减小填料物位测量装置的平均功率谱中的功率峰值制造方法及图纸

本发明专利技术导致了填料物位测量装置的平均功率频谱中的功率峰值的减小，这些功率峰值是由所述填料物位测量装置在频率斜坡开始之前或在频率斜坡之后发射恒定频率的次数引起的。所述填料物位测量装置被设计用于产生且发射传输信号，其中所述传输信号包含至少一个频率斜坡。为了确定器皿中的填充材料的物位，仅使用了在基频间隔内的频率。在这种情况下，所述基频间隔的最小频率大于所述频率斜坡的最小频率，且/或所述基频间隔的最大频率小于所述频率斜坡的最大频率。

【技术实现步骤摘要】
减小填料物位测量装置的平均功率谱中的功率峰值相关申请的引用本申请要求2016年2月22日提交的欧洲专利申请第16156684.9号的优先权日权益，因此将该欧洲专利申请的内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及物位测量。特别地，本专利技术涉及用于减小填料物位测量装置的传输信号的平均功率频谱中的功率峰值的方法、物位雷达(levelradar)、程序要素和计算机可读介质。
技术介绍
当确定器皿中或封闭器皿外部(自由场)的填充材料的物位时，能够使用如下这样的填料物位测量装置：该填料物位测量装置向填充材料发射雷达或超声波信号，并且记录在填充材料处被反射的信号以便根据该反射的信号来求出物位。在例如以调频连续波(FMCW：frequency-modulatedcontinuouswave)信号的形式发射雷达波且以该雷达波作为传输信号或用于测量物位的测量信号的填料物位测量装置的随时间取平均的功率谱(也称为均方根(RMS)谱(RMS＝RootMeanSquare))中，在传输信号的某些特定频率处会出现功率峰值。这些功率峰值可以是由于传输信号保持在特定频率下而产生的。尤其在雷达波被用于物位测量中的情况下，存在着关于所辐射出的信号的最大平均功率水平的法定要求。为了不超过所允许的传输水平(例如，在EU(欧盟)中应用了协调标准的传输水平)，传输水平一般地可以被保持为相对较低的值。让传输水平不超过平均功率的可允许极限值的另一个原因在于要以时钟的方式来发射雷达信号。在这种情况下，在活动时期内由填料物位测量装置发射雷达信号。然后跟着就是非活动时期，在该非活动时期内，填料物位测量装置或该填料物位测量装置的负责产生并发射雷达信号的雷达系统被关闭。结果，能够有效地减小所发射信号的平均功率。然而，传输信号的峰值功率不会受此影响。
技术实现思路
期望提供一种用于减小填料物位测量装置的平均功率谱中的功率峰值和水平增大量的方法，并且期望提供一种针对于所允许的最大传输水平具有改进的功率谱的填料物位测量装置。根据独立权利要求的特征，提供了利用调频连续波(FMCW)信号来确定器皿中的填充材料的物位的填料物位测量装置、用于操作所述利用调频连续波信号的填料物位测量装置的方法、程序要素以及计算机可读介质。本专利技术的发展能够在从属权利要求中找到。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于确定器皿中的填充材料的物位的填料物位测量装置。例如，所述填料物位测量装置也能够被用来测量传送带上的散装材料的质量流量(massflow)。所述填料物位测量装置能够利用调频连续波信号进行操作。在这种情况下，所述填料物位测量装置至少具有下列部件：高频电路，借助于该高频电路能够产生传输信号，其中所述传输信号具有至少一个频率斜坡；传输装置，所述传输装置用于有针对性地向所述填充材料发射所述传输信号；以及评估部，所述评估部用于基于在所述填充材料处被反射的所述传输信号来确定所述填充材料的物位。所述传输信号的所述频率斜坡具有最小频率fmin和最大频率fmax。当确定所述物位时，所述评估部被设计成仅使用在所述填充材料处被反射的所述传输信号中的具有在基频间隔内的频率的那一部分。在这种情况下，所述基频间隔的最小频率大于所述频率斜坡的最小频率fmin，且/或所述基频间隔的最大频率小于所述频率斜坡的最大频率fmax。频率斜坡应理解为是指如下这样的传输信号或传输信号分量：在该传输信号或传输信号分量之处或之内，频率随时间单调上升或单调下降。单调上升和单调下降的频率的组合也是可能的。所述填料物位测量装置的所述传输信号能够在某一时期内具有例如与频率斜坡(即，其中频率随时间单调增大或单调减小的传输信号分量)连接的恒定频率分量。传输信号还能够由在时间上被布置成一行或被连续布置的一个或多个频率斜坡给出，而不是必须存在有其中信号保持在恒定频率下的时期。此外，传输信号在通过频率斜坡之后的随后时期的期间内保持在恒定频率下也是可以的。这个频率能够由例如所述频率斜坡的最大频率给出。前述的传输信号的频率的时间依赖关系的其他组合也是可能的。根据本专利技术的基频间隔应被理解为是指这样的频率间隔：在由所述填料物位测量装置确定物位时，处于该频率间隔内的那些频率被考虑进来。这意味着仅使用填料物位测量装置的在填充材料处被反射的传输信号中的处于所述基频间隔内的频率分量来进行所述被反射的传输信号的评估。基频间隔跟传输信号的频率斜坡的最小频率fmin与最大频率fmax之间的频率范围这二者之间的区别具有下列效果：利用调频连续波信号进行操作的填料物位测量装置包括可能具有某一建立或热身时间的电路部件。在这些电路部件的所述建立或热身时间的时期内发射的传输信号不能够被用于可靠的测量，即，不能够被用来可靠地确定物位。用于测量的传输信号分量较佳地可以由频率斜坡给出，即，当进行测量时，如下这样的信号分量是不被期望的：在该信号分量中，具有恒定频率的传输信号分量在某一时期内被发射。由于必要的建立或热身时间，以频率斜坡直接开始可能是不明智的。为此，在由频率斜坡给出传输信号的后续部分之前，最初可以在恒定频率下等待直到建立或热身时间之后。本专利技术避免了在建立或热身时期的期间内发射具有恒定频率的传输信号分量，在这个时期的期间内已经通过了频率斜坡的一部分，但是该频率斜坡的这一部分不被用于实际测量。以这种方式，能够彻底地消除或至少显著地减少具有恒定频率的传输信号分量被发射时的时间。根据本专利技术的一个实施例，所述频率斜坡的这个部分在所述基频间隔之下(在上升的频率斜坡的情况下)。所述填料物位测量装置能够被设计成只有在建立时间(settlingtime)已经过去时才达到所述基频间隔的最小频率。根据本专利技术的另一个实施例，所述频率斜坡的这个部分在所述基频间隔之上(在下降的频率斜坡的情况下)。所述填料物位测量装置能够被设计成只有在建立时间已经终止时才达到所述基频间隔的最大频率。根据本专利技术的一个实施例，所述基频间隔的最小频率大于所述频率斜坡的最小频率fmin。在这种情况下，所述高频电路被专门设计成以使得所述传输信号不包含具有恒定频率的连续波信号的方式产生至少一个频率斜坡。在此说明的处理能够导致功率谱完全没有任何峰值。根据这个实施例，所述传输信号能够由多个频率斜坡组成，但是在任何情况下都由至少一个频率斜坡组成。如果使用多个频率斜坡，则传输信号的频率例如从最小频率到最大频率以单调的方式随时间增大，并且随后跳回到最小频率，以便如前面一样从最小频率到最大频率以单调的方式随时间上升。因此，所述传输信号不包含具有恒定频率的连续波信号。在这种情况下，具有恒定频率的连续波信号应理解为是指在一个时期内频率恒定的信号，所述一个时期通常远小于所述频率斜坡被经过的时间间隔。例如，辐射出恒定的连续波信号的所述时期或持续时间能够由所述填料物位测量装置的电路部件的建立或热身时间给出。根据本专利技术的另一个实施例，所述传输信号包括在频率斜坡之前的具有恒定频率fSmin的连续波信号。在这种情况下，所述频率斜坡的最小频率fmin对应于频率fSmin。在这种情况下，辐射出具有恒定频率的连续波信号的时期能够小于所述填料物位测量装置的电路部件的建立或热身时间。换言之，这意味着：在这个实施例中，所述传输信号最初在固定频率fSmin下具有恒定输入，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种填料物位测量装置(10)，其利用调频连续波信号亦即FMCW信号来确定器皿(11)中的填充材料(12)的物位，所述填料物位测量装置包括：高频电路，所述高频电路被配置成产生传输信号(21、22)，其中所述传输信号具有至少一个频率斜坡(212、222)；传输装置，所述传输装置被配置成将所述传输信号(21、22)向所述填充材料发射；评估部，所述评估部被配置成基于在所述填充材料处被反射的传输信号来确定所述填充材料的所述物位；其中，所述至少一个频率斜坡(212、222)具有最小频率fmin和最大频率fmax；其中，当确定所述填料物位时，所述评估部被配置成仅考虑所述被反射的传输信号中的具有在基频间隔(30)内的频率的那一部分；并且其中，所述基频间隔的最小频率(301)大于所述频率斜坡的最小频率fmin，且/或所述基频间隔的最大频率(302)小于所述频率斜坡的最大频率fmax。

【技术特征摘要】
2016.02.22 EP 16156684.91.一种填料物位测量装置(10)，其利用调频连续波信号亦即FMCW信号来确定器皿(11)中的填充材料(12)的物位，所述填料物位测量装置包括：高频电路，所述高频电路被配置成产生传输信号(21、22)，其中所述传输信号具有至少一个频率斜坡(212、222)；传输装置，所述传输装置被配置成将所述传输信号(21、22)向所述填充材料发射；评估部，所述评估部被配置成基于在所述填充材料处被反射的传输信号来确定所述填充材料的所述物位；其中，所述至少一个频率斜坡(212、222)具有最小频率fmin和最大频率fmax；其中，当确定所述填料物位时，所述评估部被配置成仅考虑所述被反射的传输信号中的具有在基频间隔(30)内的频率的那一部分；并且其中，所述基频间隔的最小频率(301)大于所述频率斜坡的最小频率fmin，且/或所述基频间隔的最大频率(302)小于所述频率斜坡的最大频率fmax。2.根据权利要求1所述的填料物位测量装置，其中，所述基频间隔(30)的最小频率(301)大于所述频率斜坡(212、222)的最小频率fmin；并且其中，所述高频电路被配置成仅产生所述至少一个频率斜坡(212、222)，以使得所述传输信号(22)不含有具有恒定频率(201、203、211、213)的连续波信号。3.根据权利要求1所述的填料物位测量装置，其中，所述传输信号(21)在所述频率斜坡(212)之前含有具有恒定频率fSmin的连续波信号(211)；并且其中，所述频率斜坡(212)的最小频率fmin与所述恒定频率fSmin一致。4.根据前述权利要求中任一项所述的填料物位测量装置，其中，所述高频电路被配置成借助于在具有斜坡发生器的锁相环中的规则连续时钟信号来产生所述传输信号(21、22)的所述频率斜坡(212、222)；其中，所述高频电路被配置成在每个时钟信号之后使所述传输信号(21、22)的频率增大一个预定值；并且其中，只有在预设数量的时钟信号之后才能达到所述基频间隔(30)的最小频率(...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·米勒，迈克尔·菲舍尔，
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