CN103261854B - 在料位测量时的介质特性的确定 - Google Patents

Abstract

为了计算在容器中的料位，检测描述沿两个不同的测量路段的两个反射情况的回波曲线。相应的测量信号在其到填料表面的或分界层表面的路程上经过不同的电气距离。从两个回波曲线中能够计算表示特性的特性值，所述特性值反映叠加介质的物理特性。然后，由此能够以提高的精度确定料位。

Description

在料位测量时的介质特性的确定

技术领域

本发明涉及在测量所有种类的料位时的介质特性的确定。尤其，本发明涉及一种根据渡越时间法工作的料位测量装置、一种料位测量设备、用于料位测量的一种应用以及一种方法。

背景技术

在根据FMCW(调频连续波)或脉冲-渡越时间法工作的料位传感器中，电磁波或声波沿着朝填料表面的方向发射。随后，传感器记录由填料、容器设备和容器自身反射的回波信号，并且由此推导相应的料位。

例如下述传感器可以属于根据渡越时间法工作的料位传感器，所述传感器利用超声波、雷达、制导雷达、FMCW雷达、脉冲雷达、CW(连续波)雷达或激光器确定到填料表面的间距。此外，所有发射波的并且再接收和评估所述波由填料表面反射的部分的传感器可以定义为根据渡越时间法工作的料位传感器。

在声波或光波的使用中，由料位测量仪器产生的信号通常自由地沿朝待测量的填料表面的方向传播。在将雷达波用于测量填料表面的仪器中，不仅考虑沿着朝待测量的介质的方向的自由的传播，而且也考虑在将雷达波从料位测量仪器引至介质的波导管内部中的传播。在根据制导微波的原理的仪器中，将高频信号沿波导引向介质。

在待测量的介质的表面上，到达的信号的一部分被反射，并且在相应的渡越时间之后返回料位测量仪器。未反射的信号部分进入到介质中，并且根据介质的物理特性在所述介质中继续沿着朝容器底部的方向传播。在容器底上反射所述信号，并且在经过介质和叠加的气体环境之后再次返回料位测量仪器。

料位测量仪器接收在不同部位上反射的信号，并且从中根据已知的方法确定到填料的距离。

到填料的所确定的距离被向外提供。该提供能够以模拟的形式(4mA至20mA接口)或也能够以数字的形式(现场总线)实现。

雷达料位传感器的原理结构在PeterDevine著的书：FüllstandmessungmitRadarLeitfadenfürdieProzessindustrie(用于制造工业的借助雷达的料位测量手册)(ISBN3-00-008216-6)详细地示出。

在此确定了，基于雷达料位传感器的料位测量结果通常是不精确的。

DE102006019191A1、WO2010/071564A1和WO2006/013200A1描述用于应提高精度的料位测量的方法。

发明内容

本发明的目的是提出用于料位测量的一种替选的方法和一种替选的装置。

提出一种根据渡越时间方法工作的料位测量装置，其中所述料位测量装置根据渡越时间方法工作并且应用电磁波，所述装置具有：用于检测第一回波曲线和第二回波曲线的回波曲线检测装置；其中所述第一回波曲线描述沿第一测量路段的反射情况，第一测量信号沿所述第一测量路段朝填料表面或分界层表面运动；其中所述第二回波曲线描述沿第二测量路段的反射情况，第二测量信号沿所述第二测量路段朝填料表面或分界层表面运动；其中两个所述测量信号需要到所述填料表面或分界层表面的不同的渡越时间；其中所述第一测量信号是电磁信号；所述料位测量装置还具有：用于评估所述第一回波曲线和所述第二回波曲线的评估装置，以便由此计算用于位于所述填料表面或分界层表面之上的叠加介质的至少一个特性值；其中所述至少一个特性值选自磁导率和介电常数，其中所述回波曲线检测装置具有用于传导两个所述测量信号的单独的同轴波导；其中所述第一测量信号沿所述同轴波导的外表面引导；以及其中所述第二测量信号在所述同轴波导的内部中引导，其中所述同轴波导的内部至少部分地用电介质填充，因此所述第二测量信号沿所述第二测量路段的渡越时间比所述第一测量信号沿所述第一测量路段的渡越时间更长；提出一种料位测量设备，其用于测量在容器中的料位，具有根据本发明的料位测量装置；以及用于容纳填料的容器，所述填料的料位由所述料位测量装置确定；根据本发明还提出用于料位测量的一种应用，其应用根据本发明的料位测量装置以用于确定在所述填料表面或分界层表面之上的叠加介质的介电常数和磁导率的乘积和提出一种方法。从本文得到本发明的改进方案。

根据本发明的第一方面，提出一种根据渡越时间方法工作的具有回波曲线检测装置和评估装置的料位测量装置。回波曲线检测装置用于检测第一回波曲线和至少一个第二回波曲线。在此，第一回波曲线是沿第一测量路段的反射情况，由料位测量装置产生的第一测量信号沿着所述第一测量路段朝填料表面和/或分界层表面传播或运动。第二回波曲线描述沿第二测量路段的反射情况，由料位测量装置产生的第二测量信号沿所述第二测量路段朝填料表面和/或分界层表面运动。

在此，两个测量信号需要不同的渡越时间，以便达到填料表面，因为所述测量信号在其到填料表面的路段上经过不同的电气距离。所述不同的电气距离例如从两个测量信号在其沿相应的测量路段的路程上的部分不同的传播速度或不同物理路段中得出。

评估装置构成为用于评估第一和第二回波曲线，以便由此计算用于位于填料表面和/或分界层表面之上的叠加介质的至少一个特性值。

这种叠加介质例如是更轻的第二液体，是蒸汽或气体或气体混合物。

根据本发明的一个实施形式，第一测量路段和第二测量路段具有不同的(物理)长度。这能够通过设有彼此错位地以不同高度设置在容器中的两个天线的方式实现。这也能够通过将两个测量信号在距填料表面和/或分界层表面的不同长度的路程上引导进而在叠加介质中经过不同长度的路程的方式实现。

根据本发明的另一实施形式，回波曲线检测装置具有用于产生第一回波曲线的第一料位探针和用于产生第二回波曲线的第二料位探针。

也可能的是设有用于产生两个回波曲线的唯一的料位探针，但是然后所述两个回波曲线在距填料表面的不同的路程上被引导(和引回)。

根据本发明的另一实施形式，至少一个特性值选自叠加介质的磁导率、介电常数、压力、温度和饱和度。

根据本发明的另一实施形式，回波曲线检测装置还具有第一波导和第二波导。第一测量路段沿第一波导延伸，并且第二测量路段沿具有不同于第一波导的物理长度的第二波导延伸。

根据本发明的另一实施形式，评估装置构成用于计算填料表面和/或分界层表面之上的叠加介质的介电常数和磁导率的乘积，以便然后借助于所述结果确定填料表面的位置或分界层的位置。

根据本发明的另一实施形式，回波曲线检测装置具有第一波导和第二波导。第一测量路段沿第一波导延伸，并且第二测量路段沿具有与第一波导相同的物理长度的第二波导延伸。

根据本发明的另一实施形式，第二波导具有电介质，因此沿第二测量路段的第二测量信号的渡越时间延长(与尽管具有相同的长度但是不具有电介质的相应的波导相比)。

以这种方式，尽管所述信号到填料所经过的物理距离相同，然而两个信号能够具有不同的渡越时间。

根据本发明的另一实施形式，回波曲线检测装置具有用于传导两个测量信号的单独的同轴波导，其中将第一测量信号沿同轴波导的外表面引导，并且其中第二测量信号在同轴波导的内部引导。

根据本发明的另一实施形式，当第二测量信号沿第二测量路段的渡越时间比第一测量信号沿第一测量路段的渡越时间更长时，同轴波导的内部至少部分地用电介质填充。

根据本发明的另一实施形式，第一和/或第二测量信号是电磁信号或声学信号。

因此，作为料位测量能够考虑料位雷达或超声波仪器或根据制导微波的原理工作的仪器。

根据本发明的另一方面，提出一种用于测量在容器中的料位的料位测量设备，所述料位测量设备具有上下文中描述的料位测量装置以及用于容纳填料的容器，所述容器的料位由料位测量装置确定。

料位测量装置例如至少部分地位于容器的内部中。

根据本发明的另一方面，提出上下文中描述的料位测量装置的应用，以用于确定在填料表面和/或分界层表面之上的叠加介质的介电常数和磁导率的乘积。

根据本发明的另一方面，提出一种用于料位测量的方法，其中检测第一回波曲线和至少一个第二回波曲线并且评估所述两个回波曲线，以便由此计算用于位于填料表面和/或分界层表面之上的叠加介质的至少一个特性值。所述方法例如能够借助于上下文中描述的料位测量装置实施。

在这里需要指出的是，下文中例如关于料位测量装置描述的特征也能够作为方法中的方法步骤来实施，并且反之亦然。

附图说明

图1示出用于料位测量的设备。

图2示出回波信号的评估。

图3示出在蒸汽压力气体环境中用于测量的设备。

图4示出在蒸汽压力气体环境中回波信号的评估。

图5示出具有补偿回波的设备。

图6示出根据本发明的一个实施例的料位测量设备。

图7示出根据本发明的另一实施例的料位测量设备。

图8示出根据本发明的另一实施例的料位测量设备。

图9示出根据本发明的另一实施例的料位测量设备。

图10示出根据本发明的另一实施例的料位测量设备。

图11示出根据本发明的另一实施例的料位测量设备。

图12示出根据本发明的另一实施例的料位测量设备。

图13示出用于根据本发明的其它实施例的料位测量装置的评估装置。

图14示出根据本发明的一个实施例的方法的流程图。

具体实施方式

如果在下面的附图描述中在不同的附图中使用相同的附图标记，那么所述相同的附图标记表示相同的或类似的元件。但是，相同的或类似的元件也能够通过不同的附图标记表示。

对于所有方法共同的是，用于测量的信号在从料位测量仪器到填料表面和/或分界层表面的路程上在正常情况下位于随后应称作叠加介质的另一介质的影响范围中。

叠加介质是一种介质或不同介质的混合物，所述介质或所述混合物位于料位测量仪器(例如料位测量仪器的天线)的测量信号的发射部位和待测量的介质的表面之间或位于料位测量仪器(例如料位测量仪器的天线)的测量信号的发射部位和构成在两种液体之间的分界层表面之间。通常，叠加介质通过液体或气态气体环境示出。

在大多数应用情况下，待测量的介质之上存在空气。因为电磁波在空气中的传播仅不明显地区别于在真空中的传播，通常不需要特别地校正从填料、容器设备和容器自身穿过空气反射回到料位测量仪器的信号，以便实现足够的测量精度。

但是，在化学工业的生产容器中，还能够出现所有种类的化学气体和气体混合物作为叠加介质。与所述气体或气体混合物的物理特性相关地，电磁波的传播特性相对于在真空或空气中的传播发生改变。

此外，外部影响能够作用到叠加介质上。对此的实例是同样引起电磁波的传播特性改变的改变的温度和压力。

此外，叠加介质也能够通过液体或雾层，即通过其中分布有最小的液体颗粒的饱和的气体环境来表示。根据预先确定的表现形式，电磁波的传播特性再次改变。

如果不充分地考虑叠加介质对于在料位测量仪器中的用于测量的信号的传播特性的影响，那么得出造成不满意的测量结果的明显的测量误差。

下面的实施方案关注于借助于电磁波进行的料位测量的极其重要的区域。在此需要指出的是，在使用声波时也存在叠加介质对于波的传播特性的显著影响。同样，声波的传播受不同的介质、温度、压力或雾的影响。为了确定叠加介质的引起传播特性改变的特性，本发明的随后示出的实施例可以从使用电磁波的情况转移到使用声波的情况。

叠加介质对于用于料位测量的信号的传播特性影响的补偿可以用不同方式进行。

图1示出用于料位测量的设备。容器100用液体106填充至d_B-d_L的填充高度。在液体107上方的空间首先用空气填充。

随后可以限定，位于由料位测量仪器(101)用于测量的信号的发射部位和待测量的表面105之间的介质能够称为叠加介质。因此，叠加介质例如是位于料位测量仪器的测量信号源和待测量的表面之间的并且被发射信号和/或接收信号经过的一种或多种介质。基本上，这例如能够是容器气体环境。在当前情况下，在容器中的液体覆盖有作为叠加介质的空气。

料位测量仪器101借助于高频单元102产生电磁脉冲103，并且所述电磁脉冲耦合输入到波导104上，紧接着所述脉冲近似以光速朝待测量的填料表面105的方向沿着波导传播。

在本示例中，波导构成为棒形的形式。但是，显然能够使用所有在文献中描述的波导，即尤其双导线或多导线或同轴导体。

填料表面105反射所到达的信号能的一部分，紧接着，被反射的信号部分沿波导104再次传送回料位测量仪器101。未被反射的信号部分进入到液体106中，并且以强烈降低的速度沿波导104在所述液体中传送。电磁波103在液体106之内的速度c_介质通过液体106的材料特性确定：

其中c₀表示在真空中的光速，ε_R表示液体的介电常数以及μ_R表示液体的磁导率。在波导104的下端部108上，剩余的信号部分同样被反射，并且在相应的渡越时间之后再返回料位测量仪器101。在料位测量仪器中，借助于高频单元102对到达的信号进行处理，并且优选转换到较低频的中频范围中。借助于模数转换单元109将由高频单元102提供的模拟的回波曲线数字化，并且提供给评估单元110。评估单元110分析数字化的回波曲线，基于包含在其中的回波根据已知的方法确定由在填料表面105上的反射产生的回波。此外，评估单元确定直至所述回波的精确距离。此外，校正到回波的精确距离，使得补偿叠加介质107对于电磁波的传播的影响。这样算出的、到填料113的补偿的距离被提供给输出单元111，所述输出单元继续根据使用者的预设值对被确定的值进行处理，例如通过线性化、偏移校正、换算成填充高度d_B-d_L的方式进行。被处理的测量值在外部的通信接口112上向外提供。在此，能够使用所有被创建的接口，尤其4mA至20mA电流接口，例如是HART、Profibus、FF的工业现场总线，或但是也能够使用例如是RS232、RS485、USB(通用串行总线)、以太网、火线的计算机接口。

图2再次详细地说明在回波信号处理范围中能够应用在评估单元110中以用于补偿不同介质的影响的重要步骤。

曲线201首先示出由模数转换单元109在一段时间检测的回波曲线204。首先，回波曲线包含发射脉冲215。短时间之后，在时间点t₀检测通过将高频信号耦合输入到波导104上引起的第一反射206。另一反射207来自于填料表面105，并且在时间点t_L被检测。最后，由波导104的下端部108产生的回波208在时间点t_B被检测。

在第一处理步骤中，与时间相关的曲线201被转换为与距离相关的曲线202。在所述转换期间认为，被检测的曲线仅通过在真空中的传播形成。图示201的纵坐标通过与在真空中的光速相乘换算为距离轴线。此外，通过计算偏移实现，由高频信号的耦合输入而引起的回波206获得0m的距离值。

第二图示202示出作为电气距离D的函数的回波曲线。电气距离相应于在真空中电磁波在特定时间内经过的距离。电气距离丝毫不考虑介质的可能造成电磁波的较缓慢传播的影响。因此，曲线202是未补偿的、但是与位置相关的回波曲线。

在本专利申请中，电气距离总是用大写字母D表示，相反地，能够直接在容器上复测的物理距离用小写字母d表示。

此外，能够完全地补偿回波曲线205。第三图示203示出完全补偿的回波曲线206。为了实现回波通过物理距离的表示，在当前情况下必须考虑叠加介质107在位置0和D_L之间的区域中(曲线202)的影响。必须将横坐标的电气距离数据在0和D_L之间根据下述关系换算为物理距离数据：

$d_i=\frac{D_i}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_L\·{\mathrm{\μ}}_L}}$

因为ε_L和μ_L非常近似地相应于数值1，在本实例中对于这部分不必进行校正。然而，在D_L和D_B之间的横坐标的电气距离数据必须根据下述关系换算为物理距离数据：

$d_i=d_L+\frac{(D_i-D_L)}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_M\·{\mathrm{\μ}}_M}}$

最后，第三图示203示出已校正的曲线。到填料表面的回波209的距离和由波导104的下端部108产生的回波208、210的距离也与能在容器100上复测的距离113、114相一致。

在这里需要指出的是，在信号处理的范围中，在仪器中能够对所有回波执行转换成曲线202，即确定不同回波的电气距离。通常，不执行将回波曲线转换成补偿的回波曲线，因为各个料位值的校正是足够的。

对于图1中的应用情况，由于用于空气的介电常数和磁导率的数值是预先已知的，在实际应用中，在传感器和填料表面之间的距离方面不出现问题。

与之相反地，图3示出两个需要校正的应用。容器301示出饱和蒸汽应用的情况。位于容器中的液体303能够经由加热器304加热，并且开始蒸发。同时，能够经由压力产生装置305在运行阶段期间改变在容器中的压力。由于物理定律，在传感器的运行阶段期间，根据所述边界条件改变用于叠加气体环境306的介电常数和磁导率的数值。此外，在将化学气体或气体混合物307用作叠加气体环境的容器302中可以进行测量。通常，在此情况下，用于叠加气体环境的介电常数和磁导率的数值也不是已知的。

图4示出部分补偿的回波曲线401，如根据具有不同于空气的叠加气体环境的应用301、302能够由传感器检测所述回波曲线。尽管评估单元110能够求得直至填料的电气距离D_L，然而所述距离的校正进而相关联的物理距离d_L403的计算在不了解叠加气体环境的材料特性的情况下是不可能的。

尽管如此，为了能够自动地校正叠加气体环境的材料特性，考虑由使用者手动地输入材料特性的特性值。除了不太舒适的启动以外，当在运行期间叠加气体环境的材料特性改变时，这种方法总能够引起问题。压力和温度也能够借助于单独的传感器检测，以便由此确定改变的材料特性。然而，这造成相关于待使用的仪器的要求的提高。

因此，在料位测量的范围中，如在图5中示出的设备是可能的。所述设备构造为，使得以预先已知的物理距离d_s施加限定的杂质部位502。根据由传感器检测的回波曲线503能够确定相关联的回波504的电气距离D_S。因此，能够根据

${\mathrm{\ϵ}}_L\·{\mathrm{\μ}}_L={\left(\frac{D_S}{d_S}\right)}^2$

连续地确定叠加气体环境的材料特性的乘积。填料回波505的所求得的电气距离D_L到相关联的物理距离d_L的换算能够容易地借助于上文中求得的特性值来进行。

在实际应用中，能够由于使用一个或多个参考回波而造成问题。一方面，信号能在参考回波上的大部分已经能够被反射，进而不再提供对本来的料位回波进行测量。另一方面，存在的问题是，在参考回波与填料重合的情况下不能够或仅能够更加困难地测量材料特性。此外，通过参考回波和填料回波的叠加能够明显使料位的测量的精度变差。

此外，下述方法是可能的：所述方法不通过人为引入的反射部位502实现参考回波测量的之前描述的原理实现，而是作为参考回波评估波导506的端部的反射507。在实践中所述方法可能会由于下述而失败，由于介质508的极其良好的反射特性使由传感器产生的信号能的仅极其小的部分完全到达至波导506的端部上，从而使得产生的回波的振幅小至不再能够根据所接收的回波曲线503评估所述回波。

图6示出根据本发明的一个实施例的装置。所述装置具有第一波导601以及通过相应的几何造型在其物理长度方面不同于第一波导的第二波导602。显然，在这里能够使用已知的波导的所有实施形式，即尤其为双导线或多导线或同轴导体。

现在，料位测量仪器同时地或时间上相继地执行两个单独的测量A和B。借助于波导601执行的测量A的反射由料位测量仪器检测，并且以数字化的回波曲线604的形式在评估单元110中继续被分析。根据已知的方法，评估单元110(见图1)尤其确定到待测量的介质的表面的电气距离D_LA。此外，将借助于波导602执行的测量B的反射由料位测量仪器检测，并且以另一数字化的回波曲线605的形式在评估单元110中继续被分析。根据已知的方法，评估单元110再确定到待测量的介质的表面的电气距离D_LB。叠加气体环境606的材料特性的乘积能够基于所述值和两个波导之间的出厂时已知的长度差别Δ1如下求得：

${\mathrm{\ϵ}}_L\·{\mathrm{\μ}}_L={\left(\frac{D_{LB}-D_{LA}}{\mathrm{\Δ}l}\right)}^2$

随后，根据已知的方法，基于求得的材料特性，例如在评估单元(110)中确定到填料表面的物理间距。

图7示出根据本发明的另一实施例的装置。所述装置具有第一波导701以及具有相同的几何长度的第二波导702，但是通过结构上的措施构成为，使得由高频单元102产生的信号与在第一波导701中类似的测量中相比需要用于经过到填料表面105的路段的更长的时间段。在本实施例中，将两个同轴导体用作波导，其中第二同轴导体702在上部区域中用已知的电介质703填充之前限定的长度。同轴导体具有沿其纵向伸展有规律地设置的、至容器腔705的开口，以便实现使介质进入到波导中。显然，在这里能够使用已知的波导的所有实施形式，即尤其双导线或多导线或单导线。

现在，根据本发明的料位测量仪器同时地或时间上相继地执行两个单独的测量A和B。借助于波导701执行的测量A的反射由料位测量仪器检测，并且以数字化的回波曲线706的形式在评估单元110中继续分析。根据已知的方法，评估单元110尤其确定到待测量的介质的表面的电气距离D_LA。此外，借助于波导702执行的测量B的反射由料位测量仪器检测，并且以另一数字化的回波曲线707的形式在评估单元110(见图1)中分析。根据已知的方法，评估单元110确定到待测量的介质的表面的电气距离D_LB。叠加气体环境708的材料特性的乘积能够基于所述值、电介质703的出厂时已知的介电常数ε_D和电介质的出厂时已知的长度d_D如下求得：

根据已知的方法，基于求得的材料特性随后确定到填料表面的物理间距。

图8示出根据本发明的另一实施例的装置。所述变型形式将单独的探针用于测量在单独的同轴导体上的两个测量通道。在同轴导体801的内部中，电介质802引起信号803的延迟。在同轴导体801的外表面上的测量A保持不被内部的所述改变影响。示出的变型形式是特别有利的实施形式，因为在此情况下根据本发明的料位测量仪器(804)也仅占用容器805的单独的作业开口。

此外，能够通过不同材料的组合构造根据图8的另一变型形式，所述变型形式在不使用整面的电介质的情况下实现沿探针的不同的渡越时间。

图9示出具有用于测量在容器100中的料位的料位测量仪器101的料位测量设备。

设有两个彼此错位地以不同的高度设置在填料表面105之上的料位探针901、902。为此，容器的上侧例如具有阶梯形的形状。当然，也能够将下部的探针901安置在容器中(由虚线907表示)，相反上部的探针902安置在容器盖的区域中。

两个探针901、902例如是将电磁发射信号或声学发射信号905或906朝填料表面105方向放射的料位雷达天线或超声波天线。

两个信号905、906在容器气体环境中、即穿过位于填料表面105之上的叠加介质经过不同长度的路段。

两个探针901、902经由分向滤波器903连接到发射信号产生和接收信号评估器904。以这种方式，两个探针901、902能够交替地发射和接收，而为此不需要两个分开的电子装置904。

图10示出根据本发明的另一实施例的装置。料位测量仪器101经由天线1004将在第一高频单元1002中产生的雷达波1003放射到竖管1005内部中。基于在填料表面1006上的反射，料位测量仪器1001能够根据已知的现有技术形成回波曲线，并且将所述回波曲线借助于模数转换单元1007来数字化。评估单元1008根据所述数字化的回波曲线确定用于填料表面1006的水平面的至少一个特性值。

需要补充指出的是，在竖管内部中的料位的第一确定能够借助于不同的测量原理实现。实例是基于超声波或激光的料位测量或还有借助于竖管的内腔的导电性的或电容性的测量的料位测量。

此外，料位测量仪器1001构成为，借助于第二高频单元1009产生电磁脉冲1011，并且将所述电磁脉冲借助于适合的耦合输入机构1010传导到竖管1005的外侧上。电磁脉冲1011沿竖管1005的表面运动，并且在待测量的介质的表面1006上被反射。根据已知的方法，第二高频单元1009从被反射的信号中对在模数转换单元1007中数字化的回波曲线进处理。评估单元1008根据所述数字化的第二回波曲线确定用于填料表面1006的水平面的至少一个特性值。

此外，评估单元1008能够利用至少一个之前求得的特性值求得用于填料表面1006的水平面的至少一个特性值，所述特性值在继续计算之后通过输出单元1012提供在已知的接口1013中的一个上。

评估单元1008能够求得基于两个测量的扩展的信息，所述信息为：ASSET信息、测量的可靠性、竖管的污染等。

此外需要指出的是，具有多个孔的竖管(1005)的构造仅为一个特殊的变型形式。可设想的还有不具有孔的，具有缝隙的、不规则分布的开口等的构造。

图11示出根据本发明的另一实施例的装置。在所述变型形式中，竖管通过是料位测量仪器1101的一部分的同轴导体1103构成。在导体内部中的液体的水平面1006借助于由第三高频单元1102产生的第二电磁脉冲确定。第二高频单元1009相应于图5中的第二高频单元，并且用于根据上述方法沿竖管1103的外表面测量液体的水平面1006。因此，示出的实施形式使用根据制导的微波的原理进行的两个彼此独立的测量以用于料位确定。

图12示出根据本发明的另一实施例的装置。料位测量仪器1201还具有两个彼此独立的用于根据制导的微波的原理以两个不同路径测量料位的高频单元1202、1203。第一测量使用内部的同轴导体(内导体1204、外导体1205)来确定料位水平面。第二测量使用由作为外导体的套管1206和作为内导体的管1205组成的外部的同轴导体来确定料位值。在此情况下，内部的同轴导体和外部的同轴导体具有允许待测量的液体进入的有规律的孔。这显然仅是具体的实施形式。

在此公开的是，本发明的基本思想能够借助于根据图10、11和12的设备来实现。对于本领域技术人员而言，能够修改和/或补充图10、11和12的公开的设备，使得由此实现信号在两个不同的测量通道中的不同渡越时间。例如，以特定的信号路径的传播总是能够通过引入介电材料来减慢。

图13示出根据本发明的其它实施例的用于料位测量的装置的不同的评估单元110。与不同探针的之前提出的变型形式相反地，在此提出相应的仪器电子装置的一些可设想的设计方案。

在此要注意的是，至今为止提出的探针的探针端子在图13的示图中通过字母A和B概括。

根据本发明的装置能够通过常规的料位测量仪器101的两个完整的电子装置部件1312、1313的组合来实施。电子装置部件可以根据不同的原理以与在端子A和B上使用的探针耦合输入部的设计方案相匹配的方式工作。置于其上的评估单元1311计算由电子装置部件1312、1313提供的各个料位值(来自测量A和B)并且由此形成在外部接口1013上提供的至少一个测量值。

示图1320示出另一电子装置变型形式的结构。所述变型形式的功能相应于示图1310中的功能，其中高频产生单元1321、模数转换单元1323和评估单元1325以组合的方式能够执行第一测量、并且此外高频产生单元1322、模数转换单元1324和评估单元1326以组合的方式能够形成第二测量值。测量值通过适合的程序逻辑装置在输出单元1327中相互计算，并且向外提供。在此需要指出的是，在所述结构中测量B也能够根据替选的测量原理实现。因此，高频单元1322必须通过适合的单元(激光产生单元、超声波产生单元)来代替。

根据图1330的另一实施变型形式相应于图1320中的实施变型形式，但是将共同的评估单元1333用于评估在端子1331和1332上提供的数字化的回波曲线。

此外，能够借助于根据设备1340的单独的模数转换单元执行将信号转化为数字表达式。除了模数转换单元1341以外，所述装置为此具有模拟开关1342，所述模拟开关以时分多路复用传输将模拟的低频信号转发到模数转换单元1341。

此外，设备1350有利地使用传感器的现有高频单元1351的现有结构，并且对所述结构加装高频转换器1352。通过所述变型形式能够实现根据本发明的装置的特别简单的结构。

此外，探针在内部和/或外部中的不同的覆层适合于引起信号的渡越时间不同。

图14示出根据本发明的实施例的方法的流程图。在步骤1401中检测第一回波曲线，并且在步骤1402中检测第二回波曲线。两个回波曲线反映沿第一测量路段或沿第二测量路段的反射情况，其中使用的信号在其到填料表面的路程上经过不同的电气距离，即需要不同的渡越时间。

在步骤1403中评估第一回波曲线，并且在步骤1404中评估第二回波曲线。这例如能够在同一评估电子装置中进行。在步骤1405中，从所述评估的两个结果中计算与叠加介质相关联的特性值。所述特性值例如是叠加介质的介电常数和磁导率的乘积。此外，利用所述特性值在步骤1405中进行精确的料位计算。

需要补充指出的是，“包括”和“具有”不排除其它元件或步骤，并且“一个”或“一”不排除复数。此外需要指出的是，参照上述实施例中的一个描述的特征或步骤也能够以与上文描述的其它实施例的其它特征或步骤的组合的形式使用。在本文中的附图标记不能够视为是限制。

Claims (7)

1.料位测量装置(101)，所述料位测量装置根据渡越时间方法工作并且应用电磁波，所述装置具有：

用于检测第一回波曲线和第二回波曲线的回波曲线检测装置；

其中所述第一回波曲线描述沿第一测量路段的反射情况，第一测量信号沿所述第一测量路段朝填料表面或分界层表面运动；

其中所述第二回波曲线描述沿第二测量路段的反射情况，第二测量信号沿所述第二测量路段朝填料表面或分界层表面运动；

其中两个所述测量信号需要到所述填料表面或分界层表面(105)的不同的渡越时间；

其中所述第一测量信号是电磁信号；

所述料位测量装置还具有：

用于评估所述第一回波曲线和所述第二回波曲线的评估装置(110)，以便由此计算用于位于所述填料表面或分界层表面之上的叠加介质的至少一个特性值；

其中所述至少一个特性值选自磁导率和介电常数，

其中所述回波曲线检测装置具有用于传导两个所述测量信号的单独的同轴波导(801)；

其中所述第一测量信号沿所述同轴波导(801)的外表面引导；以及

其中所述第二测量信号在所述同轴波导(801)的内部中引导，

其中所述同轴波导(801)的内部至少部分地用电介质填充，因此所述第二测量信号沿所述第二测量路段的渡越时间比所述第一测量信号沿所述第一测量路段的渡越时间更长。

2.根据权利要求1所述的料位测量装置，

其中所述第一测量路段和所述第二测量路段具有不同的长度。

3.根据权利要求1或2所述的料位测量装置，所述回波曲线检测装置具有：

用于产生所述第一回波曲线的第一料位探针；

用于产生所述第二回波曲线的第二料位探针。

4.根据权利要求1或2所述的料位测量装置，

其中所述评估装置(110)构成为，用于计算在所述填料表面或分界层表面之上的所述叠加介质的介电常数和磁导率的乘积，以用于计算所述填料表面的位置或所述分界层的位置。

5.根据权利要求3所述的料位测量装置，

其中所述评估装置(110)构成为，用于计算在所述填料表面或分界层表面之上的所述叠加介质的介电常数和磁导率的乘积，以用于计算所述填料表面的位置或所述分界层的位置。

6.用于测量在容器中的料位的料位测量设备，具有：

根据权利要求1至5之一所述的料位测量装置；以及

用于容纳填料的容器(100)，所述填料的料位由所述料位测量装置确定。

7.根据权利要求1至5之一所述的料位测量装置的用于确定在所述填料表面或分界层表面之上的叠加介质的介电常数和磁导率的乘积的应用。