具有動態(tài)確定數(shù)目的測量的間歇性填充物位確定的制作方法
【專利摘要】一種使用物位計系統(tǒng)確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的方法,包括步驟:朝向產(chǎn)品表面發(fā)射第一信號;接收第一回波信號;基于第一回波信號確定當前回波特性值;以及將當前回波特性值與存儲的回波特性值進行比較。如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則該方法還包括:朝向表面發(fā)射至少第二發(fā)射信號;接收至少第二回波信號;以及基于至少第二電磁回波信號確定填充物位。
【專利說明】具有動態(tài)確定數(shù)目的測量的間歇性填充物位確定
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使用電磁信號來確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的物位計系統(tǒng),尤其涉及一種確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]物位計系統(tǒng)被廣泛用于基于電磁信號到罐中的產(chǎn)品的表面并在該表面處接著反射返回的飛行時間來確定各種類型的罐中的填充物位。
[0003]近年來,對無線物位計系統(tǒng)或具有對能耗的其它限制的物位計系統(tǒng)具有日益增長的需求,諸如例如可以通過4 一 20mA電流回路來連接的所謂的回路供電系統(tǒng)。無線物位計系統(tǒng)可以例如通過電池或太陽能來供電。
[0004]針對具有能量供應(yīng)限制的這種物位計系統(tǒng),降低平均能耗是有利的,因為這將例如增加電池供電系統(tǒng)中的電池的壽命。
[0005]降低包括物位計系統(tǒng)的各種測量系統(tǒng)的平均能耗的公知方法是間歇性地操作系統(tǒng),即在執(zhí)行測量的活動狀態(tài)和系統(tǒng)的大部分被關(guān)斷使得不消耗或僅消耗非常少的能量的非活動狀態(tài)(有時稱為睡眠狀態(tài)或待機狀態(tài))之間控制該系統(tǒng)。
[0006]例如在US 2008/0278145中描述了無線物位計系統(tǒng)這類間歇性操作。在根據(jù)US2008/0278145的無線物位計系統(tǒng)中,仲裁邏輯確保測量單元的活動周期在無線通信不活動時發(fā)生。
[0007]盡管US 2008/0278145提供了節(jié)能的無線物位計系統(tǒng),但是關(guān)于能耗與測量準確度之間的權(quán)衡的最優(yōu)化還存在進一步改進的空間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]鑒于上述內(nèi)容,本發(fā)明的總體目的是提供一種改進的間歇性填充物位確定,特別地包括能耗與測量準確度之間的最優(yōu)化的權(quán)衡。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面,從而提供了一種使用物位計系統(tǒng)確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的方法,該方法包括步驟:朝向產(chǎn)品表面發(fā)射第一電磁發(fā)射信號;接收由第一電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射所產(chǎn)生的第一電磁回波信號;基于第一電磁回波信號確定當前回波特性值;以及將當前回波特性值與存儲的回波特性值進行比較,其中該方法還包括步驟:如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則:朝向所述表面發(fā)射至少第二電磁發(fā)射信號;接收由第二電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射所產(chǎn)生的至少第二電磁回波信號;以及基于至少第二電磁回波信號確定填充物位;而如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差小于預(yù)定值,則:基于指示至少一個先前填充物位測量的存儲的數(shù)據(jù)確定填充物位。
[0010]朝向罐內(nèi)部的產(chǎn)品表面發(fā)射的電磁發(fā)射信號可以為脈沖串或基本上連續(xù)的信號。在脈沖串的情況下,脈沖可以是直流(DC)脈沖或調(diào)制載波信號。此外,根據(jù)情況,可以使用不同的方法確定電磁信號到達表面并返回的飛行時間,諸如所謂的TDR (時域反射計)或FMCff (調(diào)頻連續(xù)波)。
[0011]“回波特性”應(yīng)當被理解為回波信號的指示容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的變化的任何屬性。因此,回波特性可以是根據(jù)其可以推斷填充物位的參數(shù)值。然而,不必要能夠基于回波特性推斷填充物位。例如,即使基于回波信號確定的回波曲線中的峰與表面回波不直接對應(yīng),如果填充物位變化,則這種峰的位置(關(guān)于飛行時間、距離或任何其它單位)和/或振幅也可能變化。因此,這種峰的位置和/或振幅、和/或回波曲線本身可以為回波特性?;夭ㄇ€有時還被稱為波形?;夭ㄌ匦灾凳怯苫夭ㄌ匦缘玫降闹?。
[0012]本發(fā)明基于這樣的認識:為了通過交替活動周期和非活動周期來間歇性操作物位計系統(tǒng),用于獲得足夠準確度的填充物位確定所需消耗的能量的量可能從活動周期到活動周期而不同。本發(fā)明人還認識到:可以使用該見解,通過執(zhí)行可以被稱為“單個(one-shot)測量”的第一簡單測量并基于該第一測量與以高準確度確定的存儲的測量之間的差決定如何進行,來降低平均能耗。
[0013]基于第一測量,如果填充物位自從最后的活動周期后出現(xiàn)變化,則可以執(zhí)行若干測量(簇(a burst of)測量),并可以例如通過平均對這些測量的結(jié)果進行過濾以獲得可靠且準確的填充物位,該填充物位被存儲在存儲器中。另一方面,基于第一測量,如果填充物位與最后一次執(zhí)行測量獲得的填充物位基本上相同,則在當前活動周期內(nèi)不再需要執(zhí)行測量,并且物位計系統(tǒng)可以提供基于存儲的先前確定的填充物位或基于存儲的先前確定的填充物位和第一測量二者的填充物位值。在一些實施例中和/或在一些情況下,可以足以丟棄第一測量而提供所存儲的填充物位作為當前填充物位。在其它實施例中和/或在其它情況下,可以有益地基于在當前活動周期內(nèi)執(zhí)行的第一測量與至少一個存儲的測量值的組合來確定新的填充物位值。
[0014]因此,將依據(jù)實際測量狀況和/或應(yīng)用來動態(tài)決定在每個活動周期內(nèi)執(zhí)行的測量數(shù)。例如存在如下的應(yīng)用:其中填充物位在大多數(shù)時間實際上未變化,因此不需要頻繁執(zhí)行完整且高度準確的填充物位測量。另一方面,變化會快速發(fā)生,因此,這時會需要具有高準確度和可靠性的新的填充物位測量。對于這種應(yīng)用和其它應(yīng)用,本發(fā)明的各種實施例提供了結(jié)合非常節(jié)能的操作和高準確度。
[0015]即使當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差小于或等于預(yù)定值,有時也可以例如按照預(yù)定義周期周期性地執(zhí)行具有足夠數(shù)目測量以例如通過過濾提供高準確度的填充物位確定的“全”測量循環(huán)。
[0016]此外,上述存儲的回波特性值可以有利地指示最近執(zhí)行的填充物位確定。
[0017]根據(jù)各種實施例,如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則該方法可以包括步驟:執(zhí)行至少兩個填充物位測量,每個填充物位測量包括:朝向表面發(fā)射電磁發(fā)射信號;接收作為電磁發(fā)射信號在表面處的反射的電磁表面回波信號;和基于電磁表面回波信號來確定測量值;以及通過過濾至少兩個填充物位測量的測量值來確定填充物位。
[0018]至少兩個填充物位測量可以被稱為“簇”,可以通過過濾由至少兩個測量產(chǎn)生的測量值來實現(xiàn)填充物位的準確測量。如上所述,例如可以通過不同種的平均來執(zhí)行“過濾”。可替代地,或以組合方式,過濾可以包括去除與其它測量值顯著不同的測量值。這種不同的測量值可以被稱為“離群值”。[0019]應(yīng)當注意的是:在填充物位確定中可以包括或可以不包括基于第一電磁回波信號的測量值。因此,只有至少兩個填充物位測量的測量值會被過濾,或者至少兩個填充物位測量的測量值和基于第一電磁回波信號的測量值會被過濾。
[0020]有利地,上述填充物位測量之間的時間可以比先前填充物位測量所基于的先前電磁發(fā)射信號的發(fā)射與第一電磁信號的發(fā)射之間的時間短。換言之,簇中的各個測量之間的時間可以有利地比自從最后一個測量事件后經(jīng)過的非活動時間短。這將使得能夠通過過濾實現(xiàn)期望的噪聲消除。
[0021]為了實現(xiàn)降低的能耗與高準確度的期望組合,填充物位測量之間的時間可以小于或等于先前填充物位測量所基于的先前電磁信號的發(fā)射與第一電磁信號的發(fā)射之間的時間的百分之一。
[0022]在示例性實施例中,簇中的各個測量之間的時間可以小于I秒,而先前測量與上述第一測量之間的時間即活動周期之間的時間可以在幾分鐘的范圍內(nèi),諸如2分鐘或更長。
[0023]根據(jù)各種實施例,如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則確定填充物位的步驟可以包括過濾基于第一回波信號的第一測量值和基于第二回波信號的第二測量值;而如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差小于或等于預(yù)定值,則確定填充物位的步驟可以包括過濾基于第一回波信號的第一測量值和指示至少一個先前填充物位測量的至少一個存儲的測量值。
[0024]以這種方式,可以在下面兩種情況下實現(xiàn)通過平均可實現(xiàn)的噪聲消除:自從最后的填充物位確定后在填充物位確定中包括了太多的先前執(zhí)行的(在較早的活動周期內(nèi)執(zhí)行的)填充物位測量的情況,以及確定了實際上可以在平均中包括至少一個先前執(zhí)行的測量的結(jié)果的情況。
[0025]在后一種情況中,可以使用先前確定的平均值和在當前活動周期內(nèi)執(zhí)行的第一測量來執(zhí)行平均。該平均可以有利地是加權(quán)平均,以考慮使用了多少個測量來形成先前確定的平均值。
[0026]可替代地,可以將若干單獨的測量值存儲在存儲器中,并且可以通過對由在當前活動周期內(nèi)執(zhí)行的第一測量得到的測量值和存儲的多個測量值進行平均來執(zhí)行平均。
[0027]此外,根據(jù)本發(fā)明的方法還可以有利地包括步驟:在發(fā)射第一電磁信號的步驟之前向物位計系統(tǒng)提供喚醒信號;以及在確定填充物位的步驟之后向物位計系統(tǒng)提供睡眠信號。
[0028]此外,當前回波特性值可以是基于第一回波信號的指示填充物位的參數(shù)值,并且存儲的回波特性可以是指示先前確定的填充物位的存儲的參數(shù)值。
[0029]“指示填充物位的參數(shù)值”應(yīng)當被理解為根據(jù)其可以推斷出填充物位的任何參數(shù)值。這種參數(shù)值包括例如:從罐頂部的基準位置到表面的距離、電磁信號到達表面并返回的飛行時間、發(fā)射信號與接收信號之間的相位差等。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種用于確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的物位計系統(tǒng),該物位計系統(tǒng)在活動狀態(tài)與非活動狀態(tài)之間可控,該物位計系統(tǒng)包括:收發(fā)器,用于生成、發(fā)射并接收電磁信號;傳播裝置,連接到收發(fā)器,且被布置為朝向罐內(nèi)部的產(chǎn)品的表面?zhèn)鞑グl(fā)射的電磁信號,并接收該發(fā)射電磁信號在至少一個阻抗過渡處的反射產(chǎn)生的電磁回波信號;以及處理電路,連接到收發(fā)器,該處理電路包括:操作控制電路;比較電路;填充物位確定電路;以及存儲器,其中:當控制物位計系統(tǒng)從非活動狀態(tài)到活動狀態(tài)時:操作控制電路控制收發(fā)器朝向該表面發(fā)射第一電磁發(fā)射信號,并控制收發(fā)器接收由第一電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射產(chǎn)生的第一電磁回波信號;填充物位確定電路基于第一電磁回波信號確定當前回波特性值;比較電路將當前回波特性值與從存儲器中獲取的存儲的回波特性值進行比較;如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則:操作控制電路控制收發(fā)器朝向該表面發(fā)射至少第二電磁發(fā)射信號并控制收發(fā)器接收由第二電磁信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射產(chǎn)生的至少第二電磁回波信號;以及填充物位確定電路基于至少第二電磁回波信號確定填充物位,而如果當前回波特性值與存儲的回波特性值之間的差小于預(yù)定值,則:填充物位確定電路基于指示至少一個先前填充物位測量的存儲的數(shù)據(jù)來確定填充物位。
[0031]傳播裝置可以是能夠傳播電磁信號的任何裝置,包括傳輸線探針、波導(dǎo)以及各種類型的輻射天線,諸如喇叭形天線、拋物面天線、桿狀天線、陣列天線等。
[0032]應(yīng)當注意的是:處理電路可以被實現(xiàn)為包括在物位計系統(tǒng)中的一個或若干個微處理器。此外,操作控制電路、比較電路和填充物位電路可以被實現(xiàn)為單獨微處理器或?qū)崿F(xiàn)為在單個微處理器或電路板中的集成功能。
[0033]此外,物位計系統(tǒng)還可以有利地包括用于提供操作物位計系統(tǒng)的電能的本地能量存儲。本地能量源可以有利地包括例如電池和/或超級電容器。
[0034]此外,雷達物位計系統(tǒng)還可以包括用于與遠程系統(tǒng)進行無線通信的無線通信電路,諸如無線電收發(fā)器。
[0035]本發(fā)明的該第二方面的另外的效果和特征與以上結(jié)合本發(fā)明的第一方面所描述的效果和特征基本上相似。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明的示例性實施例的附圖來更加詳細地描述本發(fā)明的這些方面和其它方面,其中:
[0037]圖1示意性例示根據(jù)本發(fā)明實施例被布置為確定罐的填充物位的物位計系統(tǒng);
[0038]圖2示意性例示用于間歇性操作圖1中的物位計系統(tǒng)的驅(qū)動方案;
[0039]圖3是圖1中的物位計系統(tǒng)的示意性框圖;以及
[0040]圖4是概述根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0041]在本詳細描述中,參照用于確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的、具有諸如喇叭形天線的自由傳播天線的雷達物位計系統(tǒng),來主要討論根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的各種實施例。應(yīng)當指出的是所述實施例決不限制本發(fā)明的保護范圍,本發(fā)明可以等價地應(yīng)用于其它信號傳播裝置,包括其它自由傳播天線,諸如桿狀天線、平板(patch)天線、固定或可移動的拋物面天線或錐形天線,以及波導(dǎo),諸如靜止管、傳輸線或探針,探針諸如單線探針(包括所謂的高保(Goubau)探針)、雙線探針或同軸探針。
[0042]圖1示意性例示布置在罐2頂部的物位計系統(tǒng)1,其用于使用微波來確定容納在罐2中的產(chǎn)品3的填充物位。因此,以下將物位計系統(tǒng)I稱為雷達物位計系統(tǒng)或RLG (radarlevel gauge)系統(tǒng)。
[0043]雷達物位計系統(tǒng)I包括:測量單元5 ;傳播裝置,其在此為用于朝向容納在罐2中的產(chǎn)品3的表面7傳播微波的喇叭形天線6的形式;以及通信天線8,用于允許與遠程裝置進行無線通信。
[0044]當測量容納在罐2中的產(chǎn)品3的填充物位時,雷達物位計系統(tǒng)I通過天線6朝向產(chǎn)品3的表面7發(fā)射電磁發(fā)射信號ST,該信號在該表面7被反射為表面回波信號SR。然后基于表面回波信號SR的飛行時間來確定罐2頂部的基準位置與產(chǎn)品3的表面7之間的距離。根據(jù)該距離和罐2的已知尺寸,可以推斷出填充物位。
[0045]請注意:盡管本文中討論包含單個產(chǎn)品3的罐2,但是可以以相似的方式來測量到存在于罐2中的任何材料界面的距離。
[0046]如在圖1中示意性示出的,例示的物位計系統(tǒng)I被配置為使用無線數(shù)據(jù)傳輸與諸如遠程控制中心的外部裝置進行通信。針對不同的應(yīng)用,這會是有利的,因為用于通信的配線經(jīng)??赡苁怯糜诎惭b物位計系統(tǒng)的成本的重要部分。經(jīng)常還可能要求被配置用于無線通信的物位計系統(tǒng)從諸如電池等的本地能量源接收電力。為了保持物位計系統(tǒng)I的維護成本較低,電池壽命應(yīng)當盡可能長,優(yōu)選地大約為若干年,這意味著重要的是設(shè)計物位計系統(tǒng)1,以在不損害物位計系統(tǒng)I在例如監(jiān)視罐2中的變化的準確度和能力方面的性能的情況下,使其具有非常低的平均能耗。這不僅對于無線物位計系統(tǒng)I很重要,而且對于具有對其電功率/電能供應(yīng)施加的其它限制的物位計系統(tǒng)也很重要。這種物位計系統(tǒng)的示例是通過通信線供電的物位計系統(tǒng),諸如所謂的雙引線雷達物位計,其通過雙引線4 - 20mA電流回路傳輸和接收電能。
[0047]圖2示意性地例示用于處理平均能耗重要的情況的廣泛使用的方案。如圖2示意性例示的,填充物位確定事件IOa -1Oc按時間分開,在這些填充物位確定事件IOa — IOc之間,物位計系統(tǒng)I為低功率模式,在該模式下可以斷開物位計系統(tǒng)的被用來確定填充物位的部件。該方案經(jīng)常被稱為間歇性操作,填充物位確定事件之間的時間tu限定更新頻率。
[0048]由于對填充物位確定的準確度的需求,可以基于被過濾以去除各種噪聲分量的若干填充物位測量來確定填充物位。然而,為了該降噪方法起作用,在被用于確定填充物位的各填充物位測量之間不可以存在實際填充物位的顯著差異。在使用間歇性操作時確保上述內(nèi)容的一種方法是設(shè)置足夠高的更新頻率,使得在填充物位確定事件IOa -1Oc之間不發(fā)生填充物位的顯著變化。然而,這將意味著填充物位確定事件IOa -1Oc經(jīng)常比實際需要更加頻繁地發(fā)生。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的各種實施例,這通過如下的方式來減輕:相對于先前的(有利地為最近的)填充物位確定來估計第一填充物位測量,并且如果第一填充物位測量指示自從先前的填充物位確定后存在填充物位的顯著變化,則執(zhí)行一系列另外的填充物位測量?,F(xiàn)在將參照圖3中的框圖和圖4中的流程圖來更加詳細地描述該創(chuàng)新性方案。
[0050]參照作為圖1中的測量單元5的框圖的圖3,在圖1中的物位計系統(tǒng)I的測量單元5包括收發(fā)器15、處理電路16、無線通信單元17和電池18,其中,有利地,無線通信單元17可以遵守WirelessHART(IEC 62591)。處理電路16包括操作控制電路20、比較電路21、填充物位確定電路22和存儲器23。包括在處理電路16中的這些功能單元可以被實現(xiàn)為:以運行在微處理器上的軟件塊的形式的分離的硬件單元,或分離的硬件單元與運行在微處理器上的軟件的組合。
[0051]包括在處理電路16中的不同功能單元可以連接到通信總線25,收發(fā)器15和無線通信單元17可以通過合適的數(shù)據(jù)接口連接到通信總線25。此外,如在圖3中用塊箭頭所指示的,收發(fā)器15、處理電路16和無線通信單元17均從電池18接收能量。
[0052]當物位計系統(tǒng)I在工作時,收發(fā)器生成并發(fā)射電磁信號St且接收表面回波信號SK。從收發(fā)器15向處理電路16提供可以根據(jù)其來確定表面回波信號的飛行時間的測量信號。
[0053]處理電路16確定填充物位、和/或另一個處理參數(shù),并經(jīng)由無線通信單元17向遠程位置提供該信息。
[0054]處理電路16還可以經(jīng)由無線通信單元17接收各種命令并且可以響應(yīng)于這種命令控制收發(fā)器15。具體地,處理電路16可以經(jīng)由無線通信單元17接收喚醒信號,可以執(zhí)行填充物位確定,報告所確定的填充物位,然后返回睡眠狀態(tài)。
[0055]參照圖4中的流程圖和圖3中的框圖,現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性方法。
[0056]在第一步驟101中,控制物位計系統(tǒng)I從非活動狀態(tài)到活動狀態(tài)。實際上,可以通過無線通信單元17接收喚醒命令,然后,無線通新單元17向處理電路16提供喚醒信號。響應(yīng)于喚醒信號,在步驟102中執(zhí)行初始填充物位測量。為了執(zhí)行該初始填充物位測量,操作控制電路20控制收發(fā)器15朝向表面7發(fā)射第一電磁發(fā)射信號Sn,并控制收發(fā)器15接收作為第一發(fā)射信號Sn在表面7處的反射的第一表面回波信號SK1。然后,填充物位確定電路22確定當前填充物位X1 (或指示填充物位的其它參數(shù))。
`[0057]在下一步驟103中,比較電路21從存儲器23獲取存儲的填充物位Xst并將當前填充物位X1與存儲的填充物位Xst進行比較。如果在步驟103中確定出當前填充物位X1與存儲的填充物位Xst之間的差大于預(yù)定值e,則方法進行到步驟104。否則,如果當前填充物位X1與存儲的填充物位Xst之間的差小于或等于預(yù)定值e,則方法進行到步驟108。
[0058]在步驟104中,操作控制電路20控制收發(fā)器15朝向表面7發(fā)射第二電磁發(fā)射信號St2并控制收發(fā)器15接收作為第二發(fā)射信號St2在表面7處的反射的第二表面回波信號Se20然后,填充物位確定電路22確定第二填充物位測量值X2 (或指示填充物位的其它參數(shù))。如在圖4的流程圖中所示出的,該過程可以重復(fù)多次直到提供了足夠多個測量值X1,X2,…,Xn以實現(xiàn)能耗與測量準確度之間的期望權(quán)衡為止。這可以依賴于應(yīng)用領(lǐng)域和/或罐2中的條件。
[0059]在隨后的步驟105中,由填充物位確定電路22通過過濾在步驟104中獲得的測量值X1, X2,…,Xn (或這些測量值的子集,諸如X2,…,Xn)來確定新的填充物位XN。在步驟106中將新的填充物位Xn存儲在存儲器23中,以及在步驟107中將物位計系統(tǒng)I返回到其非活動狀態(tài)。
[0060]在步驟103中,如果當前填充物位X1與存儲的填充物位Xst之間的差被代替地確定為小于或等于預(yù)定值e,則方法行到步驟108。
[0061]在步驟108中,由填充物位確定電路22基于先前確定的填充物位Xst和當前測量的瞬時填充物位X1來確定新的填充物位XN。例如可以通過加權(quán)平均對瞬時填充物位X1和先前確定的填充物位Xst進行過濾來確定新的填充物位XN??商娲兀梢詫⑿碌奶畛湮镂籜n賦值為等于先前確定的填充物位。選擇用于確定新的填充物位Xn的這些策略和其它策略中的哪一個策略,這可以依賴于特定的應(yīng)用和/或罐2中的填充物位的歷史波動。
[0062]在完成步驟108之后,如以上描述的,該方法進行到步驟106和步驟107。
[0063]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會認識到本發(fā)明決不限于上述優(yōu)選實施例。相反,在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以進行很多修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種使用物位計系統(tǒng)確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位的方法,所述方法包括步驟: 朝向所述產(chǎn)品的表面發(fā)射第一電磁發(fā)射信號; 接收由所述第一電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射產(chǎn)生的第一電磁回波信號; 基于所述第一電磁回波信號確定當前回波特性值;以及 將所述當前回波特性值與存儲回波特性值進行比較; 其中所述方法還包括步驟: 如果所述當前回波特性值與所述存儲的回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則: 朝向所述表面發(fā)射至少第二電磁發(fā)射信號; 接收由所述第二電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射產(chǎn)生的至少第二電磁回波信號;以及 基于所述至少第二電磁回波信號確定所述填充物位,而 如果所述當前回波特性值與所述存儲的回波特性值之間的差小于所述預(yù)定值,則: 基于指示至少一個先前填充物位測量的存儲的數(shù)據(jù)確定所述填充物位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,如果所述當前回波特性值與所述存儲回波特性值之間的所述差大于所述預(yù)定值,則所`述方法包括步驟: 執(zhí)行至少兩個填充物位測量,每個所述填充物位測量包括: 朝向所述表面發(fā)射電磁發(fā)射信號; 接收作為所述電磁發(fā)射信號在所述表面處的反射的電磁表面回波信號;以及 基于所述電磁表面回波信號確定測量值;以及 通過過濾所述至少兩個填充物位測量的測量值確定所述填充物位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中,所述填充物位測量之間的時間比所述先前填充物位測量所基于的先前電磁發(fā)射信號的發(fā)射與所述第一電磁信號的發(fā)射之間的時間短。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中,所述填充物位測量之間的所述時間小于或等于所述先前填充物位測量所基于的先前電磁發(fā)射信號的發(fā)射與所述第一電磁信號的發(fā)射之間的時間的百分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法,其中: 如果所述當前回波特性值與所述存儲的回波特性值之間的所述差小于所述預(yù)定值,則: 所述確定所述填充物位的步驟包括過濾基于所述第一電磁回波信號的第一測量值和指示所述至少一個先前填充物位測量的至少一個存儲的測量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,如果所述當前回波特性值與所述存儲的回波特性值之間的差小于所述預(yù)定值,則: 所述至少一個存儲的測量值指示多個先前填充物位測量的平均,以及所述平均是加權(quán)平均,其中,基于所述第一電磁回波信號的所述第一測量值與所述存儲的測量值相比被給予較小權(quán)重。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法,還包括步驟: 在發(fā)射所述第一電磁發(fā)射信號的步驟之前向所述物位計系統(tǒng)提供喚醒信號;以及在確定所述填充物位的步驟之后向所述物位計系統(tǒng)提供睡眠信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法,其中,所述當前回波特性值是基于所述第一電磁回波信號的指示所述填充物位的參數(shù)值,以及所述存儲的回波特性值是指示先前確定的填充物位的存儲的參數(shù)值。
9.一種物位計系統(tǒng),用于確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位,所述物位計系統(tǒng)在活動狀態(tài)和非活動狀態(tài)之間可控,所述物位計系統(tǒng)包括: 收發(fā)器,用于生成、發(fā)射并接收電磁信號; 傳播裝置,連接到所述收發(fā)器,并且被布置為朝向所述罐內(nèi)部的所述產(chǎn)品的表面?zhèn)鞑グl(fā)射的電磁信號,并接收所述發(fā)射的電磁信號在至少一個阻抗過渡處的反射產(chǎn)生的電磁回波信號;以及 處理電路,連接到所述收發(fā)器,所述處理電路包括: 操作控制電路; 比較電路; 填充物位確定電路;以及 存儲器; 其中: 當已經(jīng)控制物位計系統(tǒng)從所述非活動狀態(tài)到所述活動狀態(tài)時: 所述操作控制電路控制所述收 發(fā)器朝向所述表面發(fā)射第一電磁發(fā)射信號,并控制所述收發(fā)器接收由所述第一電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射產(chǎn)生的第一電磁回波信號; 所述填充物位確定電路基于所述第一電磁回波信號確定當前回波特性值; 所述比較電路將所述當前回波特性值與從所述存儲器中獲取的存儲回波特性值進行比較; 如果所述當前回波特性值與所述存儲回波特性值之間的差大于預(yù)定值,則: 所述操作控制電路控制所述收發(fā)器朝向所述表面發(fā)射至少第二電磁發(fā)射信號,并控制所述收發(fā)器接收由所述第二電磁發(fā)射信號在至少一個阻抗過渡處遇到的反射產(chǎn)生的至少第二電磁回波信號;以及 所述填充物位確定電路基于所述至少第二電磁回波信號確定所述填充物位;而如果所述當前回波特性值與所述存儲回波特性值之間的差小于所述預(yù)定值,則:所述填充物位確定電路基于指示至少一個先前填充物位測量的存儲的數(shù)據(jù)來確定所述填充物位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的物位計系統(tǒng),其中,如果所述當前回波特性值與所述存儲的回波特性值之間的所述差大于所述預(yù)定值,則: 所述操作控制電路控制所述物位計系統(tǒng)執(zhí)行至少兩個填充物位測量,每個所述填充物位測量包括: 朝向所述表面發(fā)射電磁發(fā)射信號; 接收作為所述電磁發(fā)射信號在所述表面處的反射的電磁表面回波信號;以及 基于所述電磁表面回波信號確定測量值;以及 所述填充物位確定電路通過過濾所述至少兩個填充物位測量的測量值來確定所述填充物位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的物位計系統(tǒng),其中,所述填充物位測量之間的時間比所述先前填充物位測量所基于的先前電磁發(fā)射信號的發(fā)射與所述第一電磁信號的發(fā)射之間的時間短。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的物位計系統(tǒng),其中,所述填充物位測量之間的所述時間小于或等于所述先前填充物位測量所基于的所述先前電磁發(fā)射信號的發(fā)射與所述第一電磁信號的發(fā)射之間的時間的百分之一。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的物位計系統(tǒng),其中,如果所述當前回波特性值與所述存儲的回波特性值之間的所述差小于所述預(yù)定值,則: 所述填充物位確定電路通過對基于所述第一電磁回波信號的第一測量值和指示所述至少一個先前填充物位測量的至少一個存儲的測量值進行過濾來確定所述填充物位。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的物位計系統(tǒng),其中,所述物位計系統(tǒng)還包括用于提供操作所述物位計系統(tǒng)的電能的本地能量存儲。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的物位計系統(tǒng),其中,所述物位計系統(tǒng)還包括用于與遠程系統(tǒng)進行無線`通信的無線通信電路。
【文檔編號】G01F23/284GK103512635SQ201210359497
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】萊夫·尼爾森, 哈坎·德林, 哈坎·尼貝里 申請人:羅斯蒙特儲罐雷達股份公司