DE4327333A1 - Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip - Google Patents

Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip

Info

Publication number
DE4327333A1
DE4327333A1 DE19934327333 DE4327333A DE4327333A1 DE 4327333 A1 DE4327333 A1 DE 4327333A1 DE 19934327333 DE19934327333 DE 19934327333 DE 4327333 A DE4327333 A DE 4327333A DE 4327333 A1 DE4327333 A1 DE 4327333A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
liquid
signal
level
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19934327333
Other languages
English (en)
Other versions
DE4327333C2 (de
Inventor
Ronald Van Der Pol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krohne Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority to DE19934327333 priority Critical patent/DE4327333C2/de
Publication of DE4327333A1 publication Critical patent/DE4327333A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4327333C2 publication Critical patent/DE4327333C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssig­ keit in einem Behälter nach dem Radarprinzip, bei dem von einer über dem Flüs­ sigkeitsspiegel angeordneten Antenne (Sendeantenne) ein Mikrowellensignal in Richtung des Flüssigkeitsspiegels abgestrahlt wird, bei dem ein am Flüssigkeits­ spiegel reflektiertes Meßsignal von der Antenne (Sendeantenne) oder vorzugs­ weise von einer weiteren Antenne (Empfangsantenne) empfangen wird und bei dem aus der für das Meßsignal ermittelten Laufzeit die Füllstandshöhe berechnet wird.
Neben anderen Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter ist die Flüssigkeitsmessung nach dem Radarprinzip insbesondere für größere Behälter in Tankanlagen od. dgl. verbreitet. Das Radarprinzip beruht auf der Eigenschaft elektromagnetischer Wellen, sich innerhalb eines homogenen, nicht leitenden Mediums mit konstanter Geschwindigkeit auszubreiten und an der Grenzfläche unterschiedlicher Medien einen Teil der Energie zu reflektieren. Aus der gemessenen Zeitdifferenz, die zwischen ausgesendeten und wieder emp­ fangenen Wellen entsprechender Wellenlänge verstreicht, läßt sich die Entfer­ nung der angestrahlten Grenzfläche bestimmen. Um die Laufzeit zwischen dem Aus­ senden und dem Wiedereintreffen des Meßsignals am Aussendeort definiert messen zu können, müssen die elektromagnetischen Wellen moduliert werden. Besonders häufig wird die Impulsmodulation verwendet. Diese hat den Vorteil, daß eine gemeinsame Sende- und Empfangsantenne verwendet werden kann, wenn während des Sendens der Empfangszweig über eine Sende-/Empfangsweiche vom gemeinsamen Wel­ lenleiter getrennt wird. Das Radarprinzip läßt sich mit elektromagnetischen Wellen eines weiten Frequenzbereichs realisieren, die Frequenzwahl ist durch verschiedene Randbedingungen, zu denen auch und besonders der Anwendungsbereich gehört, bestimmt. Für die Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter ist der Mikrowellenbereich passend. Besonders in diesem Bereich hat sich neben der Impulsmodulation auch eine Frequenzmodulation des Mikrowellen­ signals als Modulationsart durchgesetzt (FMCW-Radar). Dabei wird die Modula­ tion nicht durch Impulse oder Impulspausen realisiert, sondern bei kontinuier­ licher Abstrahlung des Mikrowellensignals durch eine meist sägezahnförmig mit der Zeit ansteigende und am Ende des Anstiegs wieder zurückspringende Fre­ quenz.
Die Füllstandshöhe im Behälter errechnet sich aus der bekannten Innenhöhe des Behälters, also dem tatsächlichen Bodenabstand zwischen Antenne und Boden des Behälters, und dem freien Abstand zwischen Flüssigkeitsspiegel und Antenne. Dieser Abstand kann bei bekannter Signallaufzeit und bekannter Ausbreitungs­ geschwindigkeit des Mikrowellensignals aus dem vom Flüssigkeitsspiegel reflek­ tierten Meßsignal ermittelt werden.
Tatsächlich ist das Meßsignal häufig stark gestört, da neben dem Meßsignal auch eine Reihe von Störsignalen auftreten, die durch Reflexionen an verschiedenen Teilen des Behälters auftreten. Da der Behälter in der Regel aus einem Material mit hohem Reflexionsgrad, insbesondere aus Metall besteht, sind diese Stör­ signale intensiver als das von der Flüssigkeitsoberfläche reflektierte Meßsig­ nal. Eine Identifizierung des Meßsignals in einem solchermaßen stark gestörten Spektrum wird somit erheblich erschwert, so daß sowohl die Genauigkeit als auch die Langzeitstabilität des Verfahrens beeinträchtigt sind.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so aus­ zugestalten und weiterzubilden, daß es auswertungstechnisch einfacher zu zuver­ lässigen Ergebnissen führt.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in ei­ nem gemessenen Spektrum auftretende und von der Füllstandshöhe der Flüssigkeit unabhängige Störsignale mit Hilfe der gemessenen Intensität eines ersten Stör­ signals korrigiert werden. Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, daß die Störsignale, die unabhängig von der Füllstandshöhe der Flüssigkeit sind, in der Regel ein ähnliches Intensitätsverhalten, beispielsweise abhängig von dem Verschmutzungsgrad der reflektierenden Oberflächen, aufweisen. Wird nun die Intensität eines ersten Störsignals, das aufgrund seiner kurzen Laufzeit auf keinen Fall mit dem Meßsignal überlagert ist, in dem gemessenen Spektrum be­ stimmt und wird diese Intensität zur Korrektur der übrigen, das gleiche In­ tensitätsverhalten aufweisenden Störsignale verwendet, so können diese Stör­ signale weitgehend in dem gemessenen Spektrum unterdrückt werden. Durch die­ ses Verfahren können somit auch Meßsignale, die im Vergleich zu den Störsig­ nalen erheblich schwächer sein können, zuverlässig gemessen werden.
In dem gemessenen Spektrum können nun gleichzeitig Gruppen von Störsignalen auftreten, die ein unterschiedliches Intensitätsverhalten aufweisen, das bei­ spielsweise durch unterschiedlich starke Verschmutzung der Oberflächen her­ vorgerufen wird, an denen das Mikrowellensignal reflektiert wird. Erfindungs­ gemäß werden diese verschiedenen Gruppen separat voneinander korrigiert, indem zu jeder Gruppe von Störsignalen ein erstes Störsignal für die Korrektur ver­ wendet wird.
Zur Bestimmung der Frequenzen bzw. der Laufzeiten der zu korrigierenden Stör­ signale wird ein Spektrum im leeren Zustand des Behälters aufgenommen. In die­ sem Spektrum treten wegen der fehlenden Flüssigkeit sämtliche Signale auf, die unabhängig von dem Füllzustand des Behälters sind. Insbesondere wird auch aus diesem Leerspektrum die Frequenz bzw. die Laufzeit des Signals bestimmt, das durch Reflexion des Mikrowellensignals am Boden des Behälters entsteht. Somit wird der genaue Abstand zwischen der Antenne und dem Boden des Behälters be­ stimmt, so daß durch Differenzbildung mit dem aus Meßsignal berechneten Abstand zwischen Flüssigkeitsspiegel und der Antenne der Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter bestimmt werden kann.
Störsignale treten bevorzugt dann auf, wenn sich in dem Strahlengang des Mikro­ wellensignals zwischen der Antenne und dem Flüssigkeitsspiegel eine für Mikrowellen durchsichtige Trennscheibe befindet. Eine solche Trennscheibe ist immer dann notwendig, wenn die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit durch ihren Dampf eine schädigende Wirkung, insbesondere durch Korrosion, auf die Antenne besitzt. Die Trennscheibe trennt also das Volumen des Behälters, in dem sich die Flüssigkeit befindet, von dem die Antenne aufnehmenden Volumen. Trifft nun das von der Antenne abgestrahlte Mikrowellensignal auf die Trenn­ scheibe, so wird ein Teil der Energie des Mikrowellensignals sowohl von der oberen als auch der unteren Oberfläche der Trennscheibe reflektiert, es tre­ ten also Mehrfachreflexionen auf. Die Anzahl dieser Mehrfachreflexionen erhöht sich ungünstigerweise auch dadurch, daß der an der Trennscheibe re­ flektierte Teil des Mikrowellensignals erneut an der Oberfläche der Antenne reflektiert wird und somit erneut auf die Trennscheibe trifft, wobei wiederum ein Teil an den beiden Oberflächen der Trennscheibe reflektiert wird. Beim ersten Auftreffen auf die Trennscheibe wird der größte Anteil an Energie des Mikrowellensignals durchgelassen und trifft auf den Flüssigkeitsspiegel. Dort wird ebenfalls ein Teil der Energie des Mikrowellensignals reflektiert, wobei der Reflexionsgrad der Flüssigkeit gegenüber dem Reflexionsgrad der Trenn­ scheibe wegen der geringeren optischen Dichte erheblich geringer ist. Das von dem Flüssigkeitsspiegel zurückreflektierte Meßsignal wird dann zusätzlich noch beim Durchtritt durch die Trennscheibe abgeschwächt. Es wird also deutlich, daß das die Füllstandshöhe repräsentierende Meßsignal also eine erheblich schwächere Intensität im gemessenen Spektrum als die durch ausschließliche Reflexion an der Trennscheibe hervorgerufenen Störsignale besitzt. Das er­ findungsgemäße Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in ei­ nem Behälter ist also in besonderer Weise dann vorteilhaft, wenn sich zum Schutz vor schädigenden Dämpfen in dem Strahlengang des Mikrowellensignals eine Trennscheibe befindet.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle Arten der Meßtechnik nach dem Radarprinzip, insbesondere also sowohl für Frequenzmodulation als auch für Impulsmodulation.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung des Füll­ standes einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei sich im Strahlen­ gang des Mikrowellensignals eine Trennscheibe befindet,
Fig. 2 in einer Vergrößerung einen Ausschnitt aus der Darstellung aus Fig. 1 zur Erläuterung des Entstehens der Mehrfachreflexionen,
Fig. 3 ein Beispiel eines gemessenen Spektrums und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei zur Führung des Mikrowellensignals ein rohrförmiger Mikrowellenleiter in der Vorrichtung angeordnet ist.
Anhand des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels wird das Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit 1 in einem Behälter 2 nach dem Radarprinzip beschrieben. Bei diesem Verfahren wird von einer über dem Flüs­ sigkeitsspiegel 3 angeordneten Antenne 4, die von einem Mikrowellengenerator 5 üblicher Bauart gespeist wird, ein Mikrowellensignal in Richtung des Flüssig­ keitsspiegels 3 und des Bodens 6 des Behälters 2 abgestrahlt. Das gesendete Mikrowellensignal ist durch das Bezugszeichen s, einer durchgezogenen Linie und nach unten gerichtete Pfeile, die das Auftreffen auf einer Trennscheibe 7 und dem Flüssigkeitsspiegel 3 andeuten, indiziert. Am Flüssigkeitsspiegel 3 wird ein Meßsignal m reflektiert und von der Antenne 4 empfangen. Aus der für das Meßsignal m ermittelten Laufzeit wird die Füllstandshöhe, Höhe des Flüs­ sigkeitsspiegels 3 im Behälter 2, ermittelt. Jedenfalls ist das die normale, aus dem Stand der Technik bekannte Verfahrensweise.
Andere Signale als das Meßsignal m werden als Störsignale angesehen, das gilt insbesondere für das an der Trennscheibe 7 reflektierte, meist relativ starke Trennscheibensignal r. Das Trennscheibensignal r besteht wegen Mehrfachreflex­ ionen aus einer Reihe von Störsignalen. In Fig. 2 ist der Bereich der Vorrich­ tung aus Fig. 1 vergrößert dargestellt, der die Antenne 4 und die Trennschei­ be 7 enthält. In Fig. 2 sind wieder das gesendete Mikrowellensignal s und das an dem Flüssigkeitsspiegel 3 reflektierte Meßsignal m zu erkennen. Der an der Trennscheibe 7 reflektierte Anteil des von der Antenne 4 gesendeten Mikro­ wellensignals s, das Störsignal r, besteht nun aus einer Vielzahl von Anteilen. Trifft das gesendete Signal s auf die obere Oberfläche der Trennscheibe 7, so wird der Anteil r₁ reflektiert. Der überwiegende Teil des gesendeten Signals s dringt in die Trennscheibe 7 ein, wobei an der unteren Oberfläche der Trenn­ scheibe 7 erneut ein Anteil r₂ reflektiert wird. Der restliche Teil des gesen­ deten Signals s verläuft danach geradlinig auf die Flüssigkeitsoberfläche 3 zu. Die reflektierten Störsignale r₁ und r₂ treffen anschließend auf die Antenne 4. An der Oberfläche der Antenne 4 findet erneut eine Reflexion statt, so daß das Störsignal r₃ erzeugt wird. Dieses Störsignal r₃ erfährt in gleicher Weise wie das gesendete Signal s Reflexionen an den Oberflächen der Trennscheibe 7. Exemplarisch für diese Reflexionen ist das Störsignal r₄, das durch Reflexion an der oberen Oberfläche der Trennscheibe 7 entsteht, in Fig. 2 dargestellt. Diese Mehrfachreflexionen setzen sich nun ständig fort, so daß eine große An­ zahl von Störsignalen von der Antenne 4 gemessen wird.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines gemessenen Spektrums. Das Meßsignal m als auch die zahlreichen Störsignale r sind hier auf einer Koordinate aufgetragen, die bei der vorgeschlagenen Frequenzmodulation (FMCW-Radar) das Frequenzspektrum darstellt (die Frequenz ändert sich zeitabhängig), bei der auch weit verbrei­ teten Impulsmodulation ist diese Koordinate einfach eine Zeitkoordinate. Die Störsignale r sind - wie bereits beschrieben - vom Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter 2 unabhängig. Diese Störsignale r können einerseits von Reflex­ ionen an der Trennscheibe 7 hervorgerufen sein, jedoch können selbstverständ­ lich auch andere reflektierende Oberflächen im Bereich des Strahlenganges des gesendeten Mikrowellensignals Ursache für Störsignale sein. Für die Korrektur dieser Störsignale r mit konstanter Frequenz bzw. konstanter Laufzeit wird nun die Intensität eines ersten Störsignals r₀ gemessen. Unter der Voraussetzung, daß bei zunehmender Verschmutzung der reflektierenden Oberflächen die Intensi­ täten der Störsignale r zunehmen, können alle Störsignale unter Berücksichti­ gung der Veränderung der gemessenen Intensität eines ersten Störsignals r₀ kor­ rigiert werden. Bei dieser Korrektur werden alle genannten Störsignale r ent­ sprechend der relativen Änderung der Intensität des ersten Störsignals r₀ ska­ liert und können von dem gemessenen Spektrum subtrahiert werden, so daß das zu bestimmende Meßsignal m genauer und zuverlässiger bestimmt werden kann.
In dem gemessenen Spektrum können Gruppen von Störsignalen existieren, die ein unterschiedliches Intensitätsverhalten aufweisen, da sie von verschiedenen Ober­ flächen mit unterschiedlich starker Verschmutzung hervorgerufen werden. Wird nun für jede dieser Gruppen von Störsignalen mit unterschiedlichem Intensi­ tätsverhalten jeweils die Intensität eines ersten Störsignals bestimmt, so können die unterschiedlichen Gruppen von Störsignalen getrennt voneinander korrigiert werden.
Für die Eichung des Verfahrens ist es notwendig, vor der Bestimmung des Füll­ standes der Flüssigkeit 1 im Behälter 2 die von dem Füllstand unabhängigen Störsignale festzustellen. Dazu werden im leeren Zustand des Behälters 2 die Frequenzen bzw. die Laufzeiten aller Signale, die aufgrund von Reflexionen des gesendeten Mikrowellensignals an unterschiedlichen Oberflächen des Behälters 2 entstehen, bestimmt. Diese Signale können daraufhin in gemessenen Spektren zur Bestimmung des Füllstandes der Flüssigkeit 1 im Behälter 2 aufgrund ihrer Fre­ quenz bzw. ihrer Laufzeit als Störsignale identifiziert werden. Des weiteren kann bei der Messung eines Spektrums im leeren Zustand des Behälters 2 die Fre­ quenz bzw. die Laufzeit des am Boden des Behälters 2 reflektierten Signals be­ stimmt werden, so daß der daraus ermittelte Abstand zwischen der Antenne 4 und dem Boden 6 des Behälters 2 für die spätere Auswertung des Füllstandes der Flüs­ sigkeit 1 im Behälter 2 verwendet werden kann.
Befindet sich in dem Strahlengang des gesendeten Mikrowellensignals s eine Trennscheibe 7, so wird in bevorzugter Weise das in Fig. 2 dargestellte, an der oberen Oberfläche der Trennscheibe 7 reflektierte Störsignal r₁ als erstes Störsignal für die Korrektur aller an der Trennscheibe 7 reflektierten Stör­ signale r verwendet. Dieses hat den Vorteil, daß unabhängig von dem Füllzustand der Flüssigkeit 1 in dem Behälter 2 dieses Signal in jedem Fall eindeutig von dem Meßsignal m im gemessenen Spektrum getrennt ist, da die Entfernung zwi­ schen der Antenne 4 und der Trennscheibe 7 in jedem Fall geringer als der Abstand zwischen der Antenne 4 und dem Flüssigkeitsspiegel 3 ist. In dieser Weise ist es ausgeschlossen, daß irrtümlich das zu bestimmende Meßsignal für die Korrektur verwendet wird. Des weiteren wird zur Funktionskontrolle des Verfahrens eine beliebige, jedoch gut reflektierende Oberfläche, die sich im Strahlengang des gesendeten Mikrowellensignals befindet, dazu verwendet, im gemessenen Spektrum ein deutlich erkennbares Signal hervorzurufen. Ist also dieses an einer festen Position im gemessenen Spektrum auftretende Korrektur­ signal zu erkennen, so kann von dem Funktionieren des Verfahrens ausgegangen werden. Vorzugsweise wird zur Erzeugung dieses Kontrollsignals eine Oberflä­ che verwendet, die einen deutlichen räumlichen Abstand von jeder zu messenden Füllstandshöhe der Flüssigkeit 1 in dem Behälter 2 aufweist. Insbesondere wird also dafür eine reflektierende Oberfläche im Bereich der Halterung der Trennscheibe 7 verwendet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit 1 in einem Behälter 2 ist in Fig. 4 dargestellt. Zusätzlich zu den im zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel ist in diesem Fall ein rohr­ förmiger Mikrowellenleiter 8 unterhalb der Antenne 4 angeordnet. Dieser Mikro­ wellenleiter 8 dient der Führung bzw. Bündelung der Mikrowellenstrahlung in Richtung des Flüssigkeitsspiegels 3. Durch diese Maßnahme wird das von dem Flüssigkeitsspiegel 3 reflektierte Meßsignal m deutlich vergrößert, während gleichzeitig Reflexionen von Oberflächen des Behälters 2 außerhalb des Mikro­ wellenleiters 8 unterdrückt werden. Die Verwendung des Mikrowellenleiters 8 führt somit zu einer weiteren Verbesserung des mit der Vorrichtung entspre­ chend diesem Ausführungsbeispiel durchgeführten, zuvor beschriebenen Verfah­ rens. Denn einerseits wird durch die Führung bzw. Bündelung des Mikrowellen­ signals die Intensität des Meßsignals m vergrößert, andererseits wird ein Teil der im gemessenen Spektrum auftretenden Störsignale unterdrückt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Messung des Füll­ standes einer Flüssigkeit 1 in einem Behälter 2 zur Durchführung des oben be­ schriebenen Verfahrens ist unterhalb der Trennscheibe 7 ein Ventil angeord­ net (nicht dargestellt in der Zeichnung). Dieses Ventil dient dazu, daß wäh­ rend des Betriebs des Behälters 2 die Einheit bestehend aus Trennscheibe 7 so­ wie Antenne 4 und Mikrowellengenerator 5 von dem Behälter 2 abgetrennt werden kann, ohne daß durch die entstehende Öffnung schädliche Dämpfe aus dem Behäl­ ter 2 entweichen können, indem das Ventil geschlossen wird. Da das Ventil in jedem Fall oberhalb der Flüssigkeit angeordnet ist und da auch im geöffneten Zustand des Ventils reflektierende Oberflächen im Strahlengang des gesendeten Mikrowellensignals s auftreten, können die durch Reflexion an diesen Oberflä­ chen entstehenden Störsignale als weiter oben beschriebene Kontrollsignale verwendet werden.
In den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit 1 in einem Behälter 2 ist die Verwendung von nur einer Antenne 4 zum Senden des Mikrowellensignals wie auch zum Empfang der reflektierten Meß- und Störsignale dargestellt worden. Die Verwendung von nur einer Antenne 4 ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das gesendete Mikrowel­ lensignal impulsmoduliert ist, da in dieser Betriebsweise eine gemeinsame Sen­ de- und Empfangsantenne verwendet werden kann, wenn während des Sendens der Empfangszweig über eine Sende-/Empfangsweiche vom gemeinsamen Wellenleiter getrennt wird. Wird jedoch das kontinuierliche Verfahren der Frequenzmodulation verwendet, so ist es notwendig, neben der das Mikrowellensignal sendenden An­ tenne 4 eine weitere Antenne (Empfangsantenne) zu verwenden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip, bei dem von einer über dem Flüssigkeitsspiegel angeord­ neten Antenne (Sendeantenne) ein Mikrowellensignal in Richtung des Flüssig­ keitsspiegels abgestrahlt wird, bei dem ein am Flüssigkeitsspiegel reflek­ tiertes Meßsignal von der Antenne (Sendeantenne) oder vorzugsweise von einer weiteren Antenne (Empfangsantenne) empfangen wird und bei dem aus der für das Meßsignal ermittelten Laufzeit die Füllstandshöhe berechnet wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem gemessenen Spektrum auftretende und von der Füll­ standshöhe der Flüssigkeit unabhängige Störsignale mit Hilfe der gemessenen Intensität eines ersten Störsignals korrigiert werden.
2. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von Störsignalen mit unterschiedlichen Intensitätsverhalten, beispiels­ weise durch unterschiedlich starke Verschmutzung der die Störsignale hervor­ rufenden Oberflächen, getrennt voneinander korrigiert werden.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im leeren Zustand des Behälters die Frequenzen bzw. die Laufzeiten der von dem Füllzustand unabhängigen Störsignale gemessen werden.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Störsignal die Reflexion an der in Ausbreitungsrichtung des Mikrowellensignals ersten Oberfläche einer in dem Strahlengang des Mikrowellen­ signals zwischen der Antenne und dem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Trenn­ scheibe verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Antenne abgestrahlte Mikrowellensignal mit Impulsmodulation oder Frequenzmodulation moduliert wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Strahlengang des Mikrowellensignals angeordnete reflektierende Oberfläche als künstlicher Reflektor zur Funktionskontrolle des Verfahrens verwendet wird.
7. Vorrichtung zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit (1) in einem Be­ hälter (2) nach dem Radarprinzip, vorzugsweise zur Durchführung eines Ver­ fahrens nach einem der vorangegangenen Verfahrensansprüche, mit einem Behäl­ ter (2), mit einer in dem Behälter (2) enthaltenen Flüssigkeit (1), mit einer ein Mikrowellensignal in Richtung des Flüssigkeitsspiegels (3) abstrahlenden und das an dem Flüssigkeitsspiegel (3) reflektierte Mikrowellensignal empfan­ genen Antenne (4) oder vorzugsweise mit einer weiteren, das reflektierte Mikro­ wellensignal empfangenen Antenne (Empfangsantenne), dadurch gekennzeichnet, daß eine für die Mikrowellensignale durchlässige Trennscheibe (7) in dem Strahlen­ gang des Mikrowellensignals zwischen der Antenne (4) und dem Flüssigkeitsspie­ gel (3) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach dem vorangegangenen Vorrichtungsanspruch, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein rohrförmiger Mikrowellenleiter (8) unterhalb der Antenne (4) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Trennscheibe (7) ein Ventil in dem Mikro­ wellenleiter (8) angeordnet ist.
DE19934327333 1993-08-15 1993-08-15 Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip Expired - Fee Related DE4327333C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934327333 DE4327333C2 (de) 1993-08-15 1993-08-15 Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934327333 DE4327333C2 (de) 1993-08-15 1993-08-15 Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4327333A1 true DE4327333A1 (de) 1995-02-16
DE4327333C2 DE4327333C2 (de) 1996-08-08

Family

ID=6495185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934327333 Expired - Fee Related DE4327333C2 (de) 1993-08-15 1993-08-15 Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4327333C2 (de)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19510484A1 (de) * 1995-03-27 1996-10-02 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmesser
EP0762089A2 (de) * 1995-09-05 1997-03-12 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Füllstandsmessgerät
DE29709926U1 (de) * 1997-06-08 1997-08-21 Sailer Josef System zum Erfassen von Füllständen
EP0882957A2 (de) * 1997-06-05 1998-12-09 Endress + Hauser GmbH + Co. Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
EP0887658A1 (de) * 1997-06-27 1998-12-30 Daimler-Benz Aerospace Aktiengesellschaft Füllstandmessradargerät
EP0943902A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-22 VEGA Grieshaber GmbH & Co. Mikrowellen-Füllstandsmessgerät geeignet zum Betrieb bei hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken und/oder chemisch aggressiver Umgebung
WO2000073747A1 (de) * 1999-06-01 2000-12-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur störsignalfreien auswertung von radarsignalen
EP1069438A1 (de) * 1999-07-15 2001-01-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Verfahren und Vorrichtung zur hochgenauen Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
DE10009406A1 (de) * 2000-02-28 2001-09-13 Sasib Beverage Deutschland Gmb Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Füllstandsmessung
WO2001096900A1 (de) * 2000-06-10 2001-12-20 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der temperaturstabilität und alterungsbeständigkeit von radarfüllstandsmessern mittels einer mechanischen referenz
DE10051297A1 (de) * 2000-10-17 2002-04-25 Endress Hauser Gmbh Co Füllstandsmeßgerät
DE10060068C1 (de) * 2000-12-01 2002-06-27 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmeßgerät
US6915689B2 (en) * 2002-11-21 2005-07-12 Saab Rosemount Tank Radar Ab Apparatus and method for radar-based level gauging
US7328611B2 (en) * 2003-12-22 2008-02-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Level measurement arrangement
CN100406861C (zh) * 2003-10-20 2008-07-30 罗斯蒙特雷达液位股份公司 用于绝缘雷达物位计的方法和设备
WO2009134202A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Rosemount Tank Radar Ab Method of determining a disturbance echo profile for a radar level gauge system
DE102008050117A1 (de) * 2008-10-06 2010-04-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kalibration einer Radareinheit mit gerätespezifischen Korrekturkurven
EP2226615A1 (de) 2009-03-02 2010-09-08 VEGA Grieshaber KG Messen von Füllständen mittels Auswerten einer Echokurve
CN103398756A (zh) * 2013-08-13 2013-11-20 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种乳化炸药生产中储罐液位的实时在线检测装置
EP1412710B1 (de) * 2001-07-27 2015-09-02 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Verfahren zur auswertung von messsignalen eines nach dem lautzeitprinzip arbeitenden messgerätes
EP3023807A1 (de) 2014-11-18 2016-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung eines Abstands zwischen einer FMCW-Entfernungsmessvorrichtung und einem Ziel

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055551A1 (de) * 2004-11-17 2006-05-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Auswertung und Korrektur von Gesamtmesssignalen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT201307B (de) * 1957-02-13 1958-12-27 Richard Ing Smola Vorrichtung zur Anzeige der Höhenlage des Flüssigkeitsspiegels in einem Behälter
DE2907122A1 (de) * 1978-02-24 1979-08-30 Hawker Siddeley Dynamics Eng Verfahren und vorrichtung zum messen des inhaltes von bunkern
DE3121781A1 (de) * 1980-05-29 1982-03-25 Hawker Siddeley Dynamics Ltd., Hatfield, Hertfordshire Verfahren und vorrichtung zur hoehenstandsmessung eines stroemenden gutes oder materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT201307B (de) * 1957-02-13 1958-12-27 Richard Ing Smola Vorrichtung zur Anzeige der Höhenlage des Flüssigkeitsspiegels in einem Behälter
DE2907122A1 (de) * 1978-02-24 1979-08-30 Hawker Siddeley Dynamics Eng Verfahren und vorrichtung zum messen des inhaltes von bunkern
DE3121781A1 (de) * 1980-05-29 1982-03-25 Hawker Siddeley Dynamics Ltd., Hatfield, Hertfordshire Verfahren und vorrichtung zur hoehenstandsmessung eines stroemenden gutes oder materials

Cited By (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19510484C2 (de) * 1995-03-27 1998-04-09 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmesser
DE19510484A1 (de) * 1995-03-27 1996-10-02 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmesser
EP0762089A2 (de) * 1995-09-05 1997-03-12 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Füllstandsmessgerät
EP0762089A3 (de) * 1995-09-05 1997-06-04 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmessgerät
EP0882957A2 (de) * 1997-06-05 1998-12-09 Endress + Hauser GmbH + Co. Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
DE19723646A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-10 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
DE19723646C2 (de) * 1997-06-05 1999-07-29 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
US5948979A (en) * 1997-06-05 1999-09-07 Endress + Hauser Gmbh + Co. Radar-based method of measuring the level of a material in a container
EP0882957A3 (de) * 1997-06-05 1999-09-08 Endress + Hauser GmbH + Co. Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
DE29709926U1 (de) * 1997-06-08 1997-08-21 Sailer Josef System zum Erfassen von Füllständen
US6107957A (en) * 1997-06-27 2000-08-22 Rosemount Inc. Radar level gauge
EP0887658A1 (de) * 1997-06-27 1998-12-30 Daimler-Benz Aerospace Aktiengesellschaft Füllstandmessradargerät
US6393909B1 (en) 1998-03-18 2002-05-28 Vega Grieshaber Xg Fluid level measuring device measuring fluid level in a container at high temperatures and/or high pressures and/or in a chemically aggressive environment using microwaves
EP0943902A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-22 VEGA Grieshaber GmbH & Co. Mikrowellen-Füllstandsmessgerät geeignet zum Betrieb bei hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken und/oder chemisch aggressiver Umgebung
EP1396710A3 (de) * 1998-03-18 2004-08-11 VEGA Grieshaber KG Mikrowellen-Füllstandsmessgerät geeignet zum Betrieb bei hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken und/oder chemisch agressiver Umgebung
EP1396710A2 (de) * 1998-03-18 2004-03-10 VEGA Grieshaber KG Mikrowellen-Füllstandsmessgerät geeignet zum Betrieb bei hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken und/oder chemisch agressiver Umgebung
US6553830B2 (en) 1998-03-18 2003-04-29 Vega Grieshaber Kb Fluid measuring device measuring fluid level in a container at high temperatures and/or high pressures and/or in a chemically aggressive environment using microwaves
US6810342B1 (en) * 1999-06-01 2004-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Method for the noise-free evaluation of radar signals
WO2000073747A1 (de) * 1999-06-01 2000-12-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur störsignalfreien auswertung von radarsignalen
US6415660B1 (en) 1999-07-15 2002-07-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Method and apparatus for the highly accurate determination of the filling level of a product in a container
EP1069438A1 (de) * 1999-07-15 2001-01-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Verfahren und Vorrichtung zur hochgenauen Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
DE10009406C2 (de) * 2000-02-28 2002-01-10 Sasib Beverage Deutschland Gmb Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Füllstandsmessung
DE10009406A1 (de) * 2000-02-28 2001-09-13 Sasib Beverage Deutschland Gmb Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Füllstandsmessung
DE10028864A1 (de) * 2000-06-10 2001-12-20 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Temperaturstabilität und Alterungsbeständigkeit von Radar-Füllstandsmessern einer mechanischen Referenz
WO2001096900A1 (de) * 2000-06-10 2001-12-20 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der temperaturstabilität und alterungsbeständigkeit von radarfüllstandsmessern mittels einer mechanischen referenz
DE10051297A1 (de) * 2000-10-17 2002-04-25 Endress Hauser Gmbh Co Füllstandsmeßgerät
DE10060068C1 (de) * 2000-12-01 2002-06-27 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmeßgerät
JP2002214022A (ja) * 2000-12-01 2002-07-31 Krohne Messtech Gmbh & Co Kg レベル測定装置
EP1412710B1 (de) * 2001-07-27 2015-09-02 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Verfahren zur auswertung von messsignalen eines nach dem lautzeitprinzip arbeitenden messgerätes
US6915689B2 (en) * 2002-11-21 2005-07-12 Saab Rosemount Tank Radar Ab Apparatus and method for radar-based level gauging
CN100406861C (zh) * 2003-10-20 2008-07-30 罗斯蒙特雷达液位股份公司 用于绝缘雷达物位计的方法和设备
US7328611B2 (en) * 2003-12-22 2008-02-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Level measurement arrangement
WO2009134202A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Rosemount Tank Radar Ab Method of determining a disturbance echo profile for a radar level gauge system
US7924216B2 (en) 2008-04-30 2011-04-12 Rosemount Tank Radar Ab Method of determining a disturbance echo profile for a radar level gauge system
CN102047082A (zh) * 2008-04-30 2011-05-04 罗斯蒙特雷达液位股份公司 确定雷达物位计系统的干扰回波分布的方法
CN102047082B (zh) * 2008-04-30 2013-06-19 罗斯蒙特雷达液位股份公司 确定雷达物位计系统的干扰回波分布的方法
DE102008050117A1 (de) * 2008-10-06 2010-04-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kalibration einer Radareinheit mit gerätespezifischen Korrekturkurven
US8847816B2 (en) 2008-10-06 2014-09-30 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Calibration of a radar unit with device-specific correction curves
EP2226615A1 (de) 2009-03-02 2010-09-08 VEGA Grieshaber KG Messen von Füllständen mittels Auswerten einer Echokurve
US8843329B2 (en) 2009-03-02 2014-09-23 Vega Grieshaber Kg Measuring filling level by means of evaluating an echo curve
CN103398756A (zh) * 2013-08-13 2013-11-20 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种乳化炸药生产中储罐液位的实时在线检测装置
EP3023807A1 (de) 2014-11-18 2016-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung eines Abstands zwischen einer FMCW-Entfernungsmessvorrichtung und einem Ziel
US10120072B2 (en) 2014-11-18 2018-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a distance between an FMCW ranging device and a target

Also Published As

Publication number Publication date
DE4327333C2 (de) 1996-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4327333C2 (de) Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip
EP0882957B1 (de) Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
DE19723978C2 (de) Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip
EP0670048B1 (de) Verfahren zur füllstandsmessung nach dem radarprinzip
EP0591816A2 (de) Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip
DE4241910C2 (de) Mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmeßgerät
DE69530863T2 (de) Elektronischer vielzweck-füllstandsensor
EP0337293B1 (de) Füllstandsmessgerät
EP0625715B1 (de) Verfahren zum Erkennen von Zielen und/oder Bestimmen ihrer Zieldaten
EP2901110A1 (de) Füllstandsmessgerät
DE3425098A1 (de) Verfahren und einrichtung zum erfassen, abstandsmessen und abbilden von objekten in umhuellenden trueben medien mit lasern
DE102008029771A1 (de) Anordnung zur Füllstandsmessung
DE4233379C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur relativen Sichtweitenbestimmung
WO2011137465A1 (de) Laser-hydrographieverfahren
DE102012112985B3 (de) Entfernungsmessender optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung und Abstandsbestimmung von Objekten
DE10143061A1 (de) Optoelektronische Entfernungsmeßeinrichtung
DE2558144A1 (de) Verfahren zum ausscheiden unerwuenschter echosignale und kraftfahrzeug-radarvorrichtung zu dessen durchfuehrung
WO2001046653A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des füllstands eines füllguts in einem behälter
EP1039273B1 (de) Verfahren zur Füllstandsmessung
EP2977786A1 (de) Entfernungsmessender sensor zur erfassung und abstandsbestimmungen von objekten
DE10149423B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Entfernungen in optisch trüben Medien
EP1231453B1 (de) Verfahren, Auswerteeinrichtung und Füllstandmessgerät zum berührungslosen Ermitteln einer Überfüllung eines Behälters
DE1623422B2 (de) Lichtelektrischer messverfahren
DE19710728A1 (de) Opto-elektronische Sensoranordnung
DE202012105043U1 (de) Entfernungsmessender optoelektronischer Sensor zur Erfassung und Abstandsbestimmung von Objekten

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee