KROHNE BM 70 A_P DE - Handbuch (Seite 6)

BM 70 A/P Montage- und Betriebsanleitung Seite: 6 11/00
1. Anwendungsbereich
Das Füllstandmesssystem BM 70 A/P Level-Radar dient der Abstand-, Füllstand-, Volumen und
Reflexionsmessung von Flüssigkeiten, Pasten, Schlämmen, festen Körpern und Schüttgütern. Der
Betrieb ist auf Lager- und Prozessbehältern, sowie auf Schwallrohren möglich.
BM 70 P ist speziell für Anwendungen in Lagertanks mit höchsten Genauigkeitsanforderungen
konzipiert.
Explosionsgeschützte Ausführungen BM 70 A/P Ex sind für den Einsatz in Ex-Zone 0, 1, 2, geeignet.
In Deutschland (abhängig von der jeweiligen funktechnischen Zulassung auch in einigen anderen
Ländern) ist die Verwendung auf geschlossene Behälter oder Bereiche aus Metall oder Beton be-
schränkt. Die Mikrowellen sind jedoch aufgrund der geringen Leistung für den Menschen ungefähr-
lich.
2. Arbeitsweise und Systemaufbau
2.1 Funktionsprinzip (FMCW-Radar)
Ein Radar-Signal wird über die Antenne abgestrahlt, an der Messstoffoberfläche reflektiert und nach
einer Verzögerungszeit t wieder empfangen.
FMCW: Frequency Modulated Continuous Wave
- Frequenz-moduliertes Dauerstrichverfahren -
Beim FMCW-Radar wird ein Hochfrequenz-Signal (~10 GHz) verwendet, bei dem während der
Messung die Sendefrequenz linear um 1 GHz ansteigt (Frequenz-Sweep) (1). Das Signal wird
ausgesendet, an der Messstoffoberfläche reflektiert und zeitverzögert empfangen (2).
Aus der aktuellen Sendefrequenz und Empfangsfrequenz wird zur weiteren Signalverarbeitung die
Differenz
∆
f gebildet (3). Sie ist direkt proportional zum Abstand, d.h. eine große Frequenzdifferenz
bedeutet einen großen Abstand und umgekehrt.
Diese Frequenzdifferenz wird über eine Fourier-Transformation (FFT) in ein Frequenzspektrum
umgewandelt und dann der Produktabstand errechnet. Der Füllstand ergibt sich aus der Differenz von
Tankhöhe und Abstand.
Linearität des Frequenz-Sweeps
Die Messgenauigkeit eines FMCW-Radars wird durch die Linearität des Frequenz-Sweeps und
dessen Reproduzierbarkeit bestimmt. Die Linearitätskorrektur wird über eine Referenzmessung der
Oszillatorkennlinie vorgenommen.
Bei dem BM 70 A-Gerät wird die Nichtlinearität bis zu 98% korrigiert.
3) Differenzfrequenz
entsteht
1) Radarfrequenz
wird linear verändert
2) Verzögerungszeit
durch Wellenausbreitung
f
∆∆
f
t
Antenne
∆∆
f
nichtlinearer Sweep linearer Sweep
f
Start
f
Stop