[发明专利]填充物位测量方法

说明书

一种使用雷达填充物位测量设备进行填充物位测量的方法，所述方法使用以下步骤：发送具有多个频率斜坡的传输信号；接收所述传输信号的每个频率斜坡的接收信号；将所述接收信号保存在存储器中；对所述接收信号进行第一频谱分析或对所述接收信号进行第二频谱分析；对所述第一频谱分析的在所述接收信号中的至少一个有效反射器的位置处的若干个输出信号执行第二频谱分析，或者对所述第二频谱分析的在所述接收信号中的至少一个有效反射器的位置处的若干个输出信号进行第一频谱分析；根据所述第一频谱分析的结果，确定有效反射器的距离；基于先前确定的信息，确定填充物位回波。

技术领域

本发明涉及一种使用雷达物位测量设备来测量填充物位的方法。

背景技术

使用雷达测量填充物位是当今标准的现有技术过程。由于在很大程度上不受外部影响并且通过借助于新型半导体部件的更高工作频率的开发，现代的雷达物位测量设备能够可靠地获得非常精确的测量结果。现有技术的填充物位测量设备通过使用脉冲运行时间方法或FMCW程序(FMCW＝调频连续波)来测量到容器内的填料和其他反射点(在下文中也称为反射器)的距离。然而，以这种方式不容易确定所谓的反射器的速度。

在实践中，测量设备不适宜的装配位置仍然会带来挑战，尤其是在化学反应罐的环境中。

图1示出了现有技术中已知的填充物位测量布置100。由于所使用的测量容器105预先限定的装配开口的位置，雷达填充物位测量设备101(也称为雷达测量设备)位于与搅拌器102直接空间接近的位置，搅拌器102也装配在测量容器105内，并且其搅拌叶片103在第一距离d₁和第三距离d₃处反射由雷达测量设备101发射的测量信号104(在下文中也称为传输信号)。

在测量容器105内，供应管106也位于距雷达测量设备101的第二距离d₂处，以便供给介质107或该过程所需的反应组分。测量信号104在测量容器105中被介质107的表面反射，并且还被其他反射器(例如，测量叶片103和供应管106)反射，然后测量信号104由雷达测量设备101的天线109接收并用于确定填充物位，即，在当前情况下，用于确定介质107的表面到雷达测量设备101的第四距离d₄。为了确定填充物位d₄，必须将填充物位d₄与其他反射器的反射进行区分。

图2示出了填充物位测量布置中常见的信号形式和根据FMCW程序的填充物位测量。

图2中的a)在曲线209中示出了在测量时段T期间内从雷达测量设备101发送的雷达测量信号104的频率f随时间t的变化。

在测量时段T期间内，由雷达测量设备101发射的测量信号104通常在起始频率f₁和目标频率f₂之间随频率f的增大或减小而被调制。在该测量时段T期间内，将由天线109检测到的在容器105内的各个反射点103、106、107处反射的高频信号作为接收信号接收，并根据已知方法将这些高频信号转换成数字表示，这些高频信号的变化在图2中的b)的曲线202中示出，并在下文中将这些高频信号称为中间信号。

为了确定各个反射，例如，通常通过使用快速傅里叶变换对中间信号进行频谱分析。图2中的c)的曲线203示出了频谱分析的结果。该图示也称为回波曲线(echo curve)203，并且该图示以数字的方式存在于雷达测量设备101的存储器中。回波曲线203表示作为运行时间的函数或作为到雷达测量设备的距离d的函数的以dB为单位记录的雷达信号输出。

在本示例中，回波曲线203遵循图1中所示的场景。第一回波E1和第三回波E3是由位于雷达测量设备101的视觉区域中的搅拌叶片103引起的。