[发明专利]用于减小的相对带宽的脉冲雷达料位计系统和方法

说明书

本申请提供一种雷达料位计系统和一种确定储罐中的物品的填充料位的方法。该雷达料位计系统包括：脉冲生成电路系统，其用于生成第一脉冲串形式的电磁发射信号和第二脉冲串形式的电磁参考信号，第一脉冲串由基本相同的发射脉冲的时序形成，每个发射脉冲均呈现完整周期波形，第二脉冲串由基本相同的参考脉冲的时序形成，每个参考脉冲均呈现半周期波形；传播设备，其被布置成向储罐中的物品传播发射信号并且返回因发射信号在物品的表面处的反射而产生的表面反射信号；测量电路系统，其用于基于表面反射信号与参考信号之间的时间相关来形成测量信号；以及处理电路系统，其连接至测量电路系统，用于基于测量信号来确定填充料位。

技术领域

本发明涉及脉冲雷达料位计系统和确定储罐中的物品的填充料位的方法。

背景技术

雷达料位计(RLG)系统广泛用于确定储罐中的填充料位。通常借助于非接触式测量或借助于通常被称为导波雷达(GWR)的接触式测量来执行雷达料位计量，其中，借助于非接触式测量时，向储罐中的物品辐射电磁信号，借助于接触式测量时，通过用作波导的探针向物品导引电磁信号并且将电磁信号导引到物品中。通常，探针被布置成从储罐的顶部向储罐的底部竖直地延伸。

电磁发射信号由收发器生成并向储罐中的物品的表面传播，并且该收发器接收因发射信号在表面处的反射而产生的电磁反射信号。

基于发射信号和反射信号，可以确定距物品的表面的距离。

如今市场上的大多数雷达料位计系统是基于脉冲的发射与该脉冲在物品的表面处的反射的接收之间的时间差来确定距储罐中的物品的表面的距离的所谓的脉冲雷达料位计系统，或者是基于发射的频率调制的信号与该频率调制的信号在表面处的反射之间的频率差来确定距表面的距离的系统。后一种系统的类型通常称为FMCW(频率调制的连续波)型。

对于脉冲雷达料位计系统，通常使用时间扩展技术来求解飞行时间。

在这样的脉冲雷达料位计系统中，向储罐中的物品的表面传播具有第一脉冲重复频率的第一脉冲串形式的发射信号，并且接收因在表面处的反射而产生的表面反射信号。

还生成以下参考信号：该参考信号为具有第二脉冲重复频率的第二脉冲串的形式，第二脉冲重复频率被控制成与第一脉冲重复频率相差给定的频率差。

在测量操作开始时，使发射信号和参考信号同步，以使其具有相同的相位。由于脉冲重复频率不同，在测量操作期间，发射信号与参考信号之间的相位差会逐渐增加。

在测量操作期间，使表面反射信号与参考信号相关，以基于表面反射信号与参考信号之间的时间相关来形成测量信号。基于该测量信号，可以确定填充料位。

在大多数现有的脉冲雷达料位计系统中，以所谓的直流脉冲的形式提供发射信号，该直流脉冲可能呈现0GHz至约1GHz的频谱并且大部分发射功率接近0GHz。因此，这样的直流脉冲的相对带宽可能远超过200％，这需要收发器(通常在储罐的外部)与传播设备(通常在储罐的内部)之间的宽带耦合。

然而，用于这样的宽带耦合的设计选择是有限的，使得各种感兴趣的和其他有利的耦合配置被排除。

因此，会期望提供允许使用收发器与传播设备之间的较窄带耦合的雷达料位计系统。

发明内容

鉴于上述，本发明的一般目的是提供一种改进的雷达料位计系统，特别地，该雷达料位计系统允许使用收发器与传播设备之间的较窄带耦合。