[發(fā)明專利]在料位測量時的介質特性的確定

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080070752.5
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN103261854A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 羅蘭·韋勒;卡爾·格里斯鮑姆
• 申請（專利權）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296;G01N29/024
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發(fā)明涉及在測量所有種類的料位時的介質特性的確定。尤其，本發(fā)明涉及一種根據渡越時間法工作的料位測量裝置、一種料位測量設備、用于料位測量的一種應用以及一種方法。

背景技術

在根據FMCW（調頻連續(xù)波）或脈沖-渡越時間法工作的料位傳感器中，電磁波或聲波沿著朝填料表面的方向發(fā)射。隨后，傳感器記錄由填料、容器設備和容器自身反射的回波信號，并且由此推導相應的料位。

例如下述傳感器可以屬于根據渡越時間法工作的料位傳感器，所述傳感器利用超聲波、雷達、制導雷達、FMCW雷達、脈沖雷達、CW（連續(xù)波）雷達或激光器確定到填料表面的間距。此外，所有發(fā)射波的并且再接收和評估所述波由填料表面反射的部分的傳感器可以定義為根據渡越時間法工作的料位傳感器。

在聲波或光波的使用中，由料位測量儀器產生的信號通常自由地沿朝待測量的填料表面的方向傳播。在將雷達波用于測量填料表面的儀器中，不僅考慮沿著朝待測量的介質的方向的自由的傳播，而且也考慮在將雷達波從料位測量儀器引至介質的波導管內部中的傳播。在根據制導微波的原理的儀器中，將高頻信號沿波導引向介質。

在待測量的介質的表面上，到達的信號的一部分被反射，并且在相應的渡越時間之后返回料位測量儀器。未反射的信號部分進入到介質中，并且根據介質的物理特性在所述介質中繼續(xù)沿著朝容器底部的方向傳播。在容器底上反射所述信號，并且在經過介質和疊加的氣體環(huán)境之后再次返回料位測量儀器。

料位測量儀器接收在不同部位上反射的信號，并且從中根據已知的方法確定到填料的距離。

到填料的所確定的距離被向外提供。該提供能夠以模擬的形式（4mA至20mA接口）或也能夠以數字的形式（現(xiàn)場總線）實現(xiàn)。

雷達料位傳感器的原理結構在Peter?Devine著的書：Füllstandmessung?mit?Radar?Leitfaden?für?die?Prozessindustrie（用于制造工業(yè)的借助雷達的料位測量手冊）（ISBN3-00-008216-6）詳細地示出。

在此確定了，基于雷達料位傳感器的料位測量結果通常是不精確的。

DE102006019191A1、WO2010/071564A1和WO2006/013200A1描述用于應提高精度的料位測量的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提出用于料位測量的一種替選的方法和一種替選的裝置。

提出根據獨立權利要求的特征所述的一種根據渡越時間方法工作的料位測量裝置、一種料位測量設備、用于料位測量的一種應用和一種方法。從從屬權利要求中得到本發(fā)明的改進方案。

根據本發(fā)明的第一方面，提出一種根據渡越時間方法工作的具有回波曲線檢測裝置和評估裝置的料位測量裝置。回波曲線檢測裝置用于檢測第一回波曲線和至少一個第二回波曲線。在此，第一回波曲線是沿第一測量路段的反射情況，由料位測量裝置產生的第一測量信號沿著所述第一測量路段朝填料表面和/或分界層表面?zhèn)鞑セ蜻\動。第二回波曲線描述沿第二測量路段的反射情況，由料位測量裝置產生的第二測量信號沿所述第二測量路段朝填料表面和/或分界層表面運動。

在此，兩個測量信號需要不同的渡越時間，以便達到填料表面，因為所述測量信號在其到填料表面的路段上經過不同的電氣距離。所述不同的電氣距離例如從兩個測量信號在其沿相應的測量路段的路程上的部分不同的傳播速度或不同物理路段中得出。

評估裝置構成為用于評估第一和第二回波曲線，以便由此計算用于位于填料表面和/或分界層表面之上的疊加介質的至少一個特性值。

這種疊加介質例如是更輕的第二液體，是蒸汽或氣體或氣體混合物。

根據本發(fā)明的一個實施形式，第一測量路段和第二測量路段具有不同的（物理）長度。這能夠通過設有彼此錯位地以不同高度設置在容器中的兩個天線的方式實現(xiàn)。這也能夠通過將兩個測量信號在距填料表面和/或分界層表面的不同長度的路程上引導進而在疊加介質中經過不同長度的路程的方式實現(xiàn)。

根據本發(fā)明的另一實施形式，回波曲線檢測裝置具有用于產生第一回波曲線的第一料位探針和用于產生第二回波曲線的第二料位探針。

也可能的是設有用于產生兩個回波曲線的唯一的料位探針，但是然后所述兩個回波曲線在距填料表面的不同的路程上被引導（和引回）。

根據本發(fā)明的另一實施形式，至少一個特性值選自疊加介質的磁導率、介電常數、壓力、溫度和飽和度。