[发明专利]生成参考脉冲的微波模块及方法和应用以及料位测量设备

说明书

本发明涉及一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块、一种用于确定罐中的料位的料位测量设备、将这种微波模块用于测量料位的应用以及一种用于独立地生成参考脉冲的方法。在根据脉冲－传播时间方法的料位雷达测量设备中，在微波模块内部产生的反射用作测量传播时间的参考。根据本发明的一个实施例，用于产生参考脉冲的微波模块具有专用采样混合器或者专用振荡器。参考脉冲和回波信号随后可以被分离或者共同被进一步处理。在雷达传感器的发射频率上不需要延迟线路。很大程度上防止了由于泄露信号引起的干扰。

本发明申请是申请日为2007年7月19日的、申请号为200780027937.6(国际申请号为PCT/EP2007/006450)以及发明名称为“在料位雷达测量设备中的独立的参考脉冲生成”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及料位测量。尤其是，本发明涉及一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块、一种用于确定罐中的料位的料位测量设备、将这种微波模块用于测量料位的应用以及一种用于独立地生成参考脉冲的方法。

背景技术

在根据脉冲传播时间方法的料位测量设备中使用在微波模块内部产生的反射作为测量传播时间的参考。

内部产生的反射在幅度、形式和位置方面的稳定性对于测量设备的精度是决定性的，因为任何改变都会导致参考(零点)的漂移。

在目前的料位测量设备中，参考脉冲从不同的反射的混合中获得。各个反射例如通过天线耦合输入、在微波模块上的插接连接、印刷电路板至同轴线路或者波导的过渡部以及通过发射/接收组合器(例如定向耦合器或者循环器)中的泄漏信号来形成。此外，参考脉冲的形式会由于在天线的区域中与填料的非常大的回波叠加而改变非常多，以致出现不精确性。

通过在不同的电路部分之间插入线路(其中这些线路具有至少对应于料位雷达的分辨能力的长度)，可以使不同的反射彼此更好地分离。

为了减小由于在附近区域中的回波造成的影响，具有发射脉冲的长度(譬如对应于传感器的分辨能力)的线路可以使用在发射/接收组合器与从微带线路至同轴线路的过渡部之间。同样，一段同轴线路可以使用在该过渡部与波导耦合输入之间。

然而，在此存在剩余的反射对参考脉冲的影响。例如，如果发射/接收组合器的隔离随着温度改变，这也影响参考脉冲并且由此也影响测量值。

获取参考脉冲的另一可能性在于，信号的一部分已明显更早地在电路中耦合输出并且通过定向耦合器又馈送到混合器中。然而这通常要求发射信号的延迟，由此能够可靠地使不希望的反射与有针对地获得的参考信号分离。然而，传播时间线路在此具有比较大的衰减，该衰减又必须通过放大器来补偿。这导致提高了微波模块的电能消耗。

发明内容

本发明的任务是提出一种用于料位雷达的改进的参考脉冲生成。

根据本发明的一个实施例，提出了一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块，该微波模块具有用于提供回波信号的回波信号单元和用于生成参考脉冲的参考脉冲生成单元，其中参考脉冲和回波信号是彼此分离的信号，并且其中参考脉冲生成单元具有专用的第一采样混合器或者专用的振荡器。

回波信号和参考脉冲因此是彼此独立的信号，这些信号可以彼此分离地被进一步处理。例如，为此参考脉冲生成单元具有特别的采样混合器，该采样混合器用于将参考信号降低到中间频率。在另一实施例中，参考脉冲生成单元具有特别的振荡器，振荡器用于独自生成参考脉冲。因此，参考脉冲与发射/接收组合器上的、例如由于没有隔离而会在循环器或者定向耦合器上产生的泄漏信号无关。

此外，参考脉冲与在发射/接收组合器和天线之间会出现的反射无关。参考脉冲也与附近区域中的大的回波无关，其中这些回波会导致在采样混合器中的过调制效应(Uebersteuerungseffekten)。在雷达传感器的发射频率上不需要延迟线路，该延迟线路由于高的衰减而需要发射放大器。