[發明專利]具有MCU 定時電路的雷達物位計

在審

• 申請號: 201210360027.2
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103389143A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 埃里克·赫門多夫;亨里克·布羅斯特倫
• 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: 王萍;陳煒

技術領域

本發明涉及一種用于使用電磁信號來確定到容納在容器中的產品的表面的距離的方法及物位計系統。

背景技術

雷達物位計（RLG）系統廣泛用于確定容納在容器中的產品的填充物位。雷達物位計量通常借助于非接觸式測量由此向容納在容器中的產品輻射電磁信號來進行，或者借助于接觸式測量（通常被稱為導波雷達（GWR））由此通過用作波導的探針將電磁信號引導向并引導到產品中來進行。探針通常設置為從容器的頂部豎直延伸向容器的底部。探針也可以設置在與容器的外壁連接并與容器的內部流體連接的測量管（即所謂的腔室）中。

發射的電磁信號在產品的表面處被反射，且反射信號由包括在雷達物位計系統中的接收器或收發器接收。基于發射信號和反射信號可以確定到產品的表面的距離。

更具體地，通常基于發射電磁信號與接收到該電磁信號在容器中的大氣和容器中所容納的產品之間的界面上的反射之間的時間來確定到產品表面的距離。為了確定產品的實際填充物位，基于以上提到的時間（所謂的飛行時間）和電磁信號的傳播速度來確定從參考位置到表面的距離。

現今市場上的大多數雷達物位計系統是基于發射脈沖與接收到該脈沖在產品表面處的反射之間的時間差來確定到容納在容器中的產品的表面的距離的所謂的脈沖式雷達物位計系統，或是基于發射的調頻信號與該調頻信號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。后一類型的系統通常稱為是FMCW（調頻連續波）類型的。

對于脈沖式雷達物位計系統，通常使用時間擴展技術來決定飛行時間。

這樣的脈沖式雷達物位計系統通常具有用于生成發射信號的第一振蕩器和用于生成參考信號的第二振蕩器，其中，該發射信號由用于向容納在容器內的產品的表面發射的具有發射脈沖重復頻率的脈沖形成，該參考信號由具有與發射脈沖重復頻率不同的參考脈沖重復頻率的參考脈沖形成。

在測量掃描開始時，發射信號和參考信號被同步以具有相同的相位。在測量掃描期間，由于頻率差，發射信號與參考信號之間的相位差將逐漸增加。

在測量掃描期間，將由發射信號在容納于容器中的產品的表面處反射而形成的反射信號與參考信號關聯，以使得只有在反射脈沖和參考脈沖同時出現時才產生輸出信號。從測量掃描開始到由于反射信號和參考信號關聯而導致輸出信號出現的時間是發射信號與反射信號之間的相位差的量度，該相位差的量度又是反射脈沖的飛行時間的時間擴展量度，可以根據該時間擴展量度來確定到容納在容器中的產品的表面的距離。

具有兩個振蕩器的脈沖式雷達物位計系統需要在兩個振蕩器之間精確地定時以便準確地將發射信號與參考信號關聯。因此，振蕩器性能是關鍵的。此外，因為發射信號與參考信號之間的頻率差的準確度對脈沖式雷達物位計系統的性能而言是重要的，所以在實際填充物位測量可以開始之前可能需要冗長的校準程序。

發明內容

鑒于現有技術的上述的及其他的缺點，本發明的總體目的是提供一種改進的脈沖式物位計系統和方法，并且特別是提供一種用于確定填充物位的簡化且更加魯棒的脈沖式物位計系統和方法。

根據本發明的第一方面，這些目的及其他目的通過一種用于使用電磁信號來確定容納在容器中的產品的填充物位的方法來實現，該方法包括下述步驟：

a）生成具有預定長度的發射信號；

b）向容納在容器中的產品的表面傳播發射信號；

c）接收由發射信號在產品的表面處反射而產生的反射信號；

d）確定所接收的反射信號是否與發射信號在時域中交疊；

e）如果檢測到交疊則將交疊參數設定為狀態1，而如果沒有檢測到交疊則將交疊參數設定為狀態0；如果交疊參數的狀態沒有改變且如果沒有檢測到交疊，則生成具有超過第一預定長度的更新的預定長度的發射信號并且重復步驟b）；如果交疊參數的狀態沒有改變且如果檢測到交疊，則生成具有短于第一預定長度的更新的預定長度的發射信號并且重復步驟b）；如果交疊參數的狀態改變，則基于發射信號的預定長度來確定容納在容器中的產品的填充物位。