種類型的改變。
[0076] 通過連續(xù)改變主要輻射方向202,能夠從各種角方向205測量介質(zhì)204的表面 203。檢測到的回波曲線206、207圖示了各自方向上的反射特性。憑借所述曲線的方式，能 夠在測量裝置201或適當(dāng)?shù)脑u(píng)估裝置中確定表面203的拓樸結(jié)構(gòu)。
[0077] 圖2的實(shí)施例示出了用于沿著表面的單一延伸方向檢測拓樸結(jié)構(gòu)的2維操作測量 裝置。再者，圖10及圖11示出了可通過在方位角及仰角方向這二個(gè)方向上調(diào)整測量配置 的主要輻射方向202來檢測及確定容器中的表面的拓樸結(jié)構(gòu)的配置。
[0078] 為了簡單的圖表表示，此配置的下列實(shí)施例通常限于二維情況。自然地，在本文中 公開的各方面既可用于二維情況也可用于三維測量。
[0079] 圖3圖示了拓樸結(jié)構(gòu)檢測測量裝置301的主要輻射方向的各種位置。在檢測回波 曲線206、207之后通過預(yù)定角度△Φ302調(diào)整主要輻射方向。角度分辨率Δφ在此情況中 對(duì)應(yīng)于可由裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的最大角度分辨率。介于9mm 303與Φω?304之間的能夠?qū)?現(xiàn)的角度范圍同樣由裝置的結(jié)構(gòu)確定。
[0080] 基于檢測到的回波曲線206、207,評(píng)估方法確定表面的單獨(dú)取樣點(diǎn)在所得矩陣 309中的位置。取決于該方法，可由極坐標(biāo)的表示辨別所得矩陣。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)換為笛卡爾 (Cartesian)坐標(biāo)時(shí)，該方法的橫向分辨率（換言之，在X軸方向及Υ軸方向上的分辨率） 顯然并非在所有區(qū)域中都同樣好。因此，例如，在路徑AX12 310上的點(diǎn)P1 305及P2 306 的區(qū)域中，可在X方向上實(shí)現(xiàn)十分高的分辨率。相反地，也憑借該方法定位的點(diǎn)P3 307及 P4 308投影至X軸上的距離是ΔΧ34 311，其比點(diǎn)P1 305與P2 306之間的距離大許多。
[0081] 這意味著對(duì)于此類型的方法的實(shí)際應(yīng)用，測量裝置的格柵間距Δφ302必須選為 十分小以能夠甚至對(duì)于所得矩陣的不利位置的點(diǎn)而言都能夠確保預(yù)定最小分辨率310。[0082] 另一方面，這意味著為了檢測表面的大量測量是必要的，且這伴隨著對(duì)于用于調(diào) 整主要輻射方向的裝置的高要求并且還伴隨著用于執(zhí)行多個(gè)測量的高能量要求。此外，用 于檢測表面拓樸結(jié)構(gòu)的時(shí)間大幅增加。
[0083] 圖4Α至圖4Ε示出了用于減少必要測量的數(shù)量的第一方法。圖4Α是容器401的 平面圖，為簡明起見首先將容器401視為圓形容器。測量裝置301的主要輻射方向202可 沿著在容器的預(yù)定成像格柵中的單個(gè)線403掃描該容器。
[0084] 掃描區(qū)域的邊界一般由303與中郵*304或Θ min與Θmax之間的能夠?qū)崿F(xiàn) 角度范圍的物理邊界確定。
[0085] 在可替代構(gòu)造中，在圖4B中所示，也可執(zhí)行曲折狀掃描404。兩個(gè)實(shí)施方案的缺點(diǎn) 是由主要輻射方向檢測的區(qū)域始終大于容器401的直徑，從而導(dǎo)致不必要的測量。對(duì)于其 它容器形狀，此問題也以等效的方式發(fā)生。
[0086] 圖4C及圖4D示出了所述方法的進(jìn)一步實(shí)施例。如從圖4C及圖4D清楚可見，僅在 容器的所關(guān)注區(qū)域中執(zhí)行測量。這導(dǎo)致在拓樸結(jié)構(gòu)確定不受損失的情況下測量大幅減少。
[0087] 圖4E示出了用于圓形容器的全新方法，其中主要輻射方向沿著在連續(xù)螺旋段之 間具有預(yù)定距離Ar的螺旋行進(jìn)。對(duì)于橢圓形容器，可以自然地提供橢圓形路徑。
[0088] 圖5A及圖5B示出了用于避免不必要測量的另一方法。根據(jù)目前料位的高度501、 502 (例如，從之前的測量得知），能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)適測量裝置的格柵間距Δφ。盡管格柵間距 鄉(xiāng)1 503大于格柵間距Δφ2 504,但在評(píng)估之后產(chǎn)生相同的橫向分辨率ΔΧ505。
[0089] 此外，在另一實(shí)施例中，可進(jìn)一步通過限制角度Φπι?η303及Φιμ_χ304而減少測量 的數(shù)量。圖6Α及圖6Β示出了對(duì)應(yīng)的配置。根據(jù)當(dāng)前料位的高度601、602,能夠在不損失信 息的情況下動(dòng)態(tài)地設(shè)定最小角度603、604及最大角度(pma：x:(未示出）二者。
[0090] 圖7示出了用于當(dāng)確定表面的拓樸結(jié)構(gòu)時(shí)降低測量算法復(fù)雜性的進(jìn)一步選項(xiàng)。成 像容器702使用填充裝置701填充有介質(zhì)。由于在此時(shí)，取決于結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮表面將在一些 區(qū)域704中非?？焖俚馗淖?，而其它區(qū)域703的特征則是緩慢改變，因此可提供這樣的操作 模式：其中，測量裝置705首先測量表面的整個(gè)區(qū)域703、704,這是通過706及(pmn 707的適當(dāng)選擇而實(shí)現(xiàn)的。特別地，總測量角度范圍因此對(duì)應(yīng)于q>max =98! 708。隨 后，操作模式以僅測量高動(dòng)態(tài)區(qū)域704這樣的方式改變（見附圖標(biāo)記709)。兩個(gè)模式可以 通過任何需要方式的時(shí)分復(fù)用而交替，以此優(yōu)化整體測量的復(fù)雜性。
[0091] 在圖8中示出進(jìn)一步實(shí)施例。在此情況中，區(qū)分在較多鋸齒狀的區(qū)域802與較少 鋸齒狀的區(qū)域801之間的差別。首先，提供測量裝置803的操作模式，其中在降低的角度分 辨率804判定表面的拓樸結(jié)構(gòu)。隨后，在測量裝置803中識(shí)別這樣的區(qū)域801 :其中表面僅 呈現(xiàn)輕微改變。在此區(qū)域中，能夠憑借插值容易地計(jì)算遺失的中間值。在其余區(qū)域802、806 中，目前憑借將角度格柵間距減小至ΔφΡΔφι(804、805)而增加了測量的數(shù)量，從而導(dǎo)致 較多鋸齒狀的拓樸結(jié)構(gòu)的更佳表示。
[0092] 因此，在角度格柵間距的角度范圍ΦΡ中相對(duì)粗略地檢測表面拓樸結(jié)構(gòu)，而在 角度格柵間距的角度范圍（Κ中檢測十分精細(xì)地測量隔開的數(shù)據(jù)。最終，這導(dǎo)致整體 測量所需的復(fù)雜性的大幅降低。在該方法的特定構(gòu)造中，預(yù)定粗略測量的區(qū)域及精細(xì)測量 的區(qū)域。然而，亦可能以上文指示的方式或別的適當(dāng)方式單次或連續(xù)地通過裝置動(dòng)態(tài)地判 定這些區(qū)域。
[0093] 應(yīng)進(jìn)一步注意，在上文呈現(xiàn)的所有方法及裝置皆適用于沿著線的二維測量及在平 面中的三維測量。
[0094] 此外，結(jié)合上文披露的在先技術(shù)使用所公開的方法，能夠以這樣的方式最小化測 量的復(fù)雜性：能夠使用4-20mA接口（環(huán)路供電）實(shí)施拓樸結(jié)構(gòu)檢測水平測量裝置。
[0095]圖9示出適用于此目的的裝置。根據(jù)本發(fā)明的測量裝置901包括輻射裝置902,其 適用于發(fā)射及接收通過測量信號(hào)單元904在能夠預(yù)定的主要輻射方向903上產(chǎn)生的信號(hào)。 測量信號(hào)單元904可經(jīng)設(shè)定以產(chǎn)生及接收測量信號(hào)并且致動(dòng)輻射裝置902。此外，裝置901 包括內(nèi)存單元905,其中能夠儲(chǔ)存來自回波106的至少兩個(gè)回波曲線206、207和/或從它們 中提取的數(shù)據(jù)，回波曲線206、207圖示了在至少兩個(gè)不同輻射方向903上的反射特性。
[0096] 憑借使用來自至少兩個(gè)輻射方向903的至少兩個(gè)回波曲線206、207,信號(hào)處理單 元906能夠確定拓樸結(jié)構(gòu)309的特性數(shù)據(jù)305、306。上文提議的方法的至少一者可用于此 目的。裝置901進(jìn)一步具有電源單元907,其能夠從環(huán)路電源通信接口 909汲取電力且將 其供應(yīng)至傳感器901的其余部分。為此目的，電源單元907連接至至少一個(gè)電力儲(chǔ)存單元 908,例如，電容器或電池。
[0097] 信號(hào)處理單元906能夠經(jīng)由連接910影響測量序列以及主要輻射方向903的控 制。此外，裝置的序列可以提供檢測來自主要輻射方向903的至少一個(gè)回波曲線206,且隨 后插入暫停，在該暫停內(nèi)在電源單元907中收集用于至少一個(gè)進(jìn)一步測量的電力。當(dāng)存在 足夠電力時(shí)，可從至少一個(gè)進(jìn)一步主要輻射方向903檢測至少一個(gè)進(jìn)一步回波曲線206?？?通過上文呈現(xiàn)的可在信號(hào)處理單元906中運(yùn)行的方法優(yōu)化檢測的回波曲線的數(shù)量。一旦拓 樸結(jié)構(gòu)計(jì)算309完成，電源單元907能夠從外部經(jīng)由數(shù)字接口 909 (例如，HART接口）提供 先前界定的拓樸結(jié)構(gòu)的特性值。此外，可通過信號(hào)處理單元906確定從拓樸結(jié)構(gòu)導(dǎo)出的值 (例如，容器中的介質(zhì)的質(zhì)量），且可從外部經(jīng)由模擬接口 909(例如，4-20mA接口）提供所 述值。
[0098] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的測量配置。提供其中存在散