DE102022105197A1 - Füllstandsmessgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein FMCW-basiertes Füllstandsmessgerät (1), das folgende Komponenten umfasst: Eine Signalerzeugungs-Einheit (11) zur Erzeugung des rampenförmigen Signals (SHF); Eine Antenne (12) zum Aussendern gen Füllgut (2) und zum Empfang des entsprechenden Empfangs-Signals (rHF); Eine Signalverarbeitungs-Einheit (13), welche pro Messzyklus gemäß des FMCW-Prinzips ein Frequenzspektrum (sm) des Auswertungssignals (sZF) erstellt; Und eine Regel-/Auswerte-Einheit (15), um anhand des Frequenzspektrums (sm) den Abstand (d) zu bestimmen. Dabei kennzeichnet sich das Füllstandsmessgerät (1) dadurch, dass ein Frequenzband (Δf) und ein Messbereich vorgebbar sind, unddass das Füllstandsmessgerät (1) hierauf basierend eigenständig die Grenzfrequenzen (fstart, fstop) und/oder die Rampensteilheit (f`) einzustellen bzw. ändern kann. Vorteilhaft hieran ist, dass der Einsatzort des Füllstandsmessgerätes (1) nach dessen Fertigung nicht auf eine bestimmte Region, wie China, die USE oder Europa beschränkt ist. Außerdem vereinfacht dies die Logistik bei der Fertigung des Füllstandsmessgerätes (1).

Description

• Die Erfindung betrifft ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät, das hinsichtlich seines Frequenzbandes individuell anpassbar ist.
• In der Prozessautomatisierungstechnik werden zur Erfassung relevanter Prozessparameter entsprechende Feldgeräte eingesetzt. Zwecks Erfassung der jeweiligen Prozessparameter sind in den entsprechenden Feldgeräten daher geeignete Messprinzipien implementiert, um als Prozessparameter etwa einen Füllstand, einen Durchfluss, einen Druck, eine Temperatur, einen pH-Wert, ein Redoxpotential oder eine Leitfähigkeit zu erfassen. Verschiedenste Feldgeräte-Typen werden von der Firmengruppe Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
• Zur Füllstandsmessung von Füllgütern in Behältern haben sich berührungslose Messverfahren etabliert, da sie robust und wartungsarm sind. Ein weiterer Vorteil berührungsloser Messverfahren besteht in der Fähigkeit, den Füllstand quasi kontinuierlich messen zu können. Im Bereich der kontinuierlichen Füllstandsmessung werden daher vorwiegend Radar-basierte Messverfahren eingesetzt (im Kontext dieser Patentanmeldung bezieht sich der Begriff „Radar“ auf Signale bzw. elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 0.03 GHz und 300 GHz). Dabei ist prinzipiell eine umso höhere Mess-Auflösung erreichbar, je höher die Frequenz ist. Als Messverfahren haben sich das Pulslaufzeit-Verfahren und FMCW („Frequency Modulated Continuous Wave“) etabliert. Näher beschrieben wird Radar-basierte Füllstandsmessung beispielsweise in „Radar Level Detection, Peter Devine, 2000“.
• Typische, für Radar-basierte Füllstandsmessung zugelassene Frequenzbänder liegen bei 26 GHz, 60 GHz, 80 GHz und 120 GHz, sowie vermehrt auch 180GHz und 240GHz. Dabei richten sich die genaue Lage des Frequenzbandes und deren Umfang vom jeweiligen Staat bzw. dem genauen Messort, an dem das Füllstandsmessgerät eingesetzt wird, ab: Im Falle von 80 GHz liegt das entsprechende Frequenzband in Europa bspw. bei 76 - 84 GHz, während dies in Kanada beispielsweise bei 77 - 81 GHz liegt. Der Messbereich, den das Füllstandsmessgerät umfassen muss, hängt wiederum vom Behälter ab, in welchem der Füllstand zu bestimmen sind. Dementsprechend ist der erforderliche Messbereich, den das Füllstandsmessgerät abdecken muss, bei kleineren Behältern auf 15 m begrenzt, während er für größere Anwendungen bis zu 100 m betragen kann.
• Das Funktionsprinzip von FMCW beruht darauf, ein Radar-Signal mit sich rampenförmig ändernder Frequenz in Richtung des Füllgutes auszusenden. Nach Reflektion an der Füllgutoberfläche wird das entsprechende Empfangssignal signaltechnisch mit dem erzeugten Radar-Signal gemischt, um ein niederfrequentes Zwischenfrequenz-Signal zu erhalten. Dabei repräsentiert die Frequenz des Zwischenfrequenz-Signals den Abstand zum Füllgut bzw. den Füllstand wieder. Durch die Voreinstellung der Grenzfrequenzen ist allerdings nicht mehr möglich, das Füllstandsmessgerät an neue Messbedingungen anzupassen. Innerhalb des angestrebten Frequenzbandes weist die Frequenz des ausgesandten Radar-Signals eine definierte untere bzw. obere Grenzfrequenz und eine definierte Rampensteilheit auf, welche im Zuge der Fertigung vorab auf den späteren Einsatzort bzw. den späteren Messbereich eingestellt werden. Durch die Voreinstellung dieser Parameter ist es jedoch nachträglich nicht mehr möglich, das Füllstandsmessgerät auf abweichende Messumgebungen bzw. abweichende Messbedingungen anzupassen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät bereitzustellen, welches diese Nachteile überwindet.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein FMCW-Radar basiertes Abstandsmessgerät zur Messung eines Abstandes zu einem Objekt, das folgende Komponenten umfasst:
• - Eine Signalerzeugungs-Einheit, die ausgelegt ist, zyklisch wiederkehrend ein elektrisches Hochfrequenz-Signal zu erzeugen, dessen Frequenz zwischen einer unteren Grenzfrequenz und einer oberen Grenzfrequenz eine zeitliche Frequenzrampe mit einer definierten Rampensteilheit und einer definierten Rampendauer aufweist,
• - eine Antenne, mittels der das Hochfrequenz-Signal als Radar-Signal in Richtung des Objektes aussendbar und nach Reflektion am Objekt als entsprechendes Empfangs-Signal empfangbar ist, und
• - eine Signalverarbeitungs-Einheit, mit
  • ◯ einer Mischer-Stufe, die ausgelegt ist, gemäß des FMCW-Prinzips anhand des elektrischen Hochfrequenz-Signals und des Empfangs-Signals pro Messzyklus ein niederfrequentes Zwischenfrequenz-Signal zu erzeugen,
  • ◯ einer Transformator-Stufe, welche ausgelegt ist, um pro Messzyklus ein Frequenzspektrum des Auswertungssignals zu erstellen, und
• - eine Regel-/Auswerte-Einheit ausgelegt ist, um anhand des Frequenzspektrums den Abstand zu bestimmen.
• Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Abstandsmessgerät dadurch aus, dass der Signalerzeugungs-Einheit das gewünschte Frequenzband und der gewünschte Messbereich vorgebbar sind. Hierdurch kann die Regel-/Auswerte-Einheit die Signalerzeugungs-Einheit erfindungsgemäß derart steuern, dass die Grenzfrequenzen und/oder die Rampensteilheit in Abhängigkeit des vorgegebenen Frequenzbandes sowie des Messbereichs eingestellt werden.
• Vorteilhaft hieran ist, dass der Einsatzort des Abstandsmessgerätes nicht auf eine bestimmte Region beschränkt wird. Außerdem vereinfacht dies die Logistik bei der Fertigung des Abstandsmessgerätes. Daher bietet es sich insbesondere an, das erfindungsgemäße Abstandsmessgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter einzusetzen.
• Sofern zumindest die Rampendauer der Frequenzrampe in der Signalerzeugungs-Einheit fest voreingestellt ist, kann die Signalerzeugungs-Einheit die Grenzfrequenzen erfindungsgemäß auf $${ƒ}_{stop}-{ƒ}_{start}=\mathrm{\Delta }ƒ$$

  

  einstellen, sofern die Rampensteilheit f` gemäß $$ƒ\text{'}\le ƒ{\text{'}}_{max}=\mathrm{\Delta }ƒ*\frac{c}{2h}$$

  

  unterhalb einer maximalen Rampensteilheit (f'_max) liegt. Im anderen Fall sind die Grenzfrequenzen entsprechend der Formel $${ƒ}_{stop}-{ƒ}_{start}=\mathrm{\Delta }ƒ*\frac{\tau c}{2h}$$

  

  einzustellen, wobei die Differenz der Grenzfrequenzen (f_stop - f_start) somit kleiner als das vorgegebene Frequenzband Δf eingestellt wird. Beide Grenzfrequenzen f_stop und f_start müssen dabei innerhalb des Frequenzbandes Δf liegen.
• Sofern das erfindungsgemäße Abstandsmessgerät eine Analog-/DigitalWandler-Stufe umfasst, die das Zwischenfrequenz-Signal in Signalrichtung vor der Transformator-Stufe digitalisiert, und sofern das Abstandsmessgerät einen in Signalrichtung hinter der Analog-/Digitalwandler-Stufe angeordneten IIR- oder FIR-Filter mit integriertem Dezimator umfasst, die das digitalisierte Zwischenfrequenz-Signal einer Tiefpassfilterung unterzieht, kann hierdurch das erfindungsgemäße Abstandsmessgerät vorteilhaft weiterentwickelt werden: In diesem Fall kann die Regel-/Auswerte-Einheit so ausgelegt werden, dass der Dezimationsfaktor des Dezimators insbesondere antiproportional in Abhängigkeit der Rampensteilheit bzw. des Messbereichs eingestellt wird.
• Außerdem kann das Abstandsmessgerät dahingehend weiterentwickelt werden, dass die Regel-/Auswerte-Einheit einen Positions-Sensor zur Bestimmung des momentanen Einsatzortes umfasst. Hierdurch kann die Signalerzeugungs-Einheit die Grenzfrequenzen und die Rampendauer selbstständig in Abhängigkeit des ermittelten Einsatzortes einstellen bzw. ändern. Dabei kann es sich bei dem Positions-Sensor bspw. um ein GPS-Modul, ein WLAN-Modul und/oder ein GSM-Modul handeln.
• Abstandsmessgerät alternativ oder zusätzlich kann der Signalerzeugungs-Einheit eine Eingabe-Einheit zugeordnet sein, mittels welcher die Grenzfrequenzen am jeweiligen Einsatzort manuell einstellbar bzw. änderbar sind.
• Unter dem Begriff „Einheit‟ wird im Rahmen der Erfindung prinzipiell eine separate Anordnung bzw. Kapselung derjenigen elektronischen Schaltungen verstanden, die für einen konkreten Einsatzzweck, bspw. zur Hochfrequenz-Signalverarbeitung oder als Schnittstelle vorgesehen sind. Die jeweilige Einheit kann also je nach Einsatzzweck entsprechende Analogschaltungen zur Erzeugung bzw. Verarbeitung entsprechender analoger Signale umfassen. Die Einheit kann jedoch auch Digitalschaltungen, wie FPGA's, Microcontroller oder Speichermedien in Zusammenwirken mit entsprechenden Programmen umfassen. Dabei ist das Programm ausgelegt, die erforderlichen Verfahrensschritte durchzuführen bzw. die notwendigen Rechenoperationen anzuwenden. In diesem Kontext können verschiedene elektronische Schaltungen der Einheit im Sinne der Erfindung potenziell auch auf einen gemeinsamen physikalischen Speicher zurückgreifen bzw. mittels derselben physikalischen Digitalschaltung betrieben werden. Dabei ist es nicht relevant, ob verschiedene elektronische Schaltungen innerhalb der Einheit auf einer gemeinsamen Leiterkarte oder auf mehreren, verbundenen Leiterkarten angeordnet sind.
• Näher erläutert wird die Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren. Es zeigt:
• 1: Ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät an einem Behälter,
• 2: eine mögliche Ausführungsvariante der Antennen-Anordnung, und
• 3: eine schematische Darstellung einer FMCW-typischen Frequenzrampe.
• Zum prinzipiellen Verständnis ist in 1 ein Behälter 3 mit einem Füllgut 2 gezeigt, dessen Füllstand L zu bestimmen ist. Dabei kann der Behälter 3 je nach Art des Füllgutes 2 und je nach Einsatzgebiet bis zu mehr als 100 m hoch sein. Von der Art des Füllgutes 2 und dem Einsatzgebiet hängen auch die Bedingungen im Behälter 3 ab. So kann es im Falle von exothermen Reaktionen beispielsweise zu hoher Temperatur- und Druckbelastung kommen. Bei staubhaltigen oder entzündlichen Stoffen sind im BehälterInneren entsprechende Explosionsschutzbedingungen einzuhalten.
• Um den Füllstand L unabhängig von den vorherrschenden Bedingungen ermitteln zu können, ist ein nach dem FMCW-Prinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät 1 oberhalb des Füllgutes 2 in einer bekannten Einbauhöhe h über der Sole des Behälter 3 angebracht. Dabei ist das Füllstandsmessgerät 1 derart Druck- und Mediendicht an einer entsprechenden Öffnung des Behälters 3 befestigt und ausgerichtet, dass lediglich die Antenne 12 des Füllstandsmessgerätes 1 in den Behälter 3 hinein vertikal nach unten gen Füllgut 2 gerichtet ist, während die weiteren Komponenten des Füllstandsmessgerätes 1 außerhalb des Behälters 3 angeordnet sind.
• Über die Antenne 12 werden Radar-Signale S_HF in Richtung der Oberfläche des Füllgutes 2 ausgesendet. Dabei wird gemäß des FMCW-Prinzips pro Messzyklus die Frequenz des Radar-Signals S_HF zeitlich rampenförmig zwischen einer unteren Grenzfrequenz f_start und einer oberen Grenzfrequenz f_stop geändert. Die Grenzfrequenzen f_start, f_stop richten sich hierbei nach einem bei der Fertigung vorgegebenen Frequenzband Δf.
• Nach Reflektion des Radar-Signals S_HF an der Füllgut-Oberfläche empfängt das Füllstandsmessgerät 1 die reflektierten Empfangssignale R_HF wiederum über die Antenne 12. Die resultierende Signallaufzeit t zwischen Aussenden und Empfang des jeweiligen Radar-Signals S_HF, R_HF ist gemäß $$t=\frac{2*d}{c}$$

  

  entsprechend proportional zum Abstand d zwischen dem Füllstandsmessgerät 1 und dem Füllgut 2, wobei c der Radar-Ausbreitungsgeschwindigkeit der jeweiligen Lichtgeschwindigkeit entspricht. Die Signallaufzeit t kann vom Füllstandsmessgerät 1 mittels des FMCW- Verfahrens mittelbar anhand des Empfangssignals R_HF bestimmt werden, wie anhand von 2 erläutert wird. Beispielsweise auf Basis einer entsprechenden Kalibration kann das Füllstandsmessgerät 1 die gemessene Laufzeit t dem jeweiligen Abstand d zuordnen. Hierüber kann das Füllstandsmessgerät 1 gemäß $$d=h-L$$

  

  wiederum den Füllstand L bestimmen, sofern die Einbauhöhe h im Füllstandsmessgerät 1 hinterlegt wird.
• In der Regel ist eine Regel-/Auswerte-Einheit des Füllstandsmessgerätes 1 über eine separate Schnittstellen-Einheit, wie etwa „4-20 mA“, „PROFIBUS“, „HART“, oder „Ethernet“ mit einer übergeordneten Einheit 4, wie z. B. einem lokalen Prozessleitsystem oder einem dezentralen Server-System verbunden. Hierüber kann der gemessene Füllstandswert L übermittelt werden, beispielsweise um gegebenenfalls Zu- oder Abflüsse des Behälters 3 zu steuern. Es können aber auch anderweitige Informationen über den allgemeinen Betriebszustand des Füllstandsmessgerätes 1 kommuniziert werden.
• Der schaltungstechnische Aufbau des Füllstandsmessgerätes 1 wird in 1 gezeigt: Demnach wird das auszusendende Radar-Signal S_HF als elektrisches Hochfrequenz-Signal S_HF in einer Signalerzeugungs-Einheit 11 generiert, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer phasengesteuerten Regelschleife (vor allem im Englischen als „Phase Locked Loop, PLL“ bekannt) basiert. Dabei wird das Hochfrequenz-Signal s_HF gemäß des FMCW-Prinzips mit entsprechend rampenförmiger Frequenzänderung erzeugt. Im Anschluss wird das Hochfrequenz-Signal s_HF über eine Sende-/Empfangs-Weiche 14 der Antenne 12 zugeführt, von wo das Hochfrequenz-Signal s_HF als Radar-Signal S_HF ausgesandt wird. Dabei kann die Sende-/Empfangs-Weiche 14 beispielsweise als Diplexer oder als Duplexer ausgelegt sein.
• Das durch die Antenne 12 empfangene, entsprechende Empfangssignal r_HF wird über die Signalweiche 14 in einer Signalverarbeitungs-Einheit 13 des Füllstandsmssgeräte1 zunächst einer Mischer-Stufe 131 zugeführt. Dort wird das Empfangssignal r_HF mit dem von der Signalerzeugungs-Einheit 11 erzeugten Hochfrequenz-Signal s_HF gemischt, wodurch gemäß des FMCW-Prinzips ein niederfrequentes Zwischenfrequenz-Signal s_ZF generiert wird.
• Durch eine Analog-/Digital-Wandlerstufe 132 wird das Zwischenfrequenz-Signal s_ZF in Signalrichtung hinter der Mischer-Stufe 131 Zeit- bzw.- Wertdiskretisiert, damit eine Transformator-Stufe 134 hieraus mit geringem Rechenaufwand ein Frequenzspektrum s_m erstellen kann. In Signalrichtung hinter der Analog-/Digital-Wandlerstufe 132 kann optional eine digitale Tiefpass-Filterstufe 133 angeordnet werden, um etwaiges Rauschen und anderweitige Störungen zu filtern. Aus dem Frequenzspektrum s_m kann die Regel-/Auswerte-Einheit 15 dasjenige Maximum ermitteln, welches der Reflektion am Füllgut 2 zuzuordnen ist, um anhand dessen den Abstand d bzw. den Füllstand L zu bestimmen.
• 3 zeigt die für FMCW typische, zeitlich lineare Frequenzänderung des Hochfrequenz- bzw. Radar-Signals S_HF, s_HF in Form einer Rampe, wie es durch die Signalerzeugungs-Einheit 11 pro Messzyklus generiert wird: Die Frequenzrampe zeichnet sich durch eine Rampendauer τ, eine Rampensteilheit f` und eine untere Grenzfrequenz f_start sowie eine obere Grenzfrequenz f_stop aus, wobei die Grenzfrequenzen f_start, f_stop je nach Auswahl des jeweiligen Frequenzbandes Δf nicht mit dessen Grenzen übereinstimmen müssen, sondern sich ggf. innerhalb des Frequenzbandes Δf befinden. Dabei hängen diese Parameter gemäß $$ƒ\text{'}=\frac{\mathrm{\Delta }ƒ}{\tau }$$

  

  zusammen.
• Erfindungsgemäß kann dem Füllstandsmessgerät 1 das gewünschte Frequenzband Δf auch nach dessen Fertigstellung vorgegeben werden, beispielsweise über eine Eingabe-Maske der Regel-/Auswerte-Einheit 15, oder indirekt über die übergeordnete Einheit 4. Wie in 2 gezeigt ist, steuert die Regel-/Auswerte-Einheit 15 die Signalerzeugungs-Einheit 11 entsprechend an. Außerdem ist der gewünschte Messbereich des Füllstandsmessgerätes 1 manuell oder automatisch anpassbar. Auch dies kann beispielsweise über die Bedien- und Eingabe-Maske, oder indirekt über die übergeordnete Einheit 4 erfolgen. Dabei ist der Messbereich so einzustellen, dass zumindest die Einbauhöhe h erfasst ist.
• Im Gegensatz zum Messbereich und dem Frequenzband Δf ist es aufgrund der nach oben limitierten Samplingfrequenz des Analog-/Digital-Wandlers 132 vorteilhaft, die Rampendauer τ der Frequenzrampe in der Signalerzeugungs-Einheit 11 auf einen definierten Wert voreinzustellen. Dabei wird der Wert der Rampendauer τ unter Berücksichtigung der erforderlichen Rechenleistung, der notwendigen Speicherkapazität und der zur Verfügung stehenden Energie gewählt. Unter diesen Randbedingungen stellt das Füllstandsmessgerät 1 nach Eingabe des Messbereichs h und des Frequenzbandes Δf die Rampensteilheit f` gemäß $$ƒ\text{'}=\frac{{ƒ}_{stop}-{ƒ}_{start}}{\tau }$$

  

  selbstständig ein. Dabei wird die Rampensteilheit f` gemäß $$ƒ\text{'}\le ƒ{\text{'}}_{max}=\mathrm{\Delta }ƒ*\frac{c}{2h}$$

  

  durch den zuvor gewählten Messbereich begrenzt. Dementsprechend stellt das Füllstandsmessgerät 1 die Grenzfrequenzen f_start, f_stop gemäß $${ƒ}_{stop}-{ƒ}_{start}=\mathrm{\Delta }ƒ$$

  

  ein, sofern das gewählte Frequenzband Δf nicht so breit ist, dass hierdurch die maximale Rampensteilheit f'_max überschritten wird. Im anderen Fall werden die Grenzfrequenzen f_start, f_stop innerhalb des Frequenzbandes Δf gemäß $${ƒ}_{stop}-{ƒ}_{start}=\mathrm{\Delta }ƒ*\frac{\tau c}{2h}$$

  

  begrenzt, wie es in 3 dargestellt ist.
• Eine bei Bedarf automatische Einstellung bzw. Änderung des Frequenzbandes Δf und des Messbereichs h ist umsetzbar, indem in der Regel-/Auswerte-Einheit 15 eine Zuordnungs-Tabelle hinterlegt ist. Dabei ordnet die Tabelle unterschiedliche Regionen als potenzieller Einsatzort dem Frequenzband Δf der jeweiligen Region zu. Mittels eines in der Regel-/Auswerte-Einheit 15 implementierten Positions-Sensors kann in diesem Fall ermittelt werden, in welcher Region sich der momentane Einsatzort des Füllstanfsmessgeräte1 befindet. Auf Basis der aktuellen Region kann das Füllstandsmessgerät 1 anhand der Tabelle somit das zugehörige Frequenzband Δf zuordnen. Alternativ zu einem Positions-Sensor ist es auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Füllstandsmessgerät 1 seine aktuelle Position und somit die jeweilige Region durch Kontakt zu einem etwaigen Mobilfunk- oder WLAN-Netzes ermittelt. Hierzu ist es erforderlich, dass das Füllstandsmessgerät 1 ein entsprechendes GSM- bzw. WLAN-Modul umfasst.
• Bezugszeichenliste

1

Füllstandsmessgerät

2

Füllgut

3

Behälter

4

Übergeordnete Einheit

11

Signalerzeugungs-Einheit

12

Antenne

13

Signalverarbeitungs-Einheit

14

Sende-/Empfangs-Weiche

15

Regel-/Auswerte-Einheit

131

Mischer-Stufe

132

Analog-/Digitalwandler-Stufe

133

Tiefpassfilter-Stufe

134

Transformator-Stufe

fstart,stop

Grenzfrequenzen

c

Radar-Ausbreitungsgeschwindigkeit

d

Entfernung

h

Einbauhöhe

L

Füllstand

rHF

Empfangs-Signal

SHF

Radar-Signal

sm

Frequenzspektrum

sHF

Elektrisches Hochfrequenz-Signal

sZF

Zwischenfrequenz-Signal

Δf

Frequenzband

f', f'max

(Maximale) Rampensteilheit

τ, τmax

(Maximale) Rampendauer

Claims (10)

1. FMCW-Radar basiertes Abstandsmessgerät zur Messung eines Abstandes (d) zu einem Objekt (2), umfassend: - Eine Signalerzeugungs-Einheit (11), die ausgelegt ist, zyklisch wiederkehrend ein elektrisches Hochfrequenz-Signal (s_HF) zu erzeugen, dessen Frequenz (f_HF) zwischen einer unteren Grenzfrequenz (f_start) und einer oberen Grenzfrequenz (f_stop) eine zeitliche Frequenzrampe mit einer definierten Rampensteilheit (f') und einer definierten Rampendauer (τ) aufweist, - eine Antenne (12), mittels der das Hochfrequenz-Signal (s_HF) als Radar-Signal (S_HF) in Richtung des Objektes (2) aussendbar und nach Reflektion am Objekt (2) als entsprechendes Empfangs-Signal (r_HF) empfangbar ist, - eine Signalverarbeitungs-Einheit (13), mit o einer Mischer-Stufe (131), die ausgelegt ist, gemäß des FMCW-Prinzips anhand des elektrischen Hochfrequenz-Signals (s_HF) und des Empfangs-Signals (r_HF) pro Messzyklus ein niederfrequentes Zwischenfrequenz-Signal (s_ZF) zu erzeugen, o einer Transformator-Stufe (134), welche ausgelegt ist, um pro Messzyklus ein Frequenzspektrum (s_m) des Auswertungssignals (s_ZF) zu erstellen, und - eine Regel-/Auswerte-Einheit (15) ausgelegt ist, um anhand des Frequenzspektrums (s_m) den Abstand (d) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalerzeugungs-Einheit (11) ein Frequenzband (Δf) und ein Messbereich vorgebbar sind, und dass die Regel-/Auswerte-Einheit (15) die Signalerzeugungs-Einheit (11) derart steuert, so dass die Grenzfrequenzen (f_start, f_stop) und/oder die Rampensteilheit (f`) in Abhängigkeit des vorgegebenen Frequenzbandes (Δf) sowie des Messbereichs eingestellt werden.
2. FMCW-Radar basiertes Abstandsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rampendauer (τ) der Frequenzrampe in der Signalerzeugungs-Einheit (11) fest voreingestellt ist.
3. FMCW-Radar basiertes Abstandsmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungs-Einheit (11) die Grenzfrequenzen f_start, f_stop gemäß $${ƒ}_{stop}-{ƒ}_{start}=\mathrm{\Delta }ƒ$$

   

   einstellt, sofern die Rampensteilheit (f`) gemäß $$ƒ\text{'}\le ƒ{\text{'}}_{max}=\mathrm{\Delta }ƒ*\frac{c}{2h}$$

   

   unterhalb einer maximalen Rampensteilheit (f'_max) liegt.
4. Abstandsmessgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, umfassend: - Eine Analog-/Digital-Wandler-Stufe (132), die ausgelegt ist, das Zwischenfrequenz-Signal (s_ZF) in Signalrichtung vor der Transformator-Stufe (134) zu digitalisieren.
5. Abstandsmessgerät nach Anspruch 4, umfassend: - Eine in Signalrichtung hinter der Analog-/Digitalwandler-Stufe (132) angeordnete Tiefpassfilter-Stufe (133), die ausgelegt ist, das digitalisierte Zwischenfrequenz-Signal (s_ZF) einer Tiefpassfilterung zu unterziehen.
6. Abstandsmessgerät nach Anspruch 5, wobei die Tiefpassfilter-Stufe (133) als IIR- oder FIR-Filter mit integriertem Dezimator ausgelegt ist, und wobei die Regel-/Auswerte-Einheit (15)-ausgelegt ist, um einen Dezimationsfaktor der Tiefpassfilter-Stufe (133) insbesondere antiproportional in Abhängigkeit der Rampensteilheit (f`) bzw. des Messbereichs einzustellen.
7. Abstandsmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regel-/Auswerte-Einheit (15) einen Positions-Sensor umfasst, mittels dem ein momentaner Einsatzort des Abstandsmessgerätes (1) bestimmbar ist, und wobei die Regel-/Auswerte-Einheit (15) ausgelegt ist, die Grenzfrequenzen (f_start, f_stop) und die Rampendauer (τ) an der Signalerzeugungs-Einheit (11) in Abhängigkeit des ermittelten Einsatzortes einzustellen bzw. zu ändern.
8. Abstandsmessgerät nach Anspruch 5, wobei der Positions-Sensor ein GPS-Modul, ein WLAN-Modul und/oder ein GSM-Modul umfasst, mittels welchem der Einsatzort bestimmbar ist.
9. Abstandsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Signalerzeugungs-Einheit (11) eine Eingabe-Einheit zugeordnet ist, mittels welcher die Grenzfrequenzen (f_start, f_stop) manuell einstellbar bzw. änderbar sind.
10. Verwendung des Abstandsmessgerätes (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche zur Messung eines Füllstandes (L) eines Füllgutes (2) in einem Behälter (3).

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