[發(fā)明專利]用于減小的相對(duì)帶寬的脈沖雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710542475.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN108871499B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧洛夫·愛德華松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅斯蒙特儲(chǔ)罐雷達(dá)股份公司
• 主分類號(hào): G01F23/284
• 分類號(hào): G01F23/284
• 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: 陳煒;李德山

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)和一種確定儲(chǔ)罐中的物品的填充料位的方法。該雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)包括：脈沖生成電路系統(tǒng)，其用于生成第一脈沖串形式的電磁發(fā)射信號(hào)和第二脈沖串形式的電磁參考信號(hào)，第一脈沖串由基本相同的發(fā)射脈沖的時(shí)序形成，每個(gè)發(fā)射脈沖均呈現(xiàn)完整周期波形，第二脈沖串由基本相同的參考脈沖的時(shí)序形成，每個(gè)參考脈沖均呈現(xiàn)半周期波形；傳播設(shè)備，其被布置成向儲(chǔ)罐中的物品傳播發(fā)射信號(hào)并且返回因發(fā)射信號(hào)在物品的表面處的反射而產(chǎn)生的表面反射信號(hào)；測(cè)量電路系統(tǒng)，其用于基于表面反射信號(hào)與參考信號(hào)之間的時(shí)間相關(guān)來形成測(cè)量信號(hào)；以及處理電路系統(tǒng)，其連接至測(cè)量電路系統(tǒng)，用于基于測(cè)量信號(hào)來確定填充料位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脈沖雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)和確定儲(chǔ)罐中的物品的填充料位的方法。

背景技術(shù)

雷達(dá)料位計(jì)(RLG)系統(tǒng)廣泛用于確定儲(chǔ)罐中的填充料位。通常借助于非接觸式測(cè)量或借助于通常被稱為導(dǎo)波雷達(dá)(GWR)的接觸式測(cè)量來執(zhí)行雷達(dá)料位計(jì)量，其中，借助于非接觸式測(cè)量時(shí)，向儲(chǔ)罐中的物品輻射電磁信號(hào)，借助于接觸式測(cè)量時(shí)，通過用作波導(dǎo)的探針向物品導(dǎo)引電磁信號(hào)并且將電磁信號(hào)導(dǎo)引到物品中。通常，探針被布置成從儲(chǔ)罐的頂部向儲(chǔ)罐的底部豎直地延伸。

電磁發(fā)射信號(hào)由收發(fā)器生成并向儲(chǔ)罐中的物品的表面?zhèn)鞑ィ⑶以撌瞻l(fā)器接收因發(fā)射信號(hào)在表面處的反射而產(chǎn)生的電磁反射信號(hào)。

基于發(fā)射信號(hào)和反射信號(hào)，可以確定距物品的表面的距離。

如今市場(chǎng)上的大多數(shù)雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)是基于脈沖的發(fā)射與該脈沖在物品的表面處的反射的接收之間的時(shí)間差來確定距儲(chǔ)罐中的物品的表面的距離的所謂的脈沖雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)，或者是基于發(fā)射的頻率調(diào)制的信號(hào)與該頻率調(diào)制的信號(hào)在表面處的反射之間的頻率差來確定距表面的距離的系統(tǒng)。后一種系統(tǒng)的類型通常稱為FMCW(頻率調(diào)制的連續(xù)波)型。

對(duì)于脈沖雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)，通常使用時(shí)間擴(kuò)展技術(shù)來求解飛行時(shí)間。

在這樣的脈沖雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)中，向儲(chǔ)罐中的物品的表面?zhèn)鞑ゾ哂械谝幻}沖重復(fù)頻率的第一脈沖串形式的發(fā)射信號(hào)，并且接收因在表面處的反射而產(chǎn)生的表面反射信號(hào)。

還生成以下參考信號(hào)：該參考信號(hào)為具有第二脈沖重復(fù)頻率的第二脈沖串的形式，第二脈沖重復(fù)頻率被控制成與第一脈沖重復(fù)頻率相差給定的頻率差。

在測(cè)量操作開始時(shí)，使發(fā)射信號(hào)和參考信號(hào)同步，以使其具有相同的相位。由于脈沖重復(fù)頻率不同，在測(cè)量操作期間，發(fā)射信號(hào)與參考信號(hào)之間的相位差會(huì)逐漸增加。

在測(cè)量操作期間，使表面反射信號(hào)與參考信號(hào)相關(guān)，以基于表面反射信號(hào)與參考信號(hào)之間的時(shí)間相關(guān)來形成測(cè)量信號(hào)。基于該測(cè)量信號(hào)，可以確定填充料位。

在大多數(shù)現(xiàn)有的脈沖雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)中，以所謂的直流脈沖的形式提供發(fā)射信號(hào)，該直流脈沖可能呈現(xiàn)0GHz至約1GHz的頻譜并且大部分發(fā)射功率接近0GHz。因此，這樣的直流脈沖的相對(duì)帶寬可能遠(yuǎn)超過200％，這需要收發(fā)器(通常在儲(chǔ)罐的外部)與傳播設(shè)備(通常在儲(chǔ)罐的內(nèi)部)之間的寬帶耦合。

然而，用于這樣的寬帶耦合的設(shè)計(jì)選擇是有限的，使得各種感興趣的和其他有利的耦合配置被排除。

因此，會(huì)期望提供允許使用收發(fā)器與傳播設(shè)備之間的較窄帶耦合的雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述，本發(fā)明的一般目的是提供一種改進(jìn)的雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)，特別地，該雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)允許使用收發(fā)器與傳播設(shè)備之間的較窄帶耦合。