[发明专利]用于测定水分含量的物位测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及物位测量(levelmeasurement)。具体地，本发明涉及用于测定存储材料的物位的物位测量仪，且还涉及程序和机器可读介质。

背景技术

目前市场上存在多种用于检测容器中的物位或库存物位的传感器。使用受引导雷达波或空间自由辐射雷达波来检测物位的传感器尤其重要。

这些物位测量仪可按照脉冲通行时间(pulsetransit-time)技术的原理工作。在这种情况下，电磁脉冲朝向存储材料的表面通行。接着，物位测量仪接收测量信号的在存储材料的表面处以及适用的其它反射器处被反射的信号分量，由此产生回波曲线，可以分析该回波曲线以测定物位。

同样已知的是按照调频连续波(FrequencyModulatedContinuousWave，FMCW)原理工作的物位测量仪。这些物位测量仪也可以使用受引导信号或空间自由辐射信号。

特别对于粮食加工行业的使用者，而且也对于碎石/混凝土行业的使用者，测量仪额外地需要连续检测存储在容器中的材料的水分或库存的水分(水分含量)。

如果想要对存储在容器中的材料或库存(存储材料)的水分含量进行测量，那么，例如如图3所示，针对此目的可以使用水分仪。

水分仪使用直接测时技术来测定测量信号沿着位于存储材料中的测量探针的通行时间。测量信号沿着存储材料中的测量探针传播的相对短的时间段可能导致不准确测量。可以通过多个测量的取平均来提高测量准确度，但这将大大增加水分仪的功耗。这样，该功耗对于两线式装置来说过高。

发明内容

本发明的目的在于限定一种用于测定材料的水分含量的测量仪，该仪器具有低功耗。

本发明的另一个目的在于限定一种用于测定材料的水分含量的测量仪，该仪器更准确地提供存储材料的水分含量的测量值。

该目的由独立权利要求的特征实现。本发明的改进存在于从属权利要求和以下说明中。

根据本发明的第一方面，一种用于测定存储材料的物位的物位测量仪被限定为包括射频单元和信号处理单元。射频单元用于产生测量信号，随后测量信号通过空间自由辐射或借助引导器件而朝向存储材料表面发射。

接着，测量信号在存储材料表面处或在一个或多个额外反射器(诸如容器基部、探针端部或其它间断部等)处完全地或部分地反射。反射的测量信号接着馈送至物位测量仪的信号处理单元，该信号处理单元根据所述信号来获得回波曲线，并接着根据该回波曲线测定物位。

此外，物位测量仪能够另外根据该回波曲线来测定存储材料的水分含量或至少水分含量的特征值(即，与水分含量相关联的值)。

与已知方法和装置相比，这可以节约电能，这是因为可以从单次测量中对物位和水分含量均进行测定。

虽然没有使用额外探针进行直接通行时间测量，但是对在测定物位的过程中已经执行的测量进行分析。

根据本发明的一个实施例，一种用于测定存储材料的物位的物位测量仪被限定成根据回波曲线中的两个回波的两个幅值并根据相同回波曲线中的两个回波的间隔来测定当前物位的测量值以及存储材料的水分含量的测量值。使用幅值和间隔信息可以准确地提供介质的水分含量。特别有利地，将信息处理成使得物位的测量值和水分含量的测量值均可以以非常正确的方式测定和提供，该方式带来低电路成本和/或电力成本。

根据本发明的一个实施例，物位测量仪被设计成连接至两线式导体回路，例如，4…20mA两线式导体回路。为此目的，物位测量仪包括两线式接口，例如4…20mA两线式接口。可以经由该两线式导体回路提供仪器操作所需的电力。两线式导体回路可以用于向外部位置传送与物位和/或水分含量相关联的测量值的全部或子集。

可选地或额外地，可进行如下设置：一些测量值(例如水分含量测量值或物位测量值)可以经由第二数据接口传送，例如，该第二数据接口可以是第二两线式接口的形式或可以作为数据总线接口。

根据本发明的另一个实施例，测量信号为FMCW信号。换言之，物位测量仪是按照FMCW原理工作并发射作为测量信号的调频连续波的测量仪。

根据本发明的另一个实施例，测量信号为电磁脉冲。在这种情况下，物位测量仪是按照脉冲通行时间技术的原理操作的雷达物位指示器。

根据本发明的另一个实施例，物位测量仪包括两线式接口，其中，物位测量仪被设计成经由两线式接口被供电并经由两线式接口从物位测量仪输出所有测量值。