckel 2 an der Messstelle entsteht, um die Messung möglichst gering zu bein trächtigen. Für einen korrekten Sitz des Adapters 5 auf dem Deckel 2 umschließt der Adapter 5 einen Großteil der Außenseite des Deckels 2. Die Messeinrichtung 4 ist mittig auf dem Adapter 4 und damit auch mittig auf dem Deckel 2 angeordnet. Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Messanordnung 1 und beinhaltet zwei längliche Griffe 9, welche an einem im Wesentlichen kreisförmigen Grundträ ger symmetrisch gegenüberliegend befestigt sind. Der kreisförmige Grundträger umschließt dabei eine Außenseite des Deckels 2 und kommt an seiner Unterseite an einem Kragen des Deckels 2 zum Anschlag, so dass der Grundträger nicht nach unten vom Deckel herunterrutschen kann. Die Griffe 9 erstrecken sich über den Durchmesser des Deckels 2 hinaus und bieten so einen größeren Hebel zum Dre hen (Öffnen/Schließen) des Deckels 2, so dass der Bediener eine geringere Kraft aufwenden muss, als dies bei einem Anfassen direkt am Deckel 2 der Fall wäre. Zur besseren Handhabung des Adapters 5 durch die Griffe 9 sind die Griffe 9 an ihren Enden mit rutschfesten Handstücken zum Beispiel aus Gummi überzogen. FIG. 2 shows a detailed representation of the exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 according to FIG. 1. The wall 6 of the cover 2, through which the measurement is made, can be clearly seen here. The contour of the adapter 5 is adapted to the cover 2 in such a way that the smallest possible gap is created between the measuring device 4 and the cover 2 at the measuring point, in order to impair the measurement as little as possible. To ensure that the adapter 5 is seated correctly on the cover 2, the adapter 5 encloses a large part of the outside of the cover 2. The measuring device 4 is arranged in the center of the adapter 4 and therefore also in the center of the cover 2. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 and includes two elongate handles 9 which are fixed symmetrically opposite one another on a substantially circular base support. The circular base support encloses an outside of the cover 2 and comes to a stop on its underside on a collar of the cover 2, so that the base support cannot slide down off the cover. The handles 9 extend beyond the diameter of the lid 2 and thus offer greater leverage for turning (opening/closing) the lid 2, so that the operator has to exert less force than when touching the lid 2 directly case would be. For better handling of the adapter 5 by the handles 9, the handles 9 are covered at their ends with non-slip handpieces, for example made of rubber.
Einer der Griffe 9 fungiert dabei als Ausleger 10 zum Positionieren der Messein richtung 4 und nimmt diese etwa mittig des Griffs auf. Die Messeinrichtung 4 wird dabei über der Wandung 6 des Behälters 3 positioniert, so dass der Sensor der Messeinrichtung 4 durch diese Wandung 6 hindurch den Füllstand 11 erfassen kann. Nicht in der Figur dargestellt, aber ebenfalls möglich, ist die Positionierung des Sensors über dem Deckel. Eine mittige Anordnung auf dem Deckel kann vor teilhaft für das Messsignal sein, da die Deckel von solchen Behältern 3 häufig zent ral angeordnet sind, kann so eine zentrale Messung, bspw. des Füllstands erreicht werden. One of the handles 9 acts as a cantilever 10 for positioning the measuring device 4 and picks it up approximately in the middle of the handle. The measuring device 4 is positioned above the wall 6 of the container 3 so that the sensor of the measuring device 4 can detect the filling level 11 through this wall 6 . Not shown in the figure, but also possible, is the positioning of the sensor above the cover. A central arrangement on the lid can be advantageous for the measurement signal, since the lids of such containers 3 are often arranged centrally, a central measurement, e.g. of the fill level, can be achieved in this way.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3. In dieser Perspektive ist eine Verzahnung 12 zwischen Deckel 2 und Adapter 5 zu erkennen, über welche in diesem Ausführungsbeispiel die formschlüssige Verbindung zwi schen Deckel 2 und Adapter 5 realisiert wird. Die Zähne sind hier rechteckig aus geformt und gehören zum Deckel 2. Die entsprechenden Ausbuchtungen dafür sind im Grundträger des Adapters 5 ausgespart, so dass eine Verzahnung zwischen Adapter 5 und Deckel 2 entsteht. Ebenfalls ist zu erkennen, wie die Griffe 9 über den Durchmesser des Deckels 2 hinausragen und so dem Öffnen und Schließen des Deckels 2 dienen. FIG. 4 shows a plan view of the exemplary embodiment according to FIG. 3. In this perspective, toothing 12 between cover 2 and adapter 5 can be seen, via which the form-fitting connection between cover 2 and adapter 5 is realized in this exemplary embodiment. The teeth here are rectangular in shape and belong to the cover 2. The corresponding bulges for this are recessed in the base support of the adapter 5, so that there is a toothing between the adapter 5 and the cover 2. It can also be seen how the handles 9 protrude beyond the diameter of the cover 2 and thus serve to open and close the cover 2.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die in den Figuren gewählten Darstellungen der Messanordnung schematische Darstellung sind, deren einzelne Funktionsblöcke eine andere Aufteilung oder Zusammenfassung aufweisen können und durch weitere Funktionsblöcke ergänzt sein können. It should be noted at this point that the representations of the measurement arrangement selected in the figures are schematic representations, the individual Function blocks can have a different division or summary and can be supplemented by other function blocks.
Bezugszeichen Reference sign
1 Messanordnung 1 measurement arrangement
2 Deckel 2 lids
3 Behältnis 3 container
4 Messeinrichtung 4 measuring device
5 Adapter 5 adaptors
6 Wandung 6 wall
7 Übermittlungseinrichtung7 transmission device
8 Antenne 8 antenna
9 Griff 9 handle
10 Ausleger 11 Füllstand 12 Verzahnung 10 cantilever 11 filling level 12 toothing

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Messanordnung (1) zur Anbringung an einem Deckel (2) eines Behältnis ses (3), umfassend eine Messeinrichtung (4) und einen Adapter (5), wobei wenigstens ein Teilbereich des Adapters (5) einem Teilbereich des De ckels (2) angepasst ist, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Deckel (2) und Adapter (5) besteht. 1. Measuring arrangement (1) for attachment to a lid (2) of a container (3), comprising a measuring device (4) and an adapter (5), wherein at least a partial area of the adapter (5) corresponds to a partial area of the lid (2nd ) is adjusted so that there is a positive connection between the cover (2) and the adapter (5).
2. Messanordnung (1) gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich der formschlüssigen Verbindung des Adapters (5) ei ner Negativform eines Teilbereichs des Deckels (2) entspricht. 2. Measuring arrangement (1) according to patent claim 1, characterized in that the partial area of the positive connection of the adapter (5) corresponds to a negative form of a partial area of the cover (2).
3. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) einen Füllstand oder Grenzstandsensor umfasst, vorzugsweise dass dieser Sensor ein Ra darsensor ist. 3. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (4) comprises a fill level or limit level sensor, preferably that this sensor is a radar sensor.
4. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) an dem Adap ter (5) so angeordnet ist, dass sie auf dem Deckel (2) oder einer Wandung (6) des Behältnisses (3) positioniert ist und dazu eingerichtet ist durch die Wandung (6) des Deckels (2) oder des Behältnisses (3) hindurch zu mes sen. 4. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (4) is arranged on the adapter (5) in such a way that it is mounted on the lid (2) or a wall (6) of the container (3 ) is positioned and is set up to measure through the wall (6) of the lid (2) or of the container (3).
5. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung (1) energieautark ausgestaltet ist, vorzugsweise dass die Messeinrichtung (4) energieautark ausgestaltet ist. 5. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring arrangement (1) is designed to be energy self-sufficient, preferably that the measuring device (4) is designed to be energy self-sufficient.
6. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) eine Übermitt lungseinrichtung (7) zum Übermitteln von Messdaten an eine übergeord nete Signalverarbeitung umfasst, vorzugsweise dass die Übermittlungseinrichtung (7) ein Funkmodul umfasst, weiter vorzugsweise ein LoRa und/oder NB-IoT und/oder Bluetooth-Funkmodul umfasst. 6. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (4) comprises a transmission device (7) for transmitting measurement data to a higher-level signal processing system, preferably that the Transmission device (7) comprises a radio module, more preferably a LoRa and/or NB-IoT and/or Bluetooth radio module.
7. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) durch eine lös bare Verbindung mit dem Adapter (5) verbunden ist, vorzugsweise durch eine formschlüssige Verbindung, weiter vorzugsweise, dass die Messein richtung (4) eine Schnapphaken-Verbindung zur Verbindung mit dem Adapter (5) aufweist. 7. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (4) is connected to the adapter (5) by a detachable connection, preferably by a positive connection, more preferably that the measuring device (4 ) has a snap hook connection for connection to the adapter (5).
8. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung (1) eine Aktivie rungseinrichtung umfasst, die durch Anbringen des Adapters (5) an dem Deckel (2) betätigbar ist, vorzugsweise, dass die Aktivierungseinrichtung betätigt ist, sobald der Adapter (5) mit dem Deckel (2) verbunden ist und der Deckel (2) das Behältnis (3) bestimmungsgemäß verschießt. 8. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring arrangement (1) comprises an activation device which can be actuated by attaching the adapter (5) to the cover (2), preferably that the activation device is actuated as soon as the adapter (5) is connected to the lid (2) and the lid (2) closes the container (3) as intended.
9. Messanordnung (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Messanordnung (1) eine Aktivierungseinrichtung umfasst, welche die Messeinrichtung (4) aktiviert, wenn die Messeinrich tung (4) mit dem Adapter (5) verbunden ist. 9. Measuring arrangement (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the measuring arrangement (1) comprises an activation device which activates the measuring device (4) when the measuring device (4) is connected to the adapter (5).
10. Messanordnung (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) durch eine Aktivierungs einrichtung in einer Messposition aktiviert wird, vorzugsweise dass die Ak tivierungseinrichtung durch eine Vorspannung betätigt wird, wobei die Vorspannung durch das Verbinden von Adapter (5) und Deckel (2) ent steht. 10. Measuring arrangement (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the measuring device (4) is activated by an activation device in a measuring position, preferably that the activation device is actuated by a prestress, the prestress being actuated by the connection of adapter (5) and cover (2) arises.
11. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5) einen Klappmechanis mus aufweist, welcher die Messeinrichtung (4) auf einer Kontaktfläche auf dem Behältnis (3) oder dem Deckel (2) fixiert, vorzugsweise dass so eine Abdichtung zwischen Messeinrichtung (4) und Kontaktfläche erfolgt. 11. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter (5) has a folding mechanism which fixes the measuring device (4) on a contact surface on the container (3) or the lid (2), preferably that such a seal between the measuring device (4) and contact surface takes place.
12. Messanordnung (1) gemäß Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klappmechanismus eine Aktvierungseinrichtung betätigt, welche die Messeinrichtung (4) aktiviert, sobald sich die Messeinrich tung (4) in einer Messposition befindet. 12. Measuring arrangement (1) according to patent claim 10, characterized in that the folding mechanism actuates an activation device which activates the measuring device (4) as soon as the measuring device (4) is in a measuring position.
13. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5) so eingerichtet ist, dass das Verbinden mit dem Deckel (2) werkzeuglos erfolgt, vorzugsweise, dass der Adapter (5) dazu eingerichtet ist auf den Deckel (2) aufgesteckt zu werden. 13. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter (5) is set up so that the connection to the cover (2) takes place without tools, preferably that the adapter (5) is set up on the Cover (2) to be attached.
14. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen Deckel (2) und Adapter (5) eine Verzahnung (12) umfasst, vorzugsweise, dass sich die Verzahnung (12) des Adapters (5) in Zahnabstand und/oder Durchmesser auf die Verzahnung (12) des Deckels (2) anpassen lässt. 14. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the form-fitting connection between the cover (2) and adapter (5) comprises teeth (12), preferably that the teeth (12) of the adapter (5) can be adjusted to the toothing (12) of the cover (2) in tooth spacing and/or diameter.
15. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5) mindestens einen Griff (9) zur Betätigung des Öffnungs- bzw. Schließ-Mechanismus von Be hältnis (3) und Deckel (2) aufweist, vorzugsweise dass der Griff (9) eine aufzuwendende Hebelkraft zur Betätigung des Öffnungs- bzw. Schließ-Me chanismus verringert, weiter vorzugsweise, dass der Griff (9) des Adap ters (5) lösbar mit dem Adapter (5) verbunden ist. 15. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter (5) has at least one handle (9) for actuating the opening or closing mechanism of the container (3) and lid (2), preferably that the handle (9) reduces a lever force to be applied to actuate the opening or closing mechanism, more preferably that the handle (9) of the adapter (5) is detachably connected to the adapter (5).
16. Messanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5) einen Ausleger (10) umfasst, an welchem die Messeinrichtung (4) befestigt ist, vorzugsweise dass der Ausleger (10) so eingerichtet ist, dass der Ausleger (10) die Mes seinrichtung (4) auf einer Wandung (6) des Behältnisses (3) positioniert. 16. Measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter (5) comprises a bracket (10) to which the measuring device (4) is attached, preferably that the bracket (10) is set up such that the boom (10) positions the measuring device (4) on a wall (6) of the container (3).
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