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DE102011089427B4 - Procedure for adjusting a level gauge - Google Patents

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DE102011089427B4
DE102011089427B4 DE102011089427.6A DE102011089427A DE102011089427B4 DE 102011089427 B4 DE102011089427 B4 DE 102011089427B4 DE 102011089427 A DE102011089427 A DE 102011089427A DE 102011089427 B4 DE102011089427 B4 DE 102011089427B4
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reflected
container
filling
level
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Alexey Malinovskiy
Edgar Schmitt
Dietmar Spanke
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Endress and Hauser SE and Co KG
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Abstract

Verfahren zum Abgleich eines Füllstandsmessgeräts zur Messung eines Füllstands (L) eines Füllguts (1) in einem Behälter (3),- das in einem Messbetrieb mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung (5) elektromagnetische Sendesignale (S) in Richtung des Füllguts (1) sendet und deren an einer Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteile (R1) nach einer vom Füllstand (L) abhängigen Laufzeit (tL) empfängt, und- anhand dieser Laufzeit (tL) den Füllstand (L) im Behälter (3) bezogen auf eine in einem Referenzabstand (H) von der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) befindliche Referenzhöhe (R) im Behälter (3) bestimmt, in Messanordnungen, in denen- zumindest bei innerhalb eines Füllstandbereichs liegenden Füllständen (L) ein Signalanteil (R2) der Sendesignale (S) die Füllgutoberfläche (9) durchdringt und über eine Reflektion an einem im Referenzabstand (H) von der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) befindlichen Reflektor nach einer von einer im Behälter (3) zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit (tB) empfangen wird,- eine Totalreflektionsamplitude (Atot(t)) als Funktion der Laufzeit (t) berechenbar ist oder vorab experimentell bestimmt wurde, die gleich einer Amplitude ist, die ein nach der Laufzeit (t) empfangener im Behälter (3) reflektierter Signalanteil aufweisen würde, wenn am zugehörigen Reflektionsort eine Totalreflektion stattgefunden hätte, und- entweder eine der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) der Signale oberhalb oder unterhalb der Füllgutoberfläche (9) oder der Referenzabstand (H) eine bekannte Größe ist, bei dem- bei Vorliegen eines innerhalb des Füllstandsbereichs liegenden Füllstands (L) die Laufzeiten (tL, tB) eines an der Füllgutoberfläche (9) und eines am Reflektor reflektierten Signalanteils (R1, R2) und eine Amplitude (AL) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) gemessen werden,- anhand einer physikalischen Abhängigkeit eines durch ein Verhältnis der Amplitude (AL) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) zur Totalreflektionsamplitude (Atot(tL)) bei der Laufzeit (tL) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) gegebenen Reflektionskoeffizienten (r) von einem Verhältnis der Wurzeln der Dielektrizitätskonstanten (εL, εG) des Füllguts (1) und eines oberhalb des Füllguts (1) befindlichen Gases ein Verhältnis (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) ober- und unterhalb der Füllgutoberfläche (9) bestimmt wird, und- anhand des Verhältnisses (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1), der gemessenen Laufzeiten (tL, tB) und der bekannten Größe eine Zuordnung bestimmt wird, die vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten (tL) von an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteilen (R1) auf die Referenzhöhe (R) bezogene Füllstände (L) zuordnet.Method for adjusting a fill level measuring device for measuring a fill level (L) of a filling (1) in a container (3) - which in a measuring operation by means of a transmitting and receiving device (5) sends electromagnetic signals (S) in the direction of the filling (1) transmits and receives its signal components (R1) reflected on a filling material surface (9) after a transit time (tL) dependent on the fill level (L), and based on this transit time (tL) the fill level (L) in the container (3) in relation to an in determined at a reference distance (H) from the transmitting and receiving device (5) in the container (3), in measuring arrangements in which- at least in the case of levels (L) lying within a level range, a signal component (R2) of the transmitted signals ( S) penetrates the filling material surface (9) and is received via a reflection on a reflector located at a reference distance (H) from the transmitting and receiving device (5) after a transit time (tB) dependent on a distance covered in the container (3), a total reflection amplitude (Atot(t)) as a function of the transit time (t) can be calculated or has been experimentally determined in advance, which is equal to an amplitude that would have a reflected signal component received in the container (3) after the transit time (t) if am total reflection would have taken place at the associated place of reflection, and- either one of the propagation speeds (v0, v1) of the signals above or below the surface (9) of the filling material or the reference distance (H) is a known variable, at which- if the filling level is within the filling level range (L) the propagation times (tL, tB) of a signal component (R1, R2) reflected on the filling material surface (9) and of a signal component (R1, R2) reflected on the reflector and an amplitude (AL) of the signal component (R1) reflected on the filling material surface (9) are measured, based on a physical dependency of a signal component (R1) reflected on the surface (9) of the filling material due to a ratio of the amplitude (AL) to the total reflection amplitude (Atot(tL)) during the transit time (tL) of the signal component (R1) reflected on the surface of the filling material (9). ) Given reflection coefficients (r) from a ratio of the roots of the dielectric constants (εL, εG) of the filling material (1) and a gas located above the filling material (1) a ratio (v1/v0) of the propagation velocities (v0, v1) above and is determined below the filling material surface (9), and- on the basis of the ratio (v1/v0) of the propagation velocities (v0, v1), the measured propagation times (tL, tB) and the known variable, an assignment is determined, the propagation times ( tL) of signal components (R1) reflected on the surface (9) of the filling material, which are related to the reference level (R) of filling levels (L).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich eines Füllstandsmessgeräts zur Messung eines Füllstands eines Füllguts in einem Behälter, das im Messbetrieb mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung elektromagnetische Signale in Richtung des Füllguts sendet und deren an einer Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteile nach einer vom Füllstand abhängigen Laufzeit empfängt, und anhand der Laufzeiten den Füllstand im Behälter bezogen auf eine in einem Referenzabstand von der Sende- und Empfangsvorrichtung befindliche Referenzhöhe bestimmt.The invention relates to a method for adjusting a fill-level measuring device for measuring a fill level of a filling in a container, which in measuring operation sends electromagnetic signals in the direction of the filling by means of a transmitting and receiving device and receives their signal components reflected on a filling material surface after a running time dependent on the filling level, and on the basis of the transit times, the fill level in the container is determined in relation to a reference level located at a reference distance from the transmitting and receiving device.

Derartige nach dem Laufzeitprinzip arbeitende Füllstandsmessgeräte werden in weiten Bereichen der industriellen Messtechnik zur Füllstandsmessung von in Behältern befindlichen Füllgütern eingesetzt.Fill level measuring devices of this type, which work according to the transit time principle, are used in a wide range of industrial measurement technology for measuring the fill level of filling goods located in containers.

Heute im Handel erhältliche mit elektromagnetischen Signalen, insb. mit Mikrowellen, nach dem Laufzeitprinzip arbeitende Füllstandsmessgeräte werden in zwei Klassen unterschieden; eine erste Klasse, bei der Sendesignale mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung in Richtung des Füllguts frei abgestrahlt, und deren im Behälter in Richtung der Sende- und Empfangseinrichtung zurück reflektierten Signalanteile nach einer von der im Behälter von der Sende- und Empfangseinrichtung zum jeweiligen Reflektor und zurück zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit wieder empfangen werden, und eine zweite Klasse, bei der mittels einer Sende- und Empfangseinrichtung Sendesignale entlang einer als Wellenleiter ausgebildeten Sonde in den Behälter geführt, und deren entlang der Sonde zur Sende- und Empfangseinrichtung zurück reflektierten Signalanteile nach einer von der im Behälter von der Sende- und Empfangseinrichtung zum jeweiligen Reflektor und zurück zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit wieder empfangen werden.Filling level measuring devices that are commercially available today and that work according to the transit time principle with electromagnetic signals, especially with microwaves, are divided into two classes; a first class, in which transmission signals are freely radiated in the direction of the filling material by means of a transmission and reception device, and their signal components reflected back in the container in the direction of the transmission and reception device according to one of the in the container from the transmission and reception device to the respective reflector and distance covered are received again, and a second class, in which, by means of a transmitting and receiving device, transmission signals are guided into the container along a probe designed as a waveguide, and their signal components reflected back along the probe to the transmitting and receiving device according to one of received again depending on the transit time in the container from the transmitting and receiving device to the respective reflector and the distance covered.

Nach dem Laufzeitprinzip arbeitende Füllstandsmessgeräte leiten anhand der empfangenen im Behälter reflektierten Signalanteile in der Regel eine Echofunktion ab, die die Amplituden der empfangenen reflektierten Signalanteile als Funktion von deren für den Weg zum zugehörigen Reflektor und zurück benötigten Laufzeit wiedergibt.Based on the transit time principle, fill level measuring devices usually derive an echo function from the received signal components reflected in the container, which reproduces the amplitudes of the received reflected signal components as a function of the transit time required for the path to the associated reflector and back.

Anhand der Echofunktionen wird ein einer Reflektion an der Füllgutoberfläche zuzuordnendes üblicher Weise als Füllstandsecho bezeichnetes Maximum der Echofunktion bestimmt. Anhand der Laufzeit dieses Füllstandsechos ergibt sich bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Signale oberhalb des Füllguts der Abstand der Füllgutoberfläche zur Sende- und Empfangsvorrichtung des Füllstandsmessgeräts.On the basis of the echo functions, a maximum of the echo function, which is usually referred to as a filling level echo and which is associated with a reflection on the surface of the filling material, is determined. With a known propagation speed of the electromagnetic signals above the filling material, the distance between the filling material surface and the transmitting and receiving device of the filling level measuring device results from the propagation time of this filling level echo.

Damit anhand den im Messbetrieb gemessenen Laufzeiten der Füllstandsechos der Füllstand im Behälter bestimmt werden kann, ist ein Abgleich erforderlich, über den den gemessenen Laufzeiten der Füllstandsechos auf eine Referenzhöhe im Behälter bezogene Füllstände zugeordnet werden können.So that the fill level in the container can be determined using the transit times of the fill level echoes measured during measurement operation, an adjustment is required via which fill levels related to a reference height in the container can be assigned to the measured transit times of the fill level echoes.

Bei den Füllstandsmessgeräten der ersten Klasse ist die Referenzhöhe in der Regel durch den Behälterboden gegeben. Bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts erfordert der Abgleich hier eine genaue Bestimmung des Abstandes zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und dem Behälterboden, damit der Füllstand anhand der gemessenen Laufzeit des Füllstandsechos bezogen auf die Referenzhöhe ausgegeben werden kann.In the case of level gauges of the first class, the reference height is usually given by the bottom of the tank. If the propagation speed of the signals above the filling material is known, the adjustment here requires an exact determination of the distance between the transmitting and receiving device and the container bottom so that the filling level can be output based on the measured transit time of the filling level echo in relation to the reference height.

Dieser Abgleich kann vorgenommen werden, in dem der Behälter während der Inbetriebnahme des Füllstandsmessgeräts einmal vollständig entleert, und der Referenzabstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und dem Behälterboden mit dem Füllstandsmessgerät anhand der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale gemessen wird.This adjustment can be carried out by completely emptying the container once during the commissioning of the fill-level measuring device and measuring the reference distance between the transmitting and receiving device and the bottom of the container with the fill-level measuring device using the known propagation speed of the signals.

Alternativ kann ein bei der Inbetriebnahme aktuell vorliegender Füllstand über ein unabhängiges Messverfahren bezogen auf die Referenzhöhe gemessen werden. Zeitgleich wird mit dem Füllstandsmessgerät anhand der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts die Entfernung der Füllgutoberfläche von der Sende- und Empfangsvorrichtung bei diesem Füllstand gemessen. Aus der vom Füllstandsmessgerät gemessenen Entfernung der Sende- und Empfangsvorrichtung zur Füllgutoberfläche und dem mit dem unabhängigen Messverfahren bezogen auf die Referenzhöhe gemessenen Füllstand ergibt sich dann der für den Abgleich erforderliche Referenzabstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und dem Behälterboden.Alternatively, a filling level that is currently present during commissioning can be measured using an independent measuring method in relation to the reference level. At the same time, the distance between the surface of the filling material and the transmitting and receiving device at this filling level is measured with the filling level measuring device using the known propagation speed of the signals above the filling material. The distance of the transmitter and receiver device to the surface of the filling material measured by the level gauge and the level measured with the independent measuring method in relation to the reference height then results in the reference distance between the transmitter and receiver device and the container bottom required for the adjustment.

Bei den Füllstandsmessgeräte der zweiten Klasse ist die Referenzhöhe durch die Position des freien Endes der Sonde gegeben. Bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts erfordert der Abgleich hier eine genaue Bestimmung des Abstandes zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und dem freien Ende der Sonde. Dies entspricht der mechanischen Länge der Sonde. Bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts, ist folglich für die auf das Sondenende bezogene Füllstandsmessung nur dann ein Abgleich erforderlich, wenn die mechanische Länge, z.B. aufgrund einer am Einsatzort ausgeführten Sondenkürzung, nicht oder nur ungenau bekannt ist.In the second class level gauges, the reference height is given by the position of the free end of the probe. If the propagation speed of the signals above the filling material is known, the adjustment here requires an exact determination of the distance between the transmitting and receiving device and the free end of the probe. This corresponds to the mechanical length of the probe. If the propagation speed of the signals above the medium is known, an adjustment is only necessary for the level measurement related to the end of the probe if the mechanical length, e.g. due to a probe shortening carried out on site, is not known or only imprecisely known.

Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche von den dielektrischen Eigenschaften des Füllguts abhängig, und damit in der Regel nicht ohne weiteres bekannt ist, ist es für diesen Abgleich in der Regel erforderlich den Behälter während der Inbetriebnahme des Füllstandsmessgeräts zumindest soweit zu entleeren, dass sich die gesamte Sonde oberhalb des Füllguts befindet. In diesem Zustand kann mit dem Füllstandsmessgerät anhand der Laufzeit von an dem freien Ende der Sonde reflektierten Signalanteilen des Sendesignals und der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts die Länge der Sonde gemessen werden.Since the propagation speed of the signals below the surface of the filling material depends on the dielectric properties of the filling material and is therefore usually not readily known, it is usually necessary for this comparison to empty the container during commissioning of the level measuring device at least to such an extent that the entire probe is above the medium. In this state, the length of the probe can be measured with the fill-level measuring device based on the propagation time of signal components of the transmitted signal reflected at the free end of the probe and the known propagation speed of the signals above the filling material.

Darüber hinaus gibt es Anwendungen bei denen zwar die mechanische Länge der Sonde bekannt ist, die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts aber nicht oder nur sehr ungenau bekannt ist. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn eine Sonde bekannter Länge nachträglich beschichtet wird, oder in eine die Signalausbreitung entlang der Sonde verändernde Umgebung, wie z.B. ein Schwallrohr, eingesetzt wird. Bei bekannter mechanischer Länge der Sonde kann der Abgleich hier erfolgen, indem der Füllstand unter das freie Ende der Sonde abgesenkt wird, und anhand der bekannten Länge der Sonde und der Laufzeit von an dem freien Ende der Sonde reflektierten Signalanteilen die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts bestimmt wird.In addition, there are applications in which the mechanical length of the probe is known, but the propagation speed of the signals above the medium is not known or only known very imprecisely. This is the case, for example, when a probe of known length is subsequently coated or is used in an environment that changes the signal propagation along the probe, such as a stilling well. If the mechanical length of the probe is known, the adjustment can be made here by lowering the filling level below the free end of the probe, and using the known length of the probe and the propagation time of signal components reflected at the free end of the probe, the propagation speed of the signals above the filling material is determined.

Die oben genannten Abgleichverfahren erfordern immer ein aktives Mitwirken des Anwenders bei der Inbetriebnahme, und unter Umständen eine Unterbrechung eines im Behälter ablaufenden Prozesses. Besonders aufwendig und damit zeit- und kostenintensiv ist dabei immer eine Entleerung des Behälters. Aber auch eine unabhängige Messung des auf die Referenzhöhe bezogenen Füllstands stellt einen zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand dar. Darüber hinaus ist immer ein Mitwirken des Betreibers erforderlich, der dem Füllstandsmessgerät das Vorliegen des entleerten Behälters bzw. das Ergebnis der unabhängigen Messung zum jeweiligen Zeitpunkt vorgibt.The calibration procedures mentioned above always require active participation by the user during commissioning and, under certain circumstances, an interruption to a process running in the tank. Emptying the container is always particularly complicated and therefore time-consuming and costly. However, an independent measurement of the fill level related to the reference height also represents an additional expenditure of time and money. In addition, the operator always needs to be involved in specifying the presence of the emptied container or the result of the independent measurement at the respective point in time for the fill level measuring device.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Abgleich eines mit elektromagnetischen Signalen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräts anzugeben, dass vom Füllstandsmessgerät selbsttätig ausgeführt werden kann.It is an object of the invention to specify a method for adjusting a filling level measuring device that works with electromagnetic signals according to the transit time principle, which method can be carried out automatically by the filling level measuring device.

Hierzu umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Abgleich eines Füllstandsmessgeräts zur Messung eines Füllstands eines Füllguts in einem Behälter,

  • - das im Messbetrieb mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung elektromagnetische Sendesignale in Richtung des Füllguts sendet und deren an einer Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteile nach einer vom Füllstand abhängigen Laufzeit empfängt, und
  • - anhand dieser Laufzeit den Füllstand im Behälter bezogen auf eine in einem Referenzabstand von der Sende- und Empfangsvorrichtung befindliche Referenzhöhe im Behälter bestimmt,
in Messanordnungen, in denen
  • - zumindest bei innerhalb eines Füllstandbereichs liegenden Füllständen ein Signalanteil der Sendesignale die Füllgutoberfläche durchdringt und über eine Reflektion an einem im Referenzabstand von der Sende- und Empfangsvorrichtung befindlichen Reflektor nach einer von einer im Behälter zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit empfangen wird,
  • - eine Totalreflektionsamplitude als Funktion der Laufzeit berechenbar ist oder vorab experimentell bestimmt wurde, die gleich einer Amplitude ist, die ein nach der Laufzeit empfangener im Behälter reflektierter Signalanteil aufweisen würde, wenn am zugehörigen Reflektionsort eine Totalreflektion stattgefunden hätte, und
  • - entweder eine der Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Signale oberhalb oder unterhalb der Füllgutoberfläche oder der Referenzabstand eine bekannte Größe ist, bei dem
  • - bei Vorliegen eines innerhalb des Füllstandsbereichs liegenden Füllstands die Laufzeiten eines an der Füllgutoberfläche und eines am Reflektor reflektierten Signalanteils und eine Amplitude des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteils gemessen werden,
  • - anhand einer physikalischen Abhängigkeit eines durch ein Verhältnis der Amplitude des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteils zur Totalreflektionsamplitude bei der Laufzeit des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteils gegebenen Reflektionskoeffizienten von einem Verhältnis der Wurzeln der Dielektrizitätskonstanten des Füllguts und eines oberhalb des Füllguts befindlichen Gases ein Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten ober- und unterhalb der Füllgutoberfläche bestimmt wird, und
  • - anhand des Verhältnisses der Ausbreitungsgeschwindigkeiten, den gemessenen Laufzeiten und der bekannten Größe eine Zuordnung bestimmt wird, die vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten von an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteilen auf die Referenzhöhe bezogene Füllstände zuordnet.
For this purpose, the invention includes a method for adjusting a fill level measuring device for measuring a fill level of a filling material in a container,
  • - which, in measuring operation, sends electromagnetic transmission signals in the direction of the filling material by means of a transmitting and receiving device and receives their signal components reflected on a filling material surface after a transit time that is dependent on the filling level, and
  • - based on this running time, the fill level in the container is determined in relation to a reference height in the container located at a reference distance from the transmitting and receiving device,
in measurement arrangements in which
  • - at least in the case of filling levels within a filling level range, a signal component of the transmission signals penetrates the surface of the filling material and is received via a reflection on a reflector located at a reference distance from the transmitting and receiving device after a transit time dependent on a distance covered in the container,
  • - a total reflection amplitude can be calculated as a function of the propagation time or has been experimentally determined beforehand, which is equal to an amplitude that a signal component reflected in the container received after the propagation time would have if total reflection had taken place at the associated reflection location, and
  • - Either one of the propagation velocities of the signals above or below the filling material surface or the reference distance is a known variable at which
  • - if the filling level is within the filling level range, the propagation times of a signal portion reflected on the filling material surface and of a signal portion reflected on the reflector and an amplitude of the signal portion reflected on the filling material surface are measured,
  • - based on a physical dependency of a reflection coefficient given by a ratio of the amplitude of the signal portion reflected on the surface of the filling material to the total reflection amplitude during the transit time of the signal portion reflected on the surface of the filling material, from a ratio of the roots of the dielectric constants of the filling material and a gas located above the filling material, a ratio of the propagation velocities is determined above and below the filling material surface, and
  • - Based on the ratio of the propagation velocities, the measured running times and the known size, an assignment is determined which assigns the measured running times of the filling level measuring device of signal components reflected on the filling material surface to filling levels related to the reference height.

Eine Weiterbildung der Erfindung umfasst ein Verfahren, bei dem

  • - das Abgleichverfahren bei Vorliegen eines beliebigen Füllstands im Behälter begonnen wird,
  • - während des Abgleichs ein Prozess in dem Behälter abläuft, durch den sich der Füllstand in Abhängigkeit vom Prozess verändert,
  • - das Füllstandsmessgerät während des Abgleichs solange Sendesignale in den Behälter sendet und anhand der empfangenen im Behälter reflektierten Signalanteile Echofunktionen ableitet, die die Amplituden der empfangenen Signalanteile als Funktion von deren für die im Behälter zurückgelegte Wegstrecke benötigte Laufzeit wiedergeben, bis in einer der Echofunktionen ein auf eine Reflektion an der Füllgutoberfläche zurückzuführendes Maximum und ein auf eine Reflektion am Reflektor zurückzuführendes Maximum auftritt.
A further development of the invention includes a method in which
  • - the calibration procedure is started when there is any filling level in the tank,
  • - a process is taking place in the container during the calibration, which causes the fill level to change depending on the process,
  • - the level measuring device sends transmission signals into the container during the adjustment and, based on the received signal components reflected in the container, derives echo functions which reflect the amplitudes of the received signal components as a function of their travel time required for the distance covered in the container, until one of the echo functions shows an on a maximum that can be attributed to a reflection on the filling material surface and a maximum that can be attributed to a reflection on the reflector occurs.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung

  • - sind die Sendesignale frei abgestrahlte Mikrowellensignale, insb. Mikrowellenpulse oder frequenz-modulierte Signale, und
  • - der Referenzabstand ist ein Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und einem Behälterboden des Behälters.
According to a first embodiment of the invention
  • - Are the transmission signals freely radiated microwave signals, esp. Microwave pulses or frequency-modulated signals, and
  • - The reference distance is a distance between the transmitting and receiving device and a container bottom of the container.

Gemäß einer zweite Ausführungsform der Erfindung

  • - weist das Füllstandsmessgerät eine an die Sende- und Empfangsvorrichtung angeschlossene in den Behälter hinein ragende Sonde auf, die die Sendesignale in den Behälter hinein und deren im Behälter entlang der Sonde reflektierten Signalanteile zur Sende- und Empfangsvorrichtung zurück führt, und
  • - der Referenzabstand ist gleich einer mechanischen Sondenlänge der Sonde.
According to a second embodiment of the invention
  • - The filling level measuring device has a probe connected to the transmitting and receiving device and protruding into the container, which returns the transmitted signals into the container and their signal components reflected in the container along the probe to the transmitting and receiving device, and
  • - the reference distance is equal to a mechanical probe length of the probe.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung

  • - ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb der Füllgutoberfläche bekannt,
  • - wird anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb der Füllgutoberfläche, des Verhältnisses der Ausbreitungsgeschwindigkeiten, und den gemessenen Laufzeiten des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteils und des am Reflektor reflektierten Signalanteils der Referenzabstand bestimmt, und
  • - erfolgt die Zuordnung, indem vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten von an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteilen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit oberhalb des Füllguts ein Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und der Füllgutoberfläche zugeordnet wird, und diesem ein auf die Referenzhöhe bezogener Füllstand zugeordnet wird, der einer Differenz zwischen dem Referenzabstand und dem Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und der Füllgutoberfläche entspricht.
According to a first variant of the invention
  • - the propagation speed of the signals above the product surface is known,
  • - the reference distance is determined on the basis of the propagation speed of the signals above the filling material surface, the ratio of the propagation speeds, and the measured propagation times of the signal component reflected on the filling material surface and the signal component reflected on the reflector, and
  • - the assignment is made by assigning a distance between the transmitting and receiving device and the filling material surface to the propagation speed above the filling material, measured by the filling level measuring device, of signal components reflected on the surface of the filling material, and assigning a filling level related to the reference height that corresponds to a difference between the reference distance and the distance between the transmitting and receiving device and the filling material surface.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung

  • - ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche bekannt,
  • - wird anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche und des Verhältnisses der Ausbreitungsgeschwindigkeiten die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale oberhalb des Füllguts bestimmt,
  • - wird anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche, des Verhältnisses der Ausbreitungsgeschwindigkeiten, und den gemessenen Laufzeiten des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteils und des am Reflektor reflektierten Signalanteils der Referenzabstand bestimmt, und
  • - erfolgt die Zuordnung, indem vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten von an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteilen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit oberhalb des Füllguts ein Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und der Füllgutoberfläche zugeordnet wird, und diesem ein auf die Referenzhöhe bezogener Füllstand zugeordnet wird, der einer Differenz zwischen dem Referenzabstand und dem Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und der Füllgutoberfläche entspricht.
According to a second variant of the invention
  • - the propagation speed of the signals below the product surface is known,
  • - the propagation speed of the signals above the filling is determined on the basis of the propagation speed of the signals below the filling material surface and the ratio of the propagation speeds,
  • - the reference distance is determined on the basis of the propagation speed of the signals below the surface of the filling material, the ratio of the propagation speeds, and the measured propagation times of the signal portion reflected on the filling material surface and the signal portion reflected on the reflector, and
  • - the assignment is made by assigning a distance between the transmitting and receiving device and the filling material surface to the propagation speed above the filling material, measured by the filling level measuring device, of signal components reflected on the surface of the filling material, and assigning a filling level related to the reference height that corresponds to a difference between the reference distance and the distance between the transmitting and receiving device and the filling material surface.

Gemäß einer dritten Variante der Erfindung

  • - ist der Referenzabstand bekannt,
  • - wird anhand des Referenzabstands, des Verhältnisses der Ausbreitungsgeschwindigkeiten, und den gemessenen Laufzeiten des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteils und des am Reflektor reflektierten Signalanteils die oberhalb des Füllguts auftretende Ausbreitungsgeschwindigkeit bestimmt, und
  • - erfolgt die Zuordnung, indem vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten von an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteilen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit oberhalb des Füllguts ein Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und der Füllgutoberfläche zugeordnet wird, und diesem ein auf die Referenzhöhe bezogener Füllstand zugeordnet wird, der einer Differenz zwischen dem Referenzabstand und dem Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung und der Füllgutoberfläche entspricht.
According to a third variant of the invention
  • - is the reference distance known,
  • - the propagation speed occurring above the filling material is determined on the basis of the reference distance, the ratio of the propagation velocities, and the measured propagation times of the signal portion reflected on the filling material surface and the signal portion reflected on the reflector, and
  • - the assignment is made by assigning a distance between the transmitting and receiving device and the filling material surface to the propagation speed above the filling material, measured by the filling level measuring device, of signal components reflected on the surface of the filling material, and assigning a filling level related to the reference height that corresponds to a difference between the reference distance and the distance between the transmitting and receiving device and the filling material surface.

Das erfindungsgemäße Abgleichverfahren weist den Vorteil auf, dass hierdurch ein für die auf die Referenzhöhe bezogene Füllstandsbestimmung benötigter Bezug zwischen der gemessenen Laufzeit von an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteilen zu dem auf die Referenzhöhe bezogenen Füllstand bestimmt werden kann, ohne dass hierzu ein Eingriff in einen am Einsatzort des Füllstandsmessgerät ablaufenden Prozess erforderlich ist. Insb. ist weder eine unabhängige Messung noch eine Einstellung eines bestimmten Füllstands im Behälter erforderlich.The adjustment method according to the invention has the advantage that a relationship between the measured propagation time of signal components reflected on the surface of the filling material and the filling level related to the reference height can be determined, which is required for determining the filling level in relation to the reference height, without any intervention in one at the place of use of the level gauge running process is required. In particular, neither an independent measurement nor the setting of a specific fill level in the container is required.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, das Verfahren vom Füllstandsmessgerät selbsttätig ausgeführt werden kann. Eine Aktion oder Mitwirkung des Anwenders ist nicht erforderlich.A further advantage is that the method can be carried out automatically by the level gauge. No action or participation by the user is required.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

  • 1 zeigt: eine Füllstandsmessanordnung mit einem Füllstandsmessgerät, das elektromagnetische Sendesignale mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung frei in einen Behälter abstrahlt;
  • 2 zeigt: eine mit dem Füllstandsmessgerät von 1 aufgezeichnete Echofunktion;
  • 3 zeigt: eine Füllstandsmessanordnung mit einem Füllstandsmessgerät, das elektromagnetische Sendesignale mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung entlang einer Sonde in einen Behälter führt; und
  • 4 zeigt: eine mit dem Füllstandsmessgerät von 3 aufgezeichnete Echofunktion.
The invention and its advantages will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing, in which two exemplary embodiments are illustrated; the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.
  • 1 shows: a filling level measuring arrangement with a filling level measuring device which emits electromagnetic transmission signals freely into a container by means of a transmitting and receiving device;
  • 2 shows: one with the level gauge from 1 recorded echo function;
  • 3 shows: a filling level measuring arrangement with a filling level measuring device, which guides electromagnetic transmission signals by means of a transmitting and receiving device along a probe into a container; and
  • 4 shows: one with the level gauge from 3 recorded echo function.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abgleich eines Füllstandsmessgeräts zur Messung eines Füllstands eines Füllguts in einem Behälter, das das Füllstandsmessgerät selbsttätig ausführen kann. Es ist in Verbindung mit Füllstandsmessgeräten einsetzbar, die im Messbetrieb mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung elektromagnetische Signale in Richtung des Füllguts senden und deren an einer Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteile nach einer vom Füllstand abhängigen Laufzeit empfangen, und anhand der vom Füllstandsmessgerät bestimmten Laufzeiten den Füllstand im Behälter bezogen auf eine in einem Referenzabstand von der Sende- und Empfangsvorrichtung befindliche Referenzhöhe bestimmen.The subject matter of the invention is a method for adjusting a fill-level measuring device for measuring a fill level of a product in a container, which the fill-level measuring device can carry out automatically. It can be used in conjunction with level gauges which, during measurement operation, send electromagnetic signals in the direction of the filling material by means of a transmitting and receiving device and receive the signal components reflected on a filling material surface after a transit time that is dependent on the fill level, and based on the transit times determined by the fill level gauge, the fill level in the container based on a reference height located at a reference distance from the transmitting and receiving device.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ausschließlich in Messanordnungen einsetzbar, in denen zumindest bei Vorliegen eines innerhalb eines Füllstandsbereichs liegenden Füllständen ein Signalanteil der vom Füllstandsmessgerät gesendeten Signale die Füllgutoberfläche durchdringt und über eine Reflektion an einem im Referenzabstand von der Sende- und Empfangsvorrichtung befindlichen Reflektor wieder von der Sende- und Empfangsvorrichtung empfangen wird.The method according to the invention can only be used in measuring arrangements in which, at least when there is a filling level within a filling level range, a signal component of the signals transmitted by the filling level measuring device penetrates the surface of the filling material and is transmitted again via a reflection on a reflector located at a reference distance from the transmitting and receiving device - And receiving device is received.

Darüber hinaus ist es zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich, dass entweder eine der beiden Ausbreitungsgeschwindigkeiten der elektromagnetischen Signale ober- bzw. unterhalb der Füllgutoberfläche oder die Referenzhöhe eine bekannte Größe aufweist.In addition, in order to carry out the method according to the invention, it is necessary for either one of the two propagation speeds of the electromagnetic signals above or below the filling material surface or for the reference height to have a known value.

Die Erfindung ist nachfolgend zunächst am Beispiel eines mit elektromagnetischen Signalen, insb. mit Mikrowellensignalen, nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgerät beschrieben, dass die elektromagnetischen Signale frei in einen Behälter abstrahlt.The invention is first described below using the example of a filling level measuring device that works with electromagnetic signals, especially with microwave signals, according to the transit time principle and that emits the electromagnetic signals freely into a container.

1 zeigt eine Messanordnung hierzu, in der ein entsprechendes Füllstandsmessgerät oberhalb eines teilweise mit einem Füllgut 1 gefüllten Behälters 3 angeordnet ist. Es umfasst eine Sende- und Empfangsvorrichtung 5, wie z.B. eine Antenne, mit der es im Messbetrieb elektromagnetische Sendesignale S in den Behälter 3 Richtung des Füllguts 1 sendet und deren im Behälter 3 in Richtung der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 zurück reflektierten Signalanteile R1, R2 nach einer von der im Behälter 3 zurückgelegten Wegstrecke abhängigen vom Füllstandsmessgerät zu bestimmenden Laufzeit t wieder empfängt. 1 shows a measuring arrangement for this purpose, in which a corresponding filling level measuring device is arranged above a container 3 partially filled with a filling material 1 . It comprises a transmitting and receiving device 5, such as an antenna, with which it transmits electromagnetic transmission signals S into the container 3 in the direction of the filling material 1 and their signal components R1, R2 reflected back in the container 3 in the direction of the transmitting and receiving device 5 receives again after a running time t that is dependent on the distance covered in the container 3 and is to be determined by the fill level measuring device.

Zur Bestimmung der Laufzeiten t können alle bekannten Verfahren angewendet werden, die es ermöglichen, verhältnismäßig kurze Entfernungen mittels reflektierter elektromagnetischer Signale zu messen. Die bekanntesten Beispiele sind das Pulsradar und das Frequenzmodulations-Dauerstrichradar (FMCW-Radar).All known methods that make it possible to measure relatively short distances by means of reflected electromagnetic signals can be used to determine the propagation times t. The best known examples are pulse radar and frequency modulation continuous wave (FMCW) radar.

Beim Pulsradar werden periodisch kurze Mikrowellen-Sendeimpulse gesendet, die im Behälter 3 reflektiert und nach einer von der von ihnen zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit t wieder empfangen werden.In the case of pulse radar, short microwave transmission pulses are periodically transmitted, which are reflected in the container 3 and are received again after a transit time t which is dependent on the distance covered by them.

Beim FMCW-Radar wird kontinuierlich ein Mikrowellensignal gesendet, das periodisch linear frequenzmoduliert ist, beispielsweise nach einer Sägezahnfunktion. Die Frequenz des Empfangssignals weist daher gegenüber der Augenblicksfrequenz, die das Sendesignal zum Zeitpunkt des Empfangs hat, eine Frequenzdifferenz auf, die von der Laufzeit t des zugehörigen Mikrowellensignals abhängt. Die Frequenzdifferenz zwischen Sendesignal und Empfangssignal, die durch Mischung beider Signale und Auswertung des Fourierspektrums des Mischsignals gewonnen werden kann, entspricht somit der Laufzeit t. Ferner entsprechen die Amplituden der Spektrallinien des durch Fouriertransformation gewonnenen Frequenzspektrums den Amplituden A(t) der nach der Laufzeit t empfangenen Signalanteile.With FMCW radar, a microwave signal is transmitted continuously, which is periodically linearly frequency-modulated, for example according to a sawtooth function. The frequency of the received signal therefore has a frequency difference from the instantaneous frequency that the transmitted signal has at the time of reception, which frequency difference depends on the propagation time t of the associated microwave signal. The frequency difference between the transmitted signal and the received signal, which is caused by mixing the two Signals and evaluation of the Fourier spectrum of the mixed signal can be obtained, thus corresponds to the transit time t. Furthermore, the amplitudes of the spectral lines of the frequency spectrum obtained by Fourier transformation correspond to the amplitudes A(t) of the signal components received after the propagation time t.

Das Füllstandsmessgerät umfasst eine Messelektronik 7, die anhand der empfangenen reflektierten Signalanteile R1, R2 eine üblicher Weise als Echofunktion A(t) bezeichnete Funktion ableitet, die eine Amplitude A der empfangenen Signalanteile als Funktion von deren für den Weg von der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 zum Reflektionsort im Behälter 3 und zurück benötigten Laufzeit t wiedergibt. Entsprechende Verfahren zur Ableitung von Echofunktionen werden in heutigen Puls- und FMCW-Radar-Füllstandsmessgeräten standardmäßig verwendet und sind daher hier nicht im Detail erläutert.The fill-level measuring device comprises measuring electronics 7, which, on the basis of the received reflected signal components R1, R2, derives a function usually referred to as the echo function A(t), which defines an amplitude A of the received signal components as a function of their for the path from the transmitting and receiving device 5 to the reflection point in the container 3 and back, the required runtime t is reproduced. Corresponding methods for deriving echo functions are used as standard in today's pulse and FMCW radar fill level measuring devices and are therefore not explained in detail here.

Reflektionen an im Behälter 1 befindlichen Reflektoren bewirken in den Echofunktionen A(t) nachfolgend als Echos E bezeichnete lokale Maxima an den für die Wegstrecke von der Sende- und Empfangseinheit 5 zum jeweiligen Reflektor und zurück benötigten Laufzeiten t. 2 zeigt ein Beispiel einer von dem Füllstandsmessgerät in der Messanordnung von 1 aufgezeichneten Echofunktion A(t).In the echo functions A(t), reflections from reflectors in the container 1 cause local maxima, hereinafter referred to as echoes E, at the transit times t required for the route from the transmitting and receiving unit 5 to the respective reflector and back. 2 shows an example of one of the level gauge in the measurement arrangement of FIG 1 recorded echo function A(t).

Um den Füllstand L im Behälter messen zu können, wird anhand der Echofunktion A(t) ein Füllstandsecho EL bestimmt, das auf eine Reflektion des elektromagnetischen Sendesignals S an der Füllgutoberfläche 9 zurückzuführen ist. Hierzu wird beispielsweise das erste in der Echofunktion A(t) auftretende Echo als Füllstandsecho EL erkannt. Weitere Verfahren und Algorithmen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der zugehörigen Laufzeit tL bei der das Füllstandsecho EL auftritt ergibt sich bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der Signale oberhalb des Füllguts 1 unmittelbar ein Abstand D zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 des Füllstandsmessgeräts und der Füllgutoberfläche 9.In order to be able to measure the filling level L in the container, a filling level echo E L is determined on the basis of the echo function A(t), which echo can be traced back to a reflection of the electromagnetic transmission signal S on the filling material surface 9 . For this purpose, for example, the first echo occurring in the echo function A(t) is recognized as the filling level echo E L . Other methods and algorithms are known from the prior art. With a known propagation speed v 0 of the signals above the filling material 1, a distance D between the transmitting and receiving device 5 of the filling level measuring device and the filling material surface 9 results directly from the associated transit time t L at which the level echo E L occurs.

Um mit dem Füllstandsmessgerät einen auf eine Referenzhöhe R im Behälter 3 bezogenen Füllstand L messen zu können ist ein Abgleich erforderlich, mit dem den im Messbetrieb vom Füllstandsmessgerät bestimmten Laufzeiten tL der anhand der empfangenen Signalanteile R1 ermittelten Füllstandsechos EL ein auf die Referenzhöhe R bezogener Füllstand L zugeordnet werden kann.In order to be able to use the level gauge to measure a level L related to a reference height R in the container 3, an adjustment is required with which the transit times t L determined by the level gauge during measurement operation of the level echoes E L determined using the received signal components R1 are related to the reference height R Level L can be assigned.

Typischer Weise ist die Referenzhöhe R bei dieser Art von Messanordnungen durch die Lage des Behälterbodens 11 gegeben. Der Referenzabstand H entspricht damit der Einbauhöhe der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 über dem Behälterboden 11.In this type of measuring arrangement, the reference height R is typically given by the position of the container bottom 11 . The reference distance H thus corresponds to the installation height of the transmitting and receiving device 5 above the container bottom 11.

In den meisten Anwendungen ist das oberhalb des Füllguts 1 im Behälter 3 befindliche Gas bekannt. In den allermeisten Anwendungen befindet sich Luft über dem Füllgut 1. Dementsprechend ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der freien elektromagnetischen Signale oberhalb der Füllgutoberfläche 9 in den meisten Einsatzorten der Füllstandsmessgeräte eine bekannte Größe.In most applications, the gas located above the filling material 1 in the container 3 is known. In the vast majority of applications, there is air above the filling material 1. Accordingly, the propagation speed v 0 of the free electromagnetic signals above the filling material surface 9 is a known variable in most locations where the level gauges are used.

Bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der elektromagnetischen Signale oberhalb des Füllguts 1 kann mit dem Füllstandsmessgerät zu jeder Zeit anhand der Laufzeit tL des Füllstandsechos EL der Abstand D zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 und der Füllgutoberfläche 9 gemessen werden. Um hieraus den auf die Referenzhöhe R bezogenen Füllstand L zu bestimmten, ist in dem Abgleichverfahren der Referenzabstand H der Referenzhöhe R von der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 zu bestimmen. Letzterer entspricht der anwendungs-spezifischen ggfs. von den Gegebenheiten am Einsatzort abhängigen Einbauhöhe der Sende- und Empfangsvorrichtung 5. Diese ist in der Regel nicht mit ausreichender Genauigkeit bekannt und kann in den meisten Anwendungen auch nicht oder nur unter erheblichem Aufwand ausreichend genau gemessen werden. Ist der Referenzabstand H über das nachfolgend beschriebene Abgleichverfahren vom Füllstandsmessgerät ermittelt worden, so ergibt sich im Messbetrieb anhand der Laufzeit tL des Füllstandsechos EL der Abstand D, dem der gesuchten auf die Referenzhöhe R bezogene Füllstand L := H-D als Differenz zwischen dem Referenzabstand H und dem Abstand D zur Füllgutoberfläche 9 zugeordnet wird.If the propagation speed v 0 of the electromagnetic signals above the filling material 1 is known, the distance D between the transmitting and receiving device 5 and the filling material surface 9 can be measured with the filling level measuring device at any time using the propagation time t L of the filling level echo E L . In order to determine from this the fill level L related to the reference height R, the reference distance H of the reference height R from the transmitting and receiving device 5 must be determined in the adjustment process. The latter corresponds to the application-specific installation height of the transmitting and receiving device 5, which may depend on the conditions at the place of use. This is usually not known with sufficient accuracy and cannot be measured with sufficient accuracy in most applications or only with considerable effort. If the reference distance H has been determined by the level measuring device using the calibration procedure described below, the distance D results in measuring operation based on the transit time t L of the level echo E L , which is the level L := HD related to the reference height R as the difference between the reference distance H and the distance D to the filling material surface 9 is assigned.

Für das erfindungsgemäße Abgleichverfahren ist es erforderlich, dass sich im Referenzabstand H von der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 ein Reflektor befindet, und das Füllgut 1 - wie oben angegeben- für die verwendeten elektromagnetischen Signale teilweise transparent ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Behälterboden 11 diesen Reflektor.For the adjustment method according to the invention, it is necessary that there is a reflector at the reference distance H from the transmitting and receiving device 5, and that the filling material 1—as stated above—is partially transparent to the electromagnetic signals used. In the embodiment shown, the container bottom 11 forms this reflector.

Der Abgleich erfolgt, in dem solange elektromagnetische Sendesignale S in den Behälter 3 gesendet werden, und deren im Behälter 3 zur Sende- und Empfangsvorrichtung 5 zurück reflektierten Signalanteile R1, R2 empfangen werden, bis anhand der empfangenen Signalanteile R1, R2 die Laufzeiten tL, tB der an der Füllgutoberfläche 9 und der am Behälterboden 11 reflektierten Signalanteile R1, R2 und die Amplitude AL des an der Füllgutoberfläche 9 reflektierten Signalanteils R1 bestimmt werden können.The adjustment takes place in that electromagnetic transmission signals S are sent into the container 3 and their signal components R1, R2 reflected back in the container 3 to the transmitting and receiving device 5 are received until the propagation times t L , t B of the signal components R1, R2 reflected on the filling material surface 9 and on the container bottom 11 and the amplitude A L of the signal component R1 reflected on the filling material surface 9 can be determined.

Hierzu werden solange Echofunktionen A(t) aufgezeichnet bis in einer Echofunktion A(t) das Füllstandsecho EL und ein auf die Reflektion am Reflektor zurückzuführendes Reflektorecho EB identifiziert werden können. Die Identifizierung des Reflektorechos EB erfolgt beispielsweise, indem geprüft wird, ob die Echofunktion A(t) zwei ausgeprägte, insb. eine vorgegebene Mindestamplitude übersteigende, Echos vorliegen. Sobald dieser der Fall ist, wird das Echo mit der größeren Laufzeit t als Reflektorecho EB identifiziert.For this purpose, echo functions A(t) are recorded until the filling level echo E L and a reflector echo E B that can be attributed to the reflection at the reflector can be identified in an echo function A(t). The reflector echo E B is identified, for example, by checking whether the echo function A(t) has two pronounced echoes, in particular ones that exceed a predetermined minimum amplitude. As soon as this is the case, the echo with the longer transit time t is identified as the reflector echo E B .

Ob diese beiden Echos identifizierbar sind hängt sowohl vom aktuellen Füllstand L als auch von der Reflektivität des Füllguts 1 ab. Sobald sich im Behälter 3 aufgrund des in der Messanordnung ablaufenden Prozesses ein ausreichend niedriger, in dem oben genannten Füllstandsbereich liegender Füllstand L einstellt, wird dies vom Füllstandsmessgerät selbsttätig erkannt, und es bestimmt Laufzeit tL und Amplitude AL des Füllstandsechos EL sowie die Laufzeit tB des Reflektorechos EB.Whether these two echoes can be identified depends both on the current filling level L and on the reflectivity of the filling material 1 . As soon as a sufficiently low level L in the above-mentioned level range is reached in the container 3 due to the process taking place in the measuring arrangement, this is automatically recognized by the level measuring device, and it determines the transit time t L and amplitude A L of the level echo E L as well as the transit time t B of the reflector echo E B .

Die Amplitude AL des Füllstandsechos EL ist abhängig von der Amplitude A0 des Sendesignals S, der zurückgelegten Wegstrecke, dem über dem Füllgut 1 befindlichen Gas, messgerät-spezifischen Eigenschaften, wie zum Beispiel ein Antennengewinn, und der Reflektivität des Füllguts 1. Letztere ist durch einen Reflexionskoeffizienten r gegeben, der dem Amplitudenverhältnis von einfallender zu reflektierter Amplitude entspricht.The amplitude A L of the level echo E L depends on the amplitude A 0 of the transmission signal S, the distance covered, the gas located above the filling material 1, properties specific to the measuring device, such as an antenna gain, and the reflectivity of the filling material 1. The latter is given by a reflection coefficient r, which corresponds to the amplitude ratio of incident to reflected amplitude.

Der Reflektionskoeffizient r ist dementsprechend auch gleich einem Verhältnis der Amplitude AL des Füllstandsechos EL zu einer nachfolgend als Totalreflektionsamplitude Atot(tL) bezeichneten Amplitude, die das Füllstandsecho EL aufweisen würde, wenn unter ansonsten identischen Bedingungen an der Füllgutoberfläche eine Totalreflektion stattfinden würde, bei der das auftreffende Signal vollständig reflektiert und kein Signalanteil in das Füllgut 1 eindringen würde. r = A L A t o t ( t L )

Figure DE102011089427B4_0001
The reflection coefficient r is accordingly also equal to a ratio of the amplitude A L of the filling level echo E L to an amplitude referred to below as the total reflection amplitude A tot (t L ), which the filling level echo E L would have if a total reflection took place under otherwise identical conditions on the filling material surface would, in which the impinging signal would be completely reflected and no signal portion would penetrate into the filling material 1. right = A L A t O t ( t L )
Figure DE102011089427B4_0001

Die -in 2 als gestrichelte Linie eingezeichnete -Totalreflektionsamplitude Atot(t) kann anhand der Amplitude A0 des Sendesignals S, einer Freifelddämpfung der Signale im Gas entlang der zurückgelegten Wegstrecke, und den im Wesentlichen durch die Wahl des verwendeten Antennentyps gegebenen messgerät-spezifischen Eigenschaften, näherungsweise als Funktion der Laufzeit t berechnet werden. Dabei ist die von der zurückgelegten Entfernung und der Dämpfung in Luft abhängige Amplitudenabnahme elektromagnetischer Signale formelmäßig bekannt, und kann über die hier bekannte Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 unmittelbar in eine laufzeitabhängige Amplitudenabnahme umgerechnet werden, der dann in der Regel zumindest näherungsweise bekannte messgerät-spezifische Einflüsse auf die Amplitude, wie z.B. ein Antennengewinn, hinzugefügt werden.In the 2 The total reflection amplitude A tot (t) drawn as a dashed line can be approximated as Function of the running time t can be calculated. The amplitude decrease of electromagnetic signals, which depends on the distance covered and the attenuation in air, is known in terms of a formula and can be converted directly into a runtime-dependent amplitude decrease via the known propagation speed v 0 above the filling material 1, which is then usually at least approximately known by measuring devices. specific influences on the amplitude, such as an antenna gain, can be added.

Die Totalreflektionsamplitude Atot(t) als Funktion der Laufzeit t kann aber auch experimentell durch Referenzmessungen bestimmt und im Füllstandsmessgerät abgespeichert werden. Dabei werden Amplituden und Laufzeiten von Reflektionen der Sendesignale S an einem Spiegel über einen entsprechenden Abstandsbereich zwischen Sende- und Empfangseinrichtung 5 und Spiegel aufgezeichnet.However, the total reflection amplitude A tot (t) as a function of the transit time t can also be determined experimentally by reference measurements and stored in the fill-level measuring device. In this case, amplitudes and propagation times of reflections of the transmission signals S on a mirror are recorded over a corresponding distance range between the transmitting and receiving device 5 and the mirror.

Da die Freifelddämpfung in den meisten oberhalb von Füllgütern eingesetzten Gasen zumindest näherungsweise gleich der Freifelddämpfung in Luft ist, genügt es regelmäßig die Totalreflektionsamplitude Atot(t) für Luft zu bestimmen. Diese kann dann in allen Anwendungen, in denen sich oberhalb des Füllguts 1 ein anderes Gas mit einer der Freifelddämpfung in Luft vergleichbaren Freifelddämpfung befindet, eingesetzt werden.Since the free-field attenuation in most gases used above filling goods is at least approximately equal to the free-field attenuation in air, it is usually sufficient to determine the total reflection amplitude A tot (t) for air. This can then be used in all applications in which another gas with a free-field damping comparable to the free-field damping in air is located above the filling material 1 .

Da die allermeisten Füllgüter praktisch keine magnetische Komponente aufweisen, wird nachfolgend eine Permeabilität µL des Füllguts von 1 angenommen.Since the vast majority of filling goods have practically no magnetic components, a permeability µ L of the filling goods of 1 is assumed below.

Das Amplitudenverhältnis der Amplitude AL des Füllstandsechos EL zur Totalreflektionsamplitude Atot(tL) bei Laufzeit tL des Füllstandsechos EL lässt sich anhand der Fresnelschen Formeln für einen senkrechten Einfall als Funktion der Dielektrizitätskonstanten EL des Füllguts 1 und εG des Gases wie folgt ausdrücken: A L A t o t ( t L ) = ε L ε G 1 ε L ε G + 1

Figure DE102011089427B4_0002
The amplitude ratio of the amplitude A L of the level echo E L to the total reflection amplitude A tot (t L ) at the transit time t L of the level echo E L can be calculated using Fresnel's formulas for perpendicular incidence as a function of the dielectric constant E L of the filling material 1 and ε G of the gas express as follows: A L A t O t ( t L ) = e L e G 1 e L e G + 1
Figure DE102011089427B4_0002

Aus Gleichung (2) ergibt sich ein Verhältnis der Wurzel der Dielektrizitätskonstanten EL des Füllguts 1 zu der Wurzel der Dielektrizitätskonstanten εG des oberhalb des Füllguts 1 befindlichen Gases von: ε L ε G = A t o t ( t L ) + A L A t o t ( t L ) A L

Figure DE102011089427B4_0003
das nun anhand der Amplitude AL des Füllstandsechos EL, der Laufzeit tL des Füllstandsechos EL, und der bei der Laufzeit tL des Füllstandsechos EL auftretenden Totalreflektionsamplitude Atot(tL) berechnet werden kann.Equation (2) gives a ratio of the root of the dielectric constant E L of the filling material 1 to the root of the dielectric constant ε G of the gas located above the filling material 1 of: e L e G = A t O t ( t L ) + A L A t O t ( t L ) A L
Figure DE102011089427B4_0003
which can now be calculated using the amplitude A L of the filling level echo E L , the transit time t L of the filling level echo E L , and the total reflection amplitude A tot (t L ) occurring during the transit time t L of the filling level echo E L .

Das Verhältnis der Wurzeln der Dielektrizitätskonstanten εL, εG ist wiederum umgekehrt proportional zum Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten v0, v1 in Gas und Füllgut 1; d.h. es gilt: ν 1 ν 0 = ε G ε L .

Figure DE102011089427B4_0004
The ratio of the roots of the dielectric constants ε L , ε G is in turn inversely proportional to the ratio of the propagation velocities v 0 , v 1 in gas and filling material 1; ie the following applies: v 1 v 0 = e G e L .
Figure DE102011089427B4_0004

Hieraus wird anhand der Laufzeiten tL und tB des Füllstandsechos EL und des Reflektorechos EB und der als bekannt vorausgesetzten Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 der gesuchte Referenzabstands H bestimmt. Hierzu wird der Referenzabstand H als Summe des gemessenen Abstands D und des Füllstands L ausgedrückt und beide Summanden werden wie folgt als Funktion der zuvor bekannten und der ermittelten Größen und ausgedrückt: H = D + L = ½v 0  t L + ½v 1   ( t B t L ) = ½v 0  t L + ½v 0   ( v 1 / v 0 ) ( t B t L )

Figure DE102011089427B4_0005
From this, the searched reference distance H is determined on the basis of the propagation times t L and t B of the filling level echo E L and the reflector echo E B and the propagation speed v 0 above the filling material 1, which is assumed to be known. For this purpose, the reference distance H is expressed as the sum of the measured distance D and the fill level L, and both summands are expressed as follows as a function of the previously known and determined quantities and: H = D + L = ½v 0 t L + ½v 1 ( t B t L ) = ½v 0 t L + ½v 0 ( v 1 / v 0 ) ( t B t L )
Figure DE102011089427B4_0005

Dies geschieht vorzugsweise über einen im Füllstandsmessgerät implementierten Algorithmus, der vom Füllstandsmessgerät selbsttätig gestartet wird.This is preferably done using an algorithm implemented in the fill level measuring device, which is started automatically by the fill level measuring device.

Damit ist das Abgleichverfahren beendet, und das Füllstandsmessgerät kann sich selbsttätig in den Messbetrieb versetzten, indem es dann den gemessenen Laufzeiten tL der Füllstandsechos EL anhand der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der Signale oberhalb des Füllguts 1 und des Referenzabstandes H den auf die Referenzhöhe R bezogen Füllstand L gemäß L = H D = H ½v 0  t L

Figure DE102011089427B4_0006
ermittelt, anzeigt, und/oder einer weiteren Verwendung zugänglich macht.This completes the calibration process and the level gauge can automatically switch to measuring mode by then using the known propagation speed v 0 of the signals above the filling material 1 and the reference distance H den to the reference height R related level L according to L = H D = H ½v 0 t L
Figure DE102011089427B4_0006
determined, displayed and/or made accessible for further use.

Das oben beschriebene Verfahren, bei dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 bekannt ist, stellt den Hauptanwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Hier kann durch die Hinterlegung der in diesem Fall ohne weiteres als Funktion der Laufzeit t ableitbaren Totalreflektionsamplitude Atot(t) in Luft ein sehr breites Spektrum an Gasen mit einer mit der Freifelddämpfung in Luft vergleichbaren Freifelddämpfung in Kombination mit jedem beliebigen Füllgut 1 abgedeckt werden.The method described above, in which the propagation speed v 0 above the filling material 1 is known, represents the main area of application of the method according to the invention. Here, by storing the total reflection amplitude A tot (t) in Air, a very wide range of gases can be covered with a free-field attenuation comparable to the free-field attenuation in air in combination with any filling material 1.

Prinzipiell ist das Verfahren aber auch in Anwendungen einsetzbar, in denen

  • - nur die Ausbreitungsgeschwindigkeit v1 im Füllgut 1 bekannt, die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 und der Referenzabstand H dagegen jedoch unbekannt sind, oder
  • - nur der Referenzabstand H bekannt ist, die beiden Ausbreitungsgeschwindigkeiten v0, v1 jedoch unbekannt sind.
In principle, however, the method can also be used in applications in which
  • - Only the propagation speed v 1 in the filling material 1 is known, but the propagation speed v 0 above the filling material 1 and the reference distance H are unknown, or
  • - only the reference distance H is known, but the two propagation velocities v 0 , v 1 are unknown.

Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die Totalreflektionsamplitude Atot(t) als Funktion der Laufzeit t für das oberhalb des Füllguts 1 befindliche Gas vorab zumindest näherungsweise analytisch oder numerisch abgeleitet werden kann oder experimentell bestimmt wurde. Dabei kann in den oben genannten Fällen von Gasen mit einer der Freifelddämpfung in Luft vergleichbaren Freifelddämpfung die in Luft als Funktion der Laufzeit t bestimmte Totalreflektionsamplitude Atot(t) verwendet werden.The prerequisite for this, however, is that the total reflection amplitude A tot (t) as a function of the transit time t for the gas located above the filling material 1 can be derived analytically or numerically at least approximately in advance or has been determined experimentally. In the above-mentioned cases of gases with a free-field attenuation comparable to the free-field attenuation in air, the total reflection amplitude A tot (t) determined in air as a function of the transit time t can be used.

In allen anderen Fällen müssen entweder Zusatzinformationen über das Gas vorliegen, die eine Berechnung der Totalreflektionsamplitude Atot(t) in dem jeweiligen Gas ermöglichen, oder die Totalreflektionsamplitude Atot(t) muss in dem jeweiligen Gas experimentell bestimmt werden. Das bedeutet zwangsläufig, dass das Gas vorab bekannt sein muss. In der Praxis ist hiermit ein nicht unerheblicher Aufwand verbunden, der sich in Regel nur dann rentiert, wenn das Gas in einer ausreichend hohen Anzahl von Einsatzorten dieser Messgeräte oberhalb des Füllguts 1 eingesetzt wird.In all other cases, either additional information about the gas must be available that enables the calculation of the total reflection amplitude A tot (t) in the respective gas, or the total reflection amplitude A tot (t) must be determined experimentally in the respective gas. This inevitably means that the gas must be known in advance. In practice, this involves a not inconsiderable amount of effort, which is generally only worthwhile if the gas is used above the filling material 1 in a sufficiently large number of locations for these measuring devices.

Im ersten Fall ergibt sich dann aus Gleichung (3) und (4) das Verhältnis v1/v0 der Ausbreitungsgeschwindigkeiten v1, v0, aus dem anhand der bekannten Ausbreitungsbreitungsgeschwindigkeit v1 im Füllgut 1 die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 im Gas bestimmt wird. Darüber hinaus wird durch entsprechende Umschreibung des Abstands D und des Füllstands L in Gleichung (5) in die nun bekannten Größen tL, tB, v1, v1/v0 der gesuchte Referenzabstand H bestimmt.In the first case, equations (3) and (4) result in the ratio v 1 /v 0 of the propagation speeds v 1 , v 0 , from which the propagation speed v 0 in the gas is determined using the known propagation speed v 1 in the filling material 1 . In addition, the required reference distance H is determined by appropriately rewriting the distance D and the fill level L in equation (5) in the now known quantities t L , t B , v 1 , v 1 /v 0 .

Auch im zweiten Fall ergibt sich aus Gleichung (3) und (4) das Verhältnis v1/v0 der Ausbreitungsgeschwindigkeiten v1, v0. Die hier benötigte Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 erhält man, indem man den Abstand D und den Füllstands L in Gleichung (5) durch die nun bekannten Größen H, tL, tB, v1/v0 ausdrückt und Gleichung (5) nach der Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 auflöst.In the second case, too, the ratio v 1 /v 0 of the propagation velocities v 1 , v 0 results from equations (3) and (4). The propagation speed v 0 required here above the filling material 1 is obtained by expressing the distance D and the filling level L in Equation (5) by the now known variables H, t L , t B , v 1 /v 0 and Equation (5 ) according to the propagation velocity v 0 above the filling material 1.

Anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 und des Referenzabstands H ist damit in beiden Fällen die durch den Abgleich zu ermittelnde Zuordnung der mit dem Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten tL der Füllstandsechos EL zu den zugehörigen auf die Referenzhöhe R bezogenen Füllständen L durch die Beziehung: L = H D = H ½v 0  t L .

Figure DE102011089427B4_0007
gegeben.Based on the propagation speed v 0 above the filling material 1 and the reference distance H, the assignment of the transit times t L of the filling level echoes E L measured with the filling level measuring device to be determined by the comparison to the associated filling levels L related to the reference height R can be determined by the relationship in both cases : L = H D = H ½v 0 t L .
Figure DE102011089427B4_0007
given.

Das erfindungsgemäße Abgleichverfahren ist analog auch in Verbindung mit Füllstandsmessgeräten einsetzbar, die elektromagnetische Sendesignale S mittels einer in den Behälter hinein ragenden Sonde in den Behälter führen.The adjustment method according to the invention can also be used in an analogous manner in connection with fill level measuring devices which conduct electromagnetic transmission signals S into the container by means of a probe protruding into the container.

3 zeigt eine Messanordnung mit einem solchen Füllstandsmessgerät. Das Füllstandsmessgerät umfasst auch hier wieder eine Sende- und Empfangseinheit 5, die die in den Behälter 3 zu führenden Sendesignale S aussendet und deren im Behälter 3 zur Sende- und Empfangseinheit 5 zurück reflektierten Signalanteile R1, R2 empfängt und zur weiteren Verarbeitung einer entsprechenden Messelektronik 7 zuführt. 3 shows a measuring arrangement with such a fill level measuring device. Here, too, the fill level measuring device comprises a transmitting and receiving unit 5, which emits the transmission signals S to be routed into the container 3 and receives the signal components R1, R2 reflected back in the container 3 to the transmitting and receiving unit 5, and corresponding measurement electronics 7 for further processing supplies.

An die Sende- und Empfangsvorrichtung 5 ist hier eine im Betrieb in den Behälter 3 hineinragende Sonde 13 angeschlossen, entlang derer die Sendesignale S in den Behälter 3 und deren entlang der Sonde 7 reflektierten Signalanteile R1, R2 zur Sende- und Empfangsvorrichtung 5 zurück geführt werden. Auch hier werden die reflektierten Signalanteile R1, R2 nach einer von der entlang der Sonde 13 zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit t von der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 empfangen. Die elektromagnetischen Sendesignale S sind hier periodisch gesendete Hochfrequenzimpulse. Die Sonde 13 ist ein Wellenleiter, z.B. ein Sommerfeldscher Wellenleiter, ein Goubauscher Wellenleiter oder eine Koaxialwellenleiter. Als Wellenleiter können dabei sowohl ein einziger als auch zwei oder mehr parallel zueinander angeordnete Leiter verwendet werden, die sich von einem Punkt oberhalb des höchsten zu messenden Füllstandes nach unten in den Behälter 3 hinein erstrecken.Here, a probe 13, which protrudes into the container 3 during operation, is connected to the transmitting and receiving device 5, along which the transmitted signals S are fed back into the container 3 and their signal components R1, R2 reflected along the probe 7 to the transmitting and receiving device 5 . Here, too, the reflected signal components R1, R2 are received by the transmitting and receiving device 5 after a transit time t dependent on the distance covered along the probe 13. The electromagnetic transmission signals S are periodically transmitted high-frequency pulses. The probe 13 is a waveguide such as a Sommerfeld waveguide, a Goubauch waveguide or a coaxial waveguide. Either a single conductor or two or more conductors arranged parallel to one another can be used as waveguides, which extend downwards into the container 3 from a point above the highest filling level to be measured.

Trifft das Sendesignal S auf die Füllgutoberfläche 9 im Behälter 3, so wird zumindest ein Signalanteil R1 des Sendesignals aufgrund des an dieser Mediengrenze bestehenden Impedanzsprunges zurückreflektiert. Auch bei diesen Füllstandmessgeräten wird die Laufzeit t der empfangenen Signalanteile R1, R2 in der Regel bestimmt, in dem anhand der empfangenen Signalanteile R1, R2 eine Echofunktion A(t) abgeleitet wird, die die Amplituden A(t) der empfangenden Signale als Funktion von deren Laufzeit t wiedergibt.If the transmission signal S hits the filling material surface 9 in the container 3, then at least a signal component R1 of the transmission signal is reflected back due to the impedance jump existing at this media boundary. The transit time t of the received signal components R1, R2 is also generally determined with these level measuring devices by deriving an echo function A(t) from the received signal components R1, R2, which calculates the amplitudes A(t) of the received signals as a function of whose running time t represents.

Bei dieser Variante ist der im Referenzabstand H von der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 befindliche Reflektor durch das von der Sende- und Empfangsvorrichtung 5 abgewandte Sondenende 15 gegeben. Die Referenzhöhe R entspricht der Position des Sondenendes 15 im Behälter 3 und der Referenzabstand H entspricht der Sondenlänge. Die Füllgutoberfläche 9 durchdringende Signalanteile R2 erfahren hier eine Reflektion am offenen Ende, wodurch sich das Vorzeichen der Signalamplitude umgekehrt. 4 zeigt ein Beispiel einer in der Messanordnung von 3 abgeleiteten Echofunktion A(t). Sie weist ein auf die Reflektion eines Signalanteils R1 an der Füllgutoberfläche 9 zurückzuführendes Füllstandsecho EL und ein auf die Reflektion am Sondenende 15 zurückzuführendes Reflektorecho EB auf. Dabei weist die Amplitude AL des Füllstandsechos EL das gleiche Vorzeichen auf wie die Amplitude A0 des gesendeten Signals S, während die Amplitude AB des Reflektorechos EB mit entgegen gesetztem Vorzeichen auftritt, da hier physikalisch eine Reflektion am offenen Ende auftritt.In this variant, the reflector located at the reference distance H from the transmitting and receiving device 5 is provided by the probe end 15 facing away from the transmitting and receiving device 5 . The reference height R corresponds to the position of the probe end 15 in the container 3 and the reference distance H corresponds to the probe length. Signal portions R2 penetrating the filling material surface 9 are reflected here at the open end, as a result of which the sign of the signal amplitude is reversed. 4 shows an example of in the measurement arrangement of 3 derived echo function A(t). It has a filling level echo E L that is due to the reflection of a signal portion R1 on the surface 9 of the filling material and a reflector echo E B that is due to the reflection at the end of the probe 15 . The amplitude A L of the level echo E L has the same sign as the amplitude A 0 of the transmitted signal S, while the amplitude A B of the reflector echo E B occurs with the opposite sign, since there is a physical reflection at the open end.

Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Abgleichs in Verbindung mit dieser Art von Füllstandsmessgeräten gelten die gleichen oben genannten Voraussetzungen. D.h. es muss einen Füllstandsbereich geben, indem das Füllstandsmessgerät sowohl das Füllstandsecho EL als auch Reflektorecho EB identifizieren kann, und es muss entweder eine der Ausbreitungsgeschwindigkeiten v0, v1 ober- oder unterhalb der Füllgutoberfläche 9 entlang der Sonde 13 oder der Referenzabstand H als vorab bekannte Größe vorliegen.The same prerequisites mentioned above apply to the execution of the calibration according to the invention in connection with this type of filling level measuring device. This means that there must be a level range in which the level measuring device can identify both the level echo E L and the reflector echo EB , and either one of the propagation velocities v 0 , v 1 above or below the product surface 9 along the probe 13 or the reference distance H available as a previously known size.

Auch hier werden die Laufzeiten tL, tB des Füllstandsechos EL und des Reflektorechos EB gemessen, und es ist vorab eine in 4 gestrichelt eingezeichnete Totalreflektionsamplitude Atot(tL) zu berechnen oder experimentell zu bestimmten, die das Füllstandsecho EL aufweisen würde, wenn unter ansonsten identischen Bedingungen an der Füllgutoberfläche 9 eine Totalreflektion stattfinden würde. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist hier jedoch anstelle der Freifeldausbreitung der Signale die leitungsgebundene Ausbreitung der Signale zugrunde zu legen, die für Wellenleiter jedoch ebenfalls formelmäßig bekannt ist. Dabei gilt auch hier, dass die Dämpfung der Signale entlang der Sonde 13 in den allermeisten Gasen der entsprechenden Dämpfung in Luft vergleichbar ist, so dass es für die meisten Anwendungen ausreichend ist, die Totalreflektionsamplitude Atot(tL) als Funktion der Laufzeit t in Luft zu berechnen oder experimentell zu bestimmen.Here, too, the propagation times t L , t B of the level echo E L and the reflector echo E B are measured, and an in 4 to calculate or to determine experimentally the total reflection amplitude A tot (t L ) drawn in dashed lines, which the filling level echo E L would have if a total reflection were to take place on the filling material surface 9 under otherwise identical conditions. In contrast to the previous exemplary embodiment, however, instead of the free-field propagation of the signals, the line-bound propagation of the signals is to be taken as a basis here, which, however, is also known in terms of the formula for waveguides. It also applies here that the attenuation of the signals along the probe 13 in most gases is comparable to the corresponding attenuation in air, so that it is sufficient for most applications to calculate the total reflection amplitude A tot (t L ) as a function of the transit time t in air to calculate or to determine experimentally.

Ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der elektromagnetischen Signale S entlang der Sonde 13 oberhalb des Füllguts 1 und die Sondenlänge bekannt, ist für eine auf die Referenzhöhe R bezogene Füllstandsmessung kein Abgleich erforderlich.If the speed of propagation v 0 of the electromagnetic signals S along the probe 13 above the filling material 1 and the length of the probe are known, no adjustment is required for a fill level measurement based on the reference height R.

Bei Füllstandsmessgeräten dieser Art ist es jedoch häufig vorgesehen, dass die Sondenlänge auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung angepasst werden kann, indem sie nachträglich gekürzt wird. In dem Fall ist bei ansonsten unveränderter Sondenbeschaffenheit in der Regel die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der elektromagnetischen Signale S entlang der Sonde 13 oberhalb des Füllguts 1 bekannt, der Referenzabstand H jedoch nicht mehr oder nicht mehr mit ausreichender Genauigkeit.However, with fill level measuring devices of this type, it is often provided that the probe length can be adapted to the needs of the respective application by subsequently shortening it becomes. In this case, the propagation speed v 0 of the electromagnetic signals S along the probe 13 above the filling material 1 is generally known with an otherwise unchanged probe condition, but the reference distance H is no longer known or no longer with sufficient accuracy.

In diesem Fall wird auch hier der oben für den Fall einer bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 bei unbekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit v1 unterhalb des Füllguts 1 und unbekanntem Referenzabstand H beschriebene Abgleich völlig analog ausgeführt, indem auch hier anhand von Gleichung (3) und (4) das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten v1/v0 und anhand von Gleichung (5) der der unbekannten Sondenlänge entsprechende Referenzabstand H bestimmt wird, über den dann die gesuchte Zuordnung der mit dem Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeit tL der Füllstandsechos zu dem auf die Referenzhöhe R bezogenen Füllstand L gegeben ist.In this case, the adjustment described above for the case of a known propagation speed v 0 above the filling material 1 with an unknown propagation speed v 1 below the filling material 1 and an unknown reference distance H is also carried out in a completely analogous manner here by using equation (3) and ( 4) the ratio of the propagation velocities v 1 /v 0 and using equation (5) the reference distance H corresponding to the unknown probe length is determined, via which the searched assignment of the transit time t L of the level echoes measured with the level measuring device to the reference height R related level L is given.

Das gleiche gilt entsprechend für den Fall einer bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit v1 unterhalb des Füllguts 1 bei unbekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 oberhalb des Füllguts 1 und unbekanntem Referenzabstand H.The same applies in the case of a known propagation speed v 1 below the filling material 1 with an unknown propagation speed v 0 above the filling material 1 and an unknown reference distance H.

Voraussetzung hierfür ist jedoch auch hier, dass die Totalreflektionsamplitude Atot(t) als Funktion der Laufzeit t für das oberhalb des Füllguts 1 befindliche Gas vorab analytisch, numerisch oder experimentell ermittelt worden ist. Dabei kann auch hier in den oben genannten Fällen von Gasen mit einer der Dämpfung in Luft vergleichbaren Dämpfung die in Luft als Funktion der Laufzeit t bestimmte Totalreflektionsamplitude Atot(t) verwendet werden.A prerequisite for this, however, is that the total reflection amplitude A tot (t) as a function of the transit time t for the gas located above the filling material 1 has previously been determined analytically, numerically or experimentally. In the above-mentioned cases of gases with an attenuation comparable to the attenuation in air, the total reflection amplitude A tot (t) determined in air as a function of the transit time t can also be used here.

Ebenfalls analog zu dem entsprechenden oben ausgeführten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße Abgleichsverfahren in Verbindung mit Füllstandsmessgeräten mit geführten elektromagnetischen Signalen in den Fällen einsetzbar, in denen zwar die Sondenlänge und damit der Referenzabstand H bekannt ist, die Ausbreitungsgeschwindigkeit v0 der geführten Signale ober- und unterhalb des Füllguts 1 jedoch unbekannt ist.Also analogous to the corresponding exemplary embodiment described above, the adjustment method according to the invention can be used in connection with level measuring devices with guided electromagnetic signals in cases in which the probe length and thus the reference distance H is known, the propagation speed v 0 of the guided signals above and below the However, filling material 1 is unknown.

Letzteres ist z.B. dann der Fall, wenn die Sonde 13 nachträglich mit einer die Signalausbreitung der geführten Signale verändernden Beschichtung versehen wird, oder die Sonde 13 in eine die Signalausbreitung entlang der Sonde 13 verändernde Umgebung, wie z.B. ein - in 3 gestrichelt angedeutetes - Schwallrohr 17, eingesetzt wird.The latter is the case, for example, when the probe 13 is subsequently provided with a coating that changes the signal propagation of the guided signals, or the probe 13 is placed in an environment that changes the signal propagation along the probe 13, such as a - in 3 dashed line indicated - surge pipe 17, is used.

Voraussetzung hierfür ist, dass die resultierende Ausbreitungsgeschwindigkeiten v0 oberhalb des Füllguts 1 über die gesamte Länge der Sonde 13 im wesentlichen konstant ist. In Anwendungen in denen diese Bedingung nicht erfüllt ist, sind diese Füllstandsmessgeräte jedoch ohnehin unabhängig vom Abgleichverfahren nicht zur Füllstandsmessung einsetzbar.The prerequisite for this is that the resulting propagation speed v 0 above the filling material 1 is essentially constant over the entire length of the probe 13 . However, in applications in which this condition is not met, these level gauges cannot be used for level measurement anyway, regardless of the calibration method.

Voraussetzung ist natürlich auch hier, dass die Totalreflektionsamplitude Atot(t) als Funktion der Laufzeit t für die beschichtete bzw. in das Schwallrohr eingebrachte Sonde 13 vorab analytisch oder numerisch berechnet oder experimentell bestimmt worden ist. Hierfür sind vorab Zusatzinformationen über das Schwallrohr 17 bzw. die Beschichtung erforderlich.Here, too, the prerequisite is of course that the total reflection amplitude A tot (t) as a function of the transit time t for the coated probe 13 or that inserted into the stilling well has been calculated in advance analytically or numerically or determined experimentally. Additional information about the surge pipe 17 or the coating is required for this in advance.

Das erfindungsgemäße Abgleichverfahren bietet den Vorteil, dass es vom jeweiligen Füllstandsmessgerät vollständig selbsttätig ausgeführt werden kann, ohne dass vom Anwender ein bestimmter Füllstand L eingestellt, vorgegeben oder anderweitig ermittelt werden muss. Das Abgleichverfahren kann damit jederzeit ausgeführt werden, ohne dass der im Behälter 3 ablaufende Prozess unterbrochen oder verändert werden muss.The adjustment method according to the invention offers the advantage that it can be carried out completely automatically by the respective filling level measuring device without a specific filling level L having to be set, specified or otherwise determined by the user. The adjustment method can thus be carried out at any time without the process running in the container 3 having to be interrupted or changed.

Es ist auch dann noch anwendbar, wenn die Dämpfung der Signale im Füllgut 1 zu hoch ist, um bei verhältnismäßig vollem Behälter 1 das Reflektorecho EB eindeutig zu identifizieren. In dem Fall führt das Füllstandsmessgerät das Abgleichverfahren solange durch, bis der Füllstand L im Behälter 3 aufgrund des ohnehin dort ablaufenden Prozesses so weit abgesunken ist, dass beide benötigten Echos EB, EL zweifelsfrei identifiziert werden können.It can also be used when the attenuation of the signals in the filling material 1 is too high to clearly identify the reflector echo E B when the container 1 is relatively full. In this case, the fill-level measuring device carries out the calibration process until the fill level L in the container 3 has dropped so far due to the process already taking place there that both required echoes E B , E L can be identified beyond doubt.

Das gleiche gilt entsprechend, wenn der Behälter 1 zu Beginn des Abgleichs leer ist, da bei leerem Behälter 3 die benötigte Amplitude AL des Füllstandsechos EL nicht bestimmt werden kann. Darüber hinaus können Füllstandsmessgeräte, die ihre Sendesignale S frei abstrahlen, bei leerem Behälter 3 nicht unterscheiden, ob das einzige identifizierbare Echo von einem Füllstand L oder vom Reflektor stammt. Auch hier wird das Verfahren dementsprechend fortgesetzt bis ein für die Identifizierung der beiden benötigten Echos EL, EB ausreichend hoher Füllstand L im Behälter 3 auftritt.

1
Füllgut
3
Behälter
5
Sende- und Empfangsvorrichtung
7
Messelektronik
9
Füllgutoberfläche
11
Behälterboden
13
Sonde
15
Sondenende
17
Schwallrohr
The same applies accordingly if the container 1 is empty at the beginning of the calibration, since the required amplitude A L of the level echo E L cannot be determined when the container 3 is empty. In addition, when the container 3 is empty, level measuring devices that emit their transmission signals S freely cannot distinguish whether the only identifiable echo originates from a level L or from the reflector. Here, too, the method is continued accordingly until a fill level L in the container 3 that is sufficiently high for the identification of the two required echoes E L , E B occurs.
1
contents
3
container
5
Transmitting and receiving device
7
measuring electronics
9
product surface
11
container bottom
13
probe
15
probe end
17
stillpipe

Claims (7)

Verfahren zum Abgleich eines Füllstandsmessgeräts zur Messung eines Füllstands (L) eines Füllguts (1) in einem Behälter (3), - das in einem Messbetrieb mittels einer Sende- und Empfangsvorrichtung (5) elektromagnetische Sendesignale (S) in Richtung des Füllguts (1) sendet und deren an einer Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteile (R1) nach einer vom Füllstand (L) abhängigen Laufzeit (tL) empfängt, und - anhand dieser Laufzeit (tL) den Füllstand (L) im Behälter (3) bezogen auf eine in einem Referenzabstand (H) von der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) befindliche Referenzhöhe (R) im Behälter (3) bestimmt, in Messanordnungen, in denen - zumindest bei innerhalb eines Füllstandbereichs liegenden Füllständen (L) ein Signalanteil (R2) der Sendesignale (S) die Füllgutoberfläche (9) durchdringt und über eine Reflektion an einem im Referenzabstand (H) von der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) befindlichen Reflektor nach einer von einer im Behälter (3) zurückgelegten Wegstrecke abhängigen Laufzeit (tB) empfangen wird, - eine Totalreflektionsamplitude (Atot(t)) als Funktion der Laufzeit (t) berechenbar ist oder vorab experimentell bestimmt wurde, die gleich einer Amplitude ist, die ein nach der Laufzeit (t) empfangener im Behälter (3) reflektierter Signalanteil aufweisen würde, wenn am zugehörigen Reflektionsort eine Totalreflektion stattgefunden hätte, und - entweder eine der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) der Signale oberhalb oder unterhalb der Füllgutoberfläche (9) oder der Referenzabstand (H) eine bekannte Größe ist, bei dem - bei Vorliegen eines innerhalb des Füllstandsbereichs liegenden Füllstands (L) die Laufzeiten (tL, tB) eines an der Füllgutoberfläche (9) und eines am Reflektor reflektierten Signalanteils (R1, R2) und eine Amplitude (AL) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) gemessen werden, - anhand einer physikalischen Abhängigkeit eines durch ein Verhältnis der Amplitude (AL) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) zur Totalreflektionsamplitude (Atot(tL)) bei der Laufzeit (tL) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) gegebenen Reflektionskoeffizienten (r) von einem Verhältnis der Wurzeln der Dielektrizitätskonstanten (εL, εG) des Füllguts (1) und eines oberhalb des Füllguts (1) befindlichen Gases ein Verhältnis (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) ober- und unterhalb der Füllgutoberfläche (9) bestimmt wird, und - anhand des Verhältnisses (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1), der gemessenen Laufzeiten (tL, tB) und der bekannten Größe eine Zuordnung bestimmt wird, die vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten (tL) von an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteilen (R1) auf die Referenzhöhe (R) bezogene Füllstände (L) zuordnet.Method for adjusting a fill-level measuring device for measuring a fill level (L) of a filling (1) in a container (3), - which, in a measuring operation, transmits electromagnetic transmission signals (S) in the direction of the filling (1) by means of a transmitting and receiving device (5) transmits and receives its signal components (R1) reflected on a filling material surface (9) after a transit time (t L ) dependent on the fill level ( L ), and - based on this transit time (t L ), the fill level (L) in the container (3) in relation to a reference level (R) located at a reference distance (H) from the transmitting and receiving device (5) in the container (3) is determined, in measuring arrangements in which - at least in the case of levels (L) lying within a level range, a signal component (R2) of the Transmission signals (S) penetrate the filling material surface (9) and are received via a reflection on a reflector located at a reference distance (H) from the transmitting and receiving device (5) after a transit time (t B ) dependent on a distance covered in the container (3). - a total reflection amplitude (A tot (t)) can be calculated as a function of the transit time (t) or has been experimentally determined beforehand, which is equal to an amplitude which a signal component reflected in the container (3) received after the transit time (t) has would have occurred if total reflection had taken place at the associated reflection site, and - either one of the propagation speeds (v 0 , v 1 ) of the signals above or below the filling material surface (9) or the reference distance (H) is a known size, at which - if present a fill level (L) within the fill level range, the propagation times (t L , t B ) of a signal component (R1, R2) reflected on the fill material surface (9) and of a signal component (R1, R2) reflected on the reflector and an amplitude (A L ) of the signal component on the fill material surface (9) reflected signal component (R1) can be measured, - based on a physical dependence of a signal component (R1) reflected on the filling material surface (9) by a ratio of the amplitude (A L ) to the total reflection amplitude (A tot (t L )) at the transit time (t L ) of the signal portion (R1) reflected on the surface (9) of the filling material given reflection coefficient (r) of a ratio of the roots of the dielectric constants (ε L , ε G ) of the filling material (1) and a gas located above the filling material (1) a ratio (v 1 /v 0 ) of the propagation velocities (v 0 , v 1 ) above and below the filling material surface (9) is determined, and - using the ratio (v 1 /v 0 ) of the propagation velocities (v 0 , v 1 ), an assignment is determined from the measured transit times (t L , t B ) and the known quantity, the transit times (t L ) measured by the level gauge from signal components (R1) reflected on the product surface (9) related to the reference level (R) levels (L ) assigned. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - das Abgleichverfahren bei Vorliegen eines beliebigen Füllstands (L) im Behälter (3) begonnen wird, - während des Abgleichs ein Prozess in dem Behälter (3) abläuft, durch den sich der Füllstand (L) in Abhängigkeit vom Prozess verändert, - das Füllstandsmessgerät während des Abgleichs solange Sendesignale in den Behälter (3) sendet und anhand der empfangenen im Behälter (3) reflektierten Signalanteile (R1, R2) Echofunktionen (A(t)) ableitet, die die Amplituden (A) der empfangenen Signalanteile (R1, R2) als Funktion von deren für die im Behälter (3) zurückgelegte Wegstrecke benötigte Laufzeit (t) wiedergeben, bis in einer der Echofunktionen (A(t)) ein auf eine Reflektion an der Füllgutoberfläche (9) zurückzuführendes Maximum und ein auf eine Reflektion am Reflektor zurückzuführendes Maximum auftreten.procedure after claim 1 , in which - the adjustment procedure is started when any fill level (L) is present in the container (3), - a process takes place in the tank (3) during the adjustment, as a result of which the fill level (L) changes as a function of the process, - the fill level measuring device sends transmission signals into the container (3) during the adjustment and derives echo functions (A(t)) from the received signal components (R1, R2) reflected in the container (3) which determine the amplitudes (A) of the received signal components ( R1, R2) as a function of the travel time (t) required for the distance covered in the container (3) until in one of the echo functions (A(t)) a maximum attributable to a reflection on the filling material surface (9) and a maximum maximum due to reflection at the reflector. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - die Sendesignale (S) frei abgestrahlte Mikrowellensignale, insb. Mikrowellenpulse oder frequenz-modulierte Signale, sind, und - der Referenzabstand (H) ein Abstand zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und einem Behälterboden (11) des Behälters (3) ist.procedure after claim 1 , in which - the transmission signals (S) are freely radiated microwave signals, especially microwave pulses or frequency-modulated signals, and - the reference distance (H) is a distance between the transmitting and receiving device (5) and a container bottom (11) of the container (3) is. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - das Füllstandsmessgerät eine an die Sende- und Empfangsvorrichtung (5) angeschlossene in den Behälter (3) hinein ragende Sonde (13) aufweist, die die Sendesignale (S) in den Behälter (3) hinein und deren im Behälter (3) entlang der Sonde (13) reflektierten Signalanteile (R1, R2) zur Sende- und Empfangsvorrichtung (5) zurück führt, und - der Referenzabstand (H) gleich einer mechanischen Sondenlänge der Sonde (13) ist.procedure after claim 1 , in which - the fill level measuring device has a probe (13) which is connected to the transmitting and receiving device (5) and protrudes into the container (3) and which transmits the transmitted signals (S) into the container (3) and those in the container (3 ) signal components (R1, R2) reflected along the probe (13) to the transmitting and receiving device (5) and - the reference distance (H) is equal to a mechanical probe length of the probe (13). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) der Signale oberhalb der Füllgutoberfläche (9) bekannt ist, - anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) der Signale oberhalb der Füllgutoberfläche (9), des Verhältnisses (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) und der gemessenen Laufzeiten (tL, tB) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) und des am Reflektor reflektierten Signalanteils (R2) der Referenzabstand (H) bestimmt wird, und - die Zuordnung erfolgt, indem den vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten (tL) von an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteilen (R1) über die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) oberhalb des Füllguts (1) ein Abstand (D) zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und der Füllgutoberfläche (9) zugeordnet wird, und diesem ein auf die Referenzhöhe (R) bezogener Füllstand (L) zugeordnet wird, der einer Differenz zwischen dem Referenzabstand (H) und dem Abstand (D) zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und der Füllgutoberfläche (9) entspricht.procedure after claim 1 , in which - the propagation speed (v 0 ) of the signals above the filling material surface (9) is known, - based on the propagation speed (v 0 ) of the signals above the filling material surface (9), the ratio (v 1 /v 0 ) of the propagation velocities ( v 0 , v 1 ) and the measured propagation times (t L , t B ) of the signal component (R1) reflected on the filling material surface (9) and of the signal component (R2) reflected on the reflector, the reference distance (H) is determined, and - the assignment takes place by adding a distance (D) between the transmitting and receiving device (5 ) and the Filling material surface (9) is assigned, and a filling level (L) related to the reference height (R) is assigned to this, which corresponds to a difference between the reference distance (H) and the distance (D) between the transmitting and receiving device (5) and the Filling material surface (9) corresponds. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v1) der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche (9) bekannt ist, - anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit (v1) der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche (9) und des Verhältnisses (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) der Signale oberhalb des Füllguts (1) bestimmt wird, - anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit (v1) der Signale unterhalb der Füllgutoberfläche (9), des Verhältnisses (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) und der gemessenen Laufzeiten (tL, tB) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) und des am Reflektor reflektierten Signalanteils (R2) der Referenzabstand (H) bestimmt wird, und - die Zuordnung erfolgt, indem den vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten (tL) von an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteilen (R1) über die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) oberhalb des Füllguts (1) ein Abstand (D) zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und der Füllgutoberfläche (9) zugeordnet wird, und diesem ein auf die Referenzhöhe (R) bezogener Füllstand (L) zugeordnet wird, der einer Differenz zwischen dem Referenzabstand (H) und dem Abstand (D) zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und der Füllgutoberfläche (9) entspricht.procedure after claim 1 , in which - the propagation speed (v 1 ) of the signals below the filling material surface (9) is known, - based on the propagation speed (v 1 ) of the signals below the filling material surface (9) and the ratio (v 1 /v 0 ) of the propagation velocities ( v 0 , v 1 ) the propagation speed (v 0 ) of the signals above the filling material (1) is determined, - using the propagation speed (v 1 ) of the signals below the filling material surface (9), the ratio (v 1 / v 0 ) of Propagation velocities (v 0 , v 1 ) and the measured propagation times (t L , t B ) of the signal component (R1) reflected on the filling material surface (9) and of the signal component (R2) reflected on the reflector, the reference distance (H) is determined, and - the assignment is made by assigning a distance (D) between the transmitting and receiving device to the propagation speed (v 0 ) above the filling material (1) measured by the filling level measuring device (t L ) of signal components (R1) reflected on the filling material surface (9). (5) and the surface (9) of the filling material, and a filling level (L) related to the reference height (R) is assigned to this, which is a difference between the reference distance (H) and the distance (D) between the transmitting and receiving device (5) and the filling material surface (9). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - der Referenzabstand (H) bekannt ist, - anhand des Referenzabstands (H), des Verhältnisses (v1/v0) der Ausbreitungsgeschwindigkeiten (v0, v1) und der gemessenen Laufzeiten (tL, tB) des an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteils (R1) und des am Reflektor reflektierten Signalanteils (R2) die oberhalb des Füllguts (1) auftretende Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) bestimmt wird, und - die Zuordnung erfolgt, indem den vom Füllstandsmessgerät gemessenen Laufzeiten (tL) von an der Füllgutoberfläche (9) reflektierten Signalanteilen (R) über die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v0) oberhalb des Füllguts (1) ein Abstand (D) zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und der Füllgutoberfläche (9) zugeordnet wird, und diesem ein auf die Referenzhöhe (R) bezogener Füllstand (L) zugeordnet wird, der einer Differenz zwischen dem Referenzabstand (H) und dem Abstand (D) zwischen der Sende- und Empfangsvorrichtung (5) und der Füllgutoberfläche (9) entspricht.procedure after claim 1 , where - the reference distance (H) is known, - based on the reference distance (H), the ratio (v 1 /v 0 ) of the propagation velocities (v 0 , v 1 ) and the measured propagation times (t L , t B ) of the The propagation velocity (v 0 ) occurring above the filling material (1) is determined from the signal portion (R1) reflected on the surface (9) of the filling material and the signal portion (R2) reflected at the reflector, and - the assignment is made by the propagation times measured by the filling level measuring device (t L ) a distance (D) between the transmitting and receiving device (5) and the surface (9) of the filling material is assigned to signal components (R) reflected on the filling material surface (9) via the propagation speed (v 0 ) above the filling material (1), and this is assigned a level (L) related to the reference level (R), which corresponds to a difference between the reference distance (H) and the distance (D) between the transmitting and receiving device (5) and the surface (9) of the filling material.
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