[發明專利]用于接口確定的脈沖形狀改變

有效

• 申請號: 201580057304.4
• 申請日: 2015-10-22
• 公開（公告）號: CN107076599B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: S.薩瓦德;F.M.哈蘭
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284;G06F17/16;G06F17/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 畢錚;張濤

一種針對儲槽（205）中的第一和第二材料的脈沖雷達界面確定的方法（100），提供（101）界面物位確定模型，界面物位確定模型包括利用針對材料的折射率和第二材料的厚度的傳遞函數。將至少一個實際雷達脈沖傳輸（102）到儲槽中，并且測量包括界面位置周圍的所測量到的（多個）界面脈沖的所得回波曲線部分。利用參考脈沖和初始厚度值模擬（103）界面模型以生成初始模型生成的界面脈沖（初始MGIP）。將所測量到的界面脈沖與初始MGIP脈沖進行逐點比較（104）以確定殘差。如果殘差之和＞預定閾值，利用使用更新的厚度值生成的更新的界面模型而重復比較（105），所述更新的界面模型提供更新的MGIP脈沖。當殘差之和＜預定閾值時，確定厚度（106）。

對相關申請的交叉引用

本申請要求享有2014年10月23日提交的題為“PULSE SHAPE CHANGE FOR PULSEDRADAR INTERFACE DETERMINATION”的臨時申請序列號62/067,502的權益，該臨時申請以其整體通過引用并入本文。

技術領域

所公開的實施例涉及用于脈沖雷達的物位發現（level finding）。

背景技術

具有容器或儲槽（“儲槽”）的工業廠房一般需要定期測量其中的（多種）液體或其它材料（諸如其中的粉末）的物位。存在用于物位測量的若干類型的系統和技術，其一般使用頻率調制連續波（FMCW）或時域反射計（TDR），頻率調制連續波（FMCW）或時域反射計（TDR）依賴于分析針對脈沖信號的回波以使用飛行時間做出材料物位測量。

對于基于TDR的測量，存在接觸式物位測量，在接觸式物位測量中系統的部分（諸如探頭）接觸被測量的材料，以及存在非接觸式物位測量，在非接觸式物位測量中在不接觸要測量的材料的情況下測量物位。非接觸式方法包括超聲和雷達，超聲使用高頻音速（聲音）波來檢測物位。

導波雷達（GWR）是用于測量儲槽中的液體或固體物位的特定接觸式脈沖雷達方法。GWR通過生成電磁能量脈沖流并且在形成到物位感測探頭（或波導）中的傳輸線向下傳播脈沖來工作。探頭一般在儲槽或其它容器中豎直放置，并且電磁脈沖從探頭的頂部向下發射。探頭以傳播脈沖的電磁場穿透空氣直至它們到達材料物位的這種方式，對空氣和要感測的（多種）材料開放二者。在該點處，電磁場看到材料的較高介電常數。該較高介電常數導致傳播介質阻抗中的降低，從而造成脈沖回波朝向探頭的頂部反射回來。脈沖以已知速率行進通過探頭的空氣介電部分。這允許通過測量脈沖從探頭的頂部到物位并且回波回到探頭的頂部的往返行進時間來確定探頭上的（多個）材料物位。

當使用脈沖雷達傳感器（無論是接觸式的還是非接觸式的）以用于測量儲槽中的第一產品材料物位時，如果諸如油之類的具有較低密度的第二材料也在儲槽中，則第二材料的層將形成在第一材料（例如水）表面的頂部上，從而創建液體界面。客戶一般對知曉第二層的厚度或物位感興趣，諸如以允許第二層的選擇性去除，例如當在水上存在油并且人們可能想要選擇性地去除油時。

發明內容

提供本發明內容來以簡化的形式引入以下在具體實施方式（包括所提供的附圖）中進一步描述的所公開的概念的簡要選擇。本發明內容不意圖限制所要求保護的主題的范圍。

所公開的實施例認識到，基于峰值發現算法的常規脈沖雷達物位發現僅能夠在頂層至少為大約10cm厚時標識界面，并且大約10cm以下將示出僅一個峰值（組合峰值）。常規脈沖雷達物位感測系統對測量儲槽中的＜10cm厚的上層（例如水上的油）的無能為力已經在本文中被標識為與脈沖雷達物位感測電路的脈沖寬度（脈沖寬度越窄提供越好的分辨率）和使用峰值發現的物位確定算法相關聯，該峰值發現要求相應峰值可從彼此分辨以標識上層的厚度和界面的存在。

所公開的算法替代性地通過比較所測量到的界面脈沖與模型生成的界面脈沖（MGIP）來使用脈沖形狀改變以更好地提取物位和第二材料厚度信息，這已被發現減小了使用脈沖雷達物位傳感器來測量界面所需要的最小厚度，諸如減小到2cm或更小的上層厚度。