本发明专利技术涉及一种用于根据传播时间测量方法借助现场装置确认并且监测在容器中的介质的填充水平的方法，其中，在学习阶段中，确定应用和装置参考测试信号和从填充水平上表面预期的响应信号并且从中确认应用和装置参考比较信号，其中，在操作阶段中，朝向介质发射测试信号并且接收应用和装置参考响应信号，以及利用比较算法将比较信号与响应信号相比较并且确认用于一致性概率（W）的值，并且其中，在高于预定极限值地超过一致性概率的确认值时，确认填充水平并且作为测量值输出，和/或在未超过或者降至低于预定极限值的情形中，发射新的测试信号以重新确认响应信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
经常地在自动化和过程控制技术的测量装置中应用用于确认并且监测容器中的填充水平的这种方法。例如，根据商标Prosonic、Levelflex和Micropilot从本受让人可获得填充水平测量装置，该填充水平测量装置根据传播时间测量方法工作并且用于确定和/或监测介质在容器中的填充水平。这些填充水平测量装置在填充物质的上表面的方向上借助发射/接收元件在微波或者超声波范围中发射周期的发射信号并且在依赖于距离的传播时间之后接收反射的回声信号。利用微波工作的通常的填充水平测量装置能够基本上被划分为两个类别。第一个类别是，微波借助天线朝向填充物质发送、在填充物质的表面上反射并且然后在依赖于距离的传播时间之后被接收回来的情形。第二个类别是，微波被沿着波导朝向填充物质引导、由于在填充物质的表面存在的阻抗跳跃而在该表面上反射并且反射波然后被沿着波导导引回去的情形。通常，根据所接收的回声信号形成作为传播时间的函数表示回声振幅的回声函数，其中这个回声函数的每一个值对应于在距发射元件特定的距离处反射的回声的振幅。在这个如此建立的回声函数中，确定与发射信号在填充物质的表面上的反射对应的期望回声。根据期望回声的传播时间，在发射信号的传播速率已知的情形中，直接地得到了在填充物质表面和发射元件之间的距离。为了简化回声曲线评价，并非使用所接收的脉冲序列的原始信号，而是替代地确认包络、即所谓的包络曲线。例如通过矫正脉冲序列的原始信号而获取包络曲线，并且然后以低通对其滤波。目前，根据传播时间原理工作的填充水平传感器使用如下处理步骤确定距离作为对于所发送的测试信号的响应而获得的模拟响应信号(中间频率信号)取决于传感器原理而在模拟阶段中被滤波，或者在前面的A/D转换随后，在数字阶段中，在给定情形中被从时域转换成频域、被矫正并且被转换成对数表示。这个处理步骤链的结果是所谓的包络曲线，然后在其中借助各种算法获取填充水平回声。根据复杂性或高或低的规则进行算法的选择；在最简单的情形中，该算法仅搜索包络曲线的全局极大值。在这种类型的评价的情形中，响应信号的信息内容被填充水平回声搜索步骤强烈地减少并且基本被限制为振幅信息。存在用于在包络曲线中确定期望回声的很多不同的方法，其能够被划分成两种基本方法。利用静态回声搜索算法的静态检测方法和/或例如通过应用历史信息利用动态回声搜索算法的动态检测方法。在第一种方法，在静态回声搜索方法中，使用静态回声搜索算法，具有比剩余回声更大的振幅的回声被选择作为期望回声。因此，在包络曲线中具有最大振幅的回声被确认为期望回声。在第二种方法，在静态回声搜索方法中，使用静态回声搜索算法，假设期望回声是在发射脉冲之后在包络曲线中发生的第一个回声。因此，在包络曲线中的第一个回声被选择作为期望回声。通过例如定义所谓的第一回声因子，在静态回声搜索算法中将两种方法相互组合是可能的。第一回声因子是预定因子，回声必须以该因子超过特定振幅，从而被识别为期望回声。替代地，可以定义依赖于传播时间的回声阈值，回声必须超过该回声阈值，从而被识别为期望回声。在第三种方法中，填充水平测量装置曾被告知当前填充水平。填充水平测量装置能够基于预定填充水平将相关联的回声识别为期望回声并且例如利用适当的动态回声搜索算法对其进行跟随。这种方法被称作回声跟踪。在这种情形中，例如在每一个测量循环中，确定回声信号或者回声函数的最大值，并且基于对于在前一测量循环中确认的填充水平的了解和填充水平的、特定于应用的最大预期变化率，检测期望回声。根据如此检测的当 前期望回声的传播时间，然后得到了新的填充水平。在DE 10260962A1中描述了第四种方法。其中基于较早地在存储器中存储的数据检测期望回声。在这种情形中，根据接收的回声信号推导回声函数，该回声函数将回声信号的振幅反映为其传播时间的函数。回声函数被存储在表格中，其中每一列用于容纳一个回声函数。回声函数被顺序地存储在该列中，该顺序对应于与分别的回声函数相关联的填充水平。在操作中，借助于表格，基于当前发射信号的回声函数检测期望回声和相关联的填充水平。在DE 10360710A1中，描述了第五种方法，在该情形中朝向填充物质周期地发送发射信号，其回声信号被记录并且被转换成回声函数，确定回声函数的至少一个回声特性，并且基于至少一个前一测量的回声特性，推导对于用于当前测量的预期回声特性的预测。考虑该预测而确认当前测量的回声特性，并且基于回声特性，确认当前填充水平。这种方法最广义地接近回声跟踪。在DE 102004052110A1中，描述了第六种方法，该方法通过在包络曲线中的回声评价和回声的分类而实现了期望回声检测的改进。在WO 02065066A1中，描述了一种用于高度准确的填充水平测量的方法。中间频率信号被数字地存储并且因此振幅以及相位信息这两者均保持是可用的。通过应用数字化中间信号，能够以毫米准确度检测填充水平。在DE 4308373C2中，描述了一种方法，该方法从包络曲线提取回声和其回声特征。形状因子、位置或者时间点，和回声的振幅用作回声特征。形状因子特征在这种情形中被定义为在分别的回声的6dB前沿宽度与6dB总宽度之间的比率。例如，对于对称s回声，这个值等于1/2。借助于模糊逻辑，将关于每一个回声的可能性计算为干扰回声、多重回声或者期望回声。具有最大期望回声可能性的回声被选择为期望回声。进而从EP 0459336已知一种用于处理超声波回声信号的方法，在此情形中所接收的信号被数字地采样并且被存储在存储器中，其中所接收的信号是回声的包络曲线。在记录所接收的信号之后，借助例如最佳滤波和阈值检测的适当的方法使用信号处理来提取回声，并且检测在测量内出现的所有的回声。进而已知用于抑制在所接收的信号中包含的非理想回声、例如由于对于测量物而言补充性地位于传感器的记录区域中的干扰物而存在的回声的方法。当干扰物被空间地固定并且同时测量物的运动范围受到限制时，然后可以通过评价时间窗口的适当选择实现干扰回声的充分抑制。从DE 3337690已知一种方法，利用该方法，可以利用如下特征抑制干扰物回声，该特征包括，在学习阶段中，在该情形中测量物并不位于传感器的记录区域中，首先，所有的干扰物回声均被检测并且被存储在存储器中。在测量操作期间，将当前检测的回声与经学习的回声相比较。在充分一致的情形中，回声被分类为干扰物回声并且被相应地抑制，而将剩余回声与测量物相关联。在文献DE 3337690和EP 0459336中，进而描述了以下方法，该方法以如下方式屏蔽了由在传感器和物体之间的多重反射引起的干扰回声，使得限制所要评价的最大传播时间并且忽略在这个传播时间以外发生的回声。在于EP 0459336中示意的方案的情形中，补 充性地，还可以将回声振幅评价为用于多重回声抑制的标准。从DE 3821577已知一种用于基于似真检查(plausibility examination)抑制干扰回声的方法。因为由于物体的有限运动速率，测量状况能够以此改变的梯度受到限制，所以仅当回声的时间位置和振幅足够似真时基于前一测量状况评价回声。以此方式，首先，能够可靠地抑制随机地发生的干扰信号。这些上述方法在它们的公开的程度上，在大量应用中非常好工作。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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·克勒费尔，温弗里德·迈尔，迪特马尔·施潘克，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：
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