CN103512634B - 具有自适应收发器控制的脉冲式物位计系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定容纳在储罐中的产品的填充物位的物位计系统和方法，该方法包括步骤：生成发送信号；向产品传播发送信号；接收反射信号；提供关于发送信号呈现时变相位差的参考信号；形成测量信号；以及基于测量信号确定填充物位。该方法还包括步骤：确定经减小的时间段，该经减小的时间段包括时变相位差与预期填充物位对应的时间，该经减小的时间段短于测量扫描时间段；控制物位计系统以在经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态；以及控制物位计系统以在经减小的时间段结束时从高功率状态改变回到低功率状态。

Description

具有自适应收发器控制的脉冲式物位计系统
技术领域
本发明涉及一种脉冲式物位计系统和使用脉冲式物位计系统来确定储罐中的产品的填充物位的方法。
背景技术
雷达物位计（RLG）系统被广泛用于确定容纳在储罐中的产品的填充物位。雷达物位计量一般借助于非接触式测量或接触式测量来执行，其中，通过非接触式测量朝向容纳在储罐中的产品辐射电磁信号，接触式测量通常被称为导波雷达（GWR），通过接触式测量由用作波导的探针将电磁信号导向产品并导入到产品中。探针一般被布置为从储罐的顶部向储罐的底部竖直延伸。探针还可以被布置在测量管（所谓的腔）中，该测量管连接至储罐的外壁并且与储罐的内部流体连接。
发送的电磁信号在产品的表面处被反射，并且反射信号被雷达物位计系统中包括的接收器或收发器接收。基于发送信号和反射信号，可以确定到产品表面的距离。
更具体地，一般基于在发送电磁信号与接收到该电磁信号在储罐中的大气与容纳在储罐中的产品之间的界面中的反射之间的时间来确定到产品表面的距离。为了确定产品的实际填充物位，基于以上提到的时间（所谓的飞行时间）和电磁信号的传播速度来确定从参考位置到表面的距离。
现今市场上的大多数雷达物位计系统是基于在发送脉冲与接收到脉冲在产品表面处的反射之间的时间差来确定到容纳在储罐中的产品的表面的距离的所谓的脉冲式雷达物位计系统、或者基于在发送的调频信号与该调频信号在表面处的反射之间的频率差来确定到表面的距离的系统。后一类型的系统一般被称为FMCW（调频连续波）类型。
对于脉冲式雷达物位计系统，一般使用时间扩展技术来求解飞行时间。
这样的脉冲式雷达物位计系统可以具有用于生成发送信号的第一振荡器和用于生成参考信号的第二振荡器，其中，该发送信号由用于向容纳在储罐中的产品的表面发送的、具有发送脉冲重复频率ft的脉冲形成，该参考信号由具有与发送脉冲重复频率相差给定频率差Δf的参考脉冲重复频率fref的参考脉冲形成。此频率差Δf通常在几Hz或数十Hz的范围内。
在测量扫描开始时，发送信号和参考信号通常被同步为以具有相同的相位。在测量扫描期间，由于频率差Δf，发送信号和参考信号之间的相位差将逐渐增大。
在测量扫描期间，使由于发送信号在容纳在储罐中的产品的表面处反射而产生的反射信号与参考信号相关，使得当反射脉冲和参考脉冲同时出现时仅产生输出信号。从测量扫描开始到由于反射信号与参考信号的相关而导致的输出信号发生的时间是发送信号与反射信号之间的相位差的测量，其进而是反射脉冲的飞行时间的时间扩展测量，根据该时间扩展测量可以确定到容纳在储罐中的产品的表面的距离。
全测量扫描可以对应于相当大的测量范围（从通常为零的最小测量距离到可以相当大的最大测量距离）。实际上，最大测量距离通常远远大于从物位计系统到储罐的底部的距离。明显地，用于执行测量扫描的对应于从储罐的底部的距离到最大测量距离的部分的能量（以及时间）并不直接贡献于提供填充物位的确定。
US 2011/0140951描述了一种物位计系统，其中可以将两个振荡器控制为同相而不必等待完成整个测量扫描。因此，测量扫描可以被中断并重新启动，使得不必将能量浪费在运行测量扫描的例如对应于与储罐的底部相比更远离物位计系统的距离的部分的能量。
虽然US 2011/0140951提供了脉冲式物位计系统的能耗的相当大的降低，但是期望提供能耗的进一步降低和/或提供具有除了US 2011/0140951中描述的脉冲生成电路之外的其他类型脉冲生成电路的脉冲式物位计系统的能耗的降低。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的总体目的是提供一种改进的脉冲式物位计系统和方法，并且具体地提供一种使得能够实现更能量有效的填充物位确定的脉冲式物位计系统和方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于使用电磁信号来确定容纳在储罐中的产品的填充物位的物位计系统，该物位计系统包括：发送信号生成电路，用于生成发送脉冲序列形式的电磁发送信号；传播装置，该传播装置连接到发送信号生成电路，并且被布置成向储罐内的产品的表面传播电磁发送信号，并返回由电磁发送信号在容纳在储罐中的产品的表面处反射而产生的反射电磁信号；参考信号提供电路，被配置成提供参考脉冲序列形式的电磁参考信号；定时电路，该定时电路连接到发送信号生成电路和参考信号提供电路中的至少一个电路以提供电磁发送信号与电磁参考信号之间的时变相位差，该时变相位差在测量扫描时间段期间在对应于最小测量距离的相位差与对应于最大测量距离的相位差之间变化；测量电路，该测量电路连接到传播装置并连接到参考信号提供电路，该测量电路被配置成基于电磁参考信号和反射电磁信号提供测量信号；处理电路，该处理电路连接到测量电路以基于测量信号来确定填充物位；以及功率管理电路，该功率管理电路连接到发送信号生成电路和参考信号提供电路中的至少一个电路，并且该功率管理电路被配置成控制发送信号生成电路和参考信号提供电路中的至少一个电路以在经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态以及在经减小的时间段结束时从高功率状态改变回到低功率状态，其中，该经减小的时间段包括时变相位差与预期填充物位对应的时间，该经减小的时间段短于测量扫描时间段。
储罐可以是能够容纳产品的任何容器或器皿，并且可以是金属的、或者部分或完全非金属的、敞开的、半敞开的、或者封闭的。
此外，容纳在储罐中的产品的填充物位可以通过使用向储罐内的产品传播发送信号的传播装置而直接确定，或者通过使用布置在位于储罐外部的所谓的腔内、而按照腔中的物位与储罐内的物位对应的方式与储罐的内部流体连接的传播装置而间接确定。
传播装置可以是能够传播电磁信号的任何装置，包括传输线探针、波导以及各种类型的辐射天线，例如喇叭形天线、抛物面天线、棒状天线、阵列天线等。
“定时电路”可以是能够控制发送信号与参考信号之间的相位差的任何电路。因此，定时电路可以例如包括用于控制两个脉冲发生器之间的频率差的频率控制电路、和/或用于控制发送信号和参考信号中的至少一个信号的延迟的延迟电路。
应当注意，处理电路和/或功率管理电路和/或定时电路中包括的装置中的任何一个或几个装置可以设置为以下任一种：独立物理部件、单个部件内的独立硬件块、或由一个或几个微处理器执行的软件。
本发明基于以下认识：在多数情况下，物位计系统仅需在短时间段期间是完全活动的，该短时间段包括发送信号和参考信号之间的时变相位差与预期填充物位对应的时间。
存在下述应用：其中填充物位实际上在长时间段期间保持恒定和/或仅缓慢波动。针对这样的应用，通常没有必要试图检测将表示与最近确定的填充物位非常不同的填充物位的反射信号。
由此，可以在保持期望更新率的同时节省能量。这意味着，对于例如电池供电物位计系统来说，可以延长电池寿命，而不会降低物位计系统在更新率和/或测量精度方面的性能。
有利地，经减小的时间段可以小于测量扫描时间段的一半。这意味着，物位计系统的一些部件将在整个测量扫描时间段期间进行操作，而其他部件在除了该经减小的时间段以外的期间可以在低功率模式下进行操作或可以完全地关断，该经减小的时间段可以显著地短于测量扫描时段。
根据示例实施例，经减小的时间段可以对应于小于从物位计系统到储罐的底部的总距离的例如25%的测量范围，这意味着，物位计系统的至少一些部件与在高功率状态下进行操作的时间相比可以在显著更长的时间期间在低功率状态下进行操作。这特别是从物位计系统到储罐的底部的总距离可以对应于总测量扫描时间段的仅一小部分的情况。
应当理解，物位计系统在高功率状态下比在低功率状态下使用更多电功率，使得对于具有给定容量的本地电力存储装置的物位计系统来说在低功率状态下的时间越长导致使用时间越长。根据示例性实施例，物位计系统可以包括布置在传播装置与测量电路之间的放大器，该放大器用于对接收的反射电磁信号进行放大。在低功率状态下，可以禁用该放大器，而在高功率状态下，可以启用该放大器并且该放大器用于对接收的反射电磁信号进行放大。这将引起物位计系统的能耗的降低，而没有任何性能上的损失。
根据本发明的各种实施例，经减小的时间段可以是基于先前填充物位确定而确定的，优选地基于至少最近的先前填充物位确定来确定，这意味着，经减小的时间段是基于关于预期当前填充物位的最可用信息而确定的。
有利地，经减小的时间段还可以基于来自辅助系统的表示填充物位变化的信号来确定。来自辅助系统（例如像泵、阀、压力传感器、温度传感器等）的一个或几个信号可以被用来增补使用物位计系统先前确定了的填充物位。这可以使得能够使用较短的经减小的时间段而不增加“丢失”表面回波信号的风险。由此，可以实现进一步降低物位计系统的能耗。
根据各种实施例，经减小的时间段可以基于多次先前填充物位确定来确定。这可以增加确定经减小的时间段的精确度，因为可以使用几次先前填充物位确定来以高概率可靠地表示预期填充物位。
根据一个实施例，经减小的时间段可以基于多次先前填充物位确定之间的变化来动态地确定。在本实施例中，如果先前填充物位确定指示相对大的波动，则可以将经减小的时间段设置得较长（对应于较大的距离范围），而如果先前填充物位确定指示储罐中的填充物位相对稳定，则可以将经减小的时间段设置得较短（对应于较小的距离范围）。
此外，经减小的时间段可以基于通过多次先前填充物位确定给出的填充物位的变化率来动态地确定。例如，对于较大的变化率，可以将经减小的时间段设置得较长，而对于较小的变化率，可以将经减小的时间段设置得较短。另外地或作为替选，可以根据变化率来转化经减小的时间段。如果变化率为正，则可以移动经减小的时间段以对应于较高的填充物位，而如果变化率为负，则可以移动经减小的时间段以对应于较低的填充物位。
除了追踪已经分配给由发送电磁信号在产品的表面处反射而产生的表面回波的回波之外，会期望追踪另外的回波，该另外的回波可以是干扰回波和/或表面回波候选。
为此，功率管理电路可以被配置成控制发送信号生成电路和参考信号提供电路中的至少一个电路以在至少一个另外的经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率（或活动）状态以及在该另外的经减小的时间段结束时改变回到低功率状态，其中，该另外的经减小的时间段包括时变相位差与先前识别的另外的回波信号对应的时间。
根据各种实施例，物位计系统还可以被配置成利用整个测量扫描时间段来周期性地执行横跨全测量扫描的测量。由此，可以周期性地验证：确实是被分配为表面回波的正确回波，且该回波发生在经减小的时间段内。
横跨全测量扫描的这样的测量不一定需要仅周期性地发生，而还可以在经减小的时间段期间发生的测量不满足预定义条件的情况下被执行。例如，如果在经减小的时间段内没有检测到具有幅度高于预定义阈值的回波信号，则可以执行全测量扫描。
该物位计系统可以包括下述几个部件和/或部件内的电路：所述部件和/或部件内的电路可以在经减小的时间段开始时从低功率状态（如断开状态）改变到高功率状态（也称为活动状态，该状态可以是接通状态）以及在经减小的时间段结束时改变回到低功率状态。
例如，发送信号生成电路和参考信号提供电路中的一个或两个电路可以包括至少一个放大器和/或至少一个脉冲发生器、以及微波信号源，该微波信号源被布置成由脉冲发生器的输出来调制。
针对根据本发明的物位计系统的这样的实施例，有利地，功率管理电路可以被配置成提供用于启用和禁用这样的放大器和/或这样的微波信号源的控制信号。
“启用”应当被理解为从低功率状态（例如休眠状态或断开状态）改变到高功率状态（例如接通状态）。相反地，“禁用”应当被理解为表示从高功率状态改变到低功率状态。
此外，功率管理电路还可以连接到测量电路，并且该功率管理电路被配置成控制测量电路以在经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态以及在经减小的时间段结束时改变回到低功率状态，其中，该经减小的时间段包括时变相位差与表示先前确定的填充物位的飞行时间对应的时间。
控制测量电路从低功率状态到高功率状态以及控制测量电路从高功率状态到低功率状态例如可以包括：对提供给各个部件（例如采样保持放大器和/或模拟数字转换器）的功率进行控制。这将导致进一步降低物位计系统的能耗。
此外，物位计系统还可以有利地包括用于提供操作所述物位计系统的电能的本地能量存储装置。本地能量存储装置例如可以包括电池和/或超级电容器。
此外，物位计系统还可以包括用于与远程系统进行无线通信的无线通信电路，例如无线电收发器。
根据本发明的第二方面，提供了一种使用电磁信号来确定容纳在储罐中的产品的填充物位的方法，该方法包括步骤：生成发送脉冲序列形式的电磁发送信号；向容纳在储罐中的产品的表面传播电磁发送信号；接收由电磁发送信号在产品的表面处反射而产生的反射电磁信号；提供参考脉冲序列形式的电磁参考信号，该电磁参考信号关于发送信号呈现时变相位差，该时变相位差在测量扫描时间段期间在对应于最小测量距离的相位差与对应于最大测量距离的相位差之间变化；基于电磁参考信号和反射电磁信号形成测量信号；以及基于测量信号确定填充物位，其中，该方法还包括步骤：确定经减小的时间段，该经减小的时间段包括时变相位差与预期填充物位对应的时间，该经减小的时间段短于测量扫描时间段；控制物位计系统以在经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态；以及控制物位计系统以在经减小的时间段结束时从高功率状态改变回到低功率状态。
通过本发明的此第二方面获得的另外的实施例和效果很大程度上类似于以上针对本发明的第一方面描述的实施例和效果。
附图说明
现在将参照示出了本发明的示例实施例的附图来更加详细地描述本发明的这些方面和其他方面，其中：
图1示意性示出了安装在示例性储罐中的根据本发明的实施例的脉冲式物位计系统；
图2示意性示出了用于图1中的物位计系统的间歇操作的驱动方案；
图3是图1中的物位计系统的简化示意性框图；
图4是示意性示出了由图3中的物位计系统进行的填充物位确定所涉及的不同信号之间的示例性定时关系的图；以及
图5是示意性示出了根据本发明的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
在本详细描述中，主要参考非接触类型的脉冲式雷达物位计系统来讨论根据本发明的物位计系统的各种实施例，其中使用辐射天线（诸如锥形天线、喇叭形天线、阵列天线、或贴片天线）形式的传播装置向容纳在储罐中的产品传播电磁信号。
应注意，这决不限制本发明的范围，本发明同样可应用于利用具有传输线探针形式的传播装置的脉冲式导波雷达（GWR）物位计系统，该传输线探针诸如单线探针（包括所谓的高保（Goubau）探针）、双引线探针、同轴探针等。
图1示意性示出了用于使用微波来确定容纳在储罐2中的产品3的填充物位的、布置在储罐2的顶部上的物位计系统1。因此，以下将物位计系统1称为雷达物位计系统或RLG系统。
雷达物位计系统1包括：测量单元5；传播装置，其在此具有用于向容纳在储罐2中的产品3的表面7传播微波的喇叭形天线6的形式；以及用于允许与远程装置的无线通信的通信天线8。
当测量容纳在储罐2中的产品3的填充物位时，雷达物位计系统1通过天线6向产品3的表面7发送电磁发送信号ST，该信号在表面7被反射作为表面回波信号SR。然后，基于表面回波信号SR的飞行时间（从雷达物位计系统1到表面7并返回）来确定储罐2的顶部处的参考位置与产品3的表面7之间的距离。根据该距离和储罐2的已知尺寸，可以推导出填充物位。
应注意，尽管本文中讨论了容纳单个产品3的储罐2，但是可以以相似的方式测量到存在于储罐2中的任何材料界面的距离。
如图1中示意性示出的，示例性物位计系统1被配置成使用无线数据传输来与诸如远程控制中心的外部装置进行通信。针对不同的应用，这会是有利的，因为通信的布线通常可以代表用于安装物位计系统的成本的显著部分。通常还可以要求被配置用于无线通信的物位计系统从诸如电池等的本地能量存储装置接收电力。为了压低物位计系统1的维护成本，电池寿命应当尽可能长，优选地为大约若干年，这意味着：重要的是，设计非常低的平均能耗的物位计系统1，而在例如监视储罐2中的变化的精度和能力方面不会损害物位计系统1的性能。这不仅对于无线物位计系统1是重要的，而且对于具有对其电功率/电能的供应施加的其他限制的物位计系统也是重要的。这样的物位计系统的示例是通过通信线通电的物位计系统，诸如所谓的双线雷达物位计，其通过双线4-20mA电流环路传送和接收电能。
图2中示意性示出了用于处理平均能耗大的情形的广泛使用的方案。如图2中所指示的，按时间分开填充物位确定事件10a-10c，在这些填充物位确定事件10a-10c之间，物位计系统1处于休眠模式，在该模式下可以关断物位计系统的用于确定填充物位的部件。该方案通常被称为间歇操作，并且填充物位确定事件之间的时间tu限定更新频率。
作为用于降低物位计系统1的平均能耗的另外手段，本发明的各个方面提供了：根据先前填充物位测量的结果以低功率模式自适应操作物位计系统的部件。
下面将参照图3至图5对此进行更详细的描述。
图3是示意性示出了包括在图1中的物位计系统中的功能部件的框图。示例性物位计系统1包括发送器分支和接收器分支。
发送器分支包括发送信号生成电路以及发送天线12，此处发送信号生成电路以发送脉冲发生器10和第一射频（RF）源11的形式来提供，而接收器分支包括参考信号提供电路、测量电路16以及接收天线17，此处参考信号提供电路以参考脉冲发生器14和第二RF源15的形式来提供。该接收器分支还包括用于对接收天线17接收到的信号进行放大的低噪声放大器18。
在发送器分支中，由第一RF源11生成的微波由发送脉冲发生器10提供的发送脉冲来调制，使得形成具有发送脉冲序列（微波能量的短“分组”）形式的发送信号ST并且通过发送天线12向产品的表面7辐射该发送信号ST。
反射信号SR被接收天线17接收，并且在低噪声放大器18中进行放大之后被转发到测量电路16。还向测量电路16提供参考信号SREF，如以上针对发送信号ST的生成所描述的那样由参考脉冲发生器14和第二RF源15形成参考信号SREF。
如以下将进一步详细描述的，发送脉冲发生器10和参考脉冲发生器14生成具有略微不同的脉冲重复频率的脉冲。发送脉冲重复频率与参考脉冲重复频率之间的差频Δf可以为大约几Hz或数十Hz。
在测量电路16中，使参考信号SREF和反射信号SR时间相关以形成时间扩展的测量信号Sm，该时间扩展的测量信号Sm被提供给微处理器20，在该微处理器20中基于测量信号Sm来确定到产品6的表面7的距离。
测量电路16例如可以包括混频器和采样保持放大器，而且还可以以本领域技术人员已知的其他方式来实现。例如，采样保持放大器可以被配置成通过使用参考信号SREF控制采样开关来实现时间相关。
如可以在图3中看出的，物位计系统1还包括用于控制发送脉冲发生器10和参考脉冲发生器14的定时的定时电路21，定时电路21连接到微处理器20且连接到发送脉冲发生器10和参考脉冲发生器14。如以下将参照图4进一步讨论的，有利地，发送信号ST的脉冲和参考信号SREF的脉冲在测量扫描开始时可以是同相的，使得直到在参考信号SREF与反射信号SR之间存在相关性为止的时间以及差频Δf可以用来确定反射信号SR的飞行时间。然后使用飞行时间来确定填充物位。
再次参照图3，物位计系统1另外包括功率管理电路22，功率管理电路22连接到微处理器20，且连接到物位计系统1的可以在测量扫描的一部分期间被改变到低功率模式的各个部件。在图3中示意性示出的示例性实施例中，功率管理电路22连接到第一RF源11、第二RF源15、测量电路16、以及接收天线17与测量电路16之间的低噪声放大器18。
因为例如这些装置原则上仅需要在与反射信号SR的飞行时间对应的时间处是完全活动的，所以物位计系统的能耗可以通过使用功率管理电路22来降低，功率管理电路22用于控制这些装置以在经减小的时间段开始时从低功率状态改变到活动状态并且在经减小的时间段结束时改变回到低功率状态，其中，该经减小的时间段包括由差频Δf提供的时变相位差与预期填充物位对应的时间。
以下将参照图4来描述低功率状态与活动状态之间的转换的定时，图4示出了简化的示例性情形。
图4是示意性示出了第一RF源11、第二RF源15、测量电路16、以及接收天线17与测量电路16之间的低噪声放大器18在低功率状态与活动状态（高功率状态）之间的转换以及发送信号ST、反射信号SR、参考信号SREF的相对定时的简化定时图。
如图4示意性指示的，发送信号ST和参考信号SREF被定时电路21控制成在测量扫描开始（图3中用t=0表示）时是同相的。在该具体示例中，因为发送信号ST和参考信号SREF需要在新测量扫描开始时是同相的，所以全测量扫描通常将由差频Δf来限定。如还在图4中示意性示出的，反射信号SR与发送信号ST具有相同的频率，但是反射信号SR滞后于发送信号ST一定时间，该一定时间对应于从发送天线17、经由表面7处的反射、到接收天线17的飞行时间（时间滞后分量的添加被物位计系统1中的电子装置添加）。
参考信号SREF最初与发送信号为同相，但是由于参考信号的较低的脉冲重复频率而将“远离”发送信号ST并“赶上”反射信号SR。当发送信号ST与参考信号SREF之间的时变相位差与反射信号SR的飞行时间对应时，在参考信号的一个（或几个）脉冲与反射信号的一个（或几个）脉冲之间将存在相关性。
基于一次或多次先前填充物位测量，可以估计从测量扫描开始（t=0）直到发送信号ST和参考信号SREF之间的时变相位差与反射信号SR的飞行时间对应的时间为止的时间。该估计被用于确定经减小的时间段25，如在图4的底部曲线图中示意性指示的，在该经减小的时间段25期间，第一RF源11、第二RF源15、测量电路16、以及接收天线17与测量电路16之间的低噪声放大器18被功率管理电路22控制为活动的。
应注意，本发明同样可应用于如下的脉冲式物位计系统：通过提供参考信号作为被延迟了时变延迟的发送信号来实现时变相位差，或反之亦然。
此外，针对所谓的导波雷达（GWR），可以使用传输线探针向表面直接传播(即不对RF信号进行调制）由发送脉冲发生器10生成的脉冲SPRF。因此，这样的GWR系统可以在没有图3中指示的第一RF源11和第二RF源15的情况下运行。
现在将参照图5中的流程图、图3及图4来描述根据本发明的方法的实施例。
参照图5，在第一步骤101中，提供发送信号ST和参考信号SREF。向容纳在储罐2中的产品3的表面7发送该发送信号ST，并且在步骤102中接收由发送信号ST在表面7处反射而产生的反射信号SR。
在随后的步骤103中，通过功率管理电路22在经减小的时间段25开始时将物位计系统1的部件从低功率状态改变到活动状态，并且此后在经减小的时间段结束时改变回到低功率状态。该经减小的时间段是基于先前填充物位测量而确定的，并且被选择为包括发送信号ST和参考信号之间的时变相位差与反射信号SR的飞行时间对应的时间。
最后，在步骤104中，微处理器20基于由测量电路16形成的测量信号Sm来确定填充物位。
注意，以上主要参照几个实施例描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，除以上公开的实施例之外的其他实施例同样可以在如所附的权利要求限定的本发明的范围内。
还要注意，在权利要求中，词“包括”不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。单个设备或其他单元可以实现权利要求中提及的几项功能。在相互不同的从属权利要求中提到了特定测量的纯粹事实并不表示不可以使用这些测量的组合来获益。

Claims (13)

1.一种用于使用电磁信号来确定容纳在储罐中的产品的填充物位的物位计系统，所述物位计系统包括：
发送信号生成电路，用于生成发送脉冲序列形式的电磁发送信号；
传播装置，所述传播装置连接到所述发送信号生成电路，并且被布置成向所述储罐内的所述产品的表面传播所述电磁发送信号并返回由所述电磁发送信号在容纳在所述储罐中的产品的所述表面处反射而产生的反射电磁信号；
参考信号提供电路，被配置成提供参考脉冲序列形式的电磁参考信号；
定时电路，所述定时电路连接到所述发送信号生成电路和所述参考信号提供电路以提供电磁发送信号与电磁参考信号之间的时变相位差，所述时变相位差在测量扫描时间段期间在对应于最小测量距离的相位差与对应于最大测量距离的相位差之间变化；
测量电路，所述测量电路连接到所述传播装置并连接到所述参考信号提供电路，所述测量电路被配置成基于所述电磁参考信号和所述反射电磁信号来提供测量信号；
处理电路，所述处理电路连接到所述测量电路，用于基于所述测量信号来确定填充物位；以及
功率管理电路，所述功率管理电路连接到所述发送信号生成电路和所述参考信号提供电路中的至少一个电路，并且被配置成控制所述发送信号生成电路和所述参考信号提供电路中的至少一个电路，以在对应于多个所述发送脉冲的连续经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态以及在所述经减小的时间段结束时从所述高功率状态改变回到所述低功率状态，所述经减小的时间段包括所述时变相位差与预期填充物位对应的时间，所述经减小的时间段短于所述测量扫描时间段，所述经减小的时间段是基于先前确定的填充物位而确定的。
2.根据权利要求1所述的物位计系统，其中，所述经减小的时间段小于所述测量扫描时间段的一半。
3.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中，所述经减小的时间段还基于来自辅助系统的表示所述填充物位变化的信号而确定。
4.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中，所述经减小的时间段是基于多次先前填充物位确定之间的变化而确定的。
5.根据权利要求4所述的物位计系统，其中，所述经减小的时间段是基于填充物位的变化率而确定的。
6.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中，所述功率管理电路被配置成控制所述发送信号生成电路和所述参考信号提供电路中的至少一个电路，以便在至少一个另外的经减小的时间段开始时从所述低功率状态改变到所述高功率状态以及在所述另外的经减小的时间段结束时从所述高功率状态改变回到所述低功率状态，其中，所述另外的经减小的时间段包括所述时变相位差与先前识别的另外的回波信号对应的时间。
7.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中，所述物位计系统被配置成周期性地执行横跨所述测量扫描时间段所限定的全测量扫描的测量。
8.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中：
所述发送信号生成电路和所述参考信号提供电路中的至少一个电路包括放大器；以及
所述功率管理电路被配置成提供用于在高功率状态下启用所述放大器的信号以及提供用于在低功率状态下禁用所述放大器的信号。
9.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中：
所述发送信号生成电路和所述参考信号提供电路中的至少一个电路包括脉冲发生器和微波信号源，所述微波信号源被布置成由所述脉冲发生器的输出来调制；以及
所述功率管理电路被配置成提供用于在高功率状态下启用所述微波信号源的信号以及提供用于在低功率状态下禁用所述微波信号源的信号。
10.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中，所述功率管理电路还连接到所述测量电路，并且所述功率管理电路被配置成控制所述测量电路，以在所述经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态以及在所述经减小的时间段结束时从所述高功率状态改变回到所述低功率状态。
11.根据权利要求1或2所述的物位计系统，其中，所述物位计系统还包括用于提供操作所述物位计系统的电能的本地能量存储装置。
12.一种使用电磁信号来确定容纳在储罐中的产品的填充物位的方法，所述方法包括步骤：
生成发送脉冲序列形式的电磁发送信号；
向容纳在所述储罐中的所述产品的表面传播所述电磁发送信号；
接收由所述电磁发送信号在所述产品的所述表面处反射而产生的反射电磁信号；
提供参考脉冲序列形式的电磁参考信号，所述电磁参考信号关于所述发送信号呈现时变相位差，所述时变相位差在测量扫描时间段期间在对应于最小测量距离的相位差与对应于最大测量距离的相位差之间变化；
基于所述电磁参考信号和所述反射电磁信号形成测量信号；以及
基于所述测量信号确定所述填充物位，
其中，所述方法还包括步骤：
基于先前确定的填充物位确定对应于多个所述发送脉冲的连续经减小的时间段，所述经减小的时间段包括所述时变相位差与预期填充物位对应的时间，所述经减小的时间段短于所述测量扫描时间段；
控制所述物位计系统以在所述经减小的时间段开始时从低功率状态改变到高功率状态，其中，在所述低功率状态下禁用用于对所述反射电磁信号进行放大的放大器，而在所述高功率状态下启用用于对所述反射电磁信号进行放大的所述放大器；以及
控制所述物位计系统以在所述经减小的时间段结束时从所述高功率状态改变回到所述低功率状态。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述经减小的时间段小于所述测量扫描时间段的一半。
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