[实用新型]具有共源共栅的采样开关的雷达料位计系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种包括测量电路的脉冲式雷达料位计系统，该测量电路具有采样开关和保持电容器以基于反射信号和参考信号形成测量信号。

背景技术

雷达料位计(RLG)系统广泛用于确定容纳在罐中的产品的填充料位。雷达料位计量一般借助于非接触式测量或接触式测量来执行，其中，借助于非接触式测量时向容纳在罐中的产品辐射电磁信号，接触式测量通常被称为导波雷达(GWR)，借助于接触式测量时通过用作波导的探针将电磁信号导向到产品并导入到产品中。探针一般布置为从罐的顶部向罐的底部竖直延伸。探针也可以布置在与罐的外壁连接并与罐的内部流体连接的测量管(所谓的室)中。

发送的电磁信号在产品的表面处反射，且反射信号由包括在雷达料位计系统中的接收器或收发器接收。基于发送信号和反射信号可以确定到产品表面的距离。

更具体地，一般基于在发送电磁信号与接收到电磁信号在罐中的大气与罐中所容纳的产品之间的界面上的反射之间的时间来确定到产品表面的距离。为了确定产品的实际填充料位，基于以上提到的时间(所谓的飞行时间)和电磁信号的传播速度来确定从参考位置到表面的距离。

现今市场上的大多数雷达料位计系统是基于在发送脉冲与接收到脉冲在产品表面处的反射之间的时间差来确定到容纳在罐中的产品的表面的距离的所谓的脉冲式雷达料位计系统，或是基于在发送的调频信号与该调频信号在表面处的反射之间的相位差来确定到表面的距离的系统。后一类型的系统一般称为是FMCW(调频连续波)类型。

对于脉冲式雷达料位计系统，时间扩展技术一般用来决定飞行时间。

这样的脉冲式雷达料位计系统通常具有用于产生发送信号的第一振荡器和用于产生参考信号的第二振荡器，其中，该发送信号由用于向容纳在罐内的产品的表面发送的、具有发送脉冲重复频率f_t的脉冲形成，该参考信号由具有与发送脉冲重复频率相差给定的频率差Δf的参考脉冲重复频率f_r的参考脉冲形成。此频率差Δf通常在几Hz或数十Hz的范围内。

在测量扫描开始时，发送信号和参考信号同步以具有相同的相位。在测量扫描期间，由于频率差Δf，发送信号与参考信号之间的相位差将逐渐增加。

在测量扫描期间，将由于发送信号在容纳在罐中的产品的表面处反射而形成的反射信号与参考信号相关联，以基于反射信号与参考信号之间的时间相关来形成测量信号。

这样的时间相关将产生一系列离散的测量值。为了提供基于其可以确定填充料位的基本上连续的测量信号，可以使用所谓的采样和保持电路。采样和保持电路的输出端可以有放大器，该放大器用于在将测量信号提供给基于测量信号确定填充料位的处理电路之前对该测量信号进行放大。

因此，存在包括发送脉冲发生器、传播装置(天线或传输线探针)、以及测量电路在内的测量链。在脉冲式雷达料位计系统中，可实现的测量范围和/或测量精度可能受到测量链中的信号损失的限制。

因此，期望降低测量链中的信号损失，以在脉冲式雷达料位计系统中提供改进的测量范围和/或测量精度。

实用新型内容

鉴于现有技术的以上提到的及其他的缺点，本实用新型的总体目的是提供一种改进的雷达料位计系统和方法，并且特别是提供改进的测量范围和/或测量精度。

根据本实用新型的第一方面，这些及其他目的通过用于确定容纳在罐中的产品的填充料位的雷达料位计系统来实现，该雷达料位计系统包括：第一脉冲发生电路，该第一脉冲发生电路用于产生具有第一脉冲重复频率的第一脉冲串形式的发送信号；第二脉冲发生电路，该第二脉冲发生电路用于产生具有第二脉冲重复频率的第二脉冲串形式的参考信号，第二脉冲重复频率与第一脉冲重复频率相差预定的频率差；传播装置，该传播装置连接到第一脉冲发生电路，并且该传播装置被布置成向罐内部的产品的表面传播发送信号并返回由于发送信号在容纳在罐中的产品的表面处反射而产生的反射信号；测量电路，该测量电路连接到传播装置并连接到第二脉冲发生电路，该测量电路被配置成基于反射信号和参考信号形成测量信号；以及处理电路，该处理电路连接到测量电路，以基于测量信号确定表示填充料位的值，测量电路包括：采样开关，该采样开关用于在采样时刻采样一系列测量值，每个测量值表示反射信号与参考信号的脉冲之间的时间相关；保持电容器，该保持电容器被布置和配置成通过采样开关的激活而被充电并在采样时刻之间保持每个测量值，从而形成测量信号，其中，采样开关包括以共源共栅(cascode)配置布置的第一晶体管和第二晶体管。