DE102004061449A1

DE102004061449A1 - Level measuring device operating according to the transit time principle and method for its commissioning

Info

Publication number: DE102004061449A1
Application number: DE102004061449A
Authority: DE
Inventors: Manfred Eckert; Dietmar Dr. Spanke; Manfred Hammer; Reinhard Schaefer; Klaus Pankrarz; Marc Felden; Christian Reinau
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-22
Also published as: WO2006063933A3; WO2006063933A2

Abstract

Es ist ein nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät (5, 9, 11) und ein Verfahren zu dessen Inbetriebnahme beschrieben, bei dem die Inbetriebnahme auf einfache Weise vornehmbar ist, indem ein Anwender einen Mindestsatz an Parametern vorgibt, das Füllstandsmessgerät (5, 9, 11) eine Referenzmessung durchführt, bei der ein Sendesignal (S) in Richtung eines Füllgutes (1) gesendet und dessen Referenzechosignal (R) aufgenommen wird, und das Führungsmessgerät (5, 9, 11) anhand der vorgegebenen Parameter und der Referenzmessung Zusatzparameter ableitet.A fill level measuring device (5, 9, 11) operating according to the transit time principle and a method for its commissioning is described, in which the commissioning can be carried out in a simple manner by a user prescribing a minimum set of parameters, the level measuring device (5, 9, 11 ) carries out a reference measurement in which a transmission signal (S) is sent in the direction of a filling material (1) and its reference echo signal (R) is recorded, and the guide measuring device (5, 9, 11) derives additional parameters on the basis of the predetermined parameters and the reference measurement.

Description

Die Erfindung betrifft ein nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät und ein Verfahren zu dessen Inbetriebnahme.The The invention relates to a fill-level measuring device operating according to the transit time principle and to a method for its commissioning.

Füllstandsmessgeräte werden in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt, z. B. in der verarbeitenden Industrie, in der Chemie oder in der Lebensmittelindustrie.Level gauges are used in a variety of industries, eg. B. in the manufacturing industry, in chemistry or in the food industry.

Eine häufig eingesetzte Art der Füllstandsmessung basiert auf dem Laufzeitprinzip. Dabei werden Sendesignale, z. B. Mikrowellen, Ultraschallwellen mittels einer Antenne oder kurze elektromagnetische Impulse entlang eines Wellenleiters zur Oberfläche eines Füllguts gesendet und an der Füllgutoberfläche reflektierte Echosignale nach einer abstandsabhängigen Laufzeit wieder empfangen. Es wird eine die Echoamplituden als Funktion der Laufzeit darstellende Echofunktion gebildet. Jeder Wert dieser Echofunktion entspricht der Amplitude eines in einem bestimmten Abstand vom Füllstandsmessgerät reflektierten Echos.A often used type of level measurement is based on the term principle. In this case, transmission signals, z. B. Microwaves, ultrasonic waves by means of an antenna or short electromagnetic pulses along a waveguide to the surface of a filling material sent and reflected on the product surface Echo signals are received again after a distance-dependent transit time. It becomes one of the echo amplitudes as a function of the term representing Echo function formed. Each value of this echo function corresponds the amplitude of a reflected at a certain distance from the level gauge Echoes.

Aus der Echofunktion wird ein Nutzecho bestimmt, das wahrscheinlich der Reflexion eines Sendesignals an der Füllgutoberfläche entspricht. Dabei wird in der Regel angenommen, dass das Nutzecho, eine größere Amplitude aufweist, als die übrigen Echos. Aus der Laufzeit des Nutzechos ergibt sich bei einer festen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Sendesignale unmittelbar der Abstand zwischen der Füllgutobertläche und dem Füllstandsmessgerät.Out The echo function determines a useful echo, which is likely the reflection of a transmission signal corresponds to the Füllgutoberfläche. It will usually assumed that the useful echo, a larger amplitude has, as the other echoes. From the term of the useful echo results at a fixed propagation speed the transmission signals directly the distance between the Füllgutobertläche and the level gauge.

Damit das Nutzecho erkannt und daraus der zugehörige Füllstand abgeleitet werden kann, benötigt das Füllstandsmessgerät einige Informationen. Bei der Bestimmung des Füllstandes ist z. B. eine Einbauhöhe des Füllstandsmessgeräts im Behälter zu berücksichtigen.In order to recognized the useful echo and from this the associated level can be derived, needed the level gauge some Information. When determining the level is z. B. an installation height of the level gauge in the container consider.

Daneben können auch Angaben über Materialeigenschaften des Füllguts von Bedeutung sein. Bei der Füllstandsmessung mittels Mikrowellen oder mittels kurzer elektromagnetischer Impulse ist eine solche Materialeigenschaft z. B. eine Dielektrizitätskonstante des Füllguts. Wie gut das Füllgut Mikrowellen reflektiert, bzw. wie groß ein Anteil der reflektierten Signale ist, hängt von der Dielektrizitätskonstanten des Füllguts ab. Entsprechend kann anhand der Dielektrizitätskonstanten eine Abschätzung einer zu erwartenden Amplitude des Nutzechos vorgenommen werden, die die Findung des richtigen Nutzechos erleichtert.Besides can also information about Material properties of the product be significant. In level measurement by means of microwaves or by means of short electromagnetic pulses is such a material property z. B. a dielectric constant of the contents. How good is the filling Microwave reflected, or how much a portion of the reflected Signals is, hangs from the dielectric constant of the contents from. Accordingly, on the basis of the dielectric constant, an estimate of a expected amplitude of the useful echo, which are the Finding the right useful echo easier.

Bei herkömmlichen Füllstandsmessgeräten wird daher nach einer Installation des Füllstandsmessgeräts eine Inbetriebnahme vorgenommen, bei der dem Füllstandsmessgerät unter anderem alle für die jeweilige Anwendung relevanten Parameter zugänglich gemacht werden. Die Parameter werden als Parametersatz abgelegt und stehen nach der Inbetriebnahme zur Verfügung.at usual Level gauges is therefore after installation of the level gauge a Commissioning made when the level gauge under all for the others respective application relevant parameters. The Parameters are stored as a parameter set and stand after the Commissioning available.

Nach der Inbetriebnahme arbeitet das Füllstandsmessgerät dann unter zu Hilfenahme des Parametersatzes eigenständig.To When commissioning, the level gauge then works under with the help of the parameter set independently.

Je nach Messgerät und Anwendung kann dabei eine Fülle von verschiedenen Parametern erforderlich sein, wie z. B. ein aktueller Füllstand bei der Inbetriebnahme. Zu den Parametern zählen auch Angaben über die Geometrie des verwendeten Behälters, eine Leerdistanz, bei der das Füllstandsmessgerät erkennen soll, dass ein mit dem Füllgut gefüllter Behälter leer ist, und eine Füllstandsobergrenze, bei der das Füllstandsmessgerät erkennen soll, dass der Behälter voll ist. Hinzu kommt eine in der Regel anwendungs-abhängige messgerät-spezifische Blockdistanz, innerhalb derer keine Füllstandsmessung möglich ist, ein Untergrundsignal, das bei der Messung auszublenden ist, sowie Materialeigenschaften des Füllguts, wie z. B. dessen Dielektrizitätskonstante. Auch Auswahlvorschriften zur Bestimmung des Nutzechos spielen eine wichtige Rolle. Diese Auswahlvorschriften werden in der Industrie häufig als Erstechofaktor bezeichnet. Solche Auswahlvorschriften können je nach Anwendung vorgeben, dass dasjenige Echo mit der kürzesten Laufzeit als Nutzecho auszuwählen ist, dass dasjenige Echo mit der größten Amplitude als Nutzecho auszuwählen ist, oder dass das Nutzecho anhand einer Gewichtungsfunktion ausgewählt wird, die die Laufzeiten und die Amplituden der Echos berücksichtigt.ever according to measuring device And application can be a wealth be required by various parameters, such. B. a current level during commissioning. The parameters also include information about the Geometry of the used container, an empty distance at which the level gauge detect is intended that a container filled with the contents empty container is, and a fill level cap, at which the level gauge should recognize that the container is full. In addition, there is a generally application-dependent measuring device-specific Block distance, within which no level measurement is possible, a background signal which is to be blanked during the measurement, as well as Material properties of the product, such as B. its dielectric constant. Selection rules for determining the useful echo also play a role important role. These selection rules are used in the industry often referred to as Erstechofaktor. Such selection rules can ever after application pretend that the echo with the shortest Select runtime as true echo is that echo with the largest amplitude as useful echo select or that the useful echo is selected on the basis of a weighting function, which takes into account the transit times and the amplitudes of the echoes.

Dies führt dazu, dass die Inbetriebnahme in der Regel sehr umfangreich und kompliziert ist. Fehler bei der Inbetriebnahme können zu gravierenden Messfehlern führen. Hinzu kommt, dass jeder Messgeräthersteller vom Anwender andere Parametervorgaben erwartet. Die Inbetriebnahme ist daher sehr zeitaufwendig und kann nur von besonders geschultem Fachpersonal vorgenommen werden.This leads to, that commissioning is usually very extensive and complicated is. Faults during commissioning can lead to serious measuring errors to lead. In addition, every meter manufacturer the user expects different parameter specifications. Commissioning is therefore very time consuming and can only by specially trained Qualified personnel are made.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Füllstandsmessgerät und ein Verfahren zu dessen Inbetriebnahme anzugeben, bei dem die Inbetriebnahme auf einfache Weise vornehmbar ist.It An object of the invention is a level gauge and a Specify method for its commissioning, in which the commissioning on simple way is vornehmbar.

Dies erreicht die Erfindung durch ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräts, bei dem

– ein Anwender einen Mindestsatz an Parametern vorgibt,
– das Füllstandsmessgerät eine Referenzmessung durchführt, – bei der ein Sendesignal in Richtung eines Füllgutes gesendet und dessen Referenzechosignal aufgenommen wird, und
– das Füllstandsmessgerät anhand der vorgegebenen Parameter und der Referenzmessung Zusatzparameter ableitet.

The invention achieves this through a method for starting up a level measuring device operating according to the transit time principle, in which

A user specifies a minimum set of parameters,
- The level gauge a Referenzmes in which a transmission signal is sent in the direction of a filling material and its reference echo signal is recorded, and
- Derives the level gauge based on the specified parameters and the reference measurement additional parameters.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Mindestsatz an Parametern einen aktuellen Füllstand.According to one Embodiment, the minimum set of parameters includes a current Level.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird anhand einer Amplitude des Referenzechosignals in einem Bereich zwischen dem Füllstandsmessgerät und dem aktuellen Füllstand ein Untergrundsignal abgeleitet.According to one Further development of the method is based on an amplitude of the reference echo signal in an area between the level gauge and the current level derived a background signal.

Gemäß einer Weiterbildung der letztgenannten Weiterbildung wird die Ableitung des Untergrundsignals zu einem Zeitpunkt durchgeführt oder wiederholt, bei dem der Füllstand einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet.According to one Continuing the latter training becomes the derivative of the background signal performed at a time or repeated, at which the level falls below a predetermined minimum value.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird anhand einer Amplitude des Referenzechosignals in einem Nahbereich des Füllstandsmessgeräts eine Blockdistanz bestimmt, innerhalb derer die Amplitude einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Der Bereich der Blockdistanz wird bei nachfolgenden Füllstandsmessungen ausgenommen.According to one Further development is based on an amplitude of the reference echo signal in a near range of the level gauge a blocking distance determines within which the amplitude exceeds a predetermined threshold. The range of the block distance becomes at subsequent level measurements except.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung leitet das Füllstandsmessgerät bei der Inbetriebnahme Auswahlvorschriften zur Bestimmung eines Nutzechos ab.According to one Further development leads the level gauge in the Commissioning Selection rules for determining a useful echo from.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung des Verfahrens wird bei der Referenzmessung ein Sendesignal in Richtung eines Füllgutes gesendet und dessen Referenzechosignal aufgenommen. Anhand des Referenzechosignals wird ein von einer Reflektion an der Füllgutoberfläche stammendes Echo bestimmt und anhand einer Amplitude dieses Echos und dessen Laufzeit oder dessen Entfernung vom Füllstandsmessgerät eine Dielektrzitätskonstante des Füllgutes abgeschätzt.According to one Further development of the method is in the reference measurement sent a transmission signal in the direction of a filling and its Reference echo signal recorded. Based on the reference echo signal is determines an echo originating from a reflection on the product surface and based on an amplitude of this echo and its duration or its distance from the level gauge a dielectric constant of filling material estimated.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird anhand des Referenzechosignals ein von einem in einem einer Leerdistanz entsprechenden Entfernung vom Füllstandsmessgerät befindlichen Reflektor stammendes Leerecho bestimmt, und anhand des Leerechos, des aktuellen Füllstands und der Dielektrizitätskonstanten des Füllguts eine Leerdistanz abgeleitet.According to one Further development is based on the reference echo signal of one at a distance corresponding to an empty distance from the level gauge Reflector-derived void echo determines, and from the empty echo, the current level and the dielectric constant of the contents derived an empty distance.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist das Füllstandsmessgerät ein mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät, das mit einer Antenne aus einer vorgegebenen Auswahl verschiedener Antennentypen ausgestattet ist. Bei der Referenzmessung wird ein Sendesignal in Richtung eines Füllgutes gesendet, dessen Referenzechosignal aufgenommen, und anhand des Referenzechosignals ein Maß für eine empfangene Mikrowellenleistung abgeleitet. Anhand des Maßes für die empfangene Mikrowellenleistung wird der Antennentyp abgeleitet.According to one Another development is the level gauge with a Microwave operating level gauge, with an antenna from a given selection of different types of antennas Is provided. In the reference measurement, a transmission signal is in Direction of a filling whose reference echo signal was recorded, and based on the Reference echo signal a measure of a received Derived microwave power. Based on the measure of the received microwave power the antenna type is derived.

Gemäß einer Weiterbildung zeigt das Füllstandsmessgerät dem Anwender mindestens einen der Zusatzparameter an. Der Anwender bestätigt die angezeigten Zusatzparameter oder ersetzt sie durch eigene Angaben.According to one Further training shows the level gauge to the user at least one of the additional parameters. The user confirms the displayed Additional parameters or replace them with your own information.

Weiter besteht die Erfindung in einem Füllstandsmessgerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das eine Parametriereinheit aufweist, über die der Mindestsatz der Parameter vorgebbar ist.Further the invention consists in a level gauge for performing the inventive method, which has a parameterization unit, via which the minimum rate of Parameter can be specified.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist die Parametriereinheit im Füllstandsmessgerät integriert.According to one In the first embodiment, the parameterization unit is integrated in the level gauge.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung umfasst die Parametriereinheit ein auf einem externen Computer installiertes Softwaremodul und der externe Computer ist über eine Kommunikationsschnittstelle mit dem Füllstandsmessgerät verbunden.According to one In the second embodiment, the parameterization unit comprises one on one external computer installed software module and the external computer is over a communication interface connected to the level gauge.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Parametriereinheit eine Eingabevorrichtung und eine Anzeige auf.According to one In another embodiment, the parameterization unit has an input device and an ad.

Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen fünf Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The Invention and further advantages will now be described with reference to the figures of Drawing in which five embodiments are shown, closer explains; the same elements are denoted by the same reference numerals in the figures Mistake.

1 zeigt eine Anordnung zur Füllstandsmessung mit einem mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgerät; 1 shows a device for level measurement with a microwave level gauge;

2 zeigt eine Anordnung zur Füllstandsmessung mit einem mit Ultraschall arbeitenden Füllstandsmessgerät; 2 shows an arrangement for level measurement with an ultrasonic level gauge working;

3 zeigt eine Anordnung zur Füllstandsmessung mit einem mit elektromagnetischen Impulsen arbeitenden Füllstandsmessgerät; 3 shows a device for level measurement with a working with electromagnetic pulses level gauge;

4 zeigt einen Amplitudenverlauf eines Referenzechosignals eines mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgeräts als Funktion der Laufzeit; 4 shows an amplitude curve of a reference echo signal of a microwave level gauge as a function of the transit time;

5 zeigt einen Amplitudenverlauf eines Referenzechosignals eines mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgeräts als Funktion der Laufzeit, bei dem das Nutzecho dasjenige Echo mit der größten Amplitude ist; 5 shows an amplitude curve of a reference echo signal of a work with microwaves the level gauge as a function of transit time, wherein the useful echo is the one with the largest amplitude;

6 zeigt einen Amplitudenverlauf eines Referenzechosignals eines mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgeräts als Funktion der Laufzeit, bei der das Nutzecho dasjenige Echo mit der kürzesten Laufzeit ist; 6 shows an amplitude curve of a reference echo signal of a microwave level gauge as a function of time, in which the useful echo is the echo with the shortest time;

7 zeigt einen Amplitudenverlauf eines Referenzechosignals eines mit Ultraschall arbeitenden Füllstandsmessgeräts als Funktion der Laufzeit; 7 shows an amplitude curve of a reference echo signal of an ultrasonic level gauge working as a function of the transit time;

8 zeigt einen Amplitudenverlauf eines Referenzechosignals eines mit kurzen elektromagnetischen Impulsen arbeitenden Füllstandsmessgeräts als Funktion der Laufzeit; 8th shows an amplitude characteristic of a reference echo signal of a filling level measuring device operating with short electromagnetic pulses as a function of the transit time;

9 zeigt ein Füllstandsmessgerät mit einer integrierten Parametriereinheit; und 9 shows a level gauge with an integrated parameterization unit; and

10 zeigt ist ein Füllstandsmessgerät mit einer externen Parametriereinheit. 10 shows is a level gauge with an external parameterization.

1 zeigt eine Anordnung zur Füllstandsmessung mit einem mit einem Füllgut 1 gefüllten Behälter 3 auf dem ein nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät 5 angeordnet ist. Bei dem Füllstandsmessgerät 5 handelt es sich in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um ein mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät, das eine Antenne 7 zum Senden- und/oder Empfangen von Mikrowellen aufweist. 1 shows an arrangement for level measurement with a with a medium 1 filled containers 3 on the one after the running time principle working level gauge 5 is arranged. In the level gauge 5 is it in the in 1 illustrated embodiment to a working with microwaves level gauge, the antenna 7 for transmitting and / or receiving microwaves.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgeräts 5 erläutert. Sie ist jedoch nicht auf mit Mikrowellen arbeitende Füllstandsmessgeräte beschränkt, sondern vielmehr auch bei anderen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten einsetzbar. 2 zeigt hierzu als Beispiel eine Anordnung mit einem mit Ultraschall arbeitenden Füllstandsmessgerät 9 und 3 eine mit einem mit kurzen elektromagnetischen Impulsen arbeitenden Füllstandsmessgerät 11.The invention will be described below with reference to the microwave level gauge 5 explained. However, it is not limited to working with microwaves level measuring devices, but rather also used in other operating according to the transit time level gauges. 2 shows an example of an arrangement with a working with ultrasonic level gauge 9 and 3 one with a short electromagnetic pulses working level gauge 11 ,

Nach dem Laufzeitprinzip arbeitende Füllstandsmessgeräte 5, 9, 11 senden im Betrieb Sendesignale in Richtung des Füllguts 1 und es werden deren Echosignale nach einer abstands-abhängigen Laufzeit wieder empfangen. Es wird wie bereits eingangs beschrieben anhand des Echosignals ein aktueller Füllstand 13 bestimmt.Level measuring devices working according to the transit time principle 5 . 9 . 11 send transmit signals in the direction of the medium during operation 1 and their echo signals are received again after a distance-dependent transit time. It is as already described above based on the echo signal, a current level 13 certainly.

Zur Bestimmung des Füllstandes 13 benötigt das Füllstandsmessgerät 5 einige Parameter. Diese Parameter müssen zur Messung im Füllstandsmessgerät 5, 9, 11 vorliegen. Hierzu wird eine Inbetriebnahme vorgenommen.To determine the level 13 requires the level gauge 5 some parameters. These parameters must be measured in the level gauge 5 . 9 . 11 available. For this purpose, a commissioning is made.

Inbetriebnahmen von herkömmlichen Füllstandsmessgeräte sind in der Regel sehr aufwendig, zeitintensiv und können nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden, da eine Vielzahl unterschiedlicher Parameter übertragen und zum Teil sehr komplizierte Sachverhalte, wie z. B. Untergrundsignale oder Störgrößen, erfasst und berücksichtigt werden müssen.commissioning from conventional Level gauges are usually very complex, time-consuming and can only be carried out by trained specialist staff, because a variety of different parameters transmitted and sometimes very complicated issues, such. As background signals or disturbances detected and be taken into account have to.

Demgegenüber ist hier ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Inbetriebnahme eines nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräts 5, 9, 11 beschrieben, das auf sehr einfache und schnelle Weise durchführbar ist. Dies ist nachfolgend anhand des Füllstandsmessgeräts 5 erläutert.In contrast, here is a method according to the invention for the commissioning of a running on the transit time principle level gauge 5 . 9 . 11 described, which is feasible in a very simple and fast way. This is below based on the level gauge 5 explained.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gibt ein Anwender lediglich einen Mindestsatz an Parametern vor. Diese Parameter werden vorzugsweise vom Füllstandsmessgerät 5 abgefragt und vom Anwender eingegeben.In the method according to the invention, a user merely specifies a minimum set of parameters. These parameters are preferably from the level gauge 5 queried and entered by the user.

Darüber hinaus sind im Füllstandsmessgerät 5 Standardparameter in einem Speicher 14 abgelegt. Standardparameter sind universell gültige Parameter, die unabhängig von der jeweiligen Anwendung sind, in der das Füllstandsmessgerät 5 eingesetzt werden soll. Zu diesen Standardparametern zählt insb. eine Ausbreitungsgeschwindigkeit der Sendesignale S im freien Raum.In addition, in the level gauge 5 Default parameters in a memory 14 stored. Standard parameters are universally valid parameters that are independent of the particular application in which the level gauge 5 should be used. In particular, one of these standard parameters is a propagation speed of the transmission signals S in free space.

Anschließend führt das Füllstandsmessgerät 5 selbstständig eine Referenzmessung durch. Dabei wird ein Sendesignal S in Richtung des Füllgutes 1 gesendet und dessen Referenzechosignal R aufgenommen. Das Füllstandsmessgerät 5 leitet anhand der vorgegebenen Parameter, der Standardparameter und der Referenzmessung Zusatzparameter ab.Then the level gauge leads 5 independently a reference measurement. In this case, a transmission signal S in the direction of the contents 1 sent and its reference echo signal R recorded. The level gauge 5 derives additional parameters based on the given parameters, the default parameters and the reference measurement.

Der Mindestsatz an Parametern umfasst vorzugsweise den aktuellen Füllstand L. Anhand der Referenzmessung lässt sich, wie bei herkömmlichen Füllstandsmessungen auch, ein Abstand D zwischen dem Füllstandsmessgerät 5 und der Füllgutoberfläche bestimmen. Hierzu wird z. B. eine Echofunktion des Referenzechosignals R abgeleitet, die eine Amplitude des Referenzechosignals R als Funktion von dessen Laufzeit t wiedergibt.The minimum set of parameters preferably includes the current level L. On the basis of the reference measurement can, as in conventional level measurements also, a distance D between the level gauge 5 and determine the product surface. For this purpose, z. B. an echo function of the reference echo signal R, which reproduces an amplitude of the reference echo signal R as a function of its transit time t.

4 zeigt exemplarisch ein Beispiel für einen Amplitudenverlauf A(t) eines Referenzechosignals R des mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgeräts 5 als Funktion von dessen Laufzeit t. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit v von Mikrowellen im freien Raum ist bekannt und liegt im Füllstandsmessgerät 5 vorzugsweise als Standardparameter vor. Mittels der Ausbreitungsgeschwindigkeit v lässt sich jede Laufzeit t eine entsprechende Entfernung d(t) vom Füllstandsmessgerät 5 umrechnen. 4 shows an example of an amplitude curve A (t) of a reference echo signal R of the microwave level gauge 5 as a function of its running time t. The propagation velocity v of microwaves in free space is known and lies in the level gauge 5 preferably as a standard parameter. By means of the propagation velocity v, each transit time t can be a corresponding distance d (t) from the level gauge 5 convert.

Die Amplitude A weist in einem Nahbereich I, d.h. in einem Bereich kurzer Laufzeiten t, einen steil abfallenden Verlauf auf. In diesem Bereich liegen Komponenten des Referenzechosignals R, die z. B. auf Reflektionen im Bereich einer Mikrowellenerzeugungseinheit, im Bereich einer Einkopplung der Sendesignale in die Antenne 7 und durch Reflektionen innerhalb der Antenne 7 selbst zurückzuführen sind. Daran schließt sich ein Bereich II an, indem die Amplitude einen nahezu konstanten niedrigen Wert aufweist, der auf ein Untergrundsignal, z. B. ein Rauschen oder Streureflektionen, zurückzuführen ist. Auf diesen Bereich folgt ein Bereich III, in dem ein auf eine Reflektion an der Füllgutoberfläche 13 zurückzuführendes ausgeprägtes Echo E liegt. Aus der Laufzeit t_E eines Maximums des Echos E wird anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mikrowellen im freien Raum ein Abstand D zwischen dem Füllstandsmessgerät 5 und der Füllgutobertläche 13 berechnet.The amplitude A has in a short range I, ie in a range of short maturities t, a steeply sloping course. In this area are components of the reference echo signal R z. B. reflections in the range of a microwave generating unit, in the region of a coupling of the transmission signals in the antenna 7 and by reflections within the antenna 7 are attributable to themselves. This is followed by a region II, in that the amplitude has a nearly constant low value, which depends on a background signal, for. As a noise or scattering lessons, is due. This area is followed by an area III, in which a reflection on the product surface 13 pronounced echo E is due. From the transit time t _{E of} a maximum of the echo E is based on the propagation velocity of the microwaves in free space, a distance D between the level gauge 5 and the Füllgutobertläche 13 calculated.

Dieser Abstand D entspricht dem aktuellen Füllstand L, der bei der Inbetriebnahme vorliegt. Aus diesem Abstand D und dem aktuellen Füllstand L ergibt sich unmittelbar eine Einbauhöhe N des Füllstandsmessgeräts 5 auf dem Behälter 3. Sie ist gleich der Summe des aktuellen Füllstands L und des Abstandes D. H = L + D This distance D corresponds to the current level L, which is present during commissioning. From this distance D and the current level L results directly installation height N of the level gauge 5 on the container 3 , It is equal to the sum of the current level L and the distance D. H = L + D

Die Einbauhöhe N stellt einen wichtigen Zusatzparameter dar, den das Füllstandsmessgerät 5, wie beschrieben, eigenständig ableitet. Die Einbauhöhe H muss vom Anwender weder bestimmt und noch eingegeben werden. Eventuell hiermit verbundenen Fehlerquellen, z. B. Messfehler bei der Bestimmung der Einbauhöhe H, Eingabefehler oder Fehler, die darauf zurückzuführen sind, dass das Füllstandsmessgerät 5 und der Anwender unterschiedliche Anfangs- und Endpunkte bei der Bestimmung der Einbauhöhe H zugrunde legen sind dadurch ausgeschlossen.The installation height N represents an important additional parameter that the level gauge 5 , as described, derived independently. The installation height H does not have to be determined or entered by the user. Eventually associated error sources, such. B. measurement errors in determining the installation height H, input errors or errors that are due to the fact that the level gauge 5 and the user is based on different starting and end points in determining the installation height H are excluded.

Bereits im Anschluss an diesen Verfahrensschritt kann mit der Füllstandsmessung begonnen werden. Das Füllstandsmessgerät 5 ist bereits jetzt in der Lage anhand der Einbauhöhe H aus der Laufzeit t eines an der Füllgutoberfläche 13 reflektierten Echos E den Füllstand L zu bestimmen. Dabei wird anhand der Laufzeit t des Echos E und der Ausbreitungsgeschwindigkeit die Entfernung d der Füllgutoberfläche 13 vom Füllstandsmessgerät 5 bestimmt. Der Füllstand L ist dann gleich einer Differenz von Einbauhöhe H und Entfernung d: L = N – dworin

L: der aktuelle gemessene Füllstand,
H: die zuvor abgeleitete Einbauhöhe, und
d: die anhand der Laufzeit t des Nutzechos abgeleitete Entfernung zwischen Füllstandsmessgerät 5 und Füllgutoberfläche 13 bedeuten.

Already after this process step, the level measurement can be started. The level gauge 5 is already able by means of the installation height H from the transit time t a at the product surface 13 reflected echo E to determine the level L. In this case, the distance d of the product surface is determined by the transit time t of the echo E and the propagation speed 13 from the level gauge 5 certainly. The level L is then equal to a difference of installation height H and distance d: L = N - d wherein

L: the current measured level,
H: the previously derived installation height, and
d: the distance between the level gauge derived from the transit time t of the useful echo 5 and product surface 13 mean.

Zusätzlich werden bei der Inbetriebnahme vorzugsweise automatisch Maßnahmen zur Verbesserung der Messgenauigkeit und der Messsicherheit vorgenommen.In addition will be during commissioning preferably automatically measures to improve the measuring accuracy and the measuring reliability.

Vorzugsweise wird hierzu anhand einer Amplitude des Referenzechosignals R in einem Bereich zwischen dem Füllstandsmessgerät 5 und dem aktuellen Füllstand L ein Untergrund abgeleitet. Dies geschieht vorzugsweise indem die Amplitude A der Echofunktion des Referenzechosignals R in den Bereichen I und II aufgezeichnet und abgespeichert wird. Bei nachfolgenden Füllstandsmessungen wird dieser Untergrund berücksichtigt, indem nur solche Echos als Echos erkannt und zur Füllstandsmessungen herangezogen werden, deren Amplitude größer als die entsprechende Amplitude des Untergrunds in diesen Bereichen I, II ist.Preferably, for this purpose, based on an amplitude of the reference echo signal R in a region between the level gauge 5 and the current level L derived a background. This is preferably done by recording and storing the amplitude A of the echo function of the reference echo signal R in the regions I and II. In the case of subsequent fill level measurements, this background is taken into account by recognizing only such echoes as echoes and using them for fill level measurements whose amplitude is greater than the corresponding amplitude of the subsurface in these areas I, II.

Der Bereich, indem der Untergrund abgeleitet wird, ist natürlich umso größer, je niedriger der Füllstand L ist, bei dem das Untergrundsignal abgeleitet wird. Es wird die Ableitung des Untergrundsignals daher vorzugsweise zu einem Zeitpunkt durchgeführt, bei dem der Füllstand einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet. Liegt der aktuelle Füllstand L bei der Inbetriebnahme oberhalb des vorgegebenen Mindestwerts, so kann die Ableitung auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden, an dem der Füllstand L den Mindestwert unterschreitet. Alternativ kann die Ableitung auch zu diesem späteren Zeitpunkt wiederholt werden.Of the Range, by the background is derived, of course, all the more bigger, ever lower the level L is where the background signal is derived. It will be the Derivation of the background signal therefore preferably at a time carried out, at which the level falls below a predetermined minimum value. Is the current level L at start-up above the specified minimum value, so the derivation can be postponed to a later date at which the level L falls below the minimum value. Alternatively, the derivative also at this later time be repeated.

Vorzugsweise bestimmt das Füllstandsmessgerät 5 bei der Inbetriebnahme selbsttätig eine Blockdistanz B. Die Blockdistanz B ist eine Entfernung im Nahbereich des Füllstandsmessgeräts 5, innerhalb derer eine Füllstandsmessung nicht möglich ist. Die Blockdistanz B ist eine Folge von Störsignalen, z. B. von Reflektionen im Bereich der Einkopplung der Sendesignale in die Antenne 7, innerhalb der Antenne 7 und beim Übergang in den Behälter 3 im Bereich der Antenne 7. Zusätzlich kann die Blockdistanz B auch von der Einbausituation des Füllstandsmessgeräts 5 abhängen und ist deshalb nicht im Voraus bestimmbar.Preferably, the level gauge determines 5 during start-up automatically a blocking distance B. The blocking distance B is a distance in the vicinity of the level gauge 5 , within which a level measurement is not possible. The blocking distance B is a sequence of interfering signals, e.g. As reflections in the field of coupling of the transmission signals in the antenna 7 , inside the antenna 7 and at the transition to the container 3 in the area of the antenna 7 , In addition, the blocking distance B can also depend on the installation situation of the level gauge 5 and therefore can not be determined in advance.

Die Blockdistanz B wird vorzugsweise anhand einer Amplitude des Referenzechosignals R, bzw. dessen Echofunktion, in einem Nahbereich des Füllstandsmessgeräts 5 bestimmt. Hierzu wird ein Bereich bestimmt, in dem die Amplitude einen vorgegebenen Schwellwert S überschreitet. Dieser Bereich entspricht dem Bereich I in 4. Das Füllstandsmessgerät 5 bestimmt die Blockdistanz B eigenständig und legt sie in dem Speicher 14 ab. Der Bereich der Blockdistanz B wird bei nachfolgenden Füllstandsmessungen ausgenommen. Alternativ kann im Bereich der Blockdistanz B eine Schwellenamplitude als Funktion der Laufzeit abgeleitet werden. Echos im Bereich der Blockdistanz B werden bei nachfolgenden Füllstandsmessungen entsprechend nur dann als solche erkannt, wenn deren Amplitude die Schwellenamplitude überschreitet. Die Schwellenamplitude kann beispielsweise gleich der Amplitude des Untergrundsignals im Bereich der Blockdistanz B gesetzt werden. Alternativ kann anhand des Untergrundsignals im Bereich der Blockdistanz eine Funktion abgeleitet werden, die den prinzipiellen Verlauf der Amplitude in diesem Bereich wiedergibt. Hierzu eignet sich z. B. eine in 4 dargestellte Gerade G, die an eine Steigung des Untergrundsignals angepasst ist, und deren Amplitude am Ende der Blockdistanz B gleich dem Schwellwert S ist.The block distance B is preferably based on an amplitude of the reference echo signal R, or its echo function, in a near range of the level gauge 5 certainly. For this purpose, a region is determined in which the amplitude exceeds a predetermined threshold value S. This area corresponds to the area I in 4 , The filling contents gauge 5 independently determines the block distance B and places it in the memory 14 from. The area of the block distance B is excluded for subsequent level measurements. Alternatively, in the area of the block distance B, a threshold amplitude can be derived as a function of the transit time. Echoes in the area of the block distance B are correspondingly detected in subsequent level measurements only if their amplitude exceeds the threshold amplitude. The threshold amplitude can be set, for example, equal to the amplitude of the background signal in the area of the block distance B. Alternatively, based on the background signal in the area of the block distance, a function can be derived which reproduces the basic profile of the amplitude in this area. This is z. B. an in 4 shown straight line G, which is adapted to a slope of the background signal, and whose amplitude at the end of the blocking distance B is equal to the threshold value S.

Weiter leitet das Füllstandsmessgerät 5 bei der Inbetriebnahme soweit möglich Auswahlvorschriften zur Bestimmung eines Nutzechos ab. Das Nutzecho bezeichnet dasjenige Echo, das auf eine Reflektion an der Füllgutoberfläche 13 zurückzuführen ist. Solche Auswahlvorschriften können je nach Anwendung vorgeben, dass dasjenige Echo mit der kürzesten Laufzeit als Nutzecho auszuwählen ist, dass dasjenige Echo mit der größten Amplitude als Nutzecho auszuwählen ist, oder dass das Nutzecho anhand einer Gewichtungsfunktion ausgewählt wird, die die Laufzeiten und die Amplituden der Echos berücksichtigt. Die Ableitung der Auswahlvorschriften erfolgt vorzugsweise anhand des Amplitudenverlaufs des Referenzechosignals R. Es lassen sich anhand der Referenzmessung markante Fälle unterscheiden. Der einfachste Fall ist in 4 dargestellt. Dort liegt eine Anwendung vor, bei der keine Besonderheiten, wie z. B. markante Störechos, auftreten. Gibt der Anwender den aktuellen Füllstand L zum Zeitpunkt der Referenzmessung vor, so ergibt sich aus dem Amplitudenverlauf unmittelbar, dass das Nutzecho, hier das Echo E, das erste Echo mit der größten Amplitude ist. Entsprechend wird hieraus die Auswahlvorschrift abgeleitet als Nutzecho das erste Echo und/oder das Echo mit der größten Amplitude auszuwählen.Next leads the level gauge 5 When commissioning as far as possible, selection rules for determining a useful echo. The useful echo refers to that echo that is due to a reflection on the product surface 13 is due. Depending on the application, such selection rules may specify that the echo with the shortest transit time is to be selected as the wanted echo, that the echo having the largest amplitude is to be selected as the wanted echo, or that the wanted echo is selected on the basis of a weighting function which determines the transit times and the amplitudes of the echoes considered. The derivation of the selection rules is preferably based on the amplitude curve of the reference echo signal R. It can be distinguished from the reference measurement striking cases. The simplest case is in 4 shown. There is an application in which no special features, such. B. striking false echoes occur. If the user specifies the current fill level L at the time of the reference measurement, it follows directly from the amplitude curve that the useful echo, here the echo E, is the first echo with the greatest amplitude. Accordingly, the selection rule is derived from this as the useful echo to select the first echo and / or the echo having the largest amplitude.

Befindet sich in dem Behälter 3 ein Füllgut 1 mit geringer Reflektivität, so kann ein von einem Reflektor mit höherer Reflektivität stammendes Echo eine Amplitude aufweisen, die größer als die des Nutzechos ist. Entsprechend würde in diesem Fall die Auswahlvorschrift abgeleitet als Nutzecho das erste Echo auszuwählen.Located in the container 3 a product 1 With a low reflectivity, an echo originating from a reflector with a higher reflectivity can have an amplitude that is greater than that of the useful echo. Accordingly, in this case, the selection rule would be derived as the useful echo to select the first echo.

5 zeigt einen möglichen Amplitudenverlauf des Referenzechosignals der auftritt, wenn im Behälter 3 ein Mikrowellen reflektierender Störer angeordnet ist. Die Reflektion am Störer erzeugt ein Störecho ST. Hier ergibt sich aus dem vorgegebenen Füllstand L und dem Amplitudenverlauf des Referenzechosignals R, dass das Nutzecho eine größere Amplitude aufweist, als das Störecho ST. Entsprechend lässt sich in diesem Fall die Auswahlvorschrift ableiten als Nutzecho das Echo mit der größten Amplitude auszuwählen. Zusätzlich kann die Amplitude des Störechos ST bestimmt werden und als weitere Auswahlvorschrift vorgegeben werden, dass als Nutzecho nur solche Echos in Frage kommen, deren Amplitude die Amplitude des Störers um ein vorgegebenes Maß übersteigen. Als Maß kann hier wahlweise eine konstante Größe oder eine laufzeit-abhängige Gewichtungsfunktion vorgegeben werden. 5 shows a possible amplitude variation of the reference echo signal which occurs when in the container 3 a microwave reflecting interferer is arranged. The reflection on the interferer generates a false echo ST. Here, it results from the predetermined fill level L and the amplitude profile of the reference echo signal R that the useful echo has a greater amplitude than the false echo ST. Accordingly, the selection rule can be derived in this case as the useful echo to select the echo with the largest amplitude. In addition, the amplitude of the false echo ST can be determined and specified as a further selection rule, that only echoes come into question as useful echo whose amplitude exceeds the amplitude of the interferer by a predetermined amount. As a measure here either a constant size or a term-dependent weighting function can be specified.

6 zeigt einen weiteren möglichen Amplitudenverlauf des Referenzechosignals der auftritt, wenn im Behälter 3 ein Mikrowellen reflektierender Störer angeordnet ist, der Mikrowellen besser reflektiert als das Füllgut 1. Hier ergibt sich aus dem vorgegebenen Füllstand L und dem Amplitudenverlauf des Referenzechosignals R, dass das Nutzecho eine kleinere Amplitude aufweist als das Störecho ST. Entsprechend lässt sich in diesem Fall die Auswahlvorschrift ableiten als Nutzecho nicht das Echo mit der größten Amplitude auszuwählen. Als weitere Auswahlvorschrift kann hier vorgegeben werden, dass als Nutzecho nur solche Echos in Frage kommen, deren Amplitude die Amplitude des Störers um ein vorgegebenes Maß unterschreitet. Als Maß kann hier wahlweise eine konstante Größe oder eine laufzeit-abhängige Gewichtungsfunktion vorgegeben werden. 6 shows a further possible amplitude characteristic of the reference echo signal which occurs when in the container 3 a microwave reflecting interferer is arranged which reflects microwaves better than the contents 1 , Here, it results from the predetermined fill level L and the amplitude profile of the reference echo signal R that the useful echo has a smaller amplitude than the false echo ST. Accordingly, in this case, the selection rule can be derived as useful echo not to select the echo with the largest amplitude. As a further selection rule, it can be specified here that only those echoes are considered as useful echo whose amplitude falls below the amplitude of the interferer by a predetermined amount. As a measure here either a constant size or a term-dependent weighting function can be specified.

Zusätzlich kann das Füllstandsmessgerät 5 bei der Inbetriebnahme selbsttätig Materialeigenschaften des Füllgutes 1 bestimmen. Dies geschieht vorzugsweise ebenfalls anhand der Referenzmessung, bei der ein Sendesignal S in Richtung eines Füllgutes 1 gesendet und dessen Referenzechosignal R aufgenommen wird. Anhand des Referenzechosignals R wird, wie bereits oben erläutert, das von einer Reflektion an der Füllgutoberfläche 13 stammendes Echo E bestimmt. Die Amplitude A(t_E) des Maximums des Echos E ist unter anderem eine Funktion der Sendeleistung, der Entfernung D der Füllgutoberfläche 13 vom Füllstandsmessgerät 5 und der Dielektrizitätskonstanten ε des Füllguts 1. Anstelle der Entfernung D kann selbstverständlich auch die Laufzeit t_E des Maximums herangezogen werden. Beide Größen lassen sich mittels der Ausbreitungsgeschwindigkeit v ineinander umrechnen. Die Mikrowellen erfahren eine entfernungs-abhängige Dämpfung. Der Anteil der Sendesignale S, der an der Füllgutoberfläche 13 reflektiert wird, ist abhängig von einer Reflektivität des Füllguts 1. Die Reflektivität ist abhängig von der Dielektrizitätskonstanten ε. Da diese Abhängigkeiten universell gelten, kann diese Information im Füllstandsmessgerät 5 in Form von Standardparametern abgelegt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Tabelle oder eine Umrechnungsvorschrift vorgesehen sein, anhand derer der Amplitude A(t_E) des Echos E und dessen Laufzeit t_E oder dessen Entfernung D vom Füllstandsmessgerät 5 eine Dielektrzitätskonstante ε des Füllgutes 1 zugeordnet ist. Mittels dieser Standardparameter schätzt das Füllstandsmessgerät 5 anhand der Referenzmessung die Dielektrizitätskonstante ε des Füllgutes 1 ab.In addition, the level gauge can 5 during commissioning automatically material properties of the filling material 1 determine. This is preferably also done on the basis of the reference measurement, in which a transmission signal S in the direction of a filling 1 is transmitted and whose reference echo signal R is recorded. On the basis of the reference echo signal R, as already explained above, that of a reflection on the product surface 13 originating echo E determined. The amplitude A (t _E ) of the maximum of the echo E is inter alia a function of the transmission power, the distance D of the product surface 13 from the level gauge 5 and the dielectric constant ε of the medium 1 , Instead of the distance D, of course, the duration t _{E of} the maximum can be used. Both quantities can be converted by means of the propagation velocity v into each other. The microwaves experience a range-dependent attenuation. The proportion of the transmission signals S, at the Füllgutoberfläche 13 is reflected, depends on a reflectivity of the medium 1 , The reflectivity is dependent on the dielectric constant ε. Since these dependencies are universal, this In formation in the level gauge 5 stored in the form of standard parameters. For this purpose, for example, a table or a conversion rule can be provided on the basis of which the amplitude A (t _E ) of the echo E and its transit time t _E or its distance D from the level gauge 5 a dielectric constant ε of the filling material 1 assigned. By means of these standard parameters, the level gauge appreciates 5 based on the reference measurement, the dielectric constant ε of the filling 1 from.

Bei Füllgütern 1 mit geringen Dielektrizitätskonstanten ε ist im Referenzechosignal R nicht nur das Füllstandsecho erkennbar. Es werden auch Echos aufgenommen und erkannt, die auf Reflektionen an vom Füllgut 1 bedeckten Reflektoren zurückzuführen sind.For filled goods 1 With low dielectric constant ε, not only the fill level echo is recognizable in the reference echo signal R. Echoes are also recorded and detected, which are based on reflections from the medium 1 covered reflectors are due.

Diese Tatsache kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Inbetriebnahme zur Bestimmung einer Leerdistanz LD verwendet werden. Mit Leerdistanz LD ist hier eine Entfernung vom Füllstandsmessgerät 5 bezeichnet, bei der das Füllstandsmessgerät 5 im Betrieb erkennen soll, dass der Behälter 3 leer ist.This fact can be used in the inventive method for commissioning to determine an empty distance LD. With empty distance LD, this is a distance from the level gauge 5 referred to, in which the level gauge 5 In operation, it should detect that the container 3 is empty.

Hierzu wird anhand des Referenzechosignals R ein von einem Reflektor 15 stammendes Leerecho E_L bestimmt. Der Reflektor 15 befindet sich in einem einer Leerdistanz LD entsprechenden Entfernung vom Füllstandsmessgerät 5. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Reflektor 15 ein Boden des Behälters 3. Das zugehörige Leerecho E_L ist dasjenige Echo der Echofunktion des Referenzechosignals R mit der Laufzeit t_L.For this purpose, one of a reflector is based on the reference echo signal R 15 originating void echo E _L determined. The reflector 15 is located in a distance corresponding to an empty distance LD from the level gauge 5 , At the in 1 illustrated embodiment is the reflector 15 a bottom of the container 3 , The corresponding void echo E _L is that echo of the echo function of the reference echo signal R with the transit time t _L.

Anhand des Leerechos E_L, des Abstands D zwischen dem Füllstandsmessgerät 5 und der Füllgutobertläche 13 und der Dielektrizitätskonstanten ε des Füllguts 1 ist das Füllstandsmessgerät 5 selbsttätig in der Lage die Leerdistanz LD abzuleiten.Based on the empty echo E _L , the distance D between the level gauge 5 and the Füllgutobertläche 13 and the dielectric constant ε of the medium 1 is the level gauge 5 automatically able to derive the empty distance LD.

Dabei gilt für die Laufzeit t_E des Leerechos E_L: tL = 2D/v + 2(LD – D)/ve und somit für die Leerdistanz LD: LD = ½ v vε tL + (v – vε) Dwobei

t_L: die Laufzeit des Leerechos,
D: der Abstand zwischen dem Füllstandsmessgerät und der Füllgutoberfläche,
v: die Ausbreitungsgeschwindigkeit im freien Raum,
LD: die Leerdistanz, und
v_ε: die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Füllgut 1 bedeuten.

The following applies to the transit time t _{E of} the empty echo E _L : t L = 2D / v + 2 (LD - D) / v e and thus for the empty distance LD: LD = ½ v v t L + (v - v ε ) D in which

t _L: the duration of the empty echo,
D: the distance between the level gauge and the product surface,
v: the velocity of propagation in free space,
LD: the empty distance, and
v _ε: the speed of propagation in the medium 1 mean.

Vorzugsweise bestimmt das Füllstandsmessgerät 5 die Ausbreitungsgeschwindigkeit v_ε im Füllgut 1 selbsttätig. Hierzu wird z. B. wie zuvor beschrieben anhand der Referenzmessung die Dielektrizitätskonstante ε des Füllguts 1 bestimmt und die Ausbreitungsgeschwindigkeit v_ε gemäß vε = (ε0εμ) ½ abgeleitet,
wobei

ε₀: die Influenzkonstante
ε: die Dielektrizitätskonstante des Füllguts 1, und
μ: die Induktionskonstante sind.

Preferably, the level gauge determines 5 the propagation velocity v _ε in the medium 1 automatically. For this purpose, z. B. as described above based on the reference measurement, the dielectric constant ε of the medium 1 determined and the propagation velocity v _ε according to v ε = (ε 0 εμ) ½ derived,
in which

ε ₀: the influenza constant
ε: the dielectric constant of the medium 1 , and
μ: the induction constants are.

Die Influenzkonstante ε₀ und die Induktionskonstante μ sind Standardparameter, die im Füllstandsmessgerät 5 abgelegt sind.The influential constant ε ₀ and the induction constant μ are standard parameters that are used in the fill level measuring device 5 are stored.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel stimmen die Leerdistanz LD und die Einbauhöhe H überein. In diesem Fall können beide Verfahren parallel eingesetzt werden. Das Füllstandsmessgerät 5 führt in diesem Fall anhand der beiden Verfahren durch Vergleich der Ergebnisse selbsttätig eine Plausibilitätsprüfung durch.In the illustrated embodiment, the dummy distance LD and the installation height H coincide. In this case, both methods can be used in parallel. The level gauge 5 In this case, by means of the two methods, a plausibility check is carried out automatically by comparing the results.

Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen sich die Einbauhöhe H und die Leerdistanz LD voneinander unterscheiden. Als Reflektoren kommen dann z. B. eigens hierfür vorgesehene Bauelemente oder aber Behältereinbauten, wie z. B. Rührwerke in Betracht. In so einem Fall ist es z. B. möglich die Leerdistanz LD auf die Einbauhöhe des Rührwerks zu beziehen. Das Füllstandsmessgerät 5 meldet dann leer, wenn der Füllstand L auf die Leerdistanz LD fällt. Eine Berechnung der tatsächlich im Behälter 3 enthaltenen Füllgutmenge wird dann anhand der Einbauhöhe H des Füllstandsmessgeräts 5 bestimmt.However, there are also applications in which the installation height H and the empty distance LD differ from each other. As reflectors then z. B. specially provided for this purpose components or container installations, such. B. agitators into consideration. In such a case it is z. B. possible to relate the empty distance LD to the installation height of the agitator. The level gauge 5 then reports empty when the level L falls to the empty distance LD. A calculation of the actual in the container 3 amount of filling material is then based on the installation height H of the level gauge 5 certainly.

Bei mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmessgeräten 5 ist es häufig möglich ein Stammgerät mit einer beliebigen Antenne 7 aus einer vorgegebenen Auswahl verschiedener Antennentypen auszustatten. Die einzelnen Antennentypen unterscheiden sich durch deren Größe. Wird ein vorgegebenes Sendesignal S gesendet und dessen Echosignal empfangen, so hängt die empfangene Mikrowellenleistung von der Größe der Antenne 7 und damit der Auswahl des Antennentyps ab. Anhand dieses Zusammenhangs ist das Füllstandsmessgerät 5 bei der Inbetriebnahme anhand der Referenzmessung selbsttätig in der Lage den angeschlossenen Antennentyp zu erkennen.For microwave level gauges 5 It is often possible a master device with any antenna 7 from a given selection of different types of antennas. The individual antenna types differ in their size. If a predetermined transmission signal S is transmitted and its echo signal is received, then the received microwave power depends on the size of the antenna 7 and thus the selection of the antenna type. Based on this relationship is the level gauge 5 During commissioning, the reference measurement automatically detects the connected antenna type.

Bei der Referenzmessung wird, wie bereits beschrieben, das Sendesignal S in Richtung des Füllgutes 1 gesendet und dessen Referenzechosignal R aufgenommen. Anhand des Referenzechosignals R wird ein Maß für eine empfangene Mikrowellenleistung abgeleitet. Als Maß für die empfangene Mikrowellenleistung eignet sich z. B. ein Intergral über die Amplitude A(t) der Echofunktion des Referenzechosignals R. Anhand des Maßes für die empfangene Mikrowellenleistung lässt sich der ausgewählte Antennentyp zuordnen. Dies geschieht vorzugsweise anhand einer als Standardparameter im Füllstandsmessgerät 5 abgelegten Zuordnungstabelle.In the reference measurement, as already described, the transmission signal S in the direction of the contents 1 sent and its reference echo signal R recorded. On the basis of the reference echo signal R, a measure of a received microwave power is derived. As a measure of the received microwave power is z. B. an integral on the amplitude A (t) of the echo function of the reference echo signal R. On the basis of the measure of the received microwave power can be assigned to the selected type of antenna. This is preferably done using a standard parameter in the level gauge 5 filed allocation table.

Bei dem in 2 dargestellten mit Ultraschall arbeitenden Füllstandsmessgerät 9 kann das erfindungsgemäße Verfahren analog angewendet werden. An die Stelle der Antenne 7 tritt hier ein Ultraschalltransmitter 17, z. B. ein elektromechanischer Wandler, insb. ein piezoelektrisches Element.At the in 2 illustrated with ultrasonic level gauge 9 the process according to the invention can be applied analogously. In place of the antenna 7 here comes an ultrasonic transmitter 17 , z. As an electromechanical transducer, esp. A piezoelectric element.

Auch hier gibt der Anwender bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Inbetriebnahme lediglich einen Mindestsatz an Parametern, vorzugsweise insb. den aktuellen Füllstand L vor. Das Füllstandsmessgerät 9 führt eine Referenzmessung durch, bei der ein Sendesignal S in Richtung eines Füllgutes 1 gesendet und dessen Referenzechosignal R aufgenommen wird. Auch hier wird vorzugsweise eine Echofunktion des Referenzechosignals R gebildet, die die Amplitude A(t) des Referenzechosignals R als Funktion von dessen Laufzeit t wiedergibt. 5 zeigt ein Beispiel für einen Amplitudenverlauf A(t) des Referenzechosignals R als Funktion der Laufzeit t. Die Echofunktion weist auch hier die charakteristischen Bereiche I, II und III auf, deren prinzipieller Verlauf dem der in 4 dargestellten Echofunktion entspricht.Again, the user in the inventive method for commissioning only a minimum set of parameters, preferably esp. The current level L before. The level gauge 9 performs a reference measurement, in which a transmission signal S in the direction of a filling 1 is transmitted and whose reference echo signal R is recorded. Again, an echo function of the reference echo signal R is preferably formed, which reproduces the amplitude A (t) of the reference echo signal R as a function of its transit time t. 5 shows an example of an amplitude characteristic A (t) of the reference echo signal R as a function of the transit time t. Here, too, the echo function has the characteristic regions I, II and III whose principal course corresponds to that in FIG 4 shown echo function corresponds.

Das Füllstandsmessgerät 7 leitet auch hier eigenständig anhand der vorgegebenen Parameter und der Referenzmessung Zusatzparameter ab.The level gauge 7 Here, too, independently derives additional parameters based on the specified parameters and the reference measurement.

Genau wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel bestimmt das Füllstandsmessgerät 9 selbsttätig anhand der Referenzmessung den Abstand D zur Füllgutoberfläche 13 aus dem es in Verbindung mit dem aktuellen Füllstand L die Einbauhöhe H des Füllstandsmessgeräts 9 ableitet.Just as in the previous embodiment, the level gauge determines 9 automatically using the reference measurement the distance D to Füllgutoberfläche 13 from it in conjunction with the current level L, the installation height H of the level gauge 9 derives.

Ebenso sind Untergrund und Blockdistanz B auf analoge Weise anhand der Referenzmessung ableitbar.As well are background and block distance B in an analogous way on the basis of Reference measurement derivable.

Bei mit Ultraschall arbeitenden Füllstandsmessgeräten 9 ist es häufig möglich ein Stammgerät mit Ultraschalltransmittern aus einer vorgegebenen Auswahl verschiedener Ultraschalltransmittertypen auszustatten. Die einzelnen Transmittertypen unterscheiden sich durch deren Sendeleistung. Wird ein vorgegebenes Sendesignal S gesendet und dessen Echosignal empfangen, so hängt die empfangene Ultraschallleistung von der Entfernung des Reflektors und der Sendeleistung und damit der Auswahl des Transmittertyps ab. Anhand dieses Zusammenhangs ist das Füllstandsmessgerät 9 bei der Inbetriebnahme anhand der Referenzmessung selbsttätig in der Lage den angeschlossenen Ultraschalltransmittertyp zu erkennen.Ultrasonic level gauges 9 It is often possible to equip a master unit with ultrasound transmitters from a given selection of different ultrasound transmitter types. The individual types of transmitters differ in their transmission power. If a predetermined transmission signal S is transmitted and its echo signal is received, the received ultrasonic power depends on the distance of the reflector and the transmission power and thus the choice of the transmitter type. Based on this relationship is the level gauge 9 During commissioning based on the reference measurement, it is automatically able to recognize the connected ultrasonic transmitter type.

Bei der Referenzmessung wird, wie bereits beschrieben, das Sendesignal S in Richtung des Füllgutes 1 gesendet und dessen Referenzechosignal R aufgenommen. Anhand des Referenzechosignals R wird ein Maß für eine empfangene Ultraschallleistung abgeleitet. Als Maß für die empfangene Ultraschallleistung eignet sich z. B. ein Intergral über die Amplitude A(t) der Echofunktion des Referenzechosignals R. Anhand des Maßes für die empfangene Ultraschallleistung lässt sich der ausgewählte Ultraschalltransmittertyp zuordnen. Dies geschieht vorzugsweise anhand einer als Standardparameter im Füllstandsmessgerät 9 abgelegten Zuordnungstabelle.In the reference measurement, as already described, the transmission signal S in the direction of the contents 1 sent and its reference echo signal R recorded. Based on the reference echo signal R, a measure of a received ultrasound power is derived. As a measure of the received ultrasound power is z. B. an integral on the amplitude A (t) of the echo function of the reference echo signal R. Based on the measure of the received ultrasound power can be assigned to the selected Ultraschalltransmittertyp. This is preferably done using a standard parameter in the level gauge 9 filed allocation table.

Ebenso lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einem mit kurzen elektromagnetischen Impulsen arbeitenden Füllstandsmessgerät anwenden. Ein Beispiel eines solchen Füllstandsmessgeräts 11 ist in 3 dargestellt. 6 zeigt einen Amplitudenverlauf A(t) als Funktion der Laufzeit eines zugehörigen Referenzechosignals R.Likewise, the method according to the invention can also be applied to a fill level measuring device operating with short electromagnetic pulses. An example of such a level gauge 11 is in 3 shown. 6 shows an amplitude curve A (t) as a function of the transit time of an associated reference echo signal R.

Das Füllstandsmessgerät 11 weist anstelle der Antenne 7 bzw. des Ultraschalltransmitters 17 einen Wellenleiter 19 auf. Als Wellenleiter können dabei sowohl, wie hier dargestellt, ein einziger als auch zwei oder mehr parallel zueinander angeordnete Leiter dienen, die sich in den Behälter 3 hinein erstrecken. Als Wellenleiter eignen sich z. B. blanke auch als Sommerfeld-Leiter bezeichnete Metalldrähte, oder mit einer Isolation versehene Metalldrähte. Letztere sind auch unter der Bezeichnung Goubau-Sonde bekannt.The level gauge 11 points instead of the antenna 7 or the ultrasonic transmitter 17 a waveguide 19 on. As a waveguide can both, as shown here, a single and serve two or more parallel to each other arranged conductor, which is in the container 3 extend into it. As a waveguide z. B. bare as Sommerfeld conductor designated metal wires, or provided with an insulation metal wires. The latter are also known as the Goubau probe.

Eine elektronische Schaltung zur Erzeugung von elektromagnetischen Signalen sowie eine Empfangs- und Auswerteschaltung zur Bestimmung eines Füllstandes ist z. B. in der EP-A 780 665 beschrieben.A electronic circuit for generating electromagnetic signals and a receiving and evaluating circuit for determining a filling level is z. As described in EP-A 780 665.

Das Füllstandsmessgerät 11 ist auf analoge Weise, wie die zuvor beschriebenen Füllstandsmessgeräte 5, 9 selbsttätig in der Lage anhand der Referenzmessung Zusatzparameter, wie Einbauhöhe H, Blockdistanz B, Dielektrizitätskonstante ε und einen Untergrund zu bestimmen.The level gauge 11 is analogous to the level gauges described above 5 . 9 automatically in the position based on the reference measurement additional parameters, such as installation height H, Block distance B, dielectric constant ε and to determine a subsurface.

Es besteht heute bei einigen dieser Füllstandsmessgeräte 11 für einen Anwender die Möglichkeit, eine Länge des Wellenleiters 19 auf eine gewünschte Länge zu kürzen. Das Füllstandsmessgerät 11 kann nur solche Füllstande erfassen, die oberhalb eines im Behälter 3 befindlichen Endes 21 des Wellenleiters 17 liegen. Am Ende 21 des Wellenleiters 19 tritt ein impedanzsprung auf, der zu einer Reflektion der kurzen elektromagnetischen Impulse führt. Das Ende 21 ist also ein Reflektor, der es dem Füllstandsmessgerät 11 erlaubt selbsttätig die Position des Endes 21 zu bestimmten. Dabei wird genauso verfahren, wie bei der zuvor beschriebenen Bestimmung der Leerdistanz LD. Die Position des Endes 21 entspricht der Leerdistanz LD. Es wird auf analoge Weise anhand der Amplitude des an der Füllgutoberfläche 13 reflektierten Echos E die Dielektrizitätskonstante ε des Füllguts 1 abgeleitet und anhand von Füllstand L, Dielektrizitätskonstante ε und der Laufzeit t_L des am Ende 21 reflektierten Echos E_L die Leerdistanz LD bestimmt. Dabei werden die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Sendesignale S entlang des Wellenleiters 19 im freien Raum, sowie als Funktion der Dielektrizitätskonstanten ε eines den Wellenleiter 19 umgebenden Füllguts 1 als abgespeicherte Standardparameter benötigt.It exists today with some of these level gauges 11 for a user the possibility of a length of the waveguide 19 to shorten to a desired length. The level gauge 11 can only detect those levels that are above one in the container 3 located end 21 of the waveguide 17 lie. At the end 21 of the waveguide 19 occurs an impedance jump, which leads to a reflection of the short electromagnetic pulses. The end 21 So it's a reflector, it's the level gauge 11 automatically allows the position of the end 21 To determine. In this case, the same procedure as in the previously described determination of the empty distance LD. The position of the end 21 corresponds to the empty distance LD. It is analogous to the amplitude of the product surface 13 reflected echo E, the dielectric constant ε of the medium 1 derived and based on level L, dielectric constant ε and the transit time t _L of the end 21 reflected echoes E _{L determines} the empty distance LD. In this case, the propagation speed of the transmission signals S along the waveguide 19 in free space, and as a function of the dielectric constant ε of the waveguide 19 surrounding contents 1 needed as stored standard parameters.

Die Füllstandsmessgeräte 5, 9, 11 weisen vorzugsweise eine Parametriereinheit auf, über die der Mindestsatz der Parameter vorgebbar ist. In 9 ist ein Füllstandsmessgerät 5, 9, 11 mit einer in das Füllstandsmessgerät 5, 9, 11 integrierten Parametriereinheit 23 dargestellt. Die Parametriereinheit 23 umfasst eine Anzeige 25, hier ein Vorortdisplay, und eine Eingabevorrichtung 27, z. B. eine Tastatur.The level gauges 5 . 9 . 11 preferably have a parameterization unit, via which the minimum set of parameters can be specified. In 9 is a level gauge 5 . 9 . 11 with one in the level gauge 5 . 9 . 11 integrated parameterization unit 23 shown. The parameterization unit 23 includes an ad 25 , here a suburb display, and an input device 27 , z. B. a keyboard.

Die Parametriereinheit 23 ermöglicht eine geführte Bedienung. Bei der Inbetriebnahme fragt die Parametriereinheit 23 nacheinander alle Parameter des Mindestsatzes ab. Dabei werden auf der Anzeige 25 vorzugsweise sowohl graphische als auch alphanumerische Darstellungen angezeigt, wie sie z. B. in Verbindung mit der in der Deutschen Patentanmeldung DE-A 10213746 beschriebenen Bedienoberfläche angeführt sind.The parameterization unit 23 allows a guided operation. During commissioning, the parameterization unit asks 23 successively all parameters of the minimum rate. This will be on the display 25 preferably both graphic and alphanumeric representations are displayed, as they are e.g. B. in connection with the user interface described in German Patent Application DE-A 10213746 are listed.

Alternativ kann auch eine Parametriereinheit 29 vorgesehen sein, wie sie in 10 dargestellt ist. Sie umfasst ein auf einem externen Computer 31 installiertes Softwaremodul. Der externe Computer 31 ist über eine Kommunikationsschnittstelle 33 mit dem Füllstandsmessgerät 5, 9, 11 verbunden. Eine Tastatur des Computers 31 dient als Eingabevorrichtung 35 und dessen Bildschirm als Anzeige 37.Alternatively, a parameterization unit 29 be provided as they are in 10 is shown. It includes an on an external computer 31 installed software module. The external computer 31 is via a communication interface 33 with the level gauge 5 . 9 . 11 connected. A keyboard of the computer 31 serves as an input device 35 and its screen as an ad 37 ,

Hat der Anwender den Mindestsatz an Parametern eingegeben, so führt das Füllstandsmessgerät 5, 9, 11 selbsttätig mindestens eine Referenzmessung aus und leitet die Zusatzparameter ab.If the user has entered the minimum set of parameters, the level gauge will run 5 . 9 . 11 automatically at least one reference measurement and derives the additional parameters.

Anschließend können dem Anwender über die Parametriereinheit 23, 29 alle oder auch nur einzelne Zusatzparameter angezeigt werden. Es besteht für den Anwender die Möglichkeit, die angezeigten Zusatzparameter zu bestätigen oder sie durch eigene Angaben zu ersetzen.Subsequently, the user can use the parameterization unit 23 . 29 all or even individual additional parameters are displayed. It is possible for the user to confirm the displayed additional parameters or to replace them with his own information.

Claims

Method for starting up a level measuring device operating according to the transit time principle ( 5 . 9 . 11 ), in which - a user specifies a minimum set of parameters, - the level gauge ( 5 . 9 . 11 ) performs a reference measurement, - in which a transmission signal (S) in the direction of a filling material ( 1 ) and its reference echo signal (R) is recorded, and - the level gauge ( 5 . 9 . 11 ) derives additional parameters from the given parameters and the reference measurement.

The method of claim 1, wherein the minimum rate at parameters a current level (L).

Method according to Claim 2, in which reference is made to an amplitude (A) of the reference echo signal (R) in an area between the level gauge ( 5 . 9 . 11 ) and the level (L), a background signal is derived.

The method of claim 3, wherein the derivative of the background signal performed at a time or is repeated, where the level (L) falls below a predetermined minimum value.

Method according to Claim 1, in which, on the basis of an amplitude (A) of the reference echo signal (R) in a near zone of the level measuring device ( 5 . 9 . 11 ) a block distance (B) is determined, within which the amplitude (A) exceeds a predetermined threshold value (S), and the area of the blocking distance (B) is excluded in subsequent level measurements.

Method according to Claim 1, in which the level gauge ( 5 ) derives selection rules for determining the useful echo during commissioning.

Method according to Claim 1, in which - in the case of the reference measurement, a transmission signal (S) in the direction of a filling material ( 1 ), - whose reference echo signal (R) is recorded is, on the basis of the reference echo signal (R) from a reflection on the product surface ( 13 ) echo (E) is determined, and - based on an amplitude (E) of this echo (E) and its transit time (t) or its removal from the level gauge ( 5 . 11 ) a dielectric constant (ε) of the filling material ( 1 ) is estimated.

Method according to Claim 2 or 7, in which, on the basis of the reference echo signal (R), a distance from the fill level measuring device (1) corresponding to an empty distance (LD) ( 5 . 11 ) reflector ( 15 . 21 ) Derived empty echo (E _L) is determined, and on the basis of the empty echo (E _L), the current level (L) and the dielectric constant (ε) of the product ( 1 ) an empty distance (LD) is derived.

Method according to claim 1, in which - the filling level measuring device is a fill level measuring device operating with microwaves ( 5 ), - that with an antenna ( 7 ) is equipped from a predetermined selection of different types of antennas, - in the reference measurement a transmission signal (S) is sent in the direction of a filling material, - the reference echo signal (R) is recorded, - based on the reference echo signal (R) a measure of a received microwave power is derived , and - is determined by the measure of the received microwave power of the antenna type.

Method according to Claim 1, in which the level gauge ( 5 . 9 . 11 ) the user displays at least one of the additional parameters and the user confirms the displayed additional parameters or replaced by their own information.

Level measuring device for carrying out a method according to one of the preceding claims, which has a parameterization unit ( 23 . 29 ), via which the minimum set of parameters can be specified.

Level gauge according to claim 11, wherein the parameterisation unit ( 23 ) in the level gauge ( 5 . 9 . 11 ) is integrated.

Level gauge according to claim 11, wherein the parameterisation unit ( 29 ) on an external computer ( 31 ) installed software module and the external computer ( 31 ) via a communication interface ( 33 ) with the level gauge ( 5 . 9 . 11 ) connected is.

Level gauge according to claim 11, wherein the parameterisation unit ( 23 . 29 ) an input device ( 27 . 35 ) and an ad ( 25 . 37 ) having.