WO2001057477A1 - Monitoring system and method for remote monitoring of measured variables - Google Patents

Monitoring system and method for remote monitoring of measured variables Download PDF

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WO2001057477A1
WO2001057477A1 PCT/EP2001/001082 EP0101082W WO0157477A1 WO 2001057477 A1 WO2001057477 A1 WO 2001057477A1 EP 0101082 W EP0101082 W EP 0101082W WO 0157477 A1 WO0157477 A1 WO 0157477A1
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evaluation unit
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PCT/EP2001/001082
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WO2001057477A8 (en
Inventor
Marc Dierckx
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Messer Griesheim Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/39—Scanning a visible indication of the measured value and reproducing this indication at the remote place, e.g. on the screen of a cathode ray tube

Definitions

  • the invention relates to a monitoring system and a method for remotely monitoring measured variables, in particular when storing goods.
  • the invention is therefore to use a measuring device to record a physical or chemical parameter continuously or at regular time intervals and to visualize it on a display.
  • This measured value which is visualized on the display, is not read by operating personnel, but is recorded by a recording device and transmitted to a control center.
  • the measurement parameter is back-calculated with sufficient accuracy from the transmitted image using the evaluation unit.
  • the monitoring system according to the invention can also be easily retrofitted to existing systems equipped with analog measuring technology.
  • any analog or digital measuring device can be used as the "measuring device".
  • Any public or private cable or radio network can be considered as a "data transmission medium”.
  • the term "control center” is to be understood here as any place at which the electronic pulses transmitted by means of the data transmission medium can be received and read by means of the evaluation unit. It does not have to be a permanently installed control center.
  • An electronic surveillance camera the lens of which is aimed at the display, is advantageously used as the recording device.
  • the surveillance camera can take pictures of the display continuously, at predetermined time intervals or upon a corresponding signal and feed them into the data transmission medium.
  • the focal length of the camera is expediently adjustable, for example by means of a zoom lens, and / or the position of the recording device can be adjusted relative to the display.
  • the adjustment takes place automatically by means of motors and can be controlled from the control center using appropriate control commands.
  • a plurality of displays arranged side by side can be recorded or a freely selectable section can be mapped in the vicinity of the measuring device and transmitted to the control center.
  • the continuation of the monitoring can also be ensured in this way.
  • the data transmission medium comprises a public data network.
  • the telephone network, the power network or another public supply network can be considered as the data network.
  • the Internet is provided as the public data transmission medium.
  • the user of the invention can thus access the data of the recording device entered into the data transmission medium worldwide.
  • the recording device is in data exchange with a computer unit in which the image information recorded by the recording device can be temporarily stored, it is possible to:
  • Data transmission medium is in data exchange with the control center. In this way, larger systems secured by a number of recording devices can also be monitored by a single evaluation device, such as a personal computer. If required, individual recording devices can also be controlled separately.
  • An electronic data processing device such as a personal computer, is expediently provided as the preferred evaluation unit.
  • An electronic data processing device such as a personal computer, is expediently provided as the preferred evaluation unit.
  • To the "Pattern recognition software” is provided for evaluating the data transmitted as an image, which automatically reads the measured values from the image according to an entered program, for example by means of a subtraction method in which the transmitted image is subtracted from a reference image and the difference is assigned to certain measured values.
  • pointer instruments as measuring devices.
  • the pointers are provided with a marking, which is filtered out by a filter device in the receiving device and / or in the evaluation unit for further processing.
  • the pointer of a pointer instrument can be marked with a specific color, and the receiving device is provided with a filter that is only permeable for this color.
  • a digital frequency filter only in the software of the evaluation unit, which only allows image components with a frequency corresponding to the marking color to be evaluated. As a result, the effort involved in the evaluation using "pattern recognition software" can be reduced and the accuracy increased significantly.
  • a further preferred embodiment provides that the evaluation unit is in data exchange with a signal transmitter which emits an optical and / or acoustic signal when a certain size of the measured value is reached.
  • the arrangement of the receiving device and the display in a housing, which is made of transparent material, such as plexiglass, at least in the area of the display, is particularly advantageous.
  • the housing serves to protect against the weather.
  • the transparent part of the housing allows the operator to read the display if necessary, without having to open the housing.
  • the object of the invention is also achieved by a method according to claim 12.
  • measurement results of relevant physical or chemical parameters are visualized on a display.
  • the display with the visualized measured values is captured and the captured data is transmitted to an evaluation unit, by means of which the measured value of the parameter can be calculated back from the transmitted image of the display. After it has been recalculated, the measured value is available in numerical format for further processing.
  • a freely selectable image section around the display is advantageously recorded and sent to the evaluation unit.
  • the control center can take the first steps to find the cause.
  • the monitoring of tanks or tank systems is provided in a further development.
  • the monitoring of liquid gas tanks is particularly advantageous here, since a multiplicity of tanks can be monitored using the method according to the invention.
  • monitoring of displayed measured variables as well as of processes, such as filling or emptying the tank is possible without the extensive use of control personnel.
  • An exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail below with the aid of the drawing.
  • FIG. 1 shows a monitoring system according to the invention in a block diagram.
  • the monitoring system 1 comprises a measuring device 2, a recording device designed as a monitoring camera 3 and an evaluation unit 5, in the exemplary embodiment a personal computer.
  • the surveillance camera 3 and the evaluation unit 5 are connected via a data transmission line, in the exemplary embodiment the Internet 6.
  • the measuring device 2 serves, when storing a liquid gas, such as liquid nitrogen, oxygen, carbon dioxide etc., in a free-standing tank 7, a parameter relevant for storage, such as
  • the measured value determined in the usual way is visualized on a display 8.
  • the display 8 is an analog instrument in which the measured value is displayed on the display 8 by means of a pointer 9, but other, in particular digital, measuring devices can also be used.
  • the display 8 and the surveillance camera 3 are arranged to protect against weather influences within a housing 10 which, at least in the area of the display 8, consists of a transparent material, such as plexiglass. This makes it possible for operating personnel to read the display 8 without opening the housing 10.
  • the focal length of the surveillance camera 3 is selected such that it can record one or more displays 8 arranged side by side, as required. Furthermore, it is equipped with a zoom lens 11, by means of which the focal length of the surveillance camera 3 can be freely selected within a predetermined range. This makes it possible to use the zoom lens 11 of the surveillance camera to select one Detect the area around the display 8 to be monitored and transmit images from this area to the evaluation unit 5. For the same reason, the surveillance camera 3 is pivotably mounted on an axis of rotation 12, which is horizontal in the exemplary embodiment. The zoom lens 11 and the axis of rotation 12 are connected to electric motors - not shown in the picture - by means of which the focal length or the angular position of the surveillance camera 3 can be set by means of corresponding control commands.
  • the surveillance camera 3 takes pictures of the display 8 continuously or at regular intervals and converts the pictures into electronic signals.
  • the surveillance camera 3 is connected via a data line 13 to the input connection 15 of a computer unit 16, in which the image information transmitted by the surveillance camera 3 is processed for transmission to the Internet 6. Additional connections 15 'on the computer unit 16 serve for connection to further surveillance cameras if required.
  • the computer unit 16 further comprises a storage unit 17 in which the image information transmitted by the surveillance camera 3 is temporarily stored. Otherwise, the computer unit 16 is accommodated in a lockable housing 19, which is preferably arranged below the tank 7, which rests on stands not shown in the figure. Since the electronic elements in the computer unit 16 can be temperature sensitive, the housing 19 is provided with a heater, not shown in the picture. As an alternative to this, the computer unit 16 can, however, also be provided in a building spatially distant from the tank 7.
  • the computer unit 16 is connected to the Internet 6 via a connection 18, for example a modem.
  • data from the computer unit 16 can be fed into the Internet 6, or data from the Internet 6 can be transmitted to the computer unit 16.
  • the data transmitted from the Internet 6 to the computer unit 16 are used, for example, to set control parameters of the surveillance camera 3, such as focal length of the lens 11 or control angle on the axis of rotation 12, by means of corresponding control commands.
  • the evaluation unit 5 is connected to the Internet at a freely selectable connection point 20.
  • the evaluation unit 5 essentially comprises a computer 21, for example a personal computer.
  • the transmitted image information can be stored in the computer and displayed on a screen 22.
  • the computer is also equipped with a "pattern recognition software" which allows the calculation of numerical values from the image information according to a predetermined program.
  • a program can consist, for example, in that the current image of the display 8 is subtracted from a stored reference image, for example the scale of the measuring device without a pointer or a zero value. The difference between the two images, which essentially only contains the information about the position of the pointer 9 on the display 8, can be clearly assigned to certain values of the parameter to be measured.
  • the program takes into account corresponding geometry factors.
  • the pointer 9 is marked with a specific color.
  • a corresponding analog color filter is provided on the lens 11 of the surveillance camera 3 and / or a corresponding digital frequency filter is provided in the evaluation software of the evaluation unit 5.
  • the recalculated value of the measurement parameter is displayed on the screen 22 of the computer 21 and is available in numerical format for further processing. It is possible to place it on a website 6 on the Internet 6 that is only accessible with a suitable password for a limited group of people, such as suppliers or customers.
  • the computer 21 is connected to a signal transmitter 23 which, when a certain value of the measured variable is reached, for example when a predetermined value is exceeded Limit value, an optical and / or acoustic signal, such as a warning signal, for the immediate information of an operator.
  • a signal transmitter 23 which, when a certain value of the measured variable is reached, for example when a predetermined value is exceeded Limit value, an optical and / or acoustic signal, such as a warning signal, for the immediate information of an operator.
  • the surveillance system 1 enables worldwide access to the data recorded by the surveillance camera 3.
  • the parameters relevant to the storage of the liquid gas are monitored reliably and in a simple manner.

Abstract

According to the invention, the parameters are measured using conventional measuring devices, especially analog measuring devices, whereby the measured variable is visualized on a display. The display is detected using a digital camera. The detected image is digitized and sent to an evaluation unit, for example via the Internet. Said measured variable is reconstructed and displayed in the evaluation unit using a pattern recognition software. The use of a camera also makes it possible to simultaneously monitor several displays or the surrounding area of the display.

Description

Überwachungssystem und Verfahren zum Fernüberwachen von Messgrößen Monitoring system and method for remotely monitoring measurement quantities
Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem sowie ein Verfahren zum Fernüberwachen von Messgrößen, insbesondere bei der Lagerung von Gütern.The invention relates to a monitoring system and a method for remotely monitoring measured variables, in particular when storing goods.
Bei der Lagerung von Gütern wie Flüssiggasen, Lebensmitteln, etc., aber auch bei der Überwachung von automatisierten Verfahrensabläufen in Produktionsprozessen, ist die laufende Überwachung relevanter physikalischer oder chemischer Größen, wie Druck, Temperatur, etc., von entscheidender Bedeutung. Insbesondere bei der Lagerung von Gütern in kleinen, räumlich weit auseinanderliegenden Anlagen ist die ununterbrochene Anwesenheit von Kontrollpersonal in vielen Fällen nicht möglich. In diesen Fällen werden die für die Lagerung relevanten Parameter üblicherweise im Rahmen von Kontrollgängen überwacht, die in regelmäßigen Zeitabständen vor Ort durchgeführt werden. Der damit verbundene personelle Aufwand ist jedoch außerordentlich hoch und die Ablesung aufgrund der großen Zeitabstände zwischen den Kontrollgängen häufig zu unsicher.In the storage of goods such as liquid gases, food, etc., but also in the monitoring of automated process flows in production processes, the continuous monitoring of relevant physical or chemical parameters such as pressure, temperature, etc. is of crucial importance. In many cases, the continuous presence of inspection personnel is not possible, especially when storing goods in small, spatially far apart plants. In these cases, the parameters relevant for storage are usually monitored as part of inspection tours that are carried out on site at regular intervals. However, the associated personnel expenditure is extremely high and the reading is often too uncertain due to the large time intervals between the inspection tours.
Um die Kontrollmöglichkeiten zu verbessern, ist bekannt, die relevanten physikalischen oder chemischen Parameter mittels digitaler Messgeräte zu erfassen und die auf diese Weise gewonnenen Daten elektronisch an eine Leitzentrale zu übermitteln. Mit dieser Methode kann eine zuverlässige und genaue Überwachung relevanter Parameter gewährleistet werden. Jedoch ist die Installation der hierzu erforderlichen Messtechnik sehr aufwendig und insbesondere die Nachrüstung bestehender, mit analogen Messgeräten ausgestatteter Anlagen wirtschaftlich kaum zu vertreten.In order to improve the control options, it is known to record the relevant physical or chemical parameters by means of digital measuring devices and to electronically transmit the data obtained in this way to a control center. With this method, a reliable and accurate monitoring of relevant parameters can be guaranteed. However, the installation of the measurement technology required for this is very complex and, in particular, the retrofitting of existing systems equipped with analog measurement devices is hardly economically viable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach, eine zuverlässige und genaue Fernüberwachung von Messgrößen zu schaffen, die kostengünstig bei der Installation und im Einsatz ist. Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Überwachungssystem zum Fernüberwachen von Messgrößen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.It is therefore an object of the present invention to provide reliable and accurate remote monitoring of measured variables which is inexpensive to install and use. This object is achieved by a monitoring system for remotely monitoring measured variables with the features of patent claim 1.
Bei der Erfindung handelt es sich also darum, mittels einer Messeinrichtung einen physikalischen oder chemischen Parameter kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen zu erfassen und auf einer Anzeige zu visualisieren. Dieser auf der Anzeige visualisierte Messwert wird nicht von Bedienpersonal abgelesen, sondern mittels einer Aufnahmeeinrichtung erfasst und einer Leitstelle übermittelt. In der Leitstelle wird der Messparameter mittels der Auswerteeinheit aus dem übermittelten Abbild mit hinreichender Genauigkeit zurückberechnet. Im Gegensatz zu bekannten Systemen, bei denen ein elektronischer Messwert unmittelbar einer Leitstelle zugeleitet wird, kann das erfindungsgemäße Überwachungssystem auch bei bereits bestehenden, mit analoger Messtechnik ausgerüsteten Anlagen problemlos nachgerüstet werden.The invention is therefore to use a measuring device to record a physical or chemical parameter continuously or at regular time intervals and to visualize it on a display. This measured value, which is visualized on the display, is not read by operating personnel, but is recorded by a recording device and transmitted to a control center. In the control center, the measurement parameter is back-calculated with sufficient accuracy from the transmitted image using the evaluation unit. In contrast to known systems in which an electronic measured value is fed directly to a control center, the monitoring system according to the invention can also be easily retrofitted to existing systems equipped with analog measuring technology.
Als "Messeinrichtung" kann erfindungsgemäß jedes analoge oder digitale Messgerät zum Einsatz kommen. Als "Datenübertragungsmedium" kommt jedes öffentliche oder private Kabel- oder Funknetz in betracht. Als "Leitstelle" ist hier jeder Ort zu verstehen, an dem die mittels des Datenübertragungsmediums übertragenen elektronischen Impulse empfangen und mittels der Auswerteeinheit gelesen werden können. Es muss sich dabei keineswegs um eine fest installierte Leitzentrale handeln.According to the invention, any analog or digital measuring device can be used as the "measuring device". Any public or private cable or radio network can be considered as a "data transmission medium". The term "control center" is to be understood here as any place at which the electronic pulses transmitted by means of the data transmission medium can be received and read by means of the evaluation unit. It does not have to be a permanently installed control center.
Vorteilhafterweise wird als Aufnahmevorrichtung eine elektronische Überwachungskamera eingesetzt, deren Objektiv auf die Anzeige gerichtet ist. Die Überwachungskamera kann kontinuierlich, in vorgegebenen Zeitabständen oder auf ein entsprechendes Signal hin Bilder der Anzeige aufnehmen und in das Datenübertagungsmedium einspeisen.An electronic surveillance camera, the lens of which is aimed at the display, is advantageously used as the recording device. The surveillance camera can take pictures of the display continuously, at predetermined time intervals or upon a corresponding signal and feed them into the data transmission medium.
Zweckmäßigerweise ist die Brennweite der Kamera, etwa durch ein Zoomobjektiv, und/oder ist die Position der Aufnahmeeinrichtung relativ zur Anzeige einstellbar. Das Verstellen läuft dabei jeweils mittels Motoren automatisch ab und ist von der Leitstelle aus durch entsprechende Steuerbefehle angesteuerbar. Auf diese Weise können mehrere nebeneinander angeordnete Anzeigen erfasst werden oder es kann ein frei wählbarer Ausschnitt in der Umgebung der Messeinrichtung abgebildet und der Leitstelle übermittelt werden. Im Falle eines Verschiebens oder Verrückens der Aufnahmevorrichtung kann hierdurch auch die Fortsetzung der Überwachung gewährleistet werden.The focal length of the camera is expediently adjustable, for example by means of a zoom lens, and / or the position of the recording device can be adjusted relative to the display. The adjustment takes place automatically by means of motors and can be controlled from the control center using appropriate control commands. To this In this way, a plurality of displays arranged side by side can be recorded or a freely selectable section can be mapped in the vicinity of the measuring device and transmitted to the control center. In the event of a displacement or displacement of the receiving device, the continuation of the monitoring can also be ensured in this way.
Die Installation des erfindungsgemäßen Überwachungssystems wird in vorteilhafter Weise dadurch erleichtert, dass das Datenübertragungsmedium ein öffentliches Datennetz umfasst. Als Datennetz kommt dabei beispielsweise das Telefonnetz, das Stromnetz oder ein sonstiges öffentliches Versorgungsnetz in Betracht.The installation of the monitoring system according to the invention is advantageously facilitated in that the data transmission medium comprises a public data network. For example, the telephone network, the power network or another public supply network can be considered as the data network.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist als öffentliches Datenübertragungsmedium das Internet vorgesehen. Der Benutzer der Erfindung kann somit weltweit auf die in das Datenübertragungsmedium eingegebenen Daten der Aufnahmeeinrichtung zugreifen.In a preferred embodiment, the Internet is provided as the public data transmission medium. The user of the invention can thus access the data of the recording device entered into the data transmission medium worldwide.
Dadurch, dass die Aufnahmeeinrichtung mit einer Rechnereinheit in Datenaustausch steht, in der die von der Aufnahmeeinrichtung aufgenommene Bildinformation zwischengespeichert werden kann, ist es möglich, dieBecause the recording device is in data exchange with a computer unit in which the image information recorded by the recording device can be temporarily stored, it is possible to:
Bildinformation auch bei einer kurzzeitigen Unterbrechung der Datenübertragung zu bewahren.Preserve image information even in the event of a brief interruption in data transmission
Besonders zweckmäßig ist es, wenn mehrere Aufnahmeeinrichtungen an der lokalen Rechnereinheit angeschlossen sind, die wiederum über dasIt is particularly expedient if several recording devices are connected to the local computer unit, which in turn are connected via the
Datenübertragungsmedium mit der Leitstelle in Datenaustausch steht. Auf diese Weise können auch größere, durch eine Anzahl von Aufnahmeeinrichtungen gesicherte Anlagen von einer einzigen Auswerteeinrichtung, etwa einen Personalcomputer überwacht werden. Bei Bedarf können auch einzelne Aufnahmeeinrichtungen separat angesteuert werden.Data transmission medium is in data exchange with the control center. In this way, larger systems secured by a number of recording devices can also be monitored by a single evaluation device, such as a personal computer. If required, individual recording devices can also be controlled separately.
Als bevorzugte Auswerteeinheit ist zweckmäßiger Weise ein elektronisches Datenverarbeitungsgerät, etwa ein Personalcomputer, vorgesehen. Zum Auswerten der als Bild übertragenen Daten ist eine "pattern recognition Software" vorgesehen, die nach einem eingegebenen Programm die Messwerte aus dem Bild automatisch abliest, etwa durch ein Subtraktionsverfahren, bei dem das übertragene Bild von einem Referenzbild subtrahiert und die Differenz bestimmten Messwerten zugeordnet wird.An electronic data processing device, such as a personal computer, is expediently provided as the preferred evaluation unit. To the "Pattern recognition software" is provided for evaluating the data transmitted as an image, which automatically reads the measured values from the image according to an entered program, for example by means of a subtraction method in which the transmitted image is subtracted from a reference image and the difference is assigned to certain measured values.
In einer abermals vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, als Messeinrichtungen Zeigerinstrumente einzusetzen. Die Zeiger sind mit einer Markierung versehen, die von einer Filtereinrichtung in der Aufnahmeeinrichtung und/oder in der Auswerteeinheit zur Weiterverarbeitung ausgefiltert wird. So kann beispielsweise der Zeiger eines Zeigerinstruments mit einer bestimmten Farbe markiert sein, und die Aufnahmeeinrichtung ist mit einem nur für diese Farbe durchlässigen Filter versehen. Auch ist es möglich, erst in der Software der Auswerteeinheit einen digitalen Frequenzfilter vorzusehen, der nur Bildbestandteile mit einer der Markierungsfarbe entsprechenden Frequenz zur Auswertung gelangen lässt. Dadurch lässt sich der Aufwand bei der Auswertung mittels "pattern recognition Software" verringern und die Genauigkeit deutlich erhöhen.Another advantageous development provides for the use of pointer instruments as measuring devices. The pointers are provided with a marking, which is filtered out by a filter device in the receiving device and / or in the evaluation unit for further processing. For example, the pointer of a pointer instrument can be marked with a specific color, and the receiving device is provided with a filter that is only permeable for this color. It is also possible to provide a digital frequency filter only in the software of the evaluation unit, which only allows image components with a frequency corresponding to the marking color to be evaluated. As a result, the effort involved in the evaluation using "pattern recognition software" can be reduced and the accuracy increased significantly.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Auswerteeinheit mit einem Signalgeber in Datenaustausch steht, der bei Erreichen einer bestimmten Größe des Messwertes ein optisches und/oder akustisches Signal abgibt.A further preferred embodiment provides that the evaluation unit is in data exchange with a signal transmitter which emits an optical and / or acoustic signal when a certain size of the measured value is reached.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Aufnahmeeinrichtung und der Anzeige in einem Gehäuse, das zumindest im Bereich der Anzeige aus transparentem Material, etwa Plexiglas, gefertigt ist. Das Gehäuse dient dabei dem Schutz vor Witterungseinflüssen. Der transparente Teil des Gehäuses ermöglicht bei Bedarf das Ablesen der Anzeige durch Bedienpersonal, ohne das dabei das Gehäuse geöffnet werden muß.The arrangement of the receiving device and the display in a housing, which is made of transparent material, such as plexiglass, at least in the area of the display, is particularly advantageous. The housing serves to protect against the weather. The transparent part of the housing allows the operator to read the display if necessary, without having to open the housing.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren nach dem Anspruch 12 gelöst. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also Messergebnisse von relevanten physikalischen oder chemischen Parametern auf einer Anzeige visualisiert. Die Anzeige mit den visualisierten Messwerten wird erfasst und die erfassten Daten einer Auswerteeinheit übertragen, mittels der der Messwert des Parameters aus dem übertragenen Bild der Anzeige zurückberechnet werden kann. Nach seiner Rückberechnung steht der Messwert im Zahlenformat der weiteren Verarbeitung zur Verfügung.The object of the invention is also achieved by a method according to claim 12. According to the method according to the invention, measurement results of relevant physical or chemical parameters are visualized on a display. The display with the visualized measured values is captured and the captured data is transmitted to an evaluation unit, by means of which the measured value of the parameter can be calculated back from the transmitted image of the display. After it has been recalculated, the measured value is available in numerical format for further processing.
Es vorstellbar, vor dem Start des erfindungsgemäßen Verfahrens die Auswerte- Software in bezug auf die Gegebenheiten am jeweiligen Standort zu eichen, um somit Fehler, die etwa aufgrund einer schrägen Beobachtungsrichtung der Aufnahmeeinrichtung auf die Anzeige entstehen, auszugleichen. Vorteilhafter ist es jedoch, bei der Auswertung derartige Geometriefaktoren rechnerisch zu berücksichtigen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Berechnung der Parameterwerte und erspart bei einer Neu- oder Uminstallation eine aufwendige Eichung einer Überwachungseinrichtung.It is conceivable to calibrate the evaluation software in relation to the circumstances at the respective location before starting the method according to the invention, in order to compensate for errors that occur, for example, due to an oblique direction of observation of the recording device on the display. However, it is more advantageous to take such geometry factors into account in the evaluation. This increases the reliability and accuracy when calculating the parameter values and saves time-consuming calibration of a monitoring device when installing or re-installing.
Vorteilhafterweise wird außer der Anzeige selbst ein frei wählbarer Bildausschnitt rings um die Anzeige erfasst und der Auswerteeinheit zugeleitet. Im Falle einer Fehlermeldung oder der Anzeige unerwarteter Parameterwerte können bereits von einer Leitstelle aus erste Schritte zu einer Ursachensuche unternommen werden.In addition to the display itself, a freely selectable image section around the display is advantageously recorded and sent to the evaluation unit. In the event of an error message or the display of unexpected parameter values, the control center can take the first steps to find the cause.
Als bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einer abermaligen Weiterbildung die Überwachung von Tanks oder Tankanlagen vorgesehen. Dabei ist die Überwachung von Flüssiggastanks besonders vorteilhaft, da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vielzahl von Tanks überwacht werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Überwachung sowohl von angezeigten Messgrößen als auch von Vorgängen, wie etwa Befüllen oder Entleeren des Tanks, ohne aufwendigen Einsatz von Kontrollpersonal möglich. Anhand der Zeichnung soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.As a preferred application of the method according to the invention, the monitoring of tanks or tank systems is provided in a further development. The monitoring of liquid gas tanks is particularly advantageous here, since a multiplicity of tanks can be monitored using the method according to the invention. With the method according to the invention, monitoring of displayed measured variables as well as of processes, such as filling or emptying the tank, is possible without the extensive use of control personnel. An exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail below with the aid of the drawing.
Die einzige Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem in einen Blockschaltbild.1 shows a monitoring system according to the invention in a block diagram.
Das Überwachungssystem 1 umfasst eine Messeinrichtung 2, eine als Überwachungskamera 3 ausgebildete Aufnahmeeinrichtung sowie eine Auswerteeinheit 5, im Ausführungsbeispiel ein Personalcomputer. Die Über- wachungskamera 3 und die Auswerteeinheit 5 stehen über eine Datenübertragungsleitung, im Ausführungsbeispiel das Internet 6, in Datenverbindung.The monitoring system 1 comprises a measuring device 2, a recording device designed as a monitoring camera 3 and an evaluation unit 5, in the exemplary embodiment a personal computer. The surveillance camera 3 and the evaluation unit 5 are connected via a data transmission line, in the exemplary embodiment the Internet 6.
Die Messeinrichtung 2 dient im Ausführungsbeispiel dazu, bei der Lagerung eines Flüssiggases, wie flüssiger Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid etc., in einem freistehenden Tank 7 einen für die Lagerung relevanten Parameter, wieIn the exemplary embodiment, the measuring device 2 serves, when storing a liquid gas, such as liquid nitrogen, oxygen, carbon dioxide etc., in a free-standing tank 7, a parameter relevant for storage, such as
Temperatur, Druck oder Füllstand im Innern des Tanks 7 zu erfassen. Der in üblicher Weise ermittelte Messwert wird auf einer Anzeige 8 visualisiert. Im Ausführungsbeispiel ist die Anzeige 8 ein analoges Instrument, bei dem der Messwert mittels eines Zeigers 9 auf der Anzeige 8 angezeigt wird, es sind jedoch auch andere, insbesondere digitale Messgeräte einsetzbar.Detect temperature, pressure or level in the interior of the tank 7. The measured value determined in the usual way is visualized on a display 8. In the exemplary embodiment, the display 8 is an analog instrument in which the measured value is displayed on the display 8 by means of a pointer 9, but other, in particular digital, measuring devices can also be used.
Die Anzeige 8 sowie die Überwachungskamera 3 sind zum Schutz vor Witterungseinflüssen innerhalb eines Gehäuses 10 angeordnet, das zumindest im Bereich der Anzeige 8 aus einem transparenten Material, etwa Plexiglas, besteht. Hierdurch ist es für Bedienpersonal möglich, die Anzeige 8 abzulesen, ohne das Gehäuse 10 zu öffnen.The display 8 and the surveillance camera 3 are arranged to protect against weather influences within a housing 10 which, at least in the area of the display 8, consists of a transparent material, such as plexiglass. This makes it possible for operating personnel to read the display 8 without opening the housing 10.
Die Brennweite der Überwachungskamera 3 ist so gewählt, dass sie - je nach Bedarf - eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Anzeigen 8 aufnehmen kann. Des weiteren ist sie mit einem Zoom-Objektiv 11 ausgestattet, mittels dessen die Brennweite der Überwachungskamera 3 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches frei gewählt werden kann. Hierdurch ist es möglich, das Zoom-Objektiv 11 der Überwachungskamera dazu zu nutzen, einen wählbaren Bereich um die zu überwachende Anzeige 8 herum zu erfassen und Bilder aus diesem Bereich der Auswerteeinheit 5 zu übermitteln. Aus dem gleichen Grund ist die Überwachungskamera 3 an einer - im Ausführungsbeispiel horizontalen - Drehachse 12 schwenkbar gelagert. Das Zoom-Objektiv 11 und die Drehachse 12 sind mit - im Bild nicht gezeigten - Elektromotoren verbunden, mittels derer die Brennweite bzw. die Winkelposition der Überwachungskamera 3 durch entsprechende Steuerbefehle eingestellt werden können.The focal length of the surveillance camera 3 is selected such that it can record one or more displays 8 arranged side by side, as required. Furthermore, it is equipped with a zoom lens 11, by means of which the focal length of the surveillance camera 3 can be freely selected within a predetermined range. This makes it possible to use the zoom lens 11 of the surveillance camera to select one Detect the area around the display 8 to be monitored and transmit images from this area to the evaluation unit 5. For the same reason, the surveillance camera 3 is pivotably mounted on an axis of rotation 12, which is horizontal in the exemplary embodiment. The zoom lens 11 and the axis of rotation 12 are connected to electric motors - not shown in the picture - by means of which the focal length or the angular position of the surveillance camera 3 can be set by means of corresponding control commands.
Die Überwachungskamera 3 nimmt kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen Bilder der Anzeige 8 auf und wandelt die Bilder in elektronische Signale um. Die Überwachungskamera 3 ist über eine Datenleitung 13 mit dem Eingangsanschluss 15 einer Rechnereinheit 16, in der die von der Überwachungskamera 3 übertragene Bildinformation für die Übermittlung an das Internet 6 aufbereitet wird, verbunden. Weitere Anschlüsse 15' an der Rechnereinheit 16 dienen bei Bedarf der Verbindung mit weiteren Überwachungskameras. Die Rechnereinheit 16 umfasst ferner eine Speichereinheit 17, in der die von der Überwachungskamera 3 übermittelten Bildinformationen zwischengespeichert werden. Im übrigen ist die Rechnereinheit 16 in einem abschließbaren Gehäuse 19 aufgenommen, das in bevorzugter Weise unterhalb des - auf im Bild nicht gezeigten Ständern ruhenden - Tanks 7 angeordnet ist. Da die elektronischen Elemente in der Rechnereinheit 16 temperaturempfindlich sein können, ist das Gehäuse 19 mit einer im Bild nicht gezeigten Heizung versehen. Alternativ hierzu kann die Rechnereinheit 16 jedoch auch in einem vom Tank 7 räumlich entfernten Gebäude vorgesehen sein.The surveillance camera 3 takes pictures of the display 8 continuously or at regular intervals and converts the pictures into electronic signals. The surveillance camera 3 is connected via a data line 13 to the input connection 15 of a computer unit 16, in which the image information transmitted by the surveillance camera 3 is processed for transmission to the Internet 6. Additional connections 15 'on the computer unit 16 serve for connection to further surveillance cameras if required. The computer unit 16 further comprises a storage unit 17 in which the image information transmitted by the surveillance camera 3 is temporarily stored. Otherwise, the computer unit 16 is accommodated in a lockable housing 19, which is preferably arranged below the tank 7, which rests on stands not shown in the figure. Since the electronic elements in the computer unit 16 can be temperature sensitive, the housing 19 is provided with a heater, not shown in the picture. As an alternative to this, the computer unit 16 can, however, also be provided in a building spatially distant from the tank 7.
Die Rechnereinheit 16 ist über einen Verbindungsanschluss 18, etwa einem Modem, mit dem Internet 6 verbunden. Am Verbindungsanschluss 18 können Daten aus der Rechnereinheit 16 in das Internet 6 eingespeist werden, oder Daten aus dem Internet 6 an die Rechnereinheit 16 übermittelt werden. Die aus dem Internet 6 an die Rechnereinheit 16 übermittelten Daten dienen etwa dazu, Stellparameter der Überwachungskamera 3, wie Brennweite des Objektivs 11 oder Stellwinkel an der Drehachse 12 durch entsprechende Steuerbefehle festzulegen. Die Auswerteeinheit 5 ist an einer frei wählbaren Verbindungsstelle 20 mit dem Internet verbunden. Die Auswerteeinheit 5 umfasst im wesentlichen einen Computer 21 , etwa einen Personalcomputer. Im Computer kann die übermittelte Bildinformation gespeichert und auf einem Bildschirm 22 angezeigt werden.The computer unit 16 is connected to the Internet 6 via a connection 18, for example a modem. At the connection connection 18, data from the computer unit 16 can be fed into the Internet 6, or data from the Internet 6 can be transmitted to the computer unit 16. The data transmitted from the Internet 6 to the computer unit 16 are used, for example, to set control parameters of the surveillance camera 3, such as focal length of the lens 11 or control angle on the axis of rotation 12, by means of corresponding control commands. The evaluation unit 5 is connected to the Internet at a freely selectable connection point 20. The evaluation unit 5 essentially comprises a computer 21, for example a personal computer. The transmitted image information can be stored in the computer and displayed on a screen 22.
Der Computer ist ferner mit einer "pattern recognition Software" ausstattet, die die Berechnung von Zahlenwerten aus der Bildinformation nach einem vorgegebenen Programm erlaubt. Ein derartiges Programm kann etwa darin bestehen, dass das jeweils aktuelle Bild der Anzeige 8 von einem gespeicherten Referenzbild, etwa der Skala des Messgerätes ohne Zeiger oder ein Nullwert, subtrahiert wird. Die Differenz der beiden Bilder, die im wesentlichen nur noch die Information über die Position des Zeigers 9 auf der Anzeige 8 enthält, lässt sich bestimmten Werten des zu messenden Parameters eindeutig zuordnen. Um bei einem schrägen Aufnahmewinkel der Überwachungskamera 3 zu verhindern, dass bei der Auswertung ein fehlerhafter Wert des Messparameters errechnet wird, berücksichtigt das Programm entsprechende Geometriefaktoren.The computer is also equipped with a "pattern recognition software" which allows the calculation of numerical values from the image information according to a predetermined program. Such a program can consist, for example, in that the current image of the display 8 is subtracted from a stored reference image, for example the scale of the measuring device without a pointer or a zero value. The difference between the two images, which essentially only contains the information about the position of the pointer 9 on the display 8, can be clearly assigned to certain values of the parameter to be measured. In order to prevent an incorrect value of the measurement parameter from being calculated when the monitoring camera 3 is inclined, the program takes into account corresponding geometry factors.
In einer besonders einfachen und bevorzugten Ausgestaltung ist der Zeiger 9 mit einer bestimmten Farbe markiert. Zugleich ist am Objektiv 11 der Überwachungskamera 3 ein entsprechender analoger Farbfilter und/oder in der Auswertesoftware der Auswerteeinheit 5 ein entsprechender digitaler Frequenzfilter vorgesehen. Zur Auswertung gelangt somit unmittelbar nur die Information über die Zeigerstellung; einer vorherigen Bildsubtraktion bedarf es somit nicht.In a particularly simple and preferred embodiment, the pointer 9 is marked with a specific color. At the same time, a corresponding analog color filter is provided on the lens 11 of the surveillance camera 3 and / or a corresponding digital frequency filter is provided in the evaluation software of the evaluation unit 5. Thus, only the information about the pointer position is immediately used for evaluation; a previous image subtraction is therefore not necessary.
Der zurückberechnete Wert des Messparameters wird auf dem Bildschirm 22 des Computers 21 angezeigt und steht im Zahlenformat einer Weiterbearbeitung zur Verfügung. Es ist möglich, ihn auf einer - nur mit einem entsprechenden Passwort für einen begrenzten Personenkreis, etwa Lieferanten oder Kunden, zugänglichen - Web-Site im Internet 6 abgelegt.The recalculated value of the measurement parameter is displayed on the screen 22 of the computer 21 and is available in numerical format for further processing. It is possible to place it on a website 6 on the Internet 6 that is only accessible with a suitable password for a limited group of people, such as suppliers or customers.
Der Computer 21 ist mit einem Signalgeber 23 verbunden, der bei Erreichen eines bestimmten Wertes der Messgröße, etwa bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes, ein optisches und/oder akustisches Signal, beispielsweise ein Warnsignal, zur unmittelbaren Information einer Bedienperson abgibt. In der vorbeschriebenen Weise können mit einer einzigen Auswerteeinheit 5 auch Daten vieler Tanks und/oder Überwachungskameras erfasst und überwacht werden.The computer 21 is connected to a signal transmitter 23 which, when a certain value of the measured variable is reached, for example when a predetermined value is exceeded Limit value, an optical and / or acoustic signal, such as a warning signal, for the immediate information of an operator. In the manner described above, data from many tanks and / or surveillance cameras can also be recorded and monitored with a single evaluation unit 5.
Das erfindungsgemäße Überwachungssystem 1 ermöglicht den weltweiten Zugriff auf die von der Überwachungskamera 3 aufgenommenen Daten. Die bei der Lagerung des Flüssiggases relevanten Parameter werden zuverlässig und in einfacher Weise überwacht. The surveillance system 1 according to the invention enables worldwide access to the data recorded by the surveillance camera 3. The parameters relevant to the storage of the liquid gas are monitored reliably and in a simple manner.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1. Überwachungssystem1. Surveillance system
2. Messeinrichtung2. Measuring device
3. Überwachungskamera 4. -3. Surveillance camera 4. -
5. Auswerteeinheit5. Evaluation unit
6. Internet6. Internet
7. Tank7. Tank
8. Anzeige8. Display
9. Zeiger9. pointer
10. Gehäuse10. Housing
11. Zoom-Objektiv11. Zoom lens
12. Drehachse12th axis of rotation
13. Datenleitung13. Data line
14. Gehäuse14. Housing
15. Anschluss15. Connection
16. Rechnereinheit16. Computer unit
17. Speichereinheit17. Storage unit
18. Verbindungsstelle (zum Internet) 19.-18. Connection point (to the Internet) 19.-
20. Verbindungsstelle (zum Internet)20. Liaison office (to the Internet)
21. Computer21. Computer
22. Bildschirm22. Screen
23. Signalgeber 23. Signal generator

Claims

Patentansprüche claims
1. Überwachungssystem zum Fernüberwachen von Messgrößen, insbesondere zur Kontrolle bei der Lagerung von Gütern, mit1. Monitoring system for the remote monitoring of measured variables, in particular for checking when storing goods
- einer Messeinrichtung (2) zum Erfassen eines Messwerts eines physikalischen oder chemischen Parameters und zum Visualisieren des Messwertes auf einer Anzeige (8),a measuring device (2) for recording a measured value of a physical or chemical parameter and for visualizing the measured value on a display (8),
- einer Aufnahmeeinrichtung (3) zum Erfassen eines Abbilds der Anzeige (6) und zum Umwandeln des Abbilds in eine Signalfolge,a recording device (3) for acquiring an image of the display (6) and for converting the image into a signal sequence,
- einem Datenübertragungsmedium (6) zum Übermitteln der Signalfolge an eine Leitstelle und- A data transmission medium (6) for transmitting the signal sequence to a control center and
- einer Auswerteeinheit (5) in der Leitstelle zum Rückberechnen des Messwerts aus der Signalfolge.- An evaluation unit (5) in the control center for recalculating the measured value from the signal sequence.
2. Überwachungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahmevorrichtung eine auf die Anzeige gerichtete elektronische Überwachungskamera (3) vorgesehen ist.2. Monitoring system according to claim 1, characterized in that an electronic surveillance camera (3) directed at the display is provided as the recording device.
3. Überwachungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Stellparameter der Überwachungskamera (3), wie Brennweite oder Relativposition zur Anzeige (8) veränderbar und mittels von der Leitstelle aus gesendeter Steuersignale einstellbar sind.3. Monitoring system according to claim 2, characterized in that control parameters of the surveillance camera (3), such as focal length or relative position to the display (8) can be changed and adjusted by means of control signals sent from the control center.
4. Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenübertragungsmedium (6) ein öffentliches Datennetz umfasst.4. Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the data transmission medium (6) comprises a public data network.
5. Überwachungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als öffentliches Datennetz das Internet (6) vorgesehen ist.5. Monitoring system according to claim 5, characterized in that the Internet (6) is provided as the public data network.
6. Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (3) mit einer lokalen Rechnereinheit (16) in Datenaustausch steht, die zum Zwischenspeichern der von der Aufnahmeeinrichtung (3) aufgenommene Bildinformation eine Speichereinheit (17) aufweist.6. Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device (3) with a local Computer unit (16) is in data exchange and has a storage unit (17) for temporarily storing the image information recorded by the recording device (3).
7. Überwachungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aufnahmeeinrichtungen (3) an der lokalen Rechnereinheit (16) angeschlossen sind, die mit dem Datenübertragungsmedium (6) in Datenaustausch steht.7. Monitoring system according to claim 6, characterized in that a plurality of recording devices (3) are connected to the local computer unit (16) which is in data exchange with the data transmission medium (6).
8. Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswerteeinheit (5) ein elektronisches Datenverarbeitungsgerät, etwa ein Personalcomputer (21), vorgesehen ist, das mit einer "pattern recognition Software" zum Rückberechnen des Messwerte ausgestattet ist.8. Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that an electronic data processing device, such as a personal computer (21), is provided as the evaluation unit (5), which is equipped with a "pattern recognition software" for recalculating the measured values.
9. Überwachungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Messeinrichtung (2) ein Zeigerinstrument eingesetzt wird, dessen Zeiger (9) mit einer Markierung, etwa einer Einfärbung, versehen ist, und dass die Aufnahmeeinrichtung (3) und/oder die Auswerteeinrichtung (5) mit einer in bezug auf die Markierung spezialisierten Filtereinrichtung, etwa einem optischen und/ oder digitalen Farbfilter, ausgerüstet ist.9. Monitoring system according to claim 8, characterized in that a pointer instrument is used as the measuring device (2), the pointer (9) of which is provided with a marking, for example a coloring, and that the receiving device (3) and / or the evaluation device ( 5) is equipped with a filter device which is specialized in relation to the marking, for example an optical and / or digital color filter.
10. Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) mit einem Signalgeber (23) datenverbunden ist, der bei Erreichen eines vorbestimmten Größe des10. Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (5) is data-connected to a signal transmitter (23) which, when a predetermined size of the
Messwertes ein optisches und/oder akustisches Signal abgibt.Emits a visual and / or acoustic signal.
11. Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (3) und die Anzeige (8) in einem Gehäuse (10) angeordnet ist, das zumindest im Bereich der Anzeige aus transparentem Material, etwa Plexiglas, gefertigt ist. 11. Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device (3) and the display (8) is arranged in a housing (10) which is made at least in the area of the display from transparent material, such as plexiglass.
12. Verfahren zum Fernüberwachen von Messgrößen, insbesondere zur Kontrolle bei der Lagerung von Gütern, bei dem12. A method for remote monitoring of measured variables, in particular for checking during the storage of goods, in which
- ein relevanter physikalischer oder chemischer Parameter gemessen und auf einer Anzeige (8) visualisiert wird,a relevant physical or chemical parameter is measured and visualized on a display (8),
- kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen ein Abbild der Anzeige (8) mit dem visualisierten Messwert erfasst und an eine Auswerteeinheit (5) übertragen wird,an image of the display (8) with the visualized measured value is recorded continuously or at regular time intervals and is transmitted to an evaluation unit (5),
- in der Auswerteeinheit (8) aus dem Abbild der Anzeige der Messwert in Zahlenformat zurückberechnet wird.- In the evaluation unit (8) the measured value is calculated back in numerical format from the image of the display.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Berechnen des Messwertes aus dem Abbild der Anzeige (8) Geometriefaktoren, etwa bei schräger Erfassung des visualisierten Messwertes berücksichtigt werden.13. The method according to claim 12, characterized in that for calculating the measured value from the image of the display (8), geometry factors are taken into account, for example when the visualized measured value is recorded obliquely.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Anzeige (8) ein frei wählbarer Bildausschnitt im Umkreis der Anzeige (8) erfasst und ein Abbild hiervon der Auswerteeinheit (5) zugeleitet wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that in addition to the display (8), a freely selectable image section in the vicinity of the display (8) is recorded and an image thereof is fed to the evaluation unit (5).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch den15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized by the
Einsatz bei der Überwachung von Tanks oder Tankanlagen, insbesondere von Tanks (7) zum Lagern von Flüssiggas. Use for monitoring tanks or tank systems, in particular tanks (7) for storing liquefied petroleum gas.
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