[实用新型]雷达物位计系统有效
申请号: | 201420170062.2 | 申请日: | 2014-04-09 |
公开(公告)号: | CN203848908U | 公开(公告)日: | 2014-09-24 |
发明(设计)人: | 克里斯特·约舒亚·弗勒维克 | 申请(专利权)人: | 罗斯蒙特储罐雷达股份公司 |
主分类号: | G01F23/284 | 分类号: | G01F23/284 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 陈炜;李德山 |
地址: | 瑞典*** | 国省代码: | 瑞典;SE |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 雷达 物位计 系统 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种雷达物位计系统。
背景技术
雷达物位计系统广泛用于测量容器中的填充物位。通常通过如下方式来执行雷达物位计量:朝向容器中的物品传播电磁发射信号,并且接收由发射信号在该发射信号遇到的阻抗过渡处(包括物品的表面)的反射所产生的电磁反射信号。
可以朝向容器中容纳的物品辐射所发射的电磁信号,或者可以通过传输线探头将所发射的电磁信号导向物品并导入到物品中。后者通常被称为导波雷达(GWR)。
雷达物位计通常大体上被分类为脉冲式系统或者频率调制连续波(FMCW)型系统。
脉冲式雷达物位计可以具有:第一振荡器,用于生成通过朝向容器中容纳的物品的表面传输具有发射脉冲重复频率ft的脉冲而形成的发射信号;以及第二振荡器,用于生成通过具有参考脉冲重复频率fr的参考脉冲形成的参考信号,其中参考脉冲重复频率fr与发射脉冲重复频率ft相差给定频率差Δf。该频率差Δf典型地位于几Hz或数十Hz的范围内。
在测量扫描开始时,使发射信号和参考信号同步以具有相同的相位。由于频率差Δf,发射信号与参考信号之间的相位差在测量扫描期间将逐渐增加。
在测量扫描期间,将由发射信号在其遇到的阻抗过渡处的反射而形成的反射信号与参考信号进行关联,以基于反射信号与参考信号之间的时间关联性(等同于相位关系)形成测量信号。可以基于测量信号确定填充物位。
在FMCW型雷达物位计系统中,朝向所述表面发射具有时变频率的发射信号,并基于发射信号与反射信号之间的频率(和/或相位)差来确定距所述表面的距离。发射信号和反射信号可以在混频器中进行组合,这产生了表示发射信号与反射信号之间的相位关系(具体地为相位/频率差)的所谓的中频信号。可以基于所测量的相位/频率差和发射信号的相位/频率随时间的已知变化来确定距所述表面的距离。
为了确定容器中物品的填充物位,除了距物品的表面的距离之外,通常还确定距已知竖直位置处的参考阻抗过渡的距离。可以根据参考阻抗过渡与物品的表面之间的距离以及参考阻抗过渡的已知竖直位置来推断填充物位。
例如,可以便利地通过在雷达物位计系统的信号传播装置(例如天线或者传输线探头)与收发器之间的连接处的阻抗不连续提供参考阻抗过渡。
在这种情况下,例如,与由物品的表面反射的表面回波信号相比,由参考阻抗过渡反射的参考回波信号具有大得多的幅度。
这可能使得难以确定所接收的反射信号的合适的增益函数和/或确定基于反射信号与发射信号而形成的测量信号的合适的增益函数。增益可能过高,这可能导致参考回波信号饱和;或者增益可能过低,这可能导致辨别表面回波信号困难。
US 6690320通过如下方式来解决该问题:在每个测量周期开始时使用相对低的放大因子,当从基准脉冲提取到时序信息时,软件将放大因子增加至对于从小得多的物位回波脉冲提取时序信息而言最佳的更高值。
然而,存在与根据US 6690320的方法相关的改进空间,特别是参考阻抗过渡与物品的表面之间的距离相对小的情况。
实用新型内容
鉴于现有技术的以上提及的缺点和其他缺点,本实用新型的总体目的为提供一种改进的填充物位确定。
因此,根据本实用新型,提供了一种用于确定容器中的物品的填充物位的雷达物位计系统,包括:信号传播装置,其被设置成朝向物品的表面传播电磁发射信号并且返回由所述电磁发射信号在所述发射信号遇到的阻抗不连续处的反射所产生的电磁反射信号;发射器电路,其耦接至信号传播装置并且被配置成在测量周期期间生成并发射所述发射信号;接收器电路,其耦接至信号传播装置并且被配置成在测量周期期间接收反射信号,该接收器电路包括:第一接收器支路,其被配置成将反射信号变换成表示发射信号与在测量周期期间接收的反射信号之间的相位关系的数字第一测量信号,该第一测量信号是根据与所述反射信号相关的第一增益函数经过幅度调制的;以及第二接收器支路,其被配置成将反射信号变换成表示发射信号与在测量周期期间接收的反射信号之间的相位关系的数字第二测量信号,该第二测量信号是根据与反射信号相关的、与所述第一增益函数不同的第二增益函数进行幅度调制的;以及处理电路,其耦接至第一接收器支路和第二接收器支路并且被配置成基于第一测量信号和第二测量信号来确定填充物位。
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