[实用新型]雷达料位计系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于确定储罐内的产品的填充料位的导波雷达料位计系统。

背景技术

雷达料位计系统被广泛应用于测量储罐内容纳的产品的过程变量，例如填充料位、温度、压力等。通常借助于非接触式测量或借助于通常被称为导波雷达(GWR)的接触式测量来执行雷达料位计量，其中，借助于非接触式测量时向容纳在储罐内的产品辐射电磁信号，借助于接触式测量时通过传输线探针向产品导引电磁信号并且将电磁信号导引至产品中。传输线探针通常被从储罐的顶部到底部竖直地布置。随后，电磁信号在产品的表面处被反射，并且雷达料位计系统内包括的接收器或者收发器接收反射信号。基于发射信号和反射信号，可以确定距产品的表面的距离。

更具体地，通常基于发射电磁信号与接收到该电磁信号的反射之间的时间来确定距产品的表面的距离，其中，该反射发生在储罐内的气氛与装在储罐内的产品之间的界面(以及/或者在储罐内的另一材料界面)处。为了确定产品的实际填充料位，基于上述时间(所谓的飞行时间)以及电磁信号沿着探针的传播速度来确定从基准位置到表面的距离。

该传播速度受各种因素例如传输线探针的配置以及储罐内的环境条件影响。这样的环境条件例如包括装在储罐内的产品的表面上方的气氛的成分，以及由于储罐内产品的填充料位的变化而可能已经附着至探针的产品残余。

在锅炉应用中，例如，锅炉储罐内的气氛可能是高压下的蒸汽，在这种情况下，对于不同操作条件，介电常数的差异可能相当大。

US7525476公开了一种导波雷达料位计系统，其中在沿着传输线探针的已知位置处设置基准反射器，并且使用测量的距离与成对的基准反射器之间的已知距离之间的差来补偿由沿着传输线探针的传播条件的变化而引起的传播速度的变化。

尽管使得在储罐内部具有变化的传播特性的应用中实现更准确的填充料位确定，但是基准反射器反射信号的一部分，这意味着与不具有基准反射器的对应导波雷达料位计系统相比，该雷达料位计系统的灵敏性有一些降低。

实用新型内容

鉴于上述情况，期望提供一种导波雷达料位计系统，在该导波雷达料位计系统中，可以在不需要沿着传输线探针提供基准反射器的情况下在具有变化的传播特性的应用中实现准确的填充料位确定。

因此，根据本实用新型的一方面，提供一种雷达料位计系统，用于确定储罐内的产品的填充料位，该雷达料位计系统包括：收发器装置，该收发器装置用于产生、发射和接收电磁信号；第一传输线探针，该第一传输线探针被布置并且被配置成向储罐内的产品导引来自收发器装置的电磁第一发射信号通过周围介质，并且使由产品的表面对第一发射信号的反射引起的电磁第一表面回波信号向收发器装置返回，该第一传输线探针被配置成以对周围介质的介电常数呈现第一依赖关系的第一传播速度导引第一发射信号；第二传输线探针，该第二传输线探针被布置并且被配置成向储罐内的产品导引来自收发器装置的电磁第二发射信号通过周围介质，并且使由产品的表面对第二发射信号的反射引起的电磁第二表面回波信号向收发装置返回，该第二传输线探针被配置成以对周围介质的介电常数呈现不同于第一依赖关系的第二依赖关系的第二传播速度导引第二发射信号；以及处理电路，该处理电路连接至收发器装置，用于基于第一表面回波信号、第二表面回波信号以及对周围介质的介电常数的第一依赖关系与第二依赖关系之间的已知关系来确定填充料位。

第一依赖关系与第二依赖关系之间的已知关系例如可以是第一依赖关系与第二依赖关系之间的比率，或者换句话说，第一传播速度与第二传播速度之间的比率对周围介质的介电常数的依赖关系。

储罐可以是任何能够容纳产品的容器或器皿，并且可以是金属的、或者部分或完全是非金属的、开口的、半开口的、或者封闭的。

本实用新型基于以下的认识：可以使用两个不同的传输线探针来实现不需要关于要计量的料位上方的介电常数的详细知识的填充料位确定，其中，两个不同的传输线探针在相应发射信号与周围介质之间提供不同的耦合效率。

特别地，这可以在不需要用于两个传输线探针的不同传播模式和/或不同频率范围的情况下实现，这提供了简化信号的生成和耦合。

分别用于第一传输线探针和第二传输线探针的传播速度对周围介质的介电常数的依赖关系例如可以是实验确定的，或者计算得到的或建模得到的。取决于传输线探针的实际配置，确定以下等式可以是可行的，该等式指定传播速度作为周围介质的介电常数和传输线探针的已知特性的函数。