[發明專利]具有工作監視功能的雷達液位計系統

有效

• 申請號: 201110276108.X
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102401681A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 托馬斯·文納貝里;馬庫斯·格蘭
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特儲罐雷達股份公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284;G01S7/41
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

技術領域

本發明涉及一種用于監視用于確定罐中所含的產品的填充液位的雷達液位計系統的工作的方法和裝置。本發明還涉及一種具有工作監視功能的雷達液位計系統。

背景技術

雷達液位計系統廣泛用于測量罐中所含的產品的過程變量，如填充液位、溫度、壓力等。通常，借助于朝著罐中所含的產品輻射電磁信號的非接觸測量、或者借助于由擔當波導的探針朝著產品中引導電磁信號的接觸測量(常常稱作導波雷達(GWR))來執行雷達液位計量。通常，從罐的頂部向底部豎直地布置探針。電磁信號隨后在產品表面處反射，反射信號被雷達液位計系統中包含的收發器或接收器接收。基于發射及反射信號，可確定距產品表面的距離。

更具體地，通常基于電磁信號的發射與電磁信號在罐中的空氣與罐中所含的產品之間的分界面中的反射的接收之間的時間來確定距產品表面的距離。為了確定產品的實際填充液位，基于電磁信號的沿著探針的傳播速度以及上面提到的時間(所謂的飛行時間)來確定從參考位置到表面的距離。

在雷達液位計系統以及其它用于確定罐中產品的填充液位的系統的一些應用中，能夠穩妥地告知填充液位是否已達到特定臨界液位(高或低)或者填充液位是否在正常填充液位范圍內是重要的。例如，可能需要提供一種用于發出指明填充液位何時超過預設極限的信號從而安全地能夠防止過填充狀況的系統。

傳統上，以包括機械地連接到檢測器的浮動構件的機械系統來實現產生報警的系統。US?5?649?450中公開了這樣的系統的例子。然而，這樣的機械系統是許多問題的起因。例如，罐中的環境常常相對粗陋，使得可移動機械部件很可能隨時間的推移而發生故障。進一步地，浮動構件需要與流體相接觸，這是不利的，因為表面在使用中通常不安靜。因而，這些機械系統具有魯棒性、準確性和可靠性的問題。

為了解決與用于提供過填充報警信號的機械系統相關聯的以上問題，US?7?319?401提供了一種用于連續地確定填充液位、并且在確定填充液位超過指示高液位和/或過填充狀況的預設閾值的情況下產生報警信號的系統。

然而，取決于應用和規章和/或操作員內部指南，罐應用的操作員可能仍需要定期地執行保證試驗以驗證過填充報警系統的工作。這樣的保證試驗可能要求操作員人工測量填充液位并將人工測得的填充液位值與根據US?7?319?401的系統所給出的填充液位值相比較。

因此，雖然US?7?319?401中公開的系統提供了比先前的機械過填充報警系統顯著更高的可靠性，但是仍可能存在改進的空間以便進一步減少在過填充報警系統的保證試驗上花費的時間和努力。

發明內容

鑒于現有技術的上述和其它缺點，本發明的總體目的是提供一種用于監視雷達液位計系統的改進的方法和系統，并且使這種用于監視雷達液位計系統的系統的保證試驗變得容易。

根據本發明的第一方面，這些和其它目的是通過一種監視被安裝在罐處并且被布置成確定罐中所含的產品的填充液位的雷達液位計系統的工作的方法來實現的，該方法包括以下步驟：提供延伸到罐中所含的產品中的探針；沿著探針、在距罐的頂部處的參考位置第一距離處提供第一傳播特性不連續；生成并發射電磁信號；將被發射電磁信號沿著探針、朝著罐中所含的產品引導到罐中所含的產品中；接收包括多個回波的反射電磁信號，該多個回波由被發射電磁信號所遇到的傳播特性不連續處的反射引起，反射電磁信號包括由第一傳播特性不連續處的反射引起的第一參考回波以及由罐中所含的產品的表面處的反射引起的表面回波；評估表現出與距參考位置的第一距離對應的飛行時間的反射電磁信號的第一部分；基于該評估確定在反射電磁信號的第一部分中是否能檢測到第一參考回波；如果確定了在反射電磁信號的第一部分中能檢測到第一參考回波，則提供第一信號；而如果確定了在反射電磁信號的第一部分中不能檢測到第一參考回波，則提供與第一信號不同的第二信號。

應當注意，根據本發明的方法決不局限于按任何特定順序執行其步驟。

罐可以是能夠包含產品的任何容器或器皿，并且可以是金屬的、或者部分或全部非金屬的、敞開的、半敞開的或者封閉的。

在本申請的上下文中，“傳播特性不連續”應當理解為影響被發射電磁信號的傳播的任何特性的不連續。這樣的特性包括例如阻抗、介電常數、電導率等。

如本領域普通技術人員所公知的，填充液位在正常使用期間波動的典型液位范圍是從罐總高度的約10％至約90％。

此外，可以直接評估反射電磁信號的上述第一部分，或者可以基于反射信號和發射信號、或者與發射信號有關的參考信號來形成測量信號。