[发明专利]使用传播时间测量法确定和监控容器中的介质的料位的方法

说明书

本发明涉及借助现场装置使用传播时间测量法确定和监控容器中的介质的料位的方法，其中，朝向介质发射发射信号并且接收反射信号，其中，所接收的反射信号被获取为取决于传播时间或传播距离的回波函数或包络曲线中的回波信号，其中，借助回波搜索算法，在回波函数中或在包络曲线中确定至少一个有用回波，其中，借助至少一个滤波器利用滤波参数对回波函数或包络曲线进行预处理，其中，在回波函数中或包络曲线中的有用回波的位置处至少预先确定具有第一宽度的第一滤波范围，并且在回波函数中或包络曲线中形成至少三个滤波范围。

技术领域

本发明涉及一种使用传播时间测量法确定和监控容器中的介质的料位的方法。

背景技术

用于确定和监控容器中的料位的这种方法通常应用于自动和过程控制技术的测量装置中。这种料位测量装置由申请人例如以商标Prosonic、Levelflex和Micropilot生产和销售。这些设备使用传播时间测量法工作并用于确定和/或监控容器中的介质料位。这些料位测量装置通过发射/接收元件沿填充物表面的方向发射在微波或超声波范围内的周期性发射信号并在距离相关的传播时间之后接收反射回波信号。用微波工作的普通料位测量装置可以基本上分成两类：第一类，在第一类情况下，微波通过天线向填充物发射、在填充物表面上反射并接着在距离相关的传播时间之后接收回来；以及第二类，在第二类情况下，微波沿波导向填充物发射、在填充物表面上由于阻抗跳跃存在于此而反射并且反射波沿波导引导回来。

通常，表示回波振幅的回波函数从所接收的回波信号形成为传播时间的函数，其中，回波函数的每个值与在离发射元件一定间距处反射的回波的振幅对应。

在这个回波函数中，有用回波被确定，其与发射信号在填充物表面上的反射对应。在发射信号的传播速度已知的情况下，填充物表面与发射元件之间的距离直接从有用回波的传播时间获得。

为了简化回波曲线估测，没有使用脉冲序列的接收的、原始信号，而是反而确定包络线、所谓的包络曲线。例如通过对脉冲序列的原始信号整流并接着借助低通滤波器滤波来获得包络曲线。

有用来确定包络曲线中的有用回波的大量不同方法。这些方法可以基本上分成两组，使用静态回波搜索算法的静态检测法以及使用动态回波搜索算法的动态检测法。

在使用静态回波搜索算法的第一种方法中，静态回波搜索算法用于选择具有比剩余回波更大的振幅的回波作为有用回波。因此，包络曲线中具有最大振幅的回波被指定为有用回波。

在使用静态回波搜索算法的第二种方法中，静态回波搜索算法假设有用回波是在发射脉冲之后发生在包络曲线中的第一回波。因此，包络曲线中的第一回波被选择为有用回波。

两种方法可以例如通过定义所谓的第一回波因子彼此组合成一种静态回波搜索算法。第一回波因子是预定因子，通过该预定因子，回波必须超过某个振幅，以被识别为有用回波。可替代地，可以定义传播时间相关的回波阈值，回波必须超过该回波阈值以被识别为有用回波。

在第三种方法中，料位测量装置一次告知当前料位。料位测量装置可以根据特定料位识别相关回波作为有用回波并且例如通过适当动态回波搜索算法跟踪该有用回波。这种方法被称为回波跟踪。在这种情况下，例如，在每个测量周期中，回波信号或回波函数的最大值被确定并且根据对在先前测量周期中确定的料位以及料位的特定用途最大期望变化率的了解，确定有用回波。然后由所确定的当前有用回波的传播时间获得新料位。

第四种方法在DE 102 60 962 A1中描述。这里，根据储存在存储器中的较早数据确定有用回波。在这种情况下，回波函数从所接收的回波信号导出，其将回波信号的振幅表达为回波信号传播时间的函数。回波函数储存在表格中，其中，每列用来容纳一个回波函数。回波函数以对应于与相应回波函数关联的料位的顺序储存在列中。在运行中，根据当前发射信号的回波函数借助表格来确定有用回波和相关料位。