[發明專利]填充水平測量設備及用于確定介電常數的設備

有效

• 申請號: 201380032284.6
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104395713B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 托馬斯·布勒德特;彼得·克勒費爾
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00;G01N27/22;G01F23/284;G01F23/296
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 趙曉祎,戚傳江

技術領域

本發明涉及一種用于借助于行進時間方法來確定容器中的過程介質的填充水平的填充水平測量設備。過程介質例如為液體。而且，本發明涉及一種用于確定容器中的介質的介電常數的設備，包括用于高頻測量信號的波導和電子單元。例如，介質是液體、氣體或泡沫。

背景技術

對于容器中流體或散裝貨物的填充水平測量，采用了利用行進時間方法確定填充水平的測量設備。這種裝置的示例包括雷達測量設備。這種測量設備使用例如經由喇叭天線朝向待檢測的介質輻射的微波信號。在介質上反射的信號通過電子單元在測量設備中評估。從信號的行進時間可確定距介質的距離以及由此可確定介質的填充水平。脈沖雷達系統和連續輻射雷達系統是已知的。在所謂的TDR探針的情形中，信號沿著伸入介質的信號線導向。根據行進時間原理工作的另外的測量設備是超聲測量設備，其借助于超聲信號確定距介質的距離。

在借助于行進時間方法測量填充水平的情形中，當在其填充水平待測量的過程介質上方，代替空氣、真空或具有非常低相對介電常數的某些其它介質，存在別的介質(例如，氣相)時，可能發生測量不準確，因為這影響信號的行進時間。因此，了解測量設備和待測量過程介質之間的介質是有利的。至少應已知介質的介電常數。

從Offenlegungsschrift的DE 102006045711 A1已知一種借助于微波測量區別不同填充材料的方法。為此，微波被朝向待檢查的介質輻射并由空間遠程傳感器評估。

發明內容

本發明的目的是增加借助于行進時間方法確定填充水平的填充水平測量設備的精度。而且，本發明的目的是提供一種用于確定介質的介電常數的緊湊設備。

該目的通過一種用于借助于行進時間方法來確定容器中的過程介質的填充水平的填充水平測量設備來實現，其中所述填充水平測量設備具有用于確定第二介質的介電常數的裝置，所述第二介質位于所述填充水平測量設備和過程介質之間，其中所述用于確定介電常數的裝置包括用于高頻測量信號的至少一個波導，其中所述波導至少部分地填充有電介質并且被實施并可布置為使得所述電介質與第二介質形成界面，經由所述波導而被供給到第二介質的測量信號的相當大部分在所述界面處被反射。例如，波導為中空導體或同軸探針。

在填充水平測量設備的第一實施例中，設置有電子單元，所述電子單元被實施為基于朝向過程介質發射并在過程介質上反射的信號的行進時間來確定填充水平的測量值并且根據第二介質的測量介電常數來確定填充水平的校正測量值。因為填充水平測量信號的行進時間取決于穿過行進的介質--相應地介質--的介電常數，所以當介質不同于空氣時需要校正。應用的示例包括在高過程溫度和包含灰塵的大氣下形成的氣相。改變的介電常數通過用于介電常數確定的補充裝置是可靠地可檢測的，使得能啟用填充水平測量值的合適校正。

在另外的發展中，在電子單元中配備有根據第二介質的介電常數的用于填充水平的測量值的校正的至少一個校正值和/或校正公式，并且電子單元被實施為根據校正值和/或校正公式來校正填充水平的測量值。

在實施例中，填充水平測量設備被實施為超聲測量設備、具有導向信號的雷達測量設備或者利用自由傳播波的雷達測量設備。

借助于用于確定介電常數的設備，因為在確定填充水平時考慮了關于介電常數的信息，可增加填充水平測量設備的測量精度。根據行進時間方法工作的填充水平測量設備實施為在過程介質的方向中發射信號并接收和評估反射的信息。填充水平測量設備布置成與過程介質間隔開。無論如何，在具有導向波的雷達測量設備的情形中，存在經由波導的接觸。然而，用于發射信號和接收反射信號的發生和接收元件仍然布置在距過程介質一定距離處。與此相比，在其介電常數待被確定的介質和用于確定介電常數的高頻測量信號的波導之間存在直接接觸。高頻測量信號，優選地波導信號，沒有輻射到介質內，而是相反在與介質的界面處反射。因此，與用于填充水平測量的填充水平測量設備的部件相比，波導和電介質沒有實施為以盡可能低的損失將測量信號輻射到介質內，而是相反實施為使得測量信號在界面處反射。有利實施例提供了在波導中測量信號的盡可能低損失傳播或在界面處盡可能低損失反射。

該目的進一步通過用于確定容器中的介質的介電常數的設備，包括用于高頻測量信號的波導和電子單元，其中波導至少部分地填充有電介質并且被實施并可引入到容器內以使得電介質與介質形成界面，在波導中朝向介質傳播的測量信號的相當大部分在界面處被反射，并且其中電子單元被實施為接收在界面處反射的信號并且至少參考幅度來評估該信號。