專利名稱：用于物位測量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于物位測量的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在大量工業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行物位測量。在典型的物位測量中，單一的填充物質(zhì)位 于容器中，該填充物質(zhì)的物位被利用物位測量儀表而得到檢測。除此之外，在大量應(yīng)用中，在容器中并不是僅有一種填充物質(zhì)，而是有兩種不同的 填充物質(zhì)。當(dāng)容器中存在具有不同比重的兩種不同填充物質(zhì)時，具有較小比重的填充物質(zhì) 在平衡條件下處于具有較大比重的填充物質(zhì)之上。形成了兩個完全分離的層。兩種填充物 質(zhì)之間的邊界被稱作分界層。例如在石化工業(yè)中出現(xiàn)分界層，它們例如是由水和碳?xì)浠衔?例如，油)形成 的。另一個例子是食品工業(yè)，其中例如在油脂分離器中形成分界層。如果在容器中存在兩種不同的填充物質(zhì)，那么進(jìn)行所謂的分界層測量。分界層測量代表一種特殊形式的物位測量，并且用于確定分界層在容器中的位置 和/或容器中兩種填充物質(zhì)的物位。術(shù)語“物位”是指一種特定填充物質(zhì)的層在容器中所 處的高度。在工業(yè)測量技術(shù)的許多領(lǐng)域中使用分界層測量，以確定位于容器中的各填充物 質(zhì)的量，特別是體積和/或重量。分界層測量是利用根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表進(jìn)行的，該測量儀表例 如是本申請人的以Levelflex和Mikropilot為商標(biāo)的產(chǎn)品。這里，電磁信號被送入容器。這例如是這樣進(jìn)行的電磁信號被利用天線以自由輻 射的形式輻射入容器；或者波導(dǎo)被插入容器，電磁信號在波導(dǎo)上被以導(dǎo)向電磁波的形式發(fā) 送入容器。這些電磁信號的一部分在上方的填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面上反射。信號的另 一部分透過上方的填充物質(zhì)并且在兩種填充物質(zhì)之間的界面上反射。測量儀表接收由這些 反射形成的回波信號，并且由此確定在發(fā)送信號以及接收回波之間所經(jīng)過的渡越時間，所 述回波是由在上方填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面上的反射所引起的，此外該測量儀表還確定 另一個在發(fā)送信號以及接收通過在分界層或或下方填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面上的反射 所引起的回波信號之間所經(jīng)過的渡越時間。這兩個渡越時間的確定基于已知的渡越時間測量方法。在導(dǎo)向電磁信號的情況 中，例如使用時域反射計。這里，例如根據(jù)導(dǎo)向微波的方法，高頻脈沖被沿著Sommerfeld波 導(dǎo)、Goubau波導(dǎo)或同軸波導(dǎo)傳輸。如果這個電磁信號達(dá)到容器中的填充物質(zhì)上表面，那么 至少一部分信號由于在這個介質(zhì)邊界存在的阻抗跳變而被反射回來。接收的隨時間變化的 信號幅度代表回波信號。這個回波信號的每一個值都對應(yīng)于在與發(fā)送及接收元件一定距離 處反射的回波的幅度。回波信號具有顯著的峰值，其對應(yīng)于電磁信號在一個物位上表面上 反射的部分。從發(fā)射電磁信號和接收到峰值之間的時間差，確定期望的渡越時間以及由此 還確定容器中的各填充物質(zhì)上表面的位置。與以自由輻射的形式輻射進(jìn)入容器的電磁信號相結(jié)合使用的如今通常是調(diào)頻連續(xù)波方法(FMCW方法)和脈沖雷達(dá)方法。這兩種方法都在物位測量技術(shù)中已知并且因而這 里不詳細(xì)解釋?；跍y量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大小，特別是物位測量儀表相對于容器的安裝高度，并且基 于電磁信號在位于上方填充物質(zhì)之上的介質(zhì)(例如，空氣)中以及在上部填充物質(zhì)中的傳 播速度，從這兩個渡越時間可以計算容器中的兩種填充物質(zhì)的物位以及容器中整體存在的 物位。測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大小以及電磁信號在位于上方填充物質(zhì)之上的介質(zhì)中的傳播速 度通常是已知的。電磁信號在上方填充物質(zhì)中的傳播速度可以例如基于這種填充物質(zhì)的介 電常數(shù)而計算得到或者通過實驗確定。如果上方填充物質(zhì)的介電常數(shù)不是已知的，并且例 如由于管理原因而不能通過實驗確定傳播速度，那么不能以上述方式進(jìn)行分界層測量。當(dāng)在上方填充物質(zhì)的上表面上和在兩種填充物質(zhì)之間的介質(zhì)邊界被明確限定時， 根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表進(jìn)行的分界層測量提供非常好的結(jié)果。特別是當(dāng)容 器中的填充物質(zhì)靜止時。然而，在大量應(yīng)用情況中，例如由于填充物質(zhì)的供應(yīng)或排出而使得 填充物質(zhì)總不能停留足夠長的時間以達(dá)到平衡條件，在平衡條件中，兩種填充物質(zhì)完全彼 此分離地位于兩個層中且表面相對于彼此明顯限定。容器中會形成泡沫或乳液。而在明顯 限定的介質(zhì)邊界，存在阻抗跳變，其使得信號在這種介質(zhì)邊界部分反射；而泡沫和/或乳液 的形成通常導(dǎo)致沒有由介質(zhì)邊界標(biāo)明的位置較窄的阻抗跳變，而是存在連續(xù)的過渡。在最 壞的情況中，這會導(dǎo)致在存在泡沫和/或乳液的情況中回波信號僅僅具有一個或者不具有 渡越時間可被測量的明顯峰值。如果僅有一個峰值，那么將不再能夠基于回波信號識別它 是否涉及信號在上方或下方填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面上的反射。在這種情況中，不再可 能進(jìn)行分界層測量。分界層測量還可以以有限的程度利用電容式物位測量儀表進(jìn)行，該測量儀表例如 可以從本申請人處得到。這種方法例如在1990年出版的Wlm. van de Kamp所著的圖書FILL LEVEL MEASURINGTECHNOLOGY IN THEORY AND PRACTICE 中的第 3. 6 節(jié)有所介紹。為此，電容性探頭插入容器，并且測量由探頭和圍繞探頭的容器壁形成的電容器 的電容。測量的電容對應(yīng)于以下數(shù)量之和空容器的基本電容、上方填充物質(zhì)的由填充物質(zhì) 特定的電容增加因子與其填充高度之積、以及下方填充物質(zhì)的由填充物質(zhì)特定的電容增加 因子與其填充高度之積。然而，這種方法只能應(yīng)用于兩種填充物質(zhì)特定的電容增加因子和容器中存在的兩 種填充物質(zhì)的總物位已知的情況。所述總物位對應(yīng)于上方填充物質(zhì)的填充高度與下方填充 物質(zhì)的填充高度之和，并且必須或者從由應(yīng)用特定的條件中已知或者被獨立地測量。已知有傳統(tǒng)的物位測量儀表用于測量在容器中含有的單一填充物質(zhì)的物位，其中 渡越時間測量原理與測量儀表中的電容測量原理相結(jié)合。一個例子是在本申請人的DE 100 37 715 Al中描述的用于測量在容器中存在的單一填充物質(zhì)的物位的裝置。該裝置包括一 個探頭，該探頭可以作為傳統(tǒng)電容式物位測量儀表的電容性探頭而操作，也可以作為根據(jù) 渡越時間原理工作的傳統(tǒng)物位測量儀表的波導(dǎo)而操作。DE-Al 195 10 484中描述了另一例子。物位測量儀表根據(jù)渡越時間原理而利用波 導(dǎo)工作，其中，在波導(dǎo)中提供金屬內(nèi)部導(dǎo)體，其用作電容性探頭。通過在一個測量儀表中將 這兩種測量原理相結(jié)合，相 于傳統(tǒng)物位測量提供了冗余的系統(tǒng)，其中電容性探頭可以被用作過量填注防止器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于物位測量的方法，其中在容器中有第一和/或第二 填充物質(zhì)，利用本發(fā)明對于容器中含有的每一種填充物質(zhì)都確定一個位置，該位置對應(yīng)于 當(dāng)容器中的每一種填充物質(zhì)的總量形成單一的僅包含這種填充物質(zhì)的層時，由于容器中含 有的第一填充物質(zhì)的量以及容器中含有的第二填充物質(zhì)的量而使得各種填充物質(zhì)的填充 物質(zhì)上表面所處的位置。這個要根據(jù)本發(fā)明確定的位置特別地總是當(dāng)容器中的填充物質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài)中 時填充物質(zhì)上表面所處的位置。靜止?fàn)顟B(tài)是指這樣的一種狀態(tài)，其中每一種填充物質(zhì)形成 清晰邊界的層，其中這種填充物質(zhì)的總量與可能含有的其他填充物質(zhì)完全分離。在靜止?fàn)?態(tài)中，在填充物質(zhì)上表面上沒有泡沫并且不存在乳液層。根據(jù)本發(fā)明確定的位置在下面稱 作各個填充物質(zhì)上表面的靜止位置。為此，本發(fā)明在于一種用于容器中的物位測量的方法，第一填充物質(zhì)和/或第二 填充物質(zhì)位于該容器中，其中第一填充物質(zhì)的比重小于第二填充物質(zhì)，并且兩種填充物質(zhì) 具有不同的介電常數(shù)，其中-將電磁信號發(fā)送進(jìn)入容器，-在至少一個由容器中含有的填充物質(zhì)產(chǎn)生的介質(zhì)邊界處發(fā)生反射，其中一部分 信號被反射，并且-對于每一被反射的部分，測量信號的這個部分抵達(dá)這個介質(zhì)邊界并返回所需的 渡越時間，該渡越時間依賴于引起反射的介質(zhì)邊界的位置，-測量在電容性探頭和參考電極之間的電容，該電容依賴于容器中含有的填充物 質(zhì)的量，以及-基于測量的電容和測量的渡越時間，對于容器中含有的每一種填充物質(zhì)確定一 個位置，其對應(yīng)于當(dāng)容器中含有的每一種填充物質(zhì)的總量在容器中形成單一的僅含有這種 填充物質(zhì)的層時，由于容器中含有的第一填充物質(zhì)的量以及容器中含有的第二填充物質(zhì)的 量而使得各種填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面所處的位置。在進(jìn)一步發(fā)展中，基于這些位置，確定在容器中是否僅有第一填充物質(zhì)、僅有第二 填充物質(zhì)、或者有兩種填充物質(zhì)。在方法的進(jìn)一步發(fā)展中，在測量依賴于第一介質(zhì)邊界的位置的第一渡越時間、依 賴于第二介質(zhì)邊界的位置的第二渡越時間、以及電容的情況中，基于這三個測量變量中的 兩個，對于容器中含有的每一種填充物質(zhì)確定一個位置，其對應(yīng)于當(dāng)容器中含有的每一種 填充物質(zhì)的總量在容器中形成單一的僅含有這種填充物質(zhì)的層時，由于容器中含有的第一 填充物質(zhì)的量以及容器中含有的第二填充物質(zhì)的量而使得各種填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表 面所處的位置，并且基于第三測量變量檢查這些推導(dǎo)的結(jié)果。在本發(fā)明的方法的另一進(jìn)一步發(fā)展中，在測量依賴于第一介質(zhì)邊界的位置的第一 渡越時間、依賴于第二介質(zhì)邊界的位置的第二渡越時間、以及電容的情況中，基于測量的第 一渡越時間、測量的第二渡越時間以及電容，確定第一填充物質(zhì)的至少一個由材料特定的 常數(shù)，并且基于三個測量的變量中的至少兩個以及基于由材料特定的常數(shù)，確定當(dāng)容器中含有的每一種填充物質(zhì)的總量在容器中形成單一的僅含有這種填充物質(zhì)的層時，由于容器 中含有的第一填充物質(zhì)的量以及容器中含有的第二填充物質(zhì)的量而使得各種填充物質(zhì)的 填充物質(zhì)上表面所處的位置。在后一發(fā)展的進(jìn)一步發(fā)展中，由材料特定的常數(shù)是第一填充物質(zhì)的介電常數(shù)。在后一發(fā)展的進(jìn)一步發(fā)展中，基于第一填充物質(zhì)的介電常數(shù)，確定電磁信號在第 一填充物質(zhì)中的傳播速度以及第一填充物質(zhì)的電容增加因子，其中電容增加因子給出了電 容隨第一填充物質(zhì)填充高度的增加。在本發(fā)明的方法的另一進(jìn)一步發(fā)展中，對于僅能確定一個渡越時間的情況，-假設(shè)在哪一介質(zhì)邊界發(fā)生對于測量的渡越時間有決定性的反射，-對于容器中含有的每一種填充物質(zhì)，基于測量的渡越時間、測量的電容以及上述 假設(shè)，確定當(dāng)容器中含有的每一種填充物質(zhì)的總量在容器中形成單一的僅含有這種填充物 質(zhì)的層時，由于容器中含有的第一填充物質(zhì)的量以及容器中含有的第二填充物質(zhì)的量而使 得各種填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面所處的位置，-基于物理邊界條件，檢查以上述假設(shè)為基礎(chǔ)確定的位置的正確性，以及-當(dāng)檢查顯示不符合時，改變假設(shè)，重復(fù)這個方法。在一個實施方式中，物理邊界條件是該位置位于容器內(nèi)部。在一個優(yōu)選實施方式中，當(dāng)容器中含有的每一種填充物質(zhì)的總量形成單一的僅含 有這種填充物質(zhì)的層時，由于容器中含有的第一填充物質(zhì)的量以及容器中含有的第二填充 物質(zhì)的量而使得各種填充物質(zhì)的填充物質(zhì)上表面所處的位置是以如下形式給出的-填充物質(zhì)在容器中的填充高度，或者-各種填充物質(zhì)上表面距容器底面的距離，或者-各種填充物質(zhì)上表面距電磁信號的發(fā)射器及接收器的距離，或者-各種填充物質(zhì)上表面距容器中的最大允許物位上邊界的距離。在方法的一個實施方式中，渡越時間測量和電容測量是利用單一的物位測量儀表 執(zhí)行的，該測量儀表具有一個探頭，該探頭既用作電容性探頭也用作用于電磁信號的波導(dǎo)。本發(fā)明的測量方法的優(yōu)點是，它既可以應(yīng)用于位于容器中的單一填充物質(zhì)的物位 的傳統(tǒng)物位測量，也可以應(yīng)用于分界層測量。該方法自動識別在容器中是否僅有第一填充 物質(zhì)、僅有第二填充物質(zhì)、或者兩種填充物質(zhì)，并且根據(jù)填充狀況自動提供傳統(tǒng)的物位測量 或者分界層測量。相比較純電容式分界層測量方法，本發(fā)明的物位測量方法的優(yōu)點是，當(dāng)容器中的 總物位未知時也可應(yīng)用它?？偽镂挥杀景l(fā)明的物位測量方法自動檢測并且可用作進(jìn)一步的 測量結(jié)果。本發(fā)明的另一優(yōu)點是，與容器中是否僅有第一填充物質(zhì)、僅有第二填充物質(zhì)或者 有兩種填充物質(zhì)無關(guān)，當(dāng)利用根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表僅僅能夠測量一個渡 越時間并且不知道決定這個渡越時間的反射發(fā)生在哪一介質(zhì)邊界上時，也能夠正確無誤地 提供測量結(jié)果。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明及其優(yōu)點，附圖中給出了一個實施例；相同的零件
7在圖中具有相同的附圖標(biāo)記。附圖中圖1是具有容器的測量系統(tǒng)的示意圖，容器中有第一填充物質(zhì)層和第二填充物質(zhì) 層；圖Ia是對于圖1中所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號；圖2是圖1的測量系統(tǒng)，其中在容器中有乳液層，第一填充物質(zhì)層位于該乳液層之 上；圖2a是對于圖2所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號，其在電磁信號在第一填充物質(zhì) 的填充物質(zhì)上表面上以及乳液的上表面上反射時產(chǎn)生；圖2b是對于圖2所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號，其在電磁信號僅在第一填充物 質(zhì)的填充物質(zhì)上表面上反射時產(chǎn)生；圖3是圖1的測量系統(tǒng)，其中在容器中有第二填充物質(zhì)層，乳液層位于該第二填充 物質(zhì)層上；圖3a是對于圖3所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號，其在電磁信號在第二填充物質(zhì) 的填充物質(zhì)上表面上以及乳液的上表面上反射時產(chǎn)生；圖3b是對于圖3所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號，其在電磁信號僅在乳液的上表 面上反射時產(chǎn)生；圖4是圖1的測量系統(tǒng)，其中在容器中僅有第一填充物質(zhì)、僅有第二填充物質(zhì)、或 者僅有乳液層；圖4a是對于圖4所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號；圖5是圖1的測量系統(tǒng)，其中在容器中有第二填充物質(zhì)層、第一填充物質(zhì)層和泡 沫；圖5a是對于圖5所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號；圖6是圖1的測量系統(tǒng)，其中在容器中有第二填充物質(zhì)層、第一填充物質(zhì)層和設(shè)置 在兩個層之間的乳液層；以及圖6a是對于圖6所示的填充狀態(tài)記錄的回波信號。
具體實施例方式圖1顯示了本發(fā)明的用于物位測量的方法所應(yīng)用的測量系統(tǒng)的示意圖。它包括容 器1，未知量的第一填充物質(zhì)3和/或未知量的第二填充物質(zhì)5可以位于該容器中。如果存 在兩種不同的填充物質(zhì)3、5，那么這里假設(shè)第一填充物質(zhì)3的比重小于第二填充物質(zhì)5。另 外，填充物質(zhì)3、5具有不同的介電常數(shù)。圖1顯示了一種填充狀態(tài)，其中兩種填充物質(zhì)3、5在容器1中處于靜止?fàn)顟B(tài)。第 一填充物質(zhì)3在容器1中形成具有填充高度Hl的上部層，第二填充物質(zhì)5形成位于其下且 具有填充高度H2的下部層。第一填充物質(zhì)3例如是油，第二填充物質(zhì)5為水。在第一填充 物質(zhì)3之上是容器1中的介質(zhì)，例如空氣或氣體。提供根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表7，其用于將電磁信號S發(fā)送進(jìn)入容 器1。所有在說明書“背景技術(shù)”中提到的根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表都適用于 此。在所示實施例中，物位測量儀表7包括引入容器1的波導(dǎo)9，電磁信號S以由波導(dǎo)9引 導(dǎo)的電磁波的形式沿著該波導(dǎo)發(fā)送進(jìn)入容器1。
另外，提供電容式物位測量儀表1，其用于確定在電容性探頭13和參考電極15之 間的電容C，該電容依賴于位于容器1中的填充物質(zhì)3、5的量。在所示實施例中，容器壁形 成參考電極15。電容式物位測量儀表11和根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表7可以是兩個 完全分離的測量儀表，它們彼此獨立地安裝在容器1上。然而，優(yōu)選地，正如這里所示，兩種 物位測量原理集成在單一的物位測量儀表7/11中，該物位測量儀表僅具有一個探頭9/13， 該探頭既用作電容性探頭13，又用作用于電磁信號S的波導(dǎo)9。根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表7將電磁信號S發(fā)送進(jìn)入容器1。這里，在 容器1中的至少一個介質(zhì)邊界處發(fā)生反射，其中信號S的一部分(這里是R1、R2)被反射。 這些介質(zhì)邊界可以由第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面、第二填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表 面和/或在容器1中通過兩種填充物質(zhì)3、5混合而得到的乳液層的表面而形成。在圖1所示例子中，這些電磁信號S的Rl部分在第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表 面反射，信號的R2部分在第二填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面反射。測量儀表7接收由于這 些反射而產(chǎn)生的回波信號并且記錄回波信號的幅度A(t)隨時間t的變化。圖Ia顯示了這 個回波信號的幅度A(t)隨時間t的變化?；夭ㄐ盘柧哂袃蓚€顯著的峰值M1、M2，其中在渡越時間Tl之后接收的第一峰值Ml 來自在第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面上的反射，在渡越時間T2之后接收的第二峰值M2 來自在第二填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上的反射。對于渡越時間Tl，有以下關(guān)系Tl = 2(D-Hl-H2)/v0(1)其中符號如下定義V0電磁信號在位于上部填充物質(zhì)3之上的介質(zhì)中的傳播速度；D在電磁信號的發(fā)送器及接收器與容器底板之間的距離，其依賴于測量儀表7的 安裝高度；Hl第一填充物質(zhì)的填充高度；和H2第二填充物質(zhì)的填充高度。這里，填充高度H1/H2是指在容器1中由各填充物質(zhì)3/5構(gòu)成的層在靜止?fàn)顟B(tài)中 所處的高度。通過兩個填充高度HI、H2，唯一地定義了兩個相關(guān)的物位上表面在容器1中 的位置。當(dāng)僅有第一填充物質(zhì)3位于容器1中時，等式(1)保持不變，在這種情況中未包含 的填充物質(zhì)5的填充高度H2為零。對于渡越時間T2，有以下關(guān)系T2 = 2(D-Hl-H2)/v0+2Hl/v1(2)其中符號如下定義V0電磁信號在位于第一填充物質(zhì)之上的介質(zhì)中的傳播速度；V1電磁信號在第一填充物質(zhì)3中的傳播速度；D在電磁信號的發(fā)送器及接收器與容器底板之間的距離，其依賴于測量儀表7的 安裝高度；Hl第一填充物質(zhì)3的填充高度；和
H2第二填充物質(zhì)5的填充高度。當(dāng)僅有第二填充物質(zhì)5位于容器1中時，等式(2)也保持不變，在這種情況中未包 含的第一填充物質(zhì)3的填充高度Hl為零。對于測量電容C，有以下關(guān)系C = C0+aH2+bHl(3)其中符號如下定義CO空的容器的基礎(chǔ)電容；a依賴于第二填充物質(zhì)的物理特性的電容增加因子；和b依賴于第一填充物質(zhì)的物理特性的電容增加因子。當(dāng)兩種填充物質(zhì)3或5中只有一種位于容器1中時，或者當(dāng)容器1空時，等式(3) 也保持不變，在這種情況中未包含的填充物質(zhì)3和/或5的填充高度Hl和/或H2為零。于是，只要沒有特別指出，在等式(1)、(2)和(3)中使用的物理常數(shù)D、CO、ν。、Vl、 a和b都假設(shè)為已知。這里，假設(shè)探頭9/13達(dá)到容器底板。當(dāng)探頭沒有完全達(dá)到容器底板時，等式自然 也以類似的形式成立。這種情況中，自然僅僅能夠沿著容器中被探頭所覆蓋的區(qū)域產(chǎn)生反 射，并且測量電容同樣可以僅僅沿著被探頭所覆蓋的區(qū)域而得到測量。這里，距離D對應(yīng)于 在測量儀表7的安裝高度和位于容器中的探頭末端之間的距離，并且填充高度HI、H2對應(yīng) 于沿著探頭的高度。然而，本發(fā)明的方法也可以以其他方式完全類似地得到執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明，利用根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表7將電磁信號發(fā)送進(jìn)入 容器1。為了執(zhí)行該方法，需要在由容器1中含有的填充物質(zhì)3和/或5產(chǎn)生的至少一個介 質(zhì)邊界上發(fā)生反射，其中信號S的Rx、Ry部分被反射，并且依賴于引起反射的介質(zhì)邊界的位 置的渡越時間Tx、Ty得到測量，該渡越時間是信號S的這個Rx、Ry部分達(dá)到這個介質(zhì)邊界 并返回所需的時間。同時，利用電容式物位測量儀表11測量電容C，其依賴于容器1中的填 充物質(zhì)3、5的量。于是，根據(jù)測量的電容C和測量的渡越時間Tx和/或Ty，對于容器1中含有的每 一填充物質(zhì)3、5確定其靜止位置。靜止位置是指這樣的位置，其對應(yīng)于當(dāng)容器1中的每種 填充物質(zhì)3、5的總量形成單一的包含這種填充物質(zhì)3、5的全部量的層時，由于容器1中含 有的第一填充物質(zhì)3的量和容器1中含有的第二填充物質(zhì)5的量而使得各種填充物質(zhì)3、5 的填充物質(zhì)上表面所處的位置。如果容器1如圖1所示被填充有兩種填充物質(zhì)3和5，那么物位測量儀表7在理 想情況中提供兩個渡越時間Tx和Ty。由于泡沫以及溶液通常都使得無法進(jìn)行渡越時間測 量，所以只有當(dāng)兩種填充物質(zhì)3、5存在于容器1中并且如圖1所示處于靜止?fàn)顟B(tài)時，才能以 典型的方式測量兩個渡越時間?，F(xiàn)在明確了兩個渡越時間Tx和Ty中哪一個較短。根據(jù)本發(fā)明，較短的渡越時間 Tx(Tx < Ty)與上部第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面上的反射相關(guān)聯(lián)，較長的渡越時間 Ty (Ty > Tx)與下部填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上的反射相關(guān)聯(lián)。相應(yīng)地，Tx = Tl且Ty =T2?，F(xiàn)在可以基于三個等式(1)、(2)和(3)計算填充高度Hl和H2。這里，三個等式(1)、(2)和(3)為了確定兩個未知的填充高度Hl和H2而形成超 定方程組。優(yōu)選地，根據(jù)三個測得的測量變量T1、T2、C中的兩個而推導(dǎo)得到填充高度Hl和H2，并且根據(jù)第三個測量變量檢測推導(dǎo)結(jié)果。例如，通過應(yīng)用等式(1)和(2)，基于兩個渡越時間Tl和T2確定填充高度Hl和 H2 Hl = (T2-T1)0. 5Vl(4)禾口H2 = D-Tl 0. 5v0- (T2-T1)0. 5Vl(5)現(xiàn)在，基于以這種方式得到的填充高度Hl和H2，通過將結(jié)果代入等式(3)，可以計 算相關(guān)的電容C’并且將其與測量的電容C比較。這實現(xiàn)了基于獨立測量的電容C來檢查 對于Hl和H2的測量結(jié)果?；蛘撸跍y量的第一渡越時間Tx = Tl、測量的第二渡越時間Ty = T2和測量的 電容C，可以確定上部填充物質(zhì)3的至少一個由材料特定的常數(shù)。由材料特定的常數(shù)例如是 電磁信號S在第一填充物質(zhì)3中的傳播速度V1，或者對于第一填充物質(zhì)3的電容增加因子 b。其中第一填充物質(zhì)3的上表面的位置以及第二填充物質(zhì)5的上表面的位置可以基于三 個測量變量Tl、T2和C以及所確定的由材料特定的常數(shù)而得到確定。這里，無需之前已知 由材料特定的常數(shù)。優(yōu)選地，由材料特定的常數(shù)是第一填充物質(zhì)3的介電常數(shù)ε。這里，使用以下物理 事實，即，電磁信號S在第一填充物質(zhì)3中的傳播速度V1以及對于第一填充物質(zhì)3的電容 增加因子b都是通過第一填充物質(zhì)3的介電常數(shù)ε而確定的。傳播速度V1以及電容增加 因子b都可以以物理公式V1 = f ( O和b = g( ε )的形式表達(dá)及計算，該物理公式基于當(dāng) 前對于測量所存在的物理條件且是介電常數(shù)ε的函數(shù)。于是，對于電磁信號在填充物質(zhì)中的傳播速度近似有以下關(guān)系Vl = Kl ε _1/2，其 中Kl是可以通過公式從物理條件而得到的常數(shù)或者是可以通過實驗測量的常數(shù)。對于圓 柱狀電容器的電容增加因子，有以下關(guān)系b Κ2ε，其中Κ2是可以基于圓柱狀電容器的幾 何結(jié)構(gòu)和尺寸計算得到的常數(shù)或者是可以通過實驗測量的常數(shù)?，F(xiàn)在，通過將對于傳播速度V1和電容增加因子b的物理公式V1 = f ( ε )和b = g(0代入等式(2)和(3)，利用等式(1)、(2)和(3)，可以得到具有三個等式(1)、(2)、(3) 和三個未知數(shù)Η1、Η2、ε的方程組，利用它可以迭代地計算所有三個未知數(shù)。這里，當(dāng)不知 道哪些填充物質(zhì)3、5位于容器1中時，也可以利用本發(fā)明的方法確定兩個填充物質(zhì)上表面 的位置。有幾個例外情況，其中當(dāng)兩種填充物質(zhì)3、5位于容器1中但不存在靜止?fàn)顟B(tài)時， 也可以測量兩個渡越時間Tx、Ty。當(dāng)填充物質(zhì)3、5形成具有非常良好的反射特性的乳液并 且這樣的乳液層E如圖2所示在容器1中位于僅含有第一填充物質(zhì)3的層之下時，或者當(dāng) 這種乳液層E如圖3所示位于僅含有第二填充物質(zhì)5的層之上時，是這樣的情況。圖2a和 3a顯示了相關(guān)的回波信號A(t)。在這些情況中，填充物質(zhì)上表面在靜止?fàn)顟B(tài)應(yīng)當(dāng)處于的位 置優(yōu)選地是基于等式(1)和等式(3)確定的。這里，假設(shè)兩個渡越時間中較短的那個Tx是 源自在第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面上的反射。只有總填充高度G = H1+H2輸入等式 (1)，這個高度是由兩種填充物質(zhì)3、5共同在容器1中提供的。然而，總填充高度G與填充 物質(zhì)3、5是設(shè)置在容器中的分離的層中還是完全或部分混合為乳液無關(guān)。對于測量的電容 C也是同樣。它唯一地依賴于在容器1中含有的兩種填充物質(zhì)3、5的量。然而，它與填充物質(zhì)3、5是存在于分離的層中還是完全或部分混合完全無關(guān)。將測量的電容C和較短的渡越 時間Tx作為Tl代入等式(1)和(3)，得到了用于確定Hl和H2的方程組。以這種方式計算 的填充高度H1、H2對應(yīng)于在乳液層E已經(jīng)分離為它的成分并且填充物質(zhì)上表面已經(jīng)處于靜 止位置之后，這些填充物質(zhì)3、5實際上在靜止?fàn)顟B(tài)中在容器1中所處的填充高度。然而，還有大量應(yīng)用場合，其中利用根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表7僅 能測量單一的渡越時間Tx。這例如是在容器1中僅有第一填充物質(zhì)3或者僅有第二填充物質(zhì)5時，或者是當(dāng) 兩種填充物質(zhì)3、5混合從而在容器1中有單一的乳液層E時的情況。圖4和4a中顯示了 這三種填充情況以及相關(guān)聯(lián)的回波信號。還有第一和第二填充物質(zhì)3、5位于容器1中并且在第一填充物質(zhì)3的上表面上形 成了泡沫的情況。這種填充狀態(tài)以及相關(guān)聯(lián)的回波信號顯示在圖5和5a中。圖5中以陰 影表示泡沫，泡沫使得在這個表面上的反射特性變差，通常不再能夠識別由這個介質(zhì)邊界 上的反射所引起的回波并且相應(yīng)地不能為此執(zhí)行渡越時間測量。進(jìn)一步，在第一和第二填充物質(zhì)3、5位于容器1中并且在兩種填充物質(zhì)3、5之間 已經(jīng)形成了乳液層E的情況，導(dǎo)致了在這個區(qū)域中不發(fā)生顯著的反射。圖6和6a顯示了這 種填充狀態(tài)以及相關(guān)的回波信號。這里，通常不再能夠識別由乳液層E的區(qū)域中的反射所 引起的峰值，并且相應(yīng)地不能為此執(zhí)行渡越時間測量。另一種情況發(fā)生在下部的第二填充物質(zhì)5上僅僅存在通過兩種填充物質(zhì)3和5的 混合而形成的乳液層E時。圖3已經(jīng)顯示了這種填充狀態(tài)。反過來，由兩種填充物質(zhì)3和5 的混合而形成的乳液層也可以在容器1中位于下部，在該乳液層之上是僅僅由第一填充物 質(zhì)3構(gòu)成的層。圖2顯示了這種填充狀態(tài)。在兩種情況中，通常在乳液E和與其相鄰的填 充物質(zhì)(圖2中是填充物質(zhì)3，圖3中是填充物質(zhì)5)之間的介質(zhì)邊界上沒有使得能夠?qū)崿F(xiàn) 渡越時間測量的顯著反射。圖2b和3b中給出了相應(yīng)的回波函數(shù)曲線。在所有的僅能測量一個渡越時間Tx和電容C的情況中，首先建立一個假設(shè)，其關(guān) 于在容器1中的哪一個填充物質(zhì)上表面上發(fā)生對于測量的渡越時間Tx具有決定意義的反 射。假設(shè)可以或者是“反射發(fā)生在第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面上”，或者是“反射發(fā) 生在第二填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上”。在下一步驟，基于這個假設(shè)，對于容器1中含有的每一種填充物質(zhì)3、5，確定當(dāng)填 充物質(zhì)3、5處于靜止?fàn)顟B(tài)并且在容器1中沒有泡沫或乳液時，其填充物質(zhì)上表面所處的靜 止位置。這是基于以上三個等式(1)、(2)和(3)完成的。這里，優(yōu)選地作為第一假設(shè)，認(rèn)為測量的渡越時間Tx對應(yīng)于第一渡越時間Tl，其 源自在第一填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面上的反射。相應(yīng)地，基于等式(1)和(3)，計算第 一填充物質(zhì)3的填充高度Hl和第二填充物質(zhì)5的填充高度H2。為此，對于假設(shè)Tx = Tl有 以下關(guān)系Hl = (C-C0-a (D-0. 5 V0 Tx))/(b_a)H2 = (C-C0-b (D-0. 5 V0 Tx))/(a_b)在等式(1)中僅僅輸入總填充高度G = H1+H2，它是兩種填充物質(zhì)3、5共同在容 器1中所得到的高度。然而，總填充高度G不依賴于填充物質(zhì)3、5設(shè)置在容器1中的分離 的層中，還是完全或部分混合為乳液E。對于測量的電容C也是同樣。它僅僅依賴于容器1
12中含有的兩種填充物質(zhì)3、5的量。然而，它與填充物質(zhì)3、5是存在于分離的層中還是完全 或部分混合完全無關(guān)。將測量的電容C和基于假設(shè)建立的較短渡越時間Tx作為Tl代入上 述等式，得到了在乳液層E已經(jīng)分離為其成分之后，這些填充物質(zhì)3、5在靜止?fàn)顟B(tài)中將在容 器1中所處的填充高度HI、H2?；谖锢磉吔鐥l件檢查計算確定的位置的正確性。這里，特別地檢查在假設(shè)下所確定的填充物質(zhì)上表面的位置是否在容器1內(nèi)部。 為此，每一填充高度Hl和H2必須大于等于零，并且兩個填充高度之和H1+H2必須小于電磁 信號S的發(fā)送器及接收器與容器底板之間的距離D，該距離依賴于測量儀表7的安裝高度。 事實上，填充高度Hl甚至必須大于零，以使得有關(guān)決定渡越時間Tx的反射發(fā)生在第一填充 物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面上的假設(shè)可以得到證實。如果以這種方式確定的填充高度Hl和H2滿足物理邊界條件，那么假設(shè)被證實是 正確的，并且兩個填充高度H1、H2形成了利用這種方法實現(xiàn)的測量結(jié)果。基于填充高度HI、 H2，可以以任何期望的形式給出靜止位置。位置可以例如直接以填充高度Hl和H2的形式 輸出。它們可以以各個填充物質(zhì)上表面與容器底板的距離(D2 = H2 ；Dl = H1+H2)的形式 給出，或者以各個填充物質(zhì)上表面與電磁信號S的發(fā)送器及接收器的距離(Dl = D-H1-H2 ； D2 = D-Hl)的形式給出。然而，它們也可以以各個填充物質(zhì)上表面與最大允許物位上邊界 Lmax的距離(Dl = Lmax-Hl-H2 ；D2-Lmax-Hl)的形式給出。對于探頭未達(dá)到容器底板的情況， 容器底板和位于容器1中的探頭末端之間的距離作為附加變量而得到考慮。如果假設(shè)被證實為正確的，那么在容器1中存在以下兩種狀態(tài)之一狀態(tài)1 :H1 > 0 且 H2 = 0。在容器1中僅僅存在第一填充物質(zhì)3。這里，基于本發(fā)明的方法，確定第一填充物 質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面的位置，并且確定在容器1中不含有第二填充物質(zhì)5狀態(tài)2 :H1 > 0 且 H2 > 0。第一和第二填充物質(zhì)3、5位于容器1中。這里，可以在容器1中形成乳液層E，其 是通過兩種填充物質(zhì)3、5在彼此相遇的有限區(qū)域中混合而引起的(見圖6)。同樣，可以有 第一填充物質(zhì)3構(gòu)成的層浮在由兩種填充物質(zhì)3、5構(gòu)成的乳液層之上(見圖2)，或者乳液 層E浮在由第二填充物質(zhì)5構(gòu)成的層之上(見圖3)。然而，同樣可以形成一個乳液層E，其 在通過兩個填充高度HI、H2之和而給出的總填充高度G = H1+H2上延伸(見圖4)。前述 的乳液層的高度和位置不可以利用本發(fā)明的方法而得到確定。如果第一假設(shè)不能基于邊界條件而得到證實，那么利用第二假設(shè)重復(fù)該方法。這 里，為了保留前述例子，現(xiàn)在假設(shè)測量的渡越時間Tx對應(yīng)于第二渡越時間T2，其來自在第 二填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上的反射。利用這個假設(shè)，基于等式(2)和(3)，計算第一 填充物質(zhì)3的填充高度Hl和第二填充物質(zhì)5的填充高度H2。為此，對于假設(shè)Tx = T2，有 以下關(guān)系Hl = (C-C0-a (D-0. 5 V0 Tx)) / (b_a (1-ν )，Η2 = ((C-CO)(I-VcZV1)-MD-O-S V0 Tx))/(a (I-VcZv1) _b)同樣，這里通過基于物理邊界條件而計算確定的位置，檢查假設(shè)的正確性。這里，特別地檢查在假設(shè)下所確定的填充物質(zhì)上表面的位置是否在容器1的內(nèi) 部。為此，每一填充高度Hl和H2必須大于等于零，并且兩個填充高度之和H1+H2必須小于電磁信號S的源及接收器與容器底板之間的距離D，該距離依賴于測量儀表7的安裝高度。 事實上，填充高度H2甚至必須大于零，以使得有關(guān)決定渡越時間Tx的反射發(fā)生在第二填充 物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上的假設(shè)可以得到證實。如果以這種方式確定的填充高度Hl和H2滿足物理邊界條件，那么假設(shè)被證實是 正確的，并且兩個填充高度HI、H2代表了該方法的測量結(jié)果，基于它們可以以任一期望的 形式給出容器1中含有的填充物質(zhì)3的填充物質(zhì)上表面的靜止位置。位置可以例如直接以 填充高度Hl和H2的形式輸出。它們可以以各個填充物質(zhì)上表面與容器底板的距離(D2 = H2 ；Dl = H1+H2)的形式給出，或者以各個填充物質(zhì)上表面與電磁信號S的發(fā)送器及接收器 的距離(Dl = D-H1-H2 ；D2 = D-H1)的形式給出。然而，它們也可以以各個填充物質(zhì)上表面 與最大允許物位上邊界Lmax的距離(Dl = Lmax-Hl-H2 ；D2-Lmax-Hl)的形式給出。對于探頭未 完全達(dá)到容器底板的情況，容器底板和容器1中的探頭末端之間的距離作為附加變量而得 到考慮。如果假設(shè)被證實為正確的，那么結(jié)果對應(yīng)于在容器1中的以下兩種狀態(tài)之一填充狀態(tài)1 :H2 > 0 且 Hl = 0。在容器1中的僅僅是第二填充物質(zhì)5(見圖4)。這里，基于本發(fā)明的方法，確定第 二填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面的靜止位置，并且確定在容器1中不含有第一填充物質(zhì)3。填充狀態(tài)2 :H1 > 0 且 H2 > 0。在容器1中的是第一和第二填充物質(zhì)3、5。這里，可以是在容器1中在第一填充物 質(zhì)3上形成了泡沫，這導(dǎo)致在第一填充物質(zhì)3的上表面上不發(fā)生可測量的反射。泡沫確實 防止了反射；但是它通常不會導(dǎo)致上部填充物質(zhì)的填充高度相對于其靜止位置中的填充高 度Hl明顯改變。利用本發(fā)明的方法確定的兩個填充高度Hl和H2在這里還給出了兩種填 充物質(zhì)3、5在靜止?fàn)顟B(tài)(其中不再存在泡沫)的填充高度。理論上，還可以考慮存在圖3所示的情況，其中通過兩種填充物質(zhì)3、5的混合，形 成乳液層，其在容器1中位于僅由第二填充物質(zhì)5構(gòu)成的層之上。這將是當(dāng)僅僅測量了在下 部填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上反射的信號的渡越時間時的情況；然而，實際中在位于 容器1中的填充物質(zhì)3、5之上的介質(zhì)與乳液E之間的阻抗跳變遠(yuǎn)大于在乳液E到第二填充 物質(zhì)5的過渡處發(fā)生的阻抗跳變。當(dāng)在下部填充物質(zhì)5的填充物質(zhì)上表面上反射的信號的 渡越時間可以被測量時，自然在乳液層E的上表面上反射的信號的渡越時間也被測量。關(guān) 于兩個測量的渡越時間，上面已經(jīng)描述了這種情況。除了上述的總是有至少一種填充物質(zhì)3、5位于容器1中的情況之外，自然還可以 利用所述的物位測量儀表7/11識別到存在空的容器1。這通常是這樣的情況測量的電容 C等于基本電容C0，并且不能測量到由于在容器1內(nèi)部位于容器底板之上的介質(zhì)邊界上的 反射所引起的渡越時間。附圖標(biāo)記列表1 容器3 第一填充物質(zhì)5 第二填充物質(zhì)7 根據(jù)渡越時間原理工作的物位測量儀表9 波導(dǎo)
11 電容式物位測量儀表13 電容性探頭15 參考電極
權(quán)利要求
用于容器(1)中的物位測量的方法，第一填充物質(zhì)(3)和/或第二填充物質(zhì)(5)位于該容器中，其中第一填充物質(zhì)(3)的比重比第二填充物質(zhì)(5)的比重小，并且兩種填充物質(zhì)(3，5)具有不同的介電常數(shù)(ε)，其中 將電磁信號(S)發(fā)送進(jìn)入容器(1)， 在至少一個由容器(1)中含有的填充物質(zhì)(3，5)產(chǎn)生的介質(zhì)邊界處發(fā)生反射，其中所述信號(S)的一部分(Rx，Ry)被反射，并且 對于每一被反射的部分(Rx，Ry)，測量一個依賴于引起反射的介質(zhì)邊界的位置的渡越時間(Tx，Ty)，該渡越時間是所述信號(S)的這個部分(Rx，Ry)抵達(dá)這個介質(zhì)邊界并返回所需的時間， 測量在電容性探頭(13)和參考電極(15)之間的電容(C)，該電容依賴于位于容器(1)中的填充物質(zhì)(3，5)的量，以及 基于測量的電容(C)和測量的渡越時間(Tx，Ty)，對于容器(1)中含有的每一種填充物質(zhì)(3，5)確定一個位置，該位置對應(yīng)于當(dāng)容器中的每一種填充物質(zhì)(3，5)的總量形成單一的僅含有這種填充物質(zhì)(3，5)的層時，由于容器中含有的第一填充物質(zhì)(3)的量以及容器(1)中含有的第二填充物質(zhì)(5)的量而使得相應(yīng)填充物質(zhì)(3，5)的填充物質(zhì)上表面所處的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物位測量的方法，其中，基于這個位置確定在容器中是 僅有第一填充物質(zhì)(3)、僅有第二填充物質(zhì)(5)、還是有兩種填充物質(zhì)(3，5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物位測量的方法，其中，-測量依賴于第一介質(zhì)邊界的位置的第一渡越時間(Tx)、依賴于第二介質(zhì)邊界的位置 的第二渡越時間(Ty)以及電容(C)，以及-基于這三個測量變量中的兩個，對于容器(1)中含有的每一種填充物質(zhì)(3，5)確定一 個位置，該位置對應(yīng)于當(dāng)容器(1)中的每一種填充物質(zhì)(3，5)的總量形成單一的僅含有這 種填充物質(zhì)(3，5)的層時，由于容器(1)中含有的第一填充物質(zhì)(3)的量以及容器(1)中 含有的第二填充物質(zhì)(5)的量而使得相應(yīng)填充物質(zhì)(3，5)的填充物質(zhì)上表面所處的位置， 并且-基于第三測量變量檢查這些推導(dǎo)的結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物位測量的方法，其中，-測量依賴于第一介質(zhì)邊界的位置的第一渡越時間(Tx)、依賴于第二介質(zhì)邊界的位置 的第二渡越時間(Ty)以及電容(C)，-基于測量的第一渡越時間(Tx)、測量的第二渡越時間(Ty)以及電容(C)，確定第一填 充物質(zhì)(3)的至少一個由材料特定的常數(shù)，并且-基于三個測量的變量中的至少兩個變量以及基于由材料特定的常數(shù)，確定當(dāng)容器 ⑴中的每一種填充物質(zhì)(3，5)的總量形成單一的僅含有這種填充物質(zhì)(3，5)的層時，由于 容器(1)中含有的第一填充物質(zhì)(3)的量以及容器(1)中含有的第二填充物質(zhì)(5)的量而 使得相應(yīng)填充物質(zhì)(3，5)的填充物質(zhì)上表面所處的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于物位測量的方法，其中，由材料特定的常數(shù)是第一填充 物質(zhì)⑶的介電常數(shù)(O。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于物位測量的方法，其中，基于第一填充物質(zhì)(3)的介電常2數(shù)(O，確定電磁信號(S)在第一填充物質(zhì)(3)中的傳播速度(V1)以及第一填充物質(zhì)(3) 的電容增加因子(b)，其中電容增加因子(b)給出了電容(C)依賴于第一填充物質(zhì)(3)填充 高度(Hl)的增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物位測量的方法，其中，對于僅能確定一個渡越時間 (Tx)的情況，_建立一個假設(shè)，關(guān)于在哪一介質(zhì)邊界發(fā)生對于測量的渡越時間(Tx)有決定性的反射，-對于容器⑴中含有的每一種填充物質(zhì)(3，5)，基于測量的渡越時間(Tx)、測量的電 容(C)以及所述假設(shè)，確定當(dāng)容器(1)中的每一種填充物質(zhì)(3，5)的總量形成單一的僅含 有這種填充物質(zhì)(3，5)的層時，由于容器(1)中含有的第一填充物質(zhì)(3)的量以及容器(1) 中含有的第二填充物質(zhì)(5)的量而使得相應(yīng)填充物質(zhì)(3，5)的填充物質(zhì)上表面所處的位 置，-基于物理邊界條件，檢查以所述假設(shè)為基礎(chǔ)確定的位置的正確性，以及-當(dāng)檢查顯示不符合時，改變假設(shè)，重復(fù)這個方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于物位測量的方法，其中，物理邊界條件是該位置位于容 器(1)的內(nèi)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物位測量的方法，其中，當(dāng)容器(1)中含有的每一種填充 物質(zhì)(3，5)的總量形成單一的僅含有這種填充物質(zhì)(3，5)的層時，由于容器(1)中含有的 第一填充物質(zhì)(3)的量以及容器(1)中含有的第二填充物質(zhì)(5)的量而使得相應(yīng)填充物質(zhì) (3,5)的填充物質(zhì)上表面所處的位置是以如下形式給出的-填充物質(zhì)(3，5)在容器中的填充高度(H1，H2)，或者-各填充物質(zhì)上表面距容器底面的距離(D1，D2)，或者-各填充物質(zhì)上表面距電磁信號(S)的發(fā)射器及接收器的距離(D1，D2)，或者-各填充物質(zhì)上表面距容器(1)中的最大允許物位上邊界(Lmax)的距離(D1，D2)。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的用于物位測量的方法，其中，渡越時間測量和電容測 量是利用單一的物位測量儀表(7/11)執(zhí)行的，該測量儀表具有單一的探頭(9/13)，該探頭 既用作電容性探頭(13)也用作用于電磁信號(S)的波導(dǎo)(9)。
全文摘要
公開了一種用于物位測量的方法，其中在容器(1)中存在第一和/或第二填充物質(zhì)(3，5)，對于容器(1)中含有的每一填充物質(zhì)(3，5)可以確定一個靜止位置，其對應(yīng)于當(dāng)容器(1)中的每一填充物質(zhì)(3，5)的總量形成一個僅僅包含這種填充物質(zhì)(3，5)的單一層時，由于容器(1)中含有的第一填充物質(zhì)(3)的量以及容器(1)中含有的第二填充物質(zhì)(5)的量而使得相應(yīng)填充物質(zhì)(3，5)的填充物質(zhì)上表面所處的位置；其中第一填充物質(zhì)(3)比第二填充物質(zhì)(5)的比重小，并且兩種填充物質(zhì)(3，5)具有不同的介電常數(shù)(ε)，其中電磁信號(S)被發(fā)送進(jìn)入容器(1)，在至少一個由容器(1)中含有的填充物質(zhì)(3，5)產(chǎn)生的介質(zhì)分界層上發(fā)生反射，其中信號(S)的一部分(Rx，Ry)被反射，并且對于每一反射的部分(Rx，Ry)都測量依賴于引起反射的介質(zhì)分界層的位置的渡越時間(Tx，Ty)，這個渡越時間是測量信號(S)的這個部分(Rx，Ry)到達(dá)這個介質(zhì)分界層并返回所需的；測量電容性探頭(13)和參考電極(15)之間的電容(C)，該電容依賴于容器(1)中存在的填充物質(zhì)(3，5)的量；并且依賴于測量電容(C)和測量渡越時間(Tx，Ty)，對于容器(1)中存在的每一填充物質(zhì)(3，5)確定其填充物質(zhì)上表面的靜止位置。
文檔編號G01F23/284GK101896797SQ200880120522
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者赫伯特·施羅思, 迪特馬爾·施潘克, 阿列克謝·馬利諾夫斯基 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司