[发明专利]用于液体的非侵入性连续液位测量的系统和方法

摘要

本发明描述了用于液体的非侵入性连续液位测量的系统和方法，液体被容器的实体壁封闭。系统包括产生超声波并用于将其发射到容器壁中的超声发射器、接收穿过容器壁的超声波的超声接收器和控制发射器和接收器的操作并根据超声波的飞越时间确定液位的至少一个电子控制和数据处理单元。发射器是可调频的发射器，其放置在容器壁外面并位于液体表面的液位下的第一位置，使得发射器能够将超声波作为初兰姆波发射到容器壁中，使得部分初兰姆波从容器壁以压力波形式在朝着液体表面倾斜且向上的方向泄漏到液体中。接收器放置在容器壁外面并位于液体表面的液位下的第二位置，使得接收器能够接收压力波在被液体表面反射之后撞击容器壁而产生的次兰姆波。

主权项

一种用于液体的非侵入性的连续的液位测量的系统，其中所述液体被容器(41,51)的实体壁封闭，所述系统包括超声发射器(38,48)，其用于产生超声波并用于将其发射到所述容器壁中，超声接收器(49)，其用于接收穿过所述容器壁的超声波，至少一个电子控制和数据处理单元(6)，其用于控制所述发射器(38,48)和所述接收器(49)的操作，并用于根据所述超声波的飞越时间而确定液位(H)，其特征在于，所述发射器(38,48)是可调频的发射器，其放置在所述容器壁外面并位于所述液体表面(44,54)的液位之下的第一位置([h1,d1])，使得所述发射器(38,48)能够将超声波作为初兰姆波(30)发射到所述容器壁中，使得所述初兰姆波的一部分从所述容器壁以压力波(33,43)的形式在朝着所述液体表面(44,54)倾斜且向上的方向泄漏到所述液体中，所述接收器(49)放置在所述容器壁外面并位于所述液体表面(44,54)的液位之下的第二位置([h2,d2])，使得所述接收器(49)能够接收所述压力波(33,43,45)在被所述液体表面(44,54)反射之后撞击所述容器壁而产生的次兰姆波，所述至少一个电子控制和数据处理单元(6)适合于控制所述发射器(38,48)以不同的频率发射所述初兰姆波(30)，对于各个不同的频率，确定所述压力波(43,45)的飞越时间(t)和/或所接收的次兰姆波的幅度，改变所述发射器(38,48)的频率(f)，直至所确定的飞越时间达到最小值(tmin)，或者直至所确定的幅度达到最大值，且基于如下关系而确定所述液位(H)，即所述最小飞越时间(tmin)或与所述次兰姆波的最大幅度对应的飞越时间分别等于所述压力波的传播路径的长度(a1+a2)除以所述液体中的压力波的速度(cL)。