[發(fā)明專(zhuān)利]確定介質(zhì)的物位和流速

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410323339.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104280066B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約瑟夫·費(fèi)倫巴赫;于爾根·莫策;丹尼爾·舒爾特海斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;李春暉

本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜谕ㄟ^(guò)對(duì)由填充物位測(cè)量裝置發(fā)射且由介質(zhì)反射的傳輸信號(hào)進(jìn)行評(píng)估來(lái)確定該測(cè)量裝置距介質(zhì)的距離和介質(zhì)的流速的填充物位測(cè)量裝置、方法、程序單元以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該測(cè)量裝置包括用于沿兩個(gè)不同的方向發(fā)射傳輸信號(hào)的天線裝置。可以使用傳輸信號(hào)的多普勒偏移來(lái)確定介質(zhì)的流速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量流動(dòng)的流體的流速和物位。具體地，本發(fā)明涉及填充物位測(cè)量裝置(該填充物位測(cè)量裝置用于通過(guò)對(duì)由填充物位測(cè)量裝置發(fā)射且由介質(zhì)反射的傳輸信號(hào)進(jìn)行評(píng)估來(lái)確定距介質(zhì)的距離和介質(zhì)的流速)、涉及用于確定距介質(zhì)的距離和介質(zhì)的流速的方法、涉及程序單元以及涉及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)

已知用于測(cè)量傳感器與介質(zhì)的表面(換句話說(shuō)“填充物位”或物位)之間的距離和所述介質(zhì)的流速的測(cè)量裝置包括用于檢測(cè)距離(測(cè)量系統(tǒng)1)和用于檢測(cè)流速(測(cè)量系統(tǒng)2)的兩個(gè)不同的測(cè)量系統(tǒng)。

借助于脈沖雷達(dá)來(lái)測(cè)量距離。相對(duì)地，通過(guò)使用對(duì)恒定傳輸信號(hào)(也已知作為CW信號(hào)，CW表示連續(xù)波)進(jìn)行多普勒評(píng)估的不同的系統(tǒng)來(lái)確定流速。在這種情況下，兩個(gè)裝置都被容納在共享的殼體中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是詳細(xì)說(shuō)明傳感器與介質(zhì)的表面之間的距離和介質(zhì)的流速的選擇性確定。

由所附權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。根據(jù)所附權(quán)利要求和下面的描述得到本發(fā)明的研發(fā)。

本發(fā)明的第一方面涉及一種距離測(cè)量裝置例如填充物位測(cè)量裝置，該距離測(cè)量裝置用于通過(guò)對(duì)由該測(cè)量裝置發(fā)射且由介質(zhì)反射的傳輸信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，來(lái)確定物位測(cè)量裝置距介質(zhì)的距離和介質(zhì)的流速。這因此是使用傳播的電磁波或聲波的無(wú)接觸測(cè)量。

該測(cè)量裝置包括生成要發(fā)射的傳輸信號(hào)的信號(hào)生成器模塊。還提供了天線裝置，并且天線裝置被配置成沿與介質(zhì)的流向垂直的第一方向發(fā)射傳輸信號(hào)并且沿不同于第一方向的第二方向發(fā)射傳輸信號(hào)。例如，第二方向可以與介質(zhì)的流向從而與介質(zhì)的表面成角度α，角度α在0度與90度之間，例如，在30度與60度之間，例如近似45度。

此外，測(cè)量裝置包括用于通過(guò)對(duì)由介質(zhì)反射且由天線裝置接收的傳輸信號(hào)進(jìn)行評(píng)估來(lái)確定距介質(zhì)的距離和介質(zhì)的流速的處理器單元。

可以以各種方式沿兩個(gè)方向發(fā)射傳輸信號(hào)。例如，可以假設(shè)：沿第一方向發(fā)射一部分傳輸信號(hào)，同時(shí)沿第二方向發(fā)射第二部分傳輸信號(hào)。還可以假設(shè)：最初沿第一方向發(fā)射全部傳輸信號(hào)，隨后沿第二方向完全發(fā)射傳輸信號(hào)。如下面更詳細(xì)地描述的，這可以借助于測(cè)量處理中的切換處理來(lái)發(fā)生。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，天線裝置可以是具有兩個(gè)或更多個(gè)輻射方向的單天線。天線裝置可以是平面天線或個(gè)體天線的陣列，這可以以如下方式來(lái)形成，該方式使得具有兩個(gè)(或更多個(gè))發(fā)射傳輸信號(hào)的主要輻射方向。

還可以假設(shè)天線裝置可以相對(duì)于測(cè)量裝置的殼體區(qū)域旋轉(zhuǎn)，設(shè)置該區(qū)域用于以如下方式將測(cè)量裝置固定在支架上：該方式使得可以相對(duì)于流體的流向最佳地定向天線裝置，而不需為該目的定向測(cè)量裝置本身。

在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，天線裝置包括第一天線和第二天線，第一天線被配置成沿第一方向發(fā)射傳輸信號(hào)，第二天線被配置成沿第二方向發(fā)射傳輸信號(hào)。

在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，這兩個(gè)天線都經(jīng)由單個(gè)定向耦合器、單個(gè)開(kāi)或關(guān)單個(gè)功率分離器連接至信號(hào)生成器模塊。

在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，信號(hào)生成器模塊是高頻模塊例如FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)模塊。傳輸信號(hào)的至少第一部分是調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)(FMCW)。

可以假設(shè)FMCW模塊能夠以如下方式改變其信號(hào)生成模式：該方式使得除了生成FMCW傳輸信號(hào)以外還能夠生成相同形狀的CW傳輸信號(hào)。