DE4234300C2 - Füllstand-Meßverfahren - Google Patents
Füllstand-MeßverfahrenInfo
- Publication number
- DE4234300C2 DE4234300C2 DE19924234300 DE4234300A DE4234300C2 DE 4234300 C2 DE4234300 C2 DE 4234300C2 DE 19924234300 DE19924234300 DE 19924234300 DE 4234300 A DE4234300 A DE 4234300A DE 4234300 C2 DE4234300 C2 DE 4234300C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- echo
- useful
- filling
- signal
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S15/101—Particularities of the measurement of distance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Füllstand-Meßverfahren nach den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein solches Füllstand-Meßverfahren ist beispielsweise aus der
US-PS 4 596 144 bekannt. In dem dort beschriebenen akustischen
Meßsystem werden in einem Speicher Echodaten zumindest eines
Sendeimpulses gespeichert und der Verlauf dieser Echosignale
durch Vergleich mit Geraden einer dem Abklingen der Amplituden
des Echosignals entsprechenden Neigung verrechnet, um das
gewünschte Nutzecho mit verbesserter Erfassungswahrscheinlich
keit zu ermitteln und auswerten zu können. Dieses Verfahren
erfordert allerdings verhältnismäßig hohen Verarbeitungsauf
wand. Zudem besteht weiterhin die auch sonst allgemein gegebe
ne Schwierigkeit, Nutzechos, die direkt von der Füllgut
oberfläche reflektiert werden und die gewünschte Abstands
information beinhalten, von Störechos zu unterscheiden, die von
Behälterwandungen oder dergleichen stammen und damit keine
relevante Füllstandinformation enthalten.
Allgemein werden nämlich bei einer Füllstandmessung in Form
einer Laufzeitmessung von ausgesandten und wieder zurückre
flektierten Signalen diese Signale nicht nur am Füllgut
selbst, sondern auch an Behälterwänden, Behältereinbauten,
Füllgutanbackungen, evtl. im Signalweg liegenden Fenstern,
Stutzenrändern oder auch mehrfach zwischen Füllgutoberfläche
und Behälterdeckel oder -wand reflektiert. Das empfangene
Signal beinhaltet somit im allgemeinen neben dem eigentlichen
Nutzecho auch noch etliche Störechos völlig unterschiedlicher
Laufzeit, wobei sich die einzelnen Echos zusätzlch in der
Amplitude und ggf. der Echoform unterscheiden. Die Auswerte
schaltung des Meßgeräts muß daher aus der Fülle der in einem
Empfangssignal vorhandenen Echosignale anhand einer Gewichtung
dieser Echomerkmale (Laufzeit, Amplitude und ggf. Echoform)
das direkt von der Füllgutoberfläche reflektierte Nutzecho
erfassen können, um dieses hinsichtlich der Laufzeit und damit
des gemessenen Abstands auswerten zu können.
Um diese Nutzechoerkennung zu ermöglichen, werden häufig vom
Bedienungspersonal Informationen über Parameter betreffend das
Füllgut und den Behälter eingegeben und in der Auswerteschal
tung des Füllstand-Meßgeräts gespeichert. Zudem kann im Füll
stand-Meßgerät ein Erfahrungskatalog über die Art und Weise
der Nutzsignalextrahierung implementiert werden, um die
Wahrscheinlichkeit der korrekten Nutzechoerfassung zu ver
bessern. Aufgrund der großen Bandbreite einsatzbedingter Ab
weichungen des Empfanassignalverlaufs ist es jedoch trotz
solcher unterstützenden Maßnahmen schwierig, das Nutzecho mit
hoher Zuverlässigkeit von Störechos zu unterscheiden und somit
eine Füllstanddetektion mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
Aus DE 31 34 243 A1 ist ein Füllstand-Meßverfahren bekannt,
das nach dem sog. Dauerstrichverfahren arbeitet und zwingend
eine Signalmischstufe zum Mischen von Empfang- und Sendesignal
sowie eine geeignete Filtereinrichtung zum Ausfiltern von
Störechos benötigt. Ein Empfangsvergleich zwischen zwei auf
einanderfolgenden Empfangsphasen findet bei diesem Füllstand-
Meßverfahren nicht statt. Es wird vielmehr zunächst das Sende
signal mit dem sowohl das Nutzecho als auch Störechos enthal
tenden Empfangssignal in der Signalmischstufe gemischt und
anschließend der Störechoanteil durch eine geeignete Filterung
eleminiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Füllstad-Meß
verfahren zu schaffen, das in verhältnismäßig einfacher Weise
einer Verbesserung der Erkennung des Nutzechos erlaubt und
damit eine erhöhte Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Füll
standdetiktion ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Maß
nahmen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Bei der Erfindung wird somit in einer Auswerteschaltung durch
Vergleichen der Signalverläufe bzw. Kenndaten überprüft, wel
che Signalverläufe bzw. Kenndaten Echoimpulse enthalten oder
repräsentieren, die sich in mehreren aufeinanderfolgenden
Empfangsphasen in ihrer Laufzeit kontinuierlich zeitlich
verschieben. Bei Erfassung solcher Echoimpulse werden diese
als Nutzecho ausgewertet.
Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, daß
normalerweise alle Echosignale in ihrer zeitlichen Lage, bezo
gen auf den jeweiligen Aussendezeitpunkt des Sendesignals,
statisch sind. Dies rührt daher, daß die Signallaufzeiten bei
Reflektion an den Behälterinnenwänden, usw. in zeitlicher
Hinsicht stabil sind, so daß die Lage solcher Störimpulse auch
bei wiederholten Messungen innerhalb des Empfangsprofils un
veränderlich ist. Diese zeitliche Lagestabilität innerhalb des
Empfangsprofils trifft normalerweise auch für das direkt von
der Füllgutoberfläche reflektierte Nutzecho zu.
Bei einer Füllstanddetektion tritt aber der Fall auf, daß der
das Füllgut enthaltende Behälter zu gegebenen Zeiten gezielt
befüllt oder entleert wird. Hierbei verändert sich dann
selbstverständlich auch die Höhenlage der Füllgutoberfläche,
so daß sich die Laufzeit des von der Füllgutoberfläche reflek
tierten Nutzechos kontinuierlich ändert, nämlich bei Befüllung
(und bei im Behälter-Deckelbereich montiertem Wandler) konti
nuierlich kleiner wird,
während sie umgekehrt bei Entleerung sich vergrößert.
Diese Befüllung und/oder Entleerung wirkt sich damit deut
lich auf die zeitliche Lage des Nutzechos aus, und beein
flußt die zeitliche Lage der übrigen Echoanteile, d. h.
der Störechos nicht.
Bei der Erfindung wird diese kontinuierliche Änderung des
Nutzechos während der Befüllung oder Entleerung des Füll
gutbehälters ausgewertet. Somit wird dieses zusätzliche
Echomerkmal der dynamischen Verschiebung der zeitlichen
Lage des Nutzechos während der Befüllung und/oder Entlee
rung ergänzend erfaßt und ausgewertet. Es wird somit das
jenige Echo, das seine Laufzeit über mehrere Messungen
hinweg kontinuierlich ändert, während alle anderen Lauf
zeiten konstant bleiben, als Nutzecho eingestuft.
Die während der aufeinanderfolgenden Empfangsphasen emp
fangenen Signalverläufe können im Speicher im wesentlichen
unverändert gespeichert werden - abgesehen von der übli
cherweise vorhandenen Filterung und Digitalisierung sowie
der ggf. durchgeführten Hüllkurvendemodulation. Alterna
tiv ist es zur Verringerung des Speicherplatzbedarfs auch
möglich, nicht die Signalverläufe direkt, sondern ledig
lich Kenndaten hierfür zu speichern. Diese Kenndaten bein
halten Aussagen über die zeitliche Lage und vorzugsweise
auch über die Amplitude und das Echoprofil der einzelnen
Echosignale innerhalb des Empfangssignals. In jeder Emp
fangsphase werden somit Kenndaten für alle empfangenen
Echoimpulse gebildet. Die Auswerteschaltung muß dann le
diglich die Kenndaten aller empfangenen Echoimpulse auf
einanderfolgender Signalverläufe im Hinblick auf zeitliche
Verschiebung auswerten. Zusätzlich lassen sich in diesem
Fall noch die weiteren Kontrollüberprüfungen durchführen,
daß die Kenndaten für zeitlich dynamisch sich verschie
bende Echoimpulse dahingehend kontrolliert werden, ob die
Amplitudenwerte und ggf. auch das Echoprofil dieser
Echoimpulse im wesentlichen gleich bleiben. Durch diese
zusätzliche Kontrollüberprüfung kann sichergestellt wer
den, daß tatsächlich das sich aufgrund einer Befüllung
oder Entleerung zeitlich verschiebende, dem Nutzecho ent
sprechende Impulssignal erfaßt wird. Durch diese Maßnahme
lassen sich Störungen, die z. B. durch eingeblendete zu
sätzliche vermeintliche Echosignale aufgrund des Befül
lungslärms oder dergleichen hervorgerufen werden, unter
drücken. Diese Berücksichtigung zusätzlicher
Impulsklassifizierungsparameter wie etwa die Impulsampli
tude und das Echoprofil ist selbstverständlich nicht nur
bei Umsetzung der im empfangenen Signal vorhandenen
Echoimpulse in Kenndaten möglich, sondern kann in gleicher
Weise auch bei direkter Speicherung der ggf. bearbeiteten
Empfangssignalverläufe stattfinden.
Als Nutzecho wird somit dasjenige Echo eingestuft, dessen
Laufzeit sich aufgrund einer Befüllung oder Entleerung
über mehrere Messungen hinweg kontinuierlich ändert. Die
ses Echo ist beispielsweise auch von dem Echo eines Rühr
werkflügels klar unterscheidbar, da letzteres Echo immer
an derselben zeitlichen Stelle im Empfangsprofil erscheint
und lediglich plötzlich auftaucht und dann wieder ver
schwindet. In gleicher Weise läßt sich das Nutzecho auch
von Echos unterscheiden, die aufgrund des Abbrechens einer
Füllgutanbakung an der Behälterwand oder eines in die Meß
strecke gelangenden Befüllstroms erzeugt werden. Solche
Echos sind "springende" Echos, die an bestimmten zeitli
chen Stellen plötzlich auftauchen und wieder verschwinden.
Diese springenden Echos zeigen damit deutlich andere Cha
rakteristik als die kriechenden Veränderungen des
Nutzechos bei einer Füllstandänderung.
Ebenso ergeben Störreflektionsstellen, die bei einer Be
füllung vom Füllgut überdeckt werden oder bei einer Ent
leerung aus diesem auftauchen, lediglich eine radikale Am
plitudenänderung bei konstanter Laufzeit, haben aber nicht
den Effekt der kontinuierlichen Laufzeitänderung.
In manchen Fällen kann eine Mehrfachreflektion des Sende
signals zwischen Füllgutoberfläche und Behälterdeckel auf
treten, die zu mehreren äquidistanten Echos führen. Bei
einer Befüllung oder Entleerung zeigen alle diese (vom
Füllgutpegel abhängigen) Echos das Merkmal der kontinuier
lichen Laufzeitänderung. Um auch in diesem Fall eine kor
rekte Selektion des eigentlich gewünschten Nutzechos zu
erreichen, werden erfindungsgemäß diejenigen dieser
Echoimpulse als Nutzecho eingestuft, die die kürzeste Si
gnallaufzeit zwischen Aussendung und Empfang haben. Bei
mehreren Echos mit sich kontinuierlich ändernden Laufzei
ten, die in der Regel auch noch gleiche gegenseitige zeit
liche Abstände haben, ist somit stets das Echo mit der
kürzesten Laufzeit das gesuchte Nutzecho.
Vorzugsweise wird der das Füllgut enthaltende Behälter,
sofern möglich, in einer Testphase, die verhältnismäßig
kurz sein kann, kontinuierlich gefüllt oder entleert und
hierbei die Füllstandsmessung mehrfach wiederholt. In die
ser Testphase ergibt sich somit zwangsweise eine Verschie
bung der Laufzeit des Nutzechos, wobei noch zusätzlich die
Richtung der kontinuierlichen Verschiebung der Laufzeit
bekannt ist, da diese Richtung davon abhängig ist, ob der
Behälter gefüllt oder entleert wird. Durch wiederholte
Durchführung der Füllstandsmessung läßt sich somit das
sich hierbei kontinuierlich in seiner zeitlichen Lage än
dernde Nutzecho selektieren, so daß dieses bei den
nachfolgenden Füllstandsmessungen mit hoher Zuverlässig
keit herausgegriffen und ausgewertet werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Befül
lung und/Entleerung des Füllgutbehälters aktiv zu erfas
sen. Die Auswerteschaltung muß daher das Merkmal des sich
kontinuierlich verändernden Nutzechos nicht selbsttätig
aus dem Empfangssignalverlauf rekonstruieren und hieraus
auf eine Befüllung oder Entleerung zurückschließen, son
dern erhält vorteilhaft aktiv eine Information über die
Befüllung oder Entleerung und kann auf der Basis dieser
Information den Empfangssignalverlauf gezielt im Hinblick
auf die Detektion eines sich in seiner Laufzeit kontinu
ierlich verändernden Impulses, nämlich des Nutzechos, aus
werten. In diesem Fall kann die Auswerteschaltung so aus
gelegt sein, daß sie das Empfangssignal nur dann im Hin
blick auf zeitlich sich kontinuierlich verschiebende
Echoimpulsanteile untersucht, wenn eine Befüllung oder
Entleerung des Behälters erfaßt wird. Außerhalb einer Be
füllung oder Entleerung des Behälters evtl. auftretende,
beispielsweise durch Erschütterungen hervorgerufene Si
gnallaufzeitveränderungen bleiben damit unberücksichtigt,
d. h. sie haben keine negativen Auswirkungen auf die
Nutzechoselektion.
Die Befüllung oder Entleerung kann durch einen oder meh
rere Sensoren im Befüllungs- und/Entleerungsschacht oder
an den Einlaß- und/oder Auslaßverschlüssen erfaßt werden.
Vorzugsweise wird bei Erfassung einer solchen Befüllung
oder Entleerung die Wiederholfrequenz der Füllstanddetek
tion erhöht, so daß eine erhöhte Anzahl von Empfangspro
filverläufen bereitgestellt wird, die sich im Hinblick auf
die kontinuierliche Verschiebung von in diesen Emp
fangsprofilverläufen enthaltenen Echoimpulsanteilen mit
erhöhter Zuverlässigkeit auswerten lassen. Durch die Be
reitstellung von Empfangsprofilverläufen mit kleinerem
zeitlichen Abstand als üblich kann die Auswerteschaltung
diese kontinuierliche Änderung der Lage des Nutzechos mit
verbesserter Genauigkeit erkennen und von evtl. vorhan
denen kurzfristigen Störeffekten klarer unterscheiden.
Die Erfindung ermöglicht somit eine verbesserte Selektie
rung zwischen Nutz- und Störechos bei Füllstand-Meßgeräten
selbst dann, wenn sehr viele oder große Störechos vorhan
den sind. Durch die Auswertung des Echomerkmals "Dynamik"
ist es somit schon nach einer einmaligen Änderung des
Füllstands möglich, das Nutzecho, das den kürzesten Ab
stand zwischen Meßgerät und Füllgutoberfläche aufweist,
aus einer Vielzahl von Reflektionen herauszugreifen. Hier
durch erhöht sich die Meßsicherheit des Geräts zur berüh
rungslosen Füllstandmessung in erheblichem Umfang.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be
schrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei
spiels einer Auswerteschaltung zur Durchführung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 mehrere während aufeinanderfolgenden Messun
gen gewonnene Empfangssignalverläufe.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbild einer Auswer
teschaltung zur Füllstandmessung wird an einem Eingang 1
das von einem Füllstandsensor abgegebene Empfangssignal
angelegt. Der Füllstandsensor ist als Schallwandler, vor
zugsweise Ultraschallwandler ausgebildet, der nach Absen
dung eines Ultraschallimpulses die hierdurch hervorgerufe
nen Echoimpulse erfaßt und ein Ausgangssignal abgibt, das
alle während der Empfangsphase empfangenen Nutz- und Stö
rechos enthält. Der Füllstandsensor kann aber durch einen
Mikrowellensender und -empfänger gebildet sein.
Das am Eingang 1 auftretende analoge Echoprofil kann zuvor
einer Filterung und vorzugsweise einer zusätzlichen Hüll
kurvendemodulation unterzogen sein. Das Echoprofil liegt
am Eingang 1 in analoger Form vor und wird bei jeder peri
odisch wiederholten Füllstandmessung des Füllgutbehälters
an den Eingang 1 angelegt.
Ein mit dem Eingang 1 verbundener Analog-Digital-Wandler 2
tastet das analoge Empfangssignal am Eingang 1 ab und di
gitalisiert dieses. Die dabei entstehenden digitalen Daten
werden über einen Bus 3, der als Adressen- und Daten-Sam
melleitung dient, in einem Datenspeicher 5 zwischengespei
chert. Ein Mikroprozessor 4 organisiert, steuert und über
wacht alle Abläufe und besitzt Zugriff auf alle an dem Bus
3 angeschlossenen Bausteine. Der Mikroprozessor 4 wird
durch eine Zusatzlogik 6 für die Adressierung unterstützt.
Der Datenspeicher 5 besitzt einen flüchtigen
Direktzugriffsspeicher-Bereich, in dem die vom Analog-Di
gital-Wandler abgegebenen Daten und evtl. weitere Daten
oder Kenngrößen für die Empfangsprofile zwischengespei
chert werden. Weiterhin ist ein Programmspeicher 7 in Form
eines EPROM vorhanden, in dem ein zur Echoauswertung aus
zuführendes Programm gespeichert ist. Die im Programm
enthaltenen Befehle werden vom Mikroprozessor 4 Schritt
für Schritt abgearbeitet. Hierbei werden die im Datenspei
cher 5 gespeicherten Daten über das aktuelle Echoprofil
des Füllgutbehälters im Hinblick auf im Echoprofil
enthaltene, sich in ihrer Laufzeit kontinuierlich ver
schiebende Echoimpulse ausgewertet. Bei Erfassung eines
solchen Echoimpulses greift der Mikroprozessor 4 diesen
Impuls als Nutzecho heraus. Auch bei nachfolgenden Messun
gen, bei denen sich die zeitliche Lage des erkannten
Nutzechos nicht länger verschiebt, da keine Befüllung oder
Entleerung des Behälters stattfindet, zieht der Mikropro
zessor 4 stets dieses erkannte Nutzecho bei der Auswertung
nachfolgender Empfangssignale (Echoprofile) heran und be
rechnet aus der zeitlichen Lage dieses Nutzechos den Füll
stand.
Das Ergebnis der Echoprofilauswertung, d. h. Daten über
den aktuellen Füllstand, werden über eine Ein-/Ausgabe-
Einheit 8 nach außen abgegeben. Über die Ein-/Ausgabe-Ein
heit 8 können auch anwendungsspezifische Parameter, die
für das Auswerteverfahren von Bedeutung sind, von außen in
die Auswerteschaltung eingegeben werden. Solche Daten wer
den vorzugsweise in einem nicht-flüchtigen Datenbereich
des Datenspeichers 5 gespeichert. Der nicht-flüchtige
Speicherbereich kann beispielsweise durch ein EEPROM
gebildet sein.
In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf dreier bei aufeinan
derfolgenden Messungen erhaltener Empfangssignale 10 ge
zeigt. Die in den Fig. 2a), 2b) und 2c) gezeigten Emp
fangssignale folgen zeitlich aufeinander, d. h. das
Empfangssignal gemäß Fig. 2a) liegt zeitlich früher als
dasjenige gemäß Fig. 2b) und dieses wiederum zeitlich
früher als das gemäß Fig. 2c).
Das Empfangsprofil 10 enthält mehrere Echoimpulse 11 bis
14, wobei die Echoimpulse 11, 13 und 14 Störechos sind.
Das Nutzecho ist mit 12 bezeichnet.
Die in Fig. 1 gezeigte Auswerteschaltung führt eine ge
genseitige Überprüfung der zeitlichen Lage der empfangenen
Echoimpulse 11 bis 14 für mehrere aufeinanderfolgende Emp
fangszyklen durch. Hierzu speichert der Datenspeicher 5
die Empfangssignale bzw. entsprechende Echoimpuls-Kennda
ten für mindestens zwei, vorzugsweise aber drei oder meh
rere aufeinanderfolgende Empfangszyklen.
Bei der gegenseitigen Überprüfung der zeitlichen Lage der
Echoimpulse 11 bis 14 bei aufeinanderfolgenden Empfangszy
klen erfaßt der Mikroprozessor 4, daß sich die zeitliche
Lage des Echoimpulses 12 kontinuierlich verschiebt, wäh
rend die zeitliche Lage der anderen Impulse 11, 13 und 14
unverändert bleibt. Auf der Basis dieses Kriteriums der
zeitlichen Verschiebung eines Echoimpulses erfaßt der Mi
kroprozessor 4, daß der Echoimpuls 12 das gesuchte
Nutzecho ist, und wertet dessen Laufzeit aus. Abhängig von
der ermittelten Laufzeit gibt der Mikroprozessor 4 ein
entsprechendes Füllstandsignal an die Ein-/Ausgabe-Einheit
8 ab.
Der Mikroprozessor 4 speichert nach Erkennung des
Nutzechos 12 hierfür repräsentative Daten im Datenspeicher
5 ab, so daß auch bei den nachfolgenden Auswertungen, bei
denen das Nutzecho 12 wegen fehlender Befüllung oder Ent
leerung des Behälters stationär bleibt, dieser Echoimpuls
als Nutzecho herausgegriffen wird.
Die erfindungsgemäße Füllstands-Meßeinrichtung kann auch
mit einem oder mehreren Sensoren zur aktiven Erfassung der
Befüllung oder Entleerung des Füllgutbehälters ausgestat
tet sein. Diese Sensoren können an den Einlaß- oder Aus
laßschächten des Füllgutbehälters oder an Einlaß- oder
Auslaßverschlüssen desselben angebracht sein. Die Signale
dieser Sensoren werden über eigene Eingänge oder über die
Ein-/Ausgabe-Einheit 8 an den Mikroprozessor 4 angelegt.
Der Mikroprozessor 4 ist in diesem Fall vorzugsweise so
ausgelegt, daß er lediglich bei Erfassung einer Behälter
füllung oder Entleerung eine Überprüfung im Hinblick auf
Verschiebungen der zeitlichen Lage einzelner Echoimpulse
durchführt.
Um während der Befüllung oder Entleerung des Behälters
eine ausreichende Datenmenge zur zuverlässigen Erfassung
der Echoimpulsverschiebung bereitzustellen, wird vorzugs
weise die Wiederholfrequenz während dieser Phase erhöht,
d. h. die Anzahl der ausgesendeten und empfangenen Impulse
je Zeiteinheit gegenüber dem normalen Meßrhythmus ver
größert.
Es kann auch eine separate Testphase mit Befüllung oder
Entleerung des Behälters vorgesehen sein, um definierte
Verhältnisse zu schaffen. In dieser Testphase führt die
Auswerteschaltung dann gezielt die Erkennung der Im
pulsverlagerungen durch, um das Nutzecho zu selektieren.
Wenn beispielsweise aufgrund entsprechender Sensorsignale
bekannt ist, ob der Behälter gefüllt oder entleert wird,
kann der Mikroprozessor 4 diese Information zusätzlich
auswerten. Diese Information gibt nämlich zugleich vor, ob
sich die Laufzeit des interessierenden Nutzechoimpulses
erhöhen oder verlangsamen wird. Der Mikroprozessor 4 bil
det hieraus ein zusätzliches Selektionskriterium, gemäß
dem lediglich ein solcher Impuls als Nutzecho eingestuft
wird, dessen Laufzeit sich in der richtigen Richtung bei
aufeinanderfolgenden Messungen kontinuierlich verändert.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Füllstand-Meßvor
richtung sowie eine Auswerteschaltung, die entsprechend
den vorstehenden Angaben ausgestaltet sind und arbeiten.
Claims (4)
1. Füllstand-Meßverfahren, bei dem während der Befüllung
und/oder Entleerung eines Füllgutbehälters wiederholt in
einer Sendephase ein Impuls in Richtung zur zu detektie
renden Füllgutoberfläche ausgesandt und das von dort
reflektierte, Nutz- und Störechos enthaltende Signal in
einer Empfangsphase empfangen, in einem Speicher gespei
chert und durch eine Auswerteschaltung ausgewertet wird,
wobei im Speicher ggf. umgeformte Signalverläufe mehrerer
Empfangsphasen und/oder Kenndaten dieser Signalverläufe
gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (4) durch Vergleichen der Signal
verläufe bzw. Kenndaten überprüft, welche Signalverläufe
bzw. Kenndaten Echoimpulse (12) enthalten oder repräsen
tieren, die sich in mehreren aufeinanderfolgenden Emp
fangsphasen in ihrer Laufzeit kontinuierlich zeitlich
verschieben, und diese Echoimpulse als Nutzecho auswer
tet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei mehreren in verschiedenen Zeitabschnitten der Signal
verläufe liegenden, sich zeitlich verschiebenden Echoim
pulsen diejenigen Echoimpulse als Nutzecho eingestuft
werden, die die kürzeste Signallaufzeit zwischen Aus
sendung und Empfang haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein das Füllgut enthaltender Behälter in einer Test
phase kontinuierlich gefüllt oder entleert wird und die
Füllstandmessung während dieser Testphase mehrfach wie
derholt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Sensor zum Aussenden von Impulsen und Emp
fangen von Echoimpulsen im Befüllungs- und/oder Entlee
rungsschacht des Behälters oder an dessen Einlaß-
und/oder Auslaßverschluß vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924234300 DE4234300C2 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Füllstand-Meßverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924234300 DE4234300C2 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Füllstand-Meßverfahren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4234300A1 DE4234300A1 (de) | 1994-04-14 |
DE4234300C2 true DE4234300C2 (de) | 1998-11-26 |
Family
ID=6470227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924234300 Expired - Fee Related DE4234300C2 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Füllstand-Meßverfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4234300C2 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10139242A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-06 | Grieshaber Vega Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Befüllvorgangs |
DE10260962A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-01 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung nach dem Laufzeitprinzip |
DE10325953A1 (de) * | 2003-06-07 | 2004-12-23 | Jäger, Frank-Michael | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Niveauhöhen geschichteter Flüssigkeiten |
DE10360711A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung und -überwachung |
EP2309235A1 (de) | 2009-10-12 | 2011-04-13 | VEGA Grieshaber KG | Segmentbasierte Signalverarbeitung |
CN102192772A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | Vega格里沙贝两合公司 | 填充水平测量设备中的移动性检测 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6085589A (en) * | 1996-12-23 | 2000-07-11 | Venture Measurement Company Llc | Material level sensing system calibration |
DE19845116C1 (de) * | 1998-09-30 | 1999-12-30 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandmessung |
DE10024353A1 (de) | 2000-05-17 | 2001-12-13 | Endress Hauser Gmbh Co | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter |
EP1523661B1 (de) * | 2002-07-19 | 2017-03-01 | VEGA Grieshaber KG | VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG EINES ERWARTUNGSBEREICHES FÜR EIN FÜLLSTAND- UND STöRECHO |
DE10360710A1 (de) | 2003-12-19 | 2005-10-06 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Füllstandsmessung nach dem Laufzeitprinzip |
EP1628119A3 (de) | 2004-08-16 | 2012-07-25 | VEGA Grieshaber KG | Füllstandmessradargerät mit automatischer Echosignalbestimmung |
DE102004059964A1 (de) * | 2004-12-13 | 2006-06-14 | Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG | Ultraschall-Messvorrichtung für ein Behältnis |
SE0403165D0 (sv) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | Saab Rosemount Tank Radar Ab | A radar level gauge system |
DE112005003220T5 (de) * | 2004-12-23 | 2008-04-30 | Rosemount Tank Radar Ab | Radarlevelmesssystem |
RU2476901C2 (ru) | 2007-09-20 | 2013-02-27 | Фега Грисхабер Кг | Измерение на основе функции детализации |
ATE528662T1 (de) * | 2008-07-22 | 2011-10-15 | Siemens Milltronics Proc Instr | Verarbeitung von impulsecho-messsignalen |
EP2554956B1 (de) | 2011-08-04 | 2020-07-29 | VEGA Grieshaber KG | Tracking unter Berücksichtigung der Mobilität |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3134243A1 (de) * | 1980-08-29 | 1982-07-01 | Coal Industry (Patents) Ltd., London | Verfahren und vorrichtung zum ermitteln der position eines gegenstandes in einem begrenzten raum |
US4596144A (en) * | 1984-09-27 | 1986-06-24 | Canadian Corporate Management Co., Ltd. | Acoustic ranging system |
-
1992
- 1992-10-12 DE DE19924234300 patent/DE4234300C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3134243A1 (de) * | 1980-08-29 | 1982-07-01 | Coal Industry (Patents) Ltd., London | Verfahren und vorrichtung zum ermitteln der position eines gegenstandes in einem begrenzten raum |
US4596144A (en) * | 1984-09-27 | 1986-06-24 | Canadian Corporate Management Co., Ltd. | Acoustic ranging system |
US4596144B1 (en) * | 1984-09-27 | 1995-10-10 | Federal Ind Ind Group Inc | Acoustic ranging system |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10139242A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-06 | Grieshaber Vega Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Befüllvorgangs |
DE10260962A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-01 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung nach dem Laufzeitprinzip |
DE10325953A1 (de) * | 2003-06-07 | 2004-12-23 | Jäger, Frank-Michael | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Niveauhöhen geschichteter Flüssigkeiten |
DE10360711A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung und -überwachung |
EP2309235A1 (de) | 2009-10-12 | 2011-04-13 | VEGA Grieshaber KG | Segmentbasierte Signalverarbeitung |
CN102192772A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | Vega格里沙贝两合公司 | 填充水平测量设备中的移动性检测 |
CN102192772B (zh) * | 2010-03-17 | 2017-04-12 | Vega格里沙贝两合公司 | 填充水平测量设备中的移动性检测 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4234300A1 (de) | 1994-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4234300C2 (de) | Füllstand-Meßverfahren | |
DE3812293C2 (de) | ||
DE2649075C3 (de) | Verfahren und Anordnung zur Messung des Füllstandes in einem Behälter bzw. der Schüttguthöhe auf einem Lagerplatz | |
DE3337690C2 (de) | ||
DE19723646C2 (de) | Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip | |
EP1573278B1 (de) | Füllstandsmessgerät und verfahren zur füllstandsmessung nach dem laufzeitprinzip | |
DE4025326C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Flüssigkeitshöhe einer bewegten Flüssigkeit in einem Behälter | |
DE4040190A1 (de) | Verfahren zur laufzeitmessung von ultraschall bei der impuls-reflexionsmethode | |
DE19611233A1 (de) | Verfahren zur Laufzeitmessung eines elektrischen, elektromagnetischen oder akustischen Signals | |
DE3438045A1 (de) | Verfahren und anordnung zur signaluebertragung bei ultraschall-echolotgeraeten | |
EP1695044A2 (de) | Füllstandsmessgerät und verfahren zur füllstandsmessung und -überwachung | |
EP1695043B1 (de) | Verfahren zur füllstandsmessung nach dem laufzeitprinzip | |
DE2226172C3 (de) | Verfahren zur Messung und Auswertung von Ultraschall-Prütimpulsen einer gewählten Impulsfolgefrequenz bei der Ultraschallprüfung von Blechen und ähnlichen Prüflingen nach dem Impuls-Echo-Verfahren | |
DE3420794C2 (de) | Einrichtung zur Untersuchung von Flüssigkeitseigenschaften | |
DE10244772A1 (de) | Akustisches Fluidmesssystem | |
DE2817247A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum messen von entfernungen oder fuellhoehen durch echolotung in einem gasfoermigen medium mittels schallwellen | |
DE4204414C1 (en) | Pulse echo level measuring instrument with pulse transceiver - has circuits to derive distance between transceiver and reflection surface from time between single or multiple echo pulses | |
DE102016100674B4 (de) | Verfahren zum Betreiben eines berührungslos arbeitenden Ultraschall- oder Radar-Füllstandmessgeräts und berührungslos arbeitendes Ultraschall- oder Radar-Füllstandmessgerät | |
EP1283412B1 (de) | Verfahren zum Erfassen eines Befüllvorganges | |
AT401687B (de) | Messverfahren zum erfassen der füllmenge eines normbehälters od. dgl. | |
EP1039273B1 (de) | Verfahren zur Füllstandsmessung | |
DE10009406C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Füllstandsmessung | |
WO1990000745A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur laufzeitmessung mittels ultraschall in flüssigen oder festen materialien nach der impuls-reflexionsmethode | |
DE10133081A1 (de) | Verfahren zur Füllstandsmessung sowie Füllstandsmeßgerät | |
DE4229079A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VEGA GRIESHABER KG, 77709 WOLFACH, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120501 |