一种物位测量设备，在物位测量设备正在运行期间或在制造过程中，其通过测量经过接收支路且还经过STC滤波器的参考信号，能够补偿由STC滤波器引起的接收信号的失真。例如，在经过接收支路后，该参考信号能够被馈送至微处理器，该微处理器能够据此计算IF信号的修正值。能够设置开关，该开关能够在参考信号和IF信号之间切换。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过测量灵敏度时间控制滤波函数进行的误差补偿
本专利技术涉及物位测量。尤其地，本专利技术涉及一种物位测量设备，特别是填充物位雷达，用于补偿在确定填充物位期间发生在物位测量设备的接收支路中的误差，以及涉及一种方法，用于通过测量物位测量设备的接收支路的滤波函数来进行的误差补偿。
技术介绍
因为在同一时间，所有的回波同时在接收机处，所以根据频率调制连续波(FMCW)原理工作的物位测量设备应具有相对大的动态变化(dynamics)。例如，各种回波可以是弱且相对远的有用的回波，以及来自天线的近距离范围的相对强的假回波。例如，堆积在天线中或天线上的沉积物、天线前面的固定物或者物位雷达的HF模块中的双工器的有限解偶联能够引起这些假回波。 此外，与更远的且具有极低振幅的回波相反，天线的近距离范围内的回波一般能够具有非常闻的振幅。 为了能够在中频通道(IF通道)中处理所有这些回波，于是在这种情况下，例如，被设置在物位测量设备的接收支路中的模拟/数字转换器的IF动态变化可能不得不很高。 被广泛使用的压缩动态变化，即减小动态范围的选择是使用所谓的STC函数。在本文上下文中，“STC”代表“灵敏度时间控制”。STC函数被用于衰减天线的近距离范围内的大信号，并且在FMCW系统中通过高通滤波器能够很容易地实现。 高通滤波器能够衰减具有相对小的频率的信号。因为小频率对应相距天线的短距离，结果能够衰减或者甚至能够完全滤除天线的近距离范围内的干扰大信号，从而减小IF信号的振幅差异。 然而，测量信号的曲线轨迹还会受到回波信号的距离相关衰减的影响，这于是能够影响近距离范围内的传感器的准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的是改善天线的近距离范围内的测量准确度。 本专利技术提供了一种物位测量设备，用于补偿在确定填充物位期间发生在物位测量设备的接收支路中的误差，以及一种方法，用于通过根据独立权利要求的特征测量滤波函数来进行物位测量设备的接收支路中的误差补偿。在从属权利要求以及以下描述中阐述了本专利技术的进化。 下文所述的实施方式同样涉及物位测量设备以及方法。换言之，在下面关于物位测量设备记载的特征还能够被实现为方法的步骤，并且反之亦然。 根据本专利技术的第一个方面，提供了一种物位测量设备，用于补偿在确定填充物位期间发生在物位测量设备的接收支路中的误差，该设备包括用于提供参考信号的参考信号提供单元(例如具有数据存储器或信号发生器的形式)；用于记录测量信号的接收单元；具有FMCW模块的接收支路，该FMCW模块被配置成把测量信号转化成中频信号；以及处理器单元，用于使用参考信号计算修正值以修正接收信号。 参考信号提供单元提供(例如生成)参考信号，并且接收单元记录测量信号，该测量信号是从天线传输来的信号的分量，其已经在填充物或者例如容器固定装置、容器底座、容器中的尘土或沉积物的其它物体处经过反射，或者已经在天线处经过反射。然后根据记录的测量信号计算填充物位。 在根据测量信号计算填充物位之前，该测量信号被转换成中频信号并随后经过信号处理，该信号处理能够包括例如滤波过程和模拟/数字转换。下文中，部分或完全处理的中频信号也被称为接收信号。 处理过中频信号之后，能够修正由此得到的信号，以例如补偿接收支路的STC滤波器的滤波函数。为了计算用于修正所得信号的修正值，能够使用逆滤波函数，其或者在制造过程中作为参考信号已经被储存在物位雷达的存储单元中，或者在物位雷达运行期间通过切换至参考信号来生成。 根据本专利技术的一个实施方式，参考信号提供单元包括参考信号生成单元以生成参考信号。此外，提供了第一开关单元，其在输入侧连接到FMCW模块和参考信号生成单元，且在输出侧连接到接收支路的STC滤波器，并且被配置成在中频信号和参考信号之间切换，使得中频信号或参考信号能够被馈送至STC滤波器。 第一开关单元用于在对应于测量信号的接收信号与参考信号之间切换。处理器单元被配置成计算使用参考信号用于修正接收信号的修正值。 参考信号提供单元和处理器单元可以是同一个单元(即参考信号能够由处理器单元生成)。然而，它们也可以是不同的单元或者至少是部分不同的单元。例如，处理器单元能够控制分立的部件，其根据处理器单元的命令生成参考信号。 特别地，对应于测量信号的接收信号可以是根据测量信号生成的中频信号(IF信号)。为此，能够设置所谓的FMCW前端，下文中也称作FMCW模块，其接收来自接收单元(天线)的测量信号并将其转换成中频信号。该FMCW模块还能够被配置成生成传输信号。 此外，开关单元能够连接到FMCW模块，使得把中频信号从FMCW模块直接馈送至开关单元。 然后，开关单元能够把中频信号或参考信号传送至接收支路的与之相连的元件。 根据本专利技术的一个实施方式，处理器单元被配置成修正接收信号的距离误差，该距离误差与距离相关衰减相关联。这些距离误差能够由例如接收支路，尤其是STC滤波器的非线性温度特性引起。然而，也可以由处理器单元修正接收信号的其它误差，这些误差是由接收支路中测量信号的处理造成的。 根据本专利技术的另一个实施方式，参考信号生成单元是微处理器。特别地，它可以与上述处理器单元相同。也能够设置不同的微处理器。 根据本专利技术的另一个实施方式，参考信号生成单元包括压控振荡器(VC0)、锁相环(PLL)或直接数字合成设备(DDS)。 该部件可以由处理器单元控制并生成参考信号。 根据本专利技术的另一个实施方式，遍历(“完全扫描”)参考信号的频率以记录物位测量设备的接收支路的参考滤波曲线，然后使用该参考滤波曲线计算修正值。 例如，从0Hz至最高出现IF频率地对频率进行遍历。也可以从0Hz至低于最高出现IF频率的频率地对参考信号进行遍历。也可以设定从可设置的起始频率(不等于零)至可以设置的最大频率地对参考信号进行遍历。 根据本专利技术的另一个实施方式，在物位测量设备运行期间计算修正值。也可以设定在传感器调校期间，即例如在激活期间计算一次修正值。 如果在物位测量设备运行期间计算修正值，例如，该过程可以受当前温度控制而发生，和/或能够例如每10到100次测量执行一次该过程，和/或例如每小时一次。如果受温度控制而计算该修正值，那么为此目的而设置一个或更多个温度测量传感器，其检测物位测量设备中温度的明显变化，并且如果合适的话，通过生成参考信号和开动第一开关单元来触发修正值的新计算。 根据本专利技术的另一个实施方式，接收支路中设置有模拟/数字转换器。还设置有第二开关单元，其能够把参考信号直接馈送至模拟/数字转换器中。 以这种方式，能够在避开设置在接收支路中的Α/D转换器与天线之间的部件的同时测量参考信号。例如在参考信号的形式未知或者是不充分了解时，这是有利的。 两个开关单元可以是例如集成模拟开关或集成电路或继电器，集成模拟开关例如具有晶体管的形式。 根据本专利技术的另一个实施方式，物位测量设备是FMCW雷达系统。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种方法，用于通过测量接收支路的滤波函数来进行物位测量设备的接收支路中的误差补偿，在该方法中生成参考信号并记录测量信号。然后在接收支路中，可以在对应于测量信号的接收信号与参考信号之间切换，并且以这种方式，能够使用参考信号计本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物位雷达，用于补偿在确定所述填充物位期间发生在所述物位雷达的接收支路中的误差，包括：参考信号提供单元(701,101,301)，用于提供参考信号或修正值；接收单元(102)，用于记录测量信号；接收支路，具有被配置成把所述测量信号转换成中频信号的FMCW模块(104)；处理器单元(101)，用于使用所述参考信号计算修正值，或者用于使用由所述参考信号提供单元提供的所述修正值，来修正所述中频信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.03 EP 12166603.6;2012.05.03 US 61/642,1731.一种物位雷达，用于补偿在确定所述填充物位期间发生在所述物位雷达的接收支路中的误差，包括: 参考信号提供单元(701，101，301)，用于提供参考信号或修正值； 接收单元(102)，用于记录测量信号； 接收支路，具有被配置成把所述测量信号转换成中频信号的FMCW模块(104)； 处理器单元(101)，用于使用所述参考信号计算修正值，或者用于使用由所述参考信号提供单元提供的所述修正值，来修正所述中频信号。2.根据权利要求1所述的物位雷达， 其中所述参考信号提供单元(701，101，301)包括用于生成参考信号的参考信号生成单元(101)； 所述物位雷达包括第一开关单元(103)，其在输入侧连接到所述FMCW模块(104)和所述参考信号生成单元(101)，且在输出侧连接到所述接收支路的STC滤波器，并且被配置成在来自所述FMCW模块的所述中频信号与来自所述参考信号提供单元的所述参考信号之间切换，使得所述中频信号或所述参考信号被馈送至所述STC滤波器。3.根据权利要求1或权利要求2所述的物位雷达， 其中所述处理器单元(101)被配置成修正所述中频信号的距离误差，所述距离误差与依赖于距离的衰减相关联。4.根据权利要求2或权利要求3所述的物位雷达， 其中所述参考信号生成单元(101)是微处理器。5.根据权利要求2或权利要求3所述的物位雷达， 其...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·舒尔特海斯，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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