[發(fā)明專利]用于檢測多重回波和底部回波的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210172431.7
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102809405B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 羅蘭·韋勒
• 申請（專利權(quán)）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年5月27日提交的歐洲專利申請No.EP?11?167?916.3以及于2011年5月27日提交的美國臨時專利申請No.61/490,725的權(quán)益，所述兩個申請通過引用并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及在測量各種類型的物位時確定物料表面的位置。特別地，本發(fā)明涉及：用于確定容器內(nèi)的物位位置或分離層位置的物位測量設備、用于確定容器內(nèi)的物位位置或分離層位置的方法、程序元件以及計算機可讀介質(zhì)。

背景技術

在以調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)或脈沖延遲方法工作的物位傳感器中，電磁波或聲波朝向物料表面發(fā)射。隨后，傳感器示出由物料、容器固定裝置以及容器本身反射的回波信號，并根據(jù)這些回波信號得到位于容器內(nèi)的物料中至少一種物料的表面位置。

當使用聲波或光波時，物位測量設備所產(chǎn)生的信號通常朝向待測物料表面自由傳播。在使用雷達波來測量物料表面的設備中，能夠朝向待測介質(zhì)自由傳播，同樣還能夠在將雷達波從物位測量設備導向介質(zhì)的波導裝置內(nèi)部傳播。在基于導向微波來工作的設備中，高頻信號沿著波導裝置導向介質(zhì)。

在待測的介質(zhì)或物料的表面處，部分入射信號被反射并在相應的延遲之后再次返回到物位測量設備。未被反射的信號分量進入介質(zhì)，并在所述介質(zhì)內(nèi)根據(jù)所述介質(zhì)的物理特性進一步朝向容器基底傳播。這些信號還在容器基底處被反射并在穿過介質(zhì)和疊加氣氛之后再次返回到物位測量設備。

物位測量設備接收在不同點處反射的信號并根據(jù)所述信號通過已知方法來確定物料的距離。

所確定的物料距離可以提供到外部。它可以以模擬形式(4...20mA接口)提供給或者以數(shù)字形式(現(xiàn)場總線)提供。

在Peter?Devine’s?book?Füllstandmessung?mit?Radar-Leitfaden?für?die?Prozessindustrie(ISBN?3-00-008216-6)中詳細討論了雷達物位傳感器的基本結(jié)構(gòu)。

所有的這些方法的共同特征在于：在從物位測量設備到物料表面的路徑上，用于測量的信號位于另外的介質(zhì)的影響區(qū)域中，該另外的介質(zhì)在下文中稱為疊加介質(zhì)。該疊加介質(zhì)位于物位測量設備與待測介質(zhì)表面之間并通常由液體或氣態(tài)氣氛構(gòu)成。

在絕大多數(shù)應用中，位于待測介質(zhì)上方的是空氣。因為電磁波在空氣中的傳播與在真空中的傳播只是略微不同，幾乎可以忽略，所以不需要對從物料、容器固定裝置以及容器本身反射的穿過空氣回到物位測量設備的信號進行任何特定校正。

然而，在化工行業(yè)的工藝容器中，所有類型的化學氣體和氣體混合物也都有可能作為疊加介質(zhì)。與在真空或空氣中的傳播相比，電磁波的傳播特性根據(jù)這些氣體或氣體混合物的物理特性而發(fā)生改變。

發(fā)明內(nèi)容

期望的是具有一種用于檢測多重回波和底部回波的健壯性方法。

本發(fā)明的方面由獨立權(quán)利要求的特征限定。在從屬權(quán)利要求以及對技術方案和實施例的以下描述中獲得本發(fā)明的展開。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于確定容器內(nèi)的物位位置和/或分離層位置的物位測量設備，所述物位測量設備包括：回波曲線檢測單元(以下也稱為“回波曲線檢測裝置”)，用于檢測回波曲線；回波識別單元(以下也稱為“回波識別裝置”)，用于在回波曲線中識別至少兩個回波；以及位置或速度檢測單元(以下也稱為“位置或速度檢測裝置)，用于檢測所述至少兩個回波的位置或速度值。物位測量設備被配置成通過考慮所檢測到的速度值的比值對所述至少兩個回波進行回波分類，回波分類將回波曲線中的至少兩個所識別的回波分配以選自包括如下特征類別(feature?class)的組中的特征類別：底部回波、多重回波(multiple?echo)、反相關性回波(anti-correlation?echo)和物料回波。

例如，可以通過執(zhí)行如下步驟來分類在回波曲線中的一些或甚至所有回波：1)將回波中的一個回波假定為物位回波；2)通過確定回波的速度值與所假定的物位回波的速度值的比值的符號以及例如還通過考慮該比值的值來分類回波曲線中的另外的或所有其他的回波。

換句話說，回波分類裝置基于兩個回波的速度比值的符號來決定回波中的至少一個回波是底部回波、多重回波還是反相關性回波。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，物位測量設備包括統(tǒng)計單元(也稱為統(tǒng)計裝置)。統(tǒng)計裝置的目的是評估至少兩個回波的共享特征的統(tǒng)計特性，所述共享特征為由位置或速度檢測裝置檢測到兩個回波的位置的比值或檢測到的速度值的比值。