用于确定介质特征和容器特征的设备及方法技术

根据本发明专利技术的示例性实施方式，提出了一种物位测量设备，该物位测量设备包括自学设备，所述自学设备能够自动地确定容器的圆顶通道的长度。为此，自学设备使用由多重回波检测设备分类的多重回波。以此方式，可以改进物位测量的结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物位测量。特别地，本专利技术涉及一种用于确定物料的物位位置和/或两种物料之间的界面的位置以在测量任何类型的物位时确定介质特征和容器特征的物位测量设备，并且还涉及相应的方法、程序元件以及计算机可读介质。
技术介绍
在根据调频连续波(FMCW)或脉冲渡越时间法(transit time)的物位传感器中，电磁波或声波朝向物料表面方向发射。在此之后，传感器记录由物料反射的、由构建在容器中的对象反射的以及由容器本身反射的回波信号，并据此得到容置在容器内的至少一种物料的表面的位置。关于声波或光波的使用，由物位测量设备产生的信号通常朝向待测物料的表面方向自由地传播。在使用雷达波来测量物料表面的设备中，会既考虑朝向待测介质方向的自由传播又考虑在将雷达波从物位测量设备导向介质的波导装置内部的传播。在根据导向微波原理进行操作的设备中，高频信号沿着波导装置导向介质。在待测的介质表面或物位处，一些到达的信号被反射并在相应的渡越时间之后返回到物位测量设备。未被反射的信号分量进入介质并在介质中对应于介质的物理特性朝向容器底部方向继续传播。这些信号还在容器的底部被反射，并在通过介质和覆盖气氛之后返回到物位测量设备。物位测量设备接收从不同的位置反射的信号，并根据这些信号根据已知的方法确定到物料的距离。能够在外部获得所确定的到物料的距离。这样的设置可以以模拟形式(4. 20mA接口)或数字形式(现场总线)实施。所有的这些方法都具有一个共同特点在从物位测量设备到物料表面的通路上，用于进行测量的信号通常会位于另外的介质(以下称为覆盖介质)的影响区域中。该覆盖介质位于物位测量设备与待测介质表面之间，并且通常表现液体或气态气氛。在主要的大多数应用中，在待测介质上方有空气。因为电磁波在空气中的传播与在真空中的传播相差甚微，所以不需要对由物料、构建在容器内的对象以及容器本身所反射的穿过空气回到物位测量设备的反射信号进行任何特殊修正。然而，在化工行业的工艺容器中，许多类型的化学气体和气体混合物会作为覆盖介质存在。与在真空或空气中的传播相比，电磁波的传播特性会根据取决于这些气体或气体混合物的物理特性而发生改变。确定介质特征和容器特征的已知尝试通常有显著的缺点。
技术实现思路
期望的是具有用于一种用于确定介质特征和容器特征的健壮性方法和设备。此夕卜，期望的是具有一种用于在进行界面测量时自动地确定参数的方法和设备。所提出的是用于确定物位位置和/或例如容置在容器内的两种物料之间的界面的位置的物位测量设备；以及根据独立权利要求的特征的方法、程序元件和计算机可读介质。在从属权利要求以及下面的描述中陈述了本专利技术的展开。应当指出的是，下文中，关于物位测量设备，还可以将上述特征实施为方法中的方法相关步骤，反之亦然。根据本专利技术的第一方面，提出了一种用于确定例如容置在容器内的物料的物位位置和/或两种物料之间的界面的位置的物位测量设备。物位测量设备包括回波曲线获取设备，用于获取至少一条或若干条回波曲线；回波识别设备，用于评估所述至少一条回波曲线；多重回波检测设备，用于评估所述至少一条回波曲线；多重回波检测设备，用于将来自于物料表面和/或来自于容器的容器底部的多次反射的一个或若干个回波分类为多重回 波(multiple echo);以及具有“自学”能力并且出于该原因也被称为“自学”的设备，所述设备被设计成使用由多重回波检测设备分类的多重回波来自动地确定容器的圆顶通道的长度。根据本专利技术的另一个方面，物位测量设备可以包括位置确定设备。回波识别设备可以被设计成识别回波曲线中的若干个回波，多重回波检测设备被设计成将所述若干个回波中的至少两个回波分类为多重回波。此外，位置确定设备可以被设计成确定所述至少两个多重回波的位置，自学设备被设计成使用所述至少两个多重回波的位置来确定圆顶通道的长度。根据本专利技术的另一个方面，自学设备可以被设计成使用所述至少两个多重回波的阶数来确定圆顶通道的长度。根据本专利技术的另一方面，回波识别设备可以被设计成识别回波曲线中的若干个回波，并且多重回波检测设备可以被设计成将两个或更多个回波分类为多重回波。此外，物位测量设备可以包括速度确定设备，所述速度确定设备用于确定被分类为多重回波的回波的第一多重回波的第一速度矢量以及用于确定所分类的多重回波的第二多重回波的第二速度矢量。自学设备被设计成确定所确定的速度矢量中的至少两个速度矢量的交点以确定圆顶通道的长度。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种用于确定容器内的物料的物位位置和/或容器内的两种物料之间的界面的位置的方法。获取至少一条回波曲线，随后对所述回波曲线进行评估。此外，将来自于物料的物料表面和/或来自于容器的容器底部的多次反射的至少一个回波分类为多重回波。此外，使用由多重回波检测设备分类的多重回波来自动地确定容器的圆顶通道的长度。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种程序元件，当在物位测量设备的处理器上执行所述程序元件时，所述程序元件指示处理器执行上文和/或下文描述的步骤。此外，提出了一种用于存储程序元件的计算机可读介质，当在物位测量设备的处理器上执行所述程序元件时，所述程序元件指示处理器执行上文和/或下文描述的步骤。程序元件(称为“计算机程序元件”)可以形成存储在物位测量设备的处理器上的软件的一部分。在这种布置中，处理器也可以是本专利技术的主题。此外，本专利技术的该方面包括从一开始就使用本专利技术的计算机程序元件以及通过更新使得现有程序使用本专利技术的计算机程序元件。应当指出的是，术语“物料回波”等同于物料反射的零阶多重回波。此外，应当指出的是，术语“底部回波”等同于底部反射的零阶多重回波。附图说明图I示出了根据渡越时间方法进行操作的物位测量设备。图2示出了根据渡越时间方法来确定物位的方法相关步骤。图3示出了其中容器盆不直的情况。 图4示出了使用多重回波的物位测量示例。图5示出了在圆顶通道中的物位测量示例。图6示出了无容器盖的物位测量示例。图7示出了根据本专利技术的示例性实施例的物位测量设备。图8示出了根据本专利技术的示例性实施例的物位测量设备的测量周期。图9示出了根据本专利技术的示例性实施例的用于确定圆顶通道的长度的方法。图10示出了根据本专利技术的示例性实施例的用于确定容器高度的方法。图11示出了根据本专利技术的示例性实施例的用于界面测量的物位测量设备。图12示出了根据本专利技术的示例性实施例的在与界面具有恒定距离的情况下的界面测量。图13示出了根据本专利技术的示例性实施例的在与物料表面具有恒定距离的情况下的界面测量。图14示出了根据本专利技术的示例性实施例的在上方介质具有恒定厚度的情况下的界面测量。具体实施例方式图中的图示是概略的而非按比例的。如果在附图的以下描述中在不同的附图中使用了相同的附图标记，则它们表示相同或相似的元件。然而，也可以以不同的附图标记来表示相同或相似的元件。应当指出的是，术语“物料回波”等同于物料反射的零阶多重回波。此外，应当指出的是，术语“底部回波”等同于容器底部反射的零阶多重回波。下面的解释集中于考虑常见的容器中的单种待测介质或物料的应用情况。下文所描述的技术教导可以转换到容器中的两个或若干个不同的介质或物料的应用情况。在界面测量的上下文中，特别地，物料表面位置还可以是两种不同介质或物料之间的界面的位置，该位置等同于在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定容器内的物料的物位位置和/或两种物料之间的界面的位置的物位测量设备，所述物位测量设备朝向物料表面的方向发射电磁波或声波，所述物位测量设备(701)包括：回波曲线获取设备(104)，用于获取至少一条回波曲线；回波识别设备(7021)，用于评估所述至少一条回波曲线；以及多重回波检测设备(7024)，用于将来自于物料表面和/或来自于容器底部的多次反射的至少一个回波分类为多重回波；其中，所述物位测量设备还包括自学设备(7027)，所述自学设备(7027)被设计成使用由所述多重回波检测设备分类的所述多重回波来自动地确定布置在所述容器的顶部区域中的圆顶的圆顶通道的长度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·格里斯鲍姆，罗兰·韦勒，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：