[实用新型]具有高阶谐波调节的脉冲化雷达物位计量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种使用脉冲化雷达物位计量系统确定容器中容纳的产物的填充水平的方法、以及一种脉冲化雷达物位计量系统。 

背景技术

雷达物位计量(RLG)系统广泛用于确定容器中容纳的产物的填充水平。雷达物位计量通常通过非接触测量执行，由此朝向容器中容纳的产物辐射电磁信号，或通过接触测量(一般称之为引导波雷达(guided wave radar，GWR))执行，由此电磁信号被充当波导的探测体引导朝向产物并且进入产物。探测体通常被布置为从容器的顶部朝向容器的底部垂直延伸。探测体也可以被布置在连接到容器的外壁并且与容器的内部流体连接的测量管(所谓的室)中。 

发送的电磁信号在产物的表面被反射，雷达物位计量系统中包括的接收机或收发器接收反射信号。基于发送信号和反射信号，可以确定到产物的表面的距离。 

更具体地说，通常基于容器中的大气与其中容纳的产物之间的界面中电磁信号的发送和其反射的接收之间的时间确定到产物的表面的距离。为了确定产物的实际填充水平，基于上述时间(所谓的飞行时间(time-of-flight))和电磁信号的传播速度确定从基准位置到表面的距离。 

如今市场上的多数雷达物位计量系统是基于脉冲的发送与在产物的表面其反射的接收之间的时间差而确定到容器中容纳的产物的表面的距离的所谓脉冲化雷达物位计量系统，或者基于发送的调频信号与其在表面的反射之间的相位差而确定到表面的距离的系统。后一类型的系统通常被称为FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)类型。 

对于脉冲化雷达物位计量系统，通常使用时间扩展技术来解决飞行时间。 

这样的脉冲化雷达物位计量系统典型地具有：第一振荡器，用于生成由以下脉冲形成的发送信号：该脉冲用于以发送脉冲重复频率ft朝向容器中容纳的产物的表面发送；以及第二振荡器，用于生成由基准脉冲形成的基准信号，该基准脉冲具有与发送脉冲重复频率相差给定频率差Δf的基准脉冲重复频率频率fr。该频率差Δf典型地在几Hz或几十Hz的范围中。 

在测量扫描的开始，将发送信号和基准信号同步以具有相同相位。由于存在频率差Δf，发送信号与基准信号之间的相位差将在测量扫描期间逐渐增加。 

在测量扫描期间，将发送信号在容器中容纳的产物的表面的反射所形成的反射信号与基准信号相关，从而基于反射信号与基准信号之间的时间相关形成测量信号。基于测量信号，可以确定填充水平。 

典型地，与雷达物位计量系统中第一振荡器有关的第二振荡器的振荡器调节基于频率差Δf。然而，由于频率差Δf的低频率，导致振荡器调节的响应慢，并且不能通过适当的方式控制或减缓比频率差Δf更快的频率干扰。 

为了提供振荡器调节的更快响应，已知增加振荡器中的一个或两个的振荡器频率，以提供具有较高频率的频率差Δf信号，然后将振荡器频率向下分频为操作频率，例如US 6,072,427所公开的那样。 

虽然提供基准信号的频率的更频繁的调整，但较高频率的振荡器导致增加的功耗。 

实用新型内容

鉴于现有技术的以上和其它缺点，本实用新型的一般目的在于提供一种改进的雷达物位计量系统和方法，具体地说，提供一种使得能够改进振荡器的调节性能和/或更高能效地确定填充水平的脉冲化雷达物位计量系统和方法。