确定介质的物位和流速制造技术

本发明专利技术提供了用于通过对由填充物位测量装置发射且由介质反射的传输信号进行评估来确定该测量装置距介质的距离和介质的流速的填充物位测量装置、方法、程序单元以及计算机可读介质。该测量装置包括用于沿两个不同的方向发射传输信号的天线装置。可以使用传输信号的多普勒偏移来确定介质的流速。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了用于通过对由填充物位测量装置发射且由介质反射的传输信号进行评估来确定该测量装置距介质的距离和介质的流速的填充物位测量装置、方法、程序单元以及计算机可读介质。该测量装置包括用于沿两个不同的方向发射传输信号的天线装置。可以使用传输信号的多普勒偏移来确定介质的流速。【专利说明】确定介质的物位和流速
本专利技术涉及测量流动的流体的流速和物位。具体地，本专利技术涉及填充物位测量装置(该填充物位测量装置用于通过对由填充物位测量装置发射且由介质反射的传输信号进行评估来确定距介质的距离和介质的流速)、涉及用于确定距介质的距离和介质的流速的方法、涉及程序单元以及涉及计算机可读介质。
技术介绍
已知用于测量传感器与介质的表面(换句话说“填充物位”或物位)之间的距离和所述介质的流速的测量装置包括用于检测距离(测量系统I)和用于检测流速(测量系统2)的两个不同的测量系统。 借助于脉冲雷达来测量距离。相对地，通过使用对恒定传输信号(也已知作为CW信号，CW表示连续波)进行多普勒评估的不同的系统来确定流速。在这种情况下，两个装置都被容纳在共享的壳体中。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是详细说明传感器与介质的表面之间的距离和介质的流速的选择性确定。 由所附权利要求的特征来实现该目的。根据所附权利要求和下面的描述得到本专利技术的研发。 本专利技术的第一方面涉及一种距离测量装置例如填充物位测量装置，该距离测量装置用于通过对由该测量装置发射且由介质反射的传输信号进行评估，来确定物位测量装置距介质的距离和介质的流速。这因此是使用传播的电磁波或声波的无接触测量。 该测量装置包括生成要发射的传输信号的信号生成器模块。还提供了天线装置，并且天线装置被配置成沿与介质的流向垂直的第一方向发射传输信号并且沿不同于第一方向的第二方向发射传输信号。例如，第二方向可以与介质的流向从而与介质的表面成角度α，角度α在O度与90度之间，例如，在30度与60度之间，例如近似45度。 此外，测量装置包括用于通过对由介质反射且由天线装置接收的传输信号进行评估来确定距介质的距离和介质的流速的处理器单元。 可以以各种方式沿两个方向发射传输信号。例如，可以假设:沿第一方向发射一部分传输信号，同时沿第二方向发射第二部分传输信号。还可以假设:最初沿第一方向发射全部传输信号，随后沿第二方向完全发射传输信号。如下面更详细地描述的，这可以借助于测量处理中的切换处理来发生。 在本专利技术的一种实施方式中，天线装置可以是具有两个或更多个辐射方向的单天线。天线装置可以是平面天线或个体天线的阵列，这可以以如下方式来形成，该方式使得具有两个(或更多个)发射传输信号的主要辐射方向。 还可以假设天线装置可以相对于测量装置的壳体区域旋转，设置该区域用于以如下方式将测量装置固定在支架上:该方式使得可以相对于流体的流向最佳地定向天线装置，而不需为该目的定向测量装置本身。 在本专利技术的又一实施方式中，天线装置包括第一天线和第二天线，第一天线被配置成沿第一方向发射传输信号，第二天线被配置成沿第二方向发射传输信号。 在本专利技术的又一实施方式中，这两个天线都经由单个定向耦合器、单个开或关单个功率分离器连接至信号生成器模块。 在本专利技术的又一实施方式中，信号生成器模块是高频模块例如FMCW(调频连续波)模块。传输信号的至少第一部分是调频连续波信号(FMCW)。 可以假设FMCW模块能够以如下方式改变其信号生成模式:该方式使得除了生成FMCW传输信号以外还能够生成相同形状的CW传输信号。 在这种情况下，由此传输信号包括第二部分，第二部分为连续波信号(CW)，填充物位测量装置被配置成仅沿第一方向发射传输信号的第一部分以及仅沿第二方向发射传输信号的第二部分(CW)。 在本专利技术的又一实施方式中，FMCW模块被配置成生成调频传输信号，该调频传输信号具有上升的频率斜坡和下降的频率斜坡。因此，可以同时测量距离和速度。这种类型的三角调制的上升的侧翼和下降的侧翼具有沿不同方向的多普勒偏移。例如，仅在发送的频率调制的拐点后的短暂停顿之后进行信号处理。 使用三角调制形状提供检测多普勒频率作为辐射速度的测量(作为除了距离测量以外的独立测量值)的可能性。在接近期间接收频率增大，因此在上升的频率斜坡期间差异频率的值减小。由于与多普勒频率的叠加，当测量三角调制的上升的侧翼的接近时的频率差异较小，而在下降的侧翼中，频率差异比固定反射器大了相同量。对于相反流向(换句话说，远离传感器)，接收频率减小，因此在上升的频率斜坡期间差异频率增大。同等地，差异频率在下降的斜坡中减小。如果频率变化的梯度在三角信号的上升的侧翼和下降的侧翼中大小相等，则两个测量周期的差异频率的平均值是独立于速度的距离测量。差异频率的和是对象的一半辐射速度的测量。 通过对关于上升的频率斜坡和下降的频率斜坡的频移的方向的评估，可以额外地确定流向。 通常，具有对频率变化的线性的高要求。 在本专利技术的又一实施方式中，处理器单元被配置成在单个测量周期内确定距介质的距离和该介质的流速。 应当注意的是，在本专利技术的所有实施方式中，可以假设不管与介质的流向垂直地发射传输信号和/或与介质的流向倾斜地发射传输信号都由同一信号生成器模块生成传输信号。具体地，还可以假设由同一处理器单元对接收的传输信号、反射的传输信号进行评估。可以根据沿第一方向发射的、在填充介质的表面上被反射后的传输信号来确定距离，并且可以根据沿第二方向发射的传输信号来确定介质的流速。 可以通过单个测量确定流速和填充物位测量装置距介质的距离，在该单个测量中沿与介质的流向垂直的第一方向发射传输信号，并且在这之前，这在之后或同时，沿与介质的流向倾斜的第二方向发射传输信号。 因此，最初沿两个不同的方向发射传输信号，之后对在填充介质的表面上被反射的相应信号进行评估，这些信号使得可以确定流速和距离(即，填充物位或物位)。 除了沿两个不同的方向同时发射传输信号之外，也可以最初沿第一方向发射传输信号，随后沿第二方向发射传输信号(或最初沿第二方向发射传输信号，随后沿第一方向发射传输信号)。 依赖于填充物位测量装置的实施方式，可以依次或并行确定距离和流速。 还可以假设如下来定义测量周期。通过沿第一方向发射的随时间连续的传输信号和被评估的相应反射信号来重复测量距离。然后，较少地对与介质的流速倾斜地发射的传输信号进行评估，例如，仅在距离的每个第十个或第二十个测量之后对其进行评估。这可以表示如果发生了一定数量的距离测量或如果自从最后一次确定流速一定量的时间已过去(例如一分钟)，则也仅沿第二方向发射传输信号。 然而，也可以更频繁地沿第二方向发射传输信号，并且如果发生了一定数量的填充物位测量或如果自从最后一次确定流速一定量的时间已过去(例如一分钟或两分钟)，则也可以仅对由天线装置从该方向接收的相应反射信号进行评估(以确定流速)。 因此，可以假设由某个事件触发确定流速。在该上下文中，如已经描述的，所述事件可以是执行一定数量的距离测量和/或自从最后一次确定流速过去一定量的时间。可替代地或另外，触发确定流速的事件也可以由在预定时段内物位改变的比预定阈值更大(即，“距离”)构成。换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种填充物位测量装置(100)，用于通过对由所述填充物位测量装置发射且由介质反射的传输信号进行评估，来确定距所述介质的距离和所述介质的流速，所述填充物位测量装置包括：信号生成器模块(101)，用于生成所述传输信号；天线装置(102，201，202)，用于沿与所述介质的流向垂直的第一方向(103)以及沿不同于所述第一方向的第二方向(104)发射所述传输信号；以及处理器单元(105)，用于通过对由所述介质反射且由所述天线装置接收的所述传输信号进行评估，来确定距所述介质的距离和所述介质的流速。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·费伦巴赫，于尔根·莫策，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