DE102018128253A1 - Verfahren zum Ausrichten eines Radar-basierten Füllstandsmessgerätes - Google Patents

Verfahren zum Ausrichten eines Radar-basierten Füllstandsmessgerätes Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten eines Radar-basierten Füllstandsmessgerätes (1) an einem Behälter (2), sowie ein entsprechendes Füllstandsmessgerät (1). Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte, die unter verschiedenen Ausrichtungen des Füllstandsmessgerätes wiederholt werden: Aussenden von zumindest einem Radar-Signal (S) in Richtung des Füllgutes (3); Empfang des korrespondierenden Empfangssignals (E) nach Reflektion im Inneren des Behälters (2); Erstellung eines Auswertungssignals (ZF) anhand des Empfangssignals (E); Bestimmung eines vordefinierten Kennwertes (A, f) anhand des entsprechenden Auswertungssignals (ZF), und; Hinterlegung des Kennwertes (A, a) als Referenzkennwert, sofern der aktuelle Kennwert (A, a) den hinterlegten Referenzkennwert überschreitet. Dabei kann die optimale Ausrichtung (β) des Füllstandsmessgerätes (1) am Behälter (2) erfindungsgemäß gefunden werden, indem der Kennwert (A, a) im Anschluss zumindest annähernd auf den aktuell hinterlegten Referenzkennwert eingestellt wird. Hierdurch kann das Füllstandsmessgerät (1) bestmöglich zum Behälter-Inneren ausgerichtet werden, ohne dass das Behälter-Innere hierfür einsehbar sein muss. Dabei kann das Verfahren ohne Hardware-Seitigen Abänderungen bisheriger Füllstandsmessgeräte (1) implementiert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfahren zum Ausrichten eines Radar-basierten Füllstandsmessgerätes an einem Behälter sowie ein Füllstandsmessgerät zur Ausführung dieses Verfahrens.
  • In der Prozessautomatisierungstechnik werden allgemein Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung oder zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Hierzu basiert die Funktionsweise der Feldgeräte auf jeweils geeigneten Messprinzipien, um die entsprechenden Prozessvariablen, wie Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert, Redoxpotential oder Leitfähigkeit zu erfassen. Verschiedenste solcher Feldgeräte-Typen werden von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
  • Zur Füllstandsmessung von Füllgütern in Behältern haben sich Radar-basierte Messverfahren etabliert, da sie robust und wartungsarm sind. Ein zentraler Vorteil Radar-basierter Messverfahren besteht in der Fähigkeit, den Füllstand quasi kontinuierlich messen zu können. Im Kontext dieser Patentanmeldung beziehen sich der Begriff „Radar“ auf Signale bzw. elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 0.03 GHz und 300 GHz. Übliche Frequenzbänder, bei denen Füllstandsmessung durchgeführt wird, liegen bei 2, 6 GHz 26 GHz oder 78 GHz.
  • Im Fall von Radar-basierter Füllstandsmessung bildet das Pulslaufzeit-Prinzip ein etabliertes Messprinzip. Hierbei werden pulsförmige Radar-Signale zyklisch in Richtung des Füllguts ausgesandt und die Laufzeit bis zum Empfang des entsprechenden pulsförmigen Empfangssignals gemessen. Auf Basis dieses Messprinzips können Füllstandsmessgeräte mit vergleichsweise geringem schaltungstechnischem Aufwand realisiert werden.
  • Sofern eine komplexere Schaltungstechnik in Kauf genommen werden kann, bietet sich zur Radar-basierten Füllstandsmessung auch FMCW („Frequency Modulated Continuous Wave“) als Messprinzip an.
  • Das Messprinzip von FMCW- Radar basierten Abstandsmessverfahren beruht darauf, das Radar-Signal zwar kontinuierlich, jedoch mit modulierter Frequenz auszusenden. Dabei liegt die Frequenz des Radar-Signals in einem festgelegten Frequenzband im Bereich einer standarisierten Mittenfrequenz. Kennzeichnend für FMCW ist hierbei, dass die Sende-Frequenz nicht konstant ist, sondern sich periodisch innerhalb des festgelegten Frequenzbandes ändert. Die zeitliche Änderung ist hierbei standardmäßig linear und weist eine Sägezahn- beziehungsweise Dreiecks-Form auf. Eine Sinus-förmige Änderung kann prinzipiell jedoch auch eingesetzt werden. Im Gegensatz zum Pulslaufzeit-Verfahren wird die Entfernung bzw. der Füllstand bei Implementierung des FMCW-Verfahrens auf Basis der instantanen Frequenzdifferenz zwischen dem aktuellen Empfangssignal und dem momentan ausgesendeten Radar-Signal bestimmt. Ausführlich beschrieben werden das Pulslaufzeit-Prinzip und das FMCW-Prinzip beispielsweise in „Radar Level Measurement, Peter Devine, 2000“.
  • Bei beiden der oben genannten Messprinzipien wird zur Ermittlung des Füllstandes anhand des Empfangssignals ein entsprechendes Auswertungssignal aufgezeichnet. Im Falle des Pulsradar-basierten Verfahrens wird das Auswertungssignal aufgrund der hohen Pulsfrequenz durch Unterabtastung des reflektierten Empfangssignals erstellt. Dadurch bildet das Auswertungssignal das eigentliche, reflektierte Empfangssignal zeitgedehnt ab. Bei Implementierung des FMCW-Verfahrens wird das zeitgedehnte Auswertungssignal durch Mischen des momentan gesendeten Radar-Signals mit dem reflektierten Empfangssignal erstellt. Unabhängig vom Messprinzip spiegelt das Auswertungssignal die Amplitude des reflektierten Empfangssignals in Abhängigkeit des Abstandes wieder.
  • Aus dem Auswertungssignal wird der Füllstand durch Detektion und örtlicher Zuweisung des entsprechenden lokalen Maximums bestimmt. Im Idealfall existiert neben dem Maximum, dass durch die Füllgut-Oberfläche erzeugt ist, kein weiteres Maximum. Bedingt durch weitere reflektierende Oberflächen im Behälter-Inneren erscheinen neben dem Füllstands-Maximum im Auswertungssignal in der Praxis weitere entsprechende Maxima. Für die Füllstandsmessung ist jedoch allein das Maximum, das durch die Füllgut-Oberfläche erzeugt wird, relevant. Weitere Informationen in dem Auswertungssignal werden daher nach Möglichkeit herausgefiltert, um die Füllstandsmessung störungsunempfindlicher zu machen.
  • Das Füllstandsmessgerät ist in der Regel an einem Flansch- oder einem vergleichbaren Anschluss des Behälters angebracht. Dadurch ist es möglich, das Füllstandsmessgerät bis zu einem gewissen Freiheitsgrad flexibel in Bezug zum Behälter-Inneren auszurichten. Damit ein aussagekräftiges Auswertungssignal erfasst werden kann, muss das Füllstandsmessgerät so am Behälter ausgerichtet sein, dass die Radar-Signale möglichst hindernisfrei und lotrecht in Richtung des Füllgutes abgestrahlt werden. Dies bei der Installation des Füllstandsmessgerätes zu überprüfen, ist in der Praxis jedoch häufig nicht möglich, da außerhalb des Flanschanschlusses kein Einblick in das Innere des Behälters möglich ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem das Füllstandsmessgerät hinsichtlich seiner Ausrichtung optimal am Behälter angebracht werden kann.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Ausrichten eines Radar-basierten Füllstandsmessgerätes an einem Behälter für Füllgüter, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst, die unter verschiedenen Ausrichtungen des Füllstandsmessgerätes wiederholt werden:
    • - Aussenden von zumindest einem Radar-Signal in Richtung des Füllgutes,
    • - Empfang von jeweils einem korrespondierenden Empfangssignal nach Reflektion des Radar-Signals im Inneren des Behälters,
    • - Erstellung jeweils eines Auswertungssignals anhand von zumindest dem Empfangssignal,
    • - Bestimmung jeweils eines vordefinierten Kennwertes anhand des entsprechenden Auswertungssignals, und
    • - Hinterlegung des Kennwertes als Referenzkennwert, sofern der aktuelle Kennwert den hinterlegten Referenzkennwert überschreitet,
    wobei als initialer Referenzkennwert vorzugsweise der Wert 0 hinterlegt ist.
  • Erfindungsgemäß wird das Füllstandsmessgerät im Anschluss derart am Behälter ausgerichtet, dass der Kennwert zumindest annähernd dem zuletzt hinterlegten Referenzkennwert entspricht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Radar-basierte Füllstandsmessgerät somit optimal zum Behälter-Inneren ausgerichtet werden, ohne dass hierfür das Behälter-Innere einsehbar sein muss. Dabei kann das Verfahren implementiert werden, ohne dass Füllstandsmessgeräte nach dem Stand der Technik Hardware-seitig abgeändert werden müssen.
  • Die Definition des Kennwertes ist erfindungsgemäß nicht fest vorgegeben. So kann als Kennwert beispielsweise eine Signalstärke des Auswertungssignals, ein Signal-/ zu Rauschverhältnis des Auswertungssignals, oder eine Amplitude bzw. eine Breite eines Maximums des Auswertungssignals erfasst werden. Denkbar wäre auch die Fläche unterhalb dieses Maximums, dies entspricht der Leistung des Maximums. Es kann jedoch auch jegliche andere Definition herangezogen werden, mittels der eine Aussage über die Empfangs-Signalqualität getroffen werden kann.
  • Analog zum erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, außerdem durch ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät gelöst, das zur Ausübung des Verfahrens nach zumindest einer der vorhergehenden Ausführungsvarianten ausgelegt ist. Hierzu umfasst das Füllstandsmessgerät folgende Komponenten:
    • - Eine Signalerzeugungs-Einheit, die ausgelegt ist, über eine Antenne ein Radar-Signal in Richtung des Füllgutes auszusenden,
    • - Eine Empfangseinheit, die konzipiert ist, um nach Reflektion des Radar-Signals im Inneren des Behälters ein entsprechendes Empfangssignal über die Antenne zu empfangen,
    • - eine Auswertungseinheit, die ausgelegt ist, um
      • ◯ anhand von zumindest dem Empfangssignal ein Auswertungssignal zu erstellen,
      • ◯ anhand des Auswertungssignals einen definierten Kennwert zu bestimmen, und um
      • ◯ den Kennwert als Referenzkennwert zu hinterlegen, sofern der Kennwert einen hinterlegten Referenzkennwert überschreitet,
    • - eine Anzeige-Einheit, die ausgelegt ist, den aktuellen Kennwert und den hinterlegten Referenzkennwert anzuzeigen, und
    • - ein Befestigungsmittel, mittels dem das Füllstandsmessgerät am Behälter ausrichtbar ist.
  • Vorzugsweise ist das Befestigungsmittel zur Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes so auszulegen, dass das Füllstandsmessgerät um die Hauptstrahlachse der Antenne drehbar ist, wie beispielsweise im Fall eines Flanschanschlusses oder einer Milchrohr-Verschraubung. In diesem Zusammenhang kann das Befestigungsmittel zudem oder alternativ auch so ausgelegt werden, dass das Füllstandsmessgerät in Bezug zum Winkel zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne und der Lotrechten schwenkbar ist. Dies könnte beispielsweise mittels einer Gelenk-artigen Auslegung des Befestigungsmittels erreicht werden. Zur Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes kann das Befestigungsmittel weiterhin auch so ausgelegt werden, dass das Füllstandsmessgerät beispielsweise mittels entsprechender Führungen lateral verschiebbar ist.
  • Eine Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Idee sieht vor, dass das Füllstandsmessgerät einen Neigungs-Sensor umfasst, mittels dem der Winkel zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne und der Lotrechten bestimmbar ist. In diesem Fall kann die Anzeige-Einheit in der Form konzipiert werden, dass der Kennwert bzw. der Referenzkennwert in Abhängigkeit des jeweils korrespondierenden Winkels zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne und der Vertikalen angezeigt werden. Diese erweiterte Anzeige vereinfacht es bei der Installation, die Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes am Behälter derart einzustellen, dass der Kennwert dem aktuell hinterlegten Referenzkennwert entspricht.
  • Die Anzeige des Kennwertes und des Referenzkennwertes an der Anzeige-Einheit kann einerseits in absoluten Zahlen erfolgen. Zwecks vereinfachter Ablesbarkeit ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Anzeige-Einheit ausgelegt ist, um den Kennwert in Bezug zum Referenzkennwert als relativen Wert anzuzeigen. Dabei könnte eine relative Anzeige des Kennwertes auch graphisch, beispielsweise in Balkenform oder in Zeigerform, erfolgen.
  • Unter dem Begriff „Einheit“ wird im Rahmen der Erfindung prinzipiell jede elektronische Schaltung verstanden, die für ihren Einsatzzweck geeignet ausgelegt ist. Es kann sich also je nach Anforderung um eine Analogschaltung zur Erzeugung bzw. Verarbeitung entsprechender analoger Signale handeln. Es kann sich jedoch auch um eine (halbleiterbasierte) Digitalschaltung wie einem FPGA oder einen Speichermedium in Zusammenwirken mit einem Programm handeln. Dabei ist das Programm ausgelegt, die entsprechenden Verfahrensschritte durchzuführen bzw. die notwendigen Rechenoperationen der jeweiligen Einheit anzuwenden. In diesem Kontext können verschiedene elektronische Einheiten des Füllstandsmessgerätes im Sinne der Erfindung potentiell auch auf einen gemeinsamen physikalischen Speicher zurückgreifen bzw. mittels derselben physikalischen Digitalschaltung betrieben werden.
  • Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
    • 1: Eine Anordnung eines Radar-Füllstandsmessgerätes an einem Behälter, und
    • 2: ein Auswertungssignal des Füllstandsmessgerätes.
  • Zum prinzipiellen Verständnis der Erfindung ist in 1 eine typische Anordnung eines frei abstrahlenden, Radar-basierten Füllstandsmessgerätes 1 an einem Behälter 2 gezeigt. In dem Behälter 2 befindet sich ein Füllgut 3, dessen Füllstand L durch das Füllstandsmessgerät 1 zu bestimmen ist. Dazu ist das Füllstandsmessgerät 1 oberhalb des maximal zulässigen Füllstands L an einem Flansch- oder vergleichbarem Anschluss 12 des Behälters 2 angebracht. Je nach Einsatzgebiet kann die Einbauhöhe h des Füllstandsmessgerätes 1 über dem Behälterboden bis zu mehr als 100 m betragen.
  • In der Regel ist das Füllstandsmessgerät 1 über ein Bussystem, etwa „Ethernet“, „PROFIBUS“, „HART“ oder „Wireless HART“ mit einer übergeordneten Einheit 4, beispielsweise einem Prozessleitsystem oder einer dezentralen Datenbank verbunden. Hierüber können zum einen Informationen über den Betriebszustand des Füllstandsmessgerätes 1 kommuniziert werden. Über das Bussystem können jedoch auch Informationen über den Füllstand L übermittelt werden, um gegebenenfalls am Behälter 2 vorhandene Zu- oder Abflüsse zu steuern.
  • Da das in 1 dargestellte Füllstandsmessgerät 1 als frei abstrahlendes Radar ausgelegt ist, umfasst es eine entsprechende Antenne 11. Dabei kann die Antenne 11, wie angedeutet, beispielswiese als Hornantenne ausgelegt sein. Insbesondere bei Radar-Frequenzen oberhalb von 100 GHz kann die Antenne auch als Planar-Antenne realisiert sein. Unabhängig von der Bauform ist die Antenne 11 so auszurichten, dass entsprechende Radar-Signale SHF in Richtung des Füllgutes 3 ausgesendet werden. Erzeugt werden die entsprechenden Hochfrequenz-Signale in einer hierzu ausgelegten Signalerzeugungs-Einheit des Füllstandsmessgerätes 1.
  • An der Oberfläche des Füllgutes 3 werden die Radar-Signale SHF reflektiert. Hierdurch werden nach einer korrespondierenden Signallaufzeit über die Antenne 11 entsprechende Empfangssignale EHF in einer Empfangs-Einheit des Füllstandsmessgerätes 1 empfangen. Hierbei hängt die Signallaufzeit der Radar-Signale SHF , EHF von der Entfernung d = h - L des Füllstandsmessgerätes 1 zur Füllgut-Oberfläche ab.
  • Sowohl beim Pulslaufzeit-Verfahren, als auch bei FMCW erstellt eine Auswertungseinheit des Füllstandsmessgerätes 1 anhand des Empfangssignals EHF ein Auswertungssignal ZF. Ein schematisches Auswertungssignal ist in 2 dargestellt. Dabei erstellt das Füllstandsmessgerät 1 das Auswertungssignal ZF bei Implementierung des FMCW-Verfahrens prinzipiell durch Mischen des momentan empfangenen Empfangssignals EHF mit dem derzeit ausgesendeten Radar-Signal SHF , wobei das Radar-Signal SHF hierzu kontinuierlich und innerhalb des Frequenzbandes mit sägezahnförmiger Frequenz-Änderung ausgesendet wird. Im Fall des Pulslaufzeit-Verfahrens wird das Auswertungssignal ZF durch Unterabtastung des pulsförmigen Empfangssignals EHF erstellt, wobei die Pulsfrequenz des Abtastsignals hierzu im Sub-Promille-Bereich von der Pulsfrequenz des Radar-Signals SHF bzw. des Empfangssignals EHF abweicht.
  • Im Fall von FMCW und dem Pulslaufzeit-Verfahren stellt das Auswertungssignal ZF die Signalamplitude A des Empfangssignals EHF in Abhängigkeit der Messdistanz d wieder. Im Falle der Füllstandsmessung erstreckt sich der korrespondierende Messbereich h dementsprechend von der Antenne 11 des Füllstandsmessgerätes 1 bis zum Boden des Behälters 2. Den Füllstand L kann das Füllstandsmessgerät 1 anhand des Auswertungssignals ZF ermitteln, da die Reflektion des jeweiligen Radar-Signals SHF an der Füllgut-Oberfläche im Auswertungssignal ZF ein lokales Maximum Am im Auswertungssignal ZF erzeugt. Da das Füllstandsmessgerät 1 ausgelegt ist, um zu dem lokalen Maximum Am den korrespondierenden Abstand d zu ermitteln, kann das Füllstandsmessgerät 1 hieraus den Füllstand L berechnen.
  • Damit das Füllstandsmessgerät 1 bestimmungsgemäß arbeiten kann, muss es bei der Installation so am Behälter 2 angebracht werden, dass die Antenne 11 das Radar-Signal SHF möglichst optimal, also meistens in etwa vertikal, gen Füllgut 3 aussendet. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Empfangssignal EHF mit maximaler Intensität zur Antenne 11 zurückreflektiert wird. Andererseits muss das Füllstandsmessgerät 1 so ausgerichtet sein, dass sich im Strahlengang zwischen der Antenne 11 und der Füllgut-Oberfläche keine Störobjekte befinden. Zur Korrektur der Ausrichtung kann das Füllstandsmessgerät 1 am Flanschanschluss 12 beispielsweise mit einem keilförmigen Untersatz unterlegt werden. Oftmals kann bei der Installation jedoch nicht hinreichend kontrolliert werden, ob die gewählte Ausrichtung tatsächlich ideal ist.
  • Erfindungsgemäß ist eine lotrechte bzw. störungsfreie Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes 1 einstellbar, indem bereits während der Installation quasi Füllstandsmessungen durchgeführt werden. Auf Basis der entsprechenden Auswertungssignale ZF kann hierdurch eine Aussage über die optimale Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes 1 gemacht werden: Dazu wird unter jeweils verschiedenen Ausrichtungen des Füllstandsmessgerätes 1 am Behälter 2 jeweils zumindest ein entsprechendes Auswertungssignal ZF aufgenommen. Zur Änderung der Ausrichtung kann beispielsweise das Füllstandsmessgerät 1 so geschwenkt werden, dass der Winkel β zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne 11 und der Vertikalen kontinuierlich geändert wird (bei der in 1 gezeigten Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes 1 liegt die Hauptabstrahlachse bereits lotrecht, so dass der Winkel β dort 0° beträgt). Das Füllstandsmessgerät 1 kann zur Erfassung von Auswertungssignalen ZF unter verschiedenen Ausrichtungen jedoch beispielsweise auch schrittweise um bis zu 360° um die Hauptabstrahlachse der Antenne 11 gedreht werden.
  • Anhand der so erhaltenen Auswertungssignale ZF wird durch die Auswertungseinheit jeweils ein zuvor definierter Kennwert Am, aZF pro Auswertungssignal ZF bzw. pro Ausrichtung ermittelt. Je nach Mess-Rate, also der Rate, mit der ein jeweils neues Auswertungssignal ZF aufgezeichnet wird, können pro dezidierter Ausrichtung natürlich auch mehrere Kennwerte Am, aZF aufgezeichnet werden. In der Praxis liegt die Mess-Rate zwischen 5 Hz und 20 Hz.
  • Als Kennwert kann beispielsweise eine Amplitude Am des Füllstandmaximums, bzw. bei leerem Behälter 2 die Amplitude Am des Behälterboden-Maximums bestimmt werden. Daneben kann als Kennwert beispielsweise auch die Fläche aZF unterhalb des Auswertungssignals ZF bestimmt werden, da die Fläche aZF die eingehende Leistung des Empfangssignals EHF wiederspiegelt. In einer Variante hiervon kann als Kennwert lediglich die Fläche aZF unterhalb der Auswertungskurve ZF im Bereich des Maximums Am ermittelt werden. Alternativ zu einer Amplitude AM oder einer Fläche aZF kann außerdem ein Signal-/ zu Rauschverhältnis des Auswertungssignals ZF als Kennwert definiert werden.
  • Erfindungsgemäß hinterlegt die Auswertungseinheit des Füllstandsmessgerätes 1 den jeweils erfassten Kennwert Am, aZF während der Änderung der Ausrichtung als Referenzkennwert, allerdings nur, sofern der Kennwert Am, aZF einen hinterlegten Referenzkennwert überschreitet. Hierdurch wird im Verlauf des Durchschwenkens der insgesamt höchste erfasste Kennwert Am, aZF als finaler Referenzkennwert abgespeichert. Voraussetzung hierfür ist, dass vor dem Ausrichten als initialer Referenzkennwert der Wert 0 hinterlegt ist. Durch dieses Verfahren repräsentiert der Referenzkennwert nach dem kompletten Durchschwenken bzw. nach der kompletten Rotation des Füllstandsmessgerätes 1 um die Antennen-Hauptabstrahlachse diejenige Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes 1, bei der die Reflektion des Radar-Signals SHF maximal ist, da die Amplitude Am bzw. die Fläche aZF unter dem Auswertungssignal ZF die Leistung des Empfangssignals EHF wiederspiegeln.
  • Wenn der Referenzkennwert zusammen mit dem aktuell erfassten Kennwert Am, aZF an einer Anzeige-Einheit 13 des Füllstandsmessgerätes 1 angezeigt wird, kann ein Installateur nach dem kompletten Durchschwenken bzw. Drehen des Füllstandsmessgerätes 1 ablesen, wie hoch der Kennwert Am, aZF bei der derzeitigen Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes 1 im Vergleich zum finalen Referenzkennwert, also der optimalen Ausrichtung ist. Somit kann die optimale Ausrichtung hergestellt werden, indem der angezeigte Kennwert Am, aZF durch entsprechende Änderung der Ausrichtung dem Referenzkennwert angeglichen wird. Hierzu bietet es sich an, wenn die Anzeige-Einheit 13 den Kennwert Am, aZF in Bezug zum Referenzkennwert als relativen Wert, bspw. in %, anzeigt. Anstelle einer Skalierung des aktuellen Kennwertes Am, aZF in Bezug zum Referenzkennwert können beide Werte auch in Bezug zu einem theoretischen Maximalwert skaliert werden.
  • Die Optimierung der Ausrichtung bzw. die erfindungsgemäße Angleichung des Kennwertes Am, aZF an den Referenzkennwert wird dem Installateur erleichtert, wenn an der Anzeige-Einheit 13 der aktuelle Winkel β sowie der optimale (also der zum Referenzkennwert korrespondierende) Winkel β zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne 11 und der Vertikalen angezeigt werden. Hierzu kann die Anzeige-Einheit 13 so ausgelegt werden, dass der Kennwert Am, aZF und der Referenzkennwert in Abhängigkeit des jeweils korrespondierenden Winkels β zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne 11 und der Lotrechten angezeigt werden. Schematisch dargestellt ist dies in 3. Um die entsprechenden Winkel β messen zu können, kann das Füllstandsmessgerät 1 beispielsweise mit einem entsprechenden Neigungssensor konzipiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Füllstandsmessgerät
    2
    Behälter
    3
    Füllgut
    4
    Übergeordnete Einheit
    11
    Antenne
    12
    Befestigungsmittel
    13
    Anzeige-Einheit
    Am
    Amplitude eines Maximums im Auswertungssignal
    aZF
    Fläche unterhalb des Auswertungssignals
    d
    Abstand
    EHF
    Empfangssignal
    h
    Einbauhöhe bzw. Messbereich
    L
    Füllstand
    SHF
    Radar-Signal
    ZF
    Auswertungssignal
    β
    Winkel

Claims (8)

  1. Verfahren zum Ausrichten eines Radar-basierten Füllstandsmessgerätes (1) an einem Behälter (2) für Füllgüter (3), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte, die unter verschiedenen Ausrichtungen des Füllstandsmessgerätes wiederholt werden, umfasst: - Aussenden von zumindest jeweils einem Radar-Signal (SHF) in Richtung des Füllgutes (3), - Empfang von jeweils einem korrespondierenden Empfangssignal (EHF) nach Reflektion des Radar-Signals (SHF) im Inneren des Behälters (2), - Erstellung eines Auswertungssignals (ZF) anhand von zumindest dem Empfangssignal (EHF), - Bestimmung eines vordefinierten Kennwertes (Am, aZF) anhand des entsprechenden Auswertungssignals (ZF), und - Hinterlegung des Kennwertes (Am, aZF) als Referenzkennwert, sofern der aktuelle Kennwert (Am, aZF) den hinterlegten Referenzkennwert überschreitet, wobei das Füllstandsmessgerät (1) derart am Behälter (2) ausgerichtet wird, dass der Kennwert (Am, aZF) dem zuletzt hinterlegten Referenzkennwert entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als initialer Referenzkennwert der Wert 0 hinterlegt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Kennwert - eine Signalstärke (aZF) des Auswertungssignals (ZF), - ein Signal-/ zu Rauschverhältnis des Auswertungssignals (ZF), - eine Amplitude (Am) eines Maximums des Auswertungssignals (ZF), - oder eine Breite des Maximums des Auswertungssignals (ZF) erfasst wird.
  4. Radar-basiertes Füllstandsmessgerät zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, folgende Komponenten umfassend: - Eine Signalerzeugungs-Einheit, die ausgelegt ist, über eine Antenne (11) ein Radar-Signal (SHF) in Richtung des Füllgutes (3) auszusenden, - Eine Empfangseinheit, die konzipiert ist, um nach Reflektion des Radar-Signals (SHF) im Inneren des Behälters (2) ein Empfangssignal (EHF) über die Antenne (11) zu empfangen, - eine Auswertungseinheit, die ausgelegt ist, um ◯ anhand von zumindest dem Empfangssignal (EHF) ein Auswertungssignal (ZF) zu erstellen, ◯ anhand des Auswertungssignals (ZF) einen definierten Kennwert (Am, aZF) zu bestimmen, und um ◯ den Kennwert (Am, aZF) als neuen Referenzkennwert zu hinterlegen, sofern der Kennwert (Am, aZF) einen hinterlegten Referenzkennwert überschreitet, - eine Anzeige-Einheit (13), die ausgelegt ist, den Kennwert (Am, aZF) und den Referenzkennwert anzuzeigen, und - ein Befestigungsmittel (12), mittels dem das Füllstandsmessgerät (1) am Behälter (2) ausrichtbar ist.
  5. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 4, wobei das Befestigungsmittel (12) zur Ausrichtung des Füllstandsmessgerätes (1) derart ausgelegt ist, dass ◯ das Füllstandsmessgerät (1) um die Hauptstrahlachse der Antenne (11) drehbar ist, ◯ das Füllstandsmessgerät (1) in Bezug zum Winkel (β) zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne (11) und der Lotrechten schwenkbar ist, und/oder ◯ das Füllstandsmessgerät (1) lateral verschiebbar ist.
  6. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 4 oder 5, umfassend: - Einen Neigungs-Sensor, mittels dem der Winkel (β) zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne (11) und der Lotrechten bestimmbar ist.
  7. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 6, wobei die Anzeige-Einheit (13) ausgelegt ist, um den Kennwert (Am, aZF) und/oder den Referenzkennwert in Abhängigkeit des jeweils korrespondierenden Winkels (β) zwischen der Hauptabstrahlachse der Antenne (11) und der Lotrechten anzuzeigen.
  8. Füllstandsmessgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Anzeige-Einheit ausgelegt ist, um den Kennwert (Am, aZF) in Bezug zum Referenzkennwert als relativen Wert anzuzeigen.
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