[发明专利]管道或管中的FMCW雷达的频散校正

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达测量装置，其用于确定距管道或管中的介质的表面或距管道或管中的另外的雷达目标的距离，如此雷达测量装置限定在权利要求1的前序部分中。此外，本发明涉及一种用于借助于根据FMCW雷达的原理工作的雷达测量装置来确定距管道或管中的介质的表面的距离或距管道或管中的另外的雷达目标的距离的方法。

背景技术

在过程自动化技术中，常常应用现场装置，其用于记录和/或影响过程变量。这样的现场装置的实例是填充水平面测量装置、质量流量测量装置、压力和温度测量装置等，其作为传感器记录相应的过程变量：分别地填充水平面、流量、压力和温度。

原则上，靠近过程应用并且传递、或处理过程相关信息的所有装置被称为现场装置。

大量的这样的现场装置由Endress和Hauser公司制造和销售。

在基于FMCW雷达的雷达测量装置的帮助的情况下能够准确地测量储存器或容器中的填充水平面。然而，在管道或管中的雷达测量的情况下，特殊的效果发生，因为管道或管对于雷达波用作中空导体。雷达波的传播在中空导体中是不同的。

发明内容

因此，本发明的目的是借助于管道或管中的雷达以改进距离测量的精度。

这个目的通过在权利要求1和16中提出的特征实现。

本发明的有利的进一步的演变在从属权利要求中给出。

用于确定距管道或管中的介质的表面的距离或距管道或管中的另外的雷达目标的距离的雷达测量装置根据FMCW原理工作并且包括：雷达发送单元，该雷达发送单元被设计为产生根据FMCW原理频率调制的雷达发送信号；和雷达接收单元，该雷达接收单元被设计为接收在管道或管中的介质的表面或其他雷达目标上反射回的雷达接收信号，以将雷达接收信号通过使其与雷达发送信号或从其得出的信号混合来转换成中频信号，并且基于这样获得的中频信号来确定距管道或管中的介质的表面或距管道或管中的其它雷达目标的距离。雷达接收单元被设计为将相位校正应用于中频信号的相位和产生相位校正的中频信号，其中相位校正被设计为减少或去除中频信号的相位中的依赖于频散的相位部分和添加不依赖于频散作用的相位部分。雷达接收单元被设计为基于相位校正的中频信号来确定中频信号中的目标频率成分和基于目标频率成分来确定距管道或管中的介质的表面的距离或距管道或管中的另外的雷达目标的距离。

通过应用相位校正，作为频散的结果出现在管道或管中的波传播的情况下的作用被减少或消除，而补充地，随着时间线性地上升的非频散相位部分被添加相位校正。由于相位校正，能够比先前更好地或更准确地评估包含在中频信号中的目标频率成分。尤其是，相位校正防止在中频信号的频谱中的不同频率峰部彼此加宽和远离。频率峰部更尖锐并且能够被更准确地评估。

附图说明

现在将基于附图中列出的许多实施例的实例更加详细地解释本发明，其图形示出为如下：

图1A带有测深管和用于在测深管中执行填充水平面测量的雷达测量装置的容器；

图1B带有布置在容器外部的旁路管和用于在旁路管中执行填充水平面测量的雷达测量装置的容器；

图2A根据FMCW原理的距离传感器工作的框图；

图2B用于发送和接收信号的、作为时间的函数的频率；

图3作为对于在管道或管中的某些模式的频率的函数的传播速度；

图4用于对于在管道或管中的填充水平面测量的迭代频散校正的第一方法；

图5在频散校正的应用之前的频谱与在频散校正的应用之后的频谱的比较；

图6用于对于在管或管道中的填充水平面测量的迭代频散校正的第二方法；并且

图7作为在频散校正的应用之前和之后的带通滤波时间信号的函数的相位。

具体实施方式

借助于雷达在管道或管中的填充水平面测量的原理