用于监测介质的至少一个介质特定属性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用测量探针以自动化技术监测介质的至少一个介质特定属性的方法和设备。
【背景技术】
[0002]由DE 32 12 434 C2已知通过检测经由传感器电极与导电容器的壁或第二电极之间的导电介质是否存在电接触来监测介质的液位(fill level)。由于随着要监测的介质的变化，所以堆积物(accret1ns)经常在测量探针上形成，因而要使用?；さ缂?。这种?；さ缂岬匚拼衅鞯缂?，并且具有与传感器电极相同的电位。取决于堆积物的特性，该实施方式具有适当地产生?；ば藕诺奈侍?。
[0003]在DE 10 2006 047 780 Al中，描述了液位测量探针，其在较大的测量范围内对堆积物的形成是不敏感的。在已知的解决方案中，提供放大单元和限制元件，其中限制元件布置在放大单元的输出与?；さ缂?。?；さ缂煞糯蟮ピ屠缥纺返缱璧南拗圃峁┍；ば藕?。传感器电极类似地提供操作信号。评估单元基于传感器电极上可分接(tappable)的电流信号和操作信号和/或?；ば藕偶嗖庖何?。通过限制元件限制产生?；ば藕诺姆糯蟮ピ?。将限制了幅度的信号给予传感器电极，作为激励器信号。然后从传感器电极分接的是电流信号，为了监测液位，将该电流信号与操作信号或?；ば藕沤岷峡悸?。
[0004]由DE 10 2008 043 412 Al已知具有存储器单元的液位开关，其中将用于位于在容器中的不同介质的极限值存储在该存储单元中。在超过或未超过(subceeding)与介质匹配的极限值的情况下，产生切换信号。特别地，可以参考位于在容器中的介质建立用于测量值的极限值，以便堆积物的形成不影响可靠切换。由于堆积物的形成干扰了测量信号，因而错误地指示了不正确的过程变量，因此优选地将(确定切换点的)极限值设置在测量信号的范围之外，该极限值因为堆积物是可得到的。在这种情况下，该设备实施为电容或导电的液位测量装置。由于该设备可以自动调节以通过从介质的登记属性确定或计算最佳切换点交替容器中的介质(例如在清洁程序诸如CIP和SIP过程的环境下)，因而可以省略复杂的调整过程，该过程在介质交替的情况下通常是必要的。
[0005]当要监测的介质实质上不具有电导率(< I yS/cm)或仅具有非常低的电导率时，借助导电测量方法的液位检测达到了它的极限。介质电导率相对于空气电导率的变化因此太小，以至于不能安全地通过测量电子学登记。通过导电测量方法难以监测的介质例如包括蒸馏水、糖浆和酒精。具有小于I μ S/cm的电导率和小于20的介电常数的介质也是有问题的。油和脂肪特别地落入这些范围内。
[0006]在2013年3月I日提交的、2014年9月18日公开的DE 102013102055.0中描述了一种用于监测在容器中的介质的预定液位的方法。该方法包括下面的方法步骤:
[0007]液位测量探针在导电操作模式中操作为导电液位测量探针，并且在电容操作模式下操作为电容液位测量探针；
[0008]导电操作模式和电容操作模式交替地被操作；
[0009]基于两种操作模式的测量值，确定是否已经实现在容器中的介质的预定液位；
[0010]当超过和/或未超过预定的液位时产生报告。
[0011 ] 本发明的目的在于提供一种方法和设备，其允许监测介质特定的过程变量，并且以此监测和/或控制在自动化技术中发生的过程。
[0012]对于实现该目的的方法，方法步骤如下:
[0013]在测量探针的导电操作模式和电容操作模式中确定至少一个介质特定属性；
[0014]导电操作模式和电容操作模式交替地被操作；
[0015]基于在两个操作模式的至少一个中确定的测量值，检查要监测的至少一个介质特定属性是否位于预定的公差带内；当要监测的至少一个介质特定属性位于预定的公差带之外时，产生报告和/或切换信号。该介质特定属性特别是电导率和/或介电常数。在导电介质的情况下应用导电测量方法，而在非导电或不佳导电介质的情况下应用电容测量方法。
[0016]根据本发明，可以结合导电测量方法的优点和电容测量方法的优点。这样，存在提供与在扩展范围的介质上的介质特定属性可靠相关的信息的能力。由此测量装置的应用范围显著地扩大。在这种情况下，应当注意到，在临界区域中导电测量方法和电容测量方法的优点和缺点是相反的，因而在很大程度上彼此补偿。特别地，借助本发明的方法，可以安全地监测介质特定属性或过程，即使介电常数大于1.5。
[0017]导电测量方法优选地用于监测在要监测的介质具有> 5 μ S/cm时的介质。导电测量方法的优点在于传感器电极可以直接连接到介质。不需要传感器电极的绝缘。
[0018]电容测量方法的缺点在于，在介质具有增加的电导率的情况下，在传感器电极和介质之间需要绝缘。绝缘的阻抗是不利的，只要出现堆积物形成。本发明的方法提供了显著地扩展范围的机会，其中可以可靠地监测介质特定属性或过程。
[0019]在本发明方法的优选实施例中，在导电操作模式中确定至少一个介质特定属性。如果要监测的介质是非导电介质或具有低电导率的介质，则采用在电容操作模式中确定的测量值。相反地，如果要监测的介质是具有容易测量的、高电导率的介质，则采用在导电操作模式中获得的测量值。如果要监测的介质是具有在过渡区域中的电导率的介质，则采用在电容操作模式和导电操作模式中确定的测量值。将在电容操作模式中确定的测量值与在导电操作模式中获得的测量值进行比较?；诟帽冉?，执行似真性检查。
[0020]经由外部接口，例如现场总线接口、磁性接口，诸如在2011年11月28日提交的、2013年5月29日公开的申请DE 10 2011 087 230.2中描述的，或者世界范围标准1技术，诸如在IEC61131-9中描述的，提供相对于它的介质特定属性的至少一个监测位于容器中的介质的机会，并且将相应的信息提供给用户。此外，在某些情况下，还可以辅助实施在容器中的介质的限位监测。在这种情况下，应当注意到，当测量探针与介质接触从而被介质覆盖时，仅可以监测介质特定属性的至少一个。另外，在这种状态下，还可以发出到达预定液位的信号。
[0021]在本发明方法的优选实施例中，提供了使用确定的介质特定属性监测至少一个过程特定属性。优选地，介质的过程特定属性是之前已经提到的预定液位，一旦其到达，例如执行切换过程。例如，切换过程接通或关闭栗。
[0022]就此详细地，提供了存在与测量探针关联的、辅助监测介质特定属性的至少一个切换功能，通过该切换功能监测在容器中的介质的预定液位。就此而言，进一步提供了存在与测量探针关联的至少一个切换曲线，其将测量探针的测量值或从测量探针的测量值导出的变量以函数关系设置到介质的所监测介质特定属性的至少一个，并且其中在到达由切换曲线预定的测量探针的测量值的情况下，发出未超过和/或超过在容器中的介质的预定液位的信号。
[0023]就此而言特别有利的是可以通过操作人员适配用于限位切换的切换曲线或切换点到存在于容器中的特定过程条件。例如，提供机会来将限位切换的堆积敏感性单独地设置到当前的过程条件或设置到当前应用。具有应用特定的切换点的自产生切换曲线被产生来最佳地匹配到特定应用。这随后使用在用于确定预定液位的测量探针中，由此可以提高测量的准确性。经由上面指定的一个外部接口优选出现切换曲线的适应性。
[0024]与设备相关的目的由提供包括测量探针的特征实现，该测量探针被实施为它在导电操作模式中可操作为导电测量探针，在电容操作模式中可操作为电容测量探针。而且，提供控制/评估/输出单元，其被实施为交替地激活导电操作模式和电容操作模式。而且，控制/评估/输出单元基于在两个操作模式中至少一个确定的测量值检查要监测的介质特定属性是否位于预定的公差带内。并且当要监测的介质特定属性位于预定的公差带之外时产生报告。