[发明专利]用于确定介质的填充深度的方法和对应的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于根据传递时间方法来确定介质的填充深度的方法，其中，发射至少一个发射信号，其中，接收至少一个接收信号，以及其中，至少鉴于过程变量“填充深度”来评估接收信号。

当说方法打算用于确定填充深度，以及鉴于填充深度来评估接收信号时，则想要这样的方法，其中仅监测填充深度，即，其中，不必存在所有填充深度的连续可确定性。同样地，填充深度的评估不仅包括显示深度，而且这意味着关于填充深度来处理接收信号，例如，使得接收信号可作为电流或电压信号，用于进一步的处理。发射信号和接收信号典型地是(特别是)电磁信号，但其它信号当然也是合适的，例如声波。

此外，本发明涉及用于确定介质的填充深度的对应的装置，其具有用于发射至少一个（特别是电磁的）发射信号的至少一个发射单元，具有用于接收至少一个（特别是电磁的）接收信号的至少一个接收单元，以及具有用于评估接收信号的至少一个评估单元。

背景技术

在工业测量技术中，雷达深度测量装置常常用来确定介质（诸如液体、散装固体或泥浆）在容器(诸如罐、筒仓或管道)内部的深度。测量装置所执行的传递时间方法基于该物理定律，即，例如电磁信号的传递距离等于传递时间和传播速度的乘积。如果测量介质在容器中的填充深度，则传递距离对应于发出电磁信号且又接收该电磁信号的天线与介质的表面之间的距离的两倍。主要基于所谓的回波函数或相应数字化的包络曲线来确定需要的回波信号(即，在介质的表面上反射的信号)及其传递时间。包络曲线将回波信号的幅度表示为距离“天线–介质的表面”或信号的传递时间的函数。可根据天线到容器的底部的已知距离和通过测量确定的介质的表面到天线的距离之间的差来计算填充深度。发射的电磁信号和接收的电磁信号主要是微波辐射。使用超声波的测量也是可行的。

实际上，不幸的是，接收信号不仅包括在介质的表面上反射的实际回波信号，而且还包括干扰信号，例如，在信号部分地穿透到介质(特别是，具有低导电性的非常干的介质)中之后产生的多次反射的干扰信号或者来自容器壁、焊缝、壁中的凹部、混合器、注入管线等上的反射的干扰信号。材料锥形通常导致源自材料锥形本身的表面和休止角两者的扩散和方向性反向散射。这些干扰信号会使评估接收信号变复杂，并且可导致测量误差。特别是在具有小介电常数和低导电率的介质中会出现很大的困难。

公开的专利申请DE 102009055262 A1描述了一种用于使用具有干扰信号的接收信号来确定填充深度的方法。可根据学习阶段中作为基于应用和装置的测试信号的结果的期望响应信号来确定比较信号。在运行阶段中，将接收信号与参考信号进行比较，而且当出现高于接收信号的阈值的偏差时，确定深度。在公开的专利申请中，也论述了用于现有技术对具有干扰的这样的接收信号的评估的其它方法。

现有技术的缺点在于，在大多数情况下，仅提供选择性地起作用且通常复杂的方法用于信号评估。

因而，本发明的目标是提供一种用于确定介质的填充深度方法，该方法允许通用且灵活地处理接收信号中的干扰信号。

发明内容

根据本发明，使用这里论述的方法来在一开始以及基本上实现所指出的目标，其中，用这样的方式发射具有可调的发射信号特性的发射信号，以及/或者，用这样的方式接收具有可调的接收特性的接收信号，以及/或者，用这样的方式使用可调的评估标准来评估接收信号和/或从接收信号导出的信号，该方式为将接收信号和/或从接收信号导出的信号滤波成至少一个子信号。虽然在下面与借助于传递时间方法的填充深度确定有关地来论述和阐明过程，但根据本发明的方法通常可用于任何用于确定不同的过程变量的方法。与确定或监测方法共有的是，发射发射信号，并且又将发射信号作为接收信号接收，其中，可根据接收信号来确定过程变量填充深度，或者过程变量填充深度可隐含过程变量填充深度的变化。

为了简化观察起见，接收信号主要由发射信号在介质的表面上的实际回波信号和其它反射等引起的干扰信号组成。为了评估，通常减少来自接收信号的信息，其中，形成和进一步处理接收信号的包络曲线。因此，特别是，从接收信号导出包络曲线中的信号(特别地，例如：相对于距离/时间标绘接收信号强度的包络曲线)。在下面中，因此对接收信号的评估也分别涉及对包络曲线的评估，或者概括地说涉及对从接收信号导出的信号的评估。取决于配置，在评估或处理的部分步骤中多次处理接收信号，或者可从接收信号中生成若干导出的信号。