Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Füllstandsmessung eines in einem Behälter befindlichen Füllgutes sowie ein Füllstandsmessgerät zur Ausführung dieses Verfahrens.

In der Prozessautomatisierungstechnik werden allgemein Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung oder zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Hierzu basiert die Funktionsweise der Feldgeräte auf jeweils geeigneten Messprinzipien, um die entsprechenden Prozessvariablen, wie Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH- Wert, Redoxpotential oder Leitfähigkeit zu erfassen. Verschiedenste solcher Feldgeräte- Typen werden von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.

Zur Füllstandsmessung von Füllgütern in Behältern haben sich Radar-basierte

Messverfahren etabliert, da sie robust und wartungsarm sind. Dabei werden unter dem Begriff„ Behälter“ im Rahmen der Erfindung auch nicht-abgeschlossene Behältnisse, wie beispielsweise Becken, Seen oder fließende Gewässer verstanden. Ein zentraler Vorteil Radar-basierter Messverfahren besteht in der Fähigkeit, den Füllstand quasi kontinuierlich messen zu können (im Kontext dieser Patentanmeldung bezieht sich der Begriff„Radar“ auf Signale bzw. elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 0.03 GHz und 300 GHz).

Im Fall von Radar-basierter Füllstandsmessung bildet das Pulslaufzeit-Verfahren ein etabliertes Messprinzip. Hierbei werden Mikrowellenpulse zyklisch mit einer definierten Taktrate in Richtung des Füllguts ausgesandt und die Laufzeit bis zum Empfang des entsprechend reflektierten Mikrowellenpulses gemessen.

Zur Ermittlung der Laufzeit bzw. des Füllstandes wird anhand der empfangenen, reflektierten Mikrowellenpulse ein entsprechendes Auswertungssignal aufgezeichnet. Dabei wird das Auswertungssignal aufgrund der hohen Pulsfrequenz durch

Unterabtastung der reflektierten Mikrowellenpulse erstellt. Die Unterabtastung erfolgt durch Mischen der reflektierten Mikrowellenpulse mit entsprechenden erzeugten Abtastpulsen, wobei deren Abtastrate um eine definierte Relation von der Taktrate der ausgesendeten Mikrowellenpulse abweicht. Damit diese definierte Soll-Phasenänderung zwischen der Abtastrate und der Taktrate eingehalten wird, wird die Abtastrate durch einen Regelkreis in Abhängigkeit der gemessenen Relation nachgeregelt.

Insgesamt bildet das Auswertungssignal somit die Signalamplitude der reflektierten Mikrowellenpulse zeitgedehnt ab. Hierbei spiegelt das Auswertungssignal die

Signalamplitude der reflektierten Mikrowellenpulse in Abhängigkeit der Messdistanz wieder. Auf Basis des Pulslaufzeit-Verfahrens können Füllstandsmessgeräte mit vergleichsweise geringem schaltungstechnischem Aufwand und einer hohen Füllstands-Auflösung im Sub-Millimeterbereich realisiert werden. Ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät, welches nach dem Pulslaufzeit-Verfahren arbeitet, ist beispielsweise in der

Offenlegungsschrift DE 10 2012 104 858 A1 beschrieben.

Neben frei abstrahlender Radar-Messung, bei der die Mikrowellenpulse über eine Antenne ausgesendet bzw. empfangen werden, existiert zudem die Variante des geführten Radars. Hierbei werden die Mikrowellenpulse über eine elektrisch leitfähige Sonde (bspw. ein Koaxial-Kabel oder einen Metallstab), die in den Behälter

hinuntergelassen ist, geführt. Am Ort der Füllgutoberfläche werden in der Sonde die Mikrowellenpulse reflektiert und entlang der Sonde gen Füllstandsmessgerät

zurückgeleitet. Bekannt ist diese Variante der Radar-basierten Füllstandsmessung auch unter dem Begriff„TDR“ („Time Domain Reflectometry“). Vorteilhaft an dieser Variante ist, dass aufgrund der geführten Signalabstrahlung weniger Leistung zum Betrieb des Füllstandsmessgerätes erforderlich ist. Analog zu frei abstrahlenden Radargeräten nach dem Pulslaufzeit-Verfahren wird auch bei Implementierung des TDR-Prinzips ein Auswertungssignal zur Ermittlung des Füllstandes erstellt.

Der Füllstand wird aus dem Auswertungssignal durch Detektion und örtlicher Zuweisung des entsprechenden lokalen Signal-Maximums bestimmt. In den Fällen, in denen die Abtastrate zur Abtastung der empfangenen Mikrowellenpulse jedoch nicht der Soll- Abtastrate entspricht, wird die zum Signal-Maximum korrespondierende Messdistanz und somit die Füllstandsmessung verfälscht, da das Auswertungssignal je nach Abweichung zeitlich gedehnt oder gestaucht wird. Ein Grund für eine Abweichung von der Soll- Abtastrate kann in einer ungenauen bzw. langsamen Regelung der Abtastrate liegen. Infolge dessen reduziert sich die potentiell erzielbare Genauigkeit des

Füllstandsmessgerätes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein genaueres Füllstandsmessgerät bereitzustellen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Radar-basierten Messung des Füllstandes eines in einem Behälter befindlichen Füllgutes, das folgende

Verfahrensschritte umfasst:

Getaktetes Aussenden von Mikrowellenpulsen in Richtung des Füllgutes mit einer definierten Taktrate,

Empfang reflektierter Mikrowellenpulse nach Reflektion an der Oberfläche des Füllgutes, Erstellung eines Auswertungssignals durch Abtastung der empfangenen

Mikrowellenpulse mit einer definierten Abtastrate,

Messung einer Relation zwischen der Taktrate und der Abtastrate,

Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass

anhand des Auswertungssignals, der Relation zwischen der Taktrate und der Abtastrate und einer vordefinierten Soll-Relation eine Auswertungskurve erstellt wird. Der Füllstand wird somit anhand der Auswertungskurve ermittelt. Dabei wird die Auswertungskurve insbesondere mittels zeitlicher Dehnung bzw. Stauchung des Auswertungssignals erstellt, wobei die Stauchung bzw. die Dehnung in Abhängigkeit eines Verhältnisses zwischen der gemessenen Relation und der Soll-Relation durchgeführt wird.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass eine etwaige ungenaue Regelung der Abtastrate kompensiert wird, so dass die erzielbare Genauigkeit der Füllstandsmessung potentiell erhöht wird. Gleichzeitig sinken hierdurch die technischen Anforderungen an die Regelung der Abtastrate.

Es versteht sich von selbst, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Messung eines Abstandes zur Füllgut-Oberfläche eingesetzt werden kann, sondern zudem zur Radar-basierten Abstandsmessung allgemein.

Um eine ungenaue Regelung zu kompensieren, ist es vorteilhaft, die Dehnung bzw. die Stauchung des Auswertungssignals hin zur Auswertungskurve proportional in

Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der gemessenen Relation und der Soll-Relation durchzuführen. Das heißt, je größer das Verhältnis von gemessener Relation zu Soll- Relation ist, umso mehr ist zu dehnen. Falls das Verhältnis größer als 1 ist, muss das Auswertungssignal gedehnt werden, bei kleinerem Verhältnis als 1 ist zu stauchen.

Anhand des Auswertungssignals, der gemessenen Relation und der Soll-Relation kann die Auswertungskurve beispielsweise erstellt werden, mittels:

Gleichrichten des Auswertungssignals, sofern es sich um frei abstrahlendes Radar handelt,

Digitalisierung des (ggf. gleichgerichteten) Auswertungssignals,

Bestimmung einer mathematischen Funktion mittels zumindest bereichsweiser Approximation des digitalisierten Auswertungssignals, und

Erstellung der Auswertungskurve mittels zeitlicher Dehnung bzw. zeitlicher Stauchung der approximierten, mathematischen Funktion, wobei die Stauchung bzw. die Dehnung in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der gemessenen Relation und der Soll-Relation durchgeführt wird.

Die Art der Approximation ist im Rahmen der Erfindung nicht fest vorgeschrieben. Die Approximation kann beispielsweise als ggf. teilweise polynomielle Approximation wie einem Spline implementiert sein. Dabei ist bevorzugt eine polynomielle Approximation 3. Grades oder höher zu implementieren. Bei begrenzter Rechenleistung kann jedoch beispielsweise auch eine stückweise, lineare Approximation des Auswertungssignals angewendet werden.

Anhand der Auswertungskurve kann der Füllstand bestimmt werden, indem dasjenige Maximum der Auswertungskurve ermittelt wird, das durch die Füllgut-Oberfläche hervorgerufen ist. Diesem Maximum wird dann die entsprechende Signallaufzeit zugeordnet, wobei der Füllstand anhand derjenigen Messdistanz, die zur Signallaufzeit korrespondiert, bestimmt wird.

Analog zu dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, durch ein Radar-basiertes Füllstandsmessgerät gelöst, das zur

Durchführung des Verfahrens nach zumindest einer der vorhergehenden

Ausführungsformen ausgelegt ist. Dementsprechend umfasst das erfindungsgemäße Füllstandsmessgerät folgende Komponenten:

Eine Puls-Erzeugungseinheit, die ausgelegt ist, elektrische Hochfrequenz-Pulse mit einer definierten Taktrate zu erzeugen,

eine Sende-/Empfangseinheit, die konzipiert ist,

o um die Hochfrequenz-Pulse als Mikrowellenpulse in Richtung des Füllgutes auszusenden, und

o um die reflektierten Mikrowellenpulse nach Reflektion an der Oberfläche des Füllgutes zu empfangen,

eine Abtast-Einheit, die ausgelegt ist, elektrische Abtast-Pulse mit einer definierten Abtastrate zu erzeugen,

einen Mischer, der ausgestaltet ist, um die empfangenen Mikrowellenpulse derart mit den Abtastpulsen zu mischen, dass ein zeitgedehntes Auswertungssignal erzeugt wird,

einen Detektor, der ausgelegt ist, eine Relation zwischen der Abtastrate der Abtast-Pulse und der Taktrate der Hochfrequenzpulse zu messen, und eine Auswertungseinheit, die ausgelegt ist,

o um anhand des Auswertungssignals, der gemessenen Relation und einer vordefinierten Soll-Relation eine Auswertungskurve zu erstellen, und o um anhand der Auswertungskurve den Füllstand zu bestimmen.

Die Erfindung schließt dabei nicht aus, dass das Füllstandsmessgerät zudem die Abtastrate so in Abhängigkeit der gemessenen Relation regelt, dass die Relation der Soll- Relation entspricht. Dies kompensiert etwaige Temperaturabhängigkeiten oder

Alterungseffekte der Abtast-Einheit und vermindert somit ebenfalls die Genauigkeits- Verluste der Füllstandsmessung. Unter dem Begriff„ Einheit wird im Rahmen der Erfindung prinzipiell eine elektronische Schaltung verstanden, die für ihren Einsatzzweck geeignet ausgelegt ist. Es kann sich also je nach Anforderung um eine Analogschaltung zur Erzeugung bzw. Verarbeitung entsprechender analoger Signale handeln. Es kann sich jedoch auch um eine

(halbleiterbasierte) Digitalschaltung wie einem FPGA oder einen Speichermedium in Zusammenwirken mit einem Programm handeln. Dabei ist das Programm ausgelegt, die entsprechenden Verfahrensschritte durchzuführen bzw. die notwendigen

Rechenoperationen der jeweiligen Einheit anzuwenden. In diesem Kontext können verschiedene elektronische Einheiten des Füllstandsmessgerätes im Sinne der Erfindung potentiell auch auf einen gemeinsamen physikalischen Speicher zurückgreifen bzw. mittels derselben physikalischen Digitalschaltung betrieben werden.

Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 : Eine Anordnung eines Radar-Füllstandsmessgerätes,

Fig. 2: einen schaltungstechnischen Aufbau des Füllstandsmessgerätes, und Fig. 3: eine erfindungsgemäße Auswertungskurve.

Zum grundsätzlichen Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 eine typische Anordnung eines frei abstrahlenden, Radar-basierten Füllstandsmessgerätes 1 an einem Behälter 2 gezeigt. In dem Behälter 2 befindet sich ein Füllgut 3, dessen Füllstand L durch das Füllstandsmessgerät 1 zu bestimmen ist. Dazu ist das Füllstandsmessgerät 1 oberhalb des maximal zulässigen Füllstands L am Behälter 2 angebracht. Je nach Einsatzgebiet kann die Höhe h des Behälters 2 bis zu 75 m betragen.

In der Regel ist das Füllstandsmessgerät 1 über ein Bussystem, etwa„Ethernet“, „PROFIBUS“,„HART“ oder„Wireless HART“ mit einer übergeordneten Einheit 4, beispielsweise einem Prozessleitsystem oder einer dezentralen Datenbank verbunden. Hierüber können zum einen Informationen über den Betriebszustand des

Füllstandsmessgerätes 1 kommuniziert werden. Über das Bussystem können jedoch auch Informationen über den Füllstand L übermittelt werden, um gegebenenfalls am Behälter 2 vorhandene Zu- oder Abflüsse zu steuern.

Da das in Fig. 1 dargestellte Füllstandsmessgerät 1 als frei abstrahlendes Radar ausgelegt ist, umfasst es eine entsprechende Antenne 121 . Dabei kann die Antenne 121 , wie angedeutet, beispielswiese als Hornantenne ausgelegt sein. Insbesondere bei Radar- Frequenzen oberhalb von 100 GHz kann die Antenne 121 auch als Planar-Antenne realisiert sein. Unabhängig von der Bauform ist die Antenne 121 so ausgerichtet, dass gemäß dem Pulslaufzeit-Verfahren entsprechende Mikrowellenpulse SHF in Richtung des Füllgutes 3 ausgesendet werden.

An der Oberfläche des Füllgutes 3 werden die Mikrowellenpulse EHF reflektiert und nach einer korrespondierenden Signallaufzeit an der Antenne 121 als entsprechende elektrische Empfangssignale e _HF empfangen. Hierbei hängt die Signallaufzeit der Mikrowellenpulse SHF, EHF von der Entfernung d = h - L des Füllstandsmessgerätes 1 zur Füllgut-Oberfläche ab.

Ein schaltungstechnischer Aufbau des Füllstandsmessgerätes 1 , mit dem die

Mikrowellenpulse SHF erzeugt werden können, und mit dem auf Basis der elektrischen Empfangssignale e _HF der Füllstand L bestimmt werden kann, ist in Fig. 2 gezeigt:

Zur Erzeugung der Mikrowellenpulse SHF umfasst die in Fig. 2 gezeigte Schaltung des Füllstandsmessgerätes 1 eine Puls-Erzeugungseinheit. Die Puls-Erzeugungseinheit ist so konzipiert, dass sie elektrische Hochfrequenz-Pulse SHF mit einer definierten Taktrate f _c erzeugt. Hierzu besteht die Puls-Erzeugungseinheit im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Pulsgenerator 1 10, der einen ersten Hochfrequenz-Oszillator 1 1 1 ansteuert. Durch die Schwingfrequenz des Hochfrequenz-Oszillators 1 1 1 wird die Frequenz der Mikrowellenpulse SHF, EHF festgelegt. Dabei kann der Hochfrequenz- Oszillator 1 1 1 im einfachsten Fall als Schwingquarz ausgelegt sein. Es kann auch ein VCO („ Voltage Controlled Oscillator“) eingesetzt werden. In diesem Fall wird der Hochfrequenz-Oszillator 1 1 1 durch den Pulsgenerator 1 10 mittels eines

Gleichspannungssignals angesteuert. Hierdurch definiert der Pulsgenerator 1 10 die Pulsdauer der einzelnen Mikrowellenpulse SHF sowie die Taktrate f _c , mit der die

Mikrowellenpulse SHF ausgesendet werden. Standardmäßig wird als Hochfrequenz- Oszillator 1 1 1 ein Halbleiterbasierter Digital-Schwingkreis verwendet. Die Taktrate beträgt in der Praxis zwischen 100 KHz und 1 MHz.

Die hierdurch vom Hochfrequenz-Oszillator 1 1 1 erzeugten Hochfrequenz-Pulse SHF werden über eine Sende-/Empfangsweiche 120 der Antenne 121 zugeführt, so dass sie entsprechend als Mikrowellenpulse SHF ausgesendet werden. Da über die Antenne 121 außerdem die reflektierten Mikrowellenpulse EHF empfangen werden, führt die Sende- /Empfangsweiche 120 das entsprechende elektrische Empfangssignal e _HF einem Mischer 14 zu.

Im Gegensatz zu der gezeigten Ausführungsvariante kann anstelle der Antenne 121 auch eine elektrisch leitfähige Sonde wie ein Hohlleiter oder ein Koaxialkabel eingesetzt werden, die sich gen Behälterboden erstreckt. Bei Implementierung dieser unter dem Begriff TDR („T ime Domain Reflectometry“) bekannten Ausführungsvariante sind im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Schaltung die Hochfrequenz-Oszillatoren 1 1 1 , 131 nicht erforderlich.

Mittels des Mischers 14 erfolgt die beim Pulslaufzeit-Verfahren charakteristische

Unterabtastung des Empfangssignals e _HF - Hierzu wird das Empfangssignal e _HF durch den Mischer 14 mit elektrischen Abtast-Pulsen S’HF gemischt. Dabei weicht die Abtastrate f _c , mit der die Abtast-Pulse S’HF erzeugt werden, um eine definierte, geringe Relation f von weit weniger als 0.1 Promille von der Taktrate f _c der erzeugten Hochfrequenz-Pulse SHF ab.

Erzeugt werden die Abtast-Pulse S’HF durch eine Abtast-Einheit, die analog zu der Puls- Erzeugungseinheit einen zweiten Pulsgenerator 130 und einen zweiten Hochfrequenz- Oszillator 131 umfasst. Somit wird korrespondierend zu den Hochfrequenz-Pulsen SHF die Frequenz†HF der Abtastpulse S’HF durch den zweiten Hochfrequenz-Oszillator 131 definiert. Der zweite Pulsgenerator 130 steuert die Abtast-Rate f’ _c , mit der die Abtast- Pulse S'HF erzeugt werden.

Durch das Mischen des Empfangssignals eHF mit den elektrischen Abtast-Pulse S’HF durch den Mischer 14 wird ein Auswertungssignal ZF erzeugt, welches das

Empfangssignal e _HF zeitgedehnt abbildet. Dabei ist der Zeitdehnungsfaktor proportional zur Relation f zwischen der Taktrate f _c und der Abtastrate f’ _c .

Vorteilhaft an der Zeitdehnung ist, dass das Auswertungssignal ZF aufgrund der Zeitdehnung im Vergleich zu dem reinen Empfangssignal e _HF technisch deutlich einfacher auswertbar ist: Der Grund hierfür ist, dass das Empfangssignal eHF aufgrund der hohen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mikrowellenpulse SHF, EHF mit Lichtgeschwindigkeit eine entsprechend kurze Zeitskala t im Nanosekundenbereich aufweist. Durch die

Zeitdehnung erhält das Auswertungssignal ZF eine Zeitskala im Millisekunden-Bereich. Eine Auswertungskurve ZF ist schematisch in Fig. 3 dargestellt: Nach dem Stand der Technik wird auf Basis des Auswertungssignals ZF der Füllstand L bestimmt, indem ein Amplituden-Maximum MZF des Auswertungssignals ZF identifiziert wird, das dem von der Füllgut-Oberfläche reflektierten Mikrowellenpuls EHF entspricht. Anhand der Signallaufzeit t _m , die dem Maximum MZF zugeordnet ist, kann eine Auswertungseinheit 16 des

Füllstandsmessgerätes 1 die Entfernung d zur Oberfläche des Füllgutes 3 bestimmen, um daraus den Füllstand L herzuleiten.

Zur korrekten Bestimmung des Füllstandes L auf Basis des Auswertungssignals ZF ist es essentiell, dass die Abtast-Rate f’ _c der Abtast-Einheit exakt ihrer Sol I-Abtast- Rate entspricht: Dies bedeutet, dass die Relation f zur Taktrate f _c der Pulserzeugungs-Einheit einer geforderten Soll-Relation cf entspricht. Damit die Abtast-Rate f _c hiervon nicht wegdriftet, wird sie entsprechend geregelt. Die Regelung erfolgt bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Detektor 15, der die Relation f zwischen der Taktrate f _c und der Abtast-Rate f’ _c hinter dem ersten Pulsgenerator 1 10 bzw. dem zweiten Pulsgenerator 130 misst. Technisch umsetzbar ist dies beispielsweise, indem der Detektor 15 über mehrere Phasen eine Änderung der Zeitverschiebung zwischen der positiven Flanke am ersten Pulsgenerator 1 10 und der positiven Flanke am zweiten Pulsgenerator 130 misst.

Aus der Änderung der Zeitverschiebung berechnet die Auswertungseinheit 16 die Relation f, zwischen der Taktrate f _c und der Abtast-Rate f’ _c . Außerdem gleicht die Auswertungseinheit 16 die ermittelte Relation f zwischen der Taktrate f _c und der Abtast- Rate f’ _c mit einer hinterlegten Soll-Relation f^ ab. Hierdurch kann die Auswertungseinheit 16 die Abtastrate f _c am zweiten Pulsgenerator 130 so in Abhängigkeit der gemessenen Relation f regeln, dass die Relation f mit der Soll-Relation f^ übereinstimmt. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsvariante ist der Auswertungseinheit 16 und dem zweiten Pulsgenerator 130 ein Signalwandler 17 zwischengeschaltet, um dem Pulsgenerator 130 ein analoges Steuersignal bereitzustellen. Hierzu kann der Signalwandler 17

beispielsweise als DAC, der eine Kapazitätsdiode ansteuert, ausgelegt werden.

Je nach technischer Realisierung der Regelung kann es Vorkommen, dass die Regelung ungenau, übersteuernd oder verzögert wirkt. Diese Effekte führen zu einer verfälschten Messung des Füllstandes L, da das Auswertungssignal ZF hierdurch ungewollt zeitlich gedehnt oder gestaucht wird. Dadurch verschiebt sich das zur Füllgut-Oberfläche korrespondierende Maximum MZF im Auswertungssignal ZF.

Erfindungsgemäß wird dieser Verfälschung entgegengewirkt, indem die

Auswertungseinheit 16 das abgespeicherte, digitalisierte Auswertungssignal ZF in Abhängigkeit des Verhältnisses f/ f _Gqί zwischen der gemessenen Relation f und der Soll- Relation ftb _ί zeitlich entweder dehnt oder staucht. Da es sich um frei abstrahlende Radar- Messung handelt, wird das Auswertungssignal ZF vor der A/D-Wandlung im Gegensatz zu geführtem Radar zunächst gleichgereichtet.

Die Auswertungseinheit 16 kann die Stauchung bzw. Dehnung um den Wert At durchführen, indem anhand des gleichgerichteten und digitalisierten Auswertungssignals ZF eine mathematische Funktion erstellt wird. Hierzu kann das Auswertungssignal ZF mittels einer bspw. polynomiellen Interpolation werden. Die Auswertungskurve ZF‘ wird im Anschluss mittels zeitlicher Dehnung bzw. zeitlicher Stauchung der approximierten, mathematischen Funktion um den Wert At erstellt. Die zeitliche Dehnung bzw. Stauchung At erfolgt proportional zu dem Verhältnis f / f _Gqί zwischen der gemessenen Relation f und der Soll-Relation f^: Je größer das Verhältnis f/ f _{G ί} ist, desto mehr wird das Auswertungssignal gedehnt. Ob das Auswertungssignal ZF in der Auswertungseinheit 16 gedehnt oder gestaucht wird, hängt davon ab, ob das resultierende Verhältnis f / f _Gqί größer oder kleiner als 1 bzw. größer oder kleiner als 100 % ist. Bei der exemplarischen Darstellung in Fig. 3 wird das Auswertungssignal ZF um At gestaucht. Die Stauchung At beruht also auf dem Zusammenhang

Mittels der so erhaltenen Auswertungskurve ZF‘ ermittelt die Auswertungseinheit 16 im Anschluss den Füllstand L. Dabei wird der Füllstand L bestimmt, indem die

Auswertungseinheit 16 dasjenige Maximum MZF· der Auswertungskurve ZF‘ ermittelt, das durch die Oberfläche des Füllgutes 3 hervorgerufen ist (bei der in Fig. 3 dargestellten, schematischen Auswertungskurve ZF‘ ist aus Gründen der Veranschaulichung ausschließlich dieses Maximum MZF· dargestellt). Nach Ermittlung des Maximums MZF· wird die korrespondierende Signallaufzeit t’ _m zum Maximum MZF· bestimmt. Somit kann die Auswertungseinheit 16 den Füllstand L gemäß dem Zusammenhang L = h - d anhand derjenigen Messdistanz d, die zur Signallaufzeit t‘ _m korrespondiert, bestimmen.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird das Maximum MZF· der Auswertungskurve ZF‘ im

Vergleich zum Auswertungssignal ZF durch die Stauchung At hin zu einer geringeren Signallaufzeit t’ _m korrigiert. Somit wird durch die Erfindung eine etwaige, ungewollte Stauchung oder Dehnung des Auswertungssignals ZF kompensiert, sofern die Abtastrate fc aufgrund fehlerhafter Regelung von ihrem Sollwert abweicht. Neben einer verbesserten Genauigkeit der Füllstandsmessung bietet dies auch den Vorteil, dass das

Füllstandsmessgerät 1 bezüglich der Regelung der Abtastrate f _c weniger komplex ausgelegt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Füllstandsmessgerät

2 Behälter

3 Füllgut

4 Übergeordnete Einheit

14 Mischer

15 Detektor

16 Auswertungseinheit

17 Signalwandler

110 Erster Pulsgenerator

111 Erster Flochfrequenz-Oszillator

120 Sende-/Empfangs-Weiche

121 Antenne

130 Zweiter Pulsgenerator

131 Zweiter Flochfrequenz-Oszillator

DK Dielektrizitätswert

d Messdistanz

EHF Reflektierte Mikrowellenpulse

eHF Empfangssignal

f _c Taktrate

f _c Abtastrate

f _hiF Frequenz der Mikrowellenpulse

h Einbauhöhe

L Füllstand

MZF· Maximum

RHF Referenzkurve

SHF Mikrowellenpulse

SHF Flochfrequenz-Pulse

S’HF Abtast-Pulse

t _m , t‘ _m Signallaufzeit

ZF Auswertungssignal

ZF‘ Auswertungskurve

Ai Dehnung/Stauchung

f Relation zwischen der Taktrate und der Abtastrate

4> _ref Soll-Relation