CN1606690A - 用于对辐射测量系统中伽马射线照相引起的干扰信号进行误差消除及补偿的方法和设备 - Google Patents

用于对辐射测量系统中伽马射线照相引起的干扰信号进行误差消除及补偿的方法和设备 Download PDF

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CN1606690A CNA028257243A CN02825724A CN1606690A CN 1606690 A CN1606690 A CN 1606690A CN A028257243 A CNA028257243 A CN A028257243A CN 02825724 A CN02825724 A CN 02825724A CN 1606690 A CN1606690 A CN 1606690A
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Abstract

本发明涉及用于对根据过程测量技术的辐射测量系统中伽马射线照相引起的干扰信号进行误差消除及补偿的方法和设备。本发明的设备包括：用于检测器测量的过程变量L (t)的测量值Lm (t)的输入，用于至少一个非辐射测量的并被同样监控的第一过程参数P1＝P1(t－τ)的输入，其中它的改变导致辐射测量值Lm (t)的改变ΔLm＝Lm (tj)－Lm (tj+1)，该改变具有可能的延迟时间τk，也可以是τk＝0；连接至过程控制系统的输出，以及检测及误差补偿设备，其在操作期间确定检测器在两个相继随机时刻ti和ti+1检测的辐射测量值Lm (ti)和Lm (ti+1)的改变ΔLm＝Lm (ti)－Lm (ti+1)，并且利用数学上的相互关系ΔLm＝f(ΔP1)与在相应时间间隔中检测的第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti－τ)－P1(ti+1－τ)进行比较。

Description

用于对辐射测量系统中伽马射线照相引起 的干扰信号进行误差消除及补偿的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于对辐射测量系统中伽马射线照相引起的干扰信号的误差消除及误差补偿的方法和设备。
背景技术
多年来，辐射测量系统用作用于过程测量的无接触测量方法。它们应用于必须在困难条件，例如极端温度和压力，下测量过程参数，例如容器中介质的料位、介质的界面和/或密度，的情况。已知的辐射测量系统通常包括放射性辐射体和安装在容器或管道的检测器，还包括评价单元。与之相关的测量方法也是类似的。特别是在化工中，辐射测量对于困难的过程是不可缺少的。
另一方面，尤其在化工车间中，管道和容器的完整性以及它们的连接非常重要，因此必须不时检查。在对管道、焊缝和压力容器的非破坏性测量测试的情况下，经常应用伽马射线照相，在相关测量方法中，同样使用放射性辐射体和检测器。当在辐射测量系统附近执行这种伽马射线照相测量时，会发生与辐射测量系统的干扰，其源于用于伽马射线照相的放射性辐射体，从而误差引入过程变量的测量值。
在当前通常使用的一种方法中，为了抑制来自伽马射线照相的干扰，在开始伽马射线照相之前停止或中断在附近的伽马射线照相检查中受到影响的辐射测量，并且将过程变量的最后测量值保留，即保存，并且实际上被冻结。在伽马射线照相测量期间，过程变量的测量在辐射测量系统中不受影响并且不可用于过程控制。在伽马射线照相检查结束时，再次打开辐射测量系统，并且恢复过程变量的测量。这种方法的缺点很明显：或者辐射测量系统记录的过程变量再也不能被测量和监控，并且可能导致过程控制中的严重后果；或者必须放弃伽马射线照相测量，使得当没有对于过程变量的记录的中断可以允许时，不检查管道和容器壁以及焊缝，这特别存在于对于容器中介质的料位的辐射测量的情况中，其中泵基于当前料位测量而得到控制。或者，关闭过程中受影响的分支对于多数车间操作者也同样存在问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供方法和设备，其能够不顾同时进行的伽马射线照相检查可能引起的干扰而允许过程变量的辐射测量。
这个目的通过用于对辐射测量系统中由伽马射线照相引起的干扰信号进行误差消除及补偿的方法实现，其中通过放射性辐射体和检测器记录过程变量L(t)，该方法包括以下步骤：
a)在进行测量期间，对于两个相继的且定义时间间隔或时间周期的随机时刻ti和ti+1，确定在这些时刻在由检测器记录的两个辐射测量值Lm(ti)和Lm(ti+1)之间的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)，并且利用计算关系ΔLm＝f(ΔP1)与在相应时间间隔中检测的第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)比较；
b)在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)并且对应于计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，假定不存在辐射测量系统的干扰，其中，根据最后测量的辐射测量值Lm(ti+1)确定相关的过程变量L(ti+1)并将其发送至与过程控制系统连接的总线，而无需指示干扰的附加信号；
c)在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)不对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)以及计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，假定存在辐射测量系统的干扰，
--其中，基于第一过程参数P1的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)，利用已记录的对于时刻ti+1的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)计算辐射测量值Lc(t+1)；
--其中，根据计算的辐射测量值Lc(ti+1)，确定相关的过程变量
Figure A0282572400091
并将其与一额外的指示干扰的信号一同发送至与过程控制系统相连的总线；以及
--其中，随后在时刻ti+2处对第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti+1-τ)-P1(ti+2-τ)以及辐射测量值Lm(ti+2)的测量的记录中，后者与计算的辐射测量值Lc(ti+1)一同用于确定改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)，并且该改变在步骤d)和e)中被参考，用于确定是否仍存在辐射测量系统的干扰。
在本发明的方法的优选实施例中，在启动辐射测量系统之前以及开始实际测量操作之前执行下列步骤：
a)对于由辐射测量系统的检测器测量的测量值Lm(t)，确定至少一个非辐射测量的且被类似监控的第一过程参数P1＝P1(t-τ)，其对于任意时刻tj-τ和tj+1-τ(具有可能的延迟时间τ，甚至可能τ＝0)的改变ΔP1＝P1(tj-τ)-P1(tj+1-τ)导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
b)根据以不同的操作及过程条件和在不同时刻ti确定的辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm以及非辐射测量的第一过程参数的改变ΔP1，将计算关系ΔLm＝f(ΔP1)以公式表达出来并保存。
在本发明的方法的进一步发展中，假定在发出指示辐射测量系统的干扰的信号之前，确定了辐射测量值的改变ΔLm是否小于之前确定为最大允许的改变δ＝|ΔLmmax|；并且只有在ΔLm≥δ的情况中将指示辐射测量的干扰的信号发送到总线。
上述目标还通过用于对具有放射性辐射体和检测器的辐射测量系统中伽马射线照相引起的干扰信号的误差消除及补偿的设备实现，该设备包括：
-输入，用于由检测器测量的过程变量L(t)的测量值Lm(t)
-输入，用于至少一个非辐射测量并被同样监控的第一过程参数P1＝P1(t-τ)，其改变导致由可能的延迟时间τk(也可以τk＝0)延迟的辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
-输出，其与过程控制系统相连，和
-评价及误差补偿设备，
--其在操作期间确定由检测器对于任两个相继的随机时刻ti和ti+1记录的辐射测量值Lm(ti)和Lm(ti+1)之间的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)，并且利用计算关系ΔLm＝f(ΔP1)将其与在相应时间间隔中检测的第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)比较；
--其中，在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)并且对应于计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，根据最后测量的辐射测量值Lm(ti+1)确定相关的过程变量L(ti+1)并将该变量发送至输出以及与过程控制系统连接的总线，而无需指示干扰的附加信号；
--其中，在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)不对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)以及预定的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，识别辐射测量系统的干扰，
--其中，之后基于第一过程参数P1的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)，利用已记录的对于时刻ti+1的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)计算辐射测量值Lc(t+1)；
--其中，根据计算的辐射测量值Lc(ti+1)，确定相关的过程变量 并将该变量与一额外的指示干扰的信号一同发送至输出以及与过程控制系统相连的总线；以及
--其中，随后在时刻ti+2处对第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti+1-τ)-P1(ti+2-τ)以及辐射测量值Lm(ti+2)的测量的记录中，从这个辐射测量值和计算的辐射测量值Lc(ti+1)确定改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)，以确定是否仍存在辐射测量系统的干扰。
本发明的其它优选实施例涉及由辐射测量系统的检测器测量的测量值Lm(t)，该测量值可以是对于容器中介质料位，容器中这种介质的密度，或者容器或管道中一种或多种介质的至少两相的界面的量度。
本发明的其它优选实施例涉及第一非辐射测量的过程参数P1，其是：
--容器内部或与容器内部相连的管道中的压力；
--容器内部或与容器内部相连的管道中的温度；或者
--与容器内部相连的管道中的介质的流速。
在本发明的另一其它实施例中，假定多个过程参数Pk被监控，(其中k＝1，2，…)，它们对于任意时刻tj-τk和tj+1-τk并且被延迟了可能的延迟时间τk(有可能τk＝0)的改变ΔPk＝Pk(tj-τk)-Pk(tj+1-τk)导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
--其中，基于对于不同操作及过程条件的测量，将辐射测量值Lm(t)对于每一独立过程参数或多个过程参数Pk的依赖关系公式化表示为ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，…)；
并且，其中，在操作期间，利用计算的记录关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，…)确定是否存在辐射测量系统的干扰。
本发明的优点是由于可以不中断地监控待侧的过程变量，所以在过程控制中保证了安全。另外，本发明提供了创建这样一种设备的可能性，利用这种设备，以改进工具的方式，可以升级较老的已经安装的辐射测量系统。这种改进工具通常设置在辐射测量系统和过程控制系统之间。
附图说明
现在参考本发明的不同实施例，以附图为基础，详细说明和解释本发明，附图中：
图1是由辐射测量系统监控的部分过程的示意图；
图2是辐射测量系统监控的部分过程的示意图，在该辐射测量系统附近有伽马测量系统在操作；
图3是根据本发明的用于评价以及误差消除及补偿的设备的原理的草图；
图4是根据本发明的用于评价、误差消除及补偿的方法的优选实施例的流程图；
图5是根据本发明的用于评价、误差消除及补偿的方法的第二优选实施例的流程图；
图6是辐射测量系统以及用于记录其它过程参数的其它测量设备的现有的连接至过程控制系统的示意图；和
图7是辐射测量料位测量系统和用于记录其它过程参数的其它测量系统连接至过程控制系统的示意图，其中插入了根据本发明的用于误差消除及补偿的设备。
为了简化及清楚，本发明不同实施例的同等的元件、部件和部分具有等同的参考符号。
具体实施方式
图1显示了对于所谓的过程的现有工业车间的一部分的例子。在内部容纳了介质12的容器10处放置了辐射测量系统14。系统14包括辐射体16和检测器18。如图1所示，对于这种安装很常见的，放射性辐射体16和检测器18放置在容器10的相对侧。由放射性辐射体16发射且到达检测器18的辐射所覆盖的区域由虚线指示，但是在这里不作详细说明。辐射测量系统14还包括评价电子装置20，其中由检测器18在任意时刻ti测量的测量值Lm(t)形成的对于记录的过程变量L(t)的信号。这里以及下面讨论的过程变量L(t)优选地为容器10中介质12的料位。然而，原理上，它可以是辐射测量系统可以获得的任何其它过程变量，例如容器或管道中的介质的密度，或者容器或管道中的一种或多种介质的两相之间的界面。
如图1所示，评价电子装置20往往远离检测器18并且由电缆与其相连。然而，它可以就位于检测器18的外壳中或者在与其共有的外壳中。在多数情况中，评价电子装置20与总线22相连，由测量信号得到的过程变量通过该总线22传输至过程控制系统(这里未显示)。然而，代替图1所示的总线22，也有可能使用无线总线作为到过程控制系统或者到相应的中央控制场所的连接。
除了辐射测量系统14，图1所示的过程的例子显示了其它测量设备，利用它们可以确定非辐射测量地记录的过程参数，该参数影响测量值Lm(t)或者受其影响。简而言之，过程参数的改变是过程变量的可能改变的指示。
视情况而定，流速测量设备26安装在第一管线24内部或上面，第一管线24开口进入容器10并且用于充满介质12，利用流速测量设备26可以将经过管线24的流速记录为介质12的第一过程参数P1＝P1(t)。作为经过第一管线24进入容器10的介质12的结果，过程变量，料位L(t)，的测量值Lm(t)在容器10中改变至这样的程度，相等体积的介质在相同时间周期中不流出。
用于监控容器10中介质12上方的蒸气或气体层中的压力的是压力测量设备28，其位于第二管线30内部或上面，第二管线30从上面开口进入容器内部。利用压力测量设备，容器10中介质上方的蒸气或气体层中的压力被记录为第二过程参数P2＝P2(t)。压力的改变可以指示容器10中介质的料位L(t)的改变。根据情况而在第二管线30内部或上面的图1中的压力测量设备28的特别说明是必需的并且不代表对于本发明的限定。本领域技术人员知道，压力测量设备28也可以放置在容器10中盖子的区域。
放置在第三管线32中的是阀34，第三管线视情况而开口进入容器10的底面或池，借助于阀34可以控制流出容器10的介质12的流出物。阀34的位置，或者更精确的，其实际开口角度被作为第三过程参数P3＝P3(t)而记录。
第三过程参数P3指示阀34的打开或闭合以及流出容器10的介质12的增加或减少或者甚至没有的流出物，第三过程参数P3导致容器10中介质料位L(t)的改变，只要没有发生介质12的相应流入。如上所述，流入由流速测量设备26通过第一过程参数P1的改变而监控。
总之，很明显，一个或多个过程参数P1、P2、P3的改变指示料位L(t)的非辐射记录的测量值Lm(t)的改变。根据本发明，在特定车间的实际常规启动之前，优选地对于不同操作及过程条件并且在不同的相继时刻ti和ti+1，记录过程参数P1、P2、P3的改变以及非辐射记录的测量值Lm(t)之间的关系，或者将其作为由可比较的车间而已知以及如果需要的话，适用于当前车间的函数而借用。
函数关系被作为由于过程参数ΔP1，ΔP2，ΔP3的改变而引起的辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm而确定，计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)被公式化表示并保存。只要一个或多个过程参数P1、P2或P3的改变以可能的延迟时间τ(可以是τ＝0)而延迟地导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)，当确定计算关系ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)时将其考虑在内，其中ΔP1＝P1(tj-τ)-P1(tj+1-τ)，ΔP2＝P2(tj-τ)-P2(tj+1-τ)并且ΔP3＝P3(tj-τ)-P3(tj+1-τ)。这个计算关系ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)优选地存储在评价电子装置20的存储器中或者存储在附着于评价电子装置20的存储器中，并且可以用于引起的干扰信号的误差消除及补偿。
对于图1所示的实施例的例子已经选择并说明了这些过程参数。然而，对于本领域技术人员，很清楚可以在其它工厂以及其它环境下有更多或更少过程参数，其改变导致过程变量的改变并且其根据本发明被监控和处理。
图1还指示了从流速测量设备26和压力测量设备28到总线22的连接线。由流速测量设备26和压力测量设备28测量的过程参数也被送入辐射测量系统14的评价电子装置20，用于进一步的评价和处理。
图2以简化的方式示意性地显示了用于确定介质12的料位的容器10和辐射测量系统14，以及在附近使用的伽马射线照相测量系统36，其在邻近的肘管弯头38的区域中用于检查。从辐射体40发射并且指向肘管弯头38的放射性辐射被辐射测量系统14的检测器18类似地接收，并且干扰或中断用于确定介质12的料位的测量信号。这个还由检测器18接收的外来辐射导致料位被指示为小于容器中实际存在的料位。然而，这是非常不期望和危险的。
图3显示了根据本发明的用于评价和用于误差消除及补偿的设备44的原理的草图。这个设备44包括输入46，其用于由检测器18测量的辐射测量值Lm(t)以及非辐射测量的过程参数P1＝P1(t)、P2＝P2(t)和/或P3＝P3(t)，还包括真实意义上的评价及误差补偿装置48，以及输出50。由于简化和清楚的原因，这里没有显示对于设备44进行评价、误差消除及补偿而自然需要的电源。
当进行测量操作时，评价及误差补偿设备48确定对于检测器在两个任意时刻ti和ti+1记录的两个辐射测量值Lm(ti)和Lm(ti+1)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)，并且基于在相同时间间隔中记录的过程参数的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3，利用预定并存储的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)测试是否存在如图2所示的辐射测量系统14的干扰。对于假定了干扰的情况，使用下面详细说明的用于误差消除及补偿的方法，在评价及误差补偿设备48中确定过程变量L(t)的值，并且将其与指示干扰的相应信号，例如警报信号，一同从输出50发送到总线22上(这一点参见图1)。对于没有假定干扰的情况，基于最后测量的辐射测量值Lm(i)，在评价及误差补偿设备48中确定过程变量L(t)的值，并且从输出50将该值发送至总线22，而无需警报信号。
图4以流程图说明了根据本发明的用于评价、误差消除及补偿的本发明的方法的第一优选实施例。通过例子，由任意两个相继时刻ti和ti+1确定从执行测量操作开始的时间间隔。辐射测量值Lm(t)和多个过程参数被测量。在这里给出的实施例的例子中，有三个过程参数P1、P2、P3，它们优选地是图1中示出的且在说明书中说明的过程参数。为了简化，假定对于不同操作及过程条件先前获得并确定的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)已经为了进一步的处理而被公式化并且以合适的形式存储在用于误差消除的设备44的存储器60中(这一点也参见图3)。另外，假定在图4所示的方法的流程(重新)开始的时刻ti+1，在前一时刻ti记录的测量值被以合适的形式同样存储在用于误差消除的设备44的存储器58中并且可以用于进一步的处理。
在评价电子装置20(这一点参见图1)给出实际测量值Lm(ti+1)、P1(ti+1)、P2(ti+1)、P3(ti+1)之后，执行对于相对于前一时刻ti记录且被从存储器58读出的值Lm(ti)、P1(ti)、P2(ti)、P3(ti)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)、ΔP1＝P1(ti)-P1(ti+1)、ΔP2＝P2(ti)-P2(ti+1)和ΔP3＝P3(ti)-P3(ti+1)的确定。然后，执行比较64，其中将辐射测量值的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)与在相同时间间隔中记录的过程参数的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3比较，并且其中从存储器60读出的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)用于测试实际测量的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)是否对应于计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)所给出的改变。对于时刻ti+1测量的过程参数P1，P2，P3的值被载入存储器58，并且可以为下一测量时刻ti+2所使用，用于确定接下来的时刻ti+1到ti+2的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3。
在辐射测量值Lm(t)的实际测量的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)对应于测量的过程参数的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3的情况中，假定不存在辐射测量系统的干扰。从最后测量的辐射测量值Lm(ti+1)确定相关的过程变量L(ti+1)并且将其发送至与过程控制系统相连的总线22，而无需任何附加的指示干扰的信号。辐射测量值Lm(ti+1)被载入存储器58并且可以用于下一测量时刻ti+2，作为用于确定对于从ti+1到ti+2的时间周期的改变ΔLm的参考值。
在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)不对应于非辐射测量的过程参数的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3以及计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)的情况中，假定存在辐射测量系统的干扰，例如是由于来自附近的伽马射线照相测量系统的外来辐射的侵入(这一点参见图2)。这这种情况中，已知的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)用于执行对于考虑的时间周期ti至ti+1的计算66，其得到对于时刻ti+1的计算的测量值Lc(t+1)。从使用的角度看，这可以例如通过使用计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)确定对于感兴趣的时间周期的允许改变ΔLc(ti，ti+1)然后由Lc(ti+1)＝Lm(ti)+ΔLc(ti，ti+1)计算测量值Lc(ti+1)而完成。接下来计算对于计算的辐射测量值Lc(ti+1)的相关过程变量 并将其与指示干扰的附加信号68一同发送至与过程控制系统相连的总线22。计算的辐射测量值Lc(ti+1)被载入存储器58，并且可在接下来的测量时刻ti+2使用，用作用于确定对于接下来的时间周期ti+1到ti+2的改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)的参考值。
对于接下来的时刻ti+2(也用于其后进一步的时刻)，如图4所示，本发明所述的方法重新执行，新的时刻记录的过程参数P1(ti+2)、P2(ti+2)、P3(ti+2)代替在时刻ti+1测量的过程参数P1(ti+1)、P2(ti+1)、P3(ti+1)。本发明的各个步骤的时间指示被相应调整。对于感兴趣的新的时间周期相应执行对于改变ΔP1，ΔP2，ΔP3的上述确定62。
对于时间周期ti+1到ti+2的过程变量的测量值的改变ΔLm的确定62依赖于之前是否确认了辐射测量系统的干扰。如果不存在干扰，则对于新的时间周期ti+1到ti+2如上所述执行本方法。对于存在干扰的情况，则以计算的辐射测量值Lc(ti+1)代替测量值Lm(ti+1)，使得从ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)确定在从ti+1到ti+2的时间周期中辐射测量值的改变ΔLm。如果对于时间周期ti+1到ti+2的改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)不对应于使用已知的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)对于新的时间周期的记录的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3，则借助于计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)以及从属于它的过程变量 计算对于时刻ti+2的辐射测量值Lc(ti+2)，然后将其与警报信号68一同发送至输出50。
对于每一新考虑的时刻，实际测量的过程参数P1(ti+2)、P2(ti+2)、P3(ti+2)和过程变量的值(其作为实际测量值Lm(ti+2)或作为计算的测量值Lc(ti+2)被存储并保持在存储器58中，用于后续测量中的进一步处理。
在图4中给出的对于本发明的误差消除及补偿的这一点的说明中，已经假定，对于在考虑的时间周期，过程参数P1、P2、P3的改变也在对于这个时间周期的过程变量的测量值Lm的改变之后立即出现。然而，在过程参数P的改变以具有可能的延迟时间τ的延迟(也可以τ＝0)而导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)的情况中，本发明的方法应当使用相关过程参数的改变，例如对于时间周期tj-τ到tj+1-τ(j＝1，...i，i+1，i+2，...)的ΔP1，即对于由延迟时间τ校正的时间周期ΔP1，特别是当计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)依赖于被考虑的特定时间周期时。于是，作为在图1所示的现有工业过程工厂部分的情况中，一定可以使以流速测量设备26记录的过程参数“流速”的改变比以辐射测量系统14记录的料位测量值的改变延迟一定时间。
在考虑延迟时间τ时，本发明的方法不改变，仅适当调整图4所示的方法的指示。当不同过程参数具有不同延迟时间时以相同的方式进行。
图5以流程图显示了根据本发明的用于评价、误差消除及补偿的本发明的方法的另一优选实施例。这个实施例与上面参考图4说明的实施例在许多部件和方法步骤中是类似的。在图5中也以例子的方式对于两个任意的相继时间点ti和ti+1选择了来自运行的测量操作的时间间隔。在图4所示的方法的情况中，使用对于时刻ti的测量值P1(ti)、P2(ti)、P3(ti)和Lm(ti)(或者在干扰的情况中Lc(ti))以及对于时刻ti+1的测量值P1(ti+1)、P2(ti+1)、P3(ti+1)和Lm(ti+1)，进行对于特定的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)和ΔP1，ΔP2，ΔP3的确定62。类似地，在比较64中，也检测辐射测量值的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)是否对应于在相应时间间隔中记录的根据从存储器60读出的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)的过程参数的改变ΔP1，ΔP2，ΔP3。
在确认没有干扰的情况，则如上面已经解释的，形成从属于辐射测量值Lm(ti+1)的过程变量L(ti+1)，并经由输出50将其发送至总线22。
然而，在确认了干扰的情况中，则脱离图4的方法，执行重查70，其中测试辐射测量值ΔLm是否小于之前从计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)预定的最大允许偏差δ。如果辐射测量值ΔLm的改变小于δ并且其仍然在变化的容许范围之内，则将实际测量的辐射测量值Lm(ti+1)认为是可接受的。如上所述，之后形成从属于辐射测量值Lm(ti+1)的过程变量L(ti+1)，并经由输出50将其发送至总线22。
在|ΔLm|≥δ并且作为结果使得辐射测量值的改变ΔLm偏离计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)超过允许情况中，假定有干扰。如上所述，然后将已知的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，ΔP3)用于执行对于所考虑的时间周期ti，到ti+1的计算66，以对于时刻ti+1给出计算的测量值Lc(t+1)。另外，确定相关的过程变量 并且将其与指示干扰的附加信号68一同发送至与过程控制系统相连的总线22。
对应于图4的方法，在图5的方法中，位于输出44处的特定值也被载入存储器58，该特定值在干扰的情况中是计算的辐射测量值Lc(ti+1)或者是实际测量的测量值Lm(ti+1)，其在下一测量时刻ti+2可用，作为用于确定对于下一时间周期ti+1到ti+2的改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)或ΔLm＝Lm(ti+1)-Lm(ti+2)的参考值。
为了说明简单的方式，其中本发明的设备可以作为改进而集成入现存的已经安装的过程测量装置，图6示意性地示出到辐射测量系统以及用于记录其它非辐射测量地记录的过程参数的测量仪器的其它测量仪器的过程控制系统的现有连接。其中，为了简化而假定已经通过例子的方式在图1中显示的其它测量仪器(这一点，参见图1和相应的说明)。如图6所示，通常辐射测量系统14的评价电子装置20、流量测量设备26和压力测量设备28直接连接至总线22。图6中所示的连接本身用于通用的所谓两线制系统，例如根据所谓的HART通信基础。
作为例子，如果现在以改进工具72的形式提供图3中本发明的用于误差消除及补偿的设备44(这一点，参见图3和相关说明)，如图7所示，在用于图6的过程测量的仪器的情况中，这种改进工具72可以连接在总线22和测量设备14(分别为20、26和28)之间。改进工具优选地包括外壳(未显示)和其中容纳的与图3的设备所拥有的相同的用于误差消除及补偿的模块和部件。在两线制系统的情况中，输入和输出的连接以图7所示的方式，根据所谓的HART通信基础。

Claims (15)

1、用于对辐射测量系统(14)中由伽马射线照相引起的干扰信号(42)进行误差消除及补偿的方法，其中利用放射性辐射体(16)和检测器(18)确定过程变量L(t)，该方法包括以下步骤：
a)在进行测量期间，对于两个任意时刻ti和ti+1，确定在这些时刻在由检测器(18)记录的两个辐射测量值Lm(ti)和Lm(ti+1)之间的改变ΔLm=Lm(ti)-Lm(ti+1)，并且利用预定的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)与在相应时间间隔中记录的第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)比较；
b)在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm=Lm(ti)-Lm(ti+1)对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)并且对应于计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，假定不存在辐射测量系统的干扰，其中，根据最后测量的辐射测量值Lm(ti+1)确定相关的过程变量L(ti+1)并将其发送至与过程控制系统连接的总线(22)，而无需指示干扰的附加信号(68)；
c)在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)不对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数P1＝P1(t-τ)的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)以及计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，假定存在辐射测量系统(14)的干扰，
--其中，之后基于第一过程参数P1的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)，利用已记录的对于时刻fi+1的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)计算辐射测量值Lc(t+1)；
--其中，根据计算的辐射测量值Lc(ti+1)，确定相关的过程变量 并将其与一附加的干扰指示信号(68)一同发送至与过程控制系统相连的总线(22)；以及
--其中，随后在时刻ti+2处对第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti+1-τ)-P1(ti+2-τ)以及辐射测量值Lm(ti+2)的测量的记录中，后者与计算的辐射测量值Lc(ti+1)一同用于确定改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)，并且该改变在步骤d)和e)中被参考，用于确定是否仍存在辐射测量系统系统(14)的干扰。
2、根据权利要求1所述的方法，其中在启动辐射测量系统(14)之前行下列步骤：
a)对于由辐射测量系统(14)的检测器(18)测量的测量值Lm(t)，确定至少一个非辐射测量的且被类似监控的第一过程参数P1＝P1(t-τ)，其对于任意时刻tj-τ和tj+1-τ的改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)以可能的延迟时间τ，其中甚至可能τ＝0，导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
b)根据以不同的操作及过程条件和在不同时刻ti确定的辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm以及非辐射测量的第一过程参数的改变ΔP1，将计算关系ΔLm＝f(ΔP1)以公式表达出来并保存。
3、根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，在发出指示辐射测量系统的干扰的信号(68)之前，从计算关系ΔLm＝f(ΔP1)确认辐射测量值的改变ΔLm是否小于之前预定为最大允许的改变δ；以及
-其中只有在|ΔLm|≥δ的情况中，指示辐射测量信号的干扰的信号(68)被发送到总线(22)上。
4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其中辐射测量系统(14)的检测器(18)测量的测量值Lm(t)可以是对于容器(10)中介质(12)的料位、容器中该介质的密度、或者容器或管道中一种或多种介质的至少两相的界面的量度。
5、根据权利要求4所述的方法，其中在第一非辐射测量的过程参数P1是：
--容器内部或与容器内部相连的管道中的压力；
--容器内部或与容器内部相连的管道中的温度；或者
--与容器内部相连的管道中的介质的流速。
6、根据权利要求5所述的方法，
-其中多个过程参数Pk被监控，其中k＝1，2，…它们对于任意时刻tj-τk和tj+1-τk的改变ΔPk＝Pk(tj-τk)-Pk(tj+1-τk)以可能的延迟时间τk，有可能τk＝0，导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
--其中，基于对于不同操作及过程条件的测量，将辐射测量值Lm(t)的改变依赖于每一独立过程参数或多个过程参数Pk的计算表示公式化为ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，…)；
并且，其中，在操作期间，根据权利要求1的步骤c)到e)，利用计算的记录关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，…)确定是否存在辐射测量系统(14)的干扰。
7、用于对具有放射性辐射体(16)和检测器(18)的辐射测量系统(14)中伽马射线照相引起的干扰信号(42)的误差消除及补偿的设备(44)，该设备包括：
-输入(46)，用于由检测器(18)对于过程变量L(t)测量的测量值Lm(t)，
-输入(46)，用于至少一个非辐射测量并被同样监控的第一过程参数P1＝P1(t-τ)，其改变以可能的延迟时间τk，也可以τk＝0，导致辐射测量值Lmt的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
-输出(50)，其与过程控制系统相连，和
-评价及误差补偿设备(48)，
--其在操作期间确定由检测器(18)在任意两个相继时刻ti和ti+1记录的辐射测量值Lm(ti)和Lm(ti+1)之间的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)，并且利用计算关系ΔLm＝f(ΔP1)将其与第一非辐射测量的过程参数P1＝P1(t-τ)的改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)比较；
--其中，在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)并且对应于预定的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，根据最后测量的辐射测量值Lm(ti+1)确定相关的过程变量L(ti+1)并将该变量发送至输出以及与过程控制系统连接的总线(22)，而无需指示干扰的附加信号(68)；
--其中，在辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(ti)-Lm(ti+1)不对应于相应时间间隔中第一非辐射测量的过程参数的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-r)以及预定的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)的情况中，识别辐射测量系统(14)的干扰，
--其中，之后基于第一过程参数P1的在前改变ΔP1＝P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ)，利用已记录的对于时刻ti+1的计算关系ΔLm＝f(ΔP1)计算辐射测量值Lc(t+1)；
--其中，根据计算的辐射测量值Lc(ti+1)，确定相关的过程变量 并将该变量与指示干扰的附加信号(68)一同发送至输出(50)以及与过程控制系统相连的总线(22)；以及
--其中，随后在时刻ti+2处对第一非辐射测量的过程参数的改变ΔP1＝P1(ti+1-τ)-P1(ti+2-τ)以及辐射测量值Lm(ti+2)的测量的记录中，从这个辐射测量值和计算的辐射测量值Lc(ti+1)确定改变ΔLm＝Lc(ti+1)-Lm(ti+2)，以确定是否仍存在辐射测量系统(14)的干扰。
8、根据权利要求7所述的设备，其中
在发出指示辐射测量系统的干扰的信号(68)之前，确认辐射测量值的改变ΔLm是否小于之前预定为最大允许的改变δ＝|ΔLmmax|；以及
其中只有在|ΔLm|≥δ的情况中，指示辐射测量信号的干扰的信号(68)被发送到总线(22)上。
9、根据权利要求7或8所述的设备，其中辐射测量系统(14)的检测器(18)测量的测量值Lm(t)可以是对于容器(10)中介质(12)的料位、容器中该介质的密度、或者容器或管道中一种或多种介质的至少两相的界面的量度。
10、根据权利要求9所述的设备，其中在第一非辐射测量的过程参数P1是：
--容器内部或与容器内部相连的管道中的压力；
--容器内部或与容器内部相连的管道中的温度；或者
--与容器内部相连的管道中的介质的流速。
11、根据权利要求9所述的设备，多个过程参数Pk被发送到其输入(46)，其中k＝1，2，…它们对于任意时刻tj-τk和tj+1-τk的改变ΔPk＝Pk(tj-τk)-Pk(tj+1-τk)以可能的延迟时间τk，有可能τk＝0，导致辐射测量值Lm(t)的改变ΔLm＝Lm(tj)-Lm(tj+1)；
其中，在权利要求7的评价及误差补偿设备的操作期间，利用预定的计算的记录关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，…)确定是否存在辐射测量系统(14)的干扰。
12、如权利要求7至11所述的设备，其是分配至辐射测量系统(14)的部分评价电子装置。
13、如权利要求7至11所述的设备，其容纳在独立于辐射测量系统(14)的检测器(18)的外壳中。
14、如权利要求7至13所述的设备，其作为改进工具(72)位于测量系统(14)和已经安装的辐射测量系统的过程控制系统之间。
15、如权利要求7至14所述的设备，其中用于代表辐射测量值Lm(t)对于多个或每一个非辐射测量获得的过程参数Pk的依赖关系的计算关系ΔLm＝f(ΔP1，ΔP2，…)是基于在不同操作及过程条件的测量而得到的。
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