JPH09119977A - 液体の充填レベル測定方法 - Google Patents
液体の充填レベル測定方法Info
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- JPH09119977A JPH09119977A JP8224160A JP22416096A JPH09119977A JP H09119977 A JPH09119977 A JP H09119977A JP 8224160 A JP8224160 A JP 8224160A JP 22416096 A JP22416096 A JP 22416096A JP H09119977 A JPH09119977 A JP H09119977A
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- frequency sweep
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- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
- G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーダ周波数を決定する電圧制御形発振器
と、該電圧制御形発振器を制御する電圧源とを用いる、
レーダ原理に従った容器内の液体の充填レベル測定方法
であって、電圧源の相応の制御によってレーダ周波数を
ＦＭＣＷ法に従って変調する形式の方法を、充填レベル
に対する測定精度が高められるように改良することであ
る。 【解決手段】 電圧制御形発振器の周波数を周波数掃引
の期間に少なくとも規則的に測定しかつ該周波数掃引の
期間の非線形の周波数経過を前記電圧源の相応の制御に
よって補正する。
と、該電圧制御形発振器を制御する電圧源とを用いる、
レーダ原理に従った容器内の液体の充填レベル測定方法
であって、電圧源の相応の制御によってレーダ周波数を
ＦＭＣＷ法に従って変調する形式の方法を、充填レベル
に対する測定精度が高められるように改良することであ
る。 【解決手段】 電圧制御形発振器の周波数を周波数掃引
の期間に少なくとも規則的に測定しかつ該周波数掃引の
期間の非線形の周波数経過を前記電圧源の相応の制御に
よって補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ周波数を決
定する電圧制御形発振器と、この電圧制御形発振器を制
御する電圧源とを用いて、レーダ原理に従って容器内の
液体の充填レベルを測定するための方法であって、この
電圧源の相応の制御によってレーダ周波数をＦＭＣＷ方
式によって変調する、容器内の液体の充填レベルを測定
するための方法に関する。
定する電圧制御形発振器と、この電圧制御形発振器を制
御する電圧源とを用いて、レーダ原理に従って容器内の
液体の充填レベルを測定するための方法であって、この
電圧源の相応の制御によってレーダ周波数をＦＭＣＷ方
式によって変調する、容器内の液体の充填レベルを測定
するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の出発点となる公知の方法は、従
来技術では多数の変形例の形で公知である。これらの公
知の方法の基本的な問題点は、ＦＭＣＷ方式によって設
けられる周波数掃引の期間中に実際の周波数経過が所定
の周波数経過から偏差してしまう点である。このような
周波数掃引の間の非線形周波数経過は、容器内の液体の
充填レベルの測定の不精確さの原因になる。
来技術では多数の変形例の形で公知である。これらの公
知の方法の基本的な問題点は、ＦＭＣＷ方式によって設
けられる周波数掃引の期間中に実際の周波数経過が所定
の周波数経過から偏差してしまう点である。このような
周波数掃引の間の非線形周波数経過は、容器内の液体の
充填レベルの測定の不精確さの原因になる。
【０００３】上述の問題点を解決するために、従来技術
では、さまざまな手段が公知である。異なる充填レベル
における周波数掃引の間の非線形周波数経過は、充填レ
ベルの測定結果における異なるエラーの原因となりうる
ので、基準反射器ないしは（レーダ波の基準反射の存在
を保証する）固定された基準ケーブルは、方法の測定精
度に対する上述の影響を除去するためには十分ではな
い。ミリメートル領域、少なくともセンチメートル領域
における所望の測定精度を保証するためには、容器の高
さより上の位置に多数の基準反射器を配置することが必
要である。しかし、このような処置は、装置としても方
法としても比較的高いコストを必要とする。上述の問題
を解決するための従来技術で公知のもう一つの手段は、
電圧制御形発振器を制御するために、デジタル/アナロ
グ変換器を電圧源として使用することである。このデジ
タル/アナログ変換器は、公知の方法においては、この
デジタル/アナログ変換器から送出された電圧経過によ
って電圧制御形発振器の非線形性が補償されるように、
マイクロプロセッサによって制御される。このマイクロ
プロセッサを用いるデジタル/アナログ変換器による電
圧制御形発振器の制御の基礎は、公知の方法において
は、電圧制御形発振器の電圧/周波数経過である。この
電圧/周波数経過は、静的条件においては、つまりある
時間にわたって電圧が印加される場合には、それぞれ送
出される周波数から決定される。しかし、この公知の手
段によっても、充填レベルに対する工業的利用に必要な
測定精度は到達されない。
では、さまざまな手段が公知である。異なる充填レベル
における周波数掃引の間の非線形周波数経過は、充填レ
ベルの測定結果における異なるエラーの原因となりうる
ので、基準反射器ないしは（レーダ波の基準反射の存在
を保証する）固定された基準ケーブルは、方法の測定精
度に対する上述の影響を除去するためには十分ではな
い。ミリメートル領域、少なくともセンチメートル領域
における所望の測定精度を保証するためには、容器の高
さより上の位置に多数の基準反射器を配置することが必
要である。しかし、このような処置は、装置としても方
法としても比較的高いコストを必要とする。上述の問題
を解決するための従来技術で公知のもう一つの手段は、
電圧制御形発振器を制御するために、デジタル/アナロ
グ変換器を電圧源として使用することである。このデジ
タル/アナログ変換器は、公知の方法においては、この
デジタル/アナログ変換器から送出された電圧経過によ
って電圧制御形発振器の非線形性が補償されるように、
マイクロプロセッサによって制御される。このマイクロ
プロセッサを用いるデジタル/アナログ変換器による電
圧制御形発振器の制御の基礎は、公知の方法において
は、電圧制御形発振器の電圧/周波数経過である。この
電圧/周波数経過は、静的条件においては、つまりある
時間にわたって電圧が印加される場合には、それぞれ送
出される周波数から決定される。しかし、この公知の手
段によっても、充填レベルに対する工業的利用に必要な
測定精度は到達されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、容器内の液体の充填レベル測定のための公知の方法
を、レーダ原理に従って、充填レベルに対する測定精度
が明瞭に向上するように構成することである。
は、容器内の液体の充填レベル測定のための公知の方法
を、レーダ原理に従って、充填レベルに対する測定精度
が明瞭に向上するように構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の課題は次
のことによって解決される。すなわち、電圧制御形発振
器の周波数を少なくとも周波数掃引の間に規則的に測定
し、この周波数掃引の期間の非線形周波数経過を、電圧
源の相応の制御によって補正することによって解決され
る。
のことによって解決される。すなわち、電圧制御形発振
器の周波数を少なくとも周波数掃引の間に規則的に測定
し、この周波数掃引の期間の非線形周波数経過を、電圧
源の相応の制御によって補正することによって解決され
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の方法の構成によって、周
波数掃引の間の周波数経過は、いずれの場合でも最適な
線形性を有するように保証される。この線形性は、温度
又はその他の環境条件によっても、老朽化プロセスによ
っても影響を受けない。というのも、静的な条件下での
み測定される、電圧制御形発振器の電圧/周波数経過に
基づく補正に基礎を置く公知の方法とは対照的に、この
線形性は、絶えず検査され補正されるからである。本発
明の手段によって、ミリメートル領域ないしはセンチメ
ートル領域という工業的な領域に必要な測定精度が問題
なく達成される、ということが保証される。これに加え
て、事情によっては、各ｎ番目の周波数掃引における周
波数経過を規則的に測定するだけで、補正のには十分で
ある。
波数掃引の間の周波数経過は、いずれの場合でも最適な
線形性を有するように保証される。この線形性は、温度
又はその他の環境条件によっても、老朽化プロセスによ
っても影響を受けない。というのも、静的な条件下での
み測定される、電圧制御形発振器の電圧/周波数経過に
基づく補正に基礎を置く公知の方法とは対照的に、この
線形性は、絶えず検査され補正されるからである。本発
明の手段によって、ミリメートル領域ないしはセンチメ
ートル領域という工業的な領域に必要な測定精度が問題
なく達成される、ということが保証される。これに加え
て、事情によっては、各ｎ番目の周波数掃引における周
波数経過を規則的に測定するだけで、補正のには十分で
ある。
【０００７】本発明のように、実際の周波数掃引の測定
された周波数にもとづいて周波数掃引の周波数経過の補
正が行われるならば、この手段によって、周波数掃引の
間の周波数経過の線形性に対するごく短期間の影響の補
正すら保証される。
された周波数にもとづいて周波数掃引の周波数経過の補
正が行われるならば、この手段によって、周波数掃引の
間の周波数経過の線形性に対するごく短期間の影響の補
正すら保証される。
【０００８】電圧制御形発振器の周波数に関する測定結
果の処理速度が有限であるために、実際の周波数経過の
所定の線形周波数経過からの偏差の検出と補正との間に
は、無駄時間が存在する。それゆえ、周波数掃引の持続
時間を大きくすることは有利である。この結果、周波数
の時間的変化を減少させ、補正を改善することができる
のである。このことは、次のことによって保証される。
すなわち、インターバルをおいた周波数掃引の持続時間
が、逆に充填レベルの時間的変化に比例して選択される
こと、によって保証される。充填レベルの時間的変化が
考慮されなければならない。というのも、充填レベルの
同時的変化の際の周波数掃引の持続時間のあまりにもは
なはだしい延長は、充填レベルの正確な検出を不可能に
してしまう。従って、充填レベルが比較的迅速に上昇ま
たは下降するならば、十分な測定精度を保証するため
に、周波数掃引の持続時間を小さくしなければならな
い。同時に、この場合、実際の周波数掃引の測定された
周波数に基づく周波数経過の補正は、先に説明した無駄
時間のせいで損なわれる。所定のインターバルによっ
て、周波数掃引の持続時間が所定の有意味な限界を越え
たり、所定の有意味な限界を下回ったりすることがない
ように保証される。
果の処理速度が有限であるために、実際の周波数経過の
所定の線形周波数経過からの偏差の検出と補正との間に
は、無駄時間が存在する。それゆえ、周波数掃引の持続
時間を大きくすることは有利である。この結果、周波数
の時間的変化を減少させ、補正を改善することができる
のである。このことは、次のことによって保証される。
すなわち、インターバルをおいた周波数掃引の持続時間
が、逆に充填レベルの時間的変化に比例して選択される
こと、によって保証される。充填レベルの時間的変化が
考慮されなければならない。というのも、充填レベルの
同時的変化の際の周波数掃引の持続時間のあまりにもは
なはだしい延長は、充填レベルの正確な検出を不可能に
してしまう。従って、充填レベルが比較的迅速に上昇ま
たは下降するならば、十分な測定精度を保証するため
に、周波数掃引の持続時間を小さくしなければならな
い。同時に、この場合、実際の周波数掃引の測定された
周波数に基づく周波数経過の補正は、先に説明した無駄
時間のせいで損なわれる。所定のインターバルによっ
て、周波数掃引の持続時間が所定の有意味な限界を越え
たり、所定の有意味な限界を下回ったりすることがない
ように保証される。
【０００９】従って、充填レベルの大きな時間的変化が
ある場合には、例えば迅速な充填の場合には、容器内の
液体の充填レベルに対する測定精度は一段と損なわれる
ので、充填レベルの大きな時間的変化がある場合には、
この変化を表示するステータス信号が送出されると有効
である。従って、工業的プロセスにおいて容器内の液体
の充填レベルを本発明の方法によって観察する中央制御
ユニットは、目下充填レベルに対する測定精度が相対的
に低いという情報を受け取る。これを、この中央制御ユ
ニットは、例えば先のステータス信号が加えられた時に
受信された測定値をこの後の計算のために使用しない、
と評価することができる。
ある場合には、例えば迅速な充填の場合には、容器内の
液体の充填レベルに対する測定精度は一段と損なわれる
ので、充填レベルの大きな時間的変化がある場合には、
この変化を表示するステータス信号が送出されると有効
である。従って、工業的プロセスにおいて容器内の液体
の充填レベルを本発明の方法によって観察する中央制御
ユニットは、目下充填レベルに対する測定精度が相対的
に低いという情報を受け取る。これを、この中央制御ユ
ニットは、例えば先のステータス信号が加えられた時に
受信された測定値をこの後の計算のために使用しない、
と評価することができる。
【００１０】実際の周波数掃引の測定された周波数に基
づく周波数掃引の周波数経過の直接の補正のもう一つの
方法は、周波数経過の測定された周波数に基づく周波数
掃引の周波数経過の補正又は先行する周波数掃引の複数
の平均周波数に基づく周波数掃引の周波数経過の補正が
行われることである。この本発明のもう一つの方法で
は、なるほど周波数掃引の間の周波数経過の線形性に対
するごく短時間の影響は考慮されない。しかし、これに
反して、中期間から長期間の影響は非常に効果的に補正
される。この本発明のもう一つの方法によって、周波数
掃引に対する非常に短い持続時間が可能になる。という
のも、周波数に対する測定値の処理によって発生する無
駄時間は、通常２つの相前後する周波数掃引の間の時間
インターバルより短いからである。従って、この場合周
波数掃引の持続時間を充填レベルの時間的変化に依存し
て選択する必然性はない。
づく周波数掃引の周波数経過の直接の補正のもう一つの
方法は、周波数経過の測定された周波数に基づく周波数
掃引の周波数経過の補正又は先行する周波数掃引の複数
の平均周波数に基づく周波数掃引の周波数経過の補正が
行われることである。この本発明のもう一つの方法で
は、なるほど周波数掃引の間の周波数経過の線形性に対
するごく短時間の影響は考慮されない。しかし、これに
反して、中期間から長期間の影響は非常に効果的に補正
される。この本発明のもう一つの方法によって、周波数
掃引に対する非常に短い持続時間が可能になる。という
のも、周波数に対する測定値の処理によって発生する無
駄時間は、通常２つの相前後する周波数掃引の間の時間
インターバルより短いからである。従って、この場合周
波数掃引の持続時間を充填レベルの時間的変化に依存し
て選択する必然性はない。
【００１１】周波数掃引期間の周波数経過の非線形性に
対する短時間の影響を出来るだけ低減するために、周波
数掃引の持続時間をおよび周波数掃引間の時間間隔を一
定に保持すると有利である。これにより、関与する電気
および電子構成要素の作動に対する条件が安定化し、そ
の結果少なくともこれらの電気および電子構成要素から
は、周波数掃引期間の周波数経過の線形性に影響を及ぼ
す短時間の影響は生じない。
対する短時間の影響を出来るだけ低減するために、周波
数掃引の持続時間をおよび周波数掃引間の時間間隔を一
定に保持すると有利である。これにより、関与する電気
および電子構成要素の作動に対する条件が安定化し、そ
の結果少なくともこれらの電気および電子構成要素から
は、周波数掃引期間の周波数経過の線形性に影響を及ぼ
す短時間の影響は生じない。
【００１２】周波数掃引の周波数経過の補正を、その時
点の周波数掃引の測定された周波数および先行する周波
数掃引の或る周波数経過または複数の平均化された周波
数経過の測定された周波数に基づいて行うことによって
上述の択一的選択例を組み合わせることで、評価アルゴ
リズムは複雑になるが、実質的に、本発明のこれまで説
明した２つの択一的な実施例の利点が上手く組み合わさ
れる。
点の周波数掃引の測定された周波数および先行する周波
数掃引の或る周波数経過または複数の平均化された周波
数経過の測定された周波数に基づいて行うことによって
上述の択一的選択例を組み合わせることで、評価アルゴ
リズムは複雑になるが、実質的に、本発明のこれまで説
明した２つの択一的な実施例の利点が上手く組み合わさ
れる。
【００１３】本発明の方法のここまで説明した実施例は
全体的に有利にも、周波数掃引の周波数経過を補正する
ために調整アルゴリズムが使用されるように改良され
る。それぞれの場合においてどんな調整アルゴリズムを
使用することができるかは、例えば速度および精度に関
する調整アルゴリズムの公知の特性から決まってくる。
全体的に有利にも、周波数掃引の周波数経過を補正する
ために調整アルゴリズムが使用されるように改良され
る。それぞれの場合においてどんな調整アルゴリズムを
使用することができるかは、例えば速度および精度に関
する調整アルゴリズムの公知の特性から決まってくる。
【００１４】レーダ領域における周波数はしばしば非常
に高いので、電圧制御形発振器の周波数を測定の前に混
合器においてダウンコンバートするかまたは分周器にお
いて分周すると有利である。この手段によって、電圧制
御形発振器の周波数経過が低い周波数を有する信号に基
づいてあまり煩雑でない電子装置を用いて測定可能であ
ることが保証される。この手段は通例、レーダ周波数が
電圧制御形発振器の周波数から周波数逓倍器を介して漸
く導出される場合には不要である。
に高いので、電圧制御形発振器の周波数を測定の前に混
合器においてダウンコンバートするかまたは分周器にお
いて分周すると有利である。この手段によって、電圧制
御形発振器の周波数経過が低い周波数を有する信号に基
づいてあまり煩雑でない電子装置を用いて測定可能であ
ることが保証される。この手段は通例、レーダ周波数が
電圧制御形発振器の周波数から周波数逓倍器を介して漸
く導出される場合には不要である。
【００１５】更に有利には、周波数掃引期間の前記発振
器の周波数の周波数偏移を測定された周波数に基づいて
調整することによって、電圧制御形発振器の周波数の測
定を利用することができる。この手段によっても、容器
内の液体の充填レベルに対する測定精度が一層高められ
る。
器の周波数の周波数偏移を測定された周波数に基づいて
調整することによって、電圧制御形発振器の周波数の測
定を利用することができる。この手段によっても、容器
内の液体の充填レベルに対する測定精度が一層高められ
る。
【００１６】詳しくは、レーダ原理に従った容器内の液
体の充填レベルを測定するための本発明の方法を具体化
しかつ改良する多数の可能性がある。これに対して、一
方においては、先に説明した請求項１の従属請求項、他
方において図面との関連における有利な実施例の以下の
説明が参考になる。
体の充填レベルを測定するための本発明の方法を具体化
しかつ改良する多数の可能性がある。これに対して、一
方においては、先に説明した請求項１の従属請求項、他
方において図面との関連における有利な実施例の以下の
説明が参考になる。
【００１７】
【実施例】図１には、容器３内の液体２の充填レベルを
測定するためのレーダ方式による本発明の方法を実現す
る装置１の実施例が示されている。装置１は制御ユニッ
ト４と、液体２の表面方向へ投射されないしは液体表面
から反射するレーダ波のための送／受信アンテナ５を有
している。さらに図１には、容器３の入口６および出口
７が示されている。また図１には、容器３の出口７に設
けられた実例としての可制御バルブ８が略示されてい
る。
測定するためのレーダ方式による本発明の方法を実現す
る装置１の実施例が示されている。装置１は制御ユニッ
ト４と、液体２の表面方向へ投射されないしは液体表面
から反射するレーダ波のための送／受信アンテナ５を有
している。さらに図１には、容器３の入口６および出口
７が示されている。また図１には、容器３の出口７に設
けられた実例としての可制御バルブ８が略示されてい
る。
【００１８】図２には図１と同様、入口６と出口７の設
けられた容器３およびこの容器内に存在する液体２が示
されている。さらにこの図には本発明による方法を実現
するための装置１が、機能上必要とされるそれらの構成
部分に分けられて示されている。図２に詳細に示されて
いる制御ユニット４はマイクロプロセッサ９を有してお
り、これはディジタル／アナログ変換器１０を介して電
圧制御形発振器１１を制御する。この電圧制御形発振器
１１は、ＦＭＣＷ方式により変調された高周波信号を発
生し、この信号は送／受信アンテナ５へ入力結合されて
容器３へ投射される。さらにこの信号は液体２の表面か
ら反射し送／受信アンテナ５により再び受信され、方向
性結合器１２を介して混合器１３へ供給される。この混
合器１３は、結合素子１４を介して出力結合された変調
された高周波信号を用いることで中間周波数を発生し、
この中間周波数はレーダ信号の伝播時間を求めるため制
御装置４により評価される。この評価自体は周知の者で
あり、ここで詳細には説明しない。
けられた容器３およびこの容器内に存在する液体２が示
されている。さらにこの図には本発明による方法を実現
するための装置１が、機能上必要とされるそれらの構成
部分に分けられて示されている。図２に詳細に示されて
いる制御ユニット４はマイクロプロセッサ９を有してお
り、これはディジタル／アナログ変換器１０を介して電
圧制御形発振器１１を制御する。この電圧制御形発振器
１１は、ＦＭＣＷ方式により変調された高周波信号を発
生し、この信号は送／受信アンテナ５へ入力結合されて
容器３へ投射される。さらにこの信号は液体２の表面か
ら反射し送／受信アンテナ５により再び受信され、方向
性結合器１２を介して混合器１３へ供給される。この混
合器１３は、結合素子１４を介して出力結合された変調
された高周波信号を用いることで中間周波数を発生し、
この中間周波数はレーダ信号の伝播時間を求めるため制
御装置４により評価される。この評価自体は周知の者で
あり、ここで詳細には説明しない。
【００１９】電圧制御形発振器１１の出力側における変
調された高周波信号は、周波数経過特性を測定するため
図示の実施例ではまずはじめ分周器１５へ導かれる。図
２に示されている分周器１５に対する代案として、第２
の混合器を用いることもできる。この場合、この第２の
混合器を用いて、電圧制御形発振器１１の出力側におけ
る変調された高周波信号がたとえば誘電体共振発振器の
高周波信号と、変調において高周波信号と一致する著し
く低い周波数の周波数信号が混合器の出力側に生じるよ
うに混合される。
調された高周波信号は、周波数経過特性を測定するため
図示の実施例ではまずはじめ分周器１５へ導かれる。図
２に示されている分周器１５に対する代案として、第２
の混合器を用いることもできる。この場合、この第２の
混合器を用いて、電圧制御形発振器１１の出力側におけ
る変調された高周波信号がたとえば誘電体共振発振器の
高周波信号と、変調において高周波信号と一致する著し
く低い周波数の周波数信号が混合器の出力側に生じるよ
うに混合される。
【００２０】図２に示されている実施例の場合、低い周
波数に分周された変調された高周波信号は計数器１６へ
供給され、この計数器は周波数信号の周期を計数する。
計数器１６の計数状態は、マイクロプロセッサ９および
ゲート１８と共働する基準発振器１７によりコントロー
ルされるインターバルで、ゲート１８により制御される
ラッチ１９を介してデュアルポートＲＡＭ２０へ読み込
まれて記憶される。デュアルポートＲＡＭ２０への記憶
と並行して、同時に計数状態をマイクロプロセッサ９に
よりデュアルポートＲＡＭ２０から読み出すことがで
き、このことにより周波数掃引の周波数経過特性の補正
を目下の周波数掃引の測定された周波数に基づき行える
ようになる。周波数掃引中の非線形の周波数特性の補正
は、図示の実施例では次のようにして行われる。すなわ
ち、周波数の測定結果に基づきマイクロプロセッサ９が
ディジタル／アナログ変換器１０つまりは電圧制御形発
振器１１を、周波数掃引の線形の周波数特性が得られる
よう制御することにより行われる。
波数に分周された変調された高周波信号は計数器１６へ
供給され、この計数器は周波数信号の周期を計数する。
計数器１６の計数状態は、マイクロプロセッサ９および
ゲート１８と共働する基準発振器１７によりコントロー
ルされるインターバルで、ゲート１８により制御される
ラッチ１９を介してデュアルポートＲＡＭ２０へ読み込
まれて記憶される。デュアルポートＲＡＭ２０への記憶
と並行して、同時に計数状態をマイクロプロセッサ９に
よりデュアルポートＲＡＭ２０から読み出すことがで
き、このことにより周波数掃引の周波数経過特性の補正
を目下の周波数掃引の測定された周波数に基づき行える
ようになる。周波数掃引中の非線形の周波数特性の補正
は、図示の実施例では次のようにして行われる。すなわ
ち、周波数の測定結果に基づきマイクロプロセッサ９が
ディジタル／アナログ変換器１０つまりは電圧制御形発
振器１１を、周波数掃引の線形の周波数特性が得られる
よう制御することにより行われる。
【００２１】図３のａ）には理想的な状態に関して、左
端には電圧制御形発振器の電圧／周波数ダイアグラムが
示されており、中央には被制御電圧源の電圧／時間ダイ
アグラムが、さらに右端には結果として生じる周波数掃
引の周波数／時間ダイアグラムが示されている。入力電
圧に依存する電圧制御形発振器における周波数のこのよ
うな理想的な経過特性の場合、電圧源の出力電圧におい
てもやはり理想的な経過特性であれば、結果として生じ
る周波数掃引を補正する必要はない。
端には電圧制御形発振器の電圧／周波数ダイアグラムが
示されており、中央には被制御電圧源の電圧／時間ダイ
アグラムが、さらに右端には結果として生じる周波数掃
引の周波数／時間ダイアグラムが示されている。入力電
圧に依存する電圧制御形発振器における周波数のこのよ
うな理想的な経過特性の場合、電圧源の出力電圧におい
てもやはり理想的な経過特性であれば、結果として生じ
る周波数掃引を補正する必要はない。
【００２２】図３のｂ）には、やはり左端に電圧制御形
発振器における電圧／周波数経過特性の現実的な事例が
示されており、これは著しく強く非線形になっている。
この場合、この種の電圧制御形発振器が、図３のｂ）の
中央に示されている被制御電圧源の線形の電圧／時間経
過特性にしたがって制御されると、その結果として、図
３のｂ）の右端に示されている周波数掃引中の非線形の
周波数特性が現れ、これは測定精度の低下を伴う。
発振器における電圧／周波数経過特性の現実的な事例が
示されており、これは著しく強く非線形になっている。
この場合、この種の電圧制御形発振器が、図３のｂ）の
中央に示されている被制御電圧源の線形の電圧／時間経
過特性にしたがって制御されると、その結果として、図
３のｂ）の右端に示されている周波数掃引中の非線形の
周波数特性が現れ、これは測定精度の低下を伴う。
【００２３】そして図３のｃ）にはその左端に、やはり
実際の電圧制御形発振器における電圧／周波数特性の著
しく強く非線形の経過特性が示されている。図３のｃ）
の中央には、本発明による方法にしたがって制御された
電圧源の電圧／時間特性がどのようなものであるかが示
されており、このような特性の結果、図３のｃ）の右端
に示されている周波数掃引中の所望の線形の周波数経過
特性が得られる。
実際の電圧制御形発振器における電圧／周波数特性の著
しく強く非線形の経過特性が示されている。図３のｃ）
の中央には、本発明による方法にしたがって制御された
電圧源の電圧／時間特性がどのようなものであるかが示
されており、このような特性の結果、図３のｃ）の右端
に示されている周波数掃引中の所望の線形の周波数経過
特性が得られる。
【００２４】最後に付言しておくと、図２に示した主と
してディジタルコンポーネントを用いた本発明による方
法の実現形態はたしかに有利であるが、必ずしもこのよ
うにする必要はない。また、電圧制御形発振器の変調さ
れた高周波信号の分周も、今日では常に高まりつつある
速度要求を構成素子が満たすならば、周波数しだいでは
すでに現在でももはや不要であるし、あるいは近い将来
には不要になる。
してディジタルコンポーネントを用いた本発明による方
法の実現形態はたしかに有利であるが、必ずしもこのよ
うにする必要はない。また、電圧制御形発振器の変調さ
れた高周波信号の分周も、今日では常に高まりつつある
速度要求を構成素子が満たすならば、周波数しだいでは
すでに現在でももはや不要であるし、あるいは近い将来
には不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実現するための容器内に配
置された装置の実施例を示す図である。
置された装置の実施例を示す図である。
【図２】本発明による方法を実現するための容器内に配
置された装置の実施例を機能上必要な構成部分に分けて
示す図である。
置された装置の実施例を機能上必要な構成部分に分けて
示す図である。
【図３】電圧制御形発振器の電圧／周波数ダイアグラ
ム、被制御電圧源の電圧／時間ダイアグラムおよび周波
数送金の周波数／時間ダイアグラムである。
ム、被制御電圧源の電圧／時間ダイアグラムおよび周波
数送金の周波数／時間ダイアグラムである。
３ 容器 ４ 制御装置 ５ 送／受信アンテナ ９ マイクロプロセッサ １０ アナログ／ディジタル変換器 １１ 電圧制御形発振器 １２ 方向性結合器 １３ 混合器 １４ 結合素子 １５ 分周器 １６ 計数器 １９ ラッチ ２０ ＲＡＭ
Claims (10)
- 【請求項１】 レーダ周波数を決定する電圧制御形発振
器と、該電圧制御形発振器を制御する電圧源とを用い
て、レーダ原理に従って容器内の液体の充填レベルを測
定するための方法であって、前記電圧源の相応の制御に
よってレーダ周波数をＦＭＣＷ法に従って変調する形式
の方法において、前記電圧制御形発振器の周波数を周波
数掃引の期間に規則的に測定しかつ該周波数掃引の期間
の非線形の周波数経過を前記電圧源の相応の制御によっ
て補正することを特徴とする液体の充填レベル測定方
法。 - 【請求項２】 周波数掃引の周波数経過の補正を、その
時点の周波数掃引の測定された周波数に基づいて行う請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 周波数掃引の持続時間を、間隔をおい
て、充填レベルの時間的な変化に反比例して選択する請
求項２記載の方法。 - 【請求項４】 充填レベルの時間的な変化が大きかった
場合に、該変化を指示するステータス信号を出力する請
求項２または３記載の方法。 - 【請求項５】 周波数掃引の周波数経過の補正を、先行
する周波数掃引の或る周波数経過または複数の平均化さ
れた周波数経過の測定された周波数に基づいて行う請求
項１記載の方法。 - 【請求項６】 周波数掃引の持続時間および周波数掃引
間の時間間隔を一定に保持する請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 周波数掃引の周波数経過の補正を、その
時点の周波数掃引の測定された周波数および先行する周
波数掃引の或る周波数経過または複数の平均化された周
波数経過の測定された周波数に基づいて行う請求項１記
載の方法。 - 【請求項８】 周波数掃引の周波数経過の補正のため
に、調整アルゴリズムを使用する請求項１から７までの
いずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 前記電圧制御形発振器の周波数を測定の
前に混合器においてダウンコンバートするかまたは分周
器において分周する請求項１から８までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項１０】 周波数掃引期間の前記発振器の周波数
の周波数偏移を、測定された周波数に基づいて調整する
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19531540A DE19531540C2 (de) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit |
| DE19531540.5 | 1995-08-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119977A true JPH09119977A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=7770537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8224160A Pending JPH09119977A (ja) | 1995-08-25 | 1996-08-26 | 液体の充填レベル測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5799534A (ja) |
| EP (1) | EP0762090A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09119977A (ja) |
| DE (1) | DE19531540C2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100707524B1 (ko) * | 1998-11-11 | 2007-04-12 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 고주파 전압 제어 오실레이터의 비선형적 특성을 검출하고수정하는 방법 |
| JP2013171052A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Krohne Messtechnik Gmbh | Ｆｍｃｗレーダ装置として動作する充填レベル測定装置を監視および動作させる方法ならびにｆｍｃｗレーダ装置として動作する充填レベル測定装置 |
| JP2013253936A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Musashino Kiki Kk | 液位測定装置およびそのｖｃｏキャリブレイション方法 |
| JP2014507083A (ja) * | 2010-12-21 | 2014-03-20 | エンドレス ウント ハウザー ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | ホモダインｆｍｃｗ−レーダ・デバイス用ダイプレクサ |
| JP2014092417A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Musashino Kiki Kk | 液位測定装置 |
| WO2015072426A1 (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | ムサシノ機器株式会社 | レーダー装置 |
| WO2016132520A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 三菱電機株式会社 | Ｆｍ－ｃｗレーダおよびｆｍ－ｃｗ信号の生成方法 |
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| DE19942379A1 (de) * | 1999-09-04 | 2001-03-08 | Mannesmann Vdo Ag | Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter |
| CA2402379A1 (en) | 2000-02-17 | 2001-08-23 | Paul Hendershott | Bulk materials management apparatus and method |
| DE10018552A1 (de) | 2000-04-14 | 2001-10-18 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Erfassung und Korrektur von Nichtlinearitäten in einem Mikrowellenradarsystem |
| US6672155B2 (en) * | 2000-10-14 | 2004-01-06 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Apparatus for determining the filling level of a filling material in a container |
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| DE10139242A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-06 | Grieshaber Vega Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Befüllvorgangs |
| AU2004213825B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-07-30 | Adept Science & Technologies, Llc | Ultrasonic liquid level monitor |
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| US9395229B2 (en) | 2014-03-05 | 2016-07-19 | Rosemount Tank Radar Ab | Low power radar level gauge system with integrated microwave circuit |
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| EP3401652B1 (de) * | 2017-05-09 | 2020-08-12 | VEGA Grieshaber KG | Radarfüllstandmessgerät mit einem phasenregelkreis |
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| FR2496274A1 (fr) * | 1980-12-12 | 1982-06-18 | Trt Telecom Radio Electr | Procede de mesure de distance par radar a onde entretenue modulee en frequence, appareil pour la mise en oeuvre du procede et application a la determination precise du niveau de liquide dans un reservoir |
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1995
- 1995-08-25 DE DE19531540A patent/DE19531540C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-08-26 US US08/703,225 patent/US5799534A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-26 EP EP96113663A patent/EP0762090A1/de not_active Withdrawn
- 1996-08-26 JP JP8224160A patent/JPH09119977A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
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| DE19531540C2 (de) | 1999-05-27 |
| EP0762090A1 (de) | 1997-03-12 |
| US5799534A (en) | 1998-09-01 |
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