[發明專利]具有通信接口的雷達傳感器

在審

• 申請號: 202010082356.X
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111580088A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 丹尼爾·舒爾特海斯;克里斯蒂安·溫齊爾勒;羅蘭·韋勒;萊溫·迪特爾勒
• 申請（專利權）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 梁興龍;曹正建

本發明涉及一種用于工廠自動化和/或物流自動化的雷達測量裝置、其操作方法和用途。所述雷達測量裝置包括：供給單元，其用于向下游單元供給能量；通信單元，其用于接收來自上級單元的數據并且用于將所述雷達測量裝置的數據傳輸到所述上級單元；評估和控制單元，其用于控制下游的高頻單元并且用于評估由所述高頻單元確定的測量數據，其中所述通信單元設計成單滴接口。其能夠顯示出高雷達分辨率和非常好的波束聚焦，并且可以以適中的價格提供。

技術領域

本發明涉及一種雷達測量裝置、其操作方法和用途，特別地，涉及具有通信接口的雷達傳感器。

背景技術

根據現有技術，雷達傳感器是眾所周知的，并且例如頻繁地用在過程自動化領域中。近年來，由于雷達測量技術的眾多優勢，所以基于雷達的液位計已經在過程自動化領域中得到廣泛使用。

術語“自動化技術”是指以下的技術方面，其包括無需人工干預就可操作機器和系統的所有措施，因此過程自動化方面可以理解為最低程度的自動化。過程自動化的目標是使化學、石油、紙業、水泥、海上航行或采礦等領域中的生產設施的各個部件之間的交互自動化。為此，已知多種傳感器，這些傳感器特別適合于過程業的特殊要求，如機械穩定性、對污染物的不敏感性、極端溫度和極端壓力。這些傳感器的測量值通常被傳輸到控制室，在控制室中，對諸如料位、流量、壓力或密度等過程參數進行監控，并且可以手動或自動地更改整個生產系統的設置。

圖1示出了這種裝置101的示例。

圖1示出了兩個過程測量裝置102,103作為示例，其使用雷達波束來檢測兩個容器104,105的料位。使用專用的通信連接件106,107將測量值傳輸到控制室108。為了經由通信連接件106,107傳輸測量值，使用有線和無線通信標準，這些標準已針對過程測量技術的特殊要求進行了優化。對于此類通信連接件的典型要求是，例如，信號傳輸形式要能經受住故障、長距離傳輸、低數據速率，并且由于需要防爆保護而通常能量密度較低。

為此，過程測量裝置102,103包括至少一個通信單元，用于支持滿足過程業要求的通信標準。此類通信標準的示例有諸如4～20mA接口等純模擬標準，也有諸如HART、Wireless HART或PROFIBUS等數字標準。

在控制室108中，輸入的數據由過程控制系統110進行處理，并可視地顯示在監控系統109上。過程控制系統110和使用者111都可以基于該數據對設置進行更改，從而可以優化整個系統101的操作。在簡單的情況下，例如，如果容器104,105有空轉的風險，則向外部供給商收集交貨單。由于與整個裝置101相比，在過程業領域中的過程傳感器102,103的成本不是很重要，所以這里可以接受更高的成本以最佳地實現需求，如耐熱性或機械強度。因此，過程傳感器102,103具有諸如由不銹鋼制成的雷達天線112等價格昂貴的部件。這種過程傳感器102,103的平常價格通常在幾千歐元的范圍內。在過程業中使用并且在現有技術中已知的基于雷達的過程傳感器102,103使用在6GHz、24GHz或80GHz范圍內的雷達信號，由此根據FMCW程序對在上述指定頻率范圍內的雷達信號進行頻率調制。

自動化技術的另一個領域涉及物流(logistics)自動化。在物流自動化領域中，借助于距離和角度傳感器，在建筑物內或單個物流系統內使工作流程自動化。典型的應用是用于機場的行李和貨物處理領域、交通監控領域(收費系統)、零售、包裹分發或建筑物安全(訪問控制)領域的物流自動化的系統。上面列出的示例的共同點是，需要基于相應的應用結合物體的尺寸和位置的精確測量來檢測存在。現有技術的雷達系統還不能滿足這些要求，這就是為什么目前在使用激光、LED、2D相機或3D相機的光學測量方法(其根據飛行時間(ToF)原理來測量距離)的基礎上應用不同的傳感器的原因。

圖2示出了物流自動化系統的示例。