物位测量装置中的幅度轮廓制造方法及图纸

本发明专利技术涉及物位测量装置中的幅度轮廓，尤其涉及用于确定物位与被填充材料表面反射并被物位测量装置接收的信号分量的幅度之间的函数关系的电子单元。以这种方式，可以改善物位确定的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及所有类型的物位的测量方法，例如基于超声波信号、雷达信号、微波信号或振动的方法。具体地，本专利技术涉及用于物位测量装置的电子单元，涉及具有电子单元的物位测量装置，涉及物位测量装置的使用，以及涉及用于物位测量的方法。
技术介绍
Peter Devine “ Fii 11 s t an dme s sun g mi t Radar-Leitfaden f iir dieProzessindustrie"描述了民用雷达物位测量装置的基本设计。DE 10 2005 003 152 Al描述了检查物位测量装置的正常机能的方法。US 7，098，843 B3描述了接收放大器的放大倍数随着距信号源的距离变化的方法。WO 2009/037000A1描述了用于提取回波的方法和用于跟踪的方法。Meinke/Gundlach :"Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" ( ΜΜ^^ΨΨΜ (handbook of high-frequency engineering))描述了依靠雷达方程预测预期的回波幅度的方法。DE 102 60 962 Al描述了存储回波函数的方法。已知的方法常常是昂贵的并且有时不准确。
技术实现思路
可以期望有一种可以按高精度确定物位的方法和相关装置。根据本专利技术的第一方面，陈述了一种用于物位测量装置的电子单元，物位测量装置用于确定物位。该电子单元包括运算单元，其被设计为确定填充材料表面(也被称为 “进料表面”)和物位测量装置之间的距离与被进料(即，填充材料)表面反射并被物位测量装置接收的信号分量的幅度之间的函数关系。通过确定物位(其也可以通过进料表面和物位测量装置之间的距离确定)与所接收到的信号分量的幅度之间的函数关系，电子单元可以对所接收到的回波执行评价(例如，随后)。具体地，可以确定特定回波是否是表示物位的回波，或者确定该特定回波是否是伪像，换句话说，确定该特定回波是否是“伪”回波，其例如由容器中的多重反射或者由于容器安装而引起。通过评价回波曲线的相应的接收信号分量的幅度，其中一个信号分量例如是物位回波，因而，其可以提高物位回波被正确识别的可能性。另外，可以检测过填充状态。具体地，电子单元可适用于产生(确定)之前获得的回波曲线(作为物位回波，每个回波曲线是在不同时间测量的，并且可包含多个回波)的已识别物位回波的之前确定的幅度值的轮廓。这可通过幅度轮廓仪完成。之后，幅度轮廓仪可分析相应的幅度值的轮廓， 并基于该分析，确定物位回波的幅度，其中该幅度是在已达到特定物位时预期的。根据本专利技术的示例性实施例，电子单元还包括存储器件，其中物位与接收的信号分量的幅度之间的函数关系以格点的形式被存储在存储器件中。基于该格点，可以进行推断，以该方式可以预测预期的幅度(幅度可能随着物位变化而变化)。根据本专利技术的另一示例性实施例，该函数关系通过调节数学方程的系数而产生。以该方式，将来可以实现要预期的幅度值的精确预测。根据本专利技术的另一示例性实施例，该函数关系被用于评价回波列表的述回波。此外，为了评价回波列表的回波，可以拟出又一标准，例如，趋势计算、物位很可能将被定位在其内的预期视窗(expectation window)或者其它可能考虑。根据本专利技术的另一示例性实施例，仅当物位测量装置已以优良的或甚至更高的可靠性识别出物位时，才确定所述函数关系。于是，可以防止与幅度值和物位之间的函数关系有关的伪值用于随后的计算。根据本专利技术的另一示例性实施例，仅当进料表面的回波经过数个测量周期改变其位置时，才确定函数关系。以这种方式，可避免不必要的运算工作。根据本专利技术的另一示例性实施例，当确定函数关系时，确定与物位幅度有关的至少一个统计参数。根据本专利技术的另一示例性实施例，与物位幅度相关的至少一个统计参数被用于评价回波列表的回波。以这种方式，可以减小伪回波被错误地分类成物位回波的可能性。根据本专利技术的另一示例性实施例，函数关系被用于检测过填充情形的发生。于是，物位测量装置可以按自动方式推导出容器的过填充。根据本专利技术的另一示例性实施例，用信号将过填充情形的发生通知给用户和/或较高等级控制系统。根据本专利技术的另一示例性实施例，存储器件包括非易失性存储区。在该过程中，在已获得相应的值之后，过填充情形的发生、函数关系和/或与物位幅度相关的至少一个统计参数被存储在非易失性存储区中。根据本专利技术的另一示例性实施例，在跟踪过程中，特别是跟踪经过数个测量的回波的位置的过程，收集到的信息被以跟踪的形式存储在非易失性存储区中。根据本专利技术的另一示例性实施例，当测量装置恢复操作时，读取存储在非易失性存储区中的信息，并且该信息被用于评价回波。以这种方式，在重启测量装置的情形下，可确保回波曲线的回波被正确地分类，或者可确保物位被正确地算出。根据本专利技术的第二方面，陈述具有以上和以下所述的电子单元的物位测量装置。根据本专利技术的另一方面，陈述在可发生过填充的应用中对具有以上和以下所述的电子单元的物位测量装置的使用。根据本专利技术的另一方面，陈述一种用于确定具有物位测量装置的物位的方法。在该方法中，向进料表面发射出发射信号。之后，通过物位测量装置的相应的接收器件，检测与发射信号相应的接收信号。之后，确定进料表面和物位测量装置之间的距离与接收信号的信号分量的幅度之间的函数关系，其中信号分量被进料表面反射并被物位测量装置接收。在该阶段，应该注意的是，以上和以下所述的特征在每种情形下均可应用到电子单元、物位测量装置、使用和方法。换句话说，例如，着眼于电子单元的以上和以下所述的那些特征还可以被实施为与方法相关的步骤，反之亦然。以下，参考附图描述本专利技术的示例性实施例。附图说明图1示出用于回波信号处理的装置，例如电子单元。图2示出根据本专利技术的示例性实施例的用于测量容器中的物位的物位测量装置以及相应的回波曲线。图3示出物位测量装置的回波列表。图4示出根据本专利技术的示例性实施例的函数关系以及在目标监控中的物位测量直ο图5示出根据本专利技术的示例性实施例的在测量液体期间的物位测量装置，以及相应的函数关系。图6示出根据本专利技术另一示例性实施例的在测量散装材料期间的物位测量装置， 以及相应的函数关系。图7示出根据本专利技术的示例性实施例的例如以电子单元的形式的用于回波信号处理的装置。图8示出与物位测量有关的流程图。图9示出根据本专利技术的示例性实施例在静止的进料表面的情况下的幅度轮廓绘制。图10示出物位回波结构。图11示出在移动的进料表面的情况下的回波信号。图12示出根据本专利技术的另一示例性实施例的三个幅度轮廓。图13示出对过满的容器测量物位的例子。图14示出根据本专利技术另一示例性实施例的电子单元。具体实施例方式在图中的例示是概略的而不是按比例的。在以下附图描述中，如果使用相同的参考符号，则它们表示相同或类似的元件。在根据FMCW或脉冲传播时间方法操作的物位传感器中，朝进料表面的方向发射电磁波或声波。接着，传感器记录由进料和容器内部构件反射的回波信号并由此推导出相应的物位。图1示出在物位测量装置内部的回波信号处理的基本设计。块“回波曲线处理” 101包括提供回波曲线作为容器内当时的反射状况的图像所需的所有硬件单元和软件单元。优选地在微处理机系统内以数字形式获得回波曲线，并借助于已知本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于物位测量装置（９０１）的电子单元（１４００），所述物位测量装置（９０１）用于确定物位，其中所述电子单元包括：运算单元（２１０），用来确定填充材料表面和所述物位测量装置（９０１）之间的距离与被所述填充材料表面反射并被所述物位测量装置（９０１）接收的信号分量的幅度之间的函数关系（９０５）；幅度轮廓仪（７０１），用来产生迄今为止已测量到的物位回波的幅度值的轮廓；以及幅度评价器（７０２），用来借助所述幅度值的轮廓，确定所述物位回波在特定位置处的预期幅度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·韦勒，卡尔·格里斯鲍姆，于尔根·莫策，马丁·盖泽，克里斯蒂安·霍费雷尔，曼努埃尔·考夫曼，约阿希姆·本茨，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：DE