Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Füllstandsmessung in einem flexiblen Tank.

Derartig flexible Tanks werden auch als Falttanks (engl. „Hadder tanks") bezeichnet. . Die Tankhüllen bestehen aus einem Gummigewebe oder aus einem Kunststoffgewebe. Flexible Tanks können leicht verlegt, abgebaut und zu einem anderen Einsatzort verbracht werden. Deshalb kommen sie insbesondere dann zum Einsatz, wenn zeitweilig an einem Ort eine Flüssigkeit gelagert werden muss. Zur Lagerung von Brennstoffen (z.B. Diesel, Kerosin oder Benzin), (Trink-) Wasser oder landwirtschaftlichen Produkten (z.B. Pflanzenöl) oder Wirkstoffen (z.B.

Pflanzenschutzmittel) werden sie infolgedessen häufig zu militärischen, humanitären oder landwirtschaftlichen Zwecken eingesetzt. Falttanks werden mit verschiedenen Füllvolumina angeboten. Es gibt sie insbesondere mit Füllvolumina im Bereich von 1.000 Litern bis zu 1.000.000 Liter.

Das aktuelle Füllvolumen eines flexiblen Tanks wird bislang mittels Handpeilvorrichtungen ermittelt. Dazu wird die Füllhöhe des Mediums im Tank über einer Bezugsfläche, in der Regel dem Bodenniveau, messtechnisch erfasst und dann anhand von Peiltabellen, die für verschiedene Füllstände das Füllvolumen angeben, umgerechnet. Peiltabellen (auch „Tanktabellen" genannt) werden von Herstellern flexibler Tanks in der Regel unter der Voraussetzung ermittelt, dass die Tanks auf einer ebenen, horizontalen Fläche ruhen. In der Praxis werden flexible Tanks jedoch im Gelände verlegt, das vielfach uneben ist bzw. Gefälle aufweist. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit der Ermittlung von Füllvolumina mittels Peiltabellen.

Die Ermittlung der Füllhöhe erfolgt entweder durch Peilung des Flüssigkeitsspiegels mit einem Peilstab oder durch Ausnivellieren der Behälteroberkante des flexiblen Tanks mittels einer Nivellierlatte.

Das Verfahren zur Ermittlung der Füllhöhe mittels eines Peilstabes erfolgt sinngemäß zur Ermittlung des Ölstandes in einem Kraftfahrzeugmotor mittels eines Ölmessstabes. Der Peilstab wird bis zur Bezugsebene in die Flüssigkeit eingetaucht und herausgezogen und dann der Füllstand anhand der mit Medium benetzten Oberfläche des Peilstabes abgelesen. Bei geschlossenen Falttanks ist für dieses Verfahren eine Öffnung in der Hülle des Falttanks erforderlich, die in der Regel nur durch Betreten des Tanks erreicht werden kann.

Bei der Messung der Füllhöhe mittels einer Nivellierlatte wird diese auf dem Bezugsniveau außerhalb des Falttanks aufgestellt und die Füllhöhe an der Nivellierlatte mittels eines auf die Behälteroberkante eingestellten horizontalen Zielstrahls abgelesen.

Beiden Verfahren ist gemeinsam, dass sie sehr stark von der Sorgfaltigkeit, mit der die Messungen durchgeführt werden und anderen äußeren Einflüssen abhängen. So kann es beispielsweise durch das erforderliche Betreten der Tankhülle bei der Peilung an einem geschlossenen Falttank zu Wellenbewegungen im Medium kommen, die das Messergebnis negativ beeinflussen. Bei der Ermittlung der Füllhöhe mittels einer Nivellierlatte können durch Luft im Tank Messfehler verursacht werden. Die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse ist deshalb nur innerhalb eines relativ großen Toleranzfeldes möglich. Darüber hinaus liefern beide Verfahren nur eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt der Messungen. Die Messungen selbst sind zeit- und personalintensiv. Die Messergebnisse müssen manuell erfasst und aufbereitet werden. Auch lassen sich thermische Einflüsse, die sich unmittelbar auf das Volumen des Mediums auswirken, nicht oder nur sehr bedingt erfassen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Technik zur Füllstandsmessung in flexiblen Tanks zur Verfügung zu stellen, die genauere Messergebnisse liefert, weniger zeit- und personalintensiv ist und eine kontinuierliche Füllstandsmessung ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Füllstandsmessung in einem flexiblen Tank hat einen Füllstandssensor zum berührungslosen Erfassen des Füllstandes der Flüssigkeit im Tank, der durch die flexible Wand des Tanks hindurch unmittelbar die Oberfläche des Mediums erfasst, und Mittel zum Halten des Füllstandssensors in einer Position oberhalb der flexiblen Wand des Tanks.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Füllstandsmessung in einem flexiblen Tank wird von einer bestimmten Position oberhalb des Tanks aus mittels eines Füllstandssensors zum berührungslosen Erfassen eines Flüssigkeitsspiegels der Füllstand der Flüssigkeit im Tank durch die flexible Wand des Tanks hindurch erfasst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird mittels eines Füllstandssensors berührungslos der Flüssigkeitsspiegel im flexiblen Tank durch die flexible Wand des Tanks hindurch erfasst. Hierfür wird der Füllstandssensor oberhalb des Tankes an einem bestimmten Ort platziert. Der Füllstandssensor kann die Höhe der Flüssigkeitssäule im Tank bzw. des Flüssigkeitsspiegels im Tank über einem Nullniveau messen. Das Nullniveau kann bei entleertem Tank ermittelt werden, indem der Füllstandssensor den Boden erfasst, auf dem der Tank ruht. Der jeweilige Abstand des Füllstandssensors von der Flüssigkeitsoberfläche wird vom Füllstandssensor erfasst. Mit Hilfe des Abstands des Nullniveaus vom Füllstandssensor kann der Füllstand im Tank ermittelt werden. Der ermittelte Füllstand kann dokumentiert oder ausgegeben werden. Ferner kann, wie bei der herkömmlichen manuellen Messung, mit Hilfe einer Tanktabelle aus dem ermittelten Füllstand das zugeordnete Füllvolumen ermittelt und dokumentiert oder ausgegeben werden. Die ermittelten Füllstände und Füllvolumina können zur Steuerung der Abgabe von Flüssigkeit aus Tanks und der Nachbefullung von Tanks genutzt werden. Die erfindungsgemäße Füllstandsmessung ist ohne Personaleinsatz automatisch ohne besonderen Zeitaufwand durchführbar. Sie kann wiederholt zu verschiedenen Zeitpunkten oder in kurzer Abfolge quasi kontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen. Geeignete Sensoren, die berührungslos eine Messung des Füllstandes durch die flexible Wand eines Blasentanks hierdurch ermöglichen, stehen insbesondere in Form von Radarsensoren zur Verfügung. Bislang wurden Radarsensoren ausschließlich für Füllstandsmessungen in Stahltanks eingesetzt, wobei sie durch eine Öffnung in den Tank eingeführt wurden. Erstmals erfolgt erfindungsgemäß die Messung des Füllstandes durch die flexible Wand eines Falttanks hindurch.

Gemäß einer Ausgestaltung wird der Füllstandssensor möglichst zentral über eine Traversen- oder Kragarmkonstruktion über der Längsachse des Falttanks platziert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird zur Kompensation von Volumenänderungen aufgrund thermischer Einflüsse zusätzlich zur Füllhöhe auch die Temperatur des Mediums im Tank an einem oder mehreren Messpunkten mittels mindestens eines Temperatursensors erfasst. Hierfür kann eine Temperaturmesskette im Tank installiert werden, die über ein rechnergestütztes Auswerteverfahren mit dem Füllstandssensor verbunden werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung werden sämtliche ermittelten Daten mittels einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage erfasst und aufbereitet. Grundsätzlich kann dabei die Ermittlung des Füllvolumens anhand der herstellerseitig bereitgestellten Peiltabellen erfolgen. Für die automatische Ermittlung des Füllvolumens können Peiltabellen im Rechner hinterlegt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Füllstandsmessung lassen sich noch höhere Genauigkeiten erzielen, wenn gemäß einer Ausgestaltung eine Einrichtung des Messsystems nach dem Aufbau erfolgt. Hierfür wird bei leerem Tank das Nullniveau mittels des Füllstandssensors ausgemessen und als Bezugsebene festgelegt. Im Anschluss erfolgt ein kontinuierliches Befüllen des Tanks über eine genaue Zählvorrichtung bzw. Durchflussmengenmessvorrichtung. Die Zählvorrichtung kann mit dem Füllstandssensor und der Temperaturmesskette über eine Software verknüpft werden. Während des Befüllens werden kontinuierlich die eingefüllte und temperaturkompensierte Menge der Flüssigkeit und der entsprechende Füllstand zueinander in Beziehung gesetzt und es wird eine Peiltabelle erstellt. Damit lassen sich Lagetoleranzen des Falttanks bzw. Lagefehler ausgleichen. Die Peiltabelle wird im Rechner als Referenztabelle für die Ermittlung von Füllvolumina beim Betrieb des Tanks hinterlegt.

Radarsensoren, die für den Einsatz bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Füllstandsmessung geeignet sind, sind beispielsweise der Saab Tank-Radar Rex® und der Saab Tank-Radar Pro®. Zum Saab Tank-Radar Rex® gibt es von der Firma Emerson Process Management die Anzeigeeinheit RDU 40 und zum Saab Tankradar Pro die Anzeigeeinheit 2210 DU. Darüber hinaus bietet die Firma Emerson Process Management einen geeigneten Radarsensor unter der Bezeichnung „Radar- Messumformer für Füllstand Serie 5600" an. Ferner bietet die Firma Emerson Process Management geeignete Temperatursensoren mit der Produktbezeichnung „Multiple spot thermometers - MST" an. Hierbei handelt es sich um Temperaturmessketten, die an einem flexiblen Kabel mehrere Temperatursonden haben. Die Temperaturmessketten können durch eine Öffnung in den Tank eingehängt werden und ermitteln auf verschiedenen Niveaus die Temperatur einer eingefüllten Flüssigkeit. Die verschiedenen Messwerte können zur Bildung eines Mittelwertes herangezogen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Radarsensor zur Ermittlung des Füllstandes an einem teleskopierbaren Auslegerarm oberhalb eines Falttanks in einem Vertikalschnitt; Fig. 2 ein Radarsensor zur Ermittlung des Füllstandes an einer teleskopierbaren, fest fundamentierten Traverse oberhalb eines Falttanks in einem Vertikalschnitt;

Fig. 3 ein Radarsensor zur Ermittlung des Füllstandes an einer teleskopierbaren, mobilen Traverse oberhalb eines Falttanks in einem Vertikalschnitt;

Fig. 4 ein Radarsensor zur Ermittlung des Füllstandes an einer starren

Traverse oberhalb eines Falttanks in einem Vertikalschnitt;

Fig. 5 Prinzipskizze eine Tanklagers mit Bladder Tanks, Falttank mit

Radarsensoren und Temperatursensoren in einem Grobschema.

Bei der nachfolgenden Erläuterung verschiedener Ausführungsbeispiele sind übereinstimmende Merkmale mit denselben Bezugsziffern versehen.

Gemäß Fig. 1 ist ein Falttank 1 mit einer flexiblen Wand 1.1 in einem Aushub 2 gelagert, der eine flüssigkeitsdichte Auskleidung 3 aufweist. In den Figuren 1 bis 4 ist der Falttank 1 in jeweils dunklerer Tönung in maximal befülltem Zustand und in hellerer Tönung in einem teilweise entleerten Zustand eingetragen.

Auf einem den Aushub 2 seitlich begrenzenden Erdwall 4 ist in einem Fundament 5 in einem Führungsrohr 6 ein vertikaler Tragpfosten 7 schwenkbar gelagert. Der Tragpfosten 7 trägt einen horizontalen, teleskopierbaren Krag- oder Auslegerarm 8. Der teleskopierbare Auslagerarm 8 hat auf der anderen Seite des Tragpfostens 7 eine kurze Verlängerung 9, auf der ein Gegengewicht 10 gelagert ist. Der Auslegerarm 8 trägt an seinem freien Ende einen Radarsensor 11 , der vertikal nach unten gerichtet ist. Der Radarsensor 1 1 ist oberhalb des Falttanks 1 angeordnet. Dabei ist der Auslegerarm 8 so geschwenkt bzw. ausgefahren, dass sich der Radarsensor 11 an einer geeigneten Stelle z.B. oberhalb des Scheitels des Falttankes 1 befindet.

Mittels des Radarsensors 11 kann der Füllstand im Falttank 1 fortlaufend überwacht werden. Diese Anordnung ermöglicht eine genaue Einstellung des Radarsensors 11 auf den Zentralbereich des Falttanks 1. Darüber hinaus kann sie genutzt werden, um den Füllstand in mehreren nebeneinander angeordneten Falttanks 1 zu überwachen. Hierfür kann der Radarsensor 11 durch Schwenken und Teleskopieren des Auslegerarms 8 über den Messbereich eines anderen Falttanks 1 geschwenkt werden.

Gemäß Fig. 2 ist ein Falttank 1 in einem Aushub 2 gelagert, wobei auf zwei einander gegenüberliegenden Erdwällen 4.1, 4.2 jeweils ein Tragpfosten 7.1, 7.2 angebracht ist. Beide Tragpfosten sind fest in ein Fundament 5 einbetoniert.

Zwischen den beiden Tragpfosten 7.1, 7.2 ist eine teleskopierbare Traverse 14 angeordnet. Diese umfasst zwei rohrförmige äußere Traversenteile 14.1, 14.2, die an den äußeren Enden fest mit Kopfplatten 15.1, 15.2 verbunden sind, wobei die Kopfplatten 15.1, 15.2 durch eine Verschraubung mit dem stationären Tragpfosten 7.1 verbunden sind.

In die inneren Enden der rohrförmigen Traversenteile 14.1, 14.2 ist ein mittlerer Traversenteil 14.3 in Form eines Teleskoprohres eingeschoben, der mittlere Traversenteil 14.3 trägt einen Radarsensor 11. Durch Teleskopieren des mittleren Traversenteils 14.3 innerhalb der beiden äußeren Traversenteile 14.1, 14.2 ist der Radarsensor 11 oberhalb des Zentralbereiches des Falttankes 1 einstellbar. In dieser Position kann der mittlere Traversenteil 14.93 über Arretierbolzen 15.1, 15.2 gesichert werden.

Gemäß Fig. 3 ist ein Falttank 1 in einem Aushub 2 gelagert, wobei auf zwei einander gegenüberliegenden Erdwällen 4.1, 4.2 jeweils ein Tragpfosten 7.1, 7.2 angebracht ist. Beide Tragpfosten sind beweglich auf den Kronen 13 der Erdwälle 4.1, 4.2 gelagert.

Zwischen den beiden Tragpfosten 7.1, 7.2 ist eine teleskopierbare Traverse 14 angeordnet. Diese umfasst zwei rohrförmige äußere Traversenteile 14.1, 14.2, die an den äußeren Enden fest mit Kopfplatten 15.1 , 15.2 verbunden sind, wobei die Kopfplatten 15.1, 15.2 durch eine Verschraubung mit dem stationären Tragpfosten 7.1 verbunden sind.

In die inneren Enden der rohrformigen Traversenteile 14.1, 14.2 ist ein mittlerer Traversenteil 14.3 in Form eines Teleskoprohres eingeschoben, der mittlere Traversenteil 14.3 trägt einen Radarsensor 11. Durch Teleskopieren des mittleren Traversenteils 14.3 innerhalb der beiden äußeren Traversenteile 14.1, 14.2 ist der Radarsensor 11 oberhalb des Zentralbereiches des Falttankes 1 einstellbar. In dieser Position kann der mittlere Traversenteil 14.93 über Arretierbolzen 15.1, 15.2 gesichert werden.

Gemäß Fig. 4 sind auf den Erdwällen 4.1, 4.2 auf verschiedenen Seiten eines Falttankes 1 stationäre Tragpfosten 7.3, 7.4 fest angeordnet. Darüber ist fest eine Traverse 14.4 angebracht. Die Tragpfosten 7.3, 7.4 und die Traverse 14.4 sind als Gitterkonstruktion ausgebildet. An der Traverse 14.4 ist zentral oberhalb des Falttanks 1 ein Radarsensor 11 befestigt, der vertikal nach unten gerichtet ist. In Fig. 5 sind Radarsensoren 11 mittels Traverse 14.4 gemäß Fig. 4 oberhalb der Längsachse von Falttanks 1 befestigt. In den Falttank 1 sind durch die Entlüftungsöffnungen 15 Temperatursensoren 16 eingehängt.

Ein anliefernder Straßentankwagen 19 ist über ein Einlagerungsventil 19.1, eine Pumpe 24, eine Zähleinrichtung 25 ein Verteilerventil 20.2 und zwei parallele Tankeingangsventile 20.3 an die Falttanks angeschlossen. Über die Tankauslagerungsventile 19.3, das Verteilerventil 19.2, die Pumpe 24 und die Zähleinrichtung 25 ist wahlweise ein Umpumpen des Mediums über das Verteilerventil 20.2 und die Tankeingangsventile 20.3 oder ein Auslagern über das Auslagerungsventil 20.1 in ein weiteres Tankfahrzeug 20 möglich.

Zum Befüllen eines Falttankes 1 werden die Ventile 19.1 und 20.2 sowie ein Tankeingangsventil 20.3 geöffnet und die Pumpe 24 angestellt. Die Zähleinrichtung 25 misst fortlaufend die Durchflussmenge und der Radarsensor 11 überwacht fortlaufend die Füllhöhe und die Temperatur der eingefüllten Flüssigkeit wird fortlaufend vom Temperatursensor 16 überwacht. Hieraus ermittelt eine an den Radarsensor 11 und den Temperatursensor 16 angeschlossene elektronische Datenverarbeitungsanlage die zu den gemessenen Füllständen gehörenden Füllvolumina. In der Datenverarbeitungsanlage wird hierfür eine Tanktabelle angelegt oder Tankfunktion hinterlegt.

Für die Abgabe von Flüssigkeit aus einem Falttank 1 werden die Ventile 19.1, 20.2 und 20.3 geschlossen und das entsprechende Tankauslagerungsventil 19.3 sowie die Ventile 19.2 und 20.1 geöffhet. Die Pumpe 24 pumpt Flüssigkeit aus dem gewählten Falttank 1 ab. Hierbei wird über den Radarsensor 11 fortlaufend die Füllstandshöhe ermittelt und mittels des Temperatursensors 16 fortlaufend die Temperatur der Flüssigkeit im Falttank 1 ermittelt. Die elektronische Datenverarbeitungsanlage ermittelt mit Hilfe der Tanktabelle oder der Tankfunktion das im Falttank 1 jeweils vorhandene Füllvolumen. Die abgezogene Füllmenge kann durch Vergleich der Füllvolumina vor und nach dem Entnehmen von Flüssigkeit ermittelt werden oder mit Hilfe des vom von der Zähleinrichtung 25 ermittelten Volumen- oder Massestromes berechnet werden.