[go: up one dir, main page]

DE10118009A1 - Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter - Google Patents

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Info

Publication number
DE10118009A1
DE10118009A1 DE2001118009 DE10118009A DE10118009A1 DE 10118009 A1 DE10118009 A1 DE 10118009A1 DE 2001118009 DE2001118009 DE 2001118009 DE 10118009 A DE10118009 A DE 10118009A DE 10118009 A1 DE10118009 A1 DE 10118009A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
antenna unit
dielectric carrier
unit
carrier material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2001118009
Other languages
English (en)
Other versions
DE10118009B4 (de
Inventor
Wolfram Luetke
Thomas Malzahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE2001118009 priority Critical patent/DE10118009B4/de
Publication of DE10118009A1 publication Critical patent/DE10118009A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10118009B4 publication Critical patent/DE10118009B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts (2) in einem Behälter (3) mit einer Signalerzeugungs-/Sendeeinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, mit einer Antenneneinheit (27), die die hochfrequenten Meßsignale in Richtung auf das Füllgut (2) abstrahlt bzw. die die an der Oberfläche (3) des Füllguts (2) reflektierten Meßsignale empfängt, und mit einer Empfangs-/Auswerteeinheit (9), die anhand der Laufzeit der hochfrequenten Meßsignale den Füllstand des Füllguts (2) in dem Behälter (1) bestimmt. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung zur Messung des Füllstands mittels hochfrequenter Meßsignale vorzuschlagen, die sich durch eine hohe Meßgenauigkeit auszeichnet. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein dielektrisches Trägermaterial (11) vorgesehen ist, auf dem die Antenneneinheit (27) und zumindest die Schaltungskomponenten (15), die die hochfrequenten Meßsignale erzeugen, aussenden und/oder empfangen, angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter mit einer Signalerzeugungs-/Sendeeinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, mit einer Antenneneinheit, die die hochfrequenten Meßsignale in Richtung auf das Füllgut abstrahlt bzw. die die an der Oberfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale empfängt, und mit einer Empfangs-/Auswerteeinheit, die anhand der Laufzeit der hochfrequenten Meßsignale den Füllstand des Füllguts in dem Behälter bestimmt.
Laufzeitverfahren, beispielsweise das Pulsradarverfahren und das Frequenz­ modulations-Dauerstrichradarverfahren (FMCW-Radar), nutzen die physika­ lische Gesetzmäßigkeit aus, wonach die Laufstrecke gleich dem Produkt aus Laufzeit und Ausbreitungsgeschwindigkeit ist. Im Falle der Füllstandsmessung entspricht die Laufstrecke dem doppelten Abstand zwischen Antenne und Oberfläche des Füllguts. Das Nutzechosignal, also das an der Oberfläche des Füllguts reflektierte Signal, und dessen Laufzeit werden anhand der sog. Echofunktion bzw. der digitalisierten Hüllkurve bestimmt. Die Hüllkurve repräsentiert die Amplituden der Echosignale als Funkton des Abstandes "Antenne - Oberfläche des Füllguts". Der Füllstand selbst wird aus der Differenz zwischen dem bekannten Abstand der Antenne zum Boden des Behälters und dem durch die Messung bestimmten Abstand der Oberfläche des Füllguts zur Antenne berechnet.
In der Füllstandsmeßtechnik werden neben Horn-, Stab- und Parabol­ antennen auch Planarantennen eingesetzt. Ausgestaltungen von Planar­ antennenn sind beispielsweise in dem Buch "Einführung in die Theorie und Technik planarer Mikrowellenantennen in Mikrostreifenleitungstechnik", Gregor Gronau, Verlagsbuchhandlung Nellissen-Wolff oder in dem Zeitschriftenartikel "Impedance of a radiating slot in the ground plane of a microstrip line", IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. AP-30, 922-926, Mai 1982 beschrieben.
Eine Planarantenne besteht üblicherweise aus einem dielektrischen Substrat, auf dessen einer Seite die Antennenstruktur und auf dessen anderer Seite eine leitfähige Beschichtung vorgesehen ist. Eine unsymmetrische Streifen­ leitung ist die Basis der am weitesten verbreiteten planaren Antennenstruktur. In der leitfähigen Beschichtung sind Ausnehmungen vorgesehen. Diese Ausnehmungen sind z. B. derart ausgestaltet und angeordnet, daß die Antenne bevorzugt nur elektromagnetische Wellen eines gewünschten Modes abstrahlt. Eine Planarantenne für den Einsatz in einer explosiven Umgebung ist aus der EP 1 083 413 A1 bekannt geworden. Die in dieser Europäischen Patentanmeldung beschriebene Ausgestaltung der Antenneneinheit kann ohne weiteres in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Der Inhalt dieser Europäischen Patentanmeldung ist dem Offenbarungs­ gehalt der vorliegenden Anmeldung zuzurechnen.
Planarantennen zeichnen sich gegenüber anderen Antennenarten in der Füllstandsmeßtechnik durch eine geringe Blockdistanz aus. Unter Block­ distanz versteht man den Nahbereich der Antenne, in dem die Störstrahlung so groß ist, daß das eigentliche Nutzechosignal, das den Füllstand charakteri­ siert, nicht mehr detektierbar ist. Verursacht wird die Störstrahlung im wesent­ lichen durch Reflexionen der Meßsignale beim Übergang von einem Material/­ Medium mit einem ersten Dielektrizitätskoeffizienten in ein Material/Medium mit einem zweiten Dielektrizitätskoeffizienten. Folglich läßt sich der Füllstand nur solange korrekt bestimmen, wie die Oberfläche des Füllguts außerhalb der Blockdistanz liegt. Die Blockdistanz, die durchaus in der Größenordnung von einem Meter liegen kann, schränkt den Meßbereich einer Antenne ganz erheblich ein. Dies ist natürlich um so störender, je kleiner die Behälterabmessungen sind.
Als Meßsignale für die Füllstandsmessung über ein Laufzeitverfahren werden üblicherweise (gaußförmige) delta- oder pulsförmige Impulse oder aber frequenzmodulierte kontinuierliche Signale benutzt. Beide Arten von Meßsignalen sind relativ breitbandig. Beispielsweise haben die pulsförmigen Meßsignale eine Bandbreite von einigen hundert Megahertz.
Besondere Probleme zeigen sich, wenn die Frequenz der Meßsignale ober­ halb von ca. 10 GHz, beispielsweise im sog. K-Band - im Frequenzbereich von 18-27 GHz - liegt. Vorrangig werden die Probleme dadurch verursacht, daß bei den bekannten Lösungen die Antenneneinheit und die Sende- /Empfangseinheit räumlich voneinander getrennt sind. Daher müssen die hochfrequenten Meßsignale über Signalleitungen, z. B. Kabel, von der Sende-/Empfangseinheit auf die Antenne bzw. von der Antenne zu der Sende-/Empfangseinheit übertragen werden. Die Einkopplung der Meß­ signale auf die Antenne erfolgt üblicherweise über eine Steckverbindung. Abgesehen davon, daß Steckverbindungen aufwendig und teuer sind, führt ihr Einsatz dazu, daß stets ein gewisser Signalanteil der Meßsignale in den Übergangsbereichen reflektiert wird. Dieser reflektierte Signalanteil überlagert sich als Störechosignal dem eigentlichen Nutzechosignal und führt zu einer Verschlechterung des Signal-/Rauschverhältnisses und damit zu einer Reduzierung der Meßgenauigkeit des Füllstandsmeßgeräts.
Problematisch ist darüber hinaus der Einfluß, den die elektromagnetische Umgebungsstrahlung auf die Übertragungsleitungen hat. Besonders störend ist dieser Einfluß bei der Übertragung von hochfrequenten Meßsignalen, die z. B. im bereits erwähnten K-Band liegen. Eine bekannte Lösung dieses Problems besteht darin, störsichere Spezialkabel zu verwenden. Der Nachteil dieser Lösung liegt auf der Hand: Spezialkabel sind teuer.
Als Fazit bleibt festzuhalten, daß Störsignale - wodurch Sie auch immer verursacht werden - die Meßgenauigkeit eines nach dem Laufzeitverfahren arbeitenden Füllstandsmeßgeräts mehr oder minder stark herabsetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung zur Messung des Füllstands mittels hochfrequenter Meßsignale vorzuschlagen, die sich durch eine hohe Meßgenauigkeit auszeichnet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein dielektrisches Trägermaterial vorgesehen ist, auf dem die Antenneneinheit und zumindest eine der Schaltungskomponenten, die die hochfrequenten Meßsignale erzeugen, aussenden und/oder empfangen, angeordnet sind.
Schlagwortartig ausgedrückt, handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um eine integrale Einheit mit Direkteinkopplung der Meßsignale auf die Antenne. Da die Sende-/Empfangseinheit und die Antenneneinheit in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, müssen die hochfrequenten Meßsignale nicht mehr über relativ lange und damit störan­ fällige Verbindungsleitungen und reflektierende Steckverbindungen geführt werden. Hierdurch wird einerseits der Störstrahlungsanteil, der infolge von Reflexionen bei der Ein- und Auskopplung von hochfrequenten Meßsignalen zwangsläufig auftritt, minimiert; andererseits wird der Störstrahlungsanteil, der durch den Einfluß der Umgebungsstrahlung auf die Verbindungsleitungen hervorgerufen wird, in erheblichem Maße reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf dem dielektrischen Trägermaterial auch die Verzögerungsschaltung vorgesehen ist, die die hochfrequenten Meßsignale in den Niederfrequenz­ bereich transformiert. Die Verzögerungsschaltung, die üblicherweise ein fester Bestandteil der im Mikroewellenbereich arbeitenden Radarmeßgeräte ist, ermöglicht den Einsatz von langsameren und folglich kostengünstigeren Elektronikbausteinen.
Die Erfindung ermöglicht es, daß wenig störanfällige, niederfrequente Signale, die beispielsweise den aktuellen Meßwert darstellen, über eine Daten- und/ oder Versorgungsleitung an eine entfernte Kontrollstelle übertragen werden können. Selbstverständlich kann die Übertragung der Daten auch unter Verwendung eines der üblichen Kommunikationsstandards erfolgen. Beispiel­ haft seien an dieser Stelle das HART Protokoll, der Fieldbus Foundation Standard oder der Profibus PA-Standard genannt.
Bevorzugt besitzt das dielektrische Trägermaterial die Form einer Scheibe. Die Scheibe kann jede beliebige Form aufweisen, ist aber vorteilhafterweise als runde Scheibe ausgebildet.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Schaltungskomponenten des Hochfrequenzmoduls auf der dem Füllgut abgewandten Seite des dielektrischen Trägermaterials angeordnet, und die Antenneneinheit ist auf der dem Füllgut zugewandten Seite des dielektrischen Trägermaterials angeordnet.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft heraus­ gestellt, wenn es sich bei der Antenneneinheit um eine Antennenstruktur handelt, die in Planartechnik, beispielsweise in Mikrostreifenleitungstechnik oder in koplanarer Leitungstechnik auf das dielektrische Trägermaterial aufgebracht ist.
Ebenso können die Schaltungskomponenten des Hochfrequenzmoduls in der bereits zuvor erwähnten Planartechnik auf das dielektrische Trägermaterial aufgebracht werden.
Die Antenneneinheit weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit auf. Entweder handelt es sich bei der Sendeeinheit und der Empfangseinheit um voneinander getrennte Einheiten, oder die Meßsignale werden von derselben Einheit ausgesendet und empfangen.
Die Antenneneinheit ist beispielsweise als Patch-Antenne oder als Spiral­ antenne ausgebildet. Beide Antennenformen lassen sich in der o. g. Planartechnik herstellen. Jede andere bekannte Antennenform ist natürlich genau so gut einsetzbar.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Schaltungskomponenten des Hochfrequenz­ moduls und die Antenneneinheit über zumindest ein Kopplungselement bzw. über zumindest eine Durchkontaktierung miteinander verbunden sind. Die Signalübertragung zwischen den Schaltungskomponenten auf der einen Seite der dielektrischen Scheibe und der Antenneneinheit, die auf der anderen Seite der dielektrischen Scheibe zu finden ist, erfolgt also entweder galvanisch oder nicht galvanisch. Beispielsweise kann die Ankopplung durchaus auch kapazitiv ausgebildet sein.
Sind die Schaltungskomponenten und die Antenneneinheit auf gegenüberliegenden Seitenflächen des dielektrischen Trägermaterials angeordnet, so wirkt das Kopplungselement durch das dielektrische Trägermaterial hindurch bzw. ist die Durchkontaktierung durch das dielektrische Trägermaterial hindurchgeführt. Insbesondere ist vorgesehen, daß das Kopplungselement bzw. die Durchkontaktierung aus einer Leitungsstruktur besteht, die aus miteinander verkoppelten Leitungen aufgebaut ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Antenne 6,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Antennenseite des dielektrischen Träger­ materials, die eine erste Ausgestaltung der Antenneneinheit trägt,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Antennenseite des dielektrischen Träger­ materials, die eine zweite Ausgestaltung der Antenneneinheit trägt,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Antennenseite des dielektrischen Träger­ materials, die eine dritte Ausgestaltung der Antenneneinheit trägt, und
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Hochfrequenzseite des dielektrischen Trägermaterials mit einer bevorzugten Ausgestaltung des Hochfrequenzmoduls.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung. Ein festes oder flüssiges Füllgut 2 ist in einem Behälter 1 gelagert. Zur Bestimmung des Füllstandes des Füllguts 2 in dem Behälter 1 dient das erfindungsgemäße Füllstandsmeßgerät 1, das in einer Öffnung 5 im Deckel 4 des Behälters 1 montiert ist. Über die Antenne 6 werden hochfrequente Meßsignale, insbesondere Mikrowellen, in Richtung der Oberfläche 3 des Füllguts 2 abgestrahlt. An der Oberfläche 3 werden die Meßsignale zumindest teilweise als Echosignale reflektiert. Diese Echosignale werden empfangen und optional in den Niederfrequenzbereich transformiert. Die niederfrequenten Empfangssignale werden im dargestellten Fall über die Verbindungsleitungen 7, 8 an die Auswerteeinheit 9 weitergeleitet, dort in den Füllstand repräsentierende Meßdaten umgewandelt und über die Anzeigeeinheit 10 dem Bedienpersonal zur Kenntnis gebracht.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Antenne 6. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Antenneneinheit 33 und die Schaltungskomponenten 15 des Hochfrequenzmoduls 20, die die hochfrequenten Signale erzeugen, senden und empfangen, auf gegenüberliegenden Oberflächen des scheibenförmigen dielektrischen Trägermaterials 11 positioniert. Die Verbindung zwischen der die Schaltungskomponenten 15 tragenden Hochfrequenzseite 13 und der die Antenneneinheit 33 tragenden Antennenseite 14 erfolgt über die Durch­ kontaktierung 12. Selbstverständlich kann auch eine nicht galvanische Ankopplung zwischen den Schaltungskomponenten 15 und der Antennen­ einheit 33 vorgesehen sein.
In den Figuren Fig. 3-5 sind unterschiedliche Antenneneinheiten 33 darge­ stellt, die auf der Antennenseite 14 des dielektrischen Trägermaterials 11 angeordnet sind. Die Figuren Fig. 3 und Fig. 4 zeigen zwei Ausführungs­ formen von sog. Patchantennen 16. Patchantennen 16 weisen jeweils eine Vielzahl von Sende- und/oder Empfangselementen 17, 18 auf. Es ist bei diesen Ausführungsbeispielen der Einfachheit halber nur das dielektrische Trägermaterial 11 mit der darauf aufgebrachten Antenneneinheit 33 dargestellt; die Verbindung bzw. Kopplung zwischen den Patches 17, 18 auf der Antennenseite 14 und den Schaltungskomponenten 15 auf der Hochfrequenzseite 13 ist in den Figuren nicht gesondert dargestellt.
Jedes Sende- und/oder Empfangselement 17, 18 nimmt eine im Vergleich zu der Oberfläche des dielektrischen Trägermaterials 11 kleine Fläche ein und ist symbolisch durch ein viereckiges Kästchen dargestellt. Natürlich kann auch jedes Sende- und/oder Empfangselement 17, 18 einzeln an das Hoch­ frequenzmodul 20 angeschlossen werden, indem z. B. in dem dielektrischen Trägermaterial 11 entsprechend viele Durchkontaktierungen vorgesehen sind.
Vorzugsweise erfolgt jedoch der Zusammenschluß mehrerer Sende- und/oder Empfangselemente 17, 18 beispielsweise nach deren Funktion. So können wie in Fig. 4 dargestellt, alle im rechten Teil des dielektrischen Trägermaterials 11 angeordneten Sende- und/oder Empfangselemente 17, 18 und alle im linken Teil angeordneten Sende- und/oder Empfangselemente 17, 18 zu einem Funktionsblock zusammengeschaltet sein. Die Zuordnung ist in Fig. 4 symbolisch eingetragen, indem die eine Hälfte der Sende- und/oder Empfangselemente 17, 18 mit einem Kreuz markiert wurde.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls eine solche Zuordnung der Patches 17, 18 zu Funktionsblöcken durch Kreuze markiert. Wiederum sind zwei Funktionsblöcke vorgesehen, wobei die Patches 17 zu einer Sendeeinheit 31 und die Patches 18 zu einer Empfangseinheit 32 zusammengeschlossen sind. Insbesondere sind hier die Sende- und/oder die Empfangselemente 17, 18 schachbrettartig angeordnet.
Die Ausführungsform der Antenneneinheit 33 als Patchantenne 16, die mindestens zwei Sende- und/oder Empfangselemente 17, 18 aufweist, bietet übrigens ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Nutzung der einzelnen Sende- und/oder Empfangselemente 17, 18.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Antennenseite 33 des dielektrischen Trägermaterials 11, wobei es sich bei der Antenneneinheit 33 um eine sog. Spiralantenne 19 handelt. Korrekt besprochen, handelt es sich bei der Antenneneinheit 33 um zwei Spiralantennen 19, die einen entgegengesetzten Drehsinn aufweisen. Der Frequenzbereich der Meßsignale, die jeweils über eine der beiden Spiralantennen 19 abgestrahlt/empfangen werden, ist im wesentlichen durch den inneren Durchmesser Di, den äußeren Durchmesser Da und die Anzahl n der Windungen der jeweiligen Spiralantenne 19 definiert. So lassen sich über die erfindungsgemäße Lösung auch problemlos Antennen 6 schaffen, die Meßsignale in zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen, beispielsweise bei 6 GHz und bei 24 GHz, abstrahlen bzw. empfangen.
Die Einkopplung der von dem Hochfrequenzmodul 20 kommenden Meßsignale erfolgt wiederum über eine Durchkontaktierung 12 - oder aber eine nicht galvanische Kopplung. Diese sind in der Fig. 5 nicht gesondert dargestellt.
In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Hochfrequenzseite 13 des dielektrischen Trägermaterials 11 zu sehen. Auf der Hochfrequenzseite 13 sind in dieser Ausgestaltung alle Schaltungskomponenten 15 des Hochfrequenzmoduls 20 zu finden. Ein entsprechendes Hochfrequerzmodul 20 wird beispielsweise in den von der Anmelderin unter der Bezeichnung MICROPILOT vertriebenen Mikrowellen-Meßgerät verwendet. Eine vergleichbare Variante ist desweiteren in dem Deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 298 15 069.7 im Detail beschrieben, so daß an dieser Stelle auf eine nochmalige Beschreibung des bekannten Hochfrequenzmoduls verzichtet werden kann.
Bezugszeichenliste
1
Behälter
2
Füllgut
3
Oberfläche des Füllguts
4
Deckel des Behälters
5
Öffnung
6
Antenne
7
Verbindungsleitung
8
Verbindungsleitung
9
Auswerteeinheit
10
Anzeigeeinheit
11
Dielektrisches Trägermaterial
12
Durchkontaktierung
13
Hochfrequenzseite
14
Antennenseite
15
Schaltungskomponente
16
Patchantenne
17
Patch der Sendeeinheit
18
Patch der Empfangseinheit
19
Spiralantenne
20
Hochfrequenzmodul
21
Oszillator
22
Monopulsgenerator
23
Monopulsgenerator
24
Verzögerungsschaltung
25
Frequenzerzeugungsschaltung
26
Frequenzerzeugungsschaltung
27
Verstärker
28
Mischer
29
Tiefpaßfilter
30
Verstärker
31
Sendeeinheit
32
Empfangseinheit
33
Antenneneinheit
34
Koppler/Zirkulator
35
Verbindungsleitung

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter mit einer Signalerzeugungs-/Sendeeinheit, die hochfrequente Meßsignale erzeugt, mit einer Antenneneinheit, die die hochfrequenten Meßsignale in Richtung auf das Füllgut abstrahlt bzw. die die an der Oberfläche des Füllguts reflektierten Meßsignale empfängt, und mit einer Empfangs-/Auswerteeinheit, die anhand der Laufzeit der hochfrequenten Meßsignale den Füllstand des Füllguts in dem Behälter bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrisches Trägermaterial (11) vorgesehen ist, auf dem die Antenneneinheit (16, 19) und zumindest die Schaltungskomponenten (15), die die hochfrequenten Meßsignale erzeugen, aussenden und/oder empfangen, angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem dielektrischen Trägermaterial (11) eine Verzögerungsschaltung vorgesehen ist, die die hochfrequenten Meßsignale in den Niederfrequenz­ bereich transformiert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Trägermaterial (11) die Form einer Scheibe hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltungskomponenten (15) auf der dem Füllgut (2) abgewandten Hochfrequenzseite (13) des dielektrischen Trägermaterials (11) angeordnet sind und
daß die Antenneneinheit (16, 19) auf der dem Füllgut (2) zugewandten Antennenseite (14) des dielektrischen Trägermaterials (11) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Antenneneinheit (16, 19) um eine Antennenstruktur handelt, die in Planartechnik oder in Mikrostreifenleitungstechnik auf das dielektrische Trägermaterial aufgebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungskomponenten (15) in Planartechnik auf das dielektrische Trägermaterial (11) aufgebracht sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antenneneinheit (27) zumindest eine Sendeeinheit (25) und eine separate Empfangseinheit (26) aufweist oder
daß die Antenneneinheit (16, 19) als kombinierte Sende-/Empfangseinheit ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinheit (27) als Patch-Antenne (16) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinheit (27) zumindest eine Spiralantenne (19) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungskomponenten (15) auf der Hochfrequenzseite (13) und die Antenneneinheit (27) auf der Antennenseite (14) über zumindest ein Kopplungselement bzw. über zumindest eine Durchkontaktierung (12) miteinander verbunden sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierung (12) durch das dielektrische Trägermaterial (11) hindurchgeführt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement bzw. die Durchkontaktierung (12) aus einer Leitungsstruktur besteht, die aus miteinander verkoppelten Leitungen aufgebaut ist.
DE2001118009 2001-04-10 2001-04-10 Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter Expired - Fee Related DE10118009B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001118009 DE10118009B4 (de) 2001-04-10 2001-04-10 Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001118009 DE10118009B4 (de) 2001-04-10 2001-04-10 Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10118009A1 true DE10118009A1 (de) 2002-10-17
DE10118009B4 DE10118009B4 (de) 2006-12-14

Family

ID=7681178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001118009 Expired - Fee Related DE10118009B4 (de) 2001-04-10 2001-04-10 Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10118009B4 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004058862A1 (de) * 2004-12-06 2006-06-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zum Aussenden und/oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen in ein offenes oder ein geschlossenes Raumsystem
DE102004058554B4 (de) * 2004-12-03 2008-02-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes
CN110118817A (zh) * 2019-05-31 2019-08-13 云谷(固安)科技有限公司 导线检测装置及其检测方法
CN113330301A (zh) * 2019-01-29 2021-08-31 恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司 用于确定介电常数的测量装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9101744U1 (de) * 1991-02-15 1991-05-08 Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG, 47058 Duisburg Leiterkarte für die elektrische Schaltung eines Gerätes zur Füllstandmessung von Industrietanks
DE4431886A1 (de) * 1993-10-07 1995-05-18 Motorola Inc Verfahren und Vorrichtung zur Pegelmessung unter Verwendung von Mikrowellensignalen
EP1083413A1 (de) * 1999-09-07 2001-03-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29815069U1 (de) * 1998-08-25 1998-12-24 Vega Grieshaber Kg, 77709 Wolfach Sampling-Schaltung zur Abtastung von Hochfrequenzsignalpulsen für die Verwendung in TDR-Füllstandssensoren
DE19903183A1 (de) * 1999-01-27 2000-08-10 Mikrowellen Technologie Und Se Hochfrequenz-Abstandsmeßeinrichtung
US6310574B1 (en) * 1999-08-05 2001-10-30 Vega Grieshaber Kg Level transmitter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9101744U1 (de) * 1991-02-15 1991-05-08 Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG, 47058 Duisburg Leiterkarte für die elektrische Schaltung eines Gerätes zur Füllstandmessung von Industrietanks
DE4431886A1 (de) * 1993-10-07 1995-05-18 Motorola Inc Verfahren und Vorrichtung zur Pegelmessung unter Verwendung von Mikrowellensignalen
EP1083413A1 (de) * 1999-09-07 2001-03-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004058554B4 (de) * 2004-12-03 2008-02-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes
DE102004058862A1 (de) * 2004-12-06 2006-06-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zum Aussenden und/oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen in ein offenes oder ein geschlossenes Raumsystem
US7586450B2 (en) 2004-12-06 2009-09-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for transmitting and/or receiving high-frequency signals in an open or closed space system
CN113330301A (zh) * 2019-01-29 2021-08-31 恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司 用于确定介电常数的测量装置
CN110118817A (zh) * 2019-05-31 2019-08-13 云谷(固安)科技有限公司 导线检测装置及其检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE10118009B4 (de) 2006-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112005002125B4 (de) Radarfüllstandsmessgerät mit Schalter zum Auswählen einer Sende- oder Empfangs-Betriebsart
DE60214755T2 (de) Hornantenne für eine Pegelmesseinrichtung
EP1285239B1 (de) Füllstandsmessgerät
DE19641036C2 (de) Mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmeßgerät
DE10049995A1 (de) Füllstandsmessgerät
DE102016217614B4 (de) Antennenanordnung
EP0821431B1 (de) Anordnung zur Erzeugung und zum Senden von Mikrowellen, insb. für ein Füllstandsmessgerät
DE102006030965A1 (de) Vorrichtung zur Ermittlung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Mediums
DE10064812A1 (de) Vorrichtung zum Aussenden hochfrequenter Signale
EP1076380A1 (de) Antenne
EP1434974B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung des füllstandes eines füllguts in einem behälter
DE10051297A1 (de) Füllstandsmeßgerät
EP3824258A1 (de) Hochfrequenzbaustein
EP3918313B1 (de) Messgerät zur bestimmung eines dielektrizitätswertes
DE102013104699A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes mittels einer Helixantenne
DE202005008528U1 (de) Messgerät der Prozessmesstechnik mit einer Parabolantenne
DE10118009B4 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter
WO2022122416A1 (de) Füllstandsmessvorrichtung und verfahren zum in-line kalibrieren und/oder verifizieren einer füllstandsmessvorrichtung
DE10019129A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
EP1186869A2 (de) Füllstandsmessvorrichtung
DE10110230A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
DE10108993B4 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
DE102004022516B4 (de) Hornantenne
DE102023129073A1 (de) Füllstandsmessgerät
DE10117642A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstande eines Füllguts in einem Behälter

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee