用于確定介質(zhì)填充水平的方法以及用于確定介質(zhì)填充水平的裝置制造方法
【專利摘要】描述且示出了用于根據(jù)雷達(dá)原理來(lái)確定介質(zhì)（1）的填充水平的方法。本發(fā)明的任務(wù)在于，說(shuō)明一種用于確定填充水平的方法，其具有高度精確性和可靠性。如下方法解決了該任務(wù)：其中為了確定填充水平而由發(fā)送裝置（6）輻射電磁信號(hào)并且接收電磁信號(hào)。在此，確定所述發(fā)送裝置（6）相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度并且根據(jù)所確定的傾斜度確定用于確定填充水平的評(píng)估值。此外，本發(fā)明涉及一種用于確定介質(zhì)（1）的填充水平的裝置。
【專利說(shuō)明】用于確定介質(zhì)填充水平的方法以及用于確定介質(zhì)填充水平的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于根據(jù)雷達(dá)原理來(lái)確定介質(zhì)填充水平的方法。此外，本發(fā)明涉及用于根據(jù)雷達(dá)原理來(lái)確定介質(zhì)填充水平的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)測(cè)量技術(shù)中，應(yīng)用雷達(dá)填充水平測(cè)量設(shè)備，以便確定諸如箱或者筒倉(cāng)等容器內(nèi)部或者自由空間內(nèi)例如液體、塊狀材料或者淤泥沉積(Schiammen)等介質(zhì)的填充水平。在此，所述容器可以至少部分地閉合或者至少部分地開(kāi)放，并且至少部分地由金屬、塑料、陶瓷或者其它材料或者材料組合制成。在測(cè)量時(shí)實(shí)施的行進(jìn)時(shí)間方法(Laufzeitverfahren)基于如下:電磁信號(hào)的行進(jìn)距離等于行進(jìn)時(shí)間與傳播速度的乘積。
[0003]為了進(jìn)行測(cè)量，電磁信號(hào)-尤其是微波信號(hào)-在朝向介質(zhì)表面的方向上輻射并且在反射之后作為所謂的回波信號(hào)被接收。作為發(fā)送裝置用于發(fā)送這些信號(hào)的天線通常還是接收裝置。為了對(duì)所接收信號(hào)進(jìn)行分析，大多數(shù)情況下確定數(shù)字包絡(luò)曲線，所述數(shù)字包絡(luò)曲線作為“天線至介質(zhì)表面”的距離的函數(shù)來(lái)表示回波信號(hào)振幅。于是由天線至容器底部的已知距離與通過(guò)所述測(cè)量確定的介質(zhì)表面至天線的距離之間的差得到填充水平。
[0004]在此，微波信號(hào)或者自由輻射，或者沿著線纜或者桿被引導(dǎo)。
[0005]為了確定填充水平，重要的是，天線和/或發(fā)送裝置相對(duì)于介質(zhì)表面如何定向。在大多數(shù)情況下，進(jìn)行發(fā)送或者發(fā)送/接收裝置在介質(zhì)上方的直立安裝。因此電磁信號(hào)通常垂直于介質(zhì)表面福射。
[0006]由于容器內(nèi)特殊的裝配情形或者例如由于存在作為干擾元件的裝配件，因而，有可能必須將天線傾斜地裝配。
[0007]對(duì)于這些情況，文獻(xiàn)DElO 2004 041 857 Al和WO 2012/089438 Al描述了對(duì)傾斜傳感器的使用，以便獲得天線相應(yīng)傾斜的角度。從三角函數(shù)關(guān)系出發(fā)于是得出天線與介質(zhì)表面之間的距離。
[0008]本發(fā)明的任務(wù)在于，說(shuō)明一種用于確定填充水平的方法和裝置，其具有高度精確性和可靠性。
[0009]其中解決了上文所推導(dǎo)出并且顯示出的任務(wù)的根據(jù)本發(fā)明的方法至少包括下列步驟:為了測(cè)量在一種實(shí)施方案中-示例性而非限制可實(shí)用性地還利用以其它方式設(shè)計(jì)的發(fā)送裝置-作為介電天線的發(fā)送裝置而輻射至少一個(gè)電磁信號(hào)。為了進(jìn)行該測(cè)量而接收至少一個(gè)電磁信號(hào)。在此，在一種實(shí)施方案中，接收裝置與發(fā)送裝置重合，使得總體得到發(fā)送/接收裝置。此外，至少確定發(fā)送裝置相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度一次。于是，至少根據(jù)所確定的傾斜度來(lái)確定至少一個(gè)用于確定填充水平的評(píng)估值。在一種實(shí)施方案中，在開(kāi)始進(jìn)行這些測(cè)量之前、即，在輻射電磁信號(hào)并且因而也在接收這種信號(hào)之前確定該傾斜度。
[0010]根據(jù)實(shí)施方案和/或根據(jù)應(yīng)用情況，該評(píng)估值允許關(guān)于所給出的測(cè)量情形、例如在安全性關(guān)鍵的問(wèn)題方面得出結(jié)論。在其他或補(bǔ)充的實(shí)施方案中，該評(píng)估值用于提高鑒于填充水平對(duì)所接收信號(hào)進(jìn)行分析的精確度。
[0011]因此，基于對(duì)傾斜度的至少一次測(cè)量，根據(jù)相應(yīng)的特殊問(wèn)題，獲得評(píng)估值形式的額外信息，其有助于改進(jìn)所述分析和/或所述測(cè)量情形。
[0012]在一種方法實(shí)施方案中規(guī)定:在所確定的傾斜度位于預(yù)先規(guī)定的傾斜度范圍之外的情況下，將評(píng)估值設(shè)置為故障狀態(tài)。在一種實(shí)施方案中，鑒于發(fā)送裝置傾斜度測(cè)量的精確度和/或鑒于發(fā)送裝置傾斜度調(diào)節(jié)的精確性的可能性由容差范圍得出傾斜范圍，允許為該傾斜度所確定的值位于所述傾斜范圍內(nèi)。
[0013]在另一實(shí)施方案中，對(duì)于傾斜度預(yù)先規(guī)定固定值來(lái)作為傾斜度范圍。在一種實(shí)施方案中，尤其是預(yù)先規(guī)定在發(fā)送裝置相對(duì)于介質(zhì)表面垂直定向時(shí)存在的值來(lái)作為傾斜度范圍。
[0014]如果所確定傾斜度位于該傾斜度范圍之外和/或所述傾斜度-必要時(shí)根據(jù)能預(yù)先規(guī)定的容差值(其必要時(shí)也能夠設(shè)置為等于O)-與能預(yù)先規(guī)定的值有偏差，則這導(dǎo)致故障狀態(tài)和/或借助于所確定的傾斜度來(lái)識(shí)別出存在發(fā)送裝置的錯(cuò)誤和/或不允許的取向形式的故障狀態(tài)。
[0015]在一種實(shí)施方案中，該故障狀態(tài)尤其導(dǎo)致對(duì)填充水平的測(cè)量被抑制和/或禁止。在補(bǔ)充的實(shí)施方案或者替換的實(shí)施方案中，進(jìn)行錯(cuò)誤信令-例如以故障符號(hào)的閃光形式或者以故障音(Fehlerton)或者故障音序列的形式。
[0016]在另一實(shí)施方案中規(guī)定如下方法步驟:至少根據(jù)所確定的傾斜度并且根據(jù)關(guān)于容器的數(shù)據(jù)來(lái)確定信號(hào)走向數(shù)據(jù)。
[0017]在此，在一種變型方案中，對(duì)信號(hào)走向數(shù)據(jù)的確定存在于根據(jù)所存放的公式或者基于所存放的算法進(jìn)行的計(jì)算中。除了關(guān)于容器的數(shù)據(jù)、尤其是涉及容器的幾何形狀、還有容器對(duì)于電磁信號(hào)的反射性能或吸收性能的數(shù)據(jù)之外，必要時(shí)還將另外的數(shù)據(jù)用于所述計(jì)笪
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[0018]所確定的信號(hào)走向數(shù)據(jù)描述了至少一個(gè)電磁信號(hào)在容器內(nèi)部空間中的傳播。因此，所述電磁信號(hào)的至少一個(gè)軌跡通過(guò)所述信號(hào)走向數(shù)據(jù)來(lái)描述。
[0019]基于所確定的信號(hào)走向數(shù)據(jù)以及關(guān)于容器的數(shù)據(jù)-尤其是根據(jù)關(guān)于容器中開(kāi)口(例如窗或者孔洞)的數(shù)據(jù)-來(lái)確定福射量度(Abstrahlungsmass)。該福射量度在此描述至少一個(gè)電磁信號(hào)在容器內(nèi)部空間之外傳播的分量。
[0020]因此,在一種實(shí)施方案中確定電磁信號(hào)如何在容器內(nèi)部空間內(nèi)部傳播。對(duì)信號(hào)在容器內(nèi)部空間中的反射進(jìn)行的分析也屬于此，其中必要時(shí)還要關(guān)注容器中的裝配件。利用容器的所存放數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)該信號(hào)走向數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整于是允許對(duì)輻射量度進(jìn)行確定，所述輻射量度描述了電磁信號(hào)的哪個(gè)分量在容器之外走向并且因而到達(dá)容器周圍的外界。如果例如電磁輻射輻射到容器壁上使得所反射的輻射擊中該壁中的窗上，則所反射的輻射離開(kāi)容器的內(nèi)部空間，這在福射量度方面減小。
[0021]在一種實(shí)施方案中，在確定信號(hào)走向數(shù)據(jù)時(shí)，除了所確定的傾斜度以及關(guān)于容器的數(shù)據(jù)之外，還求助于(rueckgegriffen)關(guān)于容器內(nèi)部空間中的至少一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)。關(guān)于所述至少一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)尤其是幾何形狀、位置且必要時(shí)還是鑒于與電磁信號(hào)的相互作用的材料特性。
[0022]在容器中的對(duì)象或者作為容器一部分的對(duì)象例如是攪拌器、裝填物、額外的測(cè)量裝置、開(kāi)口、窗、孔洞、爬鐵(Steigeisen)等等。
[0023]為了計(jì)算電磁信號(hào)在容器內(nèi)部空間中的走向，在該實(shí)施方案中，還考慮代表性(gegenstjindlich)元件或者間隙(有可能還關(guān)于邊緣處的效應(yīng)等)的影響，其本身能夠?qū)е路瓷浠蛘咝盘?hào)衰減。
[0024]在此，在一種實(shí)施方案中，為了確定信號(hào)走向數(shù)據(jù)而關(guān)注電磁信號(hào)在容器中的反射以及多次反射-即，尤其在其內(nèi)壁處或者在孔洞處等等-和/或在容器內(nèi)部空間中至少一個(gè)對(duì)象處。根據(jù)現(xiàn)有的計(jì)算能力，對(duì)信號(hào)走向數(shù)據(jù)的計(jì)算或多或少執(zhí)行起來(lái)都是昂貴和/或復(fù)雜的，以便得到關(guān)于電磁信號(hào)的軌跡的也或多或少精確和/或詳細(xì)的數(shù)據(jù)。
[0025]在一種實(shí)施方案中，尤其由所述信號(hào)走向數(shù)據(jù)來(lái)確定電磁信號(hào)的哪個(gè)分量在容器內(nèi)部空間之外走向和/或離開(kāi)內(nèi)部空間，而無(wú)論所述分量是通過(guò)直接的信號(hào)傳播還是由于反射引起的。尤其在安全性關(guān)鍵的應(yīng)用中，可能重要的是確保沒(méi)有信號(hào)離開(kāi)容器或者只有在能預(yù)先規(guī)定的邊界值之內(nèi)(bis zu)的信號(hào)離開(kāi)容器。
[0026]替換地或補(bǔ)充地，監(jiān)視發(fā)送裝置和/或發(fā)送和/接收裝置是否在首次投入運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤地-即，例如未輻射到內(nèi)部空間中或者未完全輻射到內(nèi)部空間中和/或未在介質(zhì)和/或其表面上直立地布置-安裝。
[0027]在此，在上述實(shí)施方案之一中，錯(cuò)誤的安裝尤其是發(fā)送裝置的取向未相對(duì)于介質(zhì)表面具有直立和/或垂直或者豎直的輻射。
[0028]如果關(guān)于發(fā)送裝置的正確取向的確定-如上文進(jìn)一步所述那樣-已經(jīng)借助于所確定的傾斜度獲得，則能夠尤其省卻先前所描述的對(duì)信號(hào)路徑的計(jì)算和確定。
[0029]在一種實(shí)施方案中，在輻射量度超出能預(yù)先規(guī)定的邊界值的情況下，識(shí)別出故障狀態(tài)。此外，在識(shí)別出故障狀態(tài)的情況下，觸發(fā)至少一個(gè)故障信令。
[0030]在一種實(shí)施方案中，用于故障狀態(tài)的邊界值在此具有值0，使得信號(hào)從內(nèi)部空間的每次離開(kāi)都識(shí)別為故障狀態(tài)。
[0031 ] 在一種實(shí)施方案中，邊界值根據(jù)信號(hào)走向數(shù)據(jù)的精確度以及所使用的計(jì)算精確度來(lái)預(yù)先規(guī)定。
[0032]在此，故障狀態(tài)-根據(jù)應(yīng)用-尤其還是如下情況:發(fā)送裝置未正確地相對(duì)于介質(zhì)布置、即，未相對(duì)于介質(zhì)直立地布置。
[0033]在一種實(shí)施方案中，故障信令存在于:對(duì)填充水平的確定被中斷和/或被拒絕。在一種實(shí)施方案中，根據(jù)雷達(dá)原理用于實(shí)施填充水平測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在存在故障的情況下、即信號(hào)離開(kāi)容器內(nèi)部空間的情況下拒絕其服務(wù)。因此，在該實(shí)施方案中，當(dāng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的天線的傾斜角、由關(guān)于容器以及必要時(shí)關(guān)于至少一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)、以及由這些計(jì)算得出電磁信號(hào)的至少一部分-要么直接要么由于至少一次反射引起-離開(kāi)內(nèi)部空間，不可能進(jìn)行測(cè)量。在此優(yōu)點(diǎn)在于，為此，對(duì)于電磁信號(hào)本身的測(cè)量不是必需的，而僅僅對(duì)傾斜度的測(cè)量是必需的。因此不能夠達(dá)到電磁信號(hào)離開(kāi)容器，這是因?yàn)檫@在填充水平測(cè)量之前就已經(jīng)被阻止。
[0034]在一種替換的或者補(bǔ)充的實(shí)施方案中，故障信令在于顯不故障信號(hào)。因此，尤其對(duì)于不關(guān)鍵的應(yīng)用，并非測(cè)量本身被阻止或者中斷，而是顯示存在故障。對(duì)故障信號(hào)的顯示例如對(duì)于在投入運(yùn)行時(shí)或者在安裝在測(cè)量地點(diǎn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的天線的取向是重要的。
[0035]在另一實(shí)施方案中，評(píng)估值遇到(erfaehren)另一含義-與上文所述對(duì)電磁信號(hào)在容器中的引導(dǎo)進(jìn)行的評(píng)估相反和/或用于對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充。
[0036]在能夠與先前實(shí)施方案組合或者單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)施方案中，在第一時(shí)間點(diǎn)以及在第二時(shí)間點(diǎn)確定發(fā)送裝置相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度。基于在第一時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度以及在第二時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度，來(lái)確定介質(zhì)表面相對(duì)于容器的定向。
[0037]如果容器運(yùn)動(dòng)或者例如傾轉(zhuǎn)，則因此介質(zhì)表面的位置也發(fā)生變化。在此，在一種實(shí)施方案中，假設(shè)發(fā)送裝置、即其天線的定向在此保持不變。為了對(duì)由于容器的運(yùn)動(dòng)而引起的、天線與介質(zhì)表面之間改變的設(shè)定做出反應(yīng)，推斷出在第二時(shí)間點(diǎn)的傾斜度由容器的傾斜度得出并且介質(zhì)跟隨著該運(yùn)動(dòng)。在此，該介質(zhì)尤其是能流動(dòng)的或者能傾注的并且不是剛性的。
[0038]基于這兩個(gè)所測(cè)量的傾斜度，于是推斷出介質(zhì)表面的定向，其方式是例如通過(guò)幾何關(guān)系來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的換算(Umrechnung)。因此，由這兩個(gè)傾斜角度換算出由于容器的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下介質(zhì)在兩個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)在容器的內(nèi)部空間中以不同方式來(lái)分布。
[0039]由于介質(zhì)表面尤其要用于反射電磁信號(hào)，所以首先確定、尤其是計(jì)算該表面的定向。
[0040]在一種實(shí)施方案中，至少根據(jù)在第二時(shí)間點(diǎn)以及在第一時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度、根據(jù)所確定的表面定向以及根據(jù)關(guān)于至少所述容器以及關(guān)于容器內(nèi)部空間中至少一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)來(lái)確定、尤其是計(jì)算上文所討論的信號(hào)走向數(shù)據(jù)。在此，尤其是考慮介質(zhì)表面相對(duì)于容器和/或相對(duì)于容器中至少一個(gè)對(duì)象的所改變定向?qū)θ萜髦须姶判盘?hào)走向的影響。
[0041]在一種實(shí)施方案中，對(duì)傾斜度的至少兩次測(cè)量用于如下目標(biāo):識(shí)別出發(fā)送裝置是否運(yùn)動(dòng)、例如是否傾轉(zhuǎn)。因而，在第一時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度與在第二時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度之間存在偏差的情況下，產(chǎn)生故障信號(hào)。如果因此例如容器不可能經(jīng)歷運(yùn)動(dòng)，則僅能夠?qū)l(fā)送裝置的傾斜度的改變歸因于發(fā)送裝置運(yùn)動(dòng)了，這在該實(shí)施方案中引起故障信號(hào)。
[0042]在另一實(shí)施方案中，發(fā)送裝置的傾斜度至少改變一次，使得進(jìn)行采用至少兩個(gè)不同傾斜度并且因而采用發(fā)送裝置的不同取向的測(cè)量。在每次設(shè)定發(fā)送裝置時(shí)，確定發(fā)送裝置的所設(shè)定傾斜度。采用發(fā)送裝置的不同傾斜度進(jìn)行的測(cè)量于是結(jié)合所確定的傾斜度綜合成為關(guān)于介質(zhì)和/或特別是關(guān)于介質(zhì)表面的總信息。通過(guò)發(fā)送裝置的傾斜度的改變，尤其是能夠掃描介質(zhì)表面。通過(guò)對(duì)傾斜度的確定，在此，能夠例如省卻用于設(shè)定發(fā)送裝置的傾斜度、即用于傾轉(zhuǎn)的高精確度驅(qū)動(dòng)。
[0043]如果在描述中引用發(fā)送裝置，則尤其還能夠是用于發(fā)送和接收電磁信號(hào)的發(fā)送/接收裝置。發(fā)送裝置和/或發(fā)送/接收裝置尤其是用于雷達(dá)信號(hào)的天線。
[0044]根據(jù)另一教導(dǎo)，本發(fā)明涉及用于根據(jù)雷達(dá)原理來(lái)確定介質(zhì)填充水平的裝置，所述裝置具有至少一個(gè)輻射至少一個(gè)電磁信號(hào)的發(fā)送裝置、至少一個(gè)用于確定發(fā)送裝置相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度的傾斜度傳感器以及至少一個(gè)用于確定所確定的發(fā)送裝置的傾斜度是否位于能預(yù)先規(guī)定的傾斜度范圍之內(nèi)的計(jì)算裝置。
[0045]根據(jù)該教導(dǎo)，該任務(wù)通過(guò)如下裝置來(lái)解決:所述裝置擁有發(fā)送裝置和傾斜度傳感器。在此，在一種實(shí)施方案中，傾斜度傳感器是該裝置的、用于確定填充水平的固定組成部分并且在一種替換的實(shí)施方案中僅暫時(shí)與本來(lái)的測(cè)量裝置連接和/或耦合。根據(jù)應(yīng)用情況，也能夠加入或者丟棄該傾斜度傳感器和/或其功能性。
[0046]該裝置的特征在于，通過(guò)傾斜度傳感器來(lái)確定發(fā)送裝置的定向并且計(jì)算裝置由所確定的傾斜度值來(lái)確定發(fā)送裝置的傾斜度是否位于能預(yù)先規(guī)定的-并且因而被定義為通過(guò)的-傾斜度范圍之內(nèi)。還確定:發(fā)送裝置的傾斜度是否位于所允許的范圍之內(nèi)。在此，在一種實(shí)施方案中，計(jì)算裝置是該裝置的集成組成部分并且在一種替換實(shí)施方案中暫時(shí)與所述裝置連接并且必要時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)連接-例如現(xiàn)場(chǎng)總線-與該裝置耦合。
[0047]在一種實(shí)施方案中，該傾斜度傳感器和/或計(jì)算裝置能夠暫時(shí)與該裝置連接。該實(shí)施方案例如對(duì)于如下情況是有利的:在投入運(yùn)行時(shí)要控制所述裝置相對(duì)于測(cè)量環(huán)境的安裝。通過(guò)該實(shí)施方案，在沒(méi)有本來(lái)和/或固定安裝的傾斜度傳感器的情況下也能夠?qū)y(cè)量裝置擴(kuò)展到根據(jù)本發(fā)明的裝置。
[0048]在此，所述裝置還允許實(shí)現(xiàn)上述方法步驟。在此，該計(jì)算裝置補(bǔ)充性地執(zhí)行以上步驟或者替換性地執(zhí)行以上方法步驟。
[0049]在一種實(shí)施方案中，如此設(shè)計(jì)計(jì)算裝置，使得所述計(jì)算裝置在所確定的發(fā)送裝置的傾斜度位于傾斜度范圍之外的情況下顯示故障狀態(tài)。
[0050]在關(guān)于方法的上述實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了用于對(duì)故障狀態(tài)進(jìn)行顯示和/或發(fā)信令的示例。
[0051]在一種實(shí)施方案中，尤其是該計(jì)算裝置中斷和/或禁止所述裝置用于確定填充水平的測(cè)量運(yùn)行。替換地或補(bǔ)充地，該計(jì)算裝置請(qǐng)求確認(rèn)碼，以便盡管發(fā)送裝置的取向錯(cuò)誤仍然允許進(jìn)行所述測(cè)量。在一種實(shí)施方案中，計(jì)算裝置以可視方式在顯示單元和/或顯示器上顯示該故障狀態(tài)。替換地或補(bǔ)充地，以聲音方式、例如以Ping的形式輸出故障信號(hào)。
[0052]然而，為了得到最佳的安全性，額外地和/或替換地，在發(fā)送裝置的傾斜度位于所允許范圍之外的情況下中斷和/或禁止該測(cè)量。
[0053]在以下的實(shí)施方案中，能預(yù)先規(guī)定的傾斜度范圍主要限于一個(gè)值和/或一個(gè)傾斜角度。在一種實(shí)施方案中，限于一個(gè)傾斜角度與由傾斜度傳感器的測(cè)量精確度和/或由發(fā)送裝置取向的精確度得出的容差寬度的類型相關(guān)聯(lián)。因而，在后一個(gè)實(shí)施方案中檢查所確定的傾斜度在相應(yīng)確定的和/或預(yù)先規(guī)定的容差范圍內(nèi)是否與預(yù)先規(guī)定的傾斜度值一致。
[0054]因而，在一種實(shí)施方案中規(guī)定:所述傾斜度范圍相應(yīng)于發(fā)送裝置的電磁信號(hào)的朝著介質(zhì)表面的方向基本上直立的福射和/或所述發(fā)送裝置相對(duì)于介質(zhì)表面基本上直立的取向。即，在該實(shí)施方案中，該傾斜度范圍寧愿成為一個(gè)傾斜度值，在補(bǔ)充的實(shí)施方案中，所述的容差范圍位于所述傾斜度值周圍。
[0055]按照規(guī)范ETSI EN 302 729 “Electromagnetic compatibility and Rad1spectrum Matters (ERM); Short Range Devices (SRD); Level Probing Radar (LRP)equipment operating in the frequency ranges 6 GHz to 8, 5 GHz, 24.05 GHz to 26, 5GHz, 57 GHz to 64 GHz, 75 GHz to 85 GHz, ”要求發(fā)送裝置在介質(zhì)上方的直立取向，以便避免由于傾轉(zhuǎn)、即未正確定向的天線而在自由空間測(cè)量時(shí)引起不希望的輻射效應(yīng)。
[0056]因而，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，通過(guò)傾斜度傳感器來(lái)確定該發(fā)送裝置的傾斜度并且尤其在不同的時(shí)間點(diǎn)對(duì)傾斜度進(jìn)行的測(cè)量方面結(jié)合上面的實(shí)施方案在一個(gè)實(shí)施方案中甚至持續(xù)地監(jiān)視發(fā)送裝置的傾斜度。在取向有錯(cuò)誤的情況下，根據(jù)一種實(shí)施方案的測(cè)量裝置尤其被關(guān)閉。
[0057]因而，根據(jù)本發(fā)明的裝置允許如下安全性:僅在發(fā)送裝置的取向符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測(cè)量才是可能的。
[0058]所討論的根據(jù)本發(fā)明的裝置的特殊性和實(shí)施方案也允許相應(yīng)地應(yīng)用于上文所描述的根據(jù)本發(fā)明的方法和/或在那里實(shí)施。
[0059]詳細(xì)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在存在多種可能性來(lái)設(shè)計(jì)以及擴(kuò)展根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置。為此，一方面參考在權(quán)利要求1和8之后的專利權(quán)利要求，另一方面參考下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述。在附圖中，
圖1示出所述方法和所述裝置的第一應(yīng)用情形的示意圖，
圖2示出第二應(yīng)用情形在第一時(shí)間點(diǎn)的示意圖，
圖3示出圖2的第二應(yīng)用情形在第二時(shí)間點(diǎn)。
[0060]在圖1中示意性示出了如下應(yīng)用情形:其中介質(zhì)I的填充水平要通過(guò)在容器4的內(nèi)部空間3中在其表面2處對(duì)雷達(dá)信號(hào)的反射來(lái)確定。
[0061]為了進(jìn)行填充水平測(cè)量而使用測(cè)量設(shè)備5，所述測(cè)量設(shè)備5具有用于電磁信號(hào)的喇叭式天線形式的發(fā)送/接收裝置6。
[0062]為了確定發(fā)送/接收裝置6相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度，在此設(shè)置傾斜度傳感器7，所述傾斜度傳感器7根據(jù)實(shí)施方案僅暫時(shí)與測(cè)量設(shè)備5連接或者持續(xù)地與測(cè)量設(shè)備5連接。此處，提供持久的連接，使得傾斜度傳感器7尤其也與測(cè)量設(shè)備5中的計(jì)算裝置8相聯(lián)系。
[0063]傾斜度傳感器7確定發(fā)送/接收裝置6的傾斜度并且因而允許計(jì)算裝置8確定由發(fā)送/接收裝置6輻射的電磁信號(hào)在容器4的內(nèi)部空間3內(nèi)部的走向的信號(hào)走向數(shù)據(jù)。為此在計(jì)算裝置8中存放關(guān)于容器4的數(shù)據(jù)以及在此尤其還有關(guān)于對(duì)象9以及關(guān)于作為容器4的一部分的窗10的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在此涉及幾何形狀和/或地點(diǎn)/位置和/或在與電磁信號(hào)的相互作用方面的材料性質(zhì)。
[0064]基于所確定的信號(hào)走向數(shù)據(jù)，例如得出:由于對(duì)象9處的反射引起的電磁信號(hào)至少部分地穿過(guò)窗10外出(在此通過(guò)信號(hào)的示意性圖示來(lái)表明)。因而，還得出大于O的輻射量度。這意味著，電磁信號(hào)未完全留在內(nèi)部空間3內(nèi)，而是離開(kāi)容器4。
[0065]因而，在所示實(shí)施方案中規(guī)定:測(cè)量設(shè)備5拒絕對(duì)填充水平的測(cè)量并且尤其是不發(fā)射電磁信號(hào)。因而，在第一次填充水平測(cè)量之前就已能夠避免雷達(dá)信號(hào)離開(kāi)內(nèi)部空間3。
[0066]作為根據(jù)本發(fā)明方法的一部分所確定的評(píng)估值在所示出的情形下描述容器4相對(duì)于電磁信號(hào)的隔離并且因而允許阻止進(jìn)行導(dǎo)致這種信號(hào)也到達(dá)外部空間的測(cè)量。因而，在安全性關(guān)鍵的應(yīng)用中，該評(píng)估值用于測(cè)量的安全性和/或容器4周圍區(qū)段的安全性。
[0067]發(fā)送裝置6未直立地布置在介質(zhì)I的表面2上方。因而，如果該測(cè)量裝置設(shè)計(jì)為使得計(jì)算裝置8對(duì)于如下方面監(jiān)視發(fā)送裝置6的傾斜度:該傾斜度只位于預(yù)先規(guī)定的范圍之內(nèi)和/或尤其是只相應(yīng)于直立的取向，則該計(jì)算裝置8在所示出的取向下優(yōu)選引起填充水平測(cè)量的禁止。
[0068]在圖2和3中示出了在不同的第二時(shí)間點(diǎn)的另一測(cè)量情形。
[0069]圖2的容器4位于船舶11中，所述船舶由船塢13內(nèi)部的水12包圍。船舶11中容器4的介質(zhì)I的表面2在船舶11處于直立位置時(shí)具有相對(duì)于容器4的第一定向并且在此尤其是基本上平行于容器4的底部。
[0070]在容器4中存在三個(gè)對(duì)象9作為裝配件。其中有兩個(gè)對(duì)象作為上升輔助件(Steighilfen)被固定在容器壁上并且另一對(duì)象9在線纜上伸入容器4的內(nèi)部空間3中。
[0071]傾斜度傳感器7在所示出的第一時(shí)間點(diǎn)確定發(fā)送/接收裝置6相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度。在此例如如在圖1的示例中那樣，借助該傾斜角以及關(guān)于容器4和/或?qū)ο?的數(shù)據(jù)首先確定信號(hào)走向數(shù)據(jù)以及輻射量度。
[0072]在圖3中說(shuō)明對(duì)于所示應(yīng)用而言重要的評(píng)估值。
[0073]在圖3中，船舶11存在于遠(yuǎn)海上并且由于波浪而容易傾斜。
[0074]由于重力的作用，固定地安裝在船舶11中的容器4內(nèi)的介質(zhì)I也跟隨船舶11的傾轉(zhuǎn)。為了在該狀態(tài)下也借助于在介質(zhì)I的表面2處反射的電磁信號(hào)正確地確定介質(zhì)I的填充水平，通過(guò)傾斜度傳感器7在所示出的第二時(shí)間點(diǎn)重新測(cè)量發(fā)送/接收裝置6的傾斜度。
[0075]由于發(fā)送/接收裝置6本身固定地布置，即發(fā)送/接收裝置6相對(duì)于容器4的定向不改變，所以在第二時(shí)間點(diǎn)測(cè)量的傾斜角度產(chǎn)生于容器4和/或船舶11相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾轉(zhuǎn)。
[0076]因而，第二傾斜角度能夠用于確定并且尤其是計(jì)算介質(zhì)I的表面2相對(duì)于容器4的定向。在該計(jì)算時(shí)，同樣動(dòng)用關(guān)于容器4以及必要時(shí)關(guān)于對(duì)象9的所存放數(shù)據(jù)和/或已知數(shù)據(jù)。
[0077]由于通過(guò)容器4的傾斜也能夠改變對(duì)象9在容器4的內(nèi)部空間3中的位置(參見(jiàn)在線纜上的對(duì)象9)，所以在這些條件下、即在第二時(shí)間點(diǎn)也可能需要重新計(jì)算信號(hào)走向數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于根據(jù)雷達(dá)原理來(lái)確定介質(zhì)(I)的填充水平的方法，其中為了確定填充水平而由發(fā)送裝置(6)輻射至少一個(gè)電磁信號(hào)并且至少一個(gè)電磁信號(hào)被接收，其中，至少確定所述發(fā)送裝置(6)相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度一次并且其中至少根據(jù)所確定的傾斜度來(lái)確定至少一個(gè)用于確定填充水平的評(píng)估值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所確定的傾斜度位于能預(yù)先規(guī)定的傾斜度范圍之外的情況下，將所述評(píng)估值設(shè)置為故障狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少根據(jù)所確定的傾斜度并且根據(jù)關(guān)于所述容器(4)的數(shù)據(jù)來(lái)確定信號(hào)走向數(shù)據(jù)，其中所述信號(hào)走向數(shù)據(jù)描述所述至少一個(gè)電磁信號(hào)在所述容器(4)的內(nèi)部空間(3)中的傳播，并且基于所述信號(hào)走向數(shù)據(jù)以及關(guān)于所述容器(4)的數(shù)據(jù)-尤其是根據(jù)關(guān)于所述容器(4)中開(kāi)口(10)的數(shù)據(jù)-來(lái)確定輻射量度，其中所述福射量度描述所述至少一個(gè)電磁信號(hào)在所述容器(4)的內(nèi)部空間(3)之外傳播的分量。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，在所述輻射量度超出能預(yù)先規(guī)定的邊界值的情況下，識(shí)別出故障狀態(tài)，并且在識(shí)別出所述故障狀態(tài)的情況下，觸發(fā)至少一個(gè)故障信令。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述故障信令存在于:對(duì)填充水平的確定被中斷和/或被拒絕。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一時(shí)間點(diǎn)確定所述發(fā)送裝置(6)相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度，在第二時(shí)間點(diǎn)確定所述發(fā)送裝置(6)相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度，并且根據(jù)在第一時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度以及在第二時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度，來(lái)確定所述介質(zhì)(I)的表面(2)相對(duì)于所述容器(4)的定向。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在第一時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度與在第二時(shí)間點(diǎn)所確定的傾斜度之間存在偏差的情況下，產(chǎn)生故障信號(hào)。
8.一種用于根據(jù)雷達(dá)原理來(lái)確定介質(zhì)(I)的填充水平的裝置，所述裝置具有至少一個(gè)輻射至少一個(gè)電磁信號(hào)的發(fā)送裝置(6)、至少一個(gè)用于確定所述發(fā)送裝置(6)相對(duì)于地球萬(wàn)有引力場(chǎng)的傾斜度的傾斜度傳感器(7)以及至少一個(gè)用于確定所確定的所述發(fā)送裝置(6 )的傾斜度是否位于能預(yù)先規(guī)定的傾斜度范圍之內(nèi)的計(jì)算裝置(8 )。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置(8)在所確定的所述發(fā)送裝置(6)的傾斜度位于所述傾斜度范圍之外的情況下顯示故障狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述傾斜度范圍相應(yīng)于所述發(fā)送裝置(6)的電磁信號(hào)的朝著所述介質(zhì)(I)的表面(2)的方向基本上直立的福射和/或所述發(fā)送裝置(6 )相對(duì)于所述介質(zhì)(I)的表面(2 )基本上直立的取向。
【文檔編號(hào)】G01F23/284GK104422495SQ201410450457
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】A.比爾吉克, M.格丁 申請(qǐng)人:克洛納測(cè)量技術(shù)有限公司