[發明專利]填充物位確定系統和方法

有效

• 申請號: 200980147171.4
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN102224398A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: O·愛德沃森
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特雷達液位股份公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284;G01F25/00;G01S13/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 杜娟

技術領域

本發明涉及一種雷達物位計系統，該雷達物位計系統使用例如Goubau型單線的波導來確定包含在容器中的產品的填充物位。

背景技術

雷達物位計(radar?level?gauge，RLG)系統廣泛用于確定包含在容器(例如儲罐)中的產品的填充物位(filling?level)。雷達物位計量一般通過向包含在容器中的產品輻射電磁信號的非接觸式測量，或通過像探針那樣的起波導作用的探針將電磁信號引向和引入產品、通常稱為導波雷達(GWR)的接觸式測量來進行。探針一般被設置成從容器的頂部朝容器的底部垂直延伸。探針也可以設置在測量管，即所謂的馬籠頭中，該測量管連接到容器的外壁，并且與容器的內部流體連通。

發射的電磁信號在產品的表面上被反射，并且反射信號被包含在雷達物位計系統中的接收器或收發器接收。根據發射信號和反射信號，可以確定到產品表面的距離。

更具體地，到產品表面的距離一般根據電磁信號的發射與它在容器中的氣氛與包含在其中的產品之間的界面上反射的接收之間的時間來確定。為了確定產品的實際填充物位，根據上述時間(所謂的飛行時間)和電磁信號的傳播速度確定從基準位置到表面的距離。

當前在市場上銷售的大多數雷達物位計系統是根據脈沖的發射與它在產品表面上反射的接收之間的時間差確定到包含在容器中的產品的表面的距離的所謂脈沖式雷達物位計系統，或根據發射調頻信號與它在表面上的反射之間的相差確定到表面的距離的系統。后一種類型的系統一般稱為FMCW(調頻連續波)型。

在任何情況下，傳播的電磁信號通常不僅在由氣氛與表面之間的界面構成的阻抗轉變部分(impedance?transition)上被反射，而且在信號遇到的幾個其它阻抗轉變部分上被反射。這樣的阻抗轉變部分可能例如由容器中的固定結構，或者在GWR系統的情況下，隨著產品的填充物位在容器內發生變化而可能粘附在探針上的產品殘留物造成。

因此，存在系統試圖根據錯誤的反射信號確定填充物位的特定風險。當容器內的產品具有與容器中的氣氛相似的信號傳播特性時，情況尤其這樣。這導致小的阻抗轉變，于是導致相對較弱的回波信號。產生相對較弱回波信號的產品的例子是液化天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)、基于油的產品、像塑料小球或顆粒那樣的固體等。除了具有低反射率之外，這些液體對于雷達波來說是透明的，因此，表面之下的回波也可通過表面看見，并且可能干擾表面回波。典型的雷達物位計量系統可以區分至少相隔幾分米到半米的回波，并且對于在這樣的距離上具有小衰減(幾dB)的液體，接近的回波可能混合在一起，在表面移動的時候導致測量距離的誤差相當大。

降低這種錯誤確定填充物位的風險的一種方式是當容器空著時進行基準填充物位測量。這種基準填充物位測量的典型結果是干擾回波分布，其中代表可能出現在容器中的干擾的回波可見。這種干擾回波分布可以用于修正在正常測量條件下獲得的回波分布。例如，對于脈沖式RLG系統，可以從在正常測量條件下獲得的回波分布中減去至少一部分干擾回波分布。

但是，容器中的條件一般以這樣的方式隨時間而變：現有干擾發生移動，和/或像例如在GWR測量的情況下粘附在探針上的像油那樣的材料團的新干擾回波源加入進來。

當容器不是空著的時候，這樣的可變條件可以通過在正常測量條件期間確定干擾回波分布而被考慮進來。但是，由于產品表面之上的氣氛中的相對穩定傳播特性，所以只能在包含在容器中的產品的表面之上可靠地確定這樣的干擾回波分布。

US?6078280公開了一種確定包含在容器中的產品的表面之上的干擾回波分布的方法，牽涉到自動確定定義新獲取回波分布的哪個部分用于更新以前存儲的干擾回波分布的轉變點。根據US?6078280，這個轉變點是根據表面回波信號確定的。

但是，在例如存在接近和強干擾回波的情況的某些條件下，可能難以確定表面回波信號，這可能導致當使用公開在US?6078280中的方法時，表面回波信號被包括在干擾回波分布中，從而可能導致不正確的填充物位確定。

發明內容

鑒于現有技術的上述及其它缺點，本發明的一般目的是提供一種改進的雷達物位計系統及方法，尤其是能夠以更高精度確定填充物位的雷達物位計系統及方法。