DE10028864A1 - Temperature and aging stability enhancement method for radar fill level meter, involves determining distance of radar system to dielectric reference disk - Google Patents

Temperature and aging stability enhancement method for radar fill level meter, involves determining distance of radar system to dielectric reference disk

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DE10028864A1 DE2000128864 DE10028864A DE10028864A1 DE 10028864 A1 DE10028864 A1 DE 10028864A1 DE 2000128864 DE2000128864 DE 2000128864 DE 10028864 A DE10028864 A DE 10028864A DE 10028864 A1 DE10028864 A1 DE 10028864A1
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Abstract

The distances (del(Reference), hM) from radar system to a dielectric reference disk (201) and to the bottom of a tank (120) are determined, to determine fill level (hF) of liquid in the tank, using the difference between the known and measured distance to the reference disk to calibrate the measured fill-level. An Independent claim is also included for temperature and aging stability enhancement device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Temperaturstabilität und Alterungsbeständigkeit von Radarfüllstandsmessern, gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.The invention relates to a method and an apparatus for improving the Temperature stability and aging resistance of radar level meters, according to the features of claim 1.

Zur Messung der Füllstandes von Behältern wurden während der vergangen Jahre eine Vielzahl von Meßverfahren und -vorrichtungen mittels Radarsystemen vorgeschlagen. Die Schriften DE 38 30 992 und EP 0887658 beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zur Füllstandsmessung mittels FMCW-Radaren. Hierbei wird die Entfernung zwischen Radarsystem und der Oberfläche eines Füllgutes aus der zur Laufzeit einer ausgesandten Welle proportionalen Frequenzdifferenz zwischen aktueller Frequenz des Sendeoszillators und der Frequenz der empfangenen Weile hergeleitet. To measure the fill level of containers, a Numerous measuring methods and devices using radar systems are proposed. The documents DE 38 30 992 and EP 0887658 describe devices and methods for level measurement using FMCW radars. The distance between Radar system and the surface of a product from the runtime of a emitted wave proportional frequency difference between the current frequency of the Transmitting oscillator and the frequency of the received while derived.  

Durch Temperatureinwirkung auf die aktiven und passiven Komponenten eines FMCW Radarsystems entstehen insbesondere beim Einsatz von Geräten, welche bei hohen Frequenzen Arbeiten in der Regel temperaturabhängige Entfernungsmeßfehler. Diese Meßfehler sind unabhängig von der absoluten Entfernung zwischen Radarsystem und Füllgut und äußern in einem Entfernungs-Offset. Dieser Offset liegt in er Größenordnung von einigen Millimetern. Ein solcher Meßfehler ist vor allem bei Geräten zur Füllstandsmessung, welche nach den OIML Recommendation R85 als eichfähige Geräte eingesetzt werden sollen, nicht zulässig.Due to temperature effects on the active and passive components of an FMCW Radar systems arise especially when using devices that operate at high Frequently, temperature-dependent distance measuring errors work. This Measurement errors are independent of the absolute distance between the radar system and Fill and express in a distance offset. This offset is of the order of magnitude of a few millimeters. Such a measurement error is especially for devices Level measurement, which according to OIML Recommendation R85 as legal-for-trade devices should not be used.

In der Schrift US 5406842 beschreibt Locke eine Vorrichtung innerhalb eines Radarsystems, welche im wesentlichen aus einer Verzögerungsleitung bekannter Länge besteht. Das in der Schrift beschriebene Verfahren zur Kalibration des Füllstandsmessers vergleicht den zurückgelegen Weg einer in den leeren Meßraum ausgesandten Welle mit der Laufzeit dieser Welle durch die Verzögerungsleitung. Die Integration einer solchen Verzögerungsleitung zusätzlich zu der noch notwendigen Inkorporation einer Vergleichsmimik zur Kalibration des Systems stellt einen nicht unerheblichen Realisierungsaufwand dar.In US 5406842 Locke describes a device within a Radar system, which essentially consists of a delay line of known length consists. The method for calibrating the Level meter compares the distance traveled in the empty measuring room emitted wave with the transit time of this wave through the delay line. The Integration of such a delay line in addition to the still necessary Incorporation of a comparison facial expression to calibrate the system does not pose one insignificant implementation effort.

Aufgabe ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, welche es ermöglichen Auswirkung von Temperaturschwankungen und Alterungserscheinungen auf die aktiven und passiven Komponenten eines zur Füllstandsmessung verwendeten Radarsystems zu kompensiert.The task is therefore to find a method and a device which it allow effects of temperature fluctuations and signs of aging on the active and passive components of a used for level measurement Radar system too compensated.

Die Aufgabe wird durch die Anbringung einer mechanischen Referenz und die Auswertung eines daran reflektierten Signalanteils der vom Radarsystem ausgesandten Welle gelöst.The task is accomplished by attaching a mechanical reference and the Evaluation of a signal component reflected thereon from that emitted by the radar system Shaft loosened.

In vorteilhafter Weise, wird hierbei zusätzlich zur emittelten elektrischen Entfernung del_Füllung zur Füllmitteloberfläche auch noch die elektrische Entfernung del_Referenz zur mechanischen Referenz bestimmt, so daß aus Kenntnis der Entfernungen zwischen Radarsystem und Behälterboden hM sowie zwischen Radarsystem und der mechanischen Referenz dReferenz die Füllhöhe des Füllgutes hf bestimmt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß eine mechanische Referenz in den Sende-Empfangs-Zweig des Radarfüllstandsmessers eingebracht wird, so daß ein signifikanter Signalanteil einer Welle daran reflektiert wird. Vorteilhaft ist es hierbei als mechanische Referenz ein dielektrisches Objekt in die Antennenzuführung des Radarfüllstandsmessers zu integrieren. Wobei das Objekt beispielsweise eine Scheibe oder ein Zylinder ist und vorzugsweise einen Wulst besitzt, der in eine Nut des Wellenleiters eingelegt wird. Hierbei ist es vorteilhaft den Wulst ringförmig auszuführen.Advantageously, in addition to the determined electrical distance d el_filling from the filler surface , the electrical distance d el_reference to the mechanical reference is also determined, so that from knowledge of the distances between the radar system and the container bottom h M and between the radar system and the mechanical reference d reference, the filling height of the filling material h f can be determined. The device according to the invention is characterized in that a mechanical reference is introduced into the transmit / receive branch of the radar level meter, so that a significant signal component of a wave is reflected thereon. It is advantageous to integrate a dielectric object in the antenna feed of the radar level meter as a mechanical reference. The object is, for example, a disc or a cylinder and preferably has a bead which is inserted into a groove in the waveguide. It is advantageous to make the bead in a ring.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and figures explained. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anordnung eines Radarfüllstandsmessers wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, und Fig. 1 is a schematic representation of an apparatus suitable for carrying out the inventive arrangement of a radar level gauge as is known from the prior art, and

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher das Referenzziel in die Antennenzuführung integriert ist. Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention, in which the reference target is integrated in the antenna feed.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine mechanische Referenz in Form einer Scheibe. Fig. 3 shows a cross section through a mechanical reference in the form of a disc.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Antennenanordnung in deren Antennenzuführung eine mechanische Referenz in Form eines an seinen Enden spitz zulaufenden Zylinders integriert ist. Fig. 4 shows a cross section through an antenna arrangement in the antenna feed a mechanical reference in the form of a tapered at its ends cylinder is integrated.

Fig. 5 zeigt eine Querschnitt durch eine weitere, vorteilhafte Anordnung einer zylinderförmigen Referenz (wie aus Fig. 4 bekannt) innerhalb der Antennenanordnung. FIG. 5 shows a cross section through a further advantageous arrangement of a cylindrical reference (as known from FIG. 4) within the antenna arrangement.

Die schematische Darstellung einer Anordnung eines Radarfüllstandsmessers, wie sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, ist in Figur. 1 dargestellt. Die Anordnung basiert auf einer aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung eines frequenzmodulierenden Radarsystem (FMCW-Radar oder SFMCW- RADAR) und einem Behälter (Tank). Dabei wird ein vom Generator (101) erzeugtes Hochfrequenzsignals über eine Leitung (102) zu einem Richtkoppler (104) geleitet. Von dort gelangt es über eine Antennenzuführung (105) und die Antenne (106) als Radarstrahl (107) durch den Freiraum zur Oberfläche eines Füllgutes (108). Die Antennenzuführung (105) besteht in der Regel aus mehreren Einzelkomponenten. Sie ist hier zur Vereinfachung als eine einzige Komponente dargestellt. Das aus der Reflexion des Radarstrahl an der Oberfläche (108) resultierende Radarecho (110) wird über die Antenne (106), die Ableitung (105), den Richtkoppler (104) und die Zuleitung zum Mischer (111) geleitet. Dort wird es mit einem über die Leitung (103) zugeführten, in fester Beziehung zu dem im Generator (101) erzeugten Hochfrequenzsignal stehenden Referenzsignal verglichen (multipliziert). Infolgedessen, wird im Mischer (111) ein Signal (204) mit einer zur Laufzeit der ausgesandten Radarwelle proportionalen Frequenz umgewandelt. Dieses Signal (204) wird der Auswerte- Elektronik (114) zugeführt, in der die Entfernungsberechnung erfolgt.The schematic representation of an arrangement of a radar level meter, as is suitable for carrying out the method according to the invention, is shown in FIG. 1 shown. The arrangement is based on an arrangement known from the prior art of a frequency-modulating radar system (FMCW radar or SFMCW RADAR) and a container (tank). A high-frequency signal generated by the generator ( 101 ) is passed via a line ( 102 ) to a directional coupler ( 104 ). From there it reaches the surface of a filling material ( 108 ) via an antenna feed ( 105 ) and the antenna ( 106 ) as a radar beam ( 107 ) through the free space. The antenna feed ( 105 ) usually consists of several individual components. To simplify matters, it is shown here as a single component. The radar echo ( 110 ) resulting from the reflection of the radar beam on the surface ( 108 ) is conducted via the antenna ( 106 ), the derivative ( 105 ), the directional coupler ( 104 ) and the feed line to the mixer ( 111 ). There it is compared (multiplied) with a reference signal which is fed via the line ( 103 ) and has a fixed relationship to the high-frequency signal generated in the generator ( 101 ). As a result, a signal ( 204 ) is converted in the mixer ( 111 ) with a frequency proportional to the running time of the emitted radar wave. This signal ( 204 ) is fed to the evaluation electronics ( 114 ), in which the distance calculation takes place.

Die so ermittelte "elektrische" Entfernung sei del_Füllung. Um daraus die zur Berechnung des Füllstandes hF benötigte Größe dRadar zu berechnen, muß die durch die Laufzeit des Radarsignals und des Radarechos im Gerät selbst bestimmte Größe di_el bekannt sein. Es gelten die Gleichungen:
The "electrical" distance determined in this way is the filling . In order to use it to calculate the quantity d radar required to calculate the level h F , the quantity d i_el determined by the transit time of the radar signal and the radar echo in the device itself must be known. The equations apply:

dRadar = del_Füllung - di_el Gl.1
d radar = d el_filling - d i_el Eq. 1


hF = hM - del_Füllung + di_el Gl.2
h F = h M - d el_filling + d i_el Eq. 2

Unter der Annahme, daß di_el eine Konstante ist, genügt es, diesen Wert einmal für eine Baureihe oder, in Abhängigkeit von den Exemplarstreuungen der verwendeten Bauteile einmal für jedes Radargerät einer Serie durch Eichung zu bestimmen.Assuming that d i_el is a constant, it is sufficient to determine this value once for a series or, depending on the sample scatter of the components used, once for each radar device in a series by calibration.

Die Annahme, di_el sei eine Konstante trifft jedoch nur näherungsweise zu. Bei sehr präzise arbeitenden Geräten mit einer Auflösung in der Größenordnung von einem Millimeter zeigen sich insbesondere Abweichungen durch Temperatureinflüsse aber auch durch Alterung von Komponenten. In vorteilhafter Weise, ist deshalb an einer definierten Entfernung vom Radarsystem ein Radarziel anzubringen und das von diesem Ziel reflektierte Echo auszuwerten.However, the assumption that d i_el is a constant is only approximate. In the case of very precisely working devices with a resolution of the order of one millimeter, there are in particular deviations due to temperature influences but also due to aging of components. In an advantageous manner, a radar target is therefore to be attached at a defined distance from the radar system and the echo reflected by this target is to be evaluated.

Beispielhafte für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtungen werden in den Offenlegungsschriften DE 43 27 333 A1 und WO 9512113 beschrieben. Die dort beschriebenen Vorrichtungen beschreiben die Anbringung einer für Mikrowellen durchlässige Trennscheibe (z. B. eine dielektrische Platte geeigneter Dicke) zwischen der Antenne des Radarsystems und einem Flüssigkeitsspiegel. Eine solche Trennscheibe ist ohnehin immer dann notwendig, wenn die in einem Behälter befindliche Flüssigkeit durch ihren Dampf eine schädigende Wirkung, insbesondere durch Korrosion, auf die Antenne besitzt. Die Trennscheibe trennt also das Volumen des Behälters, in dem sich die Flüssigkeit befindet von dem die Antenne aufnehmenden Volumen. Trifft nun das von der Antenne abgestrahlte Mikrowellensignal auf die Trennscheibe, so wird ein Teil der Energie des Mikrowellensignals von der oberen Oberfläche der Trennscheibe zum Radarsystem zurückreflektiert. Reflexionen an der Unterseite der Trennscheibe, welche zum Radarsystem zurück gelangen überlagern das genannte Signal so, daß die Amplitude des Summensignals von der Dicke und der Dielektrizitätskonstante der Trennscheibe abhängen. Durch geeignete Wahl dieser Werte kann das reflektierte Signal optimiert werden.Examples suitable for carrying out the method according to the invention Devices are described in DE 43 27 333 A1 and WO 9512113 described. The devices described there describe the attachment of a cutting disc that is permeable to microwaves (e.g. a dielectric plate Thickness) between the antenna of the radar system and a liquid level. A such a cutting disc is always necessary anyway, if in a container liquid present through its vapor has a damaging effect, in particular due to corrosion on the antenna. The cutting disc thus separates the volume of the Container in which the liquid is from the one receiving the antenna Volume. Now hits the microwave signal emitted by the antenna Cutting disc, so part of the energy of the microwave signal from the top Surface of the cutting disc reflected back to the radar system. Reflections on the The underside of the cutting disc, which return to the radar system, overlays this  called signal so that the amplitude of the sum signal from the thickness and the Depend on the dielectric constant of the cutting disc. By appropriate choice of these Values, the reflected signal can be optimized.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht nun von dem an der Trennscheibe reflektierten Signal dahingehend Gebrauch, daß es dieses Referenz-Echo über eine Antenne, die Antennenzuführung, den Richtkoppler und die Verbindung dem Mischer zuführt und dort mit der Referenzfrequenz vergleicht. Das so erzeugte Signal wird in der Auswerteelektronik in gleicher Weise wie das Radar-Echo weiterverarbeitet. Da Referenz- und Radar-Echo die selben Pfade durchlaufen unterliegen die so ermittelten Meßwerte del_Referenz und del_Füllung den gleichen temperatur-abhängigen Schwankungen von di_el. Es gilt:
The method according to the invention now makes use of the signal reflected on the cutting disc in such a way that it feeds this reference echo via an antenna, the antenna feed, the directional coupler and the connection to the mixer and compares it there with the reference frequency. The signal generated in this way is processed in the evaluation electronics in the same way as the radar echo. Since the reference and radar echo run through the same paths, the measured values d el_reference and d el_filling determined in this way are subject to the same temperature-dependent fluctuations in d i_el . The following applies:

di_el = del_Referenz - dReferenz Gl.3
d i_el = d el_Reference - d reference Eq. 3

Einsetzen in Gleichung 2 liefert
Substituting in equation 2 provides

hf = hM - del_Füllung + del_Referenz - dReferenz Gl.4h f = h M - d el_Füll + d el_Referenz - d reference Eq. 4

Diese Berechnungsvorschrift ist von di_el unabhängig und wird in der erfindungsgemäßen Lösung statt Gleichung 2 zur Berechnung des Füllstandes verwendet. Somit haben Temperaturänderungen und Alterungseinflüsse auf dem Weg über di_el keinen Einfluß auf des Meßergebnis mehr.This calculation rule is independent of d i_el and is used in the solution according to the invention instead of equation 2 for calculating the fill level. Thus, temperature changes and aging influences on the way via d i_el no longer influence the measurement result.

Anstelle der Verwendung einer Trennscheibe als mechanische Referenz ist es aber gleichwohl auch möglich, ein anderes, elektromagnetische Wellen reflektierendes Objekt beispielsweise ein Gitter oder einen dielektrischen oder metallischen Reflektor in den Strahlengang zwischen Antenne des Radar-Füllstandmessers und der Oberfläche des Füllgutes (108) einzubringen.Instead of using a cutting disc as a mechanical reference, it is nevertheless also possible to introduce another object that reflects electromagnetic waves, for example a grating or a dielectric or metallic reflector, into the beam path between the antenna of the radar level meter and the surface of the filling material ( 108 ).

Es ist aber auch denkbar in erfinderischer Weise eine ein Referenzziel enthaltende Vorrichtung dergestalt zu Realisieren, daß dieses Referenzziel nahe der Antenne in die Antennenzuführung integriert wird. Eine solche Vorrichtung, wie auch beispielhaft in Fig. 3 im Detail gezeigt, ist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten mechanisch simpler und robuster herzustellen. Die Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem vorteilhaft, weil thermische und alterungsbedingte Änderungen der Abmaße der Dimensionen der Antenne (106) des Radarsystems bei geeigneter Dimensionierung vernachlässigbar sind. However, it is also conceivable in an inventive manner to implement a device containing a reference target in such a way that this reference target is integrated into the antenna feed near the antenna. Such a device, as also shown in detail in FIG. 3 by way of example, is mechanically simpler and more robust to manufacture than that known from the prior art. The use of such a device for carrying out the method according to the invention is particularly advantageous because thermal and aging-related changes in the dimensions of the dimensions of the antenna ( 106 ) of the radar system are negligible when suitably dimensioned.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer solchen einfachen und robusten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier ist das Referenzziel (301) nahe der Antenne in die Antennenzuführung integriert. Komponenten, welche gegenüber Fig. 1 gleich geblieben sind, sind mit den selben Bezugszeichen versehen. Fig. 2 shows schematically an embodiment of such a simple and robust variant of the device according to the invention. Here, the reference target ( 301 ) is integrated into the antenna feed near the antenna. Components that have remained the same as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

An Stelle von Gleichung 3 gilt hier:
Instead of Equation 3, the following applies:

di_el = del_Referenz + dAntenne_el Gl.5
d i_el = d el_Referenz + d Antenne_el Eq. 5

Einsetzen in Gleichung 2 liefert
Substituting in equation 2 provides

hF = hM - del_Füllung + del_Referenz + dAntenne_el Gl.6h F = h M - d el_filling + d el_reference + d antenna_el Eq. 6

Diese Berechnungsvorschrift ist nur vom Anteil dAntenne_el aus di_el abhängig. Der Wert dAntenne_el unterliegt bei richtigem Entwurf weitaus geringeren Schwankungen als di_el.This calculation rule only depends on the portion d Antenne_el from d i_el . When properly designed , the value d antenna_el is subject to far fewer fluctuations than d i_el .

Die Fig. 3 bis 5 zeigen mögliche vorteilhafte Einbaupositionen und Ausgestaltungen von Referenzzielen (301a) bzw. (301b) wie sie in die Antennenzuführung integriert werden können. FIGS. 3 to 5 show possible advantageous installation positions and configurations of reference targets (301a) or (301b) as they can be integrated in the antenna feed.

Fig. 3 zeigt einen vorteilhafte Ausgestaltung eines für die erfindungsgemäße Vorrichtung geeigneten Referenzziels (301b), welches einen ringförmig umlaufenden Haltewulst (310) aufweist. Der Wulst (310) dient als mechanische Halterung und Abdichtung gegen eindringende kondensierende Dämpfe (hier: durch Einklemmen zwischen zwei mittels Verschraubung verbundener Bauteile). Dabei erfolgt die Reflexion an der Scheibe selbst, wobei das Verhältnis der Dicke zur Wellenlänge für die Amplitude des reflektierten Signals von Bedeutung ist. Der Wulst (310) ist hierzu in geeigneter Weise zu dimensionieren. Die Scheibe ist mit einer konkaven Mulde (320) versehen, die beim Einbau zur Antennenöffnung zeigt und dem Ablauf von Kondensat in die weniger kritischen Randbereiche der Antenne dient. Fig. 3 shows an advantageous embodiment of the inventive device is suitable for the reference target (301 b) having an annular peripheral retaining bead (310). The bead ( 310 ) serves as a mechanical holder and seal against the penetration of condensing vapors (here: by clamping between two components connected by means of a screw connection). The reflection takes place on the disk itself, the ratio of the thickness to the wavelength being important for the amplitude of the reflected signal. For this purpose, the bead ( 310 ) must be dimensioned in a suitable manner. The disc is provided with a concave trough ( 320 ), which points towards the antenna opening during installation and serves to drain condensate into the less critical edge areas of the antenna.

In den Fig. 4 und 5 sind weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es handelt sich hierbei um die Ausgestaltung des Referenzzieles (301a) in Form eines dielektrischen Zylinders, welcher an seinen Enden spitz zuläuft und einen ringförmig umlaufenden Haltewulst (310) aufweist. Der Haltewulst (310) dient auch hier mechanischen und elektrischen Zwecken. Das Referenzziel (301a) ist mit Spitzen versehen. Einerseits zur gleitenden Anpassung des Wellenwiderstandes an die Antennenzuführung und den Freiraum und andererseits als Ablauf von sich an der Antenne bildendem Kondensat in den Tank. In Figs. 4 and 5, further advantageous embodiments of the device according to the invention possibilities are shown. This is the configuration of the reference target ( 301 a) in the form of a dielectric cylinder which tapers at its ends and has an annular retaining bead ( 310 ). The holding bead ( 310 ) also serves mechanical and electrical purposes here. The reference target ( 301 a) has peaks. On the one hand for the sliding adaptation of the wave resistance to the antenna feed and the free space and on the other hand as a drain of condensate forming on the antenna into the tank.

An den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Einbaupositionen des Referenzzieles (301a) kann selbstverständlich auch das scheibenförmige Referenzziel (301b) aus Fig. 3 eingebaut werden. In vorteilhafter Weise, ist es aber auch denkbar, in beide Einbaupositionen jeweils ein Referenzziel (301) einzubringen.The disk-shaped reference target ( 301 b) from FIG. 3 can of course also be installed at the installation positions of the reference target ( 301 a) shown in FIGS . 4 and 5. In an advantageous manner, however, it is also conceivable to introduce a reference target ( 301 ) in each of the two installation positions.

Die Gestaltung der Referenzziele (301) beschränkt sich selbstverständlich in keiner Weise auf die in den Fig. 3 bis 5 aufgezeigten Ausführungsformen (301a) oder (301b).The design of the reference targets ( 301 ) is of course in no way limited to the embodiments (301a) or (301b) shown in FIGS . 3 to 5.

Gewinnbringend läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durch die Verwendung von mehreren, in den Sende-Empfangs-Zweig eingebrachter Referenzziele (301) erweitern. Hierdurch kann nicht nur ein eventuell vorhandener Offset bei der Entfernungsmessung korrigiert werden, sondern zusätzlich anhand der Auswertung von wenigstens zwei Laufzeiten ein multiplikativer Fehlerterm (Gain-Error) beseitigt werden. Dies wird dadurch möglich, daß dem System die korrekte Laufzeitdifferenz bekannt ist, mit welcher eine tatsächliche Laufzeitdifferenz verglichen werden kann.The method according to the invention can be expanded profitably by using a plurality of reference targets ( 301 ) introduced into the send / receive branch. This not only corrects any offset that may be present in the distance measurement, but also eliminates a multiplicative gain term by evaluating at least two transit times. This is possible because the system knows the correct runtime difference with which an actual runtime difference can be compared.

Claims (12)

1. Verfahren zur Verbesserung der Temperaturstabilität und Alterungsbeständigkeit von Radarfüllstandsmessern, dadurch gekennzeichnet, daß der an mindestens einer mechanischen Referenz (201 oder 301) reflektierte Signalanteil einer vom Radarfüllstandsmesser ausgesandten Welle bezüglich ihrer Laufzeit ausgewertet wird, so daß aus Kenntnis der Entfernung des Radarsystems von der mechanischen Referenz dReferenz Veränderungen in der elektrischen Entfernung del_Referenz erkannt und bei der Berechnung der Füllhöhe des Füllgutes hf berücksichtigt werden können.1. A method for improving the temperature stability and aging resistance of radar level sensors, characterized in that the signal component reflected by at least one mechanical reference ( 201 or 301 ) of a wave emitted by the radar level sensor is evaluated with regard to its transit time, so that from knowledge of the distance of the radar system from the mechanical reference d reference changes in the electrical distance d el_reference can be recognized and taken into account when calculating the filling level of the filling material h f . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierte Signalanteil in der Auswerteelektronik in gleicher Weise wie das Radar-Echo ausgewertet wird und die Auswerteelektronik, zusätzlich zur ermittelten elektrischen Entfernung del_Füllung zur Füllmitteloberfläche (108) auch noch die elektrische Entfernung del_Referenz zur mechanischen Referenz (201 oder 301) bestimmt, so daß aus Kenntnis der Entfernungen zwischen Radarsystem und Behälterboden hM sowie zwischen Radarsystem und der mechanischen Referenz dReferenz die Füllhöhe des Füllgutes hf bestimmt werden kann, entsprechend der Beziehung:
hf = hM - del_Füllung + del_Referenz - dReferenz 2. The method according to claim 1, characterized in that the reflected signal component in the evaluation electronics is evaluated in the same way as the radar echo and the evaluation electronics, in addition to the determined electrical distance d el_filling to the filler surface ( 108 ) also the electrical distance d el_Referenz to the mechanical reference ( 201 or 301 ), so that from the knowledge of the distances between the radar system and the container bottom h M and between the radar system and the mechanical reference d reference, the filling height of the filling material h f can be determined, according to the relationship
h f = h M - d el_Füll + d el_Referenz - d reference 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auswertung von mindestens zwei Signallaufzeiten, welche durch Reflektionen an zwei bezüglich Ihrer Entfernung bekannten Zielen entstanden sind, ein multiplikativer Fehlerterm (Gain-Error) bei der Entfernungsmessung beseitigt werden kann.3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that by the Evaluation of at least two signal propagation times, which are caused by reflections on two known targets regarding your distance have arisen, a multiplicative one Error term (gain error) in the distance measurement can be eliminated. 4. Vorrichtung zur Verbesserung der Temperaturstabilität und Alterungsbeständigkeit von Radarfüllstandsmessern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine mechanische Referenz (201 oder 301) in den Sende-Empfangs- Zweig des Radarfüllstandsmessers eingebracht wird, so daß ein signifikanter Signalanteil einer Welle daran reflektiert wird.4. Device for improving the temperature stability and aging resistance of radar level meters, characterized in that at least one mechanical reference ( 201 or 301 ) is introduced into the transmit / receive branch of the radar level meter, so that a significant signal component of a wave is reflected thereon. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als mechanische Referenz ein dielektrisches Objekt (301) in die Antennenzuführung des Radarfüllstandsmessers integriert wird.5. The device according to claim 4, characterized in that a dielectric object ( 301 ) is integrated as a mechanical reference in the antenna feed of the radar level meter. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Referenz über einen Haltewulst (310) verfügt, der als mechanische Halterung und zur Abdichtung gegen eindringende kondensierende Dämpfe dient.6. The device according to claim 5, characterized in that the mechanical reference has a retaining bead ( 310 ) which serves as a mechanical holder and for sealing against the ingress of condensing vapors. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Objekt (301b) eine Scheibe ist.7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the dielectric object ( 301 b) is a disc. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Scheibe einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge der vom Radarfüllstandsmesser ausgesandten Wellen im Dielektrikum entspricht.8. The device according to claim 7, characterized in that the thickness of the disc an odd multiple of a quarter of the wavelength of the Radar level sensor emits waves in the dielectric. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe auf einer Seite über eine konkave Mulde (320) verfügt.9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the disc has on one side a concave trough ( 320 ). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder b, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Objekt (301a) ein Zylinder ist. 10. Device according to one of claims 5 or b, characterized in that the dielectric object ( 301 a) is a cylinder. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Zylinder an seinen Enden spitz zuläuft.11. The device according to claim 10, characterized in that the cylinder its ends taper to a point. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltewulst (310) so ausgebildet ist, daß er eine elektrische Reflexionsstelle darstellt.12. The device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the retaining bead ( 310 ) is designed such that it represents an electrical reflection point.
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