Die Erfindung betrifft die Vermessung von Füllgutoberflächen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Füllstandradar zur Füllstand- und Topologieerfassung, ein Verfahren zum Messen eines Füllstands eines Behälters und einer Topologie einer Füllgutoberfläche, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium. Technischer Hintergrund

Für die Erfassung der Topologie einer Füllgutoberfläche kann die Füllgutoberfläche mit einem Messsignal abgescannt werden. Entweder wird das Messgerät bzw. seine Antenne hierfür mechanisch verschwenkt, oder es wird eine elektronische Strahlsteuerung durchgeführt. Auch gibt es die Möglichkeit, beides zu mischen. Für die elektronische Strahlsteuerung wird bei Radarmessgeräten ein Array von Strahlerelementen verwendet. In diesem Zusammenhang spricht man auch von einer Arrayantenne.

Aus der erfassten Topologie kann dann der Füllstand und das Volumen des Füllguts berechnet werden. Der Hardwareaufwand für die elektronische Strahlsteuerung ist nicht zu vernachlässigen; auch der für die Signalauswertung erforderliche Rechenaufwand kann erheblich sein. Aus diesem Grunde benötigen derartige Messgeräte verhältnismäßig viel Energie. Energie ist jedoch, je nach Einsatzort und Anbindung des Messgeräts, oft ein knappes Gut.

Zusammenfassung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Füllstandradar zur Füllstand- und Topologieerfassung anzugeben, welcher auch bei begrenzt zur Verfügung stehender Energie zuverlässige Messergebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen. Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Füllstandradar zur Füllstand- und Topologieerfassung, und insbesondere zur Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld. Der Füllstandradar weist eine Füllstandradareinheit oder eine Ultraschalleinheit auf, die eingerichtet ist zum Erfassen eines Füllstands eines Behälters. Darüber hinaus weist er eine Topologieradareinheit auf, die eingerichtet ist zum Erfassen der Topologie einer Füilgutoberfiäche eines Füllguts im Behälter. Es ist eine Energiemanagementeinheit vorgesehen, die eingerichtet ist zum Überwachen der verfügbaren Energie, die für die Messung eingesetzt werden kann. Es ist eine Steuerschaltung vorgesehen, die eingerichtet ist zum Einstellen der zeitlichen Abfolge der Messungen der Füllstandradareinheit und der Messungen der Topologieradareinheit, und zwar unter Berücksichtigung der verfügbaren Energie.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die zeitliche Abfolge der Messungen der Füllstandradareinheit und der Topologieradareinheit unter Berücksichtigung des zuletzt gemessenen Füllstands erfolgt und/oder unter Berücksichtigung einer zuletzt gemessenen Änderungsrate des Füllstands. Ist der Füllstand niedrig, können beispielsweise vermehrt Topologiemessungen durchgeführt werden oder es kann eine Topologiemessung getriggert werden, welche andernfalls zu diesem Zeitpunkt nicht stattfinden würde. Auch kann bei einer schnellen Änderung des Füllstands die Häufigkeit der Topologiemessung verringert werden, um eine schnelle Verfolgung des sich ändernden Füllstandwertes zu realisieren.

Die Energiemanagementeinheit kann einen Energiespeicher aufweisen und eingerichtet sein, den Energiespeicher während mehrerer nacheinander stattfindender Messungen der Füllstandradareinheit zu laden.

Hierbei hilft es, wenn die Füllstandradareinheit so ausgelegt ist, dass sie für ihre Messung weniger Energie benötigt als die Topologieradareinheit.

Insbesondere kann der Füllstandradar zum Anschluss an eine 4 bis 20 mA Schnittstelle eingerichtet sein. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Füllstandradar zum sogenannten „inversen Betrieb“ eingerichtet. „Inverser Betrieb“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass, im Gegensatz zur „normalen“ Konfiguration, bei leerem Behälter eine Stromaufnahme von 20 mA erfolgt (und nicht von 4 mA) und bei vollem Behälter eine Stromaufnahme von 4 mA (und nicht von 20 mA). Auf diese Weise ist es möglich, bei leerem Behälter während den Füllstandmessungen ausreichend Energie zu sammeln, um möglichst schnell eine Topologiemessung durchführen zu können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuerschaltung eine erste Steuereinheit zur Steuerung der Füllstandradareinheit auf sowie eine zweite Steuereinheit zur Steuerung der Topologieradareinheit. Des Weiteren ist eine übergeordnete dritte Steuereinheit vorgesehen, zum Einstellen der zeitlichen Abfolge der Messungen der Füllstandradareinheit und der Topologieradareinheit unter Berücksichtigung der verfügbaren Energie. Die Einheiten zur Topologiemessung und zur Füllstandmessung können als autark arbeitende Einheiten ausgeführt sein, die von der dritten Steuereinheit lediglich über eine Steuerleitung das Signal „Jetzt messen“ erhalten. Das kann beispielsweise in Form eines Zustandswechsels von „0“ auf „1“ erfolgen. Insbesondere können in den Einheiten zur Füllstand- und Topologiemessung erste und zweite Steuereinheiten enthalten sein, die die komplette Einheit jeweils steuern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Füllstandradar eine erste Antennenanordnung auf, die eingerichtet ist zum Erfassen des Füllstands, sowie eine zweite Antennenanordnung, die eingerichtet ist zum Erfassen der Topologie. „Überschneidungen“ der beiden Antennenanordnungen sind im Regelfall nicht vorgesehen. So handelt es sich beispielsweise bei der ersten Antennenanordnung um ein verhältnismäßig großes Antennenhorn, und bei der zweiten Antennenanordnung um ein Array an kleineren Strahlerelementen, die beispielsweise um das Antennenhorn herum angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird über die zweite Antennenanordnung ein FMCW-Radarsignal abgesendet, und über die erste Antennenanordnung ein Pulssignal. Bei dem Pulssignal kann es sich beispielsweise um ein Radarsignal oder ein Ultraschallsignal handeln.

Der Füllstandradar weist ein Antennensystem auf. Das Antennensystem weist beispielsweise eine erste Antennenanordnung auf, die eingerichtet ist zum Erfassen der Topologie der Füilgutoberfläche. Darüber hinaus weist sie beispielsweise eine zweite, zusätzliche Antennenanordnung auf, die eingerichtet ist zum Erfassen des Füllstands. Es werden also für die Füllstandmessung und für die Topologieerfassung verschiedene Antennenanordnungen verwendet.

Die erste Antennenanordnung ist eine Arrayantenne mit einem Array von Strahlerelementen, die um die zweite Antennenanordnung herum angeordnet sind.

Beispielsweise ist die zweite Antennenanordnung eine Hornantenne. Auch die Strahierelemente der ersten Antennenanordnung können (kleinere) Hornantennen sein. Man könnte sie auch als Hornstrahler bezeichnen, und sie können mit einem Dielektrikum gefüllt sein. Auch können sie in Form von Hohlleiteröffnungen (gefüllt oder ungefüllt) ausgeführt sein. Auch können Patchantennen, Stabstrahler oder andere Antennen verwendet werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Durchmesser bzw. die Kantenlänge der Strahlerelemente der ersten Antennenanordnung (deutlich) kleiner als der Durchmesser bzw. die Kantenlänge der zweiten Antennenanordnung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Abstrahlflächen der

Strahlerelemente der ersten Antennenanordnung und die Abstrahlfläche der zweiten Antennenanordnung auf derselben Ebene angeordnet. Die „Abstrahlfläche“ der zweiten Antennenanordnung ist beispielsweise die Öffnung des Antennenhorns. Die Abstrahlfiäche der Strahlerelemente der ersten Antennenanordnung ist, im Falle von Hornantennen, ebenfalls die Ebene der Öffnung der einzelnen Antennenhörner. Im Falle von ebenen Strahlerelementen (Patchantennen) werden die Abstrahlflächen von deren Oberfläche aus gebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Abstrahlflächen der

Strahlerelemente der ersten Antennenanordnung und/oder die Abstrahlfläche der zweiten Antennenanordnung Löcher in einer metallischen Platte. Die Löcher können mit einem Dielektrikum gefüllt oder ungefüllt sein. Sie können einen kreisrunden oder eckigen Querschnitt aufweisen.

Die metallische Platte ist beispielsweise rund ausgeführt.

Die Strahlerelemente der ersten Antennenanordnung bilden beispielsweise ein Rechteck, ein Sechseck oder eine anderweitige polygonale Form mit abschnittsweise geraden Bereichen aus. Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Strahierelemente der ersten Antennenanordnung aus einer (ersten) Gruppe von Sendeelementen und einer (zweiten) Gruppe von Empfangselementen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Radarmessgerät, insbesondere ein Füllstand- radarmessgerät, mit einem oben und im Folgenden beschriebenen Antennensystem.

Beispielsweise ist er Füllstandradar zum Aussenden eines FMCW-Radarsignals mithilfe der ersten Antennenanordnung und eines Pulssignals mithilfe der zweiten Antennenanordnung eingerichtet.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Messen eines Füllstands eines Behälters und einer Topologie einer Füllgutoberfläche, bei dem der Füllstand des Behälters mit einer Füllstandradareinheit des Füllstandradars einmal oder mehrmalig, hintereinander erfasst wird. Dabei wird die verfügbare Energie kontinuierlich überwacht und es wird entschieden, wann unter Berücksichtigung der verfügbaren Energie nun die Topologie zu erfassen ist. In diese Entscheidung können noch weitere Gegebenheiten berücksichtigt werden, beispielsweise der aktuelle Füllstand oder die aktuelle Änderungsrate des Füllstands. Wurde dann entschieden, dass nun die Topologie zu erfassen ist, erfolgt ein Erfassen der Topologie der Füllgutoberfläche mit einer Topologieradareinheit des Füllstandradars.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf dem Prozessor eines Füllstandmessgeräts bzw. eines Füllstandradars ausgeführt wird, das Füllstandmessgerät anleitet, die oben und im Folgenden beschriebenen Schritte durchzuführen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das oben beschriebene Programmelement gespeichert ist.

Unter dem Begriff „Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld“ kann ein Teilgebiet der Technik verstanden werden, welches Maßnahmen zum Betrieb von Maschinen und Anlagen ohne Mitwirkung des Menschen beinhaltet. Ein Ziel der Prozessautomatisierung ist es, das Zusammenspiel einzelner Komponenten einer Werksanlage in den Bereichen Chemie, Lebensmittel, Pharma, Erdöl, Papier, Zement, Schifffahrt oder Bergbau zu automatisieren. Hierzu können eine Vielzahl an Sensoren eingesetzt werden, welche insbesondere an die spezifischen Anforderungen der Prozessindustrie, wie bspw. mechanische Stabilität, Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, extremen Temperaturen und extremen Drücken, angepasst sind. Messwerte dieser Sensoren werden üblicherweise an eine Leitwarte übermittelt, in welcher Prozessparameter wie Füllstand, Grenzstand, Durchfluss, Druck oder Dichte überwacht und Einstellungen für die gesamte Werksanlage manuell oder automatisiert verändert werden können.

Ein Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Logistikautomation. Mit Hilfe von Distanz- und Winkelsensoren werden im Bereich der Logistikautomation Abläufe innerhalb oder außerhalb eines Gebäudes oder innerhalb einer einzelnen Logistikanlage automatisiert. Typische Anwendungen finden z.B. Systeme zur Logistikautomation im Bereich der Gepäck- und Frachtabfertigung an Flughäfen, im Bereich der Verkehrsüberwachung (Mautsysteme), im Handel, der Paketdistribution oder aber auch im Bereich der Gebäudesicherung (Zutrittskontrolle). Gemein ist den zuvor aufgezählten Beispielen, dass eine Präsenzerkennung in Kombination mit einer genauen Vermessung der Größe und der Lage eines Objektes von der jeweiligen Anwendungsseite gefordert wird. Hierfür können Sensoren auf Basis optischer Messverfahren mittels Laser, LED, 2D-Kameras oder 3D-Kameras, die nach dem Laufzeitprinzip (time of flight, ToF) Abstände erfassen, verwendet werden.

Ein weiteres Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Fabrik-/Fertigungsautomation. Anwendungsfälle hierzu finden sich in den unterschiedlichsten Branchen wie Automobilherstellung, Nahrungsmittelherstellung, Pharmaindustrie oder allgemein im Bereich der Verpackung. Ziel der Fabrikautomation ist, die Herstellung von Gütern durch Maschinen, Fertigungslinien und/oder Roboter zu automatisieren, d. h. ohne Mitwirkung des Menschen ablaufen zu lassen. Die hierbei verwendeten Sensoren und spezifischen Anforderungen im Hinblick auf die Messgenauigkeit bei der Erfassung der Lage und Größe eines Objektes sind mit denen der im vorigen Beispiel der Logistikautomation vergleichbar.

Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.

Kurze Beschreibung der Figuren Fig. 1a zeigt ein Füllstandradarmessgerät.

Fig. 1b zeigt ein die Topologie einer Füllgutoberfläche erfassendes Radarmessgerät.

Fig. 2a zeigt ein Radarmessgerät gemäß einer Ausführungsform.

Fig. 2b zeigt das Radarmessgerät der Fig. 2a bei der Erzeugung verschiedener Sendekeulen.

Fig. 3 zeigt ein Füllstandradar gemäß einer Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen

Fig. 1a zeigt ein Füllstandradar 100 mit einer Hornantenne 104, das in einem Behälter 101 eingebaut ist. In dem Behälter 101 befindet sich das Füllgut 102.

Über die Antenne 104 wird ein Radarstrahl 103 in Richtung des Füllguts 102 ausgesendet. Bei dem Füllgut kann es sich um eine Flüssigkeit oder ein Schüttgut handeln. An der Füllgutoberfläche wird das Radarsignal reflektiert und dann von der Antenne 104 wieder empfangen. Über eine spezielle Auswerteschaltung kann dann der Abstand zum Füllgut 102 bestimmt werden. Fig. 1b zeigt ein Topologie erfassendes Füllstandmessgerät, welches die Schüttgutoberfläche 106b über optische, akustische oder radarbasierte Verfahren abtastet. Im Folgenden werden insbesondere Topologie erfassende Radargeräte 105 mit einer elektronischen bzw. digitalen Strahlschwenkung betrachtet. Bei diesen Geräten werden viele Radarkanäle verwendet, die durch unterschiedliche Ansteuerung der Sendekanäle und/oder unterschiedliche Auswertung der Empfangskanäle eine Strahlschwenkung der Hauptabstrahlrichtung 108 durchführen können. Solche Geräte haben mehrere Sende- und Empfangskanäle mit den dazugehören Antennen bzw. dem dazugehörigen Antennensystem 107, 203.

Fig. 2a zeigt ein Füllstandradar 201 mit einer Füllstandantenne 203 und einem Antennenarray 203, das zur elektronischen Strahlsteuerung einsetzbar ist. Mithilfe dieses Messgeräts kann die Füllgutoberfläche abgetastet werden. Auch können Anhaftungen 201 an der Behälterwand erkannt werden.

Fig. 2b zeigt, wie die Hauptabstrahlrichtungen des Antennenarrays 203 verändert werden können. Fig. 3 zeigt eine detaillierte Ansicht eines solchen Füllstandradars 201. Das Füllstandradar 201 weist eine Topologieradareinheit 302 auf, welche die Topologie von zum Beispiel Schüttguthalden 106 (vgl. Fig. 2a und 2b) detektieren kann, als auch eine Füilstandradareinheit 305, welche die Füllstände messen kann. Diese Einheiten können schaltungstechnisch getrennt ausgeführt sein und können unabhängig voneinander betrieben werden. Hinzu kommt eine übergeordnete Steuereinheit 303, die unabhängig von einstellbaren Parametern entweder die Topologie erfassende Radareinheit der die Füllstand bestimmende Radareinheit 304 oder beide Einheiten gleichzeitig anschalten kann. Vorteilhaft an diesem Gerät ist, dass eine zusätzliche Information neben dem Füllstandwert bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein solches Gerät in einem Schüttgutbehäiter 101 Anwendung findet und darin Anhaftungen 202 an den Behälterwänden erkennt. Anhaftungen werden in aller Regel nicht von Füllstandmessgeräten erkannt. Anhaftungen an den Behälterwänden können unter anderem zur Instabilität des Behälters führen. Außerdem müssen Anhaftungen an Behälterwänden bei der Befüllung des Behälters berücksichtigt werden. Wird eine bestimmte Menge an Material bestellt, basiert die bestellte Menge auf dem aktuellen Füllstandwert. Ist jedoch eine größere Anhaftung im Behälter 101 ausgebildet, passt das bestellte Material nicht komplett in den Behälter und muss im ungünstigsten Fall entsorgt werden. Die Füllstandradareinheit 304 kann dabei in Form eines Radargeräts 100 ausgebildet sein. In ihr enthalten ist beispielsweise ein monostatisches FMCW oder Pulsradar mit einer Antenne 305, das einen Abstandswert zum Füllgut ausgibt.

Die Topologieradareinheit 302 stellt ein Radargerät dar, das eine Art der elektronischen Strahlschwenkung (phased array, digitale Strahlformung) umfasst. Hierbei sind mehrere Antennenelemente 306a ... 306f notwendig, sowie eine entsprechende Anzahl an Sender- und/oder Empfangskanälen. Als Ausgabe kann beispielsweise eine abgetastete Schüttgutoberfläche 106b, ein Volumen, ein Indikator auf Anhaftungen 202 im Behälter oder Ähnliches gesehen werden. Die Frequenzbereiche, in denen die Topologieradareinheit und die

Füllstandradareinheit arbeiten, sind ebenfalls unabhängig voneinander. Beispielsweise arbeiten die Einheiten 302, 304 in verschiedenen

Frequenzbereichen, um die Interferenz und entsprechende Störsignale bei zeitgleichem Betrieb zwischen den Kanälen zu reduzieren. Beispielsweise kann die Topologieradareinheit 302 im Bereich um 80 GHz und die Füllstandradareinheit 304 im Bereich um 180 GHz betrieben werden.

Es ist möglich, dass beide Einheiten 302, 304 nach dem FMCW-Prinzip betrieben werden. Dabei können sie sich in den Sweep-Parametern (Bandbreite, Rampensteilheit, ...) unterscheiden. Möglich ist ebenfalls, dass sich die

Modulationsarten der beiden Einheiten grundsätzlich unterscheiden, so dass beispielsweise die Füllstandradareinheit 304 als Pulsradar und die Topologieradareinheit 302 nach dem FMCW-Prinzip betrieben wird.

Die Steuereinheit 303 kann dabei durch einen Mikrocontroller oder einen FPGA realisiert werden. Diese Einheit ist einstellbar und regelt unter anderem die Messrate. Ein vorgebbarer Messzyklus kann zum Beispiel darin bestehen, dass 15 Füllstandmessungen in einem Sekundenraster durchgeführt werden und im Anschluss daran eine Topologie erfassende Messung. Die Dauer der Topologie erfassenden Messung kann dabei zum Beispiel mehrere 100 ms betragen.

Das zeitliche Raster kann in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Energie angepasst werden. Das Füllstandradar 100, 105, 201 arbeitet zum Beispiel im Bereich der Prozessindustrie häufig mit einer Zweileiterschnittstelle 312. Dabei steht nur eine sehr begrenzte Energie zum Betrieb des Geräts zur Verfügung. Die Steuereinheit 303 kann dieses Raster nach den einstellbaren Vorgaben anpassen, indem es über eine Energieüberwachungseinheit 301 Informationen über die aktuell zur Verfügung stehende Energie erhält.

Der Energieverbrauch der topologieerfassenden Radareinheit 302 ist wesentlich höher als der Energieverbrauch der Füllstandradareinheit 304. Aus diesem Grund wird das obige Messraster vorgeschlagen. Die während der Füllstandmessung überschüssig zur Verfügung stehende Energie kann in einem Energiespeicher (der in 301 untergebracht sein kann) zwischengespeichert werden und bei der topologieerfassenden Radarmessung wiederverwendet werden.

Aus Sicht der Prozessmesstechnik ist ein solches Raster ebenfalls sinnvoll. Die Füllstände können sich im Vergleich zu Anhaftungen 202 schnell ändern. Die Anhaftungen 202 wiederum unterliegen häufig einem sich langsam ändernden Wachstumsprozess. Deshalb ist es sinnvoll, die Messrate für die Füllstandmessung höher zu wählen als die Messrate der Topologieerfassung bzw. der Anhaftungserkennung. Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 zeigt den internen Aufbau eines Füllstandradars 201. Die Steuereinheit 303 ist über die Verbindungsleitungen 307 mit der Energiemanagementeinheit 301 verbunden und wird darüber mit Energie versorgt. Ebenfalls werden über die Verbindungsleitungen 307 Informationen über die aktuell zur Verfügung stehende Energie ausgetauscht. Weiterhin ist die Steuereinheit 303 mit der Füllstandeinheit 304 und der Topologie erfassenden Einheit 302 verbunden. Über die Verbindungsleitungen 311 und 308 werden Daten bidirektional ausgetauscht. Ebenfalls werden von der Steuereinheit 303 Steuersignale über die Verbindungsleitungen 311 und 308 gesendet, über welche die Einheiten 304 und 302 an- und abgeschaltet werden können. Weiterhin können die Messergebnisse beispielsweise der Einheit 304 oder anderer Einheiten an die Steuereinheit 303 gesendet werden. Die Einheiten 304 und 302 werden über die Leitungen 310 und 309 mit Energie aus der Energiemanagementeinheit 301 versorgt. Die Füllstandradareinheit 304 besitzt eine Sende-/Empfangsantenne 305, über die ein hochfrequentes Radarsignal abgesendet und empfangen werden kann.

Die Topologieradareinheit 302 besitzt mehrere unabhängige Antennenelemente 306a bis 306f, über die ebenfalls hochfrequente Radarsignale abgesendet und empfangen werden können. Alle Antennenelemente 305, 306a bis 306f können in einem Gesamtantennensystem 203 zusammengefasst sein.

Die Energiemanagementeinheit 301 besitzt eine Schnittstelle 312, über die das Gerät 201 mit Energie versorgt werden kann. Weiterhin können die gemessenen Daten (Füllstand, Volumen, Informationen über Anhaftungen, ...) über diese Schnittstelle an das Prozessleitsystem übermittelt werden. Die

Energiemanagementeinheit erhält diese Daten von der Steuereinheit 303. Es handelt sich hierbei um abstrakte Einheiten. Möglich ist, dass die Steuerungsaufgaben der Energiemanagementeinheit ebenfalls von der Steuereinheit mit übernommen werden. Diese Funktionalität kann beispielsweise von einem Mikroprozessor übernommen werden. In einer weiteren Ausführungsform können die Messintervalle vom Anwender vorgegeben werden. Beispielsweise kann in einer Benutzervorgabe eingestellt werden, ob die Aufteilung beispielsweise 80% Topologiemessung und 20% Füllstandmessung, 50% Topologiemessung und 50% Füllstandmessung, 100% Topologiemessung und 0% Füllstandmessung, oder auch 0% Topologiemessung und 100% Füllstandmessung ist.

Diese Vorgaben können natürlich nur dann eingehalten werden, wenn in der Energiemanagementeinheit und deren Energiespeicher ausreichend Energie zur Messung zur Verfügung steht. Danach richten sich dann die jeweiligen Zykluszeiten. Da eine Füllstandmessung weniger Energie als eine Topologiemessung benötigt, kann die Messrate bei einer 100%igen Füllstandmessung höher sein als bei einer 100%igen Topologiemessung. Weiterhin können Uhrzeiten festgelegt werden, in denen die prozentuale Aufteilung zwischen Topologie- und Füllstandmessung geändert wird. So kann beispielsweise nachts häufiger die Topologie gemessen werden als tagsüber.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Anpassung der Messrate abhängig vom Füllstand. Bei einer schnellen Änderung des Füllstands kann beispielsweise die Häufigkeit einer Topologiemessung verringert werden, um eine schnelle Verfolgung des sich ändernden Füllstandwertes zu realisieren.

Die Bestimmung der Oberfiächentopologie wird bei nahezu entleertem Behälter mehr Informationen liefern können als bei einem nahezu befüllten Behälter. Es kann daher insbesondere vorgesehen sein, die Zeitdauer zwischen zwei Topologiemessungen bei leer werdendem Behälter zu verringern.

Auch kann vorgesehen sein, die 4 bis 20 mA Schnittstelle genauso einzustellen, dass die Kennlinie invers genutzt wird. Üblicherweise wird ein leerer Behälter durch eine Stromaufnahme von 4 mA und ein voller Behälter durch eine Stromaufnahme von 20 mA nach außen hin signalisiert. Es kann jedoch vorgesehen sein, bei leerem Behälter einen Strom von 20 mA zu beziehen und bei vollem Behälter einen Strom von 4 mA. Durch dieses Invertieren der Kennlinie kann erreicht werden, dass bei konstant bleibender Klemmspannung das Füllstandmessgerät bei leer werdendem Behälter zunehmend mehr Energie übermittelt bekommt, die dann dazu genutzt werden kann, die zeitlichen Abstände zwischen zwei Topologiemessungen zu verringern. Der inverse Betrieb des Füllstandmessgeräts kann ohne größere Probleme in einem Auswertegerät, beispielsweise einer SPS, durch entsprechende Einstellung wieder kompensiert werden. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Füllstandradar zur Füllstand- und Topologiemessung seine gesamte für den Betrieb erforderliche Energie aus einem im Gerät integrierten Energiespeicher und/oder Energy- Harvesting-Modul beziehen kann. Das Gerät wird in diesem Fall durch eine Echtzeituhr ergänzt, welche von der Steuerschaltung eingestellt werden kann. Insbesondere kann der nächste Zeitpunkt für eine Füllstand- oder

Topologiemessung eingestellt werden. Nach Erreichen des entsprechenden Zeitpunkts wird die entsprechende Einheit aktiviert und der zugehörige Messwert ermittelt. Der Messwert wird beispielsweise drahtlos nach außen hin in eine Cloud übertragen. Zusätzlich kann in einem nicht-flüchtigen Speicherelement eine Information hinterlegt werden, welche der beiden zur Verfügung stehenden Radareinheiten nach der nächsten Aktivierung durch die Echtzeituhr zur Messung verwendet werden soll.

Das Füllstandradar 201 weist somit eine Füllstand bestimmende und eine Topologie erfassende Radareinheit auf, die jeweils über eine Steuereinheit in einem vorgebbaren zeitlich Ablauf parallel oder sequenziell betrieben werden.

Die Steuereinheit kann unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Energie (diese Informationen erhält sie von der Energiemanagementeinheit) bestimmen, wann die Topologieradareinheit die nächste Messung durchführen soll. Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform. In Schritt 401 wird der Füllstand des Behälters mit einer Füllstandradareinheit eines Füllstandradars mehrmals erfasst. In Schritt 402 wird die verfügbare Energie überwacht und in Schritt 403 entschieden, dass unter Berücksichtigung der verfügbaren Energie nun die Topologie zu erfassen ist. In Schritt 404 wird dann die Topologie der Füllgutoberfläche mit einer Topologieradareinheit des Füllstandradars erfasst. Die Füllstandradareinheit und die Topologieradareinheit weisen unterschiedliche Antennen auf und jeweils eine eigene Steuereinheit, der gegebenenfalls eine weitere Steuereinheit übergeordnet ist, um die zeitliche Abfolge zu steuern. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.