| WO/2002/044748 | LOOP POWERED RADAR RANGEFINDER |
| JP2000310554 | LEVEL-MONITORING APPARATUS |
| JP2006038559 | SUBMERGENCE DETECTION SENSOR AND SUBMERGENCE DETECTION DEVICE |
MAYER, Winfried (Flurweg 2, Buch, 89290, DE)
KLÖFER, Peter (Marktstrasse 8/1, Steinen, 79585, DE)
MAYER, Winfried (Flurweg 2, Buch, 89290, DE)
| Patentansprüche 1. Mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät (1 ) zur Füllstandsmessung von in Behältern befindlichen Füllgütern, mit - einer Messgerätelektronik (7) mit einem Mikrowellengenerator (9) zur sukzessiven Erzeugung von unterschiedliche Nutzfrequenzen (fm, fn, f|) aufweisenden Mikroweilensignalen (SM, SN, SL)1 und - einer daran angeschlossenen frequenzselektiven passiven Antennenanordnung (1 1 a, 11b, 11c, 11 d, 11e), - die mehrere Antennen aufweist, die dazu dienen, die unterschiedlichen Mikroweliensignale (SM, SN, SL) nacheinander in der Behälter (3) zu senden, und deren zur Antennenanordnung (11a, 11 b, 1 1c, Hd1 11e) zurück reflektierten Echosignale (EM, EN, EL) ZU empfangen, -- die mehrere jeweils für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen (fm, fn, fι) durchlässige frequenzselektive Elemente (FM, FN, FL), insb. Bandpassfilter, aufweist, - in der über die Antennen und die frequenzselektiven Elemente (FM, FN, FL) für jedes der unterschiedlichen Mikrowellensignale (SM, SN, SL) und dessen Echosignal (EM, EN, EL) ein eindeutig zugeordneter Signalweg vorgeben ist, über den dieses Mikrowellensignal in den Behälter (3) gesendet und dessen zur Antennenanordnung (SM, SN, SL) zurück reflektiertes Echosignal (EM, EN, EL) empfangen und der Messgerätelektronik (7) zugeführt wird, und - einer in der Messgerätelektronik (7) vorgesehenen Vorrichtung (21 ), die die nacheinander eingehenden Echosignale (EM, EN) dem zugehörigen Sägnalweg zuordnet. 2. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 1 , bei dem - eine der Antennen eine Sendeantenne (13) ist, die dazu dient, die unterschiedlichen Mikrowellensignale (SM. SN) in den Behälter (3) zu senden, - die übrigen Antennen Empfangsantennen (15, 17) sind, die dazu dienen, die durch Reffektionen im Behälter (3) zur Antennenanordnung (11a, 11 b) zurück reflektierten Echosignale (EM, EN) der unterschiedlichen Mikrowellensignale (SM, SN) ZU empfangen, - in der Antennenanordnung (11a, 1 1b) jeder Empfangsantenne (15, 17) ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen (fm, fn) durchlässiges frequenzselektives Element (FM, FN), insb. ein Bandpassfilter, nachgeschaltet ist, das dazu dient, aus dem von der jeweiligen Empfangsantenne {15, 17) aufgenommenen Empfangssignal das diese Nutzfrequenz (fm, fn) aufweisende Echosignal (EM, EN) heraus zu filtern, und - die Vorrichtung (21 ) die sukzessive von der Antennenanordnung (11a, 11b) zur Messgerätelektronik (7) übertragenen Echosignale (EM, EN) der Empfangsaπtenne (15, 17) zuordnet, von der sie empfangen wurden, 3. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 1 , bei dem - eine der Antennen eine Empfangsantenne (37) ist, die dazu dient, die durch Reflektionen im Behälter (3) zur Antennenanordnung (1 Id1 11e) zurück reflektierten Echosignale (EM) EN) der unterschiedlichen Mikrowellensignale (SM, SN) ZU empfangen, - die übrigen Antennen Sendeantennen (39, 41 ) sind, die dazu dienen, jeweils eines der unterschiedlichen Mikroweüensignale (SM, SN) in den Behälter (3) zu senden, - in der Antennenanordnung (11d, 11e) jeder Sendeantenne (39, 41 ) ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen (fm, fn) durchfässiges frequenzselektives Element (FM, FN), insb. ein Bandpassfilter, vorgeschaltet ist, das dazu dient, aus den von dem Mikrowellengenerator (9) erzeugten Mikrowellensignalen (SM, SN) dasjenige herauszufiltern, das im Messbetrieb über die jeweilige Sendeantenne (39, 41) gesendet wird, und - die Vorrichtung (21 ) die sukzessive von der Antennenanordnung (11d, 1 1e) zur Messgerätelektronik (7) übertragenen Echosignale (EM, EN) der jeweiligen Sendeantenne (39, 41 ) zuordnet, von der das zugehörige Mikrowellensignale (SM, SN) gesendet wurde. 4. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 1 , bei dem - die Antennen Sende- und Empfangsantennen (31 , 33, 35) sind, die dazu dienen, die unterschiedlichen Mikroweliensignale (SM, SN, SL) in den Behälter (3) zu senden und deren durch Reflektionen im Behälter (3) zur Antennenanordnung (11c) zurück reflektierten Echosignale (EM, EN, EL) zu empfangen, - in der Antenneanordnung (11c) jeder Sende- und Empfangsantenne (31 , 35, 37) ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen (fm, fn, f|) durchlässiges frequenzselektives Element (FM, FN, FL), insb. ein Bandpassfiiter, zugeordnet ist, das dazu dient, aus den vom Mikrowellengenerator (9) erzeugten der Antennenanordnung (11c) zugeführten Mikrowellensignalen (SM, SN, SL) dasjenige herauszufiltern und der Sende- und Empfangsantenne (31 , 33, 35) zuzuführen, dass über diese Sende- und Empfangsantenne (31 , 33, 35) gesendet wird, und das dazu dient, aus dem von dieser Sende- und Empfangsantenne (31 , 33, 35) aufgenommenen Empfangssignal, das zugehörige diese Nutzfrequenz (fm, fn, fι) aufweisende Echosignal (EM, EN, EL) heraus zu filtern, und - die Vorrichtung (21 ) die sukzessive von der Antennenanordnung (1 1 c) zur Messgerätelektronik (7) übertragenen Echosignale (EM) EN, EJ der Sende- und Empfangsantenne (31 , 33, 35) zuordnet, über die das zugehörige Mikrowellensignal (SM, SN, SL) gesendet und dessen Echosignal (EM, EN, EJ empfangen wurde. 5. Füllstandsmessgerät (1 ) nach Anspruch 1 , bei dem die Messgerätelektronik (7) mit der Antennenanordnung (1 1a, 11c, 11d) ausschließlich über einen einzigen Wellenleiter (19) verbunden ist, - über den die unterschiedlichen Mikroweilensignale (SM, SN, SJ von der Messgerätelektronik (7) zur Antennenanordnung (11a, 11 c, 11d) übertragen werden und die Echosignale (EM, EN, EL) von der Antennenanordnung (11a, 11c, 11d) zur Messgerätelektronik (7) übertragen werden, und - der über eine in der Antennenanordnung (11a, 11c, 1 1d) vorgesehene Sende- Empfangstrennung (25) an alle Sendeantennen (13, 31 , 33, 35, 39, 41 ) und an alle Empfangsantennen (15, 17, 31 , 33, 35, 37) angeschlossen ist. 6 Füilstandsmessgerät (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem - die Messgeratelektronik (7) mit der Antennenanordnung (11 b, 1 1e) über einen Sendewelienieiter (27) verbunden ist, über den die Sendeantennen (13, 39, 41) mit den unterschiedlichen Mikroweilensignale (SM, SN) gespeist werden, und - die Messgerätelektronik (7) mit der Antennenanordnung (11 b, 1 1 e) über einen Empfangswellenleiter (29) verbunden ist, über den die Echosignale (EM, EN) von der Antennenanordnung (11 b, 11 e) zur Messgerätelektronik (7) übertragen werden 7. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 2, bei dem - die Empfangsantennen (15, 17) in einer Gruppe raumlich benachbart zueinander angeordnet sind, und - die Sendeantenne (13) räumlich außerhalb der Gruppe angeordnet ist 8 Fullstandsmessgerat nach Anspruch 3, bei dem - die Sendeantennen (39, 41 ) in einer Gruppe räumlich benachbart zueinander angeordnet sind, und - die Empfangsantenne (37) räumlich außerhalb der Gruppe angeordnet ist. 9. Fuilstandsmessgerat nach Anspruch 2, bei dem - die Empfangsantennen (15, 17) die Sendeantenne (13) räumlich umgeben, - die Sendeantenne (13) auf das Füllgut (5) im Behalter (3) ausgerichtet ist, - die Empfangsantennen (15, 17) jeweils eine gegenüber der Ausrichtung der Sendeantenne (13) geneigte Ausrichtung aufweisen, und - die durch die Ausrichtungen der Empfangsantennen (15, 17) vorgegebenen von der jeweiligen Empfangsantenne (15, 17) abgedeckten Empfangsbereiche der einzelnen Empfangsantennen (15, 17) teilweise überlappen. 10. Füllstandsmessgerät nach Anspruch 3, bei dem - die Sendeantennen (39, 41 ) die Empfangsantenne (37) räumlich umgeben, - die Empfangsantenne (37) auf das Füllgut (5) im Behälter (3) ausgerichtet ist, - die Sendeantennen (39, 41) jeweils eine gegenüber der Ausrichtung der Empfangsantenne (37) geneigte Ausrichtung aufweisen, und - die durch die Ausrichtungen der Sendeantennen (39, 41 ) vorgegebenen Sendebereiche der einzelnen Sendeantennen (39, 41 ) zumindest teilweise im Empfangsbereich der Empfangsantenne (37) liegen und teilweise überlappen. |
Die Erfindung betrifft ein nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füilstandsmessgerät zur Füllstandsmessung von in Behältern befindlichen Füllgütern, mit dem auf unterschiedlichen Signalwegen Mikrowellensignale in den Behälter gesendet und deren zugehörige an der
Füllgutoberfiäche reflektierten Echosignale nach einer vom Füllstand abhängigen Laufzeit wieder empfangen werden und anhand von deren Laufzeiten die Füllstände bestimmt werden.
Derartige berührungslos arbeitende Messgeräte werden in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt, z.B. in der verarbeitenden Industrie, in der Chemie oder in der Lebensmittelindustrie.
Typischer Weise wird das Füllstandsmessgerät oberhalb des Füllguts montiert und dessen Antenne auf das Füllgut ausgerichtet.
Zur Bestimmung der Laufzeiten können alle bekannten Verfahren angewendet werden, die es ermöglichen, verhältnismäßig kurze Entfernungen mittels reflektierter Mikrowellen zu messen. Die bekanntesten Beispiele sind das Pulsradar und das frequenzmodulierte Dauerstrichradar (FMCW- Radar).
Beim Puisradar werden periodisch kurze Mikrowellen-Sendeimpulse gesendet, die von der Füllgutoberfläche reflektiert und nach einer abstandsabhängigen Laufzeit wieder empfangen werden. Es wird anhand des empfangenen Signals eine Echofunktion abgeleitet, die die empfangene Signalamplitude als Funktion der Zeit wiedergibt. Jeder Wert dieser Echofunktion entspricht der Amplitude eines in einem bestimmten Abstand von der Antenne reflektierten Echos.
Beim FMCW-Verfahren wird kontinuierlich ein Mikrowellensignal gesendet, das periodisch linear frequenzmoduliert ist, beispielsweise nach einer Sägezahnfunktion, Die Frequenz des empfangenen Echosignals weist daher gegenüber der Augenblicksfrequenz, die das Sendesignal zum Zeitpunkt des Empfangs hat, eine Frequenzdifferenz auf, die von der Laufzeit des Mikrowellensignals und dessen Echosignals abhängt. Die Frequenzdifferenz zwischen Sendesignal und Empfangssignal, die durch Mischung beider Signale und Auswertung des Fourierspektrums des Mischsignals gewonnen werden kann, entspricht somit dem Abstand der reflektierenden Fläche von der Antenne. Ferner entsprechen die Amplituden der Spektrallinien des durch Fouriertransformation gewonnenen Frequenzspektrums den Echoamplituden. Dieses Fourierspektrum stellt daher in diesem Fall die Echofunktion dar,
Aus der Echofunktion wird mindestens ein Nutzecho bestimmt, das der Reflexion des Sendesignals an der Füllgutoberfläche entspricht. Aus der Laufzeit des Nutzechos ergibt sich bei einer bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mikrowellen unmittelbar die Wegstrecke die die Mikrowellen auf (hrem Weg vom Messgerat zur Fullgutoberflache und zurück durchlaufen Anhand der Einbauhohe des Fullstandsmessgerats über dem Behalter lasst sich hieraus unmittelbar der gesuchte Füllstand berechnen
Es gibt jedoch eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen diese Form der Fulistandsmessung unzureichend ist
Ein Beispiel hierfür sind Fullstandsmessungen in Lagerbehaltern für Schuttguter Schuttguter bilden in der Regel einen Schuttkegel aus Die oben genannte klassische Fulistandsmessung liefert hier zwar die Fullhohe in einem bestimmten durch die Antennenposition und deren Ausrichtung vorgegebenen Bereich des Schuttkegels, eine genauere Bestimmung des Fullgutvolumens ist hierdurch jedoch nicht erzielbar In diesen Fallen werden heute regelmäßig so genannte Mehrpunktmessungen ausgeführt Dabei werden mehrere Fulistandsmessgerate nebeneinander über dem Füllgut angeordnet und die Füllstände in den einzelnen von den jeweiligen Messgeraten erfassten Bereichen im Behalter bestimmt Der Einsatz mehrere Fulistandsmessgerate ist in der
Regel sehr teuer und aufwendig Alternativ hierzu kann ein Fuilstandsmessgerat mit mehreren an unterschiedlichen Orten über dem Füllgut angeordneten Antennen ausgestattet werden, die beispielsweise über im Feld angeordnete elektronische Schalter einzeln zugeschaltet werden Die Verwendung mehrerer über elektronische Schalter zuschaltbarer Antennen ist demgegenüber zwar kostengünstiger, weist jedoch den Nachteil auf, dass diese in der Regel unmittelbar an der Antenne im Feld angeordneten Schalter mit Energie versorgt werden müssen Dies ist nicht nur aufwendig, sondern stellt insb in Anwendungen in denen aus Gründen des Explosionsschutzes besondere Sicherheitsvorkehrungen eingehalten werden müssen ein Sicherheitsrisiko dar
Ein weiteres Beispiel sind Anwendungen bei denen im Behalter Storer, wie z B Ruhrwerke oder andere Einbauten, vorhanden sind, an denen die gesendeten Mikrowellensignale ebenfalls reflektiert werden In diesem Fall enthalt das mit dem Fuilstandsmessgerat aufgenommene Echosignal, sowohl das gesuchte auf eine Reflektion an der Fullgutoberflache zurück zufuhrende Nutzecho als auch auf Reflektionen an den Storern zurück zu fuhrende Storechos Dementsprechend ist es sehr schwierig oder unter Umstanden sogar unmöglich, anhand des Echosignals das gesuchte Nutzecho und damit den zu messenden Füllstand zu ermitteln Zur Überwindung dieses Problems werden häufig so genannte Mehrkeulenmessungen ausgeführt Dabei werden die Mikrowellensignale in mehreren Sendekeulen mit unterschiedlicher Ausrichtung in den Behalter gesendet Die Sendekeuien werden dabei beispielsweise derart ausgerichtet, dass jede Sendekeule das Fuligut erreicht Es werden die Echosignale der einzelnen Sendekeulen aufgenommen und anhand der bekannten Ausrichtung der unterschiedlichen Sendekeulen zusätzliche Informationen gewonnen, anhand derer das in allen Echosignalen enthaltene Nutzecho sehr viel genauer und zuverlässiger bestimmt werden kann Beispiele hierzu sind in der EP 1 431 724 A1 beschrieben Dort ist unter anderem beschrieben, das Nutzecho anhand der Amplituden der einzelnen Echosignale zu ermittein Wahrend die Amplitude des Nutzechos in allen Echosignalen winkeikorπgiert überall gleich ist, weisen die Storechos in den unterschiedlichen Echosignalen aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung der zugehörigen Sendekeulen unterschiedliche Amplituden auf
Sowohl bei der Mehrpunktmessung ais auch bei der Mehrkeulenmessung ist es erforderlich Mikrowellensignalen auf unterschiedlichen Signalwegen in den Behalter hinein zu senden und deren Echosignale getrennt voneinander auszuwerten
Hierzu können mehrere parallel betriebene Sende- und/oder Empfangsanordnungen und/ oder elektronische Schalter eingesetzt werden in der DE 10 2004 034 429 ist ein Beispiel hierzu beschrieben, das in der Automobilindustne als Abstandssensor eingesetzt wird Dort ist ein Mikroweliengenerator über einen Schalter nacheinander an unterschiedliche Sendeantennen angeschlossen und an jede der Empfangsantennen ist ein separater Empfangszweig angeschlossen, über den das von der jeweiligen Empfangsantenne aufgenommene Echosignal aufgenommen und einer Signalverarbeitung zugeführt wird Die Zuordnung der einzelnen Messsignale zu den einzelnen Signalwegen erfolgt hier über die jeweiligen Schalterstellungen und die separaten Empfangszwesge
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein mit Mikrowellen nach dem Laufzeitpnnzip arbeitendes Fullstandsmessgerat anzugeben, mit dem auf mehreren unterschiedlichen Signalwegen Mikrowellensignale in den Behalter gesendet und deren zugehörigen Echosignale aufgenommen werden können und die auf den unterschiedlichen Signalpfaden gewonnenen Messergebnisse getrennt voneinander ausgewertet werden können
Hierzu besteht die Erfindung in einem mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Fullstandsmessgerat zur Fulistandsmessung von in Behaltern befindlichen Füllgütern, mit
- einer Messgeratelektronik mit einem Mikrowellengenerator zur sukzessiven Erzeugung von unterschiedliche Nutzfrequenzen aufweisenden Mikroweilensignalen, und
- einer daran angeschlossenen frequenzselektiven passiven Antennenanordnung,
- die mehrere Antennen aufweist, die dazu dienen, die unterschiedlichen Mikrowellensignale nacheinander in den Behalter zu senden, und deren zur Antennenanordnung zurück reflektierten Echosignale zu empfangen, -- die mehrere jeweils für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen durchlassige frequenzselektive Elemente, insb Bandpassfifter, aufweist, - in der über die Antennen und die frequenzselektiven Elemente für jedes der unterschiedlichen MikroweHensignaie und dessen Echosignal ein eindeutig zugeordneter Signalweg vorgeben ist, über den dieses Mikrowellensigna! in den Behälter gesendet und dessen zur Antennenanordnung zurück reflektiertes Echosignal empfangen und der Messgerätelektronik zugeführt wird, und
- einer in der Messgerätelθktronik vorgesehenen Vorrichtung, die die nacheinander eingehenden Echosignale dem zugehörigen Signalweg zuordnet.
Gemäß einer ersten Variante besteht die Erfindung in einem Füllstandsmessgerät, bei dem
- eine der Antennen eine Sendeantenne ist, die dazu dient, die unterschiedlichen Mikrowellensignale in den Behälter zu senden,
- die übrigen Antennen Empfangsantennen sind, die dazu dienen, die durch Reflektionen im Behälter zur Antennenanordnung zurück reflektierten Echosignale der unterschiedlichen
Mikrowellensignale zu empfangen, - in der Antennenanordnung jeder Empfangsantenne ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen durchiässiges frequenzselektives Element, insb. ein Bandpassfilter, nachgeschaltet ist, das dazu dient, aus dem von der jeweiligen
Empfangsantenne aufgenommenen Empfangssignal das diese Nutzfrequenz aufweisende Echosignal heraus zu filtern, und
- die Vorrichtung die sukzessive von der Antennenanordnung zur Messgerätelektronik übertragenen Echosignale der Empfangsantenne zuordnet, von der sie empfangen wurden.
Gemäß einer zweiten Variante besteht die Erfindung in einem Füllstandsmessgerät, bei dem
- eine der Antennen eine Empfangsantenne ist, die dazu dient, die durch Reflektionen im Behälter zur Antennenanordnung zurück reflektierten Echosignale der unterschiedlichen Mikrowellensignale zu empfangen,
- die übrigen Antennen Sendeantennen sind, die dazu dienen, jeweils eines der unterschiedlichen Mikrowellensignale in den Behälter zu senden,
- in der Antennenanordnuπg jeder Sendeantenne ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen durchlässiges frequenzselektives Element, insb. ein Bandpassfilter, vorgeschaltet ist, das dazu dient, aus den von dem Mikrowellengenerator erzeugten Mikrowellensignalen dasjenige herauszufiltern, dass im Messbetrieb über die jeweilige Sendeantenne gesendet wird, und
- die Vorrichtung die sukzessive von der Antennenanordnung zur Messgerätelektronik übertragenen Echosignale der jeweiligen Sendeantenne zuordnet, von der das zugehörige MikroweJIensignale gesendet wurde.
Gemäß einer dritten Variante besteht die Erfindung in einem Füilstandsmessgerät, bei dem
- die Antennen Sende- und Empfangsantennen sind, die dazu dienen, die unterschiedlichen Mikrowellensignale in den Behälter zu senden und deren durch Reflektionen im Behälter zur Antennenanordnung zurück reflektierten Echosignaie zu empfangen,
- in der Antenneanordnung jeder Sende- und Empfangsantenne ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen durchlässiges frequenzselektives Element, insb. ein Bandpassfilter, zugeordnet ist, das dazu dient, aus den vom
Mikrowellengenerator erzeugten der Antennenanordnung zugeführten Mikrowellensignalen dasjenige herauszufiltern und der Sende- und Empfangsantenne zuzuführen, das über diese
Sende- und Empfangsantenne gesendet wird, und das dazu dient, aus dem von dieser Sende- und Empfangsantenne aufgenommenen Empfangssignal, das zugehörige diese Nutzfrequenz aufweisende Echosignal heraus zu filtern, und
- die Vorrichtung die sukzessive von der Antennenanordnung zur Messgerätelektronik übertragenen Echosignale der Sende- und Empfangsantenne zuordnet, über die das zugehörige Mikrowellensignal gesendet und dessen Echosignal empfangen wurde.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung äst die Messgerätelektronik mit der Antennenanordnung ausschließlich über einen einzigen Wellenleiter verbunden,
- über den die unterschiedlichen Mikrowelleπsignale von der Messgerätelektronik zur Antennenanordnung übertragen werden und die Echosignale von der Antennenanordnung zur Messgerätelektronik übertragen werden, und - der über eine in der Antennenanordnung vorgesehene Sende- Empfangstrennung an alle Sendeantennen und an aile Empfangsarttennen angeschlossen ist.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung
- ist die Messgerätelektronik mit der Antennenanordnung über einen Sendewelienleiter verbunden, über den die Sendeantennen mit den unterschiedlichen Mikrowellensignaie gespeist werden, und - die Messgerätelektronik äst mit der Antennenanordnung über einen Empfangswellenieiter verbunden, über den die Echosignale von der Antennenanordnung zur Messgerätelektronik übertragen werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der ersten Variante
- sind die Empfangsantennen in einer Gruppe räumlich benachbart zueinander angeordnet, und
- die Sendeantenne ist räumlich außerhalb der Gruppe angeordnet.
Gemäß einer Ausgestaltung der zweiten Variante
- sind die Sendeantennen in einer Gruppe räumlich benachbart zueinander angeordnet, und
- die Empfangsantenne ist räumlich außerhaib der Gruppe angeordnet.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der ersten Variante
- umgeben die Empfangsantennen die Sendeantenne räumlich,
- ist die Sendeantenne auf das Füllgut im Behälter ausgerichtet,
- weisen die Empfangsantennen jeweils eine gegenüber der Ausrichtung der Sendeantenne geneigte Ausrichtung auf, und - die durch die Ausrichtungen der Empfangsantennen vorgegebenen von der jeweiligen Empfangsantenne abgedeckten Empfangsbereiche der einzelnen Empfangsantennen überlappen teilweise.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der zweiten Variante - umgeben die Sendeantennen die Empfangsantenne räumlich,
- ist die Empfangsantenne auf das Füllgut im Behälter ausgerichtet,
- weisen die Sendeantennen jeweils eine gegenüber der Ausrichtung der Empfangsantenne geneigte Ausrichtung auf, und
- die durch die Ausrichtungen der Sendeantennen vorgegebenen Sendebereiche der einzelnen Sendeantennen liegen zumindest teilweise im Empfangsbereich der Empfangsantenne und überlappen teilweise.
Die erfindungsgemäßen Füllstandsmessgeräte weisen den Vorteil auf, dass durch die Anordnung der Antennen in der Antennenanordnung, deren Einbindung a!s Sendeantenne, a!s
Empfangsantenne bzw. als Sende- und Empfangsantenne und die frequenzselektiven Elemente für jedes der unterschiedlichen Mikrowellensignale und dessen Echosignal ein eindeutiger ausschließlich durch passive Bauteile definierter Signalweg eindeutig vorgegebenen ist. Die passiven Bauteile benötigen keinerlei Stromversorgung. Elektronische Schalter oder andere aktive eine Energieversorgung benötigende Bauteile werden dementsprechend nicht mehr benötigt. Die Zuordnung der gewonnenen Messergebnisse zu den einzelnen Signalwegen ist damit automatisch über die Nutzfrequenz sowohl des jeweiligen gesendeten Mikrowellensignals als auch des zugehörigen Echosignals gegeben. Die einzelnen Echosignale treffen nacheinander in der Messgerätelektronik ein und können dort getrennt voneinander in Kenntnis des zugehörigen Signalwegs in ein und derselben Signalverarbeitung verarbeitetet und ausgewertet werden.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen fünf Ausführungsbeispiel dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt: ein erfindungsgemäßes Füllstandsmessgerät mit einer Messgerätelektronik und einer daran über einen einzigen Mikroweilenleiter angeschlossenen frequenzselektiven Antennenanordnung mit einer Sendeantenne und mehrere Empfangsantennen;
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Füllstandsmessgerät mit einer
Messgerätelektronik und einer daran über einen Sendeleiter und einen Empfangsieiter angeschlossenen frequenzselektiven Antennenanordnung mit einer Sendeantenne und mehrere
Empfangsantennen;
Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Füllstandsmessgerät bei dem die
Antennenanordnung mehrere Sende- und Empfangsantennen aufweist;
Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Füllstandsmessgerät mit einer Messgerätelektronik und einer daran über einen einzigen Mikrowellenleiter angeschlossenen frequenzselektiven Antennenanordnung mit einer Empfangsantenne und mehreren Sendeantennen, und
Fig. 5 zeigt ein erfmdungsgemaßes Fulistandsmessgerat mit einer Messgerätelektronik und einer daran über einen Sendeleiter und einen Empfangsleiter angeschlossenen frequenzselektiven Antennenanordnung mit einer Empfangsantenne und mehreren Sendeantennen
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Fullstandsmessgeräts
1 Das Füllstandsmessgerät 1 ist ein mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Fulistandsmessgerat, z.B. ein FMCW Radar Füllstandsmessgerät oder ein Puls Radar Fulistandsmessgerat und dient zur Füllstandsmessung von in Behältern 3 befindlichen Füllgütern 5. Es umfasst eine Messgeratelektronik 7, die einen Mikroweliengenerator 9 aufweist, der zur sukzessiven Erzeugung von mindestens zwei unterschiedliche Nutzfrequenzen f m , f n aufweisenden
Mikroweilensignalen SM, S N dient Mikrowellengeneratoren 9, wie sie in Füllstandsmessgeräten einsetzbar sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Erzeugung der unterschiedliche Nutzfrequenzen f m , f n aufweisenden Mikrowellensignale S M , S N kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung von digital ansteuerbaren elektronischen Abstimmelementen des Mikrowellengenerators 9 bewirkt werden, die in modernen Mikrowellengeneratoren 9, wie z. B in direkten digitalen Synthesizern (DDS) oder spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO), ohnehin regelmäßig vorgesehen sind. Die Nutzfrequenzeinstellung erfolgt dann beispielsweise über einen in einen Resonanzkreis eines Sendeoszillators eingesetzten Varaktor. Alternativ kann eine Synthesizerstruktur im Sendeoszillator verwendet werden, und die NutzfrequenzemsteSlung durch Änderung von Werten eines einstellbaren Frequenzteilers vorgenommen werden. Ebenso kann ein direkter digitaler Synthesizer mit veränderbarer Ausgangsfrequenz eingesetzt werden, oder die Nutzfrequenzen können durch die gezielte Einstellung der Arbeitspunkte aktiver Bauelemente eines Sendeoszillators bewirkt werden
An die Messgerätelektronik 7 ist erfindungsgemaß eine frequenzselektive passive
Antennenanordnung 11 angeschlossen. Die Antennenanordnung 11 weist mehrere Antennen auf, die dazu dienen, die unterschiedlichen Mikrowellensignale S M , S N nacheinander in den Behalter 3 zu senden, und deren zur Antennenanordnung 11 zurück reflektierten Echosignale E M , E N ZU empfangen Die in Fig. 1 dargestellte Antennenanordnung 11a umfasst hierzu eine Sendeantenne 13, die dazu dient, die unterschiedlichen Mikrowellensignale SM, S N in den Behalter 1 zu senden, und mehrere Empfangsantennen 15, 17, die dazu dienen, die zur Antennenanordnung 11a zurück reflektierten Echosignale E M , E N der unterschiedlichen Mikrowellensignale S M , S N ZU empfangen. Die erfindungsgemäßen Antennenanordnungen 11 weisen mehrere jeweils für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen f m , f n durchlässige frequenzselektive Eiemente F M , FN, insb, Bandpassfilter, auf. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass in der Antennenanordnung 11 über die Antennen und die frequenzselektiven Elemente F Ml F N für jedes der unterschiedlichen Mikrowellensignale S M , S N und dessen Echosignal E M , EN ein eindeutig zugeordneter Signalweg vorgeben ist, über den dieses Mikrowellensignal S M , S N in den Behälter 3 gesendet und dessen zur Antennenanordnung 11 zurück reflektiertes Echosignal E M , EN empfangen und der Messgerätelektronik 7 zugeführt wird. Durch diese Frequenzselektivität der Antennenanordnung 11 ist über die unterschiedlichen Nutzfrequenzen f m , f n eine eindeutige Zuordnung der nacheinander gesendeten Mikrowellensignale SM, S N und deren zugehörigen nacheinander in der
Messgerätelektronik 7 eingehenden Echosignale E M , EN ZU dem zugehörigen Signalweg gegeben.
In der in Fig. 1 dargestellten Variante ist dies dadurch realisiert, dass jeder Empfangsantenne 15, 17 ein für jeweils eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen f m , f n durchlässiges frequenzselektives Element F M , F N , änsb. ein Bandpassfilter, nachgeschaltet ist, das dazu dient, aus den mit der jeweiligen Empfangsantenne 15, 17 aufgenommenen Empfangssignalen das diese Nutzfrequenz f m , f n aufweisende Echosignal Ey, E N heraus zu filtern.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt der Mikrowellengenerator 9 sukzessive zwei verschiedene Mikrowellensignale S M , S N , die über die Sendeantenne 13 gesendet werden. Für den Empfang der zugehörigen Echosignale E M , E N sind entsprechend zwei Empfangsantennen 15, 17 vorgesehen. Aus dem Empfangssägnal der Empfangsantenne 15 wird über das der Empfangsantenne 15 nachgeschaltete frequenzselektive Element F M das zum Mikroweilensignai S M zugehörige Echosignal E M herausgefiltert. Aus dem Empfangssignal der Empfangsantenne 17 wird über das der Empfangsantenne 17 nachgeschaltete frequenzselektive Element F M das zum Mikroweilensignai S N zugehörige Echosignal E N herausgefiltert.
Anhand der unterschiedlichen Nutzfrequenzen der Echosignale E M , E N können die Echosignale E M , EN eindeutig der jeweiligen Empfangsantenne 15, 17 zugeordnet werden. Hierzu weist die Messgerätelektronik 7 eine Vorrichtung 21 , die die eingehenden Echosignale E M , E N anhand von deren unterschiedlichen Nutzfrequenzen f m , f n den jeweiligen Empfangsantennen 15, 17 bzw. dem über diese Empfangsantenne 15, 17 verlaufenden Signalweg zuordnet. Die Vorrichtung 21 umfasst hierzu beispielsweise einen an eine Signalverarbeitung 23 angebundenen Speicher, in dem diese Zuordnung abgelegt ist. Da der Mikrowellengenerator 9 die einzelnen unterschiedlichen IVlikrowellensignale S M , S N sukzessive erzeugt, und diese entsprechend sukzessive gesendet werden, brauchen die Nutzfrequenzen f m , f n der Echosignale E M , E N nicht gemessen zu werden. Solange der Mikrowellengenerator 9 das Mikroweilensignai S M generiert, empfangen die Empfangsantennen 15, 17 ausschließlich dessen Echosignal EM. Das zughörige durch Reflektion im Behälter 3 zur Antennenanordnung 11a zurück reflektierte Echosignal E M wird zwar von beiden Empfangsantennen 15, 17 empfangen, dieses kann aber jedoch nur das für dessen Nutzfrequenz f m durchlassige der Empfangsantenne 15 nachgeschaltete frequenzseiektive Element F M passieren
Solange der Mikrowellengenerator 9 das Mikrowellensignal S N generiert, empfangen die Empfangsantennen 15, 17 ausschließlich dessen Echosignal E N Das zugehörige durch Reflektion im Behalter 3 zur Anteπnenanordnung 11a zurück reflektierte Echosigna! E N wird zwar von beiden Empfangsantennen 15, 17 empfangen, dieses kann aber jedoch nur das für dessen Nutzfrequenz f n ausgelegte der Empfangsantenne 17 nachgeschaltete frequenzselektive Element FN passieren Zur Bestimmung des Füllstands werden die einzelnen sukzessive eingehenden Echosignale E M , E N von der Signalverarbeitung 23 verarbeitet, indem beispielsweise anhand der Echosignale E M , EN eine Echofunktion abgeleitet wird, die die empfangene Signaiamplitude als Funktion der Signailaufzeit wiedergibt Hierzu können die aus dem Stand der Technik sowohl für Pulsradar Fullstandsmessgerate als auch für FMCW Radar Fullstandsmessgerat bekannte Verfahren eingesetzt werden Das erfindungsgemaße Fullstandsmessgerat weist hierbei den Vorteil auf, dass das für die Laufzeitbestimmung des jeweiligen Echosignals E M , E N relevante gesendete
Mikrowellensignal S M , S N in der Messgeratelektronik 7 über den Mikrowellengenerator 9 der Signalverarbeitung 23 jederzeit zeitrichtig zur Verfügung steht
Durch eine entsprechende Erhöhung der Anzahl der unterschiedlichen Mikrowellensignale und der Empfangsantennen können naturlich auch drei oder mehr von unterschiedlichen Empfangsantennen aufgenommene Echosignale unterschieden werden
Bei der sn Fig 1 dargestellten Variante ist die Messgeratelektrontk 7 mit der Antennenanordnung 11 ausschließlich über den einzigen Wellenleiter 19 verbunden Dieser ist über eine Sende- Empfangstrennung 25, z B einen Zirkulator oder einen Richtkoppler, sowohl an dse Sendeantenne
13 als auch an die Empfangsantennen 15, 17 angeschlossen Über diesen Wellenleiter 19 wird die Antennenanordnung 1 1 mit den unterschiedlichen Mtkroweliensignalen S M , S N gespeist In umgekehrter Richtung werden die aus den Empfangssignalen der Empfangsantennen 15, 17 herausgefilterten Echosignale E M , E N über diesen Mikrowellenleiter 19 von der Antennenanordnung 11 zur Messgeratelektronik 7 übertragen
Dies bietet den Vorteil, dass nur eine einzige Verbindung zwischen der Messgerateiektromk 5 und der Antennenanordnung 11a benotigt wird Ein weiterer Vorteil besteht dann, dass es sich hierbei um eine permanente Verbindung handelt, die keinerlei Veränderung und/oder Beeinträchtigung der Signalubertragung bedingt
Fig 2 zeigt eine zweite Variante des erfindungsgemaßen Fullstandsmessgerats im Unterschied zu der in Fig 1 dargestellten Variante ist die Messgeratelektronik 7 hier über zwei Mikrowellenleiter, nämlich einen Sendeleiter 27 und einen Empfangsleiter 29 mit der Antennenanordnung 1 1 b verbunden. Der Sendeleiter 27 führt vom Mikrowetlengenerator 9 der Messgerätelektronik 7 zur Sendeantenne 13. Über sie wird die Sendeantenne 13 mit den Mikroweliensignalen S M> S N gespeist. Über den Empfangsleiter 29 werden die aus den Empfangssignalen der Empfangsantennen 15, 17 herausgefilterten Echosignale E M , E N der Messgerätelektronik 7 zugeführt. Hierzu sind alle Empfangsantennen 15, 17 an den zweiten Empfangsieiter 29 angeschlossen, der wiederum mit der Messgerätelektronik 7 verbunden ist. Auch hier sind der Sendeieiter 27 und der Empfangsleiter 29 permanente Verbindungen, die im Gegensatz zu elektronischen Schaltern keinerlei Veränderung und/oder Beeinträchtigung der Signalübertragung bewirken. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Variante ist in der in Fig. 2 dargestellten Antennenanordnung 1 1b keine Sende- Empfangstrennung 25 erforderlich.
Fig. 3 zeigt eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Fülistandsmessgeräts, die die bereits anhand von Fig. 1 und 2 erläuterte Messgerätelektronik 7 und eine daran angeschiossene frequenzselektive passive Antennenanordnung 11c aufweist. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Antennenanordnungen 1 1a und 11 b weist die Antennenordnung 11c Sende- und
Empfangsantennen 31 , 33, 35 auf, d.h. jede der Antennen dient sowohl als Sendeantenne als auch als Empfangsantenne. Jeder dieser Sende- und Empfangsantennen 31 , 33, 35 ist jeweils ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen f m , f n , ή durchlässiges frequenzselektives Element F M , F N , F L zugeordnet, das jeweils dazu dient sendeseitig aus den unterschiedlichen sukzessive vom Mikroweüengenerator 9 generierten der Antennenanordnung 11 c zugeführten Mikroweliensignalen SM; SN; SL das die jeweilige Nutzfrequenz f m , f n , fι aufweisende Mikrowellensignal S M ; S N ; S L herauszufütern, das dann jeweils ausschließlich über die zugehörige Sende- und Empfangsantenne 31 , 33 bzw. 35 in den Behälter 3 gesendet wird. In umgekehrter Richtung dient das jeweilige frequenzselektives Element F M , F N , F L dazu, aus dem mit der jeweiligen Sende- und Empfangsantenne 31 , 33, 35 aufgenommenen Empfangssignal das zugehörige diese Nutzfrequenz f m , f n . fι aufweisende Echosignal E M ; E N ; E L heraus zu filtern. In dem dargestellten Ausführungsbetspiel erzeugt der Mikroweliengenerator 9 drei unterschiedliche Mikrowellensignale SM; SN; SL- Die frequenzselektiven Elemente F M , F N , F L bewirken, dass das Mikrowellensignal S M ausschließlich über die Sende- und Empfangsantenne 31 gesendet wird und das aus deren Empfangssignal ausschließlich das zugehörige Echosignal E M herausgefiltert und zur
Messgerätelektronik 7 übertragen wird. Entsprechend wird das Mäkrowellensignal S N ausschließlich über die Sende- und Empfangsantenne 33 gesendet und aus deren Empfangssignal ausschließlich das zugehörige Echosignal E N herausgefiltert und zur Messgerätelektronik 7 übertragen. Ebenso wird das Mikrowellensägnai S L ausschließlich über die Sende- und Empfangsantenne 35 gesendet und aus deren Empfangssignal ausschließlich das zugehörige Echosignal E L herausgefiltert und zur
Messgerätelektronik 7 übertragen.
Analog zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Antennenanordnung 1 1c ausschließlich über den einzigen Mikrowellenleiter 19 mit der Messgerätelektronik 7 verbunden, über den die Aπtennenanordnung 11c mit den Mikrowellensignaien S M , S N , SL gespeist wird, und über den die aus den Empfangssignaien der Sende- und Empfangsantennen 31 , 33, 35 herausgefilterteπ zugehörigen Echosignale E M , E N , E L der Messgeratelektronik 7 zugeführt werden
Der Mikrowellenleiter 19 ist in der Antennenanordnung 1 1c über die Sende- und Empfangstrennung 25 parallel an die drei frequenzselektiven Elemente F M , F N , F L angeschlossen, die wiederum an die dem jeweiligen Element F M , F N , F L zugeordnete Sende- und Empfangsantenne 31 , 33, 35 angeschlossen sind
Frg 4 und 5 zeigen zwei weitere erfindungsgemaße Fullstandsmessgerate, die jeweils eine an die Messgeratelektronik 7 angeschlossene frequenzselektive Antennenanordnung 1 1d, 11e aufweisen im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen weisen diese Antennenanordnungen 11d, 1 1e nur eine Empfangsantenne 37 und mehrere Sendeantennen 39, 41 auf Jede der Sendeantennen 39, 41 dient dazu, jeweils eines der unterschiedlichen Mikroweilensignale S M , S N in den Behalter 3 zu senden, und die Empfangsantenne 37 dient dazu die durch Reflektionen im Behaüer 3 zur Antennenanordnung 1 1d, 11 e zurück reflektierten Echosignale E M , E N der unterschiedlichen Mikrowellensignale S M , S N ZU empfangen Hierzu ist jeder Sendeantenne 39, 41 ein für eine der unterschiedlichen Nutzfrequenzen f m , f n durchlassiges frequenzseiektives Element F M , F N , insb ein Bandpassfilter, vorgeschaltet, das dazu dient, aus den von dem Mikrowellengenerator 9 erzeugten Mikroweilensignalen S M , S N dasjenige herauszufiltern, das im Messbetπeb über die jeweilige Sendeantenne 39, 41 gesendet wird
Hierzu kann die Messgerateiektronik 7 entweder, wie in Fig 4 dargestellt über einen einzigen Mikrowellenleiter 19 an die Antennenanordnung 11d angeschlossen sein, über den die Antennenanordnung 11 d mit den unterschiedlichen Mikroweilensignale SM, S N gespeist wird, und über die die zugehörigen mit der Antennenanordnung 11 d aufgenommenen Echosignale E M> E N der Messgeratelektronik 7 zugeführt werden In dem Fall ist der Mikrowellenleiter 19 analog zu dem in Fig 1 dargestellten Beispiel über die Sende- Empfangstrennung 25 an die Sendeantennen 39, 41 und an die Empfangsantenne 37 angeschlossen Die frequenzselektiven Elemente F M , F N sind in diesem Fall jeweils zwischen der Sende- Empfangstrennung 25 und der jeweiligen Sendeantenne 39, 41 angeordnet
Alternativ kann die Messgeratelektronik 7 analog zu dem in Fig 2 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel über eine Sendeleitung 27 und eine Empfangsleitung 29 an Antennenanordnung 11e angeschlossen sein Diese Variante ist in Fig 5 dargestellt Die Sendeleitung 27 ist hier in der Antennenanordnung 11e über das frequenzseiektive Element FM an die Sendeantenne 41 angeschlossen und über das frequenzselektive Element F N an die Sendeantenne 39 angeschlossen Aufgrund der vorgeschalteten frequenzselektiven Elemente F M , F N sendet die Sendeantenne 41 ausschließlich das Mikrowellensignal S M und die Sendeantenne 39 ausschließlich das Mikrowellensigna! S N . Da der Mikrowellengenerator 9 die unterschiedlichen Mikrowellensignaie S M , S N sukzessive generiert, sendet entweder die eine oder die andere Sendeantenne 39, 41. Anhand der Frequenz f m , f n des jeweils aktuelle erzeugten Mikrowellensignals S M , S N und/oder anhand der Frequenz f m , f n des aktuelle empfangenen Echosignais E M , E N ergibt sich damit zwangsläufig die Zuordnung zu der Sendeantenne 39, 41 über die gesendet wurde.
Das jeweils aktuell gesendete Mikrowellensignal S M , S N , S L und das zugehörige Echosignal E Mt E N , E L stehen jeweils paarweise um die zugehörige füllstands-abhängige Laufzeit zeitlich versetzt zueinander in der Messgerätelektronik 7 zur Verfügung, so dass die nacheinander über die unterschiedlichen durch die jeweilige Antennenanordnung vorgegebenen Signalwege gewonnenen Messergebnässe, insb. die zugehörigen von der Signallaufzeit abhängigen Echofunktionen von ein und derselben Signalverarbeitung 23 nacheinander ermittelt werden können.
Mit den erfindungsgemäßen Füllstandsmessgeräten kann eine Vielzahl unterschiedlicher
Messverfahren ausgeführt werden. Dabei sind die unterschiedlichen Sägnalwege auf denen die Mikrowellensignale S M , S N , S 1 gesendet und zugehörige Echosignale E M , E N , E L empfangen werden durch die Positionierung der einzelnen Antennen der Antennenanordnungen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, deren Ausrichtung und deren Nutzung als Sendeantenne, als Empfangsantenne oder als Sende- und Empfangsantenne innerhalb weiter Grenzen vorgebbar. In den Figuren 1 bis 5 sind die einzelnen durch die jeweilige Antennenanordnung 11a, 11 b, 11c, 11d, 11e über die frequenzselektiven Elemente F M , F N , F L vorgegebenen Signalwege durch Pfeile dargestellt.
Zur Ausführung der eingangs beschriebenen Mehrpunktmessung können die Antennen der jeweiligen Antennenanordnung 1 1a, 11 b, 11 c, 11d, 1 1e beispielsweise jeweils nebeneinander in einer Reihe angeordnet werden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erhält man hierdurch bei paralleler Ausrichtung der einzelnen Sende- und Empfangsantennen 31 , 33, 35 auf das Füllgut 5 über jede der einzelnen Sende- und Empfangsantennen 31 , 33, 35 jeweils den aktuellen Füllstand am Ort der jeweiligen Sende- und Empfangsantenne 31 , 33, 35.
Bei den anderen Ausführungsbeispielen ergeben sich die Messorte an denen im Rahmen einer Mehrpunktmessung Füllstände gemessen werden durch die eingezeichneten Signaiwege, die jeweils von einer der Sendeantennen 13, 39, 41 zu einer der Empfangsantennen 15, 17, 37 führen. Dabei werden vorzugsweise Antennenanordnungen, wie z.B. die Anordnung 11 b von Fig. 2, gewählt, bei denen mehrere Empfangsantennen 15, 17 in einer Gruppe räumlich benachbart zueinander angeordnet sind, und eine Sendeantenne 13 räumlich außerhalb der Gruppe angeordnet ist, oder es werden Antennenanordnungen, wie z.B. die Anordnungen 11d, 11e gewählt, bei denen mehrere Sendeantennen 39, 41 in einer Gruppe räumlich benachbart zueinander angeordnet sind, und eine Empfangsantenne 31 außerhalb der Gruppe angeordnet ist. Die einzelnen Antennen werden in Abhängigkeit von deren Position zueinander vorzugsweise derart ausgerichtet, dass die Signalausbeute auf den einzelnen Signalwegen maximaf ist.
Zur Ausführung der eingangs beschriebenen Mehrkeulenmessung werden vorzugsweise Antennenanordnungen, wie die Antennenanordnung 11a von Fig. 1 gewählt, bei denen mehrere Empfangsantennen 15, 17 eine einzige Sendeantenne 13 räumlich umgeben. Hierzu wird die im Zentrum der Antennenanordnung 11a positionierte Sendeantenne 13 vorzugsweise unmittelbar auf das Füllgut 5 im Behälter ausgerichtet ist, und die Empfangsantennen 15, 17 weisen jeweils eine gegenüber der Ausrichtung der Sendeantenne 13 geneigte Ausrichtung auf, die derart gewählt ist, dass die durch die Ausrächtungen der Empfangsantennen 15, 17 vorgegebenen von der jeweiligen Empfangsantenne 15, 17 abgedeckten Empfangsbereiche den Sendebereich der Sendeantenne 13 zumindest teilweise überdecken und die Empfangsbereiche der einzelnen Empfangsantennen 15, 17 teilweise überlappen.
Analog ist natürlich auch eine, im Bezug auf die Signalwege hierzu inverse in Fig. 4 dargestellte Antennenanordnung 11e einsetzbar, bei der die im Zentrum der Antennenanordnung 11d positionierte Empfangsantenne 37 von mehreren Sendeantennen 39, 41 räumlich umgeben ist. in dem Fall ist die Empfangsantenne 37 vorzugsweise unmittelbar auf das Füllgut 5 ausgerichtet, und die Sendeantennen 39, 41 weisen jeweils eine gegenüber der Ausrichtung der Empfangsantenne 37 geneigte Ausrichtung auf, die derart gewählt ist, dass die durch die Ausrächtungen der Sendeantennen 39, 41 vorgegebenen Sendebereiche der Sendeantennen 39, 41 teilweise überlappen und zumindest teilweise im Empfangsbereich der Empfangsantenne 37 liegen.
Bezugszeichenliste:
1 Fuilstandsmessgerat
3 Behälter
5 Füllgut
7 Messgerätelektronik
9 Mikrowellengenerator
11 Antennenanordnuπg
13 Sendeantenne
15 Empfangsantenne
17 Empfangsantenne
19 Mikrowellenleitung
21 Vorrichtung
23 Signalverarbeitung
25 Sende- und Empfangstrennung
27 Sendeleiter
29 Empfangsleiter
31 Empfangsantenne
33 Sendeantenne
35 Sendeantenne
37 Empfangsantenne
39 Sendeantenne
41 Sendeantenne
Next Patent: DEVICE FOR DETERMINING AND/OR MONITORING A PROCESS VARIABLE OF A MEDIUM