DE19845116C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandmessung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur FüllstandmessungInfo
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Abstract
Das Verfahren und die Vorrichtung sieht vor, ein von einer Füllgutoberfläche reflektiertes Radarsignal (E) mit einem Modellsignal (M), das eine vorgegebene Füllstandhöhe eines Behälters repräsentiert, zu korrelieren und bei ausreichender Übereinstimmung ein Schaltsignal auszulösen. Erfindungsgemäß wird eine komplexwertige Korrelation von Modellsignal (M) und empfangenen Radarsignal (E) zugeführt, um von der Phase des empfangenen Radarsignals (E) unabhängig zu sein.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Füllstandmessung
sowie eine
Vorrichtung zur Füllstandmessung.
Bei der Überwachung industrieller Prozesse ist die Detektion
unerlässlich, wann in einem Tank ein bestimmter Grenzstand
über- bzw. unterschritten wird. Hierfür werden sogenannte
Grenzstandschalter eingesetzt. Bekannt sind zur Grenzstander
fassung berührende Verfahren, zum Beispiel Schwimmer oder ka
pazitive Sonden. Berührungslose Verfahren mit Lichtschranken
sind ebenso möglich. Allerdings benötigen diese zwei Mess
stellen. Darüber hinaus sind mittlerweile Füllstandgrenz
schalter nach dem Radarprinzip bekannt, bei denen eine Sende
einrichtung Radarimpulse in Richtung Füllgutoberfläche eines
Füllgutes innerhalb eines Behälters strahlt. Eine Empfangs
einrichtung erfasst die von der Füllgutoberfläche reflektier
ten Radarsignale und bestimmt aus der Laufzeitdifferenz die
augenblickliche Höhe der Füllgutoberfläche. Ein Beispiel für
ein solches Messverfahren ist in DE 42 34 300 A1 beschrieben.
Im Tankdach wird ein Radarsensor angebracht, der ein modu
liertes Radar-Signal aussendet. Das von dem Füllgut reflek
tierte Radarsignal wird schließlich im Radarempfänger demodu
liert. Der Sensor liefert ein niederfrequentes Sensormess
signal, das meldet, ob der vorgegebene Grenzstand, der zu
überwachen ist, erreicht ist oder nicht.
Problematisch bei diesen Messverfahren, bei welchen die Lauf
zeit von elektromagnetischen Wellen im Zentimeter- und Dezi
meterbereich bestimmt werden, ist die eindeutige Erkennung
des Nutzecho-Signals im reflektierten Radarsignal. Die Erken
nung dieser Nutzecho-Signale ist schwierig, wenn diese durch
Störecho-Signale überlagert sind. Solche Störecho-Signale
treten insbesondere auf, wenn mit den genannten Verfahren der
Füllstand von fließ- oder schüttfähigen Medien in Behältern
ermittelt werden soll. Behältereinbauten, der beim Befüllen
sich bildende Schüttgutkegel sowie Füllgutanhaftungen an der
Behälterwandung und/oder am Sender bzw. Empfänger führen zu
Störungen des Echoimpulses, so dass die Laufzeit zwischen
Sende- und Echoimpuls nicht mehr genau und sicher ermittelt
werden kann.
Um eine sichere Detektion der empfangenen Radarsignale und
des darin enthaltenen Nutzechos auszuwerten, ist in EP 340953 B1
ein Entfernungsmessverfahren beschrieben, bei welchem ein
Modellsignal, das einer vorgegebenen Füllstandhöhe, deren Er
reichen oder Unterschreiten zu detektieren ist, ein Soll-
Signal bzw. Modellsignal zugeordnet wird. Dieses Modellsignal
kann durch eine vorhergehende Testmessung beispielsweise er
mittelt werden. Dieses in einem Speicher abgelegte Soll- bzw.
Modellsignal wird im Messbetrieb mit dem empfangenen Radarsi
gnal verglichen und korreliert. Stimmen das abgespeicherte
Soll- bzw. Modellsignal und das empfangene Radarsignal weit
gehend überein, ist dies ein Zeichen, dass die zu detektie
rende Füllstandhöhe erreicht ist.
Aus DE 42 23 346 C2 ist darüber hinaus ein ähnliches Verfah
ren zur berührungslosen Füllstandmessung bekannt. Allerdings
wird mit Hilfe von Parallel-Datenverabeitungstechniken und
eines assoziativen Vergleichs des empfangenen Radarsignals
mit vorher erlernten und im neuronalen Netzwerk abgespeicher
ten Signalmustern eine noch bessere Auswertung des empfange
nen Radarsignals ermöglicht.
Aus DE 44 31 886 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Pegelmessung unter Verwendung von Mikrowellensignalen be
kannt, bei dem ein frequenzgestuftes Mikrowellensignal über
eine Antenne weitergeleitet wird und nach Reflexion an einer
Füllgutoberfläche wieder empfangen und mit dem frequenzgestuf
ten Mikrowellensignal gemischt und weiterverarbeitet wird.
Die Antenne kann ein kurzes vertikales Profil aufweisen und
außerhalb einer inneren Tankatmosphäre angebracht sein.
In DE 42 33 677 A1 wird ein Verfahren zum Korrelationsempfang
von vorbekannten periodisch ausgesendeten Impulsen offenbart,
bei der an Stelle einer Multiplizier- bzw. Mischeinrichtung
mit nur einem Multiplizierer dieser Einrichtung ein identi
scher Multiplizierer nachgeschaltet ist. Dadurch soll eine
ungewollte Übersteuerung bei starken Empfangsimpulsen vermie
den und damit die Dynamik des Korrelationsempfangs verbessert
werden.
Schließlich ist aus DE 42 40 491 C2 ein Verfahren zur Füll
standmessung bekannt, bei dem das Soll- bzw. Modellsignal
nicht über vor den eigentlichen Messvorgängen durchgeführten
Testmessungen generiert wird, sondern über intern in der Emp
fangseinrichtung vorgesehene Verzögerungsschaltungen.
Sämtlichen oben genannten Verfahren ist gemeinsam, dass das
Korrelationsergebnis über eine Schwellwertdetektion bewertet
wird. Liegt das Korrelationsprodukt zwischen empfangenem Ra
darsignal und Modellsignal über einem vorgegebenen Spannungs
wert (Schwelle), dann meldet der Grenzschalter dies durch
Schließen oder Öffnen eines Relaiskontakts. Vorteil bei der
Verwendung einer Korrelation gegenüber anderen Auswertever
fahren ist, dass keine besonderen Anforderungen an die Modu
lation des Radarsignals, wie zum Beispiel an die Linearität,
gestellt werden müssen.
Das grundlegende Prinzip der vorgenannten Radarverfahren zur
Füllstandmessung besteht zusammenfassend darin, dass das Ra
darsignal auf eine Radar-Messstrecke geschickt wird und dort
eine Verzögerung erfährt. Zeitgleich wird das ausgesandte Ra
darsignal auch in einer Modellstrecke, die zum Beispiel durch
eine Verzögerungsleitung gebildet sein kann, verzögert. Die
Verzögerung der internen Modellstrecke entspricht der Lauf
zeit des Radarsignals, wenn gerade der zu detektierende
Grenzstand, also zum Beispiel die vorgegebene Füllstandhöhe,
auftritt. Das empfangene Radarsignal, welches aufgrund der
Laufzeit des Nutzecho-Anteils die Füllstandhöhe repräsen
tiert, und das Modellsignal werden miteinander korreliert.
Stimmen die Laufzeit im Modellsignal und die Laufzeit des
Nutzecho-Anteils im empfangenen Radarsignal überein, so ent
hält das Korrelationsergebnis einen maximalen Wert. Dieser
Zustand kann mit einem Schwellwertdetektor erkannt werden,
der entsprechend dem Korrelationsergebnis eine Schalteinrich
tung, zum Beispiel einen Relaiskontakt, öffnet bzw. schließt.
Problematisch bei den oben beschriebenen, bekannten Verfahren
zur Füllstandmessung ist die Tatsache, dass bei den bisher
durchgeführten Korrelationen die Phase des empfangenen Radar
signals das Messergebnis verfälschen kann.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Die Erfindung hat das Ziel, die bisher bekannten Verfahren
zur Füllstandmessung, bei welchem das empfangene Radarsignal
mit einem Modellsignal korreliert wird, so zu verbessern,
dass die Phase des empfangenen Radarsignals keinen Einfluss
mehr auf das Messergebnis hat. Neben einem Verfahren soll
auch eine hierfür geeignete Vorrichtung angegeben werden.
Dieses Ziel wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 12 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran
sprüche.
Die Erfindung beruht also im Wesentlichen darauf, eine kom
plexwertige Korrelation zwischen empfangenen Radarsignal und
Modellsignal durchzuführen. Die komplexwertige Korrelation
hat gegenüber einer reellwertigen Korrelation generell den
Vorteil, dass die Korrelationsspannung nicht von der Phase
des empfangenen Radarsignals abhängig ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Modellsignal
in einem Signalpfad mit einem aus dem empfangenen Radarsignal
abgeleiteten Inphase-Signal und im anderen Signalpfad mit ei
nem aus dem empfangenen Radarsignal abgeleiteten Quadratur
phase-Signal multipliziert und anschließend die Wurzel aus
den beiden Betragsquadraten gebildet. Zweckmäßigerweise wird
das sich hierbei einstellende Resultat tiefpaßgefiltert.
Es sind mittlerweile NF-Bausteine bekannt, die eine kom
plexwertige Korrelation ausführen. Diese Bausteine sind kom
merziell verfügbar, so dass hier nicht näher darauf eingegan
gen zu werden braucht.
Alternativ hierzu kann auch das empfangene Radarsignal reell
wertig verwendet werden, wenn dagegen das Modellsignal kom
plexwertig bereitgestellt wird.
Grundsätzlich ist es möglich, das Modellsignal durch eine in
terne Modellstrecke mittels Verzögerungsleitungen nachzubil
den. Es ist auch möglich, das Modellsignal durch vorherige
Testmessung bei dem gewünschten Tankgrenzstand einzulernen.
Das Modellsignal kann zum Beispiel in einem digitalen Spei
cherbaustein (EPROM, EEPROM) abgelegt werden. Bei der späte
ren Grenzstanddetektion wird das Modellsignal bei jeder Ra
darmessung zeitgleich aus dem Speicher ausgelesen, analog
digital-gewandelt und schließlich das Modellsignal und das
empfangene Radarsignal miteinander korreliert.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zu überwa
chende Grenzstand elektronisch einstellbar ist. Dies kann zum
Beispiel bei einem durch Testmessungen erhaltenen, eingelern
tem Modellsignal dadurch geschehen, dass der Speicherbaustein
mit unterschiedlicher Taktrate ausgelesen wird. Es besteht
dabei ein direkter proportionaler Zusammenhang zwischen dem
anvisierten Grenzstand und der Taktrate. Bei Verwendung wie
derbeschreibbarer Bausteine, wie zum Beispiel EEPROM, können
so verschiedene Grenzstände angewählt werden. Der Vorteil
beim Einlernen des Modellsignals ist, dass nichtideale Mess
bedingungen praktisch kaum Einflüsse auf das Messergebnis ha
ben.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine digi
tale Modulation des Radarsignals verwendet. In diesem Fall
wird die Verzögerung des Modellsignals durch eine elektro
nisch einstellbare, digitale Verzögerungsleitung erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörende Vorrich
tung wird nachfolgend im Zusammenhang mit zwei Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein beispielhaftes Blockschaltbild einer Vorrich
tung zur Füllstandmessung mit komplexwertigem Kor
relator, und
Fig. 2 den Korrelator von Fig. 1 in detaillierterer An
sicht.
Das in Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild zeigt einen Oszillator
10, dessen Ausgangssignal einer Modellstrecke 21 und einer
Messstrecke 22 zugeführt wird. In der Messstrecke 22 ist eine
Sende- und Empfangseinrichtung 26 angeordnet, die in Richtung
Füllgutoberfläche eines in einem Behälter 28 gefüllten Füll
gutes Radarstrahlen aussendet und die von der Füllgutoberflä
che reflektierten Radarstrahlen wieder empfängt. Das empfan
gene Radarsignal E wird einem Korrelator 20 zugeführt, der
dieses empfangene Radarsignal E mit einem Modellsignal M ver
gleicht. Dieses Modellsignal M kann intern, wie in Fig. 1 ge
zeigt, durch Verzögerungsleitungen 25, die das Ausgangssignal
des Oszillatos 10 in vorbestimmter Weise verzögern, bereitge
stellt werden. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes
25 ist dabei so bemessen, dass dieses dem empfangenen Radar
signal bei der zu überwachenden Füllguthöhe im Behälter 28
entspricht. Anstelle das Modellsignal M elektronisch intern zu
erzeugen, ist es auch möglich, dieses durch eine oder mehrere
Testmessungen am Behälter 28 bereitzustellen. Die Füllguthöhe
muss bei diesen Testmessungen so hoch wie die später zu über
wachende Füllguthöhe sein.
Der Ausgang des Korrelators 20, der erfindungsgemäß ein kom
plexwertiger Korrelator ist, ist mit einem Schwellwertdetek
tor 30 und einer nachgeschalteten Schalteinrichtung 40 in
Verbindung.
Die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsan
ordnung ist folgende. Der Oszillator 10 sendet ein Steuersi
gnal, zum Beispiel ein rampenförmiges Steuersignal aus. Auch
andere Modulationsarten des Oszillators 10 sind möglich. Das
Radarsignal wird von der Sende- und Empfangseinrichtung 26 in
Richtung Füllgut in Behälter 28 gesendet und erfährt dort ei
ne Verzögerung. Zeitgleich wird das Radarsignal in der Mo
dellstrecke 21 verzögert. Die Verzögerung der Modellstrecke
21 entspricht der Laufzeit des Radarsignals, wenn gerade der
zu detektierende Grenzstand im Behälter 28 durch das Füllgut
gegeben ist. Das empfangene Radarsignal E und das Modellsi
gnal M werden im Korrelator 20 miteinander korreliert. Stim
men die Laufzeit der Modellstrecke 21 und der Messstrecke 22
überein, so erhält das Korrelationsergebnis am Ausgang des
Korrelators 20 einen DC-Offset. Dieser Zustand wird mit dem
Schwellwertdetektor 30 erkannt, der die Schalteinrichtung 40
betätigt.
Um das Korrelationsergebnis am Ausgang des Korrelators 20 von
der Phase des empfangenen Radarsignals E unabhängig zur Ver
fügung gestellt zu bekommen, ist der Korrelator 20 als kom
plexwertiger Korrelator ausgebildet. Dies kann, wie in Fig. 2
gezeigt, mit einer Schaltungsanordnung realisiert werden, die
eine Recheneinheit 23 aufweist, der Ausgangssignale von zwei
Multiplizierern 24, 27 zugeführt werden. Dem ersten Multipli
zierer 24 wird beispielsweise das empfangene Radarsignal E
und das um +45° phasenverschobene Modellsignal M zugeführt.
Dieses um +45° phasenverschobene Modellsignal ist mit dem Be
zugszeichen MI bezeichnet und stellt das Inphase-Signal für
den ersten Multiplizierer 24 dar. Der zweite Multiplizierer
27 erhält ebenfalls das empfangene Radarsignal E. Als Quadra
turphasen-Signal MQ wird diesem zweiten Multiplizierer 27 das
um -45° phasenverschobene Modellsignal M zugeführt. In der
Recheneinheit 23 wird aus den Multiplikationsprodukten der
beiden Multiplizierer 24, 27 zunächst jeweils das Betragsqua
drat gebildet und die beiden Betragsquadrate addiert. Zusätz
lich wird aus der Summe der beiden Betragsquadrate die Wurzel
gebildet. Ergebnis ist ein Ausgangssignal der Recheneinheit
23, das von der Phase des empfangenen Radarsignals E unabhän
gig ist.
Das Ausgangssignal der Recheneinheit 23 wird vorzugsweise
über einen Tiefpassfilter 50 dem Schwellwertdetektor 30 zuge
führt. Der Ausgang des Schwellwertdetektors 30 ist, wie be
reits erwähnt, an die Schalteinrichtung 40 geschaltet.
Wie in Fig. 2 ebenfalls dargestellt, ist es auch möglich, an
stelle des Modellsignals M das empfangene Radarsignal E kom
plexwertig den Multiplizierern 24, 27 zuzuführen. In diesem
Fall wird dem Multiplizierer 24 das um +45° phasenverschobene
empfangene Radarsignal E zugeführt. Dieses um 45° phasenver
schobene, empfangene Radarsignal ist mit dem Bezugszeichen EI
bezeichnet. Der Multiplizierer 24 erhält als zweites Ein
gangssignal das reellwertige Modellsignal M. Der Multiplizie
rer 27 erhält ebenfalls als Eingangssignal das reellwertige
Modellsignal M und als zweites Eingangssignal das um -45°
phasenverschobene empfangene Radarsignal, das mit EQ bezeich
net ist. Das Inphase-Signal EI wird in diesem Fall durch das
+45° phasenverschobene, empfangene Radarsignal E und das Qua
draturphasen-Signal EQ durch das um -45° phasenverschobene
Radarsignal E gebildet. Wesentlich ist, dass das Inphase-
Signal EI und das Quadraturphasen-Signal EQ zueinander um 90°
phasenverschoben sind. Das gleiche gilt für das zuvor vorge
stellte Ausführungsbeispiel mit dem Inphase-Signal MI und dem
Quadraturphasensignal MQ.
10
VCO
20
Korrelator
21
Modellstrecke
22
Messstrecke
23
Recheneinheit
24
Multiplizierer
25
Verzögerungsglied
26
Sende- und Empfangseinrichtung
27
Multiplizierer
28
Behälter mit Füllgutoberfläche
30
Schwellwertdetektor
40
Schalteinrichtung
50
Tiefpass
Eempfangenes Radarsignal
EIInphase-Signal des empfangenen Radarsignals
EQQuadraturphase-Signal des empfangenen Radarsignals
MModellsignal
MIInphase-Signal des Modellsignals
MQQuadraturphase-Signal des Modellsignals
Eempfangenes Radarsignal
EIInphase-Signal des empfangenen Radarsignals
EQQuadraturphase-Signal des empfangenen Radarsignals
MModellsignal
MIInphase-Signal des Modellsignals
MQQuadraturphase-Signal des Modellsignals
Claims (16)
1. Verfahren zur Füllstandmessung, bei welchem Radarsignale
auf eine Füllgutoberfläche gesendet und die von der Füllguto
berfläche reflektierten Radarsignale (E) empfangen werden,
wobei die empfangenen Radarsignale (E) mit einem eine vorge gebene Füllstandhöhe repräsentierenden Modellsignal (M) kor reliert werden und bei ausreichender Übereinstimmung zwischen Modellsignal (M) und empfangenem Radarsignal (E) ein die vor gegebene Füllstandhöhe repräsentierendes Schaltsignal gene riert wird,
wobei eine komplexwertige Korrelation zwischen dem Modellsi gnal (M) und dem empfangenen Radarsignal (E) durchgeführt wird.
wobei die empfangenen Radarsignale (E) mit einem eine vorge gebene Füllstandhöhe repräsentierenden Modellsignal (M) kor reliert werden und bei ausreichender Übereinstimmung zwischen Modellsignal (M) und empfangenem Radarsignal (E) ein die vor gegebene Füllstandhöhe repräsentierendes Schaltsignal gene riert wird,
wobei eine komplexwertige Korrelation zwischen dem Modellsi gnal (M) und dem empfangenen Radarsignal (E) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zu dem emp
fangenen Radarsignal (E) ein Inphase-Signal (EI) und ein Qua
draturphase-Signal (EQ) erzeugt wird, dass das Modellsignal
(M) mit dem Inphase-Signal (EI) einerseits und andererseits
mit dem Quadraturphase-Signal (EQ) multipliziert wird und
dass die sich bei der Multiplikation ergebenden Signale einer
Recheneinheit (23) zugeführt werden, in welcher die Wurzel
aus den Betragsquadraten der durchgeführten Multiplikation
gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Mo
dellsignal (M) ein Inphase-Signal (MI) und ein Quadraturpha
se-Signal (MQ) erzeugt wird, dass das empfangene Radarsignal
(E) mit dem Inphase-Signal (MI) einerseits und andererseits
mit dem Quadraturphase-Signal (MQ) multipliziert wird und
dass die sich bei der Multiplikation ergebenden Signale einer
Recheneinheit (23) zugeführt werden, in welcher die Wurzel
aus den Betragsquadraten der durchgeführten Multiplikation
gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das korre
lierte Ausgangssignal tiefpaßgefiltert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das korre
lierte Signal einer Schwellwertdetektion zugeführt wird und
in Abhängigkeit der durchgeführten Schwellwertdetektion das
Schaltsignal in einer Schaltstufe (40) ausgelöst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Modell
signal (M) durch eine Verzögerungsschaltung gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verzö
gerungsschaltung eine digitale Verzögerungskette ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Modell
signal (M) durch eine Testmessung erhalten wird, bei welcher
die Füllgutoberfläche in einem Behälter (28) auf die vorgege
bene Füllstandhöhe eingestellt ist und dieses Modellsignal
(M) bei der Testmessung abgespeichert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Modell
signal (M) gespeichert wird und bei jeder Füllstandmessung
zeitgleich mit der Ausstrahlung der Radarsignale (E) auf die
Füllgutoberfläche aus dem Speicher ausgelesen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Taktra
te des Auslesens des Modellsignals (M) aus dem Speicher va
riabel ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das auf die
Füllgutoberfläche abzustrahlende Radarsignal (E) digital mo
duliert ist.
12. Vorrichtung zur Füllstandmessung mit einer auf eine Füll
gutoberfläche Radarsignale (E) aussendenden Sendeeinrichtung
und einer die an der Füllgutoberfläche reflektierten Radarsi
gnale (E) empfangenden Empfangseinrichtung sowie mit einer
Auswerteeinrichtung, die einen Korrelator (20) aufweist, in
welchem die empfangenen Radarsignale (E) mit einem eine vor
gegebene Füllstandshöhe repräsentierenden Modellsignal (M)
korrelierbar sind, sowie mit einem dem Korrelator (20) nach
geschalteten Schwellwertdetektor (30) mit nachfolgender
Schalteinrichtung (40),
wobei als Korrelator (20) ein Korrelator zur komplexen Korre
lation des Modellsignals (M) und empfangenen Radarsignals (E)
vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Korre
lator (20) einen ersten Multiplizierer (24) und einen zweiten
Multiplizierer (27) sowie eine Recheneinheit (23) aufweist,
dass dem ersten Multiplizierer (24) das empfangene Radarsi
gnal (E) und ein aus dem Modellsignal (M) gebildetes Inphase-
Signal (MI) zuführbar ist, dass dem zweiten Multiplizierer
(27) das empfangene Radarsignal (E) und ein aus dem Modellsi
gnal (M) gebildetes Quadraturphase-Signal (MQ) zuführbar ist
und dass die Recheneinheit (23) aus den Ausgangssignalen der
beiden Multiplizierer (24, 27) die Wurzel aus den Betragsqua
draten der Ausgangssignale der Multiplizierer (24, 27) bil
det.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Korrela
tor (20) einen ersten Multiplizierer (24) und einen zweiten
Multiplizierer (27) sowie eine Recheneinheit (23) aufweist,
dem ersten und zweiten Multiplizierer (24, 27) jeweils als
Eingangssignal das Modellsignal (M) zugeführt wird, dass zu
sätzlich dem ersten Multiplizierer (24) ein aus dem empfange
nen Radarsignal (E) gebildetes Inphase-Signal (EI) zuführbar
ist, dass zusätzlich dem zweiten Multiplizierer (27) ein aus
dem empfangenen Radarsignal (E) gebildetes Quadratursignal
(EQ) zuführbar ist und dass die Recheneinheit (23) aus den
Betragsquadraten der Ausgangssignale der beiden Multiplizie
rer (24, 27) die Wurzel bildet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass ausgangs
seitig an den Korrelator (20) ein Schwellwertdetektor (30)
und eine nachgeschaltete Schalteinrichtung (40) geschaltet
ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass an den Aus
gang des Korrelators (20) ein Tiefpaßfilter (50) geschaltet
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19845116A DE19845116C1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandmessung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19845116A DE19845116C1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandmessung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=7882985
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DE19845116A Expired - Fee Related DE19845116C1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Füllstandmessung |
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---|---|
DE (1) | DE19845116C1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001063223A2 (de) * | 2000-02-28 | 2001-08-30 | Sig Simonazzi Germany Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur berührungslosen füllstandsmessung |
DE10360711A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung und -überwachung |
DE102007060346A1 (de) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Hochschule Offenburg | Verfahren zur Laufzeitmessung mittels Ultraschall, insbesondere zur 2D- oder 3D-Ortung von Objekten |
DE102008020035A1 (de) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | Ifm Electronic Gmbh | Verfahren und Schaltung zur Abstandsmessung nach dem Radarprinzip |
EP2302338A1 (de) * | 2009-09-25 | 2011-03-30 | Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover | Verfahren zur Eigenschaftsbestimmung von Medien und Messeinrichtung hierzu |
FR2959583A1 (fr) * | 2010-04-30 | 2011-11-04 | Marc Descours | Procede de gestion optimalisee des enlevements et remplacements de bennes a dechets, en fonction de leur niveau de remplissage, par l'utilisation de detecteurs de niveaux de type "radar" |
US10782391B2 (en) | 2015-08-12 | 2020-09-22 | Trw Limited | Processing received radiation reflected from a target |
US11169255B2 (en) | 2016-12-08 | 2021-11-09 | Trw Limited | Processing a signal representative of at least one physical property of a physical system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0340953B1 (de) * | 1988-05-05 | 1991-11-27 | Milltronics Ltd. | Akustisches Entfernungsmesssystem |
DE4233677A1 (de) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Vega Grieshaber Gmbh & Co | Verfahren zum Korrelationsempfang von vorbekannten periodisch ausgesendeten Impulsen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Verwendung derselben |
DE4234300A1 (de) * | 1992-10-12 | 1994-04-14 | Vega Grieshaber Gmbh & Co | Füllstand-Meßverfahren |
DE4431886A1 (de) * | 1993-10-07 | 1995-05-18 | Motorola Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Pegelmessung unter Verwendung von Mikrowellensignalen |
DE4223346C2 (de) * | 1992-07-16 | 1996-05-02 | Grieshaber Vega Kg | Anordnung und Verfahren zur berührungslosen Füllstandmessung |
DE4240491C2 (de) * | 1992-12-02 | 1996-10-31 | Grieshaber Vega Kg | Vorrichtung zur Laufzeitmessung, insbesondere Entfernungsmessung |
-
1998
- 1998-09-30 DE DE19845116A patent/DE19845116C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0340953B1 (de) * | 1988-05-05 | 1991-11-27 | Milltronics Ltd. | Akustisches Entfernungsmesssystem |
DE4223346C2 (de) * | 1992-07-16 | 1996-05-02 | Grieshaber Vega Kg | Anordnung und Verfahren zur berührungslosen Füllstandmessung |
DE4233677A1 (de) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Vega Grieshaber Gmbh & Co | Verfahren zum Korrelationsempfang von vorbekannten periodisch ausgesendeten Impulsen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Verwendung derselben |
DE4234300A1 (de) * | 1992-10-12 | 1994-04-14 | Vega Grieshaber Gmbh & Co | Füllstand-Meßverfahren |
DE4240491C2 (de) * | 1992-12-02 | 1996-10-31 | Grieshaber Vega Kg | Vorrichtung zur Laufzeitmessung, insbesondere Entfernungsmessung |
DE4431886A1 (de) * | 1993-10-07 | 1995-05-18 | Motorola Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Pegelmessung unter Verwendung von Mikrowellensignalen |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001063223A2 (de) * | 2000-02-28 | 2001-08-30 | Sig Simonazzi Germany Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur berührungslosen füllstandsmessung |
WO2001063223A3 (de) * | 2000-02-28 | 2002-03-21 | Sasib Beverage Deutschland Gmb | Verfahren und vorrichtung zur berührungslosen füllstandsmessung |
DE10360711A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung und -überwachung |
US7826309B2 (en) | 2003-12-19 | 2010-11-02 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Filling level measurement device and filling level measurement and monitoring method |
DE102007060346A1 (de) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Hochschule Offenburg | Verfahren zur Laufzeitmessung mittels Ultraschall, insbesondere zur 2D- oder 3D-Ortung von Objekten |
DE102008020035A1 (de) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | Ifm Electronic Gmbh | Verfahren und Schaltung zur Abstandsmessung nach dem Radarprinzip |
DE102008020035B4 (de) * | 2008-04-21 | 2015-04-02 | Ifm Electronic Gmbh | Verfahren und Schaltung zur Abstandsmessung nach dem Radarprinzip |
EP2302338A1 (de) * | 2009-09-25 | 2011-03-30 | Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover | Verfahren zur Eigenschaftsbestimmung von Medien und Messeinrichtung hierzu |
FR2959583A1 (fr) * | 2010-04-30 | 2011-11-04 | Marc Descours | Procede de gestion optimalisee des enlevements et remplacements de bennes a dechets, en fonction de leur niveau de remplissage, par l'utilisation de detecteurs de niveaux de type "radar" |
US10782391B2 (en) | 2015-08-12 | 2020-09-22 | Trw Limited | Processing received radiation reflected from a target |
US11169255B2 (en) | 2016-12-08 | 2021-11-09 | Trw Limited | Processing a signal representative of at least one physical property of a physical system |
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