DE69730416T2

DE69730416T2 - Füllstandmessradargerät

Info

Publication number: DE69730416T2
Application number: DE69730416T
Authority: DE
Inventors: Stefan Cramer; Rolf Gluth; Thomas Schake; Brian E. Bloomington Richter
Original assignee: EADS Deutschland GmbH; Rosemount Inc
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH; Rosemount Inc
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: US6107957A; ATE274707T1; EP0887658B1; EP0887658A1; DE69730416D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Mikrowellen-Füllstandmeßradargeräte. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Füllstandmeßradargerätschaltung und ein Betriebsverfahren zum exakten Bestimmen des Füllstands oder Pegels einer überwachten Flüssigkeit oder eines anderen überwachten Materials.
Füllstandmeßradargeräte werden zum Ausführen kontaktfreier Messungen von Füllständen von Produkten, z. B. von Prozeßfluids und anderen Materialien, weit verbreitet verwendet. Diese Vorrichtungen verwenden Antennen zum Übertragen elektromagnetischer Wellen zum zu überwachenden Material hin und zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen, die an der Oberfläche des überwachten Materials reflektiert werden. Typischerweise wird ein erstes oder Referenzsignal mit einer veränderlichen Frequenz erzeugt, und die übertragenen elektromagnetischen Wellen werden als Funktion der Frequenz des Referenzsignals erzeugt. Dann wird ein zweites Signal von den durch die Oberfläche des Materials reflektierten elektromagnetischen Wellen erhalten und über die Antenne empfangen. Die beiden Signale sollten im wesentlichen die gleiche Frequenz, jedoch verschiedene Phasen aufweisen. Dann wird ein Phasenverschiebungssignal als Funktion der Phasendifferenzen zwischen dem Referenzsignal und dem zweiten Signal über den Frequenzbereich erzeugt. Die Frequenz des Phasenverschiebungssignals zeigt die Strecke an, die die elektromagnetischen Wellen zwischen der Antenne und der Oberfläche des überwachten Materials zurückgelegt haben, und damit den Pegel oder Füllstand des Materials. Radarmeßgeräte des FMCW-(frequenzmodulierte kontinuierliche Welle)Typs sind beispielsweise gemäß dem Dokument "Mikrowellen messen Fuellstaende" von Prof. Johanngeorg Otto in Design & Elektronik-Sensortechnik, 13. Mai 1997, Bd. 10/1997 bekannt.
Herkömmliche Füllstandmeßradargeräte verwenden eine komplexe und teure Schaltung zum Entfernen von Frequenzkomponenten vom Phasenverschiebungssignal, die durch Reflexion der elektromagnetischen Wellen von von der Oberfläche des überwachten Materials verschiedenen Oberflächen erzeugt werden. Beispielsweise versucht die Schaltung Interferenzsignale zu entfernen, die durch Reflexionen von einem Wellenleiter, von den Seiten des Behälters und von anderen Oberflächen verursacht werden, die nicht das vorgesehene Ziel sind.
Typischerweise können die Interferenzkomponenten nicht vollständig vom Phasenverschiebungssignal entfernt werden. Außerdem wird bei der Überwachung des Füllstands einer Flüssigkeit, in der turbulente Zustände auftreten, die beispielsweise durch absichtliches Rühren der Flüssigkeit verursacht werden, das Phasenverschiebungssignal einen breiten Bereich von Frequenzkomponenten enthalten, die von den dem Füllstand der Flüssigkeit zugeordneten Frequenzkomponenten verschieden sind, die bei Abwesenheit der Turbulenz detektiert worden wären. Als Ergebnis dieser Erscheinung und anderer Erscheinungen, die mit einer Spektralanalyse des einer turbulenten Flüssigkeit oder einem die Flüssigkeit bedeckenden Schaum entsprechenden Phasenverschiebungssignals verbunden sind, treten bei herkömmlichen Füllstandmeßradargeräten Schwierigkeiten hinsichtlich einer exakten Bestimmung des Pegels oder Füllstands der Flüssigkeit im Behälter auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines FMCW-Füllstandmeßradargeräts und ein entsprechendes Meßgerät zum Messen eines Füllstands in einem Behälter bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Behälters, in dem ein erfindungsgemäßes Füllstandmeßradargerät installiert ist;
2 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen des erfindungsgemäßen Füllstandmeßradargeräts;
3 zeigt ein Blockdiagramm zum detaillierten Darstellen von Abschnitten der erfindungsgemäßen Füllstandmeßradargerätschaltung;
4 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen verschiedenartiger Funktionen und Algorithmen, die durch das erfindungsgemäße Füllstandmeßradargerät ausgeführt bzw. implementiert werden;
5 zeigt eine grafische Darstellung eines Leistungsspektraldatensatzes;
6 zeigt eine Betriebszustandtabelle eines Signalprozessors für eine Analyse von Leistungsspektraldaten;
7 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung eines Signalprozessors für eine Analyse von Leistungsspektraldaten entsprechend der Zustandtabelle; und
8A–8D zeigen Diagramme des Rauschabstands oder Signal/Rausch-Verhältnisses (SNR), des NLF-(no line found – "keine Linie gefunden" anzeigenden)-Wertes, des bestimmten Bereichs bzw. des Betriebsmodus während einer Folge von Störungsereignissen.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Prozeßbehälters 10, in dem ein erfindungsgemäßes Mikrowellen-Füllstandmeßgerät oder Füllstandmeßradargerät 14 installiert ist. Der Prozeßbehälter 10 ist mit einer Flüssigkeit oder einem anderen Material 12 gefüllt, dessen Höhe oder Pegel bzw. Füllstand durch das Füllstandmeßradargerät 14 bestimmt werden soll. Das Füllstandmeßgerät 14 ist auf einer Behälteröffnung 16 an der Oberseite des Behälters montiert und bezüglich des Behälters abgedichtet. Das Füllstandmeßradargerät 14 überträgt Radarenergie entlang eines Wellenleiters über die Öffnung 16 und empfängt reflektierte Energie von der Flüssigkeitsoberfläche 13, um eine Anzeige für den Flüssigkeitsfüllstand im Behälter bereitzustellen. Das Füllstandmeßradargerät 14 ist über eine Zweidraht-Prozeßsteuerungsschleife 15, auf der ein Schleifenstrom I_L übertragen wird, mit einem abgesetzten Ort 11 (z. B. einem Kontrollraum) verbunden.
Der Strom I_L in der Prozeßsteuerungsschleife 15 kann den Pegel bzw. Füllstand der Flüssigkeit oder des Materials im Behälter 10 oder ein Steuersignal vom abgesetzten Ort 11 darstellen. Der Strom liegt gemäß der Norm ISA 4–20 mA im Bereich zwischen 4 und 20 mA. Das Meßgerät 14 kann auch derart konfiguriert sein, daß es gemäß dem HART^®-Protokoll über den 4–20 mA-Strom digital kommuniziert, oder es kann vollständig digitale Kommunikationen ausführen, wie in einer Feldbus-Struktur.
Das Füllstandmeßradargerät 14 weist ein Elektronikgehäuse 20, einen Gehäuse-Flansch-Adapter 22, einen Prozeßhalterungsflansch 24 und eine Antenne 26 auf. Das Füllstandmeßradargerät 14 ist an einem Standoff- oder Vorsatzrohr 28 montiert, das an der Oberseite des Behälters 10, um die Öffnung 16 herum befestigt ist. Der Behälterflansch 30 ist am Stand off- oder Vorsatzrohr 28 befestigt. Der Prozeßhalterungsflansch 24 ist durch Schrauben oder Bolzen am Behälterflansch 30 gesichert und durch einen geeigneten Dichtungsring abgedichtet. Der Prozeßhalterungsflansch 24 hält sowohl den Adapter 22 als auch das Elektronikgehäuse 20.
2 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Schaltung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllstandmeßradargeräts. Die im Gehäuse 20 des Füllstandmeßradargeräts 14 angeordnete Schaltung weist eine Kommunikationsschaltung 50, eine Spannungsversorgungsschaltung 55 und eine Füllstandmeßradargerätschaltung 100 auf. Die Kommunikationsschaltung 50 ist mit der Zweidraht-Prozeßsteuerungsschleife 15 für eine Kommunikation über die Schleife 15 verbunden. Daher überträgt die Kommunikationsschaltung 50 den Füllstand des Materials 12 im Behälter 10 anzeigende Information über die Schleife 15 durch Steuern des Stroms auf der Schleife 15. Alternativ überträgt die Kommunikationsschaltung 50, wie vorstehend erwähnt, die Füllstandinformation auf der Schleife 15 digital über den 4–20 mA-Strom. Außerdem kann die Kommunikationsschaltung 50 in bevorzugten Ausführungsformen Steuersignale vom abgesetzten Ort 11 über die Schleife 15 empfangen. Die Kommunikationsschaltung 50 führt dann diese Steuersignale der Füllstandmeßradargerätschaltung 100 zum Steuern der Operation der Schaltung 100 zu.
Die Füllstandmeßradargerätschaltung 100 erzeugt ein elektrisches Mikrowellensignal als Referenzsignal. Dieses Signal wird durch Wellenleiter oder andere Mikrowellenübertragungsleitungen der Antenne 26 zugeführt und in den Behälter 10 übertragen. Die Antenne 26 empfängt von der Oberfläche 13 des Materials 12 im Behälter 10 reflektierte Mikrowellen. Ein den reflektierten Mikrowellen entsprechendes elektrisches Signal wird der Füllstandmeßradargerätschaltung 100 zugeführt. Die Füllstandmeßradargerätschaltung 100 verwendet dann das Referenzsignal und das reflektierte Wellensignal zum Bestimmen des Füllstands des Fluids 12 im Behälter 10. Wie später unter Bezug auf weitere Figuren ausführlicher beschrieben wird, weist die Füllstandmeßradargerätschaltung 100 zahlreiche Merkmale auf, von denen einige in Hardware und andere in Software implementiert sind, die es der Füllstandmeßradargerätschaltung 100 ermöglichen, den Füllstand des Fluids 12 im Behälter 10 auch unter turbulenten Bedingungen exakt zu bestimmen.
Die Spannungsversorgung 55 ist mit der Kommunikationsschaltung 50 und der Füllstandmeßradargerätschaltung 100 verbunden und stellt eine von der von der Schleife 15 erhaltenen Spannung verschiedene Spannungsquelle zum Versorgen der Kommunikationsschaltung 50 und der Füllstandmeßradargerätschaltung 100 mit Spannung bereit. In einigen Ausführungsformen weist die Kommunikationsschaltung 50 jedoch eine eigene Spannungsversorgungsschaltung zum Erzeugen einer Spannung von dem Strom auf der Schleife 15 auf. In diesen Ausführungsformen kann die Spannungsversorgungsschaltung 55 gegebenenfalls zum Zuführen von Spannung nur zur Füllstandmeßradargerätschaltung 100 verwendet werden.
3 zeigt eine Ausführungsform der Füllstandmeßradargerätschaltung 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 dargestellt ist, weist die Schaltung 100 einen Signalprozessor 110, einen Steuerungsprozessor 115, einen Quarzoszillator 120, einen D/A-Wandler (DAC) 125, einen Verstärker 130, ein Tiefpaßfilter 135, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 140, einen Frequenzuntersetzer 145, einen Generator 150 für eine fünfte Harmonische, ein Bandpaßfilter 155, einen Verstärker 160, einen Verstärker 165, einen Mischer 170, einen Verstärker 175, ein differenzierendes Gain-Filter 180, ein Tiefpaßfilter 185, einen Verstärker 190 und einen A/D-Wandler (ADC) 195 auf. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist der Signalprozessor 110 ein digitaler Signalprozessor, der dazu geeignet ist, die verschiedenartigen erfindungsgemäßen Algorithmen und Funktionen zu implementieren. Der Steuerungsprozessor 115 ist ein Prozessor, der dazu geeignet ist, den Signalprozessor 110 zu steuern und Kommunikationen zwischen dem Signalprozessor 110 und der Kommunikationsschaltung 50 auszuführen. In anderen Ausführungsformen werden die Funktionen des Steuerungsprozessors 115 jedoch durch den Signalprozessor 110 ausgeführt, so daß der Steuerungsprozessor 115 eliminiert werden kann. In diesen alternativen Ausführungsformen kommuniziert der Signalprozessor 110 direkt mit der Kommunikationsschaltung 50, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.
Der Quarzoszillator 120 stellt vorzugsweise ein 27 Hz-Referenztaktsignal zum Betreiben des Signalprozessors 110 bereit. Der Signalprozessor 110 erzeugt Digitalsignale, die über einen vorgegebenen Wertebereich wiederholt variieren. Der D/A-Wandler 125 wandelt die Digitalsignale in Analogsignale mit entsprechenden Amplituden um. Die Digitalsignale vom System 110 werden verändert, um ein Stufenspannungssignal am Ausgang des D/A-Wandlers 125 zu erzeugen. Die stufenförmigen Analogsignale vom D/A-Wandler 125 werden durch den Verstärker 130 verstärkt und durch das Tiefpaßfilter 135 gefiltert, bevor sie dem VCO 140 zugeführt werden. Das Filter 135 begrenzt die Änderungsrate des Referenzsignals, um die Bandbreite des Signals S_REF zu begrenzen.
In Antwort auf das Rampensignal vom Filter 135 stellt der VCO 140 als Ausgangssignal ein Signal mit einer Frequenz bereit, die über einen gewünschten Frequenzbereich vorzugsweise so linear wie möglich variiert. Das Ausgangssignal des VCO 140 wird dem Generator 150 für eine fünfte Harmonische und dem Frequenzuntersetzer 145 zugeführt. Der Frequenzuntersetzer 145 wandelt die VCO-Frequenz in ein Signal im MHz- Frequenzbereich um. Die durch den D/A-Wandler 130, den Verstärker 130, das Tiefpaßfilter 135, den VCO 140, den Frequenzuntersetzer 145 und einen Zähler 143 im Signalprozessor 110 bereitgestellte Schleife wird als Rückkopplungsschleife zum Linearisieren der Änderungsrate der Frequenz des VCO-Ausgangssignals verwendet. Der Generator 150 für eine fünfte Harmonische erzeugt Frequenzkomponenten bei Vielfachen der Grundfrequenz und ist so konstruiert, daß die fünfte Harmonische des VCO-Signals besonders überwiegt. Das Bandpaßfilter 155 wählt die fünfte Harmonische aus, und alle anderen Vielfachen des VCO-Signals sowie die Grundwelle werden unterdrückt. Der Pegel des durch das Filter 155 als Ausgangssignal bereitgestellten Signals wird durch den Verstärker 160 verstärkt.
Das Eingangssignal des VCO 140 hat eine linear abgestufte Spannung, wie durch Bezugszeichen 137 dargestellt ist. In einigen bevorzugten Ausführungsformen variiert die Frequenz des Referenzsignals in einem Bereich zwischen etwa 24 GHz und etwa 26 GHz. Das Referenzsignal S_REF wird über einen Wellenleiter 161 mit Richtungskopplern 162 und 163 der Antenne 26 zugeführt. Die Antenne 26 überträgt die entsprechenden Mikrowellen zur Oberfläche 13 des Materials 12 hin. Die Antenne 26 empfängt außerdem von der Oberfläche 13 reflektierte Mikrowellensignale. Der Verstärker 160 führt außerdem das Referenzsignal S_REF dem Verstärker 165 zu. Der Verstärker 165 verstärkt das Referenzsignal S_REF auf eine für den Spannungsmischer 170 erforderliche Amplitude. Der Verstärker 165 wird außerdem als Mikrowellenpuffer betrieben, um eine Isolierung bereitzustellen.
Die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen von der Antenne 26 zur Oberfläche und zurück führt zu einer vom Behälterfüllstand unabhängigen Phasendifferenz zwischen dem Referenzsignal S_REF und dem reflektierten Wellensignal S_RW. Der Mischer 170 empfängt das Referenzsignal S_REF und das reflektierte Wellensignal S_RW und stellt als Ausgangssignal ein Phasenverschiebungssignal S_PS bereit. Das Phasenverschiebungssignal S_PS ist ein Niederfrequenzsignal mit einer von der Phasendifferenz zwischen den Signalen S_REF und S_RW abhängigen Frequenz und zeigt daher den durch die elektromagnetischen Wellen zurückgelegten Weg und damit den Füllstand des Materials 12 an. In einigen bevorzugten Ausführungsformen liegt die Frequenz des Phasenverschiebungssignals S_PS im Bereich von etwa 330 Hz für eine zurückgelegte Strecke von etwa 0,2 Meter von der Antenne zur Oberfläche des Materials 13 bis etwa 50 kHz für eine zurückgelegte Strecke von etwa 30 Meter.
Der Mischer 170 ist vorzugsweise ein Mischer, der ein Ausgangssignal mit höheren Frequenzen erzeugt, wenn die Phasendifferenz zwischen den Eingangssignalen S_REF und S_RW zunimmt. Daher ist die Frequenz des Phasenverschiebungssignals S_PS umso höher, je größer die durch die elektromagnetischen Wellen zurückgelegte Strecke und je tiefer daher der Pegel oder Füllstand des Materials 13 ist. Weil die Amplitude der elektromagnetischen Wellen abnimmt, wenn die zurückgelegte Strecke zunimmt, nehmen auch die Amplituden der Signale S_RW und S_PS tendenziell ab, wenn der Füllstand des Materials 13 zunimmt. Herkömmlich war hierfür oft eine komplexe AGC-(automatische Verstärkungssteuerung)Schaltung erforderlich, um die geringere Amplitude höherfrequenter Phasensignale zu kompensieren. Außerdem nimmt die Komplexität der AGC-Schaltung notwendigerweise zu, wenn Füllstände turbulenter Flüssigkeiten überwacht werden. Außer daß die Kosten des Füllstandmeßgeräts zunehmen, nimmt durch die komplexe AGC-Schaltung die Zuverlässigkeit der Elektronik herkömmlicher Füllstandmeßgeräte ab.
Der Verstärker 175 ist mit dem Ausgang des Mischers 170 verbunden. Der Verstärker 175 empfängt das Phasenverschie bungssignal S_PS und verstärkt es, um den Pegel für eine optimale Verwendung des A/D-Wandlers 195 anzupassen.
Der Eingang des differenzierenden Gain-Filters 180 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 175 verbunden, so daß das differenzierende Gain-Filter 180 das Phasenverschiebungssignal S_PS vom Verstärker 175 empfängt. Das differenzierende Gain-Filter 180 wendet eine frequenzabhängige Verstärkung auf das Phasenverschiebungssignal S_PS an und stellt das verstärkte Phasenverschiebungssignal am Ausgang des Filters 180 bereit. In bevorzugten Ausführungsformen nimmt, wenn die Frequenz des Phasenverschiebungssignals S_PS zunimmt, auch die auf das Phasenverschiebungssignal angewendete Verstärkung zu. Daher werden höherfrequente Phasenverschiebungssignale, die als Ergebnis des Amplitudenverlusts der elektromagnetischen Wellen auf ihrem Weg zum und vom Material 13 niedrigere Amplituden aufweisen, mehr verstärkt als niedrigerfrequente Signale. Außerdem variiert die Verstärkung des differenzierenden Gain-Filters 180 über einen gewünschten Frequenzbereich, z. B. über den Bereich von etwa 100 Hz bis etwa 50 kHz, vorzugsweise linear als Funktion der Frequenz des Phasenverschiebungssignals.
Durch Einfügen des differenzierenden Gain-Filters 180 in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Erfordernis für teure AGC-Schaltungskomponenten eliminiert. Durch Anwenden einer frequenzabhängigen Verstärkung auf das Phasenverschiebungssignal wird das Erfordernis für weitere AGC-Schaltungen eliminiert oder minimiert. Außerdem hat das differenzierende Gain-Filter 180 im Vergleich zu vielen AGC- oder Regelschaltungsstrukturen ein verbessertes Ansprechverhalten. Dies ist bei der Überwachung des Füllstands turbulenter Flüssigkeiten sehr vorteilhaft. Außerdem kann das differenzierende Gain-Filter 180, anders als eine AGC- oder Regelschaltung, die möglicherweise für jedes spezifische überwachte Material kalibriert werden muß, ohne Neukalibrierung für jedes Material verwendet werden. Das differenzierende Gain-Filter 180 ist auf dem Fachgebiet bekannt (vgl. z. B. Horowitz et al. "The Art of Electronics", Second Edition, Section 4.20 (1989)).
Das Phasenverschiebungssignal S_PS wird dann dem Eingang des Tiefpaßfilters 185 zugeführt. In bevorzugten Ausführungsformen weist das Tiefpaßfilter 185 eine Grenzfrequenz oberhalb des bedeutungsvollen Frequenzbereichs des Phasenverschiebungssignals S_PS auf, d. h. bei etwa 50 kHz, um Rauschen herauszufiltern. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 185 ist mit dem Verstärker 190 verbunden, um das Signal S_PS zu verstärken. Schließlich digitalisiert der A/D-Wandler 195 das Phasenverschiebungssignal S_PS und führt das Digitalsignal (Satz von Datenpunkten der gemischten übertragenen und empfangenen Wellen bei jeder Sendefrequenz) dem Signalprozessor 110 zu, um es zu speichern. Der Signalprozessor 110 ist vorzugsweise eine auf einem Mikroprozessor basierende Schaltung, die dazu geeignet ist, das Signal S_PS zu empfangen und der Kommunikationsschaltung 50 als Ausgangssignal ein Signal oder eine Information zuzuführen das/die den Pegel oder Füllstand des Materials 13 anzeigt. Die durch den Signalprozessor 110 implementierten Funktionen und Algorithmen, von denen einige in Hardware und einige in Software implementierbar sind, werden nachstehend ausführlicher diskutiert.
4 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen von durch den Signalprozessor 110 in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgeführten Funktionsschritten. Wie in den Funktionsblöcken oder Schritten in 4 dargestellt ist, empfängt der Signalprozessor 110 die digitalisierte Phase vom A/D-Wandler 195 und speichert die digitalisierten Phasenverschiebungssignale in einem RAM-Speicher, wie in Schritt 210 dargestellt ist. Anschließend werden in Schritt 240 die gespeicherten Phasenverschiebungssignaldaten analysiert. Die verschiedenen Schritte und Merkmale der in Schritt 240 dargestellten Signaldatenanalyse werden nachstehend unter Bezug auf die 5–8D ausführlicher beschrieben. Nach der Signaldatenanalyse in Schritt 240 führt der Signalprozessor 110 der Kommunikationsschaltung 50 eine den Füllstand des Materials im Behälter 10 anzeigende Information zu. Wie vorstehend beschrieben wurde, überträgt die Kommunikationsschaltung diese den Füllstand anzeigende Information über die Zweidrahtschleife 15 oder zu einem lokalen Display.
5 zeigt einen in Schritt 240 in 4 durch eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) erhaltenen Satz von Leistungsspektraldaten 330. Vorzugsweise werden die in Schritt 210 gespeicherten Zeitsignaldaten vor der FFT-Transformation eine Hamming-Wichtungsverarbeitung unterzogen. Im allgemeinen weisen die Leistungsspektraldaten 300 eine ganzzahlige Anzahl von Frequenzkomponenten 302 auf, wobei die Amplitude jeder Frequenzkomponente 302 in geeigneten Speicher-"Bins" erhalten und gespeichert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl von Bins gleich 512, was Frequenzkomponenten im Bereich von 0 Hz bis etwa 50 kHz entspricht. Im allgemeinen verarbeitet der Signalprozessor 110 die Leistungsspektraldaten, um einen den Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Prozeßbehälter 10 darstellenden Zielsatz von Frequenzkomponenten 304 zu lokalisieren. Weil das Füllstandmeßradargerät 14 im allgemeinen an der Oberseite des Prozeßbehälters 10 montiert ist, kann der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Prozeßbehälter 10 als Funktion des Abstands der Flüssigkeitsoberfläche 13 von der Antenne 26 des Füllstandmeßradargeräts 14 dargestellt werden, weil die Position des Endes der Antenne 300 vom Boden des Prozeßbehälters 10 bekannt ist.
Die Leistungsspektraldaten 300 werden verarbeitet, um eine Frequenzkomponente 305 mit der größten Amplitude (Ziel markierung) in einem durch den Doppelpfeil 308 dargestellten größeren Bereich des Frequenzspektrums der Leistungsspektraldaten zu lokalisieren. Frequenzkomponenten 302 in der Nähe der größten Frequenzkomponente 305 definieren einen kleineren Bereich der Leistungsspektraldaten oder ein "Fenster" 312, das für eine Weiterverarbeitung verwendet wird. Die Grenzen des Fensters 312 sind in 5 durch w_– und w₊ dargestellt. Die Verwendung des Fensters 312 ermöglicht eine effiziente Signalverarbeitung nachfolgender Sätze von Leistungsspektraldaten, wobei der kleinere Bereich des Frequenzspektrums für jedes nachfolgende Frequenzspektrum verarbeitet wird, um den Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Prozeßbehälter 10 zu berechnen.
Um die Frequenzkomponente 305 mit der größten Amplitude in den Leistungsspektraldaten 300 zu lokalisieren, wird ein "Interferenzpuffer" 320 berechnet. Vorzugsweise wird der "Interferenzpuffer" 320 für jeden neuen Satz von Leistungsspektraldaten 300 kontinuierlich berechnet, wenn eine maximale Frequenzkomponente gefunden wird. Der Interferenzpuffer 320 weist einen Wert für jede Frequenzkomponente 302 oder jedes Bin auf. Wie nachstehend erläutert wird, kann der für jede Frequenzkomponente 302 berechnete Wert eine Funktion einer beliebigen der folgenden Größen oder eine Kombination der folgenden Größen sein: der Stromamplitude der Frequenzkomponente 302; der für die Frequenzkomponente 302 aufgezeichneten maximalen Amplitude (gegebenenfalls innerhalb einer ausgewählten Zeitperiode); anderer vorangehender Werte der Frequenzkomponente 302 innerhalb einer ausgewählten Zeitperiode; und eine Funktion von Werten benachbarter Frequenzkomponenten 302. Ein Satz von Maskierungsschwellenwerten 324 ist eine Art eines Interferenzpuffers, in dem Werte um eine feste Konstante, z. B. 6 dB, erhöht worden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform können Werte für den Interferenzpuffer 320 außerhalb des Suchfensters 312 folgendermaßen adaptiv berechnet werden:

1) durch Anpassen einzelner Interferenzpufferwerte als Funktion des zugeordneten Spektraldatenwertes und mindestens eines benachbarten Spektraldatenwertes. Dies kann dargestellt werden durch: ave[n] = (1/(2*ave_len + 1 – n_exclude))Σi=n–ave_len n+ave_lenmagn[i]für i
{tpos – twin ... tpos + twin} und m[n] = MAX(ave[n], magn[n]) wobei n die Bin-Zahl im Interferenzpuffer ave_len eine Hälfte der Breite des Mittelwertbildungsfensters (Bins) n_exclude = #({n – ave_len ... n + ave_len)⋂{tpos – twin ... tpos + twin}) magn Werte von Leistungsspektraldaten tpos die Bin-Zahl mit dem größten Wert im Bereich r_– bis r₊ twin das Zielfenster mit der Breite = 2*twin + 1 (Bins) bezeichnen und/oder
2) durch Anpassen einzelner Interferenzpufferwerte als Funktion des zugeordneten Spektraldatenwertes und vorangehender Interferenzwerte. Dies kann dargestellt werden durch: ib[n, t] = m[n, t](1/M) + ib[n, t – 1](M – 1)/Mwobei ib den Interferenzpuffer t die Zeit M eine Zeitkonstante bezeichnen.

Unter Verwendung der vorstehend erwähnten Kriterien stellt der Interferenzpuffer 320 einen Satz von Werten dar, durch die im Vergleich zu den aktuellen Leistungsspektraldaten weniger drastische Änderungen der Werte erhalten werden als im aktuellen Satz von Leistungsspektraldaten. Dies ist in 5 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Werte des Interferenzpuffers 320 innerhalb des Fensters 312 basieren nicht auf den aktuellen Werten der Frequenzkomponente 305 und benachbarter Frequenzkomponenten 302 im Fenster 312, sondern können statt dessen durch eine einfache lineare Interpolation zwischen den Werten des Interferenzpuffers 320 an den Grenzen des Fensters 312 (w_– und w₊) erhalten werden.
Nachdem die Werte des Interferenzpuffers 320 bestimmt worden sind, wird ein durch das Bezugszeichen 324 dargestellter Satz von Maskierungsschwellenwerten berechnet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Satz von Maskierungsschwellenwerten eine einfache Skalierungsgröße, z. B. 6 dB, über jedem Wert im Interferenzpuffer. Durch den Satz von Maskierungsschwellenwerten 324 wird eine Filterfunktion bereitgestellt, so daß leichte Änderungen von Werten aufeinanderfolgender Sätze von Leistungsspektraldaten 300 nicht als mögliches Ziel betrachtet werden. Zulässige Zielsätze, z. B. der Zielsatz 304 im Fenster 312, haben dagegen Werte, die größer sind als entsprechende Werte des Satzes von Maskierungsschwellenwerten, so daß diese Komponenten der Leistungsspektraldaten 300 geeignet verarbeitet werden können, um den Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Prozeßbehälter 10 zu bestimmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Analyse der Leistungsspektraldaten 300 unter Verwendung zweier allgemeiner Betriebsmodi ausgeführt. In den 6 und 7 ist ein "Suchmodus" allgemein durch das Bezugszeichen 340 dargestellt. Der Suchmodus 340 weist Verarbeitungsschritte auf, in denen der Signalprozessor 110 einen größeren Bereich des Frequenzspektrums 308 analysiert, um einen Zielsatz 304 über dem Satz von Maskierungsschwellenwerten 324 zu suchen. Wenn ein bestätigter Zielsatz lokalisiert wurde, tritt der Signalprozessor 110 in einen allgemein durch das Bezugszeichen 342 bezeichneten "Nachführmodus" ein. Im Nachführmodus rastet der Signalprozessor 110 auf dem Zielsatz ein und erzeugt ein Fenster 312 für eine Analyse in aufeinanderfolgenden Sätzen der Leistungsspektraldaten 300. Der Signalprozessor 110 wird im Nachführmodus 342 verbleiben, bis festgestellt wird, daß innerhalb des Fensters 312 keine Zielsätze mehr vorhanden sind werden. Wenn im Fenster 312 keine Zielsätze gefunden werden, wird der Signalprozessor 110 in den Suchmodus 340 zurückkehren. Wenn line_track-mode in 6 TRUE ist, bedeutet dies, daß der "Nachführmodus" aktiviert ist, und wenn line_track-mode FALSE ist, bedeutet dies, daß der "Suchmodus" aktiviert ist.
Anfangs tritt der Signalprozessor 110 mit einem Anfangssatz von Maskierungsschwellenwerten 324 in den Suchmodus 340 ein, wie bei Block 350 dargestellt ist. Vorzugsweise weist der Anfangssatz von Schwellenwerten Werte auf, die mit statischen Reflexionen von der Antenne oder anderen Befestigungselementen in Beziehung stehen, die der Oberseite des Prozeßbehälters 10 zugeordnet sind. Es wird vorausgesetzt, daß der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Prozeßbehälter 10 einen Pegel r_– nicht überschreiten wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist r_– durch den Benutzer einstellbar.
Es wird vorausgesetzt, daß der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 des Prozeßbehälters 10 nicht innerhalb des Bereichs rechts von r₊ gemessen wird. Der Wert r₊ ist ebenfalls vorzugsweise durch den Benutzer einstellbar und wird zum Herausfiltern von Einflüssen durch Befestigungselemente am Boden des Prozeßbehälters 10, z. B. durch Rühreinrichtungen oder ähnlichen Einrichtungen, verwendet oder wenn der Boden des Prozeßbehälters 10 gekrümmt ist. Alle Werte des Anfangssatzes von Maskierungsschwellenwerten innerhalb des Bereichs r_– bis r₊ werden auf geeignete Werte gesetzt, so daß die Frequenzkomponenten 302 innerhalb dieses Bereichs mögliche Ziele anzeigen.
Nachdem der Satz von Anfangsmaskierungsschwellenwerten erzeugt worden ist, schreitet der Programmablauf zu Block 352 fort, wo ein Satz von Leistungsspektraldaten 300 oder ein ähnliches Spektrum wie in 5 erhalten wird. Wie vorstehend diskutiert wurde, analysiert der Signalprozessor 110 dann die Leistungsspektraldaten 300 im Bereich von r_– bis r₊, um die Frequenzkomponente 305 mit der größten Amplitude zu lokalisieren, die den entsprechenden Wert des Anfangssatzes von Maskierungsschwellenwerten überschreitet. Wenn eine derartige Frequenzkomponente nicht gefunden wird, wie in Block 354 dargestellt ist, springt der Programmablauf zu Block 352 zurück, wo ein anderer Satz von Leistungsspektraldaten 300 erhalten wird. Wenn innerhalb einer vorgegebenen Anzahl aufeinanderfolgender Iterationen keine derartige Frequenzkomponente gefunden wird, wird der Signalprozessor 110 auf einen Alarmzustand schalten, in dem über die Kommunikationsschaltung 50 ein geeignetes Alarmsignal an den abgesetzten Ort 11 (1) ausgegeben wird.
Wenn eine geeignete Frequenzkomponente 305 gefunden wird, wie in Block 354 dargestellt ist, schreitet der Programmablauf zu Block 360 fort, wo der Interferenzpuffer 320 aktualisiert wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird der Interferenzpuffer 320 zum Erzeugen eines neuen Satzes von Maskierungsschwellenwerten 324 verwendet. Ein Zählwert "LF" in Block 362 wird verwendet, um die Anzahl von vorzugsweise aufeinanderfolgend auftretenden geeigneten Frequenzkomponente in aufeinanderfolgenden Sätzen von Leistungsspektraldaten zu zählen. Wenn der Zählwert LF in Block 354 einen (gegebenenfalls einstellbaren) vorgegebenen Wert erreicht hat, z. B. den Wert "8", tritt der Programmablauf in den Nachführmodus 342 ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird, wenn in Block 354 ein Zielsatz gefunden wird, anschließend in Block 360 ein Fenster 312 erzeugt, wobei das Fenster anschließend aufeinanderfolgend verwendet wird, bis der Zählwert LF den vorgegebenen Wert überschreitet. Wenn im Fenster 312 kein Zielsatz gefunden wird, bevor der Zählwert LF den vorgegebenen Wert überschritten hat, wird der Zählwert LF zurückgesetzt, und ein nächster Suchvorgang wird über den Bereich r_– bis r₊ ausgeführt.
Beim Eintritt in den Nachführmodus 342 verwendet der Signalprozessor 110 eine diskrete Fouriertransformation (DFT) innerhalb des Fensters, um einen den Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Behälter 10 anzeigenden Bereichwert zu erhalten. Der berechnete Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Behälter 10 wird der Kommunikationsschaltung 50 in 3 zugeführt und an den abgesetzten Ort 11 (1) übertragen.
Vorzugsweise wird der Programmablauf auf unbestimmte Zeit im Nachführmodus 342 verbleiben, solange in jedem aufeinanderfolgenden Satz von Leistungsspektraldaten 300 oder des Spektrums ein Satz von Zielen mit ausreichender Amplitude lokalisiert wird. Nachdem der Ausgangswert unter Verwendung einer DFT-Transformation in Block 370 berechnet wurde, schreitet der Programmablauf zu Block 372 fort, wo ein anderer Satz von Leistungsspektraldaten 300 erhalten wird. In Block 374 wird eine Analyse der Leistungsspektraldaten 300 innerhalb des Fensters 312 (w_– bis w₊) ausgeführt. Wenn innerhalb des Fensters 312 ein Zielsatz gefunden wird, schreitet der Programmablauf zu Block 376 fort, wo ähnlich wie vorstehend unter Bezug auf Block 360 beschrieben wurde ein Interferenzpuffer erzeugt und ein neuer Satz von Maskierungsschwellenwerten berechnet wird. Der Programmablauf springt dann zu Block 370 zurück, wo eine DFT-Analyse verwendet wird, um einen neuen Ausgangswert zu bestimmen, der den Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 13 im Prozeßbehälter 10 anzeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Berechnung des den Pegel 13 darstellenden Ausgangswertes eine Grobberechnung auf, der eine Feinberechnung folgt, um einen exakteren Wert bereitzustellen. Die Feinberechnung kann unter Verwendung einer DFT- oder einer Chirp-z-Transformation ausgeführt werden.
Wenn in Block 374 im Fenster 312 für einen Satz von Leistungsspektraldaten kein Ziel gefunden wird, schreitet der Programmablauf zu Block 382 fort. Es wird ein zweiter Zählwert "NLF" zum Zählen der Anzahl von Ereignissen verwendet, bei denen in aufeinanderfolgenden Sätzen von Leistungsspektraldaten in Block 382 kein Zielsatz gefunden wurde. In Block 384 wird entschieden, ob der Zählwert NLF einen (gegebenenfalls einstellbaren) vorgegebenen Wert, z. B. "20", überschritten hat. Wenn der Zählwert NLF diesen vorgegebenen Wert nicht überschritten hat, schreitet der Programmablauf vorzugsweise zu Schritt 382 fort, wo der Zählwert NLF um "1" erhöht wird. Dann wird in Block 372 ein anderer Satz von Leistungsspektraldaten erhalten. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird, bevor in Block 372 ein neuer Satz von Leistungsspektraldaten erhalten wird, die Fenstergröße erweitert, um einen etwas größeren Bereich des Frequenzspektrums abzusuchen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rate, mit der die Fenstergröße erweitert wird, folgendermaßen gegeben:
Die verwendete Fenstergröße ist vom Zählwert NLF (nlf) abhängig: swin = max(lf_window_minsize, roc_bins*max(0, nlf counter-delay))wobei
lf_window_minsize die minimale Fenstergröße, wenn ein Ziel gefunden wurde
roc_bins = roc/delta_r (delta_r ist der Bereich range_gate in Meter (Abstand zwischen zwei Bins))
roc die Änderungsrate
delay die Verzögerung bevor die Fensterbreite vergrößert wird
bezeichnen.
Daher wird das Fenster mit der durch roc_bins gegebenen Änderungsrate über die Zeit vergrößert, wenn kein Ziel gefunden wird. Wenn im Fenster 312 ein Zielsatz lokalisiert wird, kann der Zählwert NLF zurückgesetzt werden.
Wenn der Zählwert NLF den vorgegebenen Wert überschreitet, schreitet der Programmablauf zu Block 390 fort, wo eine Analyse ausgeführt wird, um zu bestimmen, ob der Prozeßbehälter 10 leer ist oder ein Signalverlust aufgetreten ist.
Die 8A–8D zeigen ein Beispiel der Funktionsweise des Signalprozessors 110 des Füllstandmeßradargeräts 14 in seinen beiden Betriebsmodi, d. h. im Suchmodus und im Nachführmodus, wie vorstehend unter Bezug auf die 6 und 7 beschrieben wurde. Das in den 8A–8D dargestellte Beispiel entspricht der Arbeitsweise des Füllstandmeßradargeräts 14 zum Messen eines Füllstands eines Behälters, der teilweise mit Erdnußöl gefüllt ist, unter verschiedenen schwierigen Bedingungen. Um die Funktionsweise des Signalprozessors 110 in diesen beiden Betriebsmodi am besten darzustellen, sind in den 8A–8D vier Diagramme dargestellt, die ein Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) (8A), den Wert einer "keine Linie gefunden" (NLF) anzeigenden Variablen (8B), den tatsächlichen Bereich oder Abstand der Oberfläche 13 eines Materials 12 von der Oberseite des Behälters, gemessen durch einen unabhängigen Sensor (8C) und den Betriebsmodus (Such- oder Nachführmodus), jeweils dargestellt im gleichen Zeitmaßstab (8D) zeigen. Der Zeitmaßstab jeder der 8A–8D ist durch die Anzahl von Datenpunkten dargestellt, wobei jeder Datenpunkt ein Zeitintervall zwischen sechs und sieben Sekunden darstellt.
Kurz nach der Anfangszeitperiode tritt der Signalprozessor in den Nachführmodus ein, wie in 8D dargestellt ist. Wie in 8B dargestellt ist, verbleibt der Signalprozessor im Nachführmodus, weil NLF vom Datenpunkt null bis etwa 300 im wesentlichen bei null bleibt. Außerdem verbleibt der Signalprozessor bis etwa zum Datenpunkt 700 im Nachführmodus, weil NLF an keinem Punkt vor etwa dem Datenpunkt 700 einen Wert von 20 erreicht.
Während dieser langen Zeitdauer, in der der Signalprozessor durch die erfindungsgemäßen Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung im Nachführmodus verbleibt, werden verschiedenartige Störungsereignisse verursacht, um die Anpassungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung aufzuzeigen. In Zeitperioden, die den Datenpunkten in der Umgebung des Datenpunktes 100 entsprechen, wird die Flüssigkeit im Behälter 10 gerührt, wie an diesem Punkt in 8A durch eine Verminderung des SNR-Wertes ersichtlich ist. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern der Maskierungsschwellenwerte und der Fenstergröße geht das Ziel jedoch niemals für mehr als ein paar Wiederholungen der Spektralanalyse verloren, wie in 8B ersichtlich ist. Während des gesamten Rührvorgangs wird durch den Signalprozessor eine im wesentlichen konstante Bereichanzeige von etwa 2,5 Metern zur Oberfläche der Flüssigkeit im Behälter bereitgestellt.
In einer etwa beim Datenpunkt 200 beginnenden Zeitperiode wird der Flüssigkeitspegel im Behälter um etwa 1 Meter erhöht, so daß der Bereich von 2,5 Meter auf etwa 1,5 Meter abnimmt. Durch die Änderung des Flüssigkeitspegels im Behälter wird veranlaßt, daß der SNR-Wert während dieser Zeitperiode abnimmt. Weil der höhere Flüssigkeitspegel einen kleineren SNR-Wert verursacht, wurde die Flüssigkeit im Behälter während einer Zeitperiode in der Nähe des Datenpunkts 300 erneut gerührt. Wie in 8B ersichtlich ist, führt die Kombination aus einem Rührvorgang und einem durch höhere Flüssigkeitspegel verursachten verminderten SNR-Wert zu einem NLF-Wert, der größer ist als null, wodurch ein vorübergehender Verlust des Ziels während einer oder mehreren Wiederholungen der Spektralanalyse angezeigt wird. Weil die erfindungsgemäßen Verfahren jedoch ermöglichen, daß das Ziel schnell gefunden wird, verläßt der Signalprozessor 110 den Nachführmodus nicht, wie in 8D ersichtlich ist. Außerdem wird der Pegel der Flüssigkeit im Behälter 10 während dieser gesamten Zeitperiode exakt gemessen, wie in 8C dargestellt ist.
Dann wird in einer etwa beim Datenpunkt 350 beginnenden Zeitperiode der Pegel der Flüssigkeit im Behälter 10 wieder um etwa einen Meter abgesenkt. Während der Zeitdauer, die einem Intervall zwischen etwa dem Datenpunkt 350 und etwa dem Datenpunkt 600 entspricht, wurde Wasser in die Antenne 26 gesprüht, um eine Störung zu verursachen. Gleichzeitig wurde die Flüssigkeit im Behälter während einer Zeitperiode zwischen etwa dem Datenpunkt 500 und etwa dem Datenpunkt 600 gerührt. Diese beiden Störungsereignisse sind in 8A dargestellt. Während nur Wasser in die Antenne gesprüht wurde, ergab sich noch nicht einmal ein vorübergehender Verlust des Ziels, durch die Kombination aus dem Sprühen von Wasser in die Antenne und gleichzeitigem Rühren der Flüssigkeit wurde jedoch veranlaßt, daß das Ziel während des Nachführmodus für einige wenige Wiederholungen verloren ging, wie im NLF-Diagramm von 8B dargestellt ist. Während dieser gesamten Zeitperiode verblieb der Signalprozessor 110 jedoch im Nachführmodus, wie in 8D dargestellt ist, und der Flüssigkeitspegel im Behälter wurde exakt bestimmt, wie in 8C dargestellt ist. Zu einem etwa dem Datenpunkt 600 entspre chenden Zeitpunkt wurde der Pegel der Flüssigkeit im Behälter 10 erneut erhöht.
In einer etwa am Datenpunkt 600 beginnenden Zeitperiode wurde der Flüssigkeitspegel im Behälter erneut um etwa 1 Meter erhöht, wodurch der SNR-Wert aufgrund der entsprechenden Erhöhung des Nahfeldrauschens erneut vermindert wurde, wie in 8A ersichtlich ist. In der Zeitdauer zwischen etwa dem Datenpunkt 700 und etwa dem Datenpunkt 800 wurde das Erdnußöl im Behälter gerührt, während gleichzeitig Wasser in die Antenne 26 gesprüht wurde. Wie in den 8B und 8D ersichtlich ist, wurde durch die Kombination aus einem sehr hohen Flüssigkeitspegel, einem Material (Erdnußöl) mit geringer Dielektrizitätskonstante, einem Rührvorgang und dem Sprühen von Wasser in die Antenne veranlaßt, daß das Ziel für mehr als 20 Spektralanalysezyklen verlorengeht. Daher trat der Signalprozessor 110 in den Suchmodus ein und verblieb in diesem Betriebsmodus, bis ein Ziel für acht aufeinanderfolgende Spektralanalysezyklen gefunden wurde.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines FMCW-Behälterfüllstandmeßradargeräts zum Messen eines Füllstands (13) in einem Behälter (10) durch Digitalisieren eines Satzes von Datenpunkten, die durch Mischen (170) übertragener Wellen und empfangener Wellen erhalten werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Berechnen und Speichern eines Satzes von Spektraldatenwerten (302), die eine den Füllstand (13) anzeigende empfangene Zielmarkierung (305) enthalten; Berechnen eines adaptiven Satzes von Maskierungsschwellenwerten, die mindestens einem Teil der Spektraldatenwerte entsprechen; Vergleichen des adaptiven Satzes von Maskierungsschwellenwerten mit den entsprechenden Spektraldatenwerten, um die dem Füllstand (13) zugeordnete Zielmarkierung (305) zu identifizieren; Berechnen des Füllstands (13) des Behälters (10) basierend auf der Zielmarkierung (305); und Berichten über den Füllstand (13) des Behälters (10).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Berechnen des adaptiven Satzes von Maskierungsschwellenwerten das Adaptieren einzelner Maskierungsschwellenwerte als Funktion des zugeordneten Spektraldatenwertes und mindestens eines benachbarten Spektraldatenwertes aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt zum Berechnen des adaptiven Satzes von Maskierungsschwellenwerten das Adaptieren einzelner Maskierungsschwellenwerte als Funktion des zugeordneten Spektraldatenwertes und vorangehender Maskierungsschwellenwerte aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit den Schritten: Definieren eines Fensters mit einer ersten Bandbreite um die empfangene Zielmarkierung herum basierend auf dem Vergleichen; und Prüfen des Nichtvorhandenseins einer späteren Zielmarkierung im Fenster; und Vergrößern des Fensters auf eine zweite, größere Bandbreite, wenn die Zielmarkierung nicht innerhalb des Fensters vorhanden ist.
FMCW-Behälterfüllstandmeßradargerät zum Messen eines Füllstands (13) in einem Behälter (10) durch Digitalisieren eines Satzes von Datenpunkten, die durch Mischen (170) übertragener Wellen und empfangener Wellen erhalten werden, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Meßgerät aufweist: eine Einrichtung (110) zum Berechnen und Speichern eines Satzes von Spektraldatenwerten (302), die eine den Füllstand (13) anzeigende empfangene Zielmarkierung (305) enthalten; eine Einrichtung (110) zum Berechnen eines adaptiven Satzes von Maskierungsschwellenwerten, die mindestens einem Teil der Spektraldatenwerte entsprechen; eine Einrichtung (110) zum Vergleichen des adaptiven Satzes von Maskierungsschwellenwerten mit den ent sprechenden Spektraldatenwerten, um die dem Füllstand (13) zugeordnete Zielmarkierung (305) zu identifizieren; eine Einrichtung (110) zum Berechnen des Füllstands (13) des Behälters (10) basierend auf der Zielmarkierung; und eine Einrichtung (15, 50) zum Berichten über den Füllstand (13) des Behälters (10).