用于確定介質(zhì)特征和容器特征的設備及方法技術

根據(jù)本發(fā)明專利技術的示例性實施方式，提出了一種物位測量設備，該物位測量設備包括自學設備，所述自學設備能夠自動地確定容器的圓頂通道的長度。為此，自學設備使用由多重回波檢測設備分類的多重回波。以此方式，可以改進物位測量的結(jié)果。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及物位測量。特別地，本專利技術涉及一種用于確定物料的物位位置和/或兩種物料之間的界面的位置以在測量任何類型的物位時確定介質(zhì)特征和容器特征的物位測量設備，并且還涉及相應的方法、程序元件以及計算機可讀介質(zhì)。
技術介紹
在根據(jù)調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)或脈沖渡越時間法(transit time)的物位傳感器中，電磁波或聲波朝向物料表面方向發(fā)射。在此之后，傳感器記錄由物料反射的、由構(gòu)建在容器中的對象反射的以及由容器本身反射的回波信號，并據(jù)此得到容置在容器內(nèi)的至少一種物料的表面的位置。關于聲波或光波的使用，由物位測量設備產(chǎn)生的信號通常朝向待測物料的表面方向自由地傳播。在使用雷達波來測量物料表面的設備中，會既考慮朝向待測介質(zhì)方向的自由傳播又考慮在將雷達波從物位測量設備導向介質(zhì)的波導裝置內(nèi)部的傳播。在根據(jù)導向微波原理進行操作的設備中，高頻信號沿著波導裝置導向介質(zhì)。在待測的介質(zhì)表面或物位處，一些到達的信號被反射并在相應的渡越時間之后返回到物位測量設備。未被反射的信號分量進入介質(zhì)并在介質(zhì)中對應于介質(zhì)的物理特性朝向容器底部方向繼續(xù)傳播。這些信號還在容器的底部被反射，并在通過介質(zhì)和覆蓋氣氛之后返回到物位測量設備。物位測量設備接收從不同的位置反射的信號，并根據(jù)這些信號根據(jù)已知的方法確定到物料的距離。能夠在外部獲得所確定的到物料的距離。這樣的設置可以以模擬形式(4. 20mA接口)或數(shù)字形式(現(xiàn)場總線)實施。所有的這些方法都具有一個共同特點在從物位測量設備到物料表面的通路上，用于進行測量的信號通常會位于另外的介質(zhì)(以下稱為覆蓋介質(zhì))的影響區(qū)域中。該覆蓋介質(zhì)位于物位測量設備與待測介質(zhì)表面之間，并且通常表現(xiàn)液體或氣態(tài)氣氛。在主要的大多數(shù)應用中，在待測介質(zhì)上方有空氣。因為電磁波在空氣中的傳播與在真空中的傳播相差甚微，所以不需要對由物料、構(gòu)建在容器內(nèi)的對象以及容器本身所反射的穿過空氣回到物位測量設備的反射信號進行任何特殊修正。然而，在化工行業(yè)的工藝容器中，許多類型的化學氣體和氣體混合物會作為覆蓋介質(zhì)存在。與在真空或空氣中的傳播相比，電磁波的傳播特性會根據(jù)取決于這些氣體或氣體混合物的物理特性而發(fā)生改變。確定介質(zhì)特征和容器特征的已知嘗試通常有顯著的缺點。
技術實現(xiàn)思路
期望的是具有用于一種用于確定介質(zhì)特征和容器特征的健壯性方法和設備。此夕卜，期望的是具有一種用于在進行界面測量時自動地確定參數(shù)的方法和設備。所提出的是用于確定物位位置和/或例如容置在容器內(nèi)的兩種物料之間的界面的位置的物位測量設備；以及根據(jù)獨立權利要求的特征的方法、程序元件和計算機可讀介質(zhì)。在從屬權利要求以及下面的描述中陳述了本專利技術的展開。應當指出的是，下文中，關于物位測量設備，還可以將上述特征實施為方法中的方法相關步驟，反之亦然。根據(jù)本專利技術的第一方面，提出了一種用于確定例如容置在容器內(nèi)的物料的物位位置和/或兩種物料之間的界面的位置的物位測量設備。物位測量設備包括回波曲線獲取設備，用于獲取至少一條或若干條回波曲線；回波識別設備，用于評估所述至少一條回波曲線；多重回波檢測設備，用于評估所述至少一條回波曲線；多重回波檢測設備，用于將來自于物料表面和/或來自于容器的容器底部的多次反射的一個或若干個回波分類為多重回 波(multiple echo);以及具有“自學”能力并且出于該原因也被稱為“自學”的設備，所述設備被設計成使用由多重回波檢測設備分類的多重回波來自動地確定容器的圓頂通道的長度。根據(jù)本專利技術的另一個方面，物位測量設備可以包括位置確定設備。回波識別設備可以被設計成識別回波曲線中的若干個回波，多重回波檢測設備被設計成將所述若干個回波中的至少兩個回波分類為多重回波。此外，位置確定設備可以被設計成確定所述至少兩個多重回波的位置，自學設備被設計成使用所述至少兩個多重回波的位置來確定圓頂通道的長度。根據(jù)本專利技術的另一個方面，自學設備可以被設計成使用所述至少兩個多重回波的階數(shù)來確定圓頂通道的長度。根據(jù)本專利技術的另一方面，回波識別設備可以被設計成識別回波曲線中的若干個回波，并且多重回波檢測設備可以被設計成將兩個或更多個回波分類為多重回波。此外，物位測量設備可以包括速度確定設備，所述速度確定設備用于確定被分類為多重回波的回波的第一多重回波的第一速度矢量以及用于確定所分類的多重回波的第二多重回波的第二速度矢量。自學設備被設計成確定所確定的速度矢量中的至少兩個速度矢量的交點以確定圓頂通道的長度。根據(jù)本專利技術的另一個方面，提出了一種用于確定容器內(nèi)的物料的物位位置和/或容器內(nèi)的兩種物料之間的界面的位置的方法。獲取至少一條回波曲線，隨后對所述回波曲線進行評估。此外，將來自于物料的物料表面和/或來自于容器的容器底部的多次反射的至少一個回波分類為多重回波。此外，使用由多重回波檢測設備分類的多重回波來自動地確定容器的圓頂通道的長度。根據(jù)本專利技術的另一個方面，提出了一種程序元件，當在物位測量設備的處理器上執(zhí)行所述程序元件時，所述程序元件指示處理器執(zhí)行上文和/或下文描述的步驟。此外，提出了一種用于存儲程序元件的計算機可讀介質(zhì)，當在物位測量設備的處理器上執(zhí)行所述程序元件時，所述程序元件指示處理器執(zhí)行上文和/或下文描述的步驟。程序元件(稱為“計算機程序元件”)可以形成存儲在物位測量設備的處理器上的軟件的一部分。在這種布置中，處理器也可以是本專利技術的主題。此外，本專利技術的該方面包括從一開始就使用本專利技術的計算機程序元件以及通過更新使得現(xiàn)有程序使用本專利技術的計算機程序元件。應當指出的是，術語“物料回波”等同于物料反射的零階多重回波。此外，應當指出的是，術語“底部回波”等同于底部反射的零階多重回波。附圖說明圖I示出了根據(jù)渡越時間方法進行操作的物位測量設備。圖2示出了根據(jù)渡越時間方法來確定物位的方法相關步驟。圖3示出了其中容器盆不直的情況。 圖4示出了使用多重回波的物位測量示例。圖5示出了在圓頂通道中的物位測量示例。圖6示出了無容器蓋的物位測量示例。圖7示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的物位測量設備。圖8示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的物位測量設備的測量周期。圖9示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的用于確定圓頂通道的長度的方法。圖10示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的用于確定容器高度的方法。圖11示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的用于界面測量的物位測量設備。圖12示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的在與界面具有恒定距離的情況下的界面測量。圖13示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的在與物料表面具有恒定距離的情況下的界面測量。圖14示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例的在上方介質(zhì)具有恒定厚度的情況下的界面測量。具體實施例方式圖中的圖示是概略的而非按比例的。如果在附圖的以下描述中在不同的附圖中使用了相同的附圖標記，則它們表示相同或相似的元件。然而，也可以以不同的附圖標記來表示相同或相似的元件。應當指出的是，術語“物料回波”等同于物料反射的零階多重回波。此外，應當指出的是，術語“底部回波”等同于容器底部反射的零階多重回波。下面的解釋集中于考慮常見的容器中的單種待測介質(zhì)或物料的應用情況。下文所描述的技術教導可以轉(zhuǎn)換到容器中的兩個或若干個不同的介質(zhì)或物料的應用情況。在界面測量的上下文中，特別地，物料表面位置還可以是兩種不同介質(zhì)或物料之間的界面的位置，該位置等同于在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于確定容器內(nèi)的物料的物位位置和/或兩種物料之間的界面的位置的物位測量設備，所述物位測量設備朝向物料表面的方向發(fā)射電磁波或聲波，所述物位測量設備(701)包括：回波曲線獲取設備(104)，用于獲取至少一條回波曲線；回波識別設備(7021)，用于評估所述至少一條回波曲線；以及多重回波檢測設備(7024)，用于將來自于物料表面和/或來自于容器底部的多次反射的至少一個回波分類為多重回波；其中，所述物位測量設備還包括自學設備(7027)，所述自學設備(7027)被設計成使用由所述多重回波檢測設備分類的所述多重回波來自動地確定布置在所述容器的頂部區(qū)域中的圓頂?shù)膱A頂通道的長度。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：卡爾·格里斯鮑姆，羅蘭·韋勒，
申請(專利權)人：VEGA格里沙貝兩合公司，
類型：發(fā)明
國別省市：