[发明专利]用于测量到对象的距离的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量到对象的距离的装置，包括用于发出电磁的测量信号的至少两个自由放射的发送单元、用于接收在对象处反射的反射信号的至少一个接收单元以及至少一个评估单元，其中所述至少一个接收单元将接收的反射信号传递到至少一个评估单元处，发送单元和所述至少一个接收单元布置在测量环境之内并且发送单元和所述至少一个接收单元具有至少一个共同的测量频率范围。

本发明尤其涉及测量发送单元或接收单元到在容器中的填料表面的距离。

背景技术

原则上已知的是，基于在对象处反射的测量信号的行进时间(Laufzeit，有时称为传播时间)确定到对象例如在容器中的填料的表面的距离。对此例如以脉冲形的雷达信号的形式的测量信号由发送单元在朝向对象的方向上发出并且在在对象处反射后由接收单元检测。接收的信号紧接着为了评估传递到评估单元处。从测量信号的行进时间能够确定发送单元到对象的距离。在填充水平测量的情况中能够从发送单元到填料表面的间距确定在容器中的填充水平(Füllstand，有时称为填充高度)。发送单元经常同时设计为接收单元。

此外已知的是，在先前描述的方法中应用线性的频率调制的雷达信号作为测量信号。为了评估接收的反射信号并且为了确定到对象的距离从当前的发送频率和接收的频率中确定频率差。频率差与对象的间距直接成比例。

为了提高运行和失效安全性在这种类型的装置中存在至少一个另外的功能上等效的或相当的发送单元。通过使用至少两个发送单元即使在一个发送单元失效时也能够确保装置的运行不中断。如果发送单元同时设计为接收单元，使用至少两个发送和接收单元(该至少两个发送单元和接收单元分别单独地确定到对象的距离)确保了特别高的失效安全性。

这种类型的装置的发送单元和所述至少一个接收单元具有测量频率范围，发送单元和所述至少一个接收单元在该测量频率范围之内运行。也就是说，由发送单元发出的测量信号的频率处于接收单元的灵敏度范围之内。当反射信号的频率处于接收单元的测量频率范围之内时，由接收单元接收的反射信号或由此推导的测量信号此后传递到评估单元处。处于仪器特定的测量频率范围之外的频率例如通过相应的高通滤波器和/或低通滤波器滤出。

当提及发送单元和接收单元具有共同的测量频率范围时，那么意味着，发送单元和接收单元具有共同的频率范围，每个发送单元和每个接收单元在该频率范围中运行，也就是说发送单元在该频率范围中发射电磁的信号并且接收单元在该频率范围中接收电磁的射束作为有关的测量信号。特别优选地，发送单元和所述至少一个接收单元的测量频率范围是一致的。如果发送单元和接收单元具有一致的测量频率范围，当发送单元中的一个失效时，测量的质量维持。

此外这种类型的装置的发送单元和接收单元布置在测量环境之内。当接收单元至少部分地从每个发送单元接收测量信号或反射信号时则刚好是这样的情况。如果存在多于一个接收单元，当每个接收单元从至少两个发送单元接收测量信号或反射信号尤其从每个发送单元接收测量信号或反射信号时，发送和接收单元则刚好布置在测量环境之内。此外在本发明的范围内只有当距离测量涉及同样的对象时，多个发送单元或接收单元也才布置在测量环境之内。因为附加地存在的发送和接收单元通过以下方式改善了装置的功能上的安全性，即当一个发送单元失效时附加地存在的发送和接收单元维持装置的运行。在该情况中附加地存在的发送单元代替失效的发送单元。如果发送单元同时设计为接收单元，附加地存在的发送和接收单元代替失效的发送和接收单元。

例如发送单元和所述至少一个接收单元布置在相同的容器中，其中到填料的表面的间距被测量。

然而如果多个发送和接收单元同时在测量频率范围之内运行，能够导致发送单元或接收单元彼此影响，这在测量的距离的测量误差中反映。

发明内容

以此为出发点本发明的任务在于，给出一种用于测量到对象的距离的装置，该装置具有特别高的运行安全性以及特别高的可靠性。

该任务根据本发明通过以下方式解决，即发送单元的运行互相协调，从而由发送单元发出的测量信号或由测量信号产生的反射信号可彼此区分并且可通过接收单元或通过与接收单元处于连接的评估单元不依赖于发送单元的布置实现每个测量信号或反射信号分别与发送单元的明确的关联。