[发明专利]确定雷达物位计系统的干扰回波分布的方法

说明书

技术领域

本发明涉及确定雷达物位计系统的干扰回波分布的方法，以及使用这样的干扰回波分布来确定包含在储罐中的产品的填充物位的雷达物位计系统和方法。

背景技术

雷达物位计(RLG)系统广泛用于确定包含在储罐中的产品的填充物位。雷达物位计量一般通过向包含在储罐中的产品辐射电磁信号的非接触式测量，或通过经由作为波导的探针将电磁信号引导到产品中的常常被称为导波雷达(GWR)的接触式测量来进行。探针一般被安排成从储罐的顶部垂直延伸到储罐的底部。也可以将探针安排在测量管，即所谓的测量室中，该测量管连接到储罐的外壁并与储罐的内部流体连通。

发射的电磁信号在产品的表面被反射，并且反射信号被包含在雷达物位计系统中的接收器或收发器接收。根据发射信号和反射信号，可以确定到产品表面的距离。

更具体地说，到产品表面的距离一般根据电磁信号的发射与在储罐中的气氛与包含在其中的产品之间的界面反射的电磁信号的接收之间的时间来确定。为了确定产品的实际填充物位，根据上述时间(所谓的飞行时间)和电磁信号的传播速度来确定从基准位置到表面的距离。

当前在市场上销售的大多数雷达物位计系统是根据脉冲的发射和在产品表面反射的脉冲的接收之间的时间差来确定到包含在储罐中的产品的表面的距离的所谓脉冲式雷达物位计系统，或根据发射的调频信号和在表面处反射的信号之间的相位差来确定到表面的距离的系统。后一种类型的系统一般被称为FMCW(调频连续波)型系统。

在任何情况下，传播的电磁信号通常不仅在由气氛与表面之间的界面构成的阻抗转变处被反射，而且在信号遇到的几个其它阻抗转变处被反射。这样的阻抗转变可能例如源自储罐中的固定结构，或在GWR系统的情况下，源自随着储罐内产品的填充物位发生变化而可能附着在探针上的产品残留。

因此，存在系统试图根据错误的反射信号来确定填充物位的风险。当储罐内的产品具有与储罐内的气氛相似的信号传播特性时，情况尤其这样。这导致小的阻抗转变，于是导致相对较弱的回波信号。产生相对较弱回波信号的产品的例子是液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、油类产品、诸如塑料小球或颗粒的固体等。

降低这样的错误确定填充物位的风险的一种方式是在空罐时进行基准填充物位测量。这样的基准填充物位测量的典型结果是干扰回波分布，在所述干扰回波分布中，代表可能出现在储罐中的干扰的回波是可见的。这种干扰回波分布可以用于修正在正常测量条件下获得的回波分布。例如，对于脉冲式RLG系统，可以从在正常测量条件下获得的回波分布中减去至少一部分干扰回波分布。

然而，储罐中的条件一般以下列方式随时间变化：现有干扰发生移动和/或增加了新的干扰回波源，例如，在GWR测量的情况下附着在探针上的诸如油的材料的块。

当储罐未空时，这样的可变条件可以通过在正常测量条件下确定干扰回波分布而被考虑。然而，由于产品表面上方的气氛中的相对稳定传播特性，只能在包含在储罐中的产品的表面的上方可靠地确定这样的干扰回波分布。

US 6 078 280公开了确定包含在储罐中的产品的表面上方的干扰回波分布的方法，它涉及自动确定定义新获取的回波分布的哪个部分用于更新以前存储的干扰回波分布的转变点。按照US 6 078 280，这个转变点是根据表面回波信号确定的。

然而，在某些条件下，可能难以确定表面回波信号，这可能导致当使用在US 6 078 280中公开的方法时，表面回波信号被包括在干扰回波分布中，从而可能导致不正确的填充物位确定。

发明内容

鉴于现有技术的上述及其它缺点，本发明的一般目的是提供一种改进的雷达物位计系统及方法，尤其是能够更可靠地确定填充物位的雷达物位计系统及方法。

按照本发明的第一方面，这些及其它目的通过一种确定包含在储罐中的产品的填充物位的方法来实现，所述方法包含：生成和发射电磁信号；向包含在储罐中的产品的表面传播发射的电磁信号；接收由所述发射电磁信号所遇到的阻抗转变处的反射引起的回波信号，所述回波信号包括由所述产品表面处的反射引起的表面回波信号；使用由所述发射电磁信号在基准阻抗转变处的反射引起的基准回波信号，来确定基准阻抗转变处的位置；根据基准阻抗转变处的确定位置和基准阻抗转变处的已知位置，来确定位于表面上方的更新物位；使用由所述发射信号在位于更新物位上方的至少一个阻抗转变处的反射引起的至少一个回波信号，来确定干扰回波分布；以及根据接收回波信号和干扰回波分布来确定填充物位。