[发明专利]填充水平测量设备

说明书

本发明涉及一种用于确定容器(2)中的填充材料(3)的填充水平(L_R)的填充水平测量设备。该设备包括：雷达模块(11)，该雷达模块用于在填充材料(3)的方向上发射雷达信号(S_R)，并且用于根据所反射的雷达信号(S_R)确定距填充材料(3)表面的距离(D_R)；3D相机(12)，该3D相机用于捕获(R_3D)填充材料(3)表面的至少一个区域([m；n])；以及评估电路(13)，所述评估电路被设计成根据所捕获的(R_3D)的距离值(d_i，j)测量最大距离值(d_max)和最小距离值(d_min)，并且若距离(D_R)小于最大距离值(d_max)且大于最小距离值(d_min)，则基于距离(D_R)确定填充水平(L_R)。由于由3D相机提供的雷达模块(11)计算出的距离(D_R)的冗余或验证，因此，根据本发明的填充水平测量设备(1)在错误计算不正确的填充水平(L)方面变得更加可靠。

技术领域

本发明涉及一种基于雷达的填充水平测量设备。

背景技术

在过程自动化技术中经常使用用于捕获和/或修改过程变量的现场设备。为了检测过程变量，使用了传感器，例如，在填充水平测量设备、流量测量设备、压力和温度测量设备、pH氧化还原电势测量设备、电导率测量设备等中使用的传感器。它们检测相应的过程变量，诸如填充水平、流量、压力、温度、pH值、氧化还原电势或电导率。Endress+Hauser公司制造并销售各种此类现场设备。

为了测量容器中填充材料的填充水平，已经建立了非接触式测量方法，因为它们坚固且需要最少的维护。在本发明的范围内，术语“容器”还指未封闭的容器，例如水池、湖泊或流动的水体。非接触式测量方法的另一个优点在于能够准连续地测量填充水平的能力。因此，基于雷达的测量方法主要用于连续填充水平测量领域(在本专利申请的上下文中，“雷达”被定义为频率在0.03GHz至300GHz之间的信号或电磁波)。此处，两种常见的测量原理是脉冲传播原理(也称为“脉冲雷达”)和FMCW原理(“频率调制连续波”)。

例如，在未经审查的专利申请DE 102012104858A1中描述了通过脉冲传播方法操作的填充水平测量设备。对于基于FMCW的填充水平测量设备的典型构造，通过示例的方式参考未审查的专利申请DE102013108490A1。基于雷达的填充水平测量非常准确，并且对粗糙或起皱的填充材料表面不敏感。但是，取决于填充材料的类型和容器内部的性质，并非总是可以验证由雷达确定的填充水平值，因为例如在某些情况下，不想要的回波被错误地用于填充水平计算，而不是填充材料表面的回波。这可能导致对填充水平的错误确定，其结果是在某些情况下，加工厂可能发生相应的危险状态。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种更安全的填充水平测量设备。

本发明借助于一种用于确定位于容器中的填充材料的填充水平的填充水平测量设备来实现该目的，该设备包括：

-雷达模块，该雷达模块被设计成在填充材料的方向上发射雷达信号，并基于反射的雷达信号确定距填充材料的表面的距离，

-3D相机，该3D相机被设计成基于填充材料的表面的至少一个区域的记录，根据区域内的相应位置，来确定多个距离值，以及

-评估电路，该评估电路被配置为：

○根据距离值计算最大距离值和最小距离值，并且

○若距离小于最大距离值且大于最小距离值，则基于距离确定填充水平。