[實用新型]物位計系統

有效

• 申請號: 201120366420.3
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN202420615U
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 瓦爾特·尼爾森;法比安·文格爾;塞繆爾·貝奎斯特
• 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
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;陳煒

技術領域

本實用新型涉及一種使用具有可控信號延遲的電磁信號的脈沖物位計系統。

背景技術

雷達物位計(RLG)系統廣泛地用于確定容納在罐中的產品的裝料高度。雷達物位計量通常借助于非接觸測量來執行，由此電磁信號射向容納在罐內的產品，或者借助于通常被稱為導波雷達(GWR)的接觸測量來執行，其中電磁信號通過作為波導的探針被導向并且進入產品。探針通常設置為垂直地從罐的頂部向底部延伸。探針還可以設置在稱作室的測量管中，該測量管連接到罐的外壁并且與罐的內部流體連接。

傳送的電磁信號在產品的表面反射，并且通過包括在雷達物位計系統中的接收器或者收發器接收反射信號。基于傳送信號和反射信號可以確定到產品表面的距離。

更特別的是，到產品表面的距離通常基于電磁信號的傳送和電磁信號的反射接收之間的時間來確定，其中反射發生在罐內的空氣和容納在罐內的產品之間的交界面上。為了確定產品的實際裝料高度，基于上述時間(所謂的飛行時間)和電磁信號的傳播速度來確定從基準位置到表面的距離。

現今市場上大部分的雷達物位計系統是所謂的脈沖雷達物位計系統，或者基于傳送的調頻信號和其在表面處的反射之間的相位差來確定到表面的距離的系統，其中該脈沖雷達物位計系統基于脈沖的傳送和其在產品表面處的反射的接收之間的時間差來確定到容納在罐內的產品的表面的距離。后一類型的系統通常被稱為是FMCW(調頻連續波)類型。

對于脈沖雷達物位計系統，時間展開技術通常用于解決飛行時間問題。

這種脈沖雷達物位計系統通常具有第一振蕩器和第二振蕩器，其中第一振蕩器用于產生由向容納在罐內的產品的表面傳送的、具有傳送脈沖重復頻率f_t的脈沖形成的傳送信號，第二振蕩器用于產生由具有與傳送脈沖重復頻率相差給定的頻率差Δf的基準脈沖重復頻率f_r的基準脈沖形成的基準信號。該頻率差Δf通常在幾Hz或者幾十Hz的范圍內。

在測量掃描初始，傳送信號和基準信號被同步為具有相同的相位。由于頻率差Δf，傳送信號和基準信號之間的相位差在測量掃描期間將逐漸地增加。

在測量掃描期間，由容納在罐內的產品表面處的傳送信號的反射而形成的反射信號與基準信號是相關的，使得輸出信號僅在反射脈沖和基準脈沖發生在相同時刻時產生。從測量掃描開始到由于反射信號和基準信號的相關性而導致的輸出信號發生的時間是傳送信號和反射信號之間的相位差的計量，這進而是反射脈沖的飛行時間的時間擴展計量，由此可以確定到容納在罐內的產品的表面的距離。

由于傳送信號和基準信號之間的頻率差Δf的準確性對于脈沖雷達物位計系統的性能是重要的，因此第二振蕩器可以由調節器控制，該調節器監控頻率差Δf并且調節第二振蕩器來保持預定的頻率差Δf。

為了提供穩定的調節，調節器可能通常需要大約數以百計的頻率差Δf的樣本，這對應于由于頻率差Δf的低值而可以長達20-30秒的持續時間，其中該持續時間需要實現足夠的時間展開。

相應地，上述類型的當前可用的脈沖雷達物位計系統通常需要在實際的裝料高度測量可以開始之前供應相當長一段時間的電力。

實用新型內容

鑒于現有技術上述的和其他的缺點，本實用新型總體的目的是提供一種改進的脈沖物位計系統和方法，并且尤其是實現更節能的裝料高度確定的脈沖物位計系統和方法。

根據本實用新型的第一方面，這些和其他的目的通過用于使用電磁信號確定容納在罐內的產品的裝料高度的物位計系統實現，物位計系統包括：傳送信號發生電路，用于產生傳送脈沖序列形式的傳送信號；傳播設備，連接到傳送信號發生電路，并且設置為在罐內向產品的表面傳播傳送信號，以及返回由于在容納在罐內的產品的表面處的傳送信號的反射而產生的反射信號；基準信號提供電路，被配置為提供基準脈沖序列形式的基準信號，傳送信號發生電路和基準信號提供電路中的至少一個包括用于提供傳送信號和基準信號之間的時變相位差的延遲電路；測量電路，連接到傳播設備和基準信號提供電路，測量電路被配置為基于基準信號和反射信號提供測量信號；以及連接到測量電路的處理電路，用于基于測量信號確定裝料高度，其中延遲電路包括：多個延遲單元；和可控開關電路，被設置并配置為允許包括串聯連接的多個延遲單元的子集的延遲通路的形成，由此允許控制延遲電路的信號傳播延遲。