[发明专利]启动时间减少的脉冲式雷达物位计系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用脉冲式雷达物位计系统确定容器中含有的产品的料位的方法，并且涉及一种脉冲式雷达物位计系统。

背景技术

雷达物位计(RLG)系统广泛用于确定容器中含有的产品的料位。通常通过向容器中含有的产品发射电磁信号的非接触测量、或者通过作为波导的探测器将电磁信号导向和导入产品的接触测量(常常称作导波雷达(GWR))执行雷达物位计量。通常探测器被布置为从容器的顶部朝向底部竖直地延伸。也可以将探测器布置在连接到容器的外壁并与容器的内部流体相连的测量管(所谓的腔体)中。

发射的电磁信号在产品的表面处反射，并且雷达物位计系统中包括的收发器或接收器接收反射信号。基于发射和反射信号，可以确定至产品表面的距离。

更具体地，通常基于电磁信号的发射与在容器中的空气与电磁信号在容器中含有的产品之间的界面处的反射的接收之间的时间来确定至产品表面的距离。为了确定产品的实际料位，基于电磁信号的传播速度以及以上提到的时间(所谓的飞行时间)来确定从参考位置至表面的距离。

如今市场上的大多数雷达物位计系统是：所谓的脉冲式雷达物位计系统，其基于脉冲的发射与其在产品的表面处的反射的接收之间的时间差来确定至容器中含有的产品的表面的距离；或者基于发射的调频信号与其在表面处的反射之间的相位差来确定至表面的距离的系统。通常将后一类型的系统称作FMCW(频率调制连续波)类型。

对于脉冲式雷达物位计系统，通常使用时间扩展技术来求解飞行时间。

这种脉冲式雷达物位计系统通常具有：第一振荡器，用于生成由发射脉冲重复频率为f_t的、向容器中含有的产品的表面发射的脉冲形成的发射信号；以及第二振荡器，用于生成由参考脉冲重复频率为f_r的参考脉冲形成的参考信号，参考脉冲重复频率f_r与发射脉冲重复频率有给定频率差Δf的不同。此频率差Δf通常在几Hz或几十Hz的范围中。

在测量扫描开始时，将发射信号和参考信号同步以具有相同的相位。由于频率差Δf，发射信号与参考信号之间的相位差将会在测量扫描期间逐渐增加。

在测量扫描期间，将通过发射信号在容器中含有的产品的表面处的反射形成的反射信号与参考信号相关，以基于反射信号与参考信号之间的时间相关性来形成测量信号。基于测量信号，可以确定料位。

由于雷达物位计系统中包括的电子组件的变化的直流(DC)偏移水平和温度漂移等，雷达物位计系统通常需要测量信号的一些调节以能够提供准确料位确定。

在一些已有系统中，对从以上提到的时间相关性得到的信号进行高通滤波以使得测量信号与变化的DC偏移水平和温度漂移等无关。

由于测量信号的相关带宽包括接近于DC的频率，所以使用频率截止很低的高通滤波器。

这种高通滤波器的阶跃响应很慢，这意味着从对雷达物位计系统供电直到测量可以开始为止的时间相当长，在几秒的范围中。

相应地，当前可用的脉冲式雷达物位计系统通常需要在实际料位测量可以开始之前供电显著的时间段，这限制了这种雷达物位计系统的能量有效的间歇操作的能力。

发明内容

鉴于现有技术以上提到的和其它的缺陷，本发明的总体目的是提供一种改进的雷达物位计系统和方法，具体是使得能够进行更加能量有效的料位确定的脉冲式雷达物位计系统和方法。