[发明专利]具有电源电压控制的延迟的脉冲水准测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用脉冲雷达水准测量系统来确定罐中所包含的产品的填充水准的方法并涉及脉冲雷达水准测量系统。

背景技术

雷达水准测量(Radar level gauge，RLG)系统被广泛应用于确定罐中所包含的产品的填充水准。雷达水准测量通常借助于向罐中包含的产品辐射电磁信号的非接触测量来进行，或者借助于通常称为导波雷达(Guided wave radar，GWR)的、其中通过作为波导的探针将电磁信号导向并导入所述产品的接触测量来进行。所述探针通常被布置为从罐的顶部向底部垂直延伸。所述探针还可被布置在连接到罐的外壁并与罐的内部流体相通的测量管(所谓的室(chamber))中。

所发射的电磁信号在所述产品的表面处被反射，而反射信号由雷达水准测量系统中所包括的接收器或者收发器接收。基于所发射的信号和反射信号，可确定到产品的表面的距离。

更具体地，到产品的表面的距离通常基于发射电磁信号和接收其在罐内的气氛与其中包含的产品之间的界面处的反射之间的时间来确定。为了确定产品的实际填充水准，基于上述时间(所谓的飞行时间)以及电磁信号的传播速度来确定从基准位置到所述表面的距离。

当今市场上的大多数雷达水准测量系统要么是基于发射脉冲与接收其在产品表面处的反射之间的时间差来确定到罐内包含的产品的表面的距离的所谓的脉冲雷达水准测量系统，要么是基于所发射的调频信号与其在所述表面处的反射之间的相位差来确定到所述表面的距离的系统。后一类型的系统通常称为调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)型。

对于脉冲雷达水准测量系统，通常使用时间扩展技术来得到飞行时间(time-of-flight)。

这种脉冲雷达水准测量系统一般具有第一振荡器和第二振荡器，第一振荡器用于生成由脉冲形成的发射信号，用于以发射脉冲重复频率f_t向罐内包含的产品的表面发射，第二振荡器用于生成由基准脉冲形成的基准信号，其基准脉冲重复频率f_r与发送脉冲重复频率相差给定的频率差Δf。该频率差Δf一般在Hz的量级或几十Hz的范围

在测量扫描的开始，发射信号和基准信号被同步为具有相同的相位。由于频率差Δf，发射信号和基准信号之间的相位差在测量扫描期间会逐渐增加。

在测量扫描期间，将由于发射信号在罐内包含的产品的表面的反射而形成的反射信号与基准信号相关，使得仅在反射脉冲和基准脉冲同时发生时才产生输出信号。从测量扫描的开始到由于反射信号与基准信号的相关而导致发生输出信号的时间为发射信号与反射信号之间的相位差的度量，其又是反射脉冲的飞行时间的时间扩展的度量，根据其可以确定到罐内所包含的产品的表面的距离。

由于发射信号和基准信号之间的频率差Δf的准确度对于脉冲雷达水准测量系统的性能来说很重要，因此，可通过监视频率差Δf并调节第二振荡器以保持预定的频率差Δf的调节器来控制第二振荡器。

为了提供稳定的调节，由于需要低值的频率差Δf以获得足够的时间扩展，因此，调节器一般需要几百样本量级的频率差Δf，这对应于长度为20-30秒的持续时间。

因此，在开始实际的填充水准测量之前，当前可获得的上述类型的脉冲雷达水准测量系统通常需要被通电一相当的时间段。

发明内容

鉴于现有技术中的上述和其他缺陷，本发明的一个总目标是提供一种改进的脉冲水准测量系统和方法，并且具体地，提供一种能够实现更能量有效的填充水准确定的脉冲水准测量系统和方法。