CN1135368C - 利用微波实施测量的液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液位测量装置，包括：一个以发射脉冲重复频率(f_s)产生微波脉冲用的发射脉冲发生器；一个产生与发射脉冲发生器所产生的微波脉冲为同类脉冲的微波脉冲用的基准脉冲发生器；一个第一混频器(17)；一个对中频信号(ZF)实施取样用的第一子回路(27)；产生随差分频率(Δf)的变化而变化的差分信号(D)用的组件；一个根据单位时间(τ)确定其时间周期(P)用的第二子回路(47)；一个评估单元(41)。

Description

利用微波实施测量的液位测量装置

本发明涉及利用微波实施测量的液位测量装置。这种不需要在物理接触状态下实施测量的液位测量装置被应用在许多工业领域。在诸如石油工业等等的许多工业应用领域中，需要实施，比如说为1毫米精度的高精度液位测量。

为了对液位实施测量，可以通过天线将微波发射至注入材料体的表面，并接收由该表面反射回来的回波信号。这样便可以形成一个作为距离函数的、反映着回波幅度的回波函数，并可以利用这一回波函数确定出可能有用的回波信号和它的发射时间。利用这一发射时间即可以测定出注入材料液面与天线之间的距离。

利用反射微波测量距离的一种方法就是使用脉冲型雷达探测技术。这种脉冲型雷达探测技术是周期性地发射出短波微波脉冲，使其由注入材料的表面反射，并在随距离变化而变化的某一发射时间之后再实施接收。所接收到的、作为时间函数的信号幅度是一个回波函数。这种回波函数中的每一个值均与一个相对天线为特定距离的反射回波的幅度相对应。

一种如上所述的、利用微波实施测量的液位测量装置，已经公开在美国专利US4521778(同族专利为DE-A 3107444)中，这种装置包括：

-一个以发射脉冲重复频率f_s产生微波脉冲用的发射脉冲发生器，在运行过程中，该微波脉冲通过指向需要测量的注入材料表面的天线实施发射，由被注入材料的表面反射并产生接收用的回波信号；

-一个产生与发射脉冲发生器所产生的微波脉冲为同类脉冲的微波脉冲用的基准脉冲发生器，这一基准脉冲发生器使用的基准脉冲重复频率f_r与发射脉冲重复频率f_s相差一个频率差；

-一个第一混频器，

--其第一输入端用于接收由基准脉冲发生器产生的输出信号，

--其第二输入端用于接收回波信号，

--其输出端输出的是中频信号，这一中频信号由于时间流逝变慢效应因子的作用而相对于回波信号被延迟，所述的时间流逝变慢效应因子等于发射脉冲重复频率除以频率差所获得的商。

中频信号所具有的特性与回波信号相同，只是由于时间流逝变慢效应因子的作用而相对于回波信号有所延迟。如果举例来说，当发射脉冲重复频率为几兆赫兹，频率差为10赫兹至100赫兹，且微波频率为几千兆赫兹时，这种中频信号的频率将低于100千赫兹。

因此，它可以使用动作非常缓慢且价格相当低廉的部件来实施信号拾取和/或信号评估。

通常对中频信号实施解调制、取样，通过取样值获取出包络曲线，并且将其储存在储存器中，以供进一步处理时使用。包络曲线通常具有随微波脉冲在注入材料表面产生的反射信号的变化而变化的最大值。可以利用在基准时刻与中频信号最大值之间的时间间隔和时间流逝变慢效应因子，确定出到达注入材料表面并被反射回来的微波脉冲的真实发射时间。这一真实发射时间是一个表示注入材料表面与注入材料液位用测量装置之间的距离用的测量参数。

中频信号在两个点之间的时间间隔ΔT与回波信号在相应点之间的真实时间间隔Δt之间，存在有如下所述的关系：

ΔT＝(f_s/Δf)Δt                               (1)

其中：

ΔT为中频信号两个点之间的时间差，

Δt为回波信号两个点之间的真实时间差，

f_s为发射脉冲重复频率，

Δf为发射脉冲重复频率f_s与基准脉冲重复频率f_r之间的的差分频率(f_s-f_r)，

f_s/Δf等于时间流逝变慢效应因子。

由此可知，这种注入材料液位用测量方式的精度与变量ΔT、f_s和Δf密切相关。

本发明的目的就是在如前所述的在先技术的基础上，提供一种可以稳定地实现高精度测量的、利用微波实施测量的液位测量装置。

一种可以实现如上所述发明目的的、利用微波实施测量的液位测量装置包括有：

-一个以发射脉冲重复频率产生微波脉冲的发射脉冲发生器，在运行过程中，该微波脉冲通过指向需要测量的注入材料表面的天线实施发射，由被注入材料的表面反射并产生接收用的回波信号；

-一个产生与发射脉冲发生器所产生的微波脉冲为同类脉冲的微波脉冲的基准脉冲发生器，这一基准脉冲发生器使用的基准脉冲重复频率与发射脉冲重复频率相差一个微小的频率差；

-一个第一混频器，

--其第一输入端用于接收回波信号，

--其第二输入端用于接收由基准脉冲发生器产生的输出信号，

--其输出端输出的是中频信号，这一中频信号由于时间流逝变慢效应因子的作用而相对于回波信号被延迟，所述的时间流逝变慢效应因子等于发射脉冲重复频率除以频率差所获得的商；

-一个对中频信号实施取样的第一子回路，

--其在两个相继取样值之间的时间间隔等于一个单位时间；以及

-用于产生随差分频率的变化而变化的差分信号的组件；

-一个根据所述单位时间确定其时间周期的第二子回路；

--一个评估单元，

--其用于由时间周期确定出所述单位时间中的时间流逝变慢效应因子，

--进而使用所述单位时间中的这一时间流逝变慢效应因子，依据位于中频信号两个取样点之间的、并且位于该单位时间内的时间间隔，确定出回波信号中的、与这两个取样点相对应的两个点之间的真实时间间隔。

由于对差分信号的取样和对中频信号的取样是根据同一单位时间组件实施的，所以所要确定的真实时间间隔仅仅会受到这一单位时间的影响，并且仅仅会随这一单位时间的变化而变化。其它的、诸如因温度变化等等在测定单位时间用的部件中对频率所产生的影响，并不会对测量精度产生任何作用。

在根据本发明构造的一种最佳实施例中，还配置有单一的、确定固定单位时间用的时钟脉冲发生器。

在根据本发明构造的另一种最佳实施例中，产生差分信号用的组件还包括有一个第二混频器，而且：

-在其第一输入端处输入有一个信号，该信号

-以发射脉冲重复频率变化，

-在其第二输入端处输入有一个信号，该信号

--以基准脉冲重复频率变化，

--在其输出端处给出差分信号。

在根据本发明构造的另一种最佳实施例中，发射脉冲发生器包括有：

-一个其频率等于发射脉冲重复频率的振荡器，

-一个设置在振荡器下游侧的、与其相连接的脉冲发生器，

--用于将振荡器的输出信号转换为控制信号，以及

-一个由该控制信号控制并发射微波脉冲的微波源。

在根据本发明构造的另一种最佳实施例中，基准脉冲发生器包括有：

-一个其频率等于基准脉冲重复频率的振荡器，

-一个设置在振荡器下游侧的、与其相连接的脉冲发生器，

--用于将振荡器的输出信号转换为控制信号，

-一个由该控制信号控制并发射出微波脉冲的微波源。

在根据本发明构造的另一种最佳实施例中，用于对中频信号实施取样的第一子回路包括有一个取样和保持回路，以及一个与该取样和保持回路的输出端相连接的模拟/数字转换器。

在根据本发明构造的另一种最佳实施例中，用于对差分信号实施取样的第二子回路包括有：

-一个比较器，

--如果差分信号在取样的那一时刻超过预先设定的阈值，则其输出端给出具有第一信号电平的信号，

--如果差分信号在取样的那一时刻小于预先设定的阈值，则其输出端给出具有第二信号电平的信号，

-一个与比较器相连接的边缘检测器，

--其用于检测差分信号中周期的起始点，

-一个计数器，

--其用于在差分信号的预定数目的周期中，对所经过的单位时间实施计数。

在根据本发明构造的另一种最佳实施例中，还配置有在经过了预定数目的差分信号周期之后读取计数器的读数，并且利用这一读数确定差分频率的时间周期的组件。

参考下面结合附图进行的对最佳实施例的说明，可以更清楚的获知本发明和本发明所具有的其它优点；在各个附图中，具有类似结构和功能的部件用相同的参考标号表示。

图1为表示安装在容器上的液位测量装置用的示意图。

图2为表示根据本发明构成的注入材料液位用测量装置中的回路设置示意图。

图3为表示如图2所示的取样和保持回路的一种最佳实施例用的示意图。

图4为表示中频信号ZF的一个记录实例用的示意图。

图5为表示在利用如图2所示的脉冲发生器产生的输出信号形成差分信号D时的差分信号D的一个实例用的示意图。

图6为表示在利用如图2所示的振荡器产生的输出信号形成差分信号D时的差分信号D的一个实例用的示意图。

下面参考附图说明本发明的最佳实施例。

图1示出了一个安装在注入有注入材料3的容器5上的、利用微波实施测量的液位测量装置1。这种液位测量装置1具有一个天线7，在运行过程中，可以使用这一天线7朝向需要测量其液位的注入材料3的方向发射出微波脉冲。这种发射出的微波脉冲将由注入材料的表面反射，并且对它们的回波信号实施接收。在图中由箭头示出了在运行过程中微波脉冲信号的传播路径。

图2示出了根据本发明构成的注入材料液位用测量装置中的回路设置的一种实施形式。

这种装置配置有以发射脉冲重复频率f_s产生微波脉冲用的发射脉冲发生器。所述的发射脉冲发生器包括有一个其频率为发射脉冲重复频率f_s的振荡器9。如果举例来说就是，这种振荡器9可以是一种具有高频稳定性的石英振荡器。配置在振荡器9下游侧的是一个脉冲发生器11。它用于将振荡器9的输出信号转换为控制信号S。如果举例来说，这种控制信号S可以呈短窄的方波脉冲形式。这种控制信号S可用于激发诸如Gunn二极管等等的微波源13，进而使后者发射出微波脉冲。这种控制信号S还可以呈触发信号的形式，进而使微波源13导通和断开。微波源13也可以呈永久性导通状态，并配置有一个门控制回路，而且使该门回路相应于控制信号S而被导通、断开。控制信号S的时间周期与发射脉冲重复频率f_s的倒数相等。在这一实例中，控制信号S呈一系列方波脉冲串的形式，而且这种方波脉冲的持续时间与微波脉冲的持续时间相等，即可以为1毫微秒左右。如果举例来说，发射脉冲重复频率f_s可以为几兆赫兹。这种微波发射脉冲可通过定向耦合器15发送至天线7，进而发射至容器5。

回波信号由天线7实施拾取，并通过定向耦合器15施加在混频器17的第一输入端处。当然也可以不采用单一的天线实施发射与接收，而是采用两个天线，其中的一个天线用于发射，而另一个天线用于接收。

而且，这种装置还可以配置有一个基准脉冲发生器。这一基准脉冲发生器可以按基准脉冲重复频率f_r的频率，产生出与发射脉冲发生器所产生的微波脉冲为同类脉冲的微波脉冲，而且这一基准脉冲重复频率f_r与发射脉冲重复频率f_s相差一个微小的频率差Δf。这一频率差可为几个赫兹，比如说可以为40赫兹。这种基准脉冲发生器的结构构成亦可以与发射脉冲发生器相类似。基准脉冲发生器具有一个其振荡频率与基准脉冲重复频率f_r相等的振荡器19。配置在该振荡器19下游侧的是一个脉冲发生器21，后者用于将振荡器19的输出信号变换为控制信号S’，并且将其供给至微波源23。微波源23可以由控制信号S’实施控制，并发射出微波脉冲。

基准脉冲发生器的输出信号被送入至混频器17的第二输入端。该混频器17在其输出端处给出中频信号ZF。为了能够在正确的时间里，对由基准脉冲发生器产生的微波脉冲的回波信号实施取样，应该使基准脉冲重复频率f_r小于发射脉冲重复频率f_s。通过使时间流逝变慢效应因子等于发射脉冲重复频率f_s除以频率差Δf所获得的商的方式，便可以使中频信号ZF相应于回波信号产生一定的时间延迟。

当发射脉冲重复频率为几兆赫兹，频率差为10赫兹至100赫兹微波频率为几千兆赫兹时，发射脉冲重复频率将低于100千赫兹。配置在混频器17下游侧的是低通滤波器25，后者用于使中频信号ZF中所需要的频率信号通过。这种滤波器的截止频率通常为几百千赫兹。滤波后的中频信号ZF被供给至解调器26。如果举例来说，解调器26可以是一个简单的整流器。

经过滤波和整流处理的中频信号ZF被供给至第一子回路27，后者用于对中频信号ZF实施取样。

如图所示，在这一最佳实施形式中是通过取样和保持回路29和模拟/数字转换器31实施取样的。图3示出了一种结构构成最简单的取样和保持回路。它配置有一个具有上流侧开关35的电容器33。当开关35闭合时，电容器33将相应于所施加的中频信号ZF实施充电。开关35随后被断开，从而将施加在电容器33上的电压由模拟信号变换为数字信号。按这种方式获得的取样值与开关35被断开那一时刻的中频信号ZF的幅度相对应。这种装置还配置有一个时钟脉冲发生器37，由其给出的单位时间τ为对取样和保持回路29和模拟/数字转换器31实施控制用的时间信号。在开关两次断开之间的时间间隔即为单位时间τ。类似的，在中频信号ZF的两次相继取样之间的时间间隔亦等于单位时间τ。这种数字式取样值被储存在诸如随机存取存储器等等的存储器39中。

图4示出了由中频信号ZF获得的记录信号的一个实例。由中频信号ZF构成的曲线为时间T的函数；在由圆点所示的两次取样值之间的间隔为一个单位时间τ。这一记录曲线清楚地显示出了两个最大值。第一最大值与微波发射脉冲中的、通过定向耦合器15直接到达混频器17的那一部分相关。第二最大值与同一微波发射脉冲中的、由注入材料的表面反射回来的那一部分相关。

当然，也可以使回波信号或中频信号ZF中的不同特征点之间的时间间隔彼此相关。这种结构和评估处理的不同点如下所述，即它们是对特征点实施检测的。

这种装置还配置有一个评估单元41，后者用于对由所储存的取样值中获得的两个最大值的位置实施确定，并获得它们之间的时间间隔。如果举例来说，可以使用运算单元40完成这一操作。在这两个最大值之间的时间间隔ΔT为单位时间τ的n倍。通过时间流逝变慢效应因子，便可以利用该时间间隔ΔT确定出微波脉冲的真实发射时间1。

正如上所述，该时间流逝变慢效应因子等于发射脉冲重复频率f_s除以频率差Δf所获得的商，而且测量精度基本上仅随这一变量的变化而变化。

这种装置还配置有产生随差分频率Δf的变化而变化的差分信号D的组件。这类组件通常包括有一个第二混频器43，施加在混频器43上的第一输入端处的信号是以发射脉冲重复频率f_r变化的信号，施加在第二输入端处的信号是以基准脉冲重复频率f_s变化的信号。混频器43的输出信号中包含有差分信号D和很高的高频信号。这一输出信号被输入至低通滤波器45，以便滤去高频信号，而仅仅由低通滤波器45输出纯净的差分信号D。

如果举例来说，输入至混频器43的信号可以为由两个振荡器9、19给出的输出信号。然而正如图2中的最佳实施例所示，也可以采用由两个脉冲发生器11和21给出的输出信号。

这种装置还配置有第二子回路47，以对差分信号D实施取样，并测定它的时间周期P。在这一实例中，在对差分信号D实施的两次相继取样之间的时间间隔也等于单位时间τ。

如果仅配置有限定固定单位时间τ用的单一时钟脉冲发生器37则更好些。然而在变形实施例中，也可以配置有两个或更多个时钟脉冲发生器，这些时钟脉冲发生器均由一个基本的时钟脉冲发生器派生而形成，并且按类似的方式动作，即由于诸如环境温度等等的影响而使它们与设定点处的时钟脉冲频率之间的偏离相一致。

在如图2所示的最佳实施例中，这种第二子回路47包括有一个比较器49，由低通滤波器45给出的输出信号施加在该比较器49处。如果在取样时刻的差分信号D大于预先设定的阈值W，则比较器49输出处于第一信号电平H的信号，而当在取样时刻的差分信号D小于预先设定的阈值W时，比较器49输出处于第二信号电平L的信号。

图5示出了当使用各脉冲发生器产生的输出信号形成差分信号D、而且各脉冲发生器输出的信号均为方波脉冲串时，所产生的、如上所述的差分信号D的一个实例。

图6示出了使用振荡器9、19产生的输出信号形成差分信号时所产生的、如上所述的差分信号D的一个实例。

分别绘制有关阈值W的曲线，并且用点表示各取样值。阈值W可以是根据需要设定的任何一个固定值，只要它比差分信号D所给出的最小值大并且比差分信号D所给出的最大值小即可。

边缘检测器50与该比较器49相连接，并用于检测差分信号D中时间周期P的起始点。如果举例来说，可以通过比较比较器49给出的相继输出信号的电平的方式实施这一检测。因此比较器49的输出信号可以分别施加在一个NAND元件的输入端处，或者直接施加，或者通过可产生单位时间τ的时间延迟的延迟线施加。每当NAND条件被第二次满足时，即表示一个新周期的开始。如果举例来说，一旦第一信号电平H在第二信号电平L之后到来，即表示一个新周期P的开始。这种新周期的起始位置在图5和图6中由箭头示出。

这种装置还配置有一个计数器51，以便在差分信号D的x个预定周期中，对所流逝的单位时间τ的数目m实施计数。如果举例来说就是，由边缘检测器50产生的第一输出信号在一个周期的起始点处启动计数器51的运行，而第二输出信号在经过了预定的x个周期后的第x+1个周期的起始点处停止计数器51的运行。这种装置还可以配置有一个读取计数器读数用的微型控制器(在图2中未示出)。如果举例来说，这一微型控制器可以设置在第二子回路47中，也可以设置在评估单元41中。

计数器的读数m为整数，并且表示在单位时间τ内共经历了x个周期。时间周期P可以由下述公式相应地给出：

P＝(1/x)mτ

采用这种方式即可以在精度为τ的状态下对x个周期的长度实施测定。这种时间周期P的相对误差为：

ΔP/P＝Δ(xP)/(xP)＝τ/(mτ)

由于单位时间τ是预先设定的，所以可以通过输出测量值的周期数目x，测定出测量时间周期P用的精度。计数器的读数m等于周期数目x与每一时间周期P中的单位时间τ数目的乘积。

如果诸如温度等等的环境因素对振荡器9、19的频率稳定性产生的影响相当缓慢，便可以在与环境状态产生变化所需的时间单位相比为相当小的时间间隔内，有效地实施对时间周期P的测定。

所测定出的时间周期P被输入至评估单元41。然后被储存在诸如存储器53等等的、其储存内容由每一个新的时间周期P测量值实施更新的存储器中。在评估单元41中还配置有一个储存发射脉冲重复频率f_s的存储器55。这一值f_s是在制造时设置在储存器中的，而且在制造之后将不再改变。

在这种评估单元41中还配置有一个用于由时间周期P中确定出单位时间τ的时间流逝变慢效应因子的运算单元57。由于时间周期P等于差分频率Δf的倒数，所以时间流逝变慢效应因子等于发射脉冲重复频率f_s与时间周期P的乘积。由于时间周期P已经由预定的单位时间τ中获得，所以时间流逝变慢效应因子满足下述的公式：

f_s/Δf＝f_sP＝f_s(1/x)m[τ]

利用在单位时间τ中的这一时间流逝变慢效应因子，即可以通过诸如评估单元41中的运算单元57等等组件，由在中频信号ZF的两次取样点之间出现在单位时间τ中的时间间隔ΔT，测定出在回波信号中与这两个取样点相对应的两个点之间的真实时间间隔Δt。

对于这一点将在下面参考由图4所示的中频信号ZF的一个实例作进一步地说明。当然，也可以使用于确定真实时间间隔的两个取样点与回波信号中的其它特征点相关连，比如说还可以与天线和由基准反射器产生的回波信号之间的间隔相关连。

如上所述，微波脉冲的发射时间与如图4所示的中频信号ZF中的两个最大值之间的时间间隔ΔT＝nτ相对应。这一时间间隔ΔT还与回波信号中的、其间隔等于相应的微波脉冲发射时间l的两个相继点之间的真实时间间隔Δt相对应。

在容器底部和液位测量装置之间的距离H可以是已知的。根据微波脉冲由天线7至注入材料液面并被反射回来的真实发射时间l，并且考虑到微波的传播速度，注入材料液位h可以表示如下：

h＝H-(cl)/2

由此可以获得：

Δt＝nτ＝(f_s/Δf)τt

        ＝f_sPΔT

        ＝f_sm/xτΔt

由此可知，在发射脉冲与反射脉冲之间的真实时间差如下所述：

ΔT＝x(n/m)f_s

这一结果是不随时间常量τ变化的。因此，时间常量和/或由于温度或时间的变化所产生误差，均不会对测量精度产生任何影响。唯一可能对这一等式产生影响的误差源就是错误的发射脉冲重复频率f_s。通过采用具有相当高的频率稳定性的石英振荡器，便可以将这一误差限制为非常小。因此，可以采用相对误差为f_s/Δf＜10^-6的振荡器。

当然，时间常数τ也会对取样精度产生影响，其原因在于后者是依据前者的长度确定的。如果距离s为1毫米，则微波脉冲所需要的发射时间为t_s＝s/c，其中c为微波脉冲的传播速度，它基本上与真空中的光速相等，即c≌3×10⁸米/秒。因此发射时间t_s基本上等于t_s≌3×10^-12秒。当发射脉冲重复频率f_s为4兆赫兹，频率差Δf为40赫兹时，时间流逝变慢效应因子将等于10⁵。通过求解这一与注入材料液位半毫米变化相对应的、与中频信号ZF的时间差ΔT相关的等式，则对于这一数字实例，只要将单位时间τ选择在使中频信号ZF的最大值由于注入材料的表面反射所产生的偏移为10^-7秒的位置处，即可以实施检测。

可以通过设定相对比较小的单位时间τ的方式，或是通过改进最大值位置检测精度的方式，比如说通过对中频信号ZF的形状实施评估和/或对大量的中频信号ZF取平均值的方式，实施如上所述的求解。因此这一单位时间τ还可以被降低至10^-6秒。这与1兆赫兹的频率相对应。

如果采用本发明，便可以利用同一单位时间τ对不同信号的时间周期P实施计数。当差分频率Δf为40赫兹时，时间周期P为25×10^-3秒。虽然随差分信号D变化的时间标尺与随中频信号ZF变化的时间标尺有相当大的不同，但是如上所述，采用本发明仍可以利用同一单位时间τ对信号实施取样。对于特定的应用领域，可以通过延迟时间检测用的精度来限定这一单位时间τ。差分信号D的时间周期P用的测定精度可以通过对差分信号D实施评估的周期数目x实施设定。

Claims (8)

1.一种利用微波实施测量的液位测量装置，包括：

-一个以发射脉冲重复频率(f_s)产生微波脉冲的发射脉冲发生器，在运行过程中，该微波脉冲通过指向需要测量的注入材料表面的天线(7)实施发射，由被注入材料的表面反射并产生接收用的回波信号；

-一个产生与发射脉冲发生器所产生的微波脉冲为同类脉冲的微波脉冲的基准脉冲发生器，这一基准脉冲发生器使用的基准脉冲重复频率(f_r)与发射脉冲重复频率(f_s)相差一个频率差(Δf)；

-一个第一混频器(17)，

--其第一输入端用于接收回波信号，

--其第二输入端用于接收由基准脉冲发生器产生的输出信号，

--其输出端输出的是中频信号(ZF)，这一中频信号(ZF)由于时间流逝变慢效应因子的作用而相对于回波信号被延迟，所述的时间流逝变慢效应因子等于发射脉冲重复频率(f_s)除以频率差(Δf)所获得的商；

-一个对中频信号(ZF)实施取样的第一子回路(27)，

--其在两个相继取样值之间的时间间隔等于单位时间(τ)；以及

-用于产生随差分频率(Δf)的变化而变化的差分信号(D)用的组件；

-一个根据单位时间(τ)确定其时间周期(P)的第二子回路(47)；

--一个评估单元(41)，

--其用于由时间周期(P)确定出单位时间(τ)中的时间流逝变慢效应因子，

--进而使用单位时间(τ)中的这一时间流逝变慢效应因子，依据位于中频信号(ZF)的两个取样点之间的、并且位于该单位时间(τ)内的时间间隔(ΔT)，确定出回波信号中的、与这两个取样点相对应的两个点之间的真实时间间隔(Δt)。

2.一种如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于配置有单一的、确定固定单位时间(τ)用的时钟脉冲发生器(37)。

3.一种如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于产生差分信号(D)用的组件还包括有一个第二混频器(43)，而且：

-在其第一输入端处输入有一个信号，该信号

--以发射脉冲重复频率(f_s)变化，

-在其第二输入端处输入有一个信号，该信号

--以基准脉冲重复频率(f_r)变化，

--在其输出端处给出差分信号(D)。

4.一种如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于发射脉冲发生器包括有：

-一个其频率等于发射脉冲重复频率(f_s)的振荡器(9)，

-一个设置在振荡器(9)下游侧的、与其相连接的脉冲发生器(11)，

--用于将振荡器(9)的输出信号转换为控制信号(S)，以及

-一个由该控制信号(S)控制并发射微波脉冲用的微波源(13)。

5.一种如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于基准脉冲发生器包括有：

-一个其频率等于基准脉冲重复频率(f_r)的振荡器(19)，

-一个设置在振荡器(19)下游侧的、与其相连接的脉冲发生器(21)，

--用于将振荡器(19)的输出信号转换为控制信号(S’)，

-一个由该控制信号(S’)控制并发射出微波脉冲的微波源(23)。

6.一种如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于用于对中频信号(ZF)实施取样的第一子回路(27)包括有一个取样和保持回路(29)，以及一个与该取样和保持回路(29)的输出端相连接的模拟/数字转换器(31)。

7.一种如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于用于对差分信号(D)实施取样的第二子回路(47)包括有：

-一个比较器(49)，

--如果差分信号(D)在取样的那一时刻超过预先设定的阈值(W)，则其输出端给出具有第一信号电平(H)的信号，

--如果差分信号(D)在取样的那一时刻小于预先设定的阈值(W)，则其输出端给出具有第二信号电平(L)的信号，

-一个与比较器(49)相连接的边缘检测器(50)，

--其用于检测差分信号(D)中的周期的起始点，

-一个计数器(51)，

--其用于在差分信号(D)的预定数目(x)的周期中，对所经过的单位时间(τ)实施计数。

8.一种如权利要求7所述的液位测量装置，其特征在于还配置有在经过了差分信号(D)的预定数目(x)的周期之后读取计数器的读数，并且利用这一读数确定差分频率(Δf)的时间周期(P)用的组件。

Images