雷达物位计系统技术方案

本实用新型专利技术涉及用于确定储罐中的产品的填充物位的雷达物位计系统。该雷达物位计系统包括：收发器，用于产生、发射和接收电磁信号；信号传播装置，连接至收发器，并且被布置成朝向储罐中的产品传播来自收发器的电磁发射信号，并将由电磁发射信号在产品的表面处的反射产生的电磁反射信号返回至收发器；以及测量表示形成电路，用于基于发射信号和反射信号形成测量表实用新型专利技术示，该测量表示包括指示产品的填充物位的表面回波信息；验证测试回波信息添加电路，用于将指示预定义的验证测试物位的验证测试回波信息添加至测量表示，从而产生修改后的测量表示；以及物位确定电路，耦接至收发器，并且被配置成基于修改后的测量表示来确定验证测试物位。

Radar level meter system

【技术实现步骤摘要】
雷达物位计系统
本技术涉及雷达物位计系统。
技术介绍
雷达物位计广泛用于对储罐中的产品的填充物位进行测量。通常，通过朝向储罐中的产品传播电磁发射信号并接收由发射信号在产品表面处的反射而产生的电磁表面反射信号来执行雷达物位测定。发射的电磁信号可以朝向储罐中的产品辐射，或者可以通过传输线探针朝向产品引导并引导到产品中。后者通常被称为导波雷达(GWR)。基于发射信号和表面反射信号，可以确定距产品的表面的距离。可以根据该距离推断出填充物位。雷达物位计通常被分类为脉冲系统或FMCW系统。在脉冲系统中，朝向产品的表面发射脉冲，并且基于脉冲到表面并返回至雷达物位计的飞行时间来确定距表面的距离。在FMCW系统中，朝向表面发射具有时变频率的信号，并且基于发射信号与同时接收到的信号之间的频率(和/或相位)差来确定该距离。也存在所谓的脉冲FMCW系统。在某些情况下，雷达物位计用于雷达物位计的故障可能导致危险状况的应用。例如，具有防溢功能的雷达物位计必须非常可靠。采取各种措施以确保雷达物位计的可靠性，尤其是具有防溢功能的雷达物位计的可靠性，从而降低诸如溢出的危险状况的风险。例如，雷达物位计和其他重要设备可以被设计成满足由国际标准IEC/EN61508定义的特定的安全完整性级别(SIL)。根据该标准，安全相关系统可以满足从SIL1至SIL4的不同安全完整性级别的要求，其中SIL4代表最高安全完整性级别，以及SIL1代表最低安全完整性级别。系统的SIL评级与按需故障概率有关，而按需故障概率又是故障率与验证测试之间的时间的函数。为了保持一定的SIL等级，因此需要以根据SIL等级指定的规则间隔执行验证测试。例如，可能需要每年执行验证测试。验证测试通常由SIL评级系统的制造商指定，并且系统的用户有责任正确地进行验证测试。最真实的验证测试是将储罐填充至其高物位警报界线，这将触发高物位警报(这是安全仪表功能SIF)，然后证明它起作用。然而，该过程通常非常不切实际，并且还可能与安全风险有关。验证测试的另一方式是在储罐中在高物位警报界线处添加参考反射器。然后，雷达物位计可以使用从参考反射器产生的回波作为参考并对其进行测量，以证明如果实际产品物位处于储罐中的相同位置，则警报将按预期工作。这将产生足够的验证测试覆盖率，以在SIF任务时间内正常保持SIL等级。该方法在US9325077中进行了描述。使用参考反射器执行验证测试是不错的解决方案，避免了实际上将储罐填充至高物位警报界线的缺点。然而，在某些情况下，可能不期望或难以安装参考反射器套件作为改进安装。
技术实现思路
鉴于上述情况，因此期望提供一种替选的验证测试方法，该验证测试方法可以更容易地实现，尤其是在改进的情况下。本技术基于以下认识：通过将验证测试回波信息添加至由雷达物位计系统形成的测量信号，可以实现可靠的验证测试，其不需要提供通常不期望的高达高物位警报界线的产品并且不需要在储罐内安装额外的硬件。换句话说，在雷达物位计系统的测量链中添加合成的验证测试物位表示，诸如信号。本技术的实施方式允许对雷达物位计系统的、除了可能的信号传播装置(天线或探针)和收发器的部分之外的所有部分进行验证测试。由于验证测试回波信息被添加至测量表示而不是替换测量表示，因此可以基于修改后的测量表示、通过定期确定储罐中的产品的填充物位来验证信号传播装置和收发器的大部分功能。对于雷达物位计系统中的模拟输出接口，填充物位可以作为4mA与20mA之间的电流进行传送。高物位警报界线可以与该范围内的电流对应。替选地，可以在雷达物位计处设置高物位警报界线，雷达物位计然后可以被配置成用例如21.75mA的警报电流(4mA至20mA的范围外的电流)传达溢出状况。在许多现场应用中，提供了数字通信链路。这将提供针对当前操作条件传达若干指示的可能性。例如，警报和确定的填充物位可以彼此独立地被传送。根据本技术的一方面，提供了一种用于确定储罐中的产品的填充物位的雷达物位计系统，该雷达物位计系统包括：用于产生、发射和接收电磁信号的收发器；信号传播装置，其连接至收发器，并且被布置成朝向储罐中的产品传播来自收发器的电磁发射信号，并将由电磁发射信号在产品的表面处的反射产生的电磁反射信号返回至收发器；以及测量表示形成电路，其用于基于电磁发射信号和电磁反射信号形成测量表示，该测量表示包括指示产品的填充物位的表面回波信息；验证测试回波信息添加电路，其用于将指示预定义的验证测试物位的验证测试回波信息添加至测量表示，从而产生修改后的测量表示；以及物位确定电路，其耦接至收发器并且被配置成基于修改后的测量表示来确定验证测试物位。储罐可以是能够容纳产品的任何容器或器皿，并且可以是金属的或者部分金属的或完全非金属的，开口的、半开口的或者封闭的。“收发器”可以是能够发射和接收电磁信号的一个功能单元，或者可以是包括分离的发射器单元和接收器单元的系统。测量表示形成电路、验证测试回波信息添加电路和物位确定电路中的一个或多个可以作为分离的设备或作为单个设备被提供，并且可以通过硬件、软件或其组合来实现。信号传播装置可以是能够传播电磁发射信号的任何装置。例如，信号传播装置可以包括天线或传输线探针。在各种实施方式中，可以在填充物位测量状态与验证测试状态之间对雷达物位计系统进行控制。在验证测试状态下，物位确定电路可以被配置成：基于修改后的测量表示来确定验证测试物位；并且提供指示验证测试物位的信号，以允许基于验证测试物位确定验证测试结果。在填充物位测量状态下，物位确定电路可以被配置成：基于测量表示确定储罐中的产品的填充物位；以及提供指示填充物位的信号。此外，有利地，根据本技术的多种实施方式的雷达物位计可以包括在填充物位测量系统中，填充物位测量系统还包括接收来自雷达物位计的测量信号的主机系统。附图说明现在将参考示出本技术的当前优选实施方式的附图来更详细地描述本技术的这些和其他方面，在附图中：图1示意性地示出了包括根据本技术实施方式的雷达物位计系统和主机系统的填充物位测量系统；图2是图1中的雷达物位计系统的放大视图；图3A是根据本技术的第一示例实施方式的雷达物位计系统的部分示意性框图；图3B是根据本技术的第二示例实施方式的雷达物位计系统的部分示意性框图；图4是示意性地示出了示例方法的流程图；图5是示出雷达物位计系统的填充物位测量状态的示例性回波曲线的图；以及图6是示出雷达物位计系统的验证测试状态的示例性回波曲线的图。具体实施方式在本详细描述中，参考具有辐射天线的FMCW(调频连续波)类型的雷达物位计系统来主要讨论根据本技术的各方面的雷达物位计系统和方法的各种实施方式。应当注意，这并未限制本技术的范围，本技术的范围由所附的各组权利要求来限定，并且同样良好地例如包括脉冲型雷达物位计系统或具有其他信号传播装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达物位计系统，所述雷达物位计系统用于确定储罐中的产品的填充物位，其特征在于，所述雷达物位计系统包括：/n收发器，其用于产生、发射和接收电磁信号；/n信号传播装置，其连接至所述收发器，并且被布置成朝向所述储罐中的产品传播来自所述收发器的电磁发射信号，并将由所述电磁发射信号在所述产品的表面处的反射产生的电磁反射信号返回至所述收发器；以及/n测量表示形成电路，其用于基于所述电磁发射信号和所述电磁反射信号形成测量表示，所述测量表示包括指示所述产品的填充物位的表面回波信息；/n验证测试回波信息添加电路，其用于将指示预定义的验证测试物位的验证测试回波信息添加至所述测量表示，从而产生修改后的测量表示；以及/n物位确定电路，其耦接至所述收发器，并且被配置成基于所述修改后的测量表示来确定验证测试物位。/n

【技术特征摘要】
20181219 EP PCT/EP2018/0859421.一种雷达物位计系统，所述雷达物位计系统用于确定储罐中的产品的填充物位，其特征在于，所述雷达物位计系统包括：
收发器，其用于产生、发射和接收电磁信号；
信号传播装置，其连接至所述收发器，并且被布置成朝向所述储罐中的产品传播来自所述收发器的电磁发射信号，并将由所述电磁发射信号在所述产品的表面处的反射产生的电磁反射信号返回至所述收发器；以及
测量表示形成电路，其用于基于所述电磁发射信号和所述电磁反射信号形成测量表示，所述测量表示包括指示所述产品的填充物位的表面回波信息；
验证测试回波信息添加电路，其用于将指示预定义的验证测试物位的验证测试回波信息添加至所述测量表示，从而产生修改后的测量表示；以及
物位确定电路，其耦接至所述收发器，并且被配置成基于所述修改后的测量表示来确定验证测试物位。


2.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述物位确定电路还被配置成提供指示所述验证测试物位的验证测试信号。


3.根据权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中，所述物位确定电路还被配置成基于所述测量表示来确定所述储罐中的填充物位。


4.根据权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中，能够在填充物位测量状态与验证测试状态之间对所述雷达物位计系统进行控制，以及
其中，在所述验证测试状态下，所述物位确定电路被配置成：
基于所述修改后的测量表示确定所述验证测试物位；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：米卡埃尔·英隆德，托比亚斯·利亚，托马斯·文纳贝里，拉尔斯奥弗·拉松，帕尔·亚伯拉罕松，克里斯蒂安·斯凯于格，
申请(专利权)人：罗斯蒙特储罐雷达股份公司，
类型：新型
国别省市：瑞典;SE