[发明专利]校准距离测量装置的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种校准距离测量装置的方法和系统，其中该距离测量装置安装在距离测试场所上，其中二维目标可移位地布置在距离测试场所上，以反射由距离测量装置发射的测量信号，其中借助该距离测量装置执行距离测量装置和目标之间的至少一个距离测量，以及其中将由距离测量装置测定的距离测量值与基准值作比较。该距离测量装置尤其是一种料位测量装置，以通过雷达技术确定容器中的液体或散装物品的料位。

背景技术

在不同实施例中，用于料位测量的雷达测量装置是由受让人生产和销售的。例如，可获得商标为“Micropilot”的自由辐射（freely radiating）测量装置。通过天线，朝着介质辐射微波。在介质表面上反射的波被测量装置接收回来，和形成回波函数，其根据距离示出回波振幅。通过该函数，测定期望的回波，和确定关联行进时间。基于行进时间，确定天线和介质之间的距离。

已知不同的测量方法，其中脉冲雷达和调频连续波雷达（FMCW-雷达）方法最普遍。在脉冲雷达中，周期性地发射短微波脉冲，和将在介质表面上反射的脉冲接收回来。根据时间的接收信号振幅是回波函数，其中每个值都对应于在特定距离处从天线反射的回波。

在FMCW方法的情况下，发射周期地调频的连续微波。在接收的时间点处，接收信号的频率具有相对于发射信号的频率的特定差异，该差异取决于回波的行进时间。因而，通过频率差异，可确定天线和介质之间的距离。通过发射信号和接收信号的混合信号的傅里叶频谱表示该回波函数。

为了校准距离测量装置，尤其是所述雷达测量装置，频繁使用距离测试场所，其长度对应于距离测量装置的测量范围，和在该距离测试场所上可移位地布置二维目标，也称为照射板（strike plate）。例如，待校准的距离测量装置定位于距离测试场所的、沿目标方向发射测量信号并接收反射的测量信号的起始点处。在雷达测量装置的情况下，基于信号行进时间确定雷达测量装置和目标之间的距离。将测量距离与通过校准标准确定的基准值相比较。例如，校准标准是激光干涉仪，其精度比待校准的距离测量装置的精度高出给定的因数。通常，为了确定线性度，使用许多测量点。

尤其是在确定到表面的距离的距离测量装置的情况下，测量的精度取决于目标表面的定向。如果目标的照射表面不垂直于辐射方向，而是偏离垂直倾斜，则基于垂直于照射表面的反射部分确定该距离。在距离测量的情况下，该不确定性能够导致下列事实，即在校准中测定的距离测量装置的测量不确定性超出了必须满足的规范。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种校准距离测量装置的方法，其中该方法能够降低测量不确定性。此外，提供一种用于校准的对应的系统。

实现该目的涉及下列方法，该方法的特征包括探测和/或获得目标的倾斜。优选，测定目标的至少一个倾斜角度。尤其是检测和量化探测水平方向和垂直方向的倾斜。通过该方式，可相对于测量信号的传播方向，测定测量信号的照射表面的定向。

在本方法的第一实施例中，根据所探测的目标的倾斜来修正距离测量值和/或基准值。例如，通过考虑目标的倾斜，由距离测量装置的电子单元中的软件来修正距离测量值。在修正基准值的情况下，基于倾斜，测定待校准的距离测量装置和目标之间的实际距离，和使距离测量值与经修正的基准值关联。该实施例提供下列优点，即能够在待校准的距离测量装置之外进行修正。

在另一实施例中是对于出现倾斜的情况，以消除目标的倾斜的方式来修正目标或距离测试场所的定向。作为补偿距离测量值的替换方式，如果出现倾斜，则通过改造距离测试场所来直接或间接修正目标的位置或定向。例如，改造距离测试场所的意思是使突出齐平。

在一实施例中，无接触地确定基准值和/或目标的倾斜。例如，通过确定一个或多个倾斜角度无接触地确定倾斜避免了下列危险，即在探测倾斜时，测量装置可能改变目标的定向。

在一实施例中，通过激光测量装置探测基准值和/或目标的倾斜。在该情况下，激光测量装置能够被布置成关于目标处于距离测量装置的相同一侧，或者优选处于相对的摆放侧上，因而在目标的后方进行其测量。有利地，通过相同的激光测量装置执行距离测量，以确定基准值，和执行环境扫描，以探测目标的倾斜。

在本方法的实施例中，测量至少一个环境参数，和补偿环境参数对距离测量值和/或基准值的影响。在相关实施例中，作为环境参数来测量温度、湿度和压力的中的至少一个变量。环境参数影响测量信号的传播速度，因而，影响通过评估信号行进时间而工作的距离测量装置的测量值。通过确定环境参数，能够补偿它们的影响，以便以改善的精度分别确定距离测量值和基准值。