[发明专利]用于校准至少一个测距装置的校准系统

说明书

本发明涉及一种用于校准至少一个测距装置(2)的校准系统(1)。特别地，校准系统(1)适用于几乎同时校准多个填充水平测量装置。其特征在于提供反射镜装置(6)，通过所述反射镜装置，激光跟踪仪(5)可以确定到至少一个反射器(4)的至少一个距离(M_i)和到至少一个距离测量装置(2)的至少一个参考距离(R_i)。根据本发明的校准系统(1)允许通过单个测量装置确定到反射器(4)的距离(M_i)和参考距离(R_i)两者，而不需要至少一个反射器(4)必须为此目的可折叠或校准不得不中断。校准系统(1)相应地允许更精确的校准，校准系统(1)进一步可以高度自动化地操作。

技术领域

本发明涉及一种用于校准至少一个测距装置的校准系统以及一种基于所述校准系统的校准方法。

背景技术

在自动化中，特别是在过程自动化中，经常使用用于捕捉和/或修改过程变量的现场设备。集成在例如填充水平测量装置、流量计、压力和温度测量装置、pH-氧化还原电位计、电导率计等中的传感器被用于捕获相应的过程变量，例如填充水平、流率、压力、温度、pH值、氧化还原电位和/或电导率。致动器，例如阀门或泵，用于影响过程变量。因此可以借助于致动器来改变管道部分中的流体流率或容器中的填充水平。术语现场设备通常指所有以面向过程的方式部署的设备，以及处理或提供过程相关信息的设备。在本发明的上下文中，现场设备还指远程I/O、无线电适配器，和/或通常在现场级别布置的电子元件。Endress+Hauser公司生产和销售各种这样的现场设备。

对于填充水平测量，已经建立非接触式的测量方法，因为它们稳健并且需要最少的维护。另一个优点在于可以进行连续测量。在此，特别是基于脉冲传输时间原理或FMCW原理操作的基于雷达的测量方法已经变得普遍。在这些测量方法中，微波周期性地以指定的重复率向填充材料的方向发送，例如从1到10MHz的数量级，中心频率在千兆赫范围内。这用于确定填充水平测量装置和填充物表面之间的距离。在此基础上，可以计算出填充水平。

为了校准测距装置，尤其是上述填充水平测量装置，使用具有至少对应于测距装置的测量范围的长度的测量部分。对于填充水平测量，最大测量范围对应于高达40米的最大填充水平。

反射器可移动地布置在相应的测量部分上。待校准的测距装置安装在测量部分的一端。然后，测量信号沿着反射器的方向发送以进行校准，并且接收到反射的测量信号。反射的测量信号与相应的距离值(X_i)对齐，其是使用校准的测量标准确定的。作为标准，处理几个距离值(X₁-X_n)以确定线性。

在最简单的情况下，校准测量标准是校准过的卷尺。然而，为了精确，通常使用干涉测量法等光学方法，以便校准测量标准的精度至少比要校准的测距装置的所需精度高一个数量级。

在使用光学方法作为测量标准的情况下，通过相应的光学装置确定距离值(X_i)不能直接执行，因为它不能被布置在与要校准的测距装置相同的位置处。因此，与测距装置不同，通常不是将光学装置定位在测量部分的开始处，而是在相反的一端。在DE 10 2012 104926 A1中描述了一种基于此的组件。

在这样的配置中，从光学装置距反射器的距离(M_i)与参考距离(R)之间的差异得到距离值，其中参考距离(R)是光学装置与测距装置之间的距离：

X_i＝R-M_i

以不同的方式确定参考距离(R)是可能的。一方面，这可以通过校准卷尺测量完成。但是，在这种情况下，测量部分的测量精度将受到卷尺测量精度的限制。

在DE 10 2012 104 926 A1中所示的测量部分的情况下，光学装置同样适合用于确定参考距离(R)。然而，这只有在反射器以这种方式可折叠使得在光学装置和处于折叠状态的测距装置之间的光路之外时才是可行的。