用于液位測量的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照傳播時間方法進(jìn)行液位測量的方法，其中至少一個導(dǎo)體單元被施加脈沖式電磁發(fā)射信號并且其中從導(dǎo)體單元量取電磁回應(yīng)信號。此外本發(fā)明涉及一種按照傳播時間方法進(jìn)行液位測量的裝置，該裝置具有:至少一個導(dǎo)體單元，至少一個用于給導(dǎo)體單元施加脈沖式電磁發(fā)射信號并從導(dǎo)體單元量取電磁回應(yīng)信號的電子裝置和至少一個用于分析該回應(yīng)信號的分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在按照傳播時間方法工作的液位測量裝置中通過以下方式應(yīng)用所謂的TDR-測量原理(Time Domain Ref Iectometry-時域反射計，S卩分析沿著導(dǎo)體單元傳輸?shù)碾姶判盘柕膫鞑r間。該導(dǎo)體單元例如由能導(dǎo)電的線材、由同軸導(dǎo)線、由兩個相鄰的導(dǎo)體或由至少一個導(dǎo)電桿構(gòu)成。在此，發(fā)射信號沿導(dǎo)體單元朝介質(zhì)表面的方向發(fā)送，該介質(zhì)的液位應(yīng)該被確定。如果信號到達(dá)介質(zhì)表面，則信號在那里部分地被反射?；谠摪l(fā)射和反射的回應(yīng)信號的接收之間的時間就可以確定介質(zhì)的液位。傳輸微波信號的大的優(yōu)點在于，變化的環(huán)境條件(例如上升的或下降的環(huán)境壓力，上升或下降的溫度)不影響測量精度并此外信號的傳播時間基本上與介質(zhì)的介電常數(shù)無關(guān)。
[0003]在此，發(fā)射信號通常是各個脈沖(參見例如US 2002/0026828A1或US 7477059B2)，所述脈沖根據(jù)脈沖幅度的符號具有正或負(fù)的極性(參見例如US 2008/0309547A1)。
[0004]為了改進(jìn)回應(yīng)信號的分析，例如在US 7525476B1或US 2014/0104099A1中公開了，沿著導(dǎo)體單元設(shè)置機(jī)械的參考反射器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提出一種用于液位確定的方法及裝置，所述方法和裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)被改進(jìn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的用于解決之前所引出和描述的任務(wù)的方法的特征首先并且基本上在于，導(dǎo)體單元要么被施加具有正極性的發(fā)射信號要么被施加具有負(fù)極性的發(fā)射信號。有利地特別是極性之間的轉(zhuǎn)換，使得交替地產(chǎn)生具有正和負(fù)極性的發(fā)射信號。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明方法中應(yīng)用了具有正或負(fù)極性的發(fā)射信號。這替代地在一種設(shè)計方案中實現(xiàn)。在另一種設(shè)計方案中產(chǎn)生具有關(guān)于極性可預(yù)先給定的順序的反射信號。
[0008]在一種設(shè)計方案中規(guī)定，導(dǎo)體單元被施加至少一個具有正極性或負(fù)極性的第一發(fā)射信號。接著從導(dǎo)體單元量取并且存儲至少一個第一回應(yīng)信號。接著該導(dǎo)體單元被施加至少一個具有負(fù)極性或正極性的第二發(fā)射信號-第二發(fā)射信號因此具有與第一發(fā)射信號相反的極性。接著從導(dǎo)體單元量取至少一個第二回應(yīng)信號。然后至少共同分析第一回應(yīng)信號和第二回應(yīng)信號。在一種設(shè)計方案中，兩個回應(yīng)信號彼此相減。由此動態(tài)性被提高。
[0009]在一種替代的設(shè)計方案中，兩個回應(yīng)信號在分析時被相互比較，以便例如檢驗總的測量距離。這優(yōu)選地在以下假設(shè)下進(jìn)行，即測量條件-例如經(jīng)過發(fā)射信號之間的短時間-沒有顯著地變化。在該條件下-在理想或正常情況下-發(fā)射信號極性的改變必定導(dǎo)致回應(yīng)信號極性的改變。與此的偏離會被作為錯誤存在的標(biāo)志來分析。
[0010]在另一個設(shè)計方案中，導(dǎo)體單元被施加至少一個發(fā)射信號。在此，由沿著導(dǎo)體單元布置的參考裝置對該發(fā)射信號反應(yīng)而在以下情況下產(chǎn)生至少一個參考信號，即該發(fā)射信號具有分配給參考裝置的極性。如果發(fā)射信號具有另外的極性，則不產(chǎn)生參考信號。因此參考裝置能實現(xiàn)參考信號，該參考信號能夠由發(fā)射信號類型決定地出現(xiàn)，但不必在每個測量中都存在。因此產(chǎn)生可接通的或可斷開的參考信號。
[0011]參考裝置具有以下優(yōu)點，參考信號可以從測量距離的一部分(其可以被稱為有效的)在以下條件下獲得，即該部分也可被介質(zhì)覆蓋并且針對該區(qū)域也可確定液位。在現(xiàn)有技術(shù)中，參考裝置在一般情況下只被設(shè)置在這種區(qū)域中，對于所述區(qū)域液位測量通常是不常見的或不可行的。
[0012]此外在一個設(shè)計方案中規(guī)定，由參考裝置產(chǎn)生參考信號，使得參考信號與至少一個另外的過程參數(shù)相關(guān)。在一個設(shè)計方案中，該另外的過程參數(shù)-作為對通過根據(jù)本發(fā)明的方法確定的液位的補(bǔ)充-是溫度。替代地，該過程參數(shù)是壓力。溫度例如可以通過應(yīng)用與溫度相關(guān)的電阻元件來確定。
[0013]在下面的設(shè)計方案中，發(fā)射信號的極性用于監(jiān)控針對測量所使用的組件。
[0014]因此規(guī)定，導(dǎo)體單元被電子裝置施加發(fā)射信號。同樣由該電子裝置量取回應(yīng)信號。在此，電子裝置具有至少一個第一和第二組件。為了監(jiān)控，關(guān)于發(fā)射信號的極性分析第一和第二組件之間的至少一個信號。因此在這個設(shè)計方案中極性被用作指標(biāo)，以便測試電子裝置的各個組件或各個組件之間的通信。如果例如該極性發(fā)生改變或沒有出現(xiàn)預(yù)先給定的極性，則明顯地存在錯誤。
[0015]按照一個另外的理論，本發(fā)明涉及一種用于液位確定的裝置，其特征至少在于，電子裝置給導(dǎo)體單元要么施加具有正極性的發(fā)射信號要么施加具有負(fù)極性的發(fā)射信號。
[0016]上面關(guān)于方法的實施方案相應(yīng)地適用于該裝置并且反之亦然。
[0017]在一個設(shè)計方案中規(guī)定，分析裝置在存儲單元中儲存至少一個在給導(dǎo)體單元施加正極性或負(fù)極性的發(fā)射信號后從導(dǎo)體單元量取的第一回應(yīng)信號。此外，分析裝置利用所儲存的第一回應(yīng)信號分析至少一個在給導(dǎo)體單元施加負(fù)極性或正極性的發(fā)射信號后從導(dǎo)體單元量取的第二回應(yīng)信號。關(guān)于其極性彼此不同的兩個發(fā)射信號優(yōu)選地時間上依次發(fā)射，使得要測量的液位在該間隔中不能顯著改變。
[0018]在一個設(shè)計方案中，第一回應(yīng)信號和第二回應(yīng)信號彼此相減。
[0019]在一個設(shè)計方案中沿著導(dǎo)體單元布置至少一個參考裝置。在此，參考裝置準(zhǔn)確地被分配發(fā)射信號的極性-亦即正或負(fù)極性。此外設(shè)計參考裝置，使得該參考裝置產(chǎn)生參考信號，但是該參考裝置只有當(dāng)沿著導(dǎo)體單元傳播的電磁信號具有所分配的極性時才產(chǎn)生參考信號。因此如果參考裝置被分配正極性，則參考裝置只有當(dāng)發(fā)射信號具有正極性時才產(chǎn)生參考信號。換句話說:參考裝置只有在確定的極性情況下才工作并只在該確定的極性情況下才產(chǎn)生參考信號。
[0020]在一個設(shè)計方案中規(guī)定，參考裝置具有至少一個二極管。替代地或補(bǔ)充地設(shè)置與溫度相關(guān)的電阻元件，其允許測量參考裝置附近的溫度。在該設(shè)計方案中，參考裝置也可被稱之為溫度測量位置。[0021 ]在一個設(shè)計方案中，電子裝置具有至少一個第一組件和第二組件。在此，在第一和第二組件之間的至少一個信號被輸送給分析裝置。這例如通過信號導(dǎo)線實現(xiàn)。分析裝置于是關(guān)于極性分析信號。
[0022]在一個設(shè)計方案中，在電子裝置中設(shè)置有兩個ASIC(專用集成電路)，其中每個“1(:產(chǎn)生具有其他極性的發(fā)射信號。在一個替代的設(shè)計方案中，在電子裝置中只設(shè)置一個ASIC，該ASIC產(chǎn)生具有兩個極性的發(fā)射信號并且對于所產(chǎn)生發(fā)射信號的相應(yīng)極性是可轉(zhuǎn)換的。
【附圖說明】
[0023]具體地存在多個方案來設(shè)計和改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置。對此，一方面參見從屬于專利權(quán)利要求1和6的專利權(quán)利要求，另一方面參見下面結(jié)合附圖對實施例的說明。在附圖中:
[0024]圖1示出用于測量液位的設(shè)備的示意圖，
[0025 ]圖2示出在液位測量期間四個示意示出的信號，
[0026]圖3示出參考裝置的元件的純示意圖，和
[0027]圖4示出用于液位確定的裝置的一部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]在圖1中，線材-在現(xiàn)有技術(shù)中也公知為桿-用作測量容器3中的介質(zhì)2的