本發(fā)明涉及用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀的方法，所述超聲或雷達(dá)填充情況測量儀帶有至少一個自由發(fā)射的（freistrahlenden）發(fā)送器、至少一個接收器和至少一個分析單元，所述方法包括下列步驟：通過所述發(fā)送器發(fā)出發(fā)送信號；通過所述接收器接收在反射體處反射的反射信號；通過所述分析單元分析所述發(fā)送信號和/或所述反射信號。此外，本發(fā)明涉及無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀，包括至少一個自由發(fā)射的發(fā)送器用于發(fā)出發(fā)送信號、至少一個接收器用于接收在反射體處反射的反射信號和至少一個分析單元，其中，所述分析單元設(shè)計(jì)用于分析所述發(fā)送信號和/或反射信號。

背景技術(shù)：

用于測量布置在容器中的填充物的填充情況的無接觸地工作的填充情況測量儀以及用于運(yùn)行這種儀器的方法由現(xiàn)有技術(shù)已知。已知的測量原理（所述填充情況的確定基于所述測量原理）為傳輸時間方法（laufzeitverfahren）。在此，在測量循環(huán)期間由發(fā)送器朝所述填充物的方向發(fā)出超聲或雷達(dá)信號并且在填充物表面處反射之后作為反射信號由接收器來接收。所述反射信號的傳輸時間取決于經(jīng)過的路程。就此而言能夠由所述傳輸時間確定相對于所述填充物表面的間距并且由此確定在所述容器中的填充情況。

對于所述測量原理成問題的是，所述發(fā)送信號不是僅僅在所述填充物表面處被反射，而是常常也在所謂的靜態(tài)的干擾物、如容器內(nèi)件（beh?ltereinbauten）、焊縫處或在容器底部處被反射。由所述接收器探測的反射信號由此為在不同的反射體處的各個反射的疊加。基于其不同的傳輸時間能夠區(qū)分所述各個反射信號。通過接收空的容器的反射信號尤其可行的是，使得通過在靜態(tài)的干擾源處的反射所引起的份額在所述填充情況測量期間從所述反射信號中過濾出來。

但除了靜態(tài)的干擾物之外，動態(tài)的干擾源也會影響測量過程。

例如當(dāng)在所述容器的充填過程期間所述填充物穿過所述發(fā)送信號時出現(xiàn)動態(tài)的干擾。雖然可能的是，所述發(fā)送信號至少部分滲透穿過流入的介質(zhì)，然而所述填充情況的可靠的測量沒有給出。為了保證可靠的填充情況測量，由此在分析所述反射信號時必須同樣考慮動態(tài)的干擾。

如今，在填充情況測量時動態(tài)的干擾源尤其通過以下方式被考慮，即在輸出填充情況測量值之前，所求得的填充情況測量值經(jīng)受可信性檢查。為此例如以當(dāng)前的填充情況為出發(fā)點(diǎn)取決于填充情況高度的待期望的變化來確定如下窗口，填充情況測量值在所述窗口之內(nèi)是可信的。如果求得的填充情況測量值處于所述窗口之外，則所述填充情況測量值以不可信不被采納。

文件de102013103532a1公開了用于測量在容器中的填充物的填充情況的方法，其中，依據(jù)歷史的和當(dāng)前的測量點(diǎn)進(jìn)行可信性檢查并且基于所述可信性檢查來刪除被識別為不可信的歷史的和/或當(dāng)前的測量點(diǎn)。所刪除的測量值不進(jìn)行繼續(xù)分析。尤其不進(jìn)行將歸入為不可信的測量值與相應(yīng)的干擾源的配屬。

在所述方法方面不利的是，一方面不進(jìn)行錯誤信號與干擾源的配屬，從而沒有實(shí)現(xiàn)排除和/或考慮在輸出所述填充情況時的干擾。另一方面相對于所述填充物表面具有小的間距的填充流（其尤其在可信性窗口之內(nèi)延伸）不被識別為測量錯誤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以這種現(xiàn)有技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明基于如下的任務(wù)，說明用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀的方法和無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀，其提供所述填充情況測量的特別高的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的第一教導(dǎo)，所述任務(wù)在開頭提及的方法的情況下通過以下方式解決，即所述分析單元求得在所述發(fā)送信號和所述反射信號之間的頻率偏移并且通過分析所求得的頻率偏移或通過分析由所求得的頻率偏移推導(dǎo)的變量來探測充填過程，在所述充填過程中填充流至少部分穿過所述發(fā)送信號。

看出的是，實(shí)現(xiàn)鑒別甚至動態(tài)的干擾源、在此所述充填過程，從而在所述填充情況測量時實(shí)現(xiàn)考慮所述干擾源。根據(jù)本發(fā)明，為此利用反射信號在運(yùn)動的反射體和所述接收器之間的頻率偏移的效果。假如所述填充流至少部分穿過所述發(fā)送信號，則所述發(fā)送信號至少部分在所述填充流處被反射，由此識別和探測出所述充填過程。

根據(jù)本發(fā)明地基于在所述發(fā)送信號和所述反射信號之間的頻率偏移來探測所述充填過程具有另外的優(yōu)點(diǎn)，即：即使當(dāng)所述填充流僅僅部分穿過所述發(fā)送信號或也靠近所述填充物表面地穿過所述發(fā)送信號，也識別出所述充填過程，因?yàn)樗蟮玫念l率偏移無關(guān)于所述反射體相對于所述填充物表面的間距。如果在所述填充情況測量時、尤其在分析和/或輸出所測量的填充情況時考慮充填過程的探測，則能夠避免給出有錯誤的和/或不可靠的填充情況測量值并且就此而言提高這種填充情況測量的可靠性。

根據(jù)按本發(fā)明的方法的第一設(shè)計(jì)方案，所述分析單元由所求得的頻率偏移來確定反射體速度并且通過比較所述反射體速度與確定的速度界限值來探測所述充填過程。在此看出，所述填充流的微粒以與所述填充物表面的微粒不同的速度、尤其以比所述填充物表面的微粒高的速度來運(yùn)動。所述填充流的微粒的平行于所述發(fā)送信號的傳播方向的速度分量越大，則所求得的頻率偏移越高。通過與速度界限值的比較來看出，所述反射體是否屬于（angeh?rt）快速運(yùn)動的填充流。在此，如果所述反射體速度大于所述速度界限值，則探測出充填流。通過基于所述反射體的速度與所述填充流進(jìn)行配屬能夠保證明確的配屬直到如下的時間點(diǎn)，在此時所述反射體碰上到所述填充物表面上。因?yàn)榇撕笏龇瓷潴w的速度才減小到所述填充物表面的速度。

基于所述反射體的速度、也就是說尤其基于平行于所述發(fā)送信號的傳播方向的速度分量與所述充填過程進(jìn)行配屬尤其在運(yùn)動的表面的填充情況測量方面是有利的。雖然運(yùn)動的表面的微粒相比于靜止的填充物具有提高的速度。然而沿所述發(fā)送信號的傳播方向的速度分量相比于布置在所述填充流中的微粒的速度一如既往地是小的。就此而言之前闡述的設(shè)計(jì)方案尤其在運(yùn)動的表面的情況中提供特別可靠的用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀的方法。

所述速度界限值能夠?yàn)樵谒鎏畛淝闆r測量儀投入運(yùn)行之前確定的值。但備選地，所述速度界限值也能夠取決于所述填充物表面的最大的速度地并且就此而言取決于填充物地來確定。在此，所述填充物表面的速度尤其取決于所述填充物的微粒大小和類型。

根據(jù)另一特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述分析單元在探測所述充填過程之后、之前或在探測所述充填過程期間求得所述反射信號的傳輸時間并且由所求得的傳輸時間來確定所述填充情況。以有利的方式能夠根據(jù)所述設(shè)計(jì)方案提供如下的方法，所述方法允許基本上同時確定所述填充情況和探測所述充填過程。特別有利的是，確定所述填充情況和探測所述充填過程通過分析相同的反射信號來進(jìn)行。那么所述充填過程的探測能夠在填充情況測量期間以特別簡單的和快速的方式來進(jìn)行。

同樣優(yōu)選的是，所述分析單元輸出所探測的充填過程和填充情況測量值，其中，如果所述分析單元探測到充填過程，則所述填充情況測量值被確認(rèn)為不可靠的。通過根據(jù)所述設(shè)計(jì)方案的方法為使用者提供特別高的程度的信息。一方面告知：探測出充填過程，由此同樣告知：所述填充情況測量儀在當(dāng)前布置在所述充填流之上。尤其當(dāng)所述容器備選地或同時充填有不同的填充物時，那么這是關(guān)聯(lián)的。因?yàn)榇撕笏鎏畛湮镌谒龀涮钸^程期間的行為、尤其所述填充流在所述填充物表面之上的空間上的傳播是不同的，從而如下情況會出現(xiàn)，即第一填充物在所述充填過程期間穿過所述發(fā)送信號，而第二填充物在所述充填過程期間沒有穿過所述發(fā)送信號。另一方面所輸出的填充情況測量值確認(rèn)為不可靠的具有如下優(yōu)點(diǎn)，即避免輸出錯的和/或未確認(rèn)的不可靠的填充情況測量值。就此而言通過根據(jù)本發(fā)明的方法的之前描述的設(shè)計(jì)方案來進(jìn)一步提高所述填充情況測量的可靠性。

根據(jù)另一設(shè)計(jì)方案，如果所述分析單元探測到充填過程，則中斷所述填充情況測量。以這種方式同樣能夠避免輸出錯的或至少不可靠的測量值，由此使得所述填充情況測量的可靠性進(jìn)一步提高。優(yōu)選地，如果所述分析單元沒有探測出充填過程，則自動地開始和/或繼續(xù)進(jìn)行所述填充情況測量。

根據(jù)本發(fā)明的第二教導(dǎo)，所述任務(wù)通過開頭提及的無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀如下解決，即所述分析單元在運(yùn)行狀態(tài)中適用于求得在所述發(fā)送信號和所述反射信號之間的頻率偏移并且通過分析所求得的頻率偏移或通過分析由所求得的頻率偏移推導(dǎo)的變量來探測充填過程，在所述充填過程中填充流至少部分穿過所述發(fā)送信號。借助于根據(jù)本發(fā)明的填充情況測量儀以有利的方式，在當(dāng)所述填充流至少部分穿過所述發(fā)送信號時識別出動態(tài)的干擾源、即所述充填過程。

所述分析單元優(yōu)選地同樣適用于求得所述填充情況。如果所述分析單元在所述填充情況測量時、尤其在分析和/或輸出所述填充情況時考慮充填過程的探測，則測量過程的可靠性明顯提高。

特別優(yōu)選的是，所述分析單元在所述運(yùn)行狀態(tài)中適用于由所求得的頻率偏移來確定反射體速度并且通過比較所述反射體速度與確定的速度界限值來探測所述充填過程。優(yōu)選地，如果所述反射體速度大于所述速度界限值，則探測出充填過程。如已經(jīng)闡述的那樣，能夠通過基于所述反射體的速度對所述填充流進(jìn)行配屬來保證明確的配屬直到如下的時間點(diǎn)，在此時所述反射體碰上到所述填充物表面上。所述速度界限值能夠?yàn)樵谒鎏畛淝闆r測量儀投入運(yùn)行之前確定的值。以優(yōu)選的方式，所述速度界限值取決于所述填充物表面的最大的速度地并且就此而言取決于所述填充物地確定。

此外有利的是，所述分析單元在所述運(yùn)行狀態(tài)中適用于在探測所述充填過程之后、之前或在探測所述充填過程期間求得所述反射信號的傳輸時間并且由所求得的傳輸時間確定填充情況。特別優(yōu)選的是，所述填充情況的確定和所述充填過程的探測通過分析相同的反射信號來進(jìn)行。那么使得可靠的識別和考慮所述充填過程的填充情況測量儀特別簡單地設(shè)計(jì)。

在此有利的是，所述分析單元在所述運(yùn)行狀態(tài)中適用于輸出所探測的充填過程和所述填充情況測量值，其中，如果所述分析單元探測出充填過程，則所述填充情況測量值被確認(rèn)為不可靠的。

那么以有利的方式，所述填充情況測量儀在所述容器處的布置能夠取決于如下的信息進(jìn)行，所述信息為填充物在所述充填過程期間是否至少部分穿過所述發(fā)送信號。因?yàn)楦鶕?jù)之前描述的設(shè)計(jì)方案，填充情況測量儀識別并且也考慮所述充填過程，故尤其可行的是，所述填充情況測量儀定位在所述填充流之上，而不必忍受有錯誤的填充情況測量值。

備選于或除了之前描述的設(shè)計(jì)方案之外還有利的是，所述分析單元在所述運(yùn)行狀態(tài)中適用于中斷所述填充情況測量。以這種方式同樣避免了輸出錯的或不可靠的填充情況測量值。優(yōu)選地，所述分析單元如下設(shè)計(jì)，使得如果所述分析單元沒有探測出充填過程，則自動地開始和/或繼續(xù)進(jìn)行所述填充情況測量。

根據(jù)之前描述的設(shè)計(jì)方案的填充情況測量儀能夠就此而言以有利的方式將用于測量所述填充情況的測量運(yùn)行與充填區(qū)分開。

附圖說明

詳細(xì)地此時存在有大量可行方案，用于設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀的方法和根據(jù)本發(fā)明的無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀。為此不僅參閱后置于獨(dú)立權(quán)利要求的權(quán)利要求而且參閱下面的結(jié)合附圖的優(yōu)選的實(shí)施例的描述。在所述附圖中

圖1示出容器的充填過程的情況，其中，根據(jù)本發(fā)明的填充情況測量儀（其實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例）的實(shí)施例布置在容器處，以及

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在圖1中示出用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀2的方法1以及在運(yùn)行中的無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀2。所述方法1和所述填充情況測量儀2的突出之處分別在于，設(shè)置有自由發(fā)射的發(fā)送器3，其發(fā)出發(fā)送信號4；設(shè)置有接收器5，其接收在反射體6處反射的反射信號7；以及設(shè)置有分析單元8，其分析所述發(fā)送信號4和/或所述反射信號7，其中，所述分析單元8求得在所述發(fā)送信號4和所述反射信號7之間的頻率偏移并且通過分析所求得的頻率偏移或通過分析由所述所求得的頻率偏移推導(dǎo)的變量來探測充填過程，在所述充填過程中填充流9至少部分穿過所述發(fā)送信號4。

圖1詳細(xì)地示出容器10的充填過程的情況，其中，填充物以填充流9的形式側(cè)向地填充到所述容器10中。所述填充流9穿過由所述填充情況測量儀2的發(fā)送器3發(fā)出的發(fā)送信號4，由此所述充填過程由所述分析單元8探測到。

通過借助于所示出的方法1和所述填充情況測量儀2探測所述充填過程來提供特別可靠的填充情況測量。

下面的實(shí)施方案不僅基于用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀2的方法1的實(shí)施例以及基于所示出的填充情況測量儀2。

所述填充情況測量儀2的分析單元8在所示出的實(shí)施例中由所求得的頻率偏移來確定所述反射體速度并且通過比較所述反射體速度與確定的速度界限值來探測所述充填過程。在此，所述速度界限值為在所述填充情況測量儀2投入運(yùn)行之前確定的值。但備選地所述速度界限值也能夠取決于填充物表面的最大的速度地并且就此而言取決于所述填充物地來確定。通過依據(jù)所述反射體6的速度來探測所述充填過程能夠在即使當(dāng)所述反射體6相對于所述填充物表面具有小的間距時也識別出所述充填過程。就此而言所述充填過程能夠以特別可靠的方式來識別。

此外，所述分析單元8在此在探測所述充填過程之后來求得所述反射信號7的傳輸時間并且由所求得的傳輸時間來確定在所述容器10之內(nèi)的填充情況。因此利用所示出的方法1和所述填充情況測量儀2能夠由所述反射信號7不僅獲得關(guān)于充填狀態(tài)的和/或關(guān)于所述填充情況測量儀2在所述填充流9之上的布置的信息而且也獲得關(guān)于所述容器10的填充情況的信息。所述方法1和所述填充情況測量儀2就此而言特別簡單地來設(shè)計(jì)。

此外，所述分析單元8輸出所探測的充填情況和填充情況測量值，其中，如果所述分析單元8探測出充填過程，則所述填充情況測量值確認(rèn)為不可靠的。在此，設(shè)置有顯示單元11，通過所述顯示單元來輸出探測的充填狀態(tài)和所述填充情況測量值。所述顯示單元11為使用者可見地呈現(xiàn)出交給所述顯示單元的值。備選地，相應(yīng)的顯示單元能夠集成在所述分析單元中?？蛇x地，如果探測到充填過程，則中斷所述填充情況測量。因此避免輸出有錯誤的或未確認(rèn)的不可靠的測量值。

最后示出如下的方法1和填充情況測量儀2，其由于在所述填充情況測量時識別和考慮所述充填過程的動態(tài)的干擾源而具有所輸出的填充情況測量值的特別高程度的可靠性。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行無接觸地工作的超聲或雷達(dá)填充情況測量儀的方法的第二實(shí)施例，所述超聲或雷達(dá)填充情況測量儀帶有至少一個自由發(fā)射的發(fā)送器、至少一個接收器和至少一個分析單元，其提供特別可靠的填充情況測量值。

在第一步驟100中，所述發(fā)送器發(fā)出發(fā)送信號，所述發(fā)送信號在反射體處被反射并且接下來通過所述接收器接收101。所述發(fā)送信號和/或反射信號在下一個步驟中被分析102，其中，求得103在所述發(fā)送信號和所述反射信號之間的頻率偏移，由所述頻率偏移又確定105所述反射體速度。

通過比較106所述反射體速度與速度界限值（所述速度界限值取決于所述填充物表面的最大的速度來確定107）探測104所述充填過程。

所述方法以有利的方式使用所述反射體的速度信息，以便識別出，充填流是否穿過所述發(fā)送信號并且這就此而言在繼續(xù)分析或輸出所述填充情況測量值方面要被考慮。

在探測104充填情況之后，在下一個步驟中求得108所述反射信號的傳輸時間并且由所述傳輸時間確定所述填充情況。接著輸出109所探測的充填情況和填充情況測量值，其中，如果所述分析單元探測出充填過程，則所述填充情況測量值被確認(rèn)為不可靠的。在示出的實(shí)施例中，只要所述分析單元探測到充填過程，則中斷110所述填充情況測量。

通過在輸出所述填充情況測量值時考慮所述充填情況并且尤其通過只要所述分析單元探測出充填過程就中斷所述填充情況測量，避免輸出未確認(rèn)的不可靠的或有錯誤的填充情況測量值，從而根據(jù)所述方法輸出的測量值具有特別高的可靠性。