[发明专利]用于监测松散材料的表面拓扑的物位测量装置

说明书

一种物位测量装置，其被配置为监测松散材料的表面拓扑，该物位测量装置包括用于扫描松散材料表面的多个区域的传感器单元和用于计算这些区域下方的体积的评估单元。

技术领域

本发明涉及用于监测松散材料(Schüttguts)的表面拓扑的物位测量装置、用于这种物位测量装置的外部控制和评估单元、用于监测松散材料的表面拓扑的方法、程序元件和计算机可读介质。

背景技术

在料仓(Silos)或料堆(Schütthalden)中存储松散材料。料仓具有可用于填充料仓的一个或多个入口以及用于清空料仓的一个或多个出口。通常，在填充和清空过程中，松散材料的表面会出现通常为料堆锥体或排放漏斗形式的不规则性。

如果现在想要确定料仓中存储的松散材料的体积，建议对松散材料表面进行采样以确定表面拓扑，并由此确定具有足够精度的体积。拓扑测量数据可以被传输到外部控制和评估单元，该控制和评估单元执行体积计算并控制料仓的填充和清空过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种替代的物位测量装置，其被配置为有效地监测松散材料的表面拓扑。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。本发明的改进示例在从属权利要求和实施例的以下说明中得出。

本发明的第一方面涉及一种物位测量装置，其被配置为监测松散材料或流体的表面拓扑。该物位测量装置包括传感器单元，该传感器单元被配置为扫描松散材料的表面的第一区域并扫描松散材料的表面的第二区域。

还提供了评估单元，该评估单元被配置为计算松散材料的位于松散材料的表面的第一区域下方的部分的第一体积和/或第一质量和/或第一平均填充高度，并且计算松散材料的位于松散材料的表面的第二区域下方的另一部分的第二体积和/或第二质量和/或第二平均填充高度。

术语“传感器单元”和“评估单元”应被广义地解释。

例如，物位测量装置可以是物位雷达测量装置，特别是可以扫描松散材料的整个表面的物位雷达测量装置。原则上，物位测量装置也可以是基于不同技术的测量装置，例如光学测量装置或超声波测量装置。重要的是，该装置具有接连扫描松散材料表面的单独可预定区域的能力。

因此，作为单点测量的替代，物位测量装置能够例如通过雷达技术检测轮廓。以此方式，可以避免在填充或清空过程中可能出现的松散材料的不规则表面不会歪曲测量结果。

特别地，物位测量装置可以设置有双线制技术，即被配置为用于与4至20mA的HART接口的连接。在这种情况下，可以从物位测量装置发送的数据量受到严重限制。通过将松散材料的表面划分为多个区域或部段并且为表面的每个区域计算下方的体积和/或平均填充高度，可以有效地减少要传输到外部控制和评估单元的数据量。

根据另一实施例，传感器单元被配置为利用第一分辨率扫描第一区域并且利用低于第一分辨率的第二分辨率扫描第二区域。

因而，因为与发生或预计发生较大变化的区域相比，可以利用更低的分辨率扫描松散材料表面的例如与先前测量相比没有变化或几乎没有变化的特定区域，所以可以在测量和随后的数据评估期间节省能量和计算能力。

根据另一实施例，第一区域具有与第二区域不同的尺寸。例如，第一区域更大。

根据另一实施例，第一区域具有与第二区域不同的形状。

物位测量装置可被配置为自学习式的，并且观察在什么情况下松散材料表面的哪些区域极大地变化而哪些区域变化较小或根本没有变化。这方面的示例是排料漏斗的形成，其中漏斗周围的环形区域没有改变。如果形成排料漏斗，则可以将第一区域选择为圆形，并且将第二区域选择为围绕第一区域的环形。第二区域中的扫描分辨率可以低于第一区域中的扫描分辨率。特别地，物位测量装置可被配置为定期地改变不同区域的大小和形状。

能够调节尺寸和形状的其它示例为：