雷达物位计系统(200)包括：通信模块(202)，被配置成连接至外部通信设备；测量模块(204)，被配置成生成、发送和接收测量信号；控制连接(206)，被配置成将通信模块连接至测量模块，控制连接被配置成至少在由测量模块进行测量期间处于高阻抗模式；电源(208)，被配置成将电力提供至测量模块；能量存储器(210)，耦接至电源；测量连接(212)，将通信模块连接至能量存储器，其中，能量存储器被布置成通过测量连接充电，并且被配置成将电力提供至电源以由测量模块执行测量；以及开关(214)，布置在通信模块与能量存储器之间，开关能够被控制成在由测量模块进行测量期间将通信模块与能量存储器之间的测量连接断开。之间的测量连接断开。之间的测量连接断开。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】雷达物位计系统和用于控制雷达物位计系统的方法
[0001]本专利技术涉及用于改进雷达物位计的电磁抗扰度的系统和方法。
技术介绍
[0002]现场设备通常用于工业中，用以测量各种过程变量(例如，压力、温度、流量或产品物位)。特别地，雷达物位计系统可以用于测量诸如过程流体、粒状化合物或另一材料的产品的物位。
[0003]在雷达物位计系统中，电磁发射信号可以从布置在罐的顶部处的收发器朝向罐中产品的表面传播，并且从发射信号在表面处的反射产生的电磁反射信号返回至收发器。基于发射信号和反射信号，可以确定到产品的表面的距离，由此可以推断出罐中产品的物位。
[0004]在使用现场设备的许多设施(例如，过程工业设施)中，在现场设备与远程位置(例如，主机)之间存在现有布线。现有布线通常形成用于从主机到现场设备的命令的通信和从现场设备到主机的指示过程变量的测量信号的双线电流回路。双线电流回路上的通信可以通过控制流过回路的电流来进行。在4mA至20mA回路中，例如，测量信号可以是回路电流本身。作为对这种模拟电流电平的替代或补充，例如，可以使用HART协议(可寻址远程传感器高速通道)通过调制回路电流来传达数字信息。
[0005]除了能够通过双线电流回路接收和发送信号之外，现场设备可能需要能够使用从双线电流回路汲取的电力进行操作。换言之，现场设备可以是回路供电的现场设备。
[0006]例如，雷达物位计系统用于石油工业和其他应用中，其中测量电路必须符合Ex(防爆)要求，这使得很难满足规定的EMC(电磁兼容性)水平。
[0007]要解决的主要问题通常是传导抗扰度，因为辐射抗扰度可以通过要求罐或容器由电磁屏蔽材料(例如，金属)制成来进行处理。
[0008]例如，传导干扰可以通过在有线连接处添加滤波或通过引入测量电路的最敏感部分的电流隔离来处理，然后可以可选地将其接地至容器接地。前一种方法的效率通常由于Ex要求而受到限制，因为能量存储部件(即电容/电感)的允许水平受到严格限制。这在适用于发射器电源端子处的相对高的电压电平下尤其如此，即可能实现的滤波的量可能根本不够。后一种方法显著地增加了系统的成本和/或复杂性。
技术实现思路
[0009]鉴于现有技术的以上提及的缺点和其他缺点，本专利技术的一个目的是提供一种解决与传导干扰相关的问题的雷达物位计系统。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种雷达物位计系统，包括：通信模块，该通信模块被配置成连接至外部通信设备；测量模块，该测量模块被配置成生成、发送和接收测量信号；控制连接，该控制连接被配置成将通信模块连接至测量模块，控制连接被配置成至少在由测量模块进行测量期间处于高阻抗模式；电源，该电源被配置成将电力提供至测量模块；能量存储器，该能量存储器耦接至电源；测量连接，该测量连接将通信模块连接至能量存储
器。能量存储器被布置成通过测量连接充电，并且被配置成将电力提供至电源以由测量模块执行测量。
[0011]该系统还包括布置在通信模块与能量存储器之间的开关，该开关可以被控制成在由测量模块进行测量期间将通信模块与能量存储器之间的测量连接断开。
[0012]本专利技术基于以下认识：可以通过布置由开关控制的内部能量存储器使得外部测量连接能够在测量期间断开来实现能够处理规定的EMC水平的雷达物位计。由于测量连接用于将电力提供至能量存储器，因此测量连接为低阻抗连接以避免功率损耗。通过在测量期间将通信模块与能量存储器之间的测量连接断开，防止了传导干扰在测量期间到达测量模块。
[0013]此外，与测量连接分开的控制连接至少在由测量模块进行测量期间处于高阻抗模式，这应当被解释为意味着在通信模块与测量模块之间的连接的阻抗足够高以防止传导干扰到达测量模块，至少在一定程度上，测量不受经由控制连接或经由测量连接到达测量模块的任何干扰的负面影响。
[0014]与包括例如使用变压器等的传统电流隔离的解决方案相比，所描述的雷达物位计能够以低成本和低复杂性提供有利的EMC特性。
[0015]根据本专利技术的一个实施方式，测量连接是有利地具有阻抗的连接，该测量连接适于将电力从通信模块提供至能量存储器。测量连接是通信模块与测量模块之间的连接，该测量连接也用于将电力提供至能量存储器并且随后将电力提供至测量模块。为了经由测量连接对能量存储器充电，重要的是测量连接的阻抗不能太高，因为当将能量从通信模块传输至能量存储器时，高阻抗将在连接中导致功率损耗。如从通信模块的输入侧看，用于测量连接的合适阻抗可以优选地低于数百欧姆，例如，低于300Ω。此外，通过开关使通信模块的输出侧与能量存储器之间的阻抗优选地尽可能低。然而，测量连接的合适的总阻抗也可以基于测量模块的配置。
[0016]开关还可以以受控电流调节器的形式提供，该开关在接通状态下允许高达预定阈值电流的电流经过并且在关断状态下表现出足够高的阻抗以减少干扰。
[0017]根据本专利技术的一个实施方式，控制连接可以有利地被配置成可以在低阻抗模式与高阻抗模式之间控制。从而，例如，控制连接可以被控制成在没有进行测量的空闲时段期间以低阻抗模式进行操作并且可以被配置成在由测量模块进行测量期间以高阻抗模式进行操作。例如，控制连接的阻抗可以通过控制通信模块的输入阻抗、测量模块输入阻抗的或控制两者的输入阻抗来控制。为了控制阻抗，通信模块、测量模块或两者都可以设置有三态缓冲器或通用I/O(GPIO)，其中输入/输出的阻抗是可控制的。
[0018]根据本专利技术的一个实施方式，控制连接的高阻抗模式优选地适于具有足够高的阻抗以防止传导干扰经由控制连接传播至测量模块。特别地，控制连接的高阻抗模式优选地被适配为使得经由控制连接传导并到达测量模块的任何干扰被抑制到足够低，从而不会对测量产生负面影响。对于给定应用，传导干扰优选地低于雷达物位计的有用回波信号。此外，传导干扰优选地低于测量电路系统的固有噪声水平。
[0019]根据本专利技术的一个实施方式，处于高阻抗模式的控制连接的阻抗优选地是处于低阻抗模式的控制连接的阻抗的至少10倍。从而，可以在高阻抗模式下抑制传导干扰。
[0020]根据本专利技术的一个实施方式，通信模块有利地被配置成控制控制连接以在高阻抗
模式或在低阻抗模式下进行操作。从而，控制连接的阻抗可以与由测量模块进行的测量相协调。此外，将控制连接设置在任一模式下的命令可以由通信模块从外部设备接收。能够使控制连接在高阻抗模式与低阻抗模式之间进行切换的一个优点是低阻抗模式允许例如时钟信号的更高的带宽，而高阻抗模式提供所需要的免受传导干扰的保护。
[0021]根据本专利技术的一个实施方式，控制连接是光学连接。使用光学连接的优点是它不受电干扰的影响，从而防止传导干扰到达测量模块。
[0022]根据本专利技术的一个实施方式，开关还可以被配置成由测量模块控制以在由测量模块进行测量期间将通信模块与电源断开连接。通过将开关布置成由测量模块控制，开关可以被控制成仅在执行测量时才开路。此外，开关可以被控制成一旦测量完成就立即再次闭合，从本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种雷达物位计系统(200)，包括：通信模块(202)，所述通信模块(202)被配置成连接至外部通信设备；测量模块(204)，所述测量模块(204)被配置成生成、发送和接收测量信号；控制连接(206)，所述控制连接(206)被配置成将所述通信模块连接至所述测量模块，所述控制连接被配置成至少在由所述测量模块进行测量期间处于高阻抗模式；电源(208)，所述电源(208)被配置成将电力提供至所述测量模块；能量存储器(210)，所述能量存储器(210)耦接至所述电源；测量连接(212)，所述测量连接(212)将所述通信模块连接至所述能量存储器，其中，所述能量存储器被布置成通过所述测量连接充电，并且被配置成将电力提供至所述电源以由所述测量模块执行测量；以及开关(214)，所述开关(214)布置在所述通信模块与所述能量存储器之间，所述开关能够被控制成在由所述测量模块进行测量期间将所述通信模块与所述能量存储器之间的测量连接断开。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量连接是适于将电力从所述通信模块提供至所述能量存储器的、具有阻抗的连接。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述控制连接被配置成能够在低阻抗模式与高阻抗模式之间进行控制。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制连接的高阻抗模式适于使得具有足够高的阻抗以防止传导干扰经由所述控制连接传播至所述测量模块。5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，在所述高阻抗模式下所述控制连接的阻抗是在所述低阻抗模式下所述控制连接的阻抗的至少10倍。6.根据权利要求3至5中任一项所述的系统，其中，所述通信模块被配置成将所述控制连接控制成在高阻抗模式或低阻抗模式下进行操作。7.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述控制连接是光学连接。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述开关还被配置成由所述测量模块控制以在由所述测量模块进行测量期间将所述通信模块与所述电源断开连接。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述开关是半导体开关。10.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述开关是机电继电器。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括第二开关，所述第二开关被布置成将所述通信模块与所述测量模块之间的控制连接断开。...
【专利技术属性】
技术研发人员：莱夫，
申请(专利权)人：罗斯蒙特储罐雷达股份公司，
类型：发明
国别省市：
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