[發明專利]管道或管中的FMCW雷達的頻散校正

有效

• 申請號: 201480045107.6
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN105556332B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 阿列克謝·馬利諾夫斯基;斯特凡·普夫呂格爾;溫弗里德·邁爾
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司
• 主分類號: G01S7/35
• 分類號: G01S7/35;G01F23/284;G01S13/34;G01S13/88;G01S7/40
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 戚傳江,金潔

技術領域

本發明涉及一種雷達測量裝置，其用于確定距管道或管中的介質的表面或距管道或管中的另外的雷達目標的距離，如此雷達測量裝置限定在權利要求1的前序部分中。此外，本發明涉及一種用于借助于根據FMCW雷達的原理工作的雷達測量裝置來確定距管道或管中的介質的表面的距離或距管道或管中的另外的雷達目標的距離的方法。

背景技術

在過程自動化技術中，常常應用現場裝置，其用于記錄和/或影響過程變量。這樣的現場裝置的實例是填充水平面測量裝置、質量流量測量裝置、壓力和溫度測量裝置等，其作為傳感器記錄相應的過程變量：分別地填充水平面、流量、壓力和溫度。

原則上，靠近過程應用并且傳遞、或處理過程相關信息的所有裝置被稱為現場裝置。

大量的這樣的現場裝置由Endress和Hauser公司制造和銷售。

在基于FMCW雷達的雷達測量裝置的幫助的情況下能夠準確地測量儲存器或容器中的填充水平面。然而，在管道或管中的雷達測量的情況下，特殊的效果發生，因為管道或管對于雷達波用作中空導體。雷達波的傳播在中空導體中是不同的。

發明內容

因此，本發明的目的是借助于管道或管中的雷達以改進距離測量的精度。

這個目的通過在權利要求1和16中提出的特征實現。

本發明的有利的進一步的演變在從屬權利要求中給出。

用于確定距管道或管中的介質的表面的距離或距管道或管中的另外的雷達目標的距離的雷達測量裝置根據FMCW原理工作并且包括：雷達發送單元，該雷達發送單元被設計為產生根據FMCW原理頻率調制的雷達發送信號；和雷達接收單元，該雷達接收單元被設計為接收在管道或管中的介質的表面或其他雷達目標上反射回的雷達接收信號，以將雷達接收信號通過使其與雷達發送信號或從其得出的信號混合來轉換成中頻信號，并且基于這樣獲得的中頻信號來確定距管道或管中的介質的表面或距管道或管中的其它雷達目標的距離。雷達接收單元被設計為將相位校正應用于中頻信號的相位和產生相位校正的中頻信號，其中相位校正被設計為減少或去除中頻信號的相位中的依賴于頻散的相位部分和添加不依賴于頻散作用的相位部分。雷達接收單元被設計為基于相位校正的中頻信號來確定中頻信號中的目標頻率成分和基于目標頻率成分來確定距管道或管中的介質的表面的距離或距管道或管中的另外的雷達目標的距離。

通過應用相位校正，作為頻散的結果出現在管道或管中的波傳播的情況下的作用被減少或消除，而補充地，隨著時間線性地上升的非頻散相位部分被添加相位校正。由于相位校正，能夠比先前更好地或更準確地評估包含在中頻信號中的目標頻率成分。尤其是，相位校正防止在中頻信號的頻譜中的不同頻率峰部彼此加寬和遠離。頻率峰部更尖銳并且能夠被更準確地評估。

附圖說明

現在將基于附圖中列出的許多實施例的實例更加詳細地解釋本發明，其圖形示出為如下：

圖1A帶有測深管和用于在測深管中執行填充水平面測量的雷達測量裝置的容器；

圖1B帶有布置在容器外部的旁路管和用于在旁路管中執行填充水平面測量的雷達測量裝置的容器；

圖2A根據FMCW原理的距離傳感器工作的框圖；

圖2B用于發送和接收信號的、作為時間的函數的頻率；

圖3作為對于在管道或管中的某些模式的頻率的函數的傳播速度；

圖4用于對于在管道或管中的填充水平面測量的迭代頻散校正的第一方法；

圖5在頻散校正的應用之前的頻譜與在頻散校正的應用之后的頻譜的比較；

圖6用于對于在管或管道中的填充水平面測量的迭代頻散校正的第二方法；并且

圖7作為在頻散校正的應用之前和之后的帶通濾波時間信號的函數的相位。

具體實施方式

借助于雷達在管道或管中的填充水平面測量的原理