CN103697965B - 界面检测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助于雷达料位计系统来确定容器中的材料界面的料位的方法，所述雷达料位计系统包括收发器以及用于将发射电磁信号导向材料界面的探针。探针包括位于界面上方的距参考位置的已知物理距离处的第一组参考过渡阻抗和位于界面下方的距参考位置的已知物理距离处的第二组参考过渡阻抗。所述方法包括：基于由参考过渡阻抗反射的信号来确定距第一组参考过渡阻抗和第二组参考过渡阻抗的电气距离；确定将第一组电气距离值与物理距离相联系的第一近似函数和将第二组电气距离值与物理距离相联系的第二近似函数；以及基于第一近似函数和第二近似函数来确定材料界面的料位。

Description

界面检测

技术领域

本发明涉及一种用于借助于雷达料位计系统来确定容纳在容器中的产品的界面的位置的方法。

背景技术

雷达料位计系统被广泛使用于测量容纳在容器中的产品的过程变量，例如填料料位、温度、压力等。雷达料位计量通常借助于非接触式测量或被称为导波雷达（GWR）的接触式测量来执行，其中，借助于非接触式测量时向容纳在容器中的产品辐射电磁信号，借助于接触式测量时通过用作波导的探针将电磁信号导向并导入到产品中。一般从容器顶部到容器底部竖直布置这样的探针。电磁信号随后在产品的表面处被反射，并且反射的信号被包括在雷达料位计系统中的接收器或收发器接收。基于发射信号和反射信号，可以确定距产品表面的距离。

在许多应用中，还期望的是：能够确定在容器中的不同材料之间的一个或更多个界面的位置，以便于精确地确定容器中的材料的分布。

GWR系统已实现广泛用于测量容纳在容器中的不同材料之间的界面（例如，油和水之间的界面）。

具有不同介电常数的两种材料之间的突变界面造成沿着探针传播的一部分电磁信号被反射，由此可以基于反射信号的飞行时间和探针的传播特性来确定界面的位置。

然而，针对一些材料组合或环境条件，界面可能包括材料之间的混合的乳状液，由此导致延伸的界面而不是突变的界面。延伸界面还可以被视为扩散界面或过渡区域。

延伸的界面会导致当反射信号传播通过界面时反射信号的幅值的不可预测的减小。取决于上层的厚度，作为由上层所导致的在传输线中的介电损失的结果，由界面处的反射所产生的信号会被进一步减弱。因此，扩散界面会导致幅值减小的反射信号或在另外的情况下失真到不再能够检测界面的程度的反射信号。

此外，即使接收到可检测的反射信号，也会存在在确定扩散界面的位置时的不确定性，这是因为不知道电磁信号在延伸界面的什么位置被反射。

US2010/0313654公开了如下一种方法：该方法用于通过使用在界面处反射的电磁信号的行进时间测量值与在电容性探针和参考电极之间测量的电容值的组合来确定在容器中的两种产品之间的延伸界面的位置。

然而，根据US2010/0313654的方法需要界面被充分地明确限定，以使得发生电磁信号的可检测反射。此外，由于需要涉及电容值测量的第二测量，所以增加了系统的复杂度。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的总体目的是提供一种用于确定容纳在容器中的产品的界面的位置的改进的方法及系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于借助于雷达料位计系统来确定容器中的材料界面的料位的方法，所述雷达料位计系统包括：收发器，所述收发器用于生成、发射以及接收电磁信号；以及探针，所述探针连接到所述收发器并被布置成将来自所述收发器的发射电磁信号导向所述材料界面，所述探针包括第一多个参考过渡阻抗和第二多个参考过渡阻抗，所述第一多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗位于所述材料界面上方距参考位置各个物理距离处，所述第二多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗位于所述材料界面下方距所述参考位置各个物理距离处；所述方法包括以下步骤：针对所述第一多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗，基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着所述探针从所述参考位置到所述参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第一组电气距离值；针对所述第二多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗，基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着所述探针从所述参考位置到所述参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第二组电气距离值；针对所述第一多个参考过渡阻抗，确定将所述第一组电气距离值与物理距离相联系的第一近似函数；针对所述第二多个参考过渡阻抗，确定将所述第二组电气距离值与物理距离相联系的第二近似函数；以及基于所述第一近似函数和所述第二近似函数来确定所述材料界面的料位。

在本申请的上下文中，“探针”为设计用于引导电磁信号的波导。可以使用若干类型的探针，例如单线（高保（Goubau）型）探针和双线探针。探针可以为基本上刚性的或柔性的，它们可以由金属（例如不锈钢）、塑料（聚四氟乙烯（PTFE））或上述的组合来制成。

“收发器”可以为能够发射以及接收电磁信号的一个功能元件，或可以为包括独立的发射器单元和接收器单元的系统。

容器可以为能够容纳产品的任何容器或器皿，其可以是金属的，或部分或全部是非金属的，是敞开的、半敞开的或封闭的。

每个参考过渡阻抗的位置是“已知”的意味着：该位置已借助于任何合适的测量技术预先确定。例如，可以基于所接收到的由各个参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定位置，但是只是在受控的条件下，例如，在雷达料位计系统的生产期间，或当安装系统时且探针是干净的并且容器是空的情况下。在许多情况下，通过生产来精确地获知反射器的机械位置。

材料界面应当被理解为在具有不同介电常数的两种材料之间的界面。此外，所述两种材料可以处于不同的状态，以使得界面限定了液体与气体之间的过渡。此外，界面不能是突变的，相反，界面是由限定从一种材料到另一种材料的过渡的延伸过渡区来限定的。例如，如果两种液体的乳状液形成了界面，界面将会被延伸，并且非常可能将界面的材料构成描述为所述两种材料之间的逐渐过渡。这样的延伸界面还可以被视为扩散界面，在该扩散界面中，界面的边界和确切的延伸是不清楚的。

本发明基于如下认识：即使到达界面的电磁信号未被反射，也能够通过使用在沿着探针的已知位置处设置有参考过渡阻抗的探针来在雷达料位计系统中确定延伸界面或扩散界面的位置。因此，除了容器中的产品的填充料位的正常测量之外，还提供了一种间接方法：精确地测量多个固定反射器的位置并使用所述位置来计算可能的扩散和非反射界面的位置。电磁信号沿着探针传播，其中每个参考过渡阻抗引起一部分信号反射回收发器，以使得能够确定距过渡阻抗的电气距离。通过近似（approximate）将所测量的距过渡阻抗的电气距离与已知的物理距离相联系的解析函数，针对在界面不同侧的过渡阻抗组，近似的解析函数通过识别过渡发生在从第一近似函数到第二近似函数的什么位置来给出界面的位置的近似值。该方案基于沿着探针的参考过渡阻抗的数量和分布。因此，可以配置过渡阻抗的分布以适用于特定的应用或具体的测量条件。

本发明的另外的优点是不需要知道在界面的任何一侧的材料的特性（例如介电常数）。相反，通过根据本发明的实施方式的方法还可以确定材料的传播特性。此外，还可以检测多于一个的界面。

在容器顶部和容器中的产品的最上层表面之间的空间通常填充有通常具有接近1的介电常数的某种气体。一些具有强挥发性的液体、加压气体或在高温高压下的水蒸气会具有明显不同于1的介电常数。一些应用可以包括遍及整个容器深度但具有要测量的界面的液体。显然，即使由于沸腾、泡沫等而难以直接测量表面，根据本发明的各个实施方式的方法也将自动地适用于这样的条件。

根据本发明的一个实施方式，基于针对至少三个参考过渡阻抗的电气距离和物理距离之间的关系来确定第一近似函数和第二近似函数中的每一个。通过增加来自用于确定近似函数的参考过渡阻抗的反射信号的数量，可以提高确定近似函数的精确度，从而提高确定界面料位的精确度。

在本发明的一个实施方式中，确定材料界面的料位的步骤还包括：确定距参考位置的物理距离，对于该物理距离，第一近似函数和第二近似函数具有近似的相同函数值；以及基于所确定的物理距离来确定材料界面的料位。所述两个函数具有相同的函数值（即在x-y坐标系中的y值）意味着所述两个函数在x-y坐标系中的函数的图示中相交。因此，可以将界面的近似位置确定为所述两个近似函数之间的交点的函数值。

根据一个实施方式，第一近似函数和第二近似函数可以有利地为线性函数。使用线性函数作为近似函数意味着可以使用公知的线性曲线拟合与线性回归方法来拟合和估计将测量的电气距离与已知的物理距离相联系的线性函数。

在本发明的一个实施方式中，所述方法还包括步骤：基于第一函数的斜率来确定在材料界面上方的材料的介电常数以及基于第二近似函数的斜率来确定在材料界面下方的材料的介电常数。

例如，对于表示检测的电气距离和已知的物理距离之间的关系的线性函数，假设贯穿所述材料，介电常数基本上为恒值，则线性函数的斜率与电磁波的传播速度相关，电磁波的传播速度又与波在其中行进的材料的介电常数相关。由此，可以基于近似函数的斜率来确定材料的介电常数。

根据本发明的一个实施方式，所述方法还包括：通过将基于所接收到的由参考过渡阻抗反射的电磁信号的参考过渡阻抗的距离分布与参考过渡阻抗的已知的距离分布进行比较来确定界面的延伸量。例如，如果检测到的参考过渡阻抗的数量与参考过渡阻抗的已知数量不对应，原因可能是参考过渡阻抗位于扩散界面内，由此导致没有反射或不能够检测到的反射信号。通过当确定材料界面的料位时观察到在两种材料之间的界面中设置有两个或更多个“缺失（missing）”的参考过渡阻抗，可以推断出界面的延伸量至少对应于在所述两个或更多个未检测到的参考过渡阻抗之间的距离。此外，即使检测到反射信号，由于以下将要详细讨论的低相关性，所述反射信号也有可能会被从近似函数的确定中排除。如果这样的被排除的反射信号与界面的已识别的位置相邻，该被排除的点可以被认为属于扩散界面，由此使得能够估计扩散界面的延伸量。

在本发明的一个实施方式中，所述方法还可以包括以下步骤：针对第一近似函数和第二近似函数中的至少一个，分别估计表示所述近似函数与第一多个参考过渡阻抗和第二多个参考过渡阻抗的电气距离值之间的相关性的相关性值；以及如果相关性值低于预定阈值，则基于第一多个参考过渡阻抗或第二多个参考过渡阻抗的相应选择的子集来确定新的近似函数。假设已经确定了近似函数，则还可以确定代表距参考过渡阻抗的电气距离和物理距离之间的关系的具体点与近似函数之间的相关性。如果相关性低于预定阈值，即，如果点的偏离量超过了某个预定阈值，则丢弃该点，并且可以基于对应于排除了对应于具有低相关性的点的参考过渡阻抗的参考过渡阻抗的子集的点的新子集来确定新的近似函数。由此，可以将出于某些原因而似乎是错误的接收到的反射信号从近似函数的确定中排除，从而提供更可靠的近似函数。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于确定容器中的材料界面的料位的雷达料位计系统，所述材料界面位于具有第一介电常数的第一材料和具有第二介电常数的第二材料之间，所述雷达料位计系统包括：收发器，其用于生成、发射以及接收电磁信号；探针，其连接到收发器并被布置成引导来自收发器的发射电磁信号通过第一材料并导入到第二材料中，所述探针包括沿着探针在第一材料中布置的第一多个参考过渡阻抗和沿着探针在第二材料中布置的第二多个参考过渡阻抗；以及处理电路，其连接到收发器并被配置成基于所接收到的由第一多个参考过渡阻抗和第二多个参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定界面的位置。

根据本发明的实施方式，参考过渡阻抗可以是沿着探针布置的参考反射器。每个参考过渡阻抗可以是如下反射器：该反射器可以被实施为能够将沿着探针行进的电磁信号反射的结构并且可以借助于探针外部的结构、探针的内部结构或它们的组合来实现。此外，不同的参考反射器可以设置为相同或不同的反射结构。

在本发明的一个实施方式中，参考过渡阻抗可以有利地沿着探针不规则地布置。参考过渡阻抗可以有利地沿着探针布置，以使得由在参考过渡阻抗处的电磁信号反射的正干扰所产生的累积干扰被降低。如果若干个参考反射器沿着探针周期性地布置，则所传送的反射信号的一小部分会在不同的反射器之间来回“反弹”，以使得由正干扰产生的累积反射最终被误当作来自参考反射器的原始反射。尤其是在相对长的探针的情况下（例如探针长于例如15-20m），有利地的是沿着探针以不规则的间隔布置参考反射器以避免干扰效应。不规则布置的目的还在于避免反射器的位置形成周期性结构，该周期性结构接近于与其他频率相比具有非常不同的反射和传播的特定频率的周期性结构（典型地当一般距离为半波长的整数倍时）。当雷达在相当有限的带宽内工作时，足够的距离范围为所用频率的±λ/4。如果探针相当短，则对不规则间隔的需要更少。大多数雷达料位计使用大约为1GHz的带宽，在该情况下，0.4m的标称反射器间隔是合适的，这在典型容器中给出10-20个反射器。优选更好的具有相当弱的反射作用的反射阻抗，以减少与多次反射和由于多次反射而导致的过多功率损失有关的问题。各种类型的信号处理和宽的带宽当然可以简化许多反射器的使用。在所述原理范围内，各种容器深度和反射器间隔均应当是可以的。

根据本发明的一个实施方式，可以将参考过渡阻抗布置在沿着所述探针的伪随机位置处，以降低如以上讨论的不理想反射的可能性。

在本发明的一个实施方式中，雷达料位计系统还可以包括包封探针的至少大部分长度的介电结构，该介电结构被配置成减少沿着探针传播的电磁信号的衰减。降低沿着探针传播的信号的衰减的介电结构有助于使用更长的探针或在信号的阻尼可能另外是问题的条件下的测量。因此，即使在传输线探针延伸通过介电环境以及要测量的料位位于介电材料层下方的情况下，也可以获得精确的测量。应当将表述“包封探针的至少大部分长度”理解为指的是包封了探针的有源部分的区域的主要部分。优选地，探针的插入容器中的部分基本上被完全包封，或者至少探针的要与容纳在容器中的容纳物接触的部分基本上被完全包封。优选地，探针的有源部分在轴向方向上也基本上或完全地被包封。此外，介电包封结构还针对探针设置了保护屏蔽，由此保护探针免受由容器中的容纳物引起的腐蚀等。在一个实施方式中，探针是包括平行探针线的传输线探针，其中平行传输线探针的至少基本部分被介电包封结构包封。因为沿着不具有介电结构的探针发射的信号被水迅速阻尼，从而使得识别位于水中的参考过渡阻抗更加困难，因此使用具有介电结构的探针特别有利于测量水上面的油。反射器应当优选地被包封在介电封装件内部，以在周围材料是水、油或大气的情况下均给予可测量的反射。

在本发明的一个实施方式中，处理电路还可以被配置成：针对第一组参考过渡阻抗中的每一个参考过渡阻抗，基于所接收到的由参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着探针从参考位置到参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第一组电气距离值；针对第二组参考过渡阻抗中的每一个参考过渡阻抗，基于所接收到的由参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着探针从参考位置到参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第二组电气距离值；针对第一组参考过渡阻抗，确定将第一组电气距离值与物理距离相联系的第一近似函数；针对第二组参考过渡阻抗，确定将第二组电气距离值与物理距离相联系的第二近似函数；基于第一近似函数和第二近似函数来确定材料界面的料位。

所述处理电路还可以被配置成：确定距所述参考位置的物理距离，对于该物理距离所述第一近似函数和所述第二近似函数具有近似相同的函数值；以及基于所确定的物理距离来确定材料界面的料位。

此外，所述处理电路还可以被配置成：基于第一近似函数的斜率来确定在材料界面上方的第一材料的介电常数；以及基于第二近似函数的斜率来确定在材料界面下方的第二材料的介电常数。

本发明的第二方面的另外的效果和特征与上述结合本发明的第一方面所描述的效果和特征大体上相似。

附图说明

现在将参照示出了本发明的示例性实施方式的附图来更详细地来描述本发明的这些和其他方面，其中：

图1a是根据本发明的雷达料位计系统示意图；

图1b是在图1a中示出的雷达模块的框图；

图2a至图2d示意性地示出了在根据本发明的雷达料位计系统的各个实施方式中所使用的各个示例性参考反射器；

图3是概述根据本发明的实施方式的方法的流程图；以及

图4a至图4c示意性地示出了说明根据本发明的各个实施方式的界面料位的确定的曲线图。

具体实施方式

在本详细描述中，参考具有包括多个参考反射器的双线探针的雷达料位计系统来主要讨论根据本发明的用于确定界面的料位的方法和雷达料位计的各个实施方式。

图1a示意性地示出了根据本发明的实施方式的雷达料位计系统1，其包括：测量电子单元2以及具有多个参考反射器9a至9j的探针3。雷达料位计系统1设置在容器4的上方，容器4被部分地填充有要测量的产品。容器容纳有容器气体5、第一材料6、第二材料8以及上述两种材料之间的界面7。通过分析由探针3导入第一材料6并穿过材料界面7导入第二材料8的发射信号，测量电子单元2可以确定参考位置（例如容器的平顶）与各个参考反射器之间的距离，由此可以推断出材料界面的料位。

如在图1b中示意性示出的，电子单元2包括：收发器20，其用于发射及接收电磁信号；以及处理单元21，其连接到收发器20，用于控制收发器并处理由收发器接收的信号以确定在容器4中的材料界面7的料位。处理单元21还能够通过接口22连接到外部通信线23以用于进行模拟和/或数字通信。此外，尽管未在图1b中示出，但是雷达料位计系统1通常可连接到外部电源，或可以通过外部通信线23来供电。可替换地，可以配置雷达料位计系统1进行无线通信。

图2a至图2d示意性地示出了示例性参考反射器。

根据在图2a中示意性示出的第一可替换实施方式，可以将参考反射器40设置为介电体形式。介电参考反射器40可以例如由PTFE或另外的合适的介电材料或上述材料的组合来构成。此外，可以将介电体设置为粘附在探针3上的整体元件，以避免可能另外被容器5中的材料渗入的空间。例如，可以将介电体模制在探针3的周围，或可以将介电体设置为独立的元件，其然后被熔化并被允许固化在沿着探针3的期望的位置处。

根据在图2b中示意性示出的第二可替换实施方式，参考反射器45可以设置为通过固定器47a和固定器47b附接在探针上的金属板46形式。这样的金属板46在局部上使得探针3在电气意义上变得更厚。也就是说，在金属板46所在处的探针3的阻抗更低。与在图2a中示出的参考反射器相比较，在图2b中的参考反射器45更易于制造和附接但其对由容器中的产品所造成的污染更加敏感。

在图2c中，示意性地示出了参考反射器47的第三可替换实施方式，根据该实施方式，金属板47附接到双线探针3。此外，例如还可以以在具有不同传播特性的材料之间的过渡（transition）的形式将参考过渡阻抗集成在探针中。

图2d示意性地示出了参考反射器49的第四可替换实施方式，其中金属板49被布置在双线探针的两线之间。还可以通过介电套管48来包封参考反射器49和双线探针3以降低沿着探针传播的信号的衰减。介电套管48包封探针3并沿着探针3的整个长度延伸。如果探针3的两线之间的距离为15mm至30mm，则介电套管48可以具有最高达几毫米的厚度。在需要降低来自像水等有损耗液体的衰减（使用厚套管，具有较小衰减）与需要具有周围液体的显著影响（使用薄套管，具有较大影响）之间权衡套管48的期望厚度。

参考反射器呈现略微不规则地布置以避免由反射信号的较小部分的累积所造成的干扰。但是，图1a中示出的参考反射器的位置仅仅是示例性的。

探针的、可以位于容器底部的下端还可以被用作为已知的反射点并被用于计算。

图3是概述根据本发明的实施方式的确定界面料位的总体步骤的框图。将参照图1a和图1b的雷达料位计系统以及图4a中的曲线图来描述所述方法，图4a示出了从参考位置到参考反射器的电气距离dE和物理距离dP之间的关系。在本示例中，第一材料6是油，第二材料8是水，以及延伸界面7是包括油和水的乳状液，由此表现为扩散（即非突变）界面。假设探针3为具有介电泄露结构（dielectric disclosure）的双线传输线探针，该介电泄露结构用于降低来自探针周围的介质的阻尼，并且特别有助于信号进入水中。

还应当注意，图4a至图4c中的曲线图不是按比例绘制的，它们仅用于示出本发明的大致原理。在曲线图中的每个点对应于参考反射器之一，并且点的位置代表距参考位置的电气距离dE和物理距离dP之间的关系，其中所述参考位置优选地位于容器的平顶处或平顶附近。为了说明的目的，可以夸大不同线性关系之间的斜率的差异。

在第一步骤302中，确定距第一组反射器10的电气距离，并由图402中示出的第一多个点404来代表距第一组反射器10的电气距离。

在下一个步骤304中，确定距第二组反射器11的电气距离，并由第二多个点406来代表距第二组反射器11的电气距离。

之后，相对于第一多个点404确定306第一近似函数408以及相对于第二多个点406确定308第二近似函数410。此处近似函数408和近似函数410被示出为直线，可以通过根据本领域技术人员公知的任何方法执行线性曲线拟合来实现所述近似。

应当注意，在大多数情况下，根据所存储的开始信息或在对相同的容器容纳物的测量一段时间之后可以完全知道直线的斜率。最低层通常是水并将会给出主要依赖于探针中的材料的传播速度，油具有刚好超过2的介电常数，空气通常具有非常接近于1的介电常数。当拥有这些知识（或被相同容器容纳物的较早的测量所支持）时，在图4a至图4c中的直线的斜率是已知的，因此不需要如此多的点来绘制该至少部分线性的曲线。

在确定了第一近似函数408和第二近似函数410之后，确定310两个函数之间的交点所对应的物理距离，并将界面的位置确定312为从参考位置到两个函数相交处的点411的物理距离。因此，当已知从参考位置到容器底部的距离时，可以确定材料界面相对于容器底部的料位。上述方法的优点是不需要接收来自实际界面的任何反射信号就可以确定界面的料位。

此外，如果确定在第一多个点404和第二多个点406之间的位置处设置了两个或更多个未检测到的参考反射器，则可以基于所述两个或更多个参考反射器之间的已知物理距离来估计扩散界面的延伸量。

图4b中的曲线图412示意性地示出了在容器4中存在具有不同介电常数的三种材料的示例。第一多个点414可以对应于在容器中的气体5，第二多个点416可以对应于油以及第三多个点418可以对应于水。因此，确定三个近似函数420、422与424，并且可以确定两个不同的材料界面的料位。由交点413来代表气体5和油之间的界面，由交点415代表油和水之间的界面。

图4c示出了如下示例：其中在近似函数436和近似函数438的确定中排除了测量点428和测量点430，以分别实现近似函数与所选择的点的子集432、434之间的更高相关性。例如，使用用于确定近似函数的最小二乘拟合，可以使用相关系数作为拟合质量的测量标准，以确定拟合是否足够好或是否应当从根据拟合该函数的多个点中排除任何点以实现具有更好拟合的近似函数。因此即使一些测量的点是错误的，也可以基于第一近似函数436和第二近似函数438之间的交点417来精确确定界面的位置。

可以根据近似函数的斜率来确定不同材料的介电常数。由于将会通过信号在不同材料中的传播速度来确定线性函数的斜率，所以可以确定传播速度与周围材料的介电常数之间的已知关系。

尽管已经参考具体的示例性实施方式描述了本发明，但对于本领域的技术人员而言许多不同变型、修改等将是明显的。例如，可以基于曲线拟合的一般知识以任意多种方式来执行近似函数的确定。此外，可以将基于信号在产品表面处的反射的传统填充料位检测与本发明结合使用。另外，应当注意，系统的元件可以被省略、互换或以不同方式布置，雷达料位计系统仍然能够执行本发明的功能。

Claims (12)

1.一种用于借助于雷达料位计系统来确定容器中的由两种液体的乳状液形成的延伸或扩散材料界面的料位的方法，所述雷达料位计系统包括：

收发器，所述收发器用于生成、发射以及接收电磁信号；以及

探针，所述探针连接到所述收发器并被布置成将来自所述收发器的发射电磁信号导向所述材料界面，所述探针包括第一多个参考过渡阻抗和第二多个参考过渡阻抗，所述第一多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗位于所述材料界面上方距参考位置各个物理距离处，所述第二多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗位于所述材料界面下方距所述参考位置各个物理距离处；

所述方法包括以下步骤：

针对所述第一多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗，基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着所述探针从所述参考位置到所述参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第一组电气距离值；

针对所述第二多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗，基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着所述探针从所述参考位置到所述参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第二组电气距离值；

针对所述第一多个参考过渡阻抗，确定将所述第一组电气距离值与物理距离相联系的第一近似函数；

针对所述第二多个参考过渡阻抗，确定将所述第二组电气距离值与物理距离相联系的第二近似函数；以及

即使在到达所述材料界面的电磁信号没有被反射的情况下，也基于所述第一近似函数和所述第二近似函数来确定所述材料界面的所述料位，

其中，确定所述材料界面的所述料位的步骤还包括：

确定从所述参考位置到所述第一近似函数和所述第二近似函数相交的点的物理距离；以及

基于所确定的所述物理距离和从所述参考位置到所述容器的底部的距离来确定所述材料界面的所述料位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于针对至少三个参考过渡阻抗的所述电气距离值和所述物理距离之间的关系来确定所述第一近似函数和所述第二近似函数中的每一个。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一近似函数和所述第二近似函数为线性函数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：

基于所述第一近似函数的斜率来确定在所述材料界面上方的材料的介电常数；以及

基于所述第二近似函数的斜率来确定在所述材料界面下方的材料的介电常数。

5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：通过将基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的所述电磁信号的参考过渡阻抗的距离分布与所述参考过渡阻抗的已知的距离分布进行比较来确定所述界面的延伸量。

6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：

针对所述第一近似函数和所述第二近似函数中的至少一个，分别估计表示所述近似函数与所述第一多个参考过渡阻抗和所述第二多个参考过渡阻抗的所述电气距离值之间的相关性的相关性值；以及

如果所述相关性值低于预定阈值，则基于各自选择的、所述第一多个参考过渡阻抗或第二多个参考过渡阻抗的子集来确定新的近似函数。

7.一种用于确定容器中的延伸或扩散材料界面的料位的雷达料位计系统，所述材料界面位于具有第一介电常数的第一材料和具有第二介电常数的第二材料之间，所述雷达料位计系统包括：

收发器，所述收发器用于生成、发射以及接收电磁信号；

探针，所述探针连接到所述收发器并被布置成引导来自所述收发器的发射电磁信号通过所述第一材料并进入到所述第二材料中；

所述探针包括：

沿着所述探针在所述第一材料中布置的第一多个参考过渡阻抗；以及

沿着所述探针在所述第二材料中布置的第二多个参考过渡阻抗，以及

处理电路，所述处理电路连接到所述收发器并被配置成基于所接收到的由所述第一多个参考过渡阻抗和所述第二多个参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定所述界面的位置，

其中，所述处理电路还被配置成：

针对所述第一多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗，基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着所述探针从参考位置到所述参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第一组电气距离值；

针对所述第二多个参考过渡阻抗中的每个参考过渡阻抗，基于所接收到的由所述参考过渡阻抗反射的电磁信号来确定表示沿着所述探针从所述参考位置到所述参考过渡阻抗的电气距离的值，从而产生第二组电气距离值；

针对所述第一多个参考过渡阻抗，确定将所述第一组电气距离值与物理距离相联系的第一近似函数；

针对所述第二多个参考过渡阻抗，确定将所述第二组电气距离值与物理距离相联系的第二近似函数；以及

即使在到达所述材料界面的电磁信号没有被反射的情况下，也基于所述第一近似函数和所述第二近似函数来确定所述材料界面的所述料位，

其中，所述处理电路还被配置成：

确定从所述参考位置到所述第一近似函数和所述第二近似函数相交的点的物理距离；以及

基于所确定的物理距离和从所述参考位置到所述容器的底部的距离来确定所述材料界面的所述料位。

8.根据权利要求7所述的雷达料位计系统，其中，所述参考过渡阻抗为沿着所述探针布置的参考反射器。

9.根据权利要求7或8所述的雷达料位计系统，其中，所述参考过渡阻抗被沿着所述探针不规则地布置。

10.根据权利要求7或8所述的雷达料位计系统，其中，所述参考过渡阻抗被布置在沿着所述探针的伪随机位置处。

11.根据权利要求7或8所述的雷达料位计系统，还包括将所述探针的至少大部分长度进行包封的介电结构，所述介电结构被配置成降低沿着所述探针传播的电磁信号的衰减。

12.根据权利要求7或8所述的雷达料位计系统，其中，所述处理电路还被配置成：

基于所述第一近似函数的斜率来确定在所述材料界面上方的材料的介电常数；以及

基于所述第二近似函数的斜率来确定在所述材料界面下方的材料的介电常数。