[发明专利]用于确定在液体容器中的液位的高度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定在液体容器中的液位的高度的方法和相应装置。

背景技术

为了确定在液体容器中的液位的高度，特别地能够使用声学测量装置。声学测量装置的声转换器既能够作为声发生器也能够作为声接收器来工作。对于确定在液体容器中的液位高度而言，借助声转换器能够将声脉冲输出到待测量的液体中。声脉冲能够由液体的边界面反射至其他的介质。由声脉冲的传输时间能够推算在液体容器中的液位的高度。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种用于确定在液体容器中的液位的方法和相应的装置，该方法实现了在确定液位时的高精确度。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中表征。

根据第一个方面，本发明的特征在于用于确定在液体容器中的液位的高度的方法和相应的装置，其中，提供了在液体容器中的液体内部的第一参考元件和第二参考元件，其中，第一参考元件具有到液体容器的底面部段的第一距离，并且第二参考元件具有到液体容器的底面部段的第二距离；提供了具有发射器和接收器的声音转换器，发射器发出声信号，并且在液位处和参考元件处反射的声信号由接收器获取。对于由接收器获取的声信号，确定在由发射器发出的且在第一参考元件处反射的声信号的第一传输时间和由发射器发出的且在第二参考元件处反射的声信号的第二传输时间之间的第一传输时间差。确定在由发射器发出的且在液位处反射的声信号的第三传输时间和第一传输时间之间的第二传输时间差。根据第一传输时间差、第二传输时间差和第一参考元件到液体容器的底面部段的第一距离，确定液位高于液体容器的底面部段的高度。

由发射器发出的且朝向声测量转换器的接收器反射的声信号的传输时间和传输时间差，分别是声信号从发射器直到参考元件或者直到液位为止所需的时间的两倍。

这具有以下优点，即，即使在声测量转换器和液体之间布置了能够改变声信号的传输时间的元件或中间层时，也能够极其精确地确定液位的高度。这种元件或者中间层对声信号的传输时间的影响能够借助本方法来消除。特别是能够避免这种元件或者中间层的与温度相关的影响。此外能够避免，这种元件或中间层的制造和/或装配公差对测量产生影响。此外，当改变这种元件或中间层的厚度或材料时，还能够省略调整对液位的确定。

在一个有利的设计方案中，根据第一传输时间差和在第一参考元件和第二参考元件之间的距离求出液体中的声速，并且根据液体中的声速、第二传输时间差和第一参考元件到液体容器的底面部段的第一距离来确定液位高于液体容器的底面部段的高度，这具有以下优点，即如此能够极其精确地确定液位的高度。在确定液位的高度时的不精确性能够限制于在确定时间测量时的、确定声速时的和定位第一或第二参考元件时的不精确性。

根据第二个方面，本发明的特征在于用于确定在液体容器中的液位高度的方法和相应的装置，其中提供了在液体容器中的液体内部的第一参考元件和第二参考元件，其中第一参考元件具有到液体容器的底面部段的第一距离，并且第二参考元件具有到液体容器的底面部段的第二距离；提供了具有发射器和接收器的声测量转换器，发射器发出声信号，并且在液位处和参考元件处反射的声信号由接收器获取。对于由接收器获取的声信号，确定由发射器发出的且在第一参考元件处反射的声信号的第一传输时间和由发射器发出的且在第二参考元件处反射的声信号的第二传输时间之间的第一传输时间差。确定在由发射器发出的且在液位处反射的声信号的第三传输时间和第二传输时间之间的第三传输时间差。根据第一传输时间差、第三传输时间差和第二参考元件到液体容器的底面部段的第二距离，确定液位高于液体容器的底面部段的高度。

第二个方面的优点与第一个方面的优点相符。

在第二个方面的有利的设计方案中，根据第一传输时间差和在第一参考元件和第二参考元件之间的预定距离求出液体中的声速，并且根据液体中的声速、第三传输时间差和第二参考元件到液体容器的底面部段的第二距离来确定液位高于液体容器的底面部段的高度。

在根据第一个和第二个方面的另一个有利的设计方案中，声测量转换器是超声波测量转换器。这具有以下优点，即，借助超声波能够极其良好地测量液体容器中的液位。

附图说明

下面根据示意图阐述本发明的实施例。其示出：

图1是具有声测量转换器的液体容器以及用于确定液位的高度的装置的示意图，和

图2是用于确定液体容器中的液位的高度的程序的流程图。

在所有附图中，具有同样构造或功能的元件以相同的标号标出。