[实用新型]适用于无线通信的由电池供电的料位计系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用无线通信向远程设备提供指示容纳在储罐中的产品的填充料位的值的由电池供电的料位计系统。 

背景技术

料位计设备如雷达料位计被广泛用于各种应用中，例如加工工业中或用于监测用于存储产品的储罐。一般，通过线缆向料位计系统提供用于操作的电能，并通过线缆与远程设备如主机系统通信。用于安装的线缆会相当复杂和昂贵，而且灵活性会受到限制。因此，完全不需要任何线缆的现场设备已经变得越来越受欢迎。这种无线料位计系统被配置成使用无线通信协议例如无线HART与远程设备通信，并且包括用来提供用于无线料位计系统的操作的电能的本地能量存储设备，例如电池。 

然而，对于一般的无线现场设备，尤其是无线料位计系统，重要的是保持平均能耗较低以避免用于更换电池等的频繁维护。对于执行相对复杂的测量任务的雷达料位计尤其如此。雷达料位计向容纳在储罐中的产品的表面传播电磁发射信号，接收作为发射信号在产品的表面处的反射的电磁反射信号，并且基于电磁发射信号从雷达料位计到表面并返回的飞行时间来确定填充料位。 

US2008/0278145公开了适用于无线通信的过程测量仪器，该过程测量仪器包括测量单元、无线通信单元、仲裁逻辑和公用存储器。测量单元和无线通信单元能够独立地对公用存储器进行写入和读取。在操作中，测量单元和无线通信单元通过公用存储器共享信息，并且仲裁逻辑确保测量单元和无线通信单元不同时活动。 

尽管根据US2008/0278145的解决方案提供了用于无线通信的现场设备的低平均能耗，然而会期望提供一种至少对于一些应用会更易于实现和/或甚至更具成本效益的替代解决方案。 

发明内容

鉴于上述内容，本发明的总体目的是提供适用于与远程设备无线通信的由电池供电的料位计系统的更简单和/或更具成本效益的操作。 

根据本发明，因此提供一种用于使用无线通信向远程设备提供指示容纳在储罐中的产品的填充料位的值的由电池供电的料位计系统，该料位计系统包括：测量单元，用于测量填充料位，该测量单元是在活动状态与非活动状态之间可控的，非活动状态具有比活动状态更低的能耗；无线通信单元，其连接至所述测量单元，以用于从测量单元取回指示填充料位的值，以及向远程设备无线发送指示填充料位的值，无线通信单元是在活动状态与具有比活动状态更低能耗的非活动状态之间可控的；以及本地能量存储设备，其连接至测量单元和无线通信单元以用于提供足以进行测量单元和无线通信单元的操作的能量，其中，测量单元被配置成：响应于来自无线通信单元的测量请求信号来测量填充料位；以及在测量了填充料位之后向无线通信单元提供测量就绪信号；并且无线通信单元被配置成：向测量单元提供启动信号以将测量单元从其非活动状态切换到其活动状态；向测量单元提供测量请求信号以请求测量填充料位；在向测量单元提供了测量请求信号之后将无线通信单元从其活动状态切换到其非活动状态；响应于从测量单元接收到的测量就绪信号将无线通信单元从其非活动状态切换到其活动状态；从测量单元取回指示填充料位的值；以及向远程设备无线发送指示填充料位的值。 

与由电池供电的料位计系统通信的远程设备例如可以是包括若干不同的现场设备的系统的无线主机。 

本发明基于以下认识：可以通过提供相互独立运行的无线通信单元和测量单元并且根据无线通信单元处理测量单元的调度的特定方案操作由电池供电的料位计系统，来实现由电池供电的料位计系统的能量高效操作。根据该创新性方案的实施例，无线通信单元命令测量单元暂时醒来，给测量单元提供测量请求信号，然后使自身进入休眠直到其接收到来自测量单元的测量就绪信号为止。测量就绪信号唤醒无线通信单元，无线通信单元从测量单元取回测量值，然后使测量单元回到休眠。因此，无线通信单元和测量单元仅在较短时段内是同时活动的，从而仅需要标准的电路。例如，不需要双端口存储器，这是由于无线通信单元暂时唤醒测量单元以取回要无线发送给远程设备的指示填充料位的值。 

通过本发明的各种实施例，无线通信单元能够调度料位测量事件以 适应无线通信事件，使得被无线传递给远程设备的料位测量值是最近确定的值。而且，分开的结构允许无线通信单元和测量单元的单独优化，使得无线通信单元可以例如在能量效率方面被优化，而测量单元可以例如在性能方面被优化。随着时间的推移，这能够提供能量更高效的操作和更长的电池寿命，这是由于填充料位测量事件可以相对快速地发生并且测量单元在无线通信单元已从测量单元取回填充料位测量值之后被无线通信单元关断。