DE10019129A1

DE10019129A1 - Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter

Info

Publication number: DE10019129A1
Application number: DE10019129A
Authority: DE
Inventors: Ralf Reimelt; Herbert Schroth
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-25
Also published as: AU2001258345A1; US6847214B2; US20040017200A1; WO2001079788A2; EP1274973A2; WO2001079788A3

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllstandssensor (1) vorzuschlagen, der in der Lage ist, den Einfluß, den Konstruktionsteile (4) und/oder Ansatzbildung auf die Meßgenauigkeit und die Meßempfindlichkeit des Füllstandssensors (1) haben, weitgehend zu eliminieren. DOLLAR A Die Aufgabe wird u. a. dadurch gelöst, daß die Einkoppeleinheit (2) mindestens eine Länge aufweist, die im wesentlichen dem Abstand von der Behälterwandung (3) bis zur Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht und so positioniert ist, daß der Übergangsbereich "Einkoppeleinheit - leitfähiges Element" (6) näherungsweise in der Ebene der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) liegt und daß der Durchmesser der Öffnung (8) der Einkoppeleinheit (2) am Übergang "Einkoppeleinheit - leitfähiges Element" (6) in der Größenordnung der Wellenlänge der hochfrequenten Meßsignale liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Selbstverständlich ist die Vorrichtung auch zur Bestimmung der Lage zumindest einer Grenzfläche zwischen zwei Phasen eines Mediums oder zwischen zwei Medien geeignet.

Zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter werden Meßsysteme eingesetzt, die unterschiedliche physikalische Größen messen. Anhand dieser Größen wird nachfolgend die gewünschte Information über den Füllstand abgeleitet. Neben mechanischen Abtastern werden kapazitive, konduktive oder hydrostatische Meßsonden eingesetzt, ebenso wie Detektoren, die auf der Basis von Ultraschall, Mikrowellen oder radioaktiver Strahlung arbeiten.

Bei einer Vielzahl von Einsatzgebieten, beispielsweise in der Petrochemie, Chemie und Lebensmittelindustrie, sind hochgenaue Messungen des Füllstandes von Flüssigkeiten oder Schüttgütern in Behältern (Tanks, Silos, usw.) gefordert. Deshalb kommen hier in zunehmendem Maße Sensoren zum Einsatz, bei denen kurze elektromagnetische Hochfrequenzimpulse (TDR- Verfahren oder Puls-Radar-Verfahren) oder kontinuierliche frequenz modulierte Mikrowellen (z. B. FMCW-Radar-Verfahren) in ein leitfähiges Element bzw. einen Wellenleiter eingekoppelt und mittels des Wellenleiters in den Behälter, in dem das Füllgut gelagert ist, hineingeführt werden. Als Wellenleiter kommen die bekannten Varianten: Oberflächenwellenleiter nach Sommerfeld oder Goubau oder Lecherwellenleiter in Frage.

Physikalisch gesehen wird bei dieser Meßmethode der Effekt ausgenutzt, daß an der Grenzfläche zwischen zwei verschiedenen Medien, z. B. Luft und Öl oder Luft und Wasser, infolge der sprunghaften Änderung (Diskontinuität) der Dielektrizitätszahlen beider Medien ein Teil der geführten Hochfrequenz- Impulse bzw. der geführten Mikrowellen reflektiert und über das leitfähige Element zurück in eine Empfangsvorrichtung geleitet wird. Der reflektierte Anteil (→ Nutzechosignal) ist dabei um so größer, je größer der Unterschied in den Dielektrizitätszahlen der beiden Medien ist. Anhand der Laufzeit des reflektierten Anteils der Hochfrequenz-Impulse bzw. der CW-Signale (Echosignale) läßt sich die Entfernung zur Oberfläche des Füllguts bestimmen. Bei Kenntnis der Leerdistanz des Behälters kann der Füllstand des Füllguts in dem Behälter berechnet werden. Soll eine Grenzflächen bestimmung durchgeführt werden, so läßt sich anhand der Meßergebnisse die Lage der Grenzfläche bestimmen.

Sensoren mit geführten hochfrequenten Signalen (Impulse oder Wellen) zeichnen sich gegenüber Sensoren, die hochfrequente Impulse oder Wellen frei abstrahlen (Freifeld-Mikrowellen-Systeme (FMR) bzw. 'echte Radar- Systeme') durch eine wesentlich höhere Echoamplitude aus. Grund hierfür ist, daß der Leistungsfluß ganz gezielt entlang des Wellenleiters bzw. des leitfähigen Elements erfolgt. Weiterhin haben die Sensoren mit geführten hochfrequenten Signalen eine höhere Meßempfindlichkeit und Meß genauigkeit im Nahbereich als die frei abstrahlenden Sensoren.

Die Meßgenauigkeit und Meßempfindlichkeit von Sensoren, die mit Oberflächen- oder Lecherwellenleitern arbeiten, wird erheblich verschlechtert, wenn der Übergangsbereich von der Einkoppeleinheit zum leitfähigen Element im Bereich eines Behälterstutzens oder - allgemein gesprochen - im Bereich eines Konstruktionsteils, das im Behälter angeordnet ist, liegt. Ist dies der Fall, so besteht die Gefahr, daß der Teil der Strahlung, der nicht - wie gewünscht - in Richtung der Oberfläche des Füllguts geführt wird, sondern zur Seite hin abgestrahlt wird, zu Querresonanzen (im Falle eines Stutzens zu Hohlraumresonanzen) führt. Darüber hinaus kann es durch die Oberflächen wellen auf dem leitfähigen Element zur Ausbildung von Längsresonanzen kommen. Die hierdurch verursachten Störechosignale können so groß werden, daß das eigentliche Nutzechosignal nicht mehr detektierbar ist. Besonders problematisch ist darüber hinaus beim Auftreten von Längs resonanzen, welche durch Reflexionen in Ausbreitungsrichtung entstehen, die Amplitudenschwächung der Oberflächenwelle und damit die Amplituden schwächung des Nutzechosignals.

Ein Problem, das insbesondere - aber nicht ausschließlich - dann auftritt, wenn der Sensor in dem Stutzen eines Behälters befestigt ist, ist die Ansatzbildung. Diese zeigt sich insbesondere bei Behältern, die mit heißen Medien befüllt werden, oder bei Behältern, die im Freien stehen und starken Temperatur schwankungen ausgesetzt sind. Bei zusätzlicher Staubentwicklung im Behälter bildet sich dann Ansatz, der mit der Zeit so anwachsen kann, daß die Transmission der Oberflächenwellen völlig unterbunden wird oder daß zumindest Störechosignale im Nahbereich entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die in der Lage ist, den Einfluß, den ein Konstruktionsteil und/oder Ansatz bildung am Sensor auf die Meßgenauigkeit und die Meßempfindlichkeit des Sensors haben, weitgehend zu eliminieren.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einkoppeleinheit mindestens eine Länge aufweist, die im wesentlichen dem Abstand von der Behälterwandung bis zur Unterkante des Konstruktionsteils entspricht und so positioniert ist, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' näherungsweise in der Ebene der Unterkante des Konstruktionsteils liegt und daß der Durch messer der Öffnung der Einkoppeleinheit am Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element in der Größenordnung der Wellenlänge der hoch frequenten Meßsignale liegt. Durch die erfindungsgemäße Verlängerung der Einkoppeleinheit liegen die Konstruktionsteile außerhalb des Bereichs, in den elektromagnetische Energie abgestrahlt wird. Die Erzeugung von Hohlraum resonanzen und Störsignalen wird daher weitgehend verhindert. Ein weiteres erfindungswesentliches Merkmal ist, daß die Öffnung bzw. die Apertur der Einkoppeleinheit in derselben Größenordnung liegt wie die Wellenlänge der Meßsignale. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Einkoppeleinheit eine ausgeprägte Richtcharakteristik besitzt und die Meßsignale zum Großteil auf das leitfähige Element eingekoppelt werden und damit nicht entlang der Einkoppeleinheit in die entgegengesetzte Richtung zurücklaufen oder seitlich abgestrahlt werden.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einkoppeleinheit eine vorgegebene Länge aufweist, und so in dem Behälter positioniert ist, daß die in Richtung des Mediums weisende Öffnung der Einkoppeleinheit einen gewissen Abstand von der entsprechenden Behälterwandung aufweist, und daß der Durchmesser der Öffnung der Einkoppeleinheit am Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' in der Größenordnung der Wellenlänge der hochfrequenten Meßsignale liegt. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn zwar keine Konstruktionsteile in der Nähe der Einkoppeleinheit angeordnet sind, die sich negativ auf die Ausbreitung der Meßsignale auswirken können, wenn aber ein erhöhtes Risiko besteht, daß sich an der Einkoppeleinheit infolge von Kondensatbildung und Staubent wicklung im Behälterinnern Ablagerungen bilden. Die verlängerte Einkopplung verlagert den Übergangsbereich zwischen der Einkoppeleinheit und dem leitfähigen Element zu einer weiter im Innenraum des Behälters liegenden Stelle, die erfahrungsgemäß weniger anfällig für Ansatzbildung ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der beiden zuvor genannten erfindungs gemäßen Lösungen sieht vor, daß die Einkoppeleinheit einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist und daß zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter zumindest in einem Teilbereich ein dielektrisches Material angeordnet ist. Da die Feldsymmetrie im Koaxialkabel stark der Feld symmetrie auf einem Sommerfeld- oder Goubau-Leiter ähnelt, treten im Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' nur geringe Feldstörungen auf, was sich in einer hohen Transmissionsrate und damit einer hohen Meßempfindlichkeit niederschlägt. Aufgrund des geringen Anteils reflektierter Meßsignalen sind auch die Störungen im Nahbereich klein, da Vielfachreflexionen zwischen örtlich ausgedehnten Störstellen vermieden werden. Bei den Störstellen handelt es sich einerseits beispielsweise um Stecker an der Elektronik, andererseits um den Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element'. Weitere Vorteile dieser Ausgestaltung sind darin zu sehen, daß das dielektrische Material den Füllstandssensor zum Behälter hin abdichtet und daß es zur mechanischen Halterung des Innen leiters dient. Ist eine Kondensatbildung in den Hohlräumen der Einkopplung nicht zu befürchten, so kann aus Kostengründen auf die vollständige Auffüllung des Raumbereichs zwischen Innenleiter und Außenleiter mit dielektrischem Material verzichtet werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich darüber hinaus herausgestellt, wenn das dielektrische Material der Einkoppeleinheit im wesentlichen ab dem Über gangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' getapert ist, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements näherungsweise im Bereich der Längsachse des Tapers angeordnet ist. Die getaperte Form des dielek trischen Materials bringt gleich mehrere Vorteile mit sich:

1. Durch die getaperte Form wird die Phasenfront am Übergang 'Einkoppel einheit - leitfähiges Element' so verändert, daß sich eine verbesserte Richtwirkung ergibt. Damit wird einerseits die unerwünschte Abstrahlung zur Seite und nach hinten hin verringert, während andererseits die Einkopplung auf den Wellenleiter verbessert wird. Aufgrund des zuerst genannten Vorteils wird das Auftreten von Störechos und das sog. Stutzenklingeln verringert, während aufgrund des an zweiter Stelle genannten Vorteils eine Erhöhung der Amplitude des Nutzechosignals erreicht wird.
2. Durch die getaperte Form erreicht man, daß an unterschiedlichen Stellen des Tapers reflektierte Signalanteile destruktiv interferieren, was zu einer Verringerung der Blockdistanz führt. Unter Blockdistanz versteht man die minimal meßbare Distanz eines Füllstandssensors.
3. Durch die getaperte Form wird das Abfließen von Kondensattröpfchen erleichert; hierdurch verringert sich die Gefahr der Ansatzbildung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der beiden zuvor genannten Varianten der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, daß der Außenleiter der Einkoppeleinheit im wesentlichen ab dem Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' in ein hornförmiges Element übergeht, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements näherungsweise im Bereich der Längsachse des Horns angeordnet ist. Die Vorteile dieser Ausgestaltung sind die folgenden:

1. Durch die vergrößerte Apertur des Horns wird die Richtwirkung erheblich verbessert.
2. Das Horn vermindert die Feldverzerrung im Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element', da der Außenleiter nicht abrupt wegfällt, sondern sich kontinuierlich im Durchmesser erweitert. Im Idealfall ist der Durchmesser so groß, daß sich der Oberflächenwellenmode bereits vom Außenleiter ablöst. Damit ergeben sich geringe Feldstörungen im Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element'.
3. Kondensat kann auf der Außenseite des Horns ablaufen, so daß der Querschnitt, in dem das Signal geführt wird, nicht durch Ansatz verschlossen wird.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' im wesentlichen in der Ebene der Behälterwandung liegt, daß die Einkoppeleinheit einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, daß zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter zumindest in einem Teilbereich ein dielektrisches Material angeordnet ist und daß das dielek trische Material der Einkoppeleinheit im wesentlichen ab dem Übergangs bereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' getapert ist, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements näherungsweise im Bereich der Längs achse des Tapers angeordnet ist. Bevorzugt liegt auch bei dieser Ausgestaltung der Durchmesser der Apertur der Einkoppeleinheit in der Größenordnung der Wellenlänge der Meßsignale.

Gemäß einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' im wesentlichen in der Ebene der Behälterwandung liegt, daß die Einkoppeleinheit einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, daß zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter zumindest in einem Teil bereich ein dielektrisches Material angeordnet ist und daß der Außenleiter der Einkoppeleinheit im wesentlichen ab dem Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' in ein hornförmiges Element übergeht, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements näherungsweise im Bereich der Längs achse des Horns angeordnet ist. Bevorzugt liegt auch hier der Durchmesser der Apertur der Einkoppeleinheit in der Größenordnung der Wellenlänge der Meßsignale.

Die Vorzüge der beiden zuletzt genannten Lösungen mit Taper oder hornförmigem Element wurden bereits an vorhergehender Stelle erläutert. Beide Ausgestaltungen kommen bevorzugt dann zur Anwendung, wenn keine störenden Konstruktionsteile in der Nähe der erfindungsgemäßen Vorrichtung positioniert sind, wenn aber auf die Vorzüge der Erfindung, insbesondere im Hinblick auf eine verbesserte Richtwirkung, eine optimierte Transmission und eine Verringerung der Ansatzbildung, nicht verzichtet werden soll. Durch die Einkopplung der Meßsignale auf das leitfähige Element mittels hornförmigem Element und/oder mittels Taper wird jedoch selbst dann eine hinreichend gute Richtwirkung erzielt, wenn 'Störstellen' in der unmittelbaren Umgebung des Übergangsbereichs 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' zu finden sind. Hierbei ist natürlich nicht unwesentlich, daß ein Taper und/oder ein kleines hornförmiges Element kostengünstiger sind/ist als eine 'künstlich' verlängerte Einkoppeleinheit.

Daher sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der beiden zuvor genannten Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' im wesentlichen in der Ebene der Oberseite eines an dem Behälter vorgesehenen Konstruktionsteils, insbesondere eines Stutzens, positioniert ist.

Gemäß einer fünften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Seitenwände des Konstruktionsteils und im Bereich der Unterseite des Konstruktionsteils ein leitfähiges Material angeordnet ist und daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' näherungsweise in der Ebene positioniert ist, in der die untere Kante des Konstruktionsteils liegt. Wenn es sich bei dem Konstruktionsteil z. B. um einen Stutzen handelt, wird durch diese Ausgestaltung erreicht, daß keine elektromagnetische Energie in den Stutzen gelangen kann. Folglich können auch keine Hohlraumresonanzen erzeugt werden, was sich günstig auf die Blockdistanz auswirkt. Weiterhin wird durch diese Ausgestaltung die Gefahr von Ansatzbildung im kritischen Bereich des TDR-Sensors auf ein Minimum herabgesetzt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der zuvor genannten erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß ein topfförmiges Einsatzteil in den Stutzen einsetzbar ist, wobei das Einsatzteil zumindest einseitig mit einem leitfähigen Material beschichtet ist oder wobei das Einsatzteil aus einem leitfähigen Material gefertigt ist.

An der Unterseite des Einsatzteils ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Öffnung zur Aufnahme des Füllstandssensors vorgesehen. Hierdurch wird es ermöglicht, daß für unterschiedliche Einbausituationen dasselbe Meßgerät verwendet werden kann. Es muß lediglich der Topf auf die Dimensionen des Stutzens abgestimmt werden.

Desweiteren sieht eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Abdeckteil vor, das die Oberseite des Stutzens bzw. des Einsatzteils abschließt. Hierdurch wird die Elektronik des Meßgeräts geschützt, da sich im Topf kein Schmutz oder z. B. Wasser ansammeln kann. Zudem wird es möglich, selbst bei schmalen Stutzen den Füllstandssensor so zu montieren, daß die Anzeige- und/oder Bedienelemente des Sensors zugänglich bleiben.

Gemäß einer sechsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einkoppeleinheit eine Länge aufweist, die im wesentlichen dem Abstand von der Behälterwandung bis zur Unterkante des Konstruktionsteils entspricht, daß die Einkoppeleinheit so positioniert ist, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' näherungsweise in der Ebene der Unterkante des Konstruktionsteils liegt, und daß an der Unterseite des Stutzens im Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' ein plattenförmiges Element angeordnet ist, das zumindest an der dem Medium in dem Behälter zugewandten Seite elektrisch leitfähig ist. Diese Variante der Erfindung ist als besonders kostengünstig einzustufen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Variante elektrische Verbindungs elemente vor, die im Bereich zwischen den Außenkanten des plattenförmigen Elements und dem Stutzen angeordnet sind. Die vorzugsweise federnden Kontaktelemente sorgen für einen HF-dichten Abschluß zwischen der Platte und dem Stutzen. Folglich ist die Gefahr sehr gering, daß ein Teil der Energie der Sendesignale in den Stutzen zurückreflektiert wird und dort die in hohem Maße unerwünschten Hohlraumresonanzen anregt.

Gemäß einer siebten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' in der Ebene angeordnet ist, in der die Oberkante des Konstruktionsteils liegt, daß das leitfähige Element näherungsweise über die Länge des Konstruktionsteils bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung und der Unterkante des Konstruktions teils entspricht, derart modifiziert ist, daß in diesem Bereich nahezu keine Wechselwirkungen zwischen den an dem leitfähigen Element geführten Meßsignalen und dem Konstruktionsteil auftreten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß das leitfähige Element über die Länge des Konstruktionsteils bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälter wandung und der Unterkante des Konstruktionsteils entspricht, aus einem Material mit kleiner elektrischer Leitfähigkeit und/oder großer magnetischer Permeabilität gefertigt ist.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Oberfläche des leitfähigen Elements über die Länge des Konstruktionsteils bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung und der Unterkante des Konstruktionsteils entspricht, eine aufgerauhte Oberflächenstruktur aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, daß die Oberfläche des leitfähigen Elements über die Länge des Konstruktionsteils bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung und der Unterkante des Konstruktionsteils entspricht, eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die die Längsinduktivität des leitfähigen Elements vergrößert wird. Beispielhaft sei an dieser Stelle eine schraubenförmige Oberflächenstruktur genannt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß das leitfähige Element über die Länge des Konstruktions teils bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung und der Unterkante des Konstruktionsteils entspricht, eine Isolierschicht trägt, deren magnetische und/oder dielektrische Eigenschaften derart bemessen sind, daß die Ausdehnung der elektromagnetischen Felder der Meßsignale im wesentlichen auf den Nahbereich des leitfähigen Elements beschränkt wird.

Die zuvor genannten Ausgestaltungen zeichnen sich dadurch aus, daß die Feldausdehnung gezielt in den Bereichen reduziert wird, in denen das Risiko einer unerwünschten Wechselwirkung mit Einbauten besteht, nicht jedoch auf der restlichen Länge des leitfähigen Elements. Hier würde eine geringe Feldausdehnung insbesondere bei Ansatzbildung am leitfähigen Element zu einer starken Dämpfung der Meßsignale führen.

Gemäß einer achten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' in der Ebene der Behälterwandung angeordnet ist, daß das leitfähige Element zumindest im oberen Bereich aus einem Material mit kleiner elektrischer Leitfähigkeit und/oder großer magnetischer Permeabilität gefertigt ist, und/oder daß das leitfähige Element zumindest im oberen Bereich eine aufgerauhte Oberflächenstruktur aufweist, und/oder daß das leitfähige Element zumindest im oberen Bereich eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die die Längsinduktivität des leittähigen Elements vergrößert wird, und/oder daß das leitfähige Element zumindest im oberen Bereich eine Isolierschicht trägt, deren magnetische und/oder dielektrische Eigenschaften derart bemessen sind, daß die elektromagnetischen Felder der Meßsignale auf den Nahbereich des leitfähigen Elements begrenzt ist.

Diese Varianten der erfindungsgemäßen Lösung bringen im wesentlichen zwei entscheidende Vorteile:

Die Richtwirkung wird verbessert, da durch die geringere Feldausdehnung effektiv die Apertur vergrößert und die Richtcharakteristik verbessert wird. Damit ergeben sich weniger Probleme durch seitlich in den Behälter abgestrahlte elektromagnetische Felder, die nach Vielfachreflexionen im Behälter zu einem störenden Untergrund führen können. Weiterhin wird durch die geringere Feldausdehnung der an dem leitfähigen Element entlang laufenden Meßsignale der Sprung im Wellenwiderstand beim Übergang von der Einkoppeleinheit zum leitfähigen Element abgemildert. Dies schlägt sich in einer höheren Transmissions- und damit in einer geringeren Reflexionsrate der Meßsignale nieder.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3: eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4: eine schematische Darstellung einer vierten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5: eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6: eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der in Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7: eine schematische Darstellung einer fünften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 8: eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 9: eine schematische Darstellung einer sechsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 10: eine schematische Darstellung einer siebenten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 11: eine schematische Darstellung einer achten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 12: eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des leitfähigen Elements.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füllstandssensors 1. Der Füllstandssensor 1 besteht aus einer Sende-/Empfangseinheit 29, einem Koaxkabel, einer Einkoppeleinheit 2 und einem leitfähigen Element 7. Die Auswertung der Echosignale erfolgt in einer in der Fig. 1 nicht gesondert dargestellten Auswerteeinheit.

Die Einkoppeleinheit 2 hat im gezeigten Fall eine Länge, die größer ist als die Länge des Stutzens 4. Die Einkoppeleinheit 2 ist derart angeordnet, daß die Öffnung 8 in der Nähe - hier: unterhalb - der Unterkante 5 des Stutzens 4 angeordnet ist. Selbstverständlich kann die Öffnung 8 auch oberhalb der Unterkante 5 zu liegen kommen. Weiterhin ist die Öffnung 8 der Einkoppel einheit 2 derart dimensioniert, daß sie in der Größenordnung der Wellenlänge der von dem Füllstandssensor 1 geführten Meßsignale liegt. Die erfindungs gemäße Lösung verhindert in starkem Maße, daß Anteile der Meßsignale in den Stutzen 4 gelangen. Folglich werden nahezu keine Hohlraumresonanzen angeregt, was sich in einer erheblichen Verbesserung der Meßgenauigkeit des Füllstandssensors 1 niederschlägt. Im gezeigten Fall ist desweiteren der Raumbereich zwischen dem Innenleiter 9 und dem Außenleiter 10 von einem dielektrischen Material 11 ausgefüllt. Die Vorteile dieser Ausgestaltung wurden bereits an vorhergehender Stelle ausführlich erläutert; auf eine Wiederholung wird verzichtet. Zur Erhöhung der Richtwirkung des Füllstands sensors 1 ist das dielektrische Material 11 ab dem Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' getapert. Der Taper 12 kann selbstverständlich die unterschiedlichsten Ausgestaltungen aufweisen. In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß sie nicht in einem Stutzen 4, sondern direkt an der Behälterwandung 3 angeordnet ist. Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wurden gleichfalls bereits an vorhergehenden Stelle im Detail erläutert.

Eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltung der erfindungs gemäßen Vorrichtung ist in Fig. 3 zu sehen. Hier ist der Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' so angeordnet, daß er nahezu in der Ebene der Behälterwandung 3 liegt. Die Einkoppeleinheit 2 weist einen Innenleiter 9 und einen Außenleiter 10 auf. Zwischen den beiden Teilen ist ein dielektrisches Material 11 angeordnet. Das dielektrische Material 11 der Einkoppeleinheit 2 ist ungefähr ab dem der Übergangsbereich 6 'Einkoppel einheit 2 - leitfähiges Element 7' getapert, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements 7 näherungsweise im Bereich der Längsachse des Tapers 12 angeordnet ist. Als Hauptvorteile sind bei dieser Ausgestaltung die hervorragende Richtwirkung, die kleine Blockdistanz und die verminderte Gefahr der Ansatzbildung zu nennen. Um die Richtwirkung noch zu verbes sern, ist der Außenleiter 13 ab dem Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' zu einem hornförmigen Element 13 aufgeweitet.

In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Wiederum ist der Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' so angeordnet, daß er nahezu in der Ebene der Behälterwandung 3 liegt. Die Einkoppeleinheit 2 besteht aus einem Innenleiter 9 und einen Außenleiter 10, wobei zwischen dem Innenleiter 9 und dem Außenleiter 10 ein dielektrisches Material 13 zu finden ist. Wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, ist es nicht erforderlich, daß das dielektrische Material 11 den gesamten Raumbereich zwischen dem Innenleiter 9 und dem Außenleiter 10 ausfüllt. Der Außenleiter 10 der Einkoppeleinheit 2 ist ungefähr ab dem der Übergangsbereich 6 'Einkoppel einheit 2 - leitfähiges Element 7' so aufgeweitet, daß er ein hornförmiges Element 13 bildet. Ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements 7 ist näherungsweise im Bereich der Längsachse des hornförmigen Elements 13 angeordnet. Da die Vorteile dieser Ausgestaltung bereits an vorhergehender Stelle ausführlich beschrieben wurden, genügt es an dieser Stelle, sie stichwortartig aufzuzählen: Verbesserte Richtwirkung, verminderte Feldverzerrung am Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähges Element 7' und damit eine erhöhte Transmissionsrate, stark herabgesetzte Gefahr der Ansatzbildung.

Die in den Figuren Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Ausführungsformen entsprechen denen der Figuren Fig. 3 bzw. Fig. 4, allerdings sind die Füllstandssensoren 1 hier in dem Stutzen 4 eines Behälters 3 angeordnet.

Sehr günstig ist es, wenn die Einkoppeleinheit 2 in eine weit ausgedehnte Metallplatte eingebracht wird. Die Metallplatte verbessert die elektrische Anpassung des leitfähigen Elements 7 und verhindert, daß elektro magnetische Energie nach hinten abgestrahlt wird. Die Metallplatte wirkt quasi als elektrischer Spiegel.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In der Behälterwandung 3 ist ein Stutzen 4 vorgesehen. An den Seitenwänden 17, 18 und im Bereich der Unterseite 19 des Stutzens 4 ist ein leitfähiges Material 20 angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich um ein topfförmiges Einsatzelement 21, das an die Maße des Stutzens 4 angepaßt ist.

Der Füllstandssensor 1, bestehend aus Sende-/Empfangseinheit 29, Einkoppeleinheit 2 und leitfähigem Element 7, ist im gezeigten Fall als Kompaktsensor ausgebildet und in einer Öffnung 22 an der Unterseite 19 des topfförmigen Einsatzelements 21 positioniert. Die Einkoppeleinheit 2 ist so in dem Stutzen 4 positioniert, daß der Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' im wesentlichen in der Ebene der Behälterwandung 3 zu liegen kommt. Selbstverständlich ist es zwecks Ausschöpfung der bereits zuvor genannten Vorteile möglich, zusätzlich einen Taper 12 und/oder ein hornförmiges Element 13 am Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' vorzusehen.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungs form der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Von der in Fig. 7 gezeigten Variante unterscheidet sie sich im wesentlichen lediglich durch das Abdeckteil 23, welches das im Stutzen 4 angeordnete topfförmige Einsatzteil 21 nach außen hin abschließt. Diese Ausgestaltung wird immer dann zur Anwendung kommen, wenn der TDR- Sensor 1 einerseits vor Umwelteinflüssen geschützt werden sollen, andererseits seine Bedien- und Anzeigeelemente aber gut zugänglich bleiben sollen.

In Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer sechsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen, die sich durch geringe Herstel lungskosten auszeichnet. Die Einkoppeleinheit 2 weist eine Länge auf, die im wesentlichen der Länge des Stutzens 4 entspricht. Die Einkoppeleinheit 2 ist so positioniert ist, daß der Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leit fähiges Element 7' näherungsweise in der Ebene der Unterkante 5 des Stutzens 4 liegt. An der Unterseite 19 des Stutzens 4 ist im Übergangsbereich 6 'Einkoppeleinheit 2 - leitfähiges Element 7' ein plattenförmiges Element 24 angeordnet, das zumindest an der dem Füllgut in dem Behälter zugewandten Seite elektrisch leitfähig ist. Im Bereich der Außenkanten 26 des platten förmigen Elements 24 sind Verbindungselemente 25 aus einem elektrisch leitfähigen Material vorgesehen. Diese Verbindungs- bzw. Kontaktelemente 25 sind bevorzugt federnd ausgebildet. Sie sorgen für einen HF-dichten Abschluß zwischen dem plattenförmigen Element 24 und dem Stutzen 4, dessen Seitenwände 17, 18 entweder aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind oder zumindest mit einem elektrisch leitfähigen Material verkleidet sind. Hierdurch wird, wie bereits mehrfach erwähnt, die Gefahr verringert, daß ein Teil der Energie der Sendesignale in den Stutzen zurück gelangt.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer siebenten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Übergangsbereich 6 'Einkoppel einheit 2 - leitfähiges Element 7' ist in der Ebene angeordnet, in der die Oberseite 16 des Stutzens 4 liegt. Das leitfähige Element 7 ist näherungs weise über die Länge des Stutzens 4 (oder allgemein gesprochen: über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung 3 und der Unterkante 5 des jeweiligen Konstruktions- oder Einbauteils entspricht) derart modifiziert, daß in diesem Bereich nahezu keine Wechselwirkungen zwischen den an dem leitfähigen Element 7 geführten Meßsignalen und dem Stutzen 4 (oder allgemein gesprochen: dem Konstruktionsteil) auftreten. Die in Fig. 11 dargestellte Lösung unterscheidet sich von der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform lediglich dadurch, daß sie nicht im Bereich eines Stutzens 4 befestigt ist.

Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, über die sich - jeweils für sich allein genommen oder in Kombination mit zumindest einer anderen Variante - das zuvor gesteckte Ziel erreichen läßt:
Das leitfähige Element 7 ist zumindest im oberen Bereich aus einem Material mit kleiner elektrischer Leitfähigkeit und/oder großer magnetischer Permeabilität gefertigt;
das leitfähige Element 7 weist zumindest im oberen Bereich eine aufgerauhte Oberflächenstruktur auf;
das leitfähige Element 7 weist zumindest im oberen Bereich eine Oberflächen struktur auf, durch die die Längsinduktivität des leitfähigen Elements vergrößert wird;
das leitfähige Element 7 trägt, wie in Fig. 10 bzw. Fig. 11 explizit dargestellt, zumindest im oberen Bereich eine Isolierschicht 28, deren magnetische und/oder dielektrische Eigenschaften derart bemessen sind, daß die Ausdehnung der elektromagnetischen Felder auf den Nahbereich des leitfähigen Elements 7 begrenzt ist.

In Fig. 12 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungs form des leitfähigen Elements 7 zu sehen. Das leitfähige Element 7 ist aus einem hochpermeablen Material gefertigt, was eine geringe Feldausdehnung der auf dem leitfähigen Element 7 geführte Oberflächenwelle bewirkt. Zusätzlich ist die Oberfläche des leitfähigen Elements 7 nicht glatt, sondern zeigt eine aufgerauhte Struktur, was gleichfalls zu einer erheblichen Feldreduktion beiträgt. Gestaltet man die Oberfläche des leitfähigen Elements 7 z. B. schraubenförmig, so wird eine Vergrößerung der Längsinduktivität erreicht. Der Wellenwiderstand wird vergrößert, und die Feldausdehnung wird reduziert.

Weiterhin trägt das leitfähige Element zumindest in dem Bereich, der sich an die Einkoppeleinheit anschließt, eine Isolierschicht 29, die so abgestimmte magnetische und dielektrische Eigenschaften besitzt, daß gleichfalls die Feld ausdehnung der auf dem leitfähigen Element 7 geführten Meßsignale auf das gewünschte Maß reduziert wird. Ein weiterer Vorteil einer hinreichend dicken Isolierschicht 29 besteht übrigens darin, daß die Meßgenauigkeit des Füllstandssensors 1 nahezu unabhängig ist von etwaiger Ansatzbildung.

Bezugszeichenliste

1

Füllstandssensor

2

Einkoppeleinheit

3

Behälterwandung

4

Konstruktionsteil, z. B. Stutzen

5

Unterkante des Konstruktionsteils

6

Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element'

7

Leitfähiges Element

8

Öffnung der Einkoppeleinheit

9

Innenleiter

10

Außenleiter

11

Dielektrisches Material

12

Taper

13

Hornförmiges Element

14

Längsachse

15

Oberer Abschnitt des leitfähigen Elements

16

Oberseite des Stutzens

17

Seitenwand des Stutzens

18

Seitenwand des Stutzens

19

Unterseite des Stutzens

20

Leitfähiges Material

21

Einsatzteil/Topfförmiges Element

22

Öffnung

23

Abdeckteil

24

Plattenförmiges Element

25

Verbindungselement

26

Außenkante

27

Oberfläche des leitfähigen Elements

28

Isolierschicht

29

Sende-/Empfangseinheit

Claims

1. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter, wobei an dem Behälter zumindest ein Konstruktionsteil vorgesehen ist, an dem oder in dessen Umgebung zumindest der sensor seitige Teil der Vorrichtung montiert ist, mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerte einheit, die direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinheit (2) mindestens eine Länge aufweist, die im wesentlichen dem Abstand von der Behälterwandung (3) bis zur Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht und so positioniert ist, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) näherungs weise in der Ebene der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) liegt und
daß der Durchmesser der Öffnung (8) der Einkoppeleinheit (2) am Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) in der Größenordnung der Wellenlänge der hochfrequenten Meßsignale liegt.

2. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerteeinheit, die direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinheit (2) eine vorgegebene Länge aufweist, und so in dem Behälter positioniert ist, daß die in Richtung des Mediums weisende Öffnung (8) der Einkoppeleinheit (2) einen gewissen Abstand von der entsprechenden Behälterwandung (3) aufweist, und
daß der Durchmesser der Öffnung (8) der Einkoppeleinheit (2) am Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) in der Größenordnung der Wellenlänge der hochfrequenten Meßsignale liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinheit (2) einen Innenleiter (9) und einen Außenleiter (10) aufweist und
daß zwischen dem Innenleiter (9) und dem Außenleiter (19) zumindest in einem Teilbereich ein dielektrisches Material (11) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (11) der Einkoppeleinheit (2) im wesentlichen ab dem Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) getapert ist, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements (7) näherungsweise im Bereich der Längsachse (14) des Tapers (12) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (10) der Einkoppeleinheit (2) im wesentlichen ab dem Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) in ein hornförmiges Element (13) übergeht, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements (7) näherungsweise im Bereich der Längsachse (14) des hornförmigen Elements (13) angeordnet ist.

6. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerteeinheitdie direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) im wesentlichen in der Ebene der Behälterwandung (3) liegt,
daß die Einkoppeleinheit (2) einen Innenleiter (9) und einen Außenleiter (10) aufweist,
daß zwischen dem Innenleiter (9) und dem Außenleiter (10) zumindest in einem Teilbereich ein dielektrisches Material (11) angeordnet ist und
daß das dielektrische Material (11) der Einkoppeleinheit (2) im wesentlichen ab dem Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) getapert ist, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements (7) näherungsweise im Bereich der Längsachse (14) des Tapers (12) angeordnet ist.

7. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerteeinheit, die direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) im wesentlichen in der Ebene der Behälterwandung (3) liegt,
daß die Einkoppeleinheit (2) einen Innenleiter (9) und einen Außenleiter (10) aufweist,
daß zwischen dem Innenleiter (9) und dem Außenleiter (10) zumindest in einem Teilbereich ein dielektrisches Material (11) angeordnet ist und
daß der Außenleiter (10) der Einkoppeleinheit (2) im wesentlichen ab dem Übergang 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element (6) in ein hornförmiges Element (13) übergeht, wobei ein oberer Abschnitt des leitfähigen Elements (7) näherungsweise im Bereich der Längsachse (14) des hornförmigen Elements (13) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) im wesentlichen in der Ebene der Oberseite (16) eines an dem Behälter vorgesehenen Konstruktionsteils (4), insbesondere eines Stutzens positioniert ist.

9. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter, wobei an dem Behälter zumindest ein Konstruktionsteil, insbesondere ein Stutzen, vorgesehen ist, in dem zumindest der sensorseitige Teil der Vorrichtung montiert ist, mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerte einheit, die direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Seitenwände (17, 18) des Konstruktionsteils (4) und im Bereich der Unterseite (19) des Konstruktionsteils (4) ein leitfähiges Material (20) angeordnet ist und
daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) näherungsweise in der Ebene positioniert ist, in der die Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein topfförmiges Einsatzteil (21) in den Stutzen (4) einsetzbar ist, wobei das Einsatzteil (21) zumindest einseitig mit einem leitfähigen Material beschichtet ist oder wobei das Einsatzteil (21) aus einem leitfähigen Material gefertigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (19) des Einsatzteils (21) eine Öffnung (22) zur Aufnahme des Füllstandssensors (1) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abdeckteil (23) vorgesehen ist, das die Oberseite (16) des Stutzens (4) bzw. des Einsatzteils (21) abschließt.

13. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter, wobei an dem Behälter zumindest ein Konstruktionsteil, insbesondere ein Stutzen, vorgesehen ist und wobei in oder an dem Stutzen zumindest der sensorseitige Teil der Vorrichtung montiert ist, mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerteeinheit, die direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinheit (2) eine Länge aufweist, die im wesentlichen dem Abstand von der Behälterwandung (3) bis zur Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht,
daß die Einkoppeleinheit (2) so positioniert ist, daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) näherungsweise in der Ebene der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) liegt, und
daß an der Unterseite (19) des Stutzens (4) im Übergangsbereich 'Einkoppel einheit - leitfähiges Element' (6) ein plattenförmiges Element (24) angeordnet ist, das zumindest an der dem Medium in dem Behälter zugewandten Seite elektrisch leitfähig ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Verbindungselemente (25) vorgesehen sind, die im Bereich der Außenkanten (26) des plattenförmigen Elements (25) und dem Stutzen (4) angeordnet sind.

15. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter, wobei an dem Behälter zumindest ein Konstruktionsteil, insbesondere ein Stutzen, vorgesehen ist und wobei in oder an dem Stutzen zumindest der sensorseitige Teil der Vorrichtung montiert ist, mit einer Signalerzeugungseinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerteeinheit, die direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) in der Ebene angeordnet ist, in der die Oberseite (16) des Konstruktionsteils (4) liegt,
daß das leitfähige Element (7) näherungsweise über die Länge des Konstruktionsteils (4) bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung (3) und der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht, derart modifiziert ist, daß in diesem Bereich nahezu keine Wechselwirkungen zwischen den an dem leitfähigen Element (7) geführten Meßsignalen und dem Konstruktionsteil (4) auftreten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche das leitfähigen Elements (7) bis mindestens zur Skin-Tiefe bei den verwendeten Meßfrequenzen über die Länge des Konstruktionsteils (4) bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung (3) und der Unterkante des Konstruktionsteils (4) entspricht, aus einem Material mit kleiner elektrischer Leitfähigkeit und/oder großer magnetischer Permeabilität gefertigt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (27) des leitfähigen Elements (7) über die Länge des Konstruktionsteils bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung (3) und der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht, eine aufgerauhte Oberflächenstruktur aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (27) des leitfähigen Elements (7) über die Länge des Konstruktionsteils (4) bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälterwandung (3) und der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht, eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die die Längsinduktivität des leitfähigen Elements (7) vergrößert wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Element (7) über die Länge des Konstruktionsteils (4) bzw. über die Länge, die der Distanz zwischen der entsprechenden Behälter wandung (3) und der Unterkante (5) des Konstruktionsteils (4) entspricht, eine Isolierschicht (28) trägt, deren magnetische und/oder dielektrische Eigenschaften derart bemessen sind, daß die Ausdehnung der elektromagnetischen Felder auf den Nahbereich des leitfähigen Elements (7) begrenzt ist.

20. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts bzw. der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien oder Phasen in einem Behälter mit einer Signalerzeugungseinheit, die hoch frequente Meßsignale erzeugt, einer Einkoppeleinheit und einem leitfähigen Element, wobei die Meßsignale über die Einkoppeleinheit auf das leitfähige Element eingekoppelt werden, und einer Empfangs-/Auswerteeinheitdie direkt oder indirekt über die Laufzeit der an der Oberfläche bzw. Grenzfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale den Füllstand des Füllguts bzw. die Lage der Grenzfläche in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergangsbereich 'Einkoppeleinheit - leitfähiges Element' (6) in der Ebene der Behälterwandung (3) angeordnet ist,
daß das leitfähige Element (7) zumindest im oberen Bereich aus einem Material mit kleiner elektrischer Leitfähigkeit und/oder großer magnetischer Permeabilität gefertigt ist, und/oder
daß das leitfähige Element (7) zumindest im oberen Bereich eine aufgerauhte Oberflächenstruktur aufweist, und/oder
daß das leitfähige Element (7) zumindest im oberen Bereich eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die die Längsinduktivität des leitfähigen Elements vergrößert wird, und/oder
daß das leitfähige Element (7) zumindest im oberen Bereich eine Isolier schicht (28) trägt, deren magnetische und/oder dielektrische Eigenschaften derart bemessen sind, daß die Ausdehnung der elektromagnetischen Felder auf den Nahbereich des leitfähigen Elements (7) begrenzt ist.