DE102017101868A1 - Measuring device and material measuring method - Google Patents

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Yin-Lun HUANG
I-Chu Lin
Chao-Kai Cheng
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    • G01N33/2888—Lubricating oil characteristics, e.g. deterioration

Abstract

Eine Messvorrichtung (10) beinhaltet eine Sonde (102) und ein Messmodul (104). Das Messmodul (104) beinhaltet eine Materialmessschaltung (106), eine Betriebseinheit (108) und eine Signalausgangsschaltung (110). Das Messmodul (104) erzeugt ein Frequenzgangsignal (112) und sendet dann das Frequenzgangsignal (112) an die Sonde (102), um einen Status eines Materials (20) zu messen. Das Frequenzgangsignal (112) ist eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs. Wenn das Frequenzgangsignal (112) das Material (20) berührt, wird eine äquivalente Kapazität des Materials (20) benutzt, um ein reflektiertes Signal (114) zu erzeugen. Die Materialmessschaltung (106) empfängt das reflektierte Signal (114) und sendet das reflektierte Signal (114) an die Betriebseinheit (108). Die Betriebseinheit (108) nimmt eine Bearbeitung am reflektierten Signal (114) vor, um ein Wellenformsignal (2001 bis 2007) zu erzeugen, um den Status des Materials (20) zu bestimmen. Die Betriebseinheit (108) nutzt ein Impedanzspektrum, um den Status des Materials (20) zu bestimmen.A measuring device (10) includes a probe (102) and a measuring module (104). The measuring module (104) includes a material measuring circuit (106), an operating unit (108) and a signal output circuit (110). The measurement module (104) generates a frequency response signal (112) and then sends the frequency response signal (112) to the probe (102) to measure a status of a material (20). The frequency response signal (112) is a plurality of signals having different frequencies within a predetermined frequency range. When the frequency response signal (112) contacts the material (20), an equivalent capacitance of the material (20) is used to produce a reflected signal (114). The material measuring circuit (106) receives the reflected signal (114) and sends the reflected signal (114) to the operating unit (108). The operating unit (108) performs processing on the reflected signal (114) to generate a waveform signal (2001 to 2007) to determine the status of the material (20). The operating unit (108) uses an impedance spectrum to determine the status of the material (20).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Materialmessverfahren und betrifft insbesondere eine Messvorrichtung mit variabler Frequenzerfassung und ein Materialmessverfahren mit der variablen Frequenzerfassung.The present invention relates to a measuring apparatus and a material measuring method, and more particularly relates to a variable frequency measuring apparatus and a variable frequency material measuring method.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art

Scheinleitwertsensoren für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz dienen dazu, die Variation der Kapazität des Materials zu erfassen. Gemäß der Kapazitätsgleichung C=εA/d wandelt der Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz die Daten des physikalischen Signals in das elektrische Signal um, wobei die Daten von dem Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz gemessen werden. Wenn der Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz im Tank oder in der Rohrleitung angeordnet ist, liegen „A“ (die Materialkontaktfläche) und „d“ (der Polplattenabstand) fest, so dass die Variation von „C“ durch „ε“ (die Dielektrizitätskonstante des Materials) beeinflusst wird.Electrostatic Capacitance / Radio Frequency Admittance Sensors are used to detect the variation in the capacitance of the material. According to the capacitance equation C = εA / d, the electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor converts the physical signal data into the electrical signal, the data being measured by the electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor. When the electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor is placed in the tank or pipeline, "A" (material contact area) and "d" (pole plate pitch) are fixed, so that the variation of "C" by "ε" (the dielectric constant of the material).

Der Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz überträgt ein Wechselstromsignal mit einer festen Frequenz an die Sonde und wandelt dann die Kapazität in das elektrische Signal um. Wenn das Material die Sonde berührt, variiert die von ihm erzeugte Signalstärke. Die Steuereinheit („uC“ oder die Vergleichsschaltung) des Scheinleitwertschaltsensors für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz legt einen Bestimmungspunkt fest. Wenn die Sonde das Material nicht berührt, überschreitet die Stärke des Rückkopplungssignals den Bestimmungspunkt nicht. Wenn die Sonde das Material berührt, überschreitet die Stärke des Rückkopplungssignals den Bestimmungspunkt.The electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor transmits an AC signal at a fixed frequency to the probe, and then converts the capacitance into the electrical signal. When the material touches the probe, the signal strength it generates varies. The control unit ("μC" or the comparison circuit) of the electrostatic capacitance / radio frequency admittance switching sensor determines a destination. If the probe does not touch the material, the strength of the feedback signal does not exceed the destination. When the probe touches the material, the strength of the feedback signal exceeds the destination.

Wird der kontinuierliche Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz installiert, führt der kontinuierliche Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz die Zweipunktkalibrierung aus. Die Werte der zwei Punkte werden in den kontinuierlichen Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz eingegeben und die Steuereinheit berechnet die Flankenvariation der zwei Punkte. Bei einer Veränderung des Materials kann daher gemäß der Variation der Signalstärke das äquivalente Materialvolumen im Tank berechnet werden. Das Ergebnis kann dann an der Schnittstelle des kontinuierlichen Scheinleitwertsensors für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz angezeigt werden, und das Signal kann beispielsweise über die RS-485-Schnittstelle, die 4-20-mA-Schnittstelle, die Modbus-Schnittstelle und dergleichen an das Backend-System ausgegeben werden.When the electrostatic capacitance / radio frequency admittance constant sensor is installed, the electrostatic capacitance / radio frequency admittance constant sensor performs the two-point calibration. The values of the two points are input to the electrostatic capacitance / radio frequency admittance constant sensor, and the control unit calculates the edge variation of the two points. In the case of a change in the material, the equivalent volume of material in the tank can therefore be calculated according to the variation of the signal strength. The result can then be displayed at the interface of the continuous electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor, and the signal can be applied to the backend via, for example, the RS-485 interface, the 4-20 mA interface, the Modbus interface, and the like. System are issued.

Die folgende Ausführungsform beschreibt das Verfahren des Stands der Technik: Nach dem Installieren des Sensors beträgt das Material, das die Sonde im Tank berührt, 10 cm, und das Kapazitätsverhältnis im Tank beträgt 10 %. Die Signalstärke zu diesem Zeitpunkt beträgt 100 mV. Dann verändert sich das Material, das die Sonde im Tank berührt, zu 50 cm, und das Kapazitätsverhältnis im Tank beträgt 50 %. Die Signalstärke zu diesem Zeitpunkt beträgt 500 mV. Die oben genannten Kapazitätsverhältnisse werden in den Sensor eingespeist. Die Steuereinheit führt eine Berechnung durch, um die Beziehung zwischen dem Kapazitätsverhältnis und der Signalstärke zu erlangen, nämlich (50 %-10 %)/(500 mV-100 mV) = 0,1 (%/mV). Wenn sich die Signalstärke zu 600 mV ändert, würde also direkt am Sensor oder durch das Ausgangssignal eine Veränderung des Kapazitätsverhältnisses im Tank zu 60 % erlangt.The following embodiment describes the method of the prior art: After installing the sensor, the material that contacts the probe in the tank is 10 cm, and the capacity ratio in the tank is 10%. The signal strength at this time is 100 mV. Then, the material that touches the probe in the tank changes to 50 cm, and the capacity ratio in the tank is 50%. The signal strength at this time is 500 mV. The above capacity ratios are fed to the sensor. The control unit performs a calculation to obtain the relationship between the capacity ratio and the signal strength, namely (50% -10%) / (500 mV-100 mV) = 0.1 (% / mV). If the signal strength changes to 600 mV, a change in the capacity ratio in the tank would be 60% directly at the sensor or by the output signal.

Die Dielektrizitätskonstante des Materials weist aufgrund von Umgebungsschwankungen (beispielsweise von Temperatur oder Luftfeuchte), der Qualitätsabnahme des Materials (beispielsweise unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt) und der Differenzen der vom Sensor abgegebenen Frequenzen unterschiedliche Impedanzantworten auf. Der Nachteil des Scheinleitwertsensors für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz des Stands der Technik liegt jedoch darin, dass der Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz des Stands der Technik nicht bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten kann, sondern nur bei der festgelegten Frequenz. Daher sind die Möglichkeiten der Entwicklung eines intelligenten und multifunktionalen Messsensors eingeschränkt.The dielectric constant of the material has different impedance responses due to environmental variations (eg, temperature or humidity), degradation of the material (eg, varying moisture content), and differences in the frequencies emitted by the sensor. However, the disadvantage of the prior art electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor is that the prior art electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor can not operate at different frequencies, but only at the fixed frequency. Therefore, the possibilities of developing an intelligent and multifunctional measuring sensor are limited.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung bereitzustellen.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a measuring device.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Materialmessverfahren bereitzustellen.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a material measuring method.

Um die genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, misst die Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen variierenden Status einer Dielektrizitätskonstante eines Materials. Die Messvorrichtung umfasst eine Sonde und ein Messmodul. Das Messmodul ist mit der Sonde verbunden. Das Messmodul umfasst eine Materialmessschaltung, eine Betriebseinheit und eine Signalausgangsschaltung. Die Betriebseinheit ist elektrisch mit der Materialmessschaltung verbunden. Die Signalausgangsschaltung ist elektrisch mit der Betriebseinheit verbunden.In order to achieve the stated object of the present invention, the measuring apparatus of the present invention measures a varying state of a dielectric constant of a material. The measuring device comprises a probe and a measuring module. The measuring module is connected to the probe. The measuring module comprises a material measuring circuit, an operating unit and a signal output circuit. The operating unit is electrically connected to the material measuring circuit. The Signal output circuit is electrically connected to the operating unit.

Das Messmodul erzeugt ein Frequenzgangsignal und sendet das Frequenzgangsignal an die Sonde, um einen Status des Materials zu messen. Das Frequenzgangsignal ist eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs. Wenn das Frequenzgangsignal das Material berührt, wird eine äquivalente Kapazität des Materials benutzt, um ein reflektiertes Signal zu erzeugen. Die Materialmessschaltung empfängt das reflektierte Signal und sendet das reflektierte Signal an die Betriebseinheit. Die Betriebseinheit nimmt eine Verarbeitung am reflektierten Signal vor, um ein Wellenformsignal zu erzeugen, um den Status des Materials zu bestimmen.The measurement module generates a frequency response signal and sends the frequency response signal to the probe to measure a status of the material. The frequency response signal is a plurality of signals having different frequencies within a predetermined frequency range. When the frequency response signal contacts the material, an equivalent capacitance of the material is used to produce a reflected signal. The material measuring circuit receives the reflected signal and sends the reflected signal to the operating unit. The operating unit performs processing on the reflected signal to generate a waveform signal to determine the status of the material.

Die Betriebseinheit nutzt ein Impedanzspektrum, um den Status des Materials zu bestimmen. Das Impedanzspektrum definiert eine Vielzahl von Statusbereichen. Jeder Statusbereich umfasst jeweils ein anderes Ausgangssignal. Die Betriebseinheit wendet Signalstärke und eine Verteilungsfrequenz des Wellenformsignals auf das Impedanzspektrum an, um eine Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen zu bestimmen, und führt eine entsprechende Umwandlung durch, um ein Materialäquivalenzvolumen und eine Materialqualität des Materials zu erlangen, und bestimmt den Status des Materials. Gemäß der Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen benutzt die Betriebseinheit die Signalausgangsschaltung, um das Ausgangssignal des Statusbereichs für die Position auszugeben.The operating unit uses an impedance spectrum to determine the status of the material. The impedance spectrum defines a plurality of status areas. Each status area contains a different output signal. The operation unit applies signal strength and a distribution frequency of the waveform signal to the impedance spectrum to determine a position of the waveform signal in the status areas, and performs a corresponding conversion to obtain a material equivalent volume and a material quality of the material, and determines the status of the material. According to the position of the waveform signal in the status areas, the operation unit uses the signal output circuit to output the output signal of the status area for the position.

Um die genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, umfasst das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung folgende Schritte: Es wird eine Messvorrichtung vorbereitet, wobei die Messvorrichtung einen Status eines Materials misst und eine Sonde und ein Messmodul umfasst, das mit der Sonde verbunden ist. Die Sonde wird in dem Material angeordnet. Die Messvorrichtung führt eine Umgebungskalibrierung durch. Das Messmodul erzeugt ein Frequenzgangsignal und sendet das Frequenzgangsignal an die Sonde, um den Status des Materials zu messen, wobei das Frequenzgangsignal eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen in einem vorgegebenen Frequenzbereich ist.In order to achieve the stated object of the present invention, the material measuring method of the present invention comprises the steps of: preparing a measuring apparatus, the measuring apparatus measuring a status of a material and comprising a probe and a measuring module connected to the probe. The probe is placed in the material. The measuring device performs an ambient calibration. The measurement module generates a frequency response signal and sends the frequency response signal to the probe to measure the status of the material, the frequency response signal being a plurality of signals having different frequencies in a predetermined frequency range.

Wenn das Frequenzgangsignal das Material berührt, wird eine äquivalente Kapazität des Materials benutzt, um ein reflektiertes Signal zu erzeugen. Das Messmodul führt eine Verarbeitung an dem reflektierten Signal aus, um ein Wellenformsignal zu erzeugen, und führt einen Messmodus aus, um den Status des Materials zu bestimmen, um ein Messergebnis zur Ausgabe zu erlangen, wobei bei Ausführung des Messmodus ein Impedanzspektrum benutzt wird, um den Status des Materials zu bestimmen, und das Impedanzspektrum eine Vielzahl von Statusbereichen definiert, und jeder Statusbereich jeweils ein anderes Ausgangssignal umfasst.When the frequency response signal contacts the material, an equivalent capacitance of the material is used to produce a reflected signal. The measurement module performs processing on the reflected signal to generate a waveform signal and executes a measurement mode to determine the status of the material to obtain a measurement result for output using an impedance spectrum when the measurement mode is executed determine the status of the material, and the impedance spectrum defines a plurality of status areas, and each status area includes a different output signal.

Das Messmodul wendet Signalstärke und eine Verteilungsfrequenz des Wellenformsignals auf das Impedanzspektrum an, um eine Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen zu bestimmen, und führt eine entsprechende Umwandlung durch, um ein Materialäquivalenzvolumen und eine Materialqualität des Materials zu erlangen, und bestimmt den Status des Materials. Gemäß der Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen gibtdas Messmodul das Ausgangssignal des Statusbereichs für die Position aus.The measurement module applies signal strength and a distribution frequency of the waveform signal to the impedance spectrum to determine a position of the waveform signal in the status areas, and performs a corresponding conversion to obtain material equivalent volume and material quality of the material, and determines the status of the material. According to the position of the waveform signal in the status areas, the measurement module outputs the output of the status area for the position.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellng eines intelligenten Sensors mit variabler Frequenzerfassung. Zum weiteren Verständnis der Technik, des Verfahrens und der Wirkung, die von der vorliegenden Erfindung offenbart werden, um die festgelegte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, wird auf die untenstehende ausführliche Beschreibung und die Figuren der vorliegenden Erfindung verwiesen. Die Aufgabe, die Merkmale und die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung lassen sich gründlich und detailliert nachvollziehen. Die Figuren dienen jedoch allein der Referenz und Beschreibung, und die vorliegende Erfindung wird nicht durch die Figuren eingeschränkt.The advantage of the present invention is the provision of a smart sensor with variable frequency detection. For a further understanding of the technique, method and effect disclosed by the present invention in order to achieve the defined object of the present invention, reference is made to the detailed description and figures of the present invention below. The object, features and characteristics of the present invention can be understood thoroughly and in detail. However, the figures are only for reference and description, and the present invention is not limited by the figures.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 12 is a block diagram of an embodiment of the measuring apparatus of the present invention. FIG.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Materialmessverfahrens der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 10 is a flowchart of one embodiment of the material measurement method of the present invention. FIG.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Materialmessverfahrens der vorliegenden Erfindung. 3 FIG. 10 is a flowchart of another embodiment of the material measurement method of the present invention. FIG.
  • 4 zeigt ein Wellenformdiagramm des Impedanzspektrums der vorliegenden Erfindung. 4 FIG. 12 shows a waveform diagram of the impedance spectrum of the present invention. FIG.
  • 5 zeigt die Statusbereiche der vorliegenden Erfindung. 5 shows the status areas of the present invention.
  • 6 zeigt die Konzepte der vorliegenden Erfindung. 6 shows the concepts of the present invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Bezüglich des technischen Inhalts der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung und die Figuren verwiesen.With regard to the technical content of the present invention, reference is made to the following detailed description and the figures.

1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Eine Messvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung misst einen variierenden Status einer Dielektrizitätskonstante eines Materials 20. Das Material 20 ist in einem Tank 30 angeordnet. Die Messvorrichtung 10 umfasst eine Sonde 102, eine Messmodul 104 und eine Vielzahl von Temperaturmesseinheiten 120. Das Messmodul 104 umfasst eine Materialmessschaltung 106, eine Betriebseinheit 108, eine Signalausgangsschaltung 110 und eine Temperaturmessschaltung 116. Die Signalausgangsschaltung 110 umfasst eine erste Signalausgangsschaltung 122 und eine zweite Signalausgangsschaltung 124. Die oben aufgeführten Bauteile sind elektrisch miteinander verbunden. Das Messmodul 104 ist mit der Sonde 102 verbunden. Die Temperaturmesseinheiten 120 sind in regelmäßigen Abständen an der Sonde 102 angeordnet. 1 FIG. 12 is a block diagram of an embodiment of the measuring apparatus of the present invention. FIG. A measuring device 10 The present invention measures a varying state of a dielectric constant of a material 20 , The material 20 is in a tank 30 arranged. The measuring device 10 includes a probe 102 , a measuring module 104 and a plurality of temperature measuring units 120 , The measuring module 104 includes a material measuring circuit 106 , an operating unit 108 , a signal output circuit 110 and a temperature measuring circuit 116 , The signal output circuit 110 includes a first signal output circuit 122 and a second signal output circuit 124 , The components listed above are electrically connected. The measuring module 104 is with the probe 102 connected. The temperature measuring units 120 are at regular intervals on the probe 102 arranged.

Zunächst erzeugt das Messmodul 104 ein Frequenzgangsignal 112 und sendet dann das Frequenzgangsignal 112 an die Sonde 102, um einen Status des Materials 20 zu messen. Das Frequenzgangsignal 112 ist eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs. Wenn das Frequenzgangsignal 112 das Material 20 berührt, wird eine äquivalente Kapazität des Materials 20 benutzt, um ein reflektiertes Signal 114 zu erzeugen. Die Materialmessschaltung 106 empfängt das reflektierte Signal 114 und sendet das reflektierte Signal 114 an die Betriebseinheit 108. Die Betriebseinheit 108 nimmt eine Bearbeitung am reflektierten Signal 114 vor, um ein Wellenformsignal zu erzeugen, um den Status des Materials 20 zu bestimmen (an späterer Stelle ausführlich erörtert).First, the measuring module generates 104 a frequency response signal 112 and then sends the frequency response signal 112 to the probe 102 to a status of the material 20 to eat. The frequency response signal 112 is a plurality of signals having different frequencies within a given frequency range. When the frequency response signal 112 the material 20 touched, becomes an equivalent capacity of the material 20 used to get a reflected signal 114 to create. The material measuring circuit 106 receives the reflected signal 114 and sends the reflected signal 114 to the operating unit 108 , The operating unit 108 takes a processing on the reflected signal 114 to generate a waveform signal to indicate the status of the material 20 to be determined (discussed in detail later).

Mit anderen Worten, das erste technische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen intelligenten Sensor mit variabler Frequenzerfassung bereitzustellen, der als Impedanzspektrumssensor bezeichnet wird. Das Messprinzip des Impedanzspektrumssensors besteht darin, dass das Messmodul 104 ein Wechselstromsignal mit einem einstellbaren Frequenzbereich (also das Frequenzgangsignal 112, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, 50 MHz bis 200 MHz) an die Sonde 102 überträgt. Eine Signalstärke des Wechselstromsignals verändert sich aufgrund der Frequenzvariation nicht, und das Wechselstromsignal ist eine Spannung von festgelegter Stärke. Ein Aufbau und Schaltkreis der Sonde 102 können zu einem festgelegten äquivalenten Induktivitätswert (Ld) äquivalent sein, und durch die Sonde 102, die das Material 20 berührt, wird ein festgelegter äquivalenter Kapazitätswert (Cd) gebildet. Wenn die Sonde 102 das Material 20 nicht berührt, ist Luft das Medium der Sonde 102, wobei die Dielektrizitätskonstante von Luft 1 ist.In other words, the first technical feature of the present invention is to provide a smart variable frequency detection sensor, referred to as an impedance spectrum sensor. The measuring principle of the impedance spectrum sensor is that the measuring module 104 an alternating current signal with an adjustable frequency range (ie the frequency response signal 112 for example, but not limited to, 50 MHz to 200 MHz) to the probe 102 transfers. A signal strength of the AC signal does not change due to the frequency variation, and the AC signal is a voltage of a predetermined magnitude. A construction and circuit of the probe 102 may be equivalent to a fixed equivalent inductance value (Ld) and through the probe 102 that the material 20 a fixed equivalent capacitance value (Cd) is formed. If the probe 102 the material 20 not touched, air is the medium of the probe 102 , wherein the dielectric constant of air 1 is.

Entsprechend dem das Frequenzgangsignal 112 übertragenden Messmodul 104 kann die Betriebseinheit 108 das LdCd-Frequenzantwortdiagramm der Sonde 102 in Luft erstellen und den maximalen Impedanzwert bei einer bestimmten Frequenz in Luft (also bei einer Dielektrizitätskonstante von 1) berechnen, nämlich den Resonanzpunkt (Fd). Wenn das Material 20 die Sonde 102 berührt, verändert sich der äquivalente Kapazitätswert als C1. Nun führt die Betriebseinheit 108 eine Neuberechnung des Resonanzpunkts als F1 durch.According to the frequency response signal 112 transmitting measuring module 104 can the operating unit 108 the LdCd frequency response diagram of the probe 102 in air and calculate the maximum impedance value at a given frequency in air (that is, at a dielectric constant of 1), namely the resonance point (Fd). If the material 20 the probe 102 touched, the equivalent capacitance value changes as C1. Now the operating unit leads 108 a recalculation of the resonance point as F1 by.

Ein vorgegebener Wert (A1) ist in die Betriebseinheit 108 des Impedanzspektrumssensors geschrieben. Gemäß F1 und A1 oben kann die vorliegende Erfindung einen kontinuierlichen Messungssensor oder Punktsensor gestalten. Beispielsweise, aber ohne Beschränkung darauf, gibt der Sensor das Signal aus, wenn bei Anwendung des Punktsensors F1 größer als A1 ist. Wenn F1 kleiner oder gleich A1 ist, gibt der Sensor das Signal nicht aus. Allgemein ausgedrückt ist die Dielektrizitätskonstante des Materials 20 größer als 1, so dass der erzeugte äquivalente Kapazitätswert nur ansteigen sollte, weshalb der Resonanzpunkt kleiner als der Resonanzpunkt in Luft ist.A predetermined value (A1) is in the operating unit 108 written the impedance spectrum sensor. According to F1 and A1 above, the present invention can design a continuous measurement sensor or point sensor. By way of example, but not limited to, the sensor outputs the signal when using the point sensor F1 is greater than A1. If F1 is less than or equal to A1, the sensor will not output the signal. Generally speaking, the dielectric constant of the material is 20 greater than 1, so that the generated equivalent capacitance value should only increase, which is why the resonance point is smaller than the resonance point in air.

Unterschiedliches Material 20 weist unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten auf, und der Impedanzspektrumssensor kann die Differenz präzise messen. Beispielsweise, aber ohne Beschränkung darauf, wird das Material 20 ursprünglich als Motoröl gemessen, wobei seine Dielektrizitätskonstante E1 ist. Aufgrund langfristigen Gebrauchs hat das Material 20 eine Veränderung durchlaufen oder enthält zu viele Verunreinigungen, so dass die Dielektrizitätskonstante des Materials 20 sich zu E2 ändert. Der Impedanzspektrumssensor kann die Veränderung des Resonanzpunkts messen, um zu berechnen und zu bestimmen, dass die Qualität des Materials 20 sich verändert hat. Der Impedanzspektrumssensor kann beispielsweise, aber ohne Beschränkung darauf, der Ölkonditionierungssensor oder der Materialkonditionierungssensor sein.Different material 20 has different dielectric constants, and the impedance spectrum sensor can accurately measure the difference. For example, but without limitation, the material becomes 20 originally measured as engine oil, its dielectric constant being E1. Due to long-term use, the material has 20 undergo a change or contain too much impurities, so that the dielectric constant of the material 20 changes to E2. The impedance spectrum sensor can measure the change in resonance point to calculate and determine the quality of the material 20 has changed. The impedance spectrum sensor may be, for example, but not limited to, the oil conditioning sensor or the material conditioning sensor.

Als weiteres Beispiel wird das Material 20 vorbereitend an Getreidekörnern gemessen, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der Körner 20 % oder höher ist. Der Impedanzspektrumssensor stellt die Dielektrizitätskonstante der Körner mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20 % bis 30 % auf E3 ein. Wenn der Impedanzspektrumssensor misst, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Körper niedrig ist (beispielsweise unter 15 %), ändert sich die Dielektrizitätskonstante der Körper zu E4. Die Veränderung kann vom Impedanzspektrumssensor gemessen werden. Diese Anwendung ist wie die eines Feuchtigkeitsmessgeräts, doch in einer ähnlichen Anwendung geht die Variation der Dielektrizitätskonstante des Materials 20 auf Umgebungsveränderungen und Zeit zurück und nicht auf eine Volumenänderung.Another example is the material 20 preliminarily measured on cereal grains, wherein the moisture content of the grains is 20% or higher. The impedance spectrum sensor adjusts the dielectric constant of the grains having a moisture content of 20% to 30% to E3. When the impedance spectrum sensor measures that the moisture content of the body is low (for example, below 15%), the dielectric constant of the body changes to E4. The change can be measured by the impedance spectrum sensor. This application is like that of a moisture meter, but in a similar application, the variation in the dielectric constant of the material goes 20 on Environment changes and time back and not on a volume change.

Es wird erneut auf 1 verwiesen. Die Temperaturmessschaltung 116 dient zum Erfassen einer Außenumgebungstemperatur (oder Temperatur des Messmoduls 104), um ein Temperaturmesssignal 118 zu erzeugen, und sendet das Temperaturmesssignal 118 an die Betriebseinheit 108. Dann benutzt die Betriebseinheit 108 das Temperaturmesssignal 118, um eine Signalkompensation für das Wellenformsignal durchzuführen. Dazu erzeugt das Messmodul 104 in einem Signalkompensationsmodus das Temperaturmesssignal 118, um die Signalkompensation für das Wellenformsignal durchzuführen.It will be up again 1 directed. The temperature measuring circuit 116 serves to detect an outside ambient temperature (or temperature of the measuring module 104 ) to a temperature measurement signal 118 and sends the temperature measurement signal 118 to the operating unit 108 , Then use the operating unit 108 the temperature measurement signal 118 to perform signal compensation for the waveform signal. The measuring module generates this 104 in a signal compensation mode, the temperature measurement signal 118 to perform signal compensation for the waveform signal.

Darüber hinaus werden die Temperaturmesseinheiten 120 benutzt, um die Außenumgebungstemperatur (oder die Temperatur des Materials 20) zu erfassen, und informieren die Temperaturmessschaltung 116 über die Außenumgebungstemperatur, so dass die Temperaturmessschaltung 116 das Temperaturmesssignal 118 erzeugt und das Temperaturmesssignal 118 an die Betriebseinheit 108 überträgt. Dann benutzt die Betriebseinheit 108 das Temperaturmesssignal 118, um die Signalkompensation für das Wellenformsignal durchzuführen. Dazu erzeugt das Messmodul 104 im Signalkompensationsmodus das Temperaturmesssignal 118, um die Signalkompensation für das Wellenformsignal durchzuführen. Die zwei oben erwähnten Signalkompensationen können an verschiedenen Zeitpunkten vorgesehen sein, damit sie einander nicht beeinflussen.In addition, the temperature measuring units 120 used to calculate the outside ambient temperature (or the temperature of the material 20 ) and inform the temperature measuring circuit 116 about the outside ambient temperature, so that the temperature measuring circuit 116 the temperature measurement signal 118 generated and the temperature measurement signal 118 to the operating unit 108 transfers. Then use the operating unit 108 the temperature measurement signal 118 to perform signal compensation for the waveform signal. The measuring module generates this 104 in signal compensation mode, the temperature measurement signal 118 to perform signal compensation for the waveform signal. The two signal compensations mentioned above may be provided at different times so as not to interfere with each other.

Mit anderen Worten, das zweite technische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Signalkompensation für die Temperatur. Da das Erfassen der Außenumgebungstemperatur zu einer Änderung der Dielektrizitätskonstante des Materials 20 und einer Änderung der Eigenschaften von Platinen und Halbleiterbauteilen auf den Platinen führt, benötigt das Messmodul 104 die Temperaturkompensation, so dass die Veränderung der Außenumgebungstemperatur die Genauigkeit des Messmoduls 104 nicht beeinträchtigt. Außerdem muss der Einfluss der Temperaturänderung auf das Material 20 an die Betriebseinheit 108 rückgekoppelt werden, damit die Betriebseinheit 108 die Temperatur des Materials 20 kennt, um die Kompensation für die Änderung der Dielektrizitätskonstante durchzuführen. Deshalb sind die Temperaturmesseinheiten 120 an der Sonde 102 angeordnet. Das zweite technische Merkmal der vorliegenden Erfindung bewirkt, dass der Impedanzspektrumssensor eine weitere Messfähigkeit umfasst, um die intelligente Bestimmung zu erreichen.In other words, the second technical feature of the present invention is signal compensation for the temperature. Since detecting the outside ambient temperature changes the dielectric constant of the material 20 and a change in the properties of boards and semiconductor devices on the boards, requires the measuring module 104 the temperature compensation, so that the change of the outside ambient temperature the accuracy of the measuring module 104 not impaired. In addition, the influence of temperature change on the material 20 to the operating unit 108 be fed back to the operating unit 108 the temperature of the material 20 knows to perform the compensation for the change in the dielectric constant. That's why the temperature measuring units are 120 at the probe 102 arranged. The second technical feature of the present invention causes the impedance spectrum sensor to include another measurement capability to achieve the smart determination.

Es wird erneut auf 1 verwiesen. Die Betriebseinheit 108 nutzt ein Impedanzspektrum, um den Status des Materials 20 zu bestimmen. Das Impedanzspektrum definiert eine Vielzahl von Statusbereichen. Jeder Statusbereich umfasst jeweils ein anderes Ausgangssignal. Die Betriebseinheit 108 wendet eine Signalstärke und eine Verteilungsfrequenz des Wellenformsignals auf das Impedanzspektrum an, um eine Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen zu bestimmen, und führt eine entsprechende Umwandlung durch, um ein Materialäquivalenzvolumen des Materials 20 und eine Materialqualität des Materials 20 zu erlangen, und bestimmt den Status des Materials 20. Gemäß der Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen benutzt die Betriebseinheit 108 die Signalausgangsschaltung 110, um das Ausgangssignal des Statusbereichs für die Position auszugeben. Die Statusbereiche umfassen einen Messbereich und eine Vielzahl von Variationsbereichen. Der Messbereich befindet sich an einer vordefinierten mittleren Frequenzposition. Die Variationsbereiche sind gemäß einer Vielzahl von vorgegebenen Signalstärkegrenzen jeweils auf zwei Seiten des Messbereichs verteilt. Der oben erwähnte Inhalt wird an späterer Stelle ausführlich beschrieben.It will be up again 1 directed. The operating unit 108 uses an impedance spectrum to check the status of the material 20 to determine. The impedance spectrum defines a plurality of status areas. Each status area contains a different output signal. The operating unit 108 applies a signal strength and a distribution frequency of the waveform signal to the impedance spectrum to determine a position of the waveform signal in the status areas, and performs a corresponding conversion to a material equivalent volume of the material 20 and a material quality of the material 20 and determines the status of the material 20 , According to the position of the waveform signal in the status areas, the operating unit uses 108 the signal output circuit 110 to output the output of the status area for the position. The status areas include a measurement area and a plurality of variation areas. The measuring range is located at a predefined middle frequency position. The variation ranges are distributed according to a plurality of predetermined signal strength limits respectively on two sides of the measurement range. The above-mentioned content will be described in detail later.

Entsprechend dem Materialäquivalenzvolumen steuert die Betriebseinheit 108 die erste Signalausgangsschaltung 122 an, damit diese ein erstes Signal 126 ausgibt. Entsprechend der Materialqualität steuert die Betriebseinheit 108 die zweite Signalausgangsschaltung 124 an, damit diese ein zweites Signal 128 ausgibt. Das Ausgangssignal umfasst das erste Signal 126 und das zweite Signal 128. Signalarten des ersten Signals 126 und des zweiten Signals 128 umfassen die folgenden drei Arten:

  1. 1. Das erste Signal 126 ist ein analoges Signal und das zweite Signal 128 ist ein analoges Signal. Das heißt, sowohl das erste Signal 126 als auch das zweite Signal 128 sind analoge Signale.
  2. 2. Das erste Signal 126 ist ein digitales Signal und das zweite Signal 128 ist ein digitales Signal. Das heißt, sowohl das erste Signal 126 als auch das zweite Signal 128 sind digitale Signale.
  3. 3. Das erste Signal 126 ist ein analoges Signal und das zweite Signal 128 ist ein digitales Signal, oder das erste Signal 126 ist ein digitales Signal und das zweite Signal 128 ist ein analoges Signal. Das heißt, eins von dem ersten Signal 126 und dem zweiten Signal 128 ist ein analoges Signal und das andere ist ein digitales Signal.
The operating unit controls according to the material equivalent volume 108 the first signal output circuit 122 to make this a first signal 126 outputs. The operating unit controls according to the material quality 108 the second signal output circuit 124 to make this a second signal 128 outputs. The output signal comprises the first signal 126 and the second signal 128 , Signal types of the first signal 126 and the second signal 128 include the following three types:
  1. 1. The first signal 126 is an analog signal and the second signal 128 is an analog signal. That is, both the first signal 126 as well as the second signal 128 are analog signals.
  2. 2. The first signal 126 is a digital signal and the second signal 128 is a digital signal. That is, both the first signal 126 as well as the second signal 128 are digital signals.
  3. 3. The first signal 126 is an analog signal and the second signal 128 is a digital signal, or the first signal 126 is a digital signal and the second signal 128 is an analog signal. That is, one of the first signal 126 and the second signal 128 is an analog signal and the other is a digital signal.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Materialmessverfahrens der vorliegenden Erfindung. Ein Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst folgende Schritte: 2 FIG. 10 is a flowchart of one embodiment of the material measurement method of the present invention. FIG. A material measuring method of the present invention comprises the following steps:

S02: Es wird eine Messvorrichtung vorbereitet, wobei die Messvorrichtung einen Status eines Materials misst und eine Sonde und ein Messmodul umfasst, das mit der Sonde verbunden ist. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S04 fort.S02: A measuring device is prepared, with the measuring device measuring a status of a material and a probe and a measuring module includes, which is connected to the probe. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S04.

S04: Die Sonde wird in dem Material angeordnet. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S06 fort.S04: The probe is placed in the material. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S06.

S06: Die Messvorrichtung führt eine Umgebungskalibrierung durch. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S08 fort.S06: The measuring device performs environmental calibration. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S08.

S08: Das Messmodul erzeugt ein Frequenzgangsignal und sendet das Frequenzgangsignal an die Sonde, um den Status des Materials zu messen, wobei das Frequenzgangsignal eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen in einem vorgegebenen Frequenzbereich ist. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S10 fort.S08: The measurement module generates a frequency response signal and sends the frequency response signal to the probe to measure the status of the material, the frequency response signal being a plurality of signals having different frequencies in a given frequency range. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S10.

S10: Wenn das Frequenzgangsignal das Material berührt, wird eine äquivalente Kapazität des Materials benutzt, um ein reflektiertes Signal zu erzeugen. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S12 fort.S10: When the frequency response signal touches the material, an equivalent capacitance of the material is used to produce a reflected signal. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S12.

S12: Das Messmodul führt eine Verarbeitung an dem reflektierten Signal aus, um ein Wellenformsignal zu erzeugen und führt einen Messmodus aus, um den Status des Materials zu bestimmen, um ein Messergebnis zur Ausgabe zu erlangen, wobei bei Ausführung des Messmodus ein Impedanzspektrum benutzt wird, um den Status des Materials zu bestimmen, und das Impedanzspektrum eine Vielzahl von Statusbereichen definiert, und jeder Statusbereich jeweils ein anderes Ausgangssignal umfasst. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S14 fort.S12: the measurement module performs processing on the reflected signal to generate a waveform signal and executes a measurement mode to determine the status of the material to obtain a measurement result for output using an impedance spectrum when the measurement mode is executed, to determine the status of the material, and the impedance spectrum defines a plurality of status areas, and each status area includes a different output signal. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S14.

S14: Das Messmodul wendet Signalstärke und eine Verteilungsfrequenz des Wellenformsignals auf das Impedanzspektrum an, um eine Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen zu bestimmen, und führt eine entsprechende Umwandlung durch, um ein Materialäquivalenzvolumen und eine Materialqualität des Materials zu erlangen, und bestimmt den Status des Materials. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt S16 fort.S14: The measurement module applies signal strength and a distribution frequency of the waveform signal to the impedance spectrum to determine a position of the waveform signal in the status areas, and performs a corresponding conversion to obtain a material equivalent volume and a material quality of the material, and determines the status of the signal material. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step S16.

S16: Gemäß der Position des Wellenformsignals in den Statusbereichen gibtdas Messmodul das Ausgangssignal des Statusbereichs für die Position aus.S16: According to the position of the waveform signal in the status areas, the measurement module outputs the output of the status area for the position.

Die Statusbereiche umfassen einen Messbereich und eine Vielzahl von Variationsbereichen. Der Messbereich befindet sich an einer vordefinierten mittleren Frequenzposition. Die Variationsbereiche sind gemäß einer Vielzahl von vorgegebenen Signalstärkegrenzen jeweils auf zwei Seiten des Messbereichs verteilt. Die vorliegende Erfindung ist auf einen Betriebsmodus eingestellt und steuert die Messvorrichtung an, um entsprechend dem Betriebsmodus eine Materialvolumenmessung des Materials oder eine Materialqualitätsmessung des Materials durchzuführen, oder um die Materialvolumenmessung des Materials und die Materialqualitätsmessung des Materials gleichzeitig auszuführen. Das Messmodul erzeugt ein erstes Signal entsprechend einem Ergebnis der Materialvolumenmessung, um das erste Signal auszugeben. Das Messmodul erzeugt ein zweites Signal entsprechend einem Ergebnis der Materialqualitätsmessung, um das zweite Signal auszugeben. Das Ausgangssignal umfasst das erste Signal und das zweite Signal.The status areas include a measurement area and a plurality of variation areas. The measuring range is located at a predefined middle frequency position. The variation ranges are distributed according to a plurality of predetermined signal strength limits respectively on two sides of the measurement range. The present invention is set to an operating mode and controls the measuring device to perform a material volume measurement of the material or a material quality measurement of the material according to the operating mode or to simultaneously carry out the material volume measurement of the material and the material quality measurement of the material. The measurement module generates a first signal corresponding to a result of the material volume measurement to output the first signal. The measurement module generates a second signal corresponding to a result of the material quality measurement to output the second signal. The output signal comprises the first signal and the second signal.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Materialmessverfahrens der vorliegenden Erfindung. Ein Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst folgende Schritte: 3 FIG. 10 is a flowchart of another embodiment of the material measurement method of the present invention. FIG. A material measuring method of the present invention comprises the following steps:

T02: Eine Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird installiert. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt T04 fort.T02: A measuring apparatus of the present invention is installed. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step T04.

T04: Ein Umgebungsparameter wird kalibriert. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt T06 fort.T04: An environmental parameter is calibrated. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step T06.

T06: Ein Material wird gemessen und Eigenschaften des Materials werden verarbeitet und bestimmt. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt T08 oder mit einem Schritt T10 fort.T06: A material is measured and properties of the material are processed and determined. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step T08 or a step T10.

T08: Eine Berechnung des physikalischen Messungsvolumens des Materials wird durchgeführt, um ein erstes Signal zu erzeugen. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt T12 fort.T08: A calculation of the physical measurement volume of the material is performed to generate a first signal. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step T12.

T10: Eine Qualitätsmessung des Materials wird durchgeführt, um unterschiedliche Materialien zu ermitteln, um ein zweites Signal zu erzeugen. Dann fährt das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Schritt T12 fort.T10: A quality measurement of the material is performed to determine different materials to produce a second signal. Then, the material measuring method of the present invention proceeds to a step T12.

T12: Es wird ein Betriebsmodus ausgewählt. Das Materialmessverfahren der vorliegenden Erfindung kann einen einzelnen Signalausgang oder eine Vielzahl von Signalausgängen in beliebiger Kombination des ersten Signals und des zweiten Signals auswählen. Dann wandelt die Ausgangsschaltung die Signale entsprechend dem Betriebsmodus in Signale aktueller analoger oder digitaler Kommunikationsschnittstellen um, wobei die aktuellen analogen oder digitalen Kommunikationsschnittstellen beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die drahtlose HART-Schnittstelle, die RS-485-Schnittstelle, die 4-20-mA-Schnittstelle, die IO-Link-Schnittstelle und dergleichen sind.T12: An operating mode is selected. The material measurement method of the present invention may select a single signal output or a plurality of signal outputs in any combination of the first signal and the second signal. Then, the output circuit converts the signals according to the operating mode into signals of current analog or digital Communications interfaces, for example, but not limited to, the current analog or digital communication interfaces are the HART wireless interface, the RS-485 interface, the 4-20 mA interface, the IO-Link interface, and the like.

Mit anderen Worten, das dritte technische Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Bestimmungsverfahren bereitzustellen, um umfassend zu denken und die Variation der Dielektrizitätskonstante des Materials, die Variation der Temperatur und die Variation des Volumens des Materials zu bestimmen, um eine Bestimmungsgleichung aufzustellen: Kurve(x) = f(T,ε) + I(T,ε,V), wobei das Symbol „f“ die Übertragungsfrequenz angibt, das Symbol „I“ die Rückkopplungssignalstärke angibt, das Symbol „T“ die Temperatur angibt, das Symbol „ε“ die Dielektrizitätskonstante des Materials angibt und das Symbol „V“ das Volumen des Materials angibt.In other words, the third technical feature of the present invention is to provide a determination method for comprehensively thinking and determining the variation of the dielectric constant of the material, the variation of the temperature, and the variation of the volume of the material to establish a determination equation: curve (x) = f (T, ε) + I (T, ε, V), where the symbol "f" indicates the transmission frequency, the symbol "I" indicates the feedback signal strength, the symbol "T" indicates the temperature, the symbol "Ε" indicates the dielectric constant of the material and the symbol "V" indicates the volume of the material.

4 zeigt ein Wellenformdiagramm des Impedanzspektrums der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt die Statusbereiche der vorliegenden Erfindung. 4 umfasst sieben Kurven (also sieben Wellenformsignale, die jeweils bei sieben unterschiedlichen Status gemessen werden). Diese sind ein erstes Wellenformsignal 2001, ein zweite Wellenformsignal 2002, ein drittes Wellenformsignal 2003, ein viertes Wellenformsignal 2004, ein fünftes Wellenformsignal 2005, ein sechste Wellenformsignal 2006 und ein siebtes Wellenformsignal 2007. In 4 und 5 ist die Frequenzeinheit Hertz, während die Stärkeeinheit nicht eingeschränkt ist und eine beliebige Einheit sein kann. 4 FIG. 12 shows a waveform diagram of the impedance spectrum of the present invention. FIG. 5 shows the status areas of the present invention. 4 includes seven waveforms (that is, seven waveform signals, each measured at seven different states). These are a first waveform signal 2001 , a second waveform signal 2002, a third waveform signal 2003 , a fourth waveform signal 2004 , a fifth waveform signal 2005 , a sixth waveform signal 2006 and a seventh waveform signal 2007 , In 4 and 5 is the frequency unit hertz, while the unit of strength is not restricted and can be any unit.

Gemäß der oben erwähnten Bestimmungsgleichung kann in 4 und 5 das Impedanzspektrum in fünf Statusbereiche unterteilt sein, die einen Messbereich 1000 und vier Variationsbereiche umfassen, wobei die vier Variationsbereiche comprise einen ersten Variationsbereich 1001, einen zweiten Variationsbereich 1002, einen dritten Variationsbereich 1003 und einen vierten Variationsbereich 1004 umfassen. Der Messbereich 1000 befindet sich an einer vordefinierten mittleren Frequenzposition. Ensprechend einer Vielzahl von vorgegebenen Signalstärkegrenzen (die eine erste vorgegebene Signalstärkegrenze 3001, eine zweite vorgegebene Signalstärkegrenze 3002, eine dritte vorgegebene Signalstärkegrenze 3003 und eine vierte vorgegebene Signalstärkegrenze 3004 umfassen), sind die Variationsbereiche (also der erste Variationsbereich 1001, der zweite Variationsbereich 1002, der dritte Variationsbereich 1003 und der vierte Variationsbereich 1004) jeweils auf zwei Seiten des Messbereichs 1000 verteilt.According to the above-mentioned determination equation, in 4 and 5 the impedance spectrum can be divided into five status areas that define a measurement area 1000 and four variation ranges, wherein the four variation ranges comprise a first variation range 1001 , a second variation range 1002 , a third variation area 1003, and a fourth variation area 1004 include. The measuring range 1000 is located at a predefined middle frequency position. In response to a plurality of predetermined signal strength limits (the first predetermined signal strength limit 3001 , a second predetermined signal strength limit 3002 , a third predetermined signal strength limit 3003 and a fourth predetermined signal strength limit 3004 include) are the ranges of variation (ie the first range of variation 1001 , the second variation range 1002 , the third variation range 1003 and the fourth variation range 1004 ) each on two sides of the measuring range 1000 distributed.

In dem Messbereich 1000 gilt: Die Temperatur liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Dielektrizitätskonstante des Materials liegt in dem voreingestellten Bereich. Das Volumen des Materials weist den Variationswert auf. Die Übertragungsfrequenz liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Rückkopplungssignalstärke weist den Variationswert auf. In diesem Modus gehört dies normalerweise zum Vordefnieren des Messbereichs der Variation des Volumens des Materials.In the measuring range 1000 The temperature is within the preset range. The dielectric constant of the material is in the preset range. The volume of the material has the variation value. The transmission frequency is in the preset range. The feedback signal strength has the variation value. In this mode, this usually involves predefining the measurement range of the variation in the volume of the material.

Mit anderen Worten, ein Maximalwert der Signalstärke des Wellenformsignals ist als ein Stärkemaximalwert definiert. Wenn eine Frequenz des Stärkemaximalwerts zwischen einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz liegt (beispielsweise das fünfte Wellenformsignal 2005, das sechste Wellenformsignal 2006 und das siebte Wellenformsignal 2007 aus 4), wird die Außenumgebungstemperatur als ein voreingestellter Temperaturbereich bestimmt, die Dielektrizitätskonstante des Materials wird als ein voreingestellter Dielektrizitätskonstantenbereich bestimmt, das Materialäquivalenzvolumen des Materials wird als einen voreingestellten Volumenbereich überschreitend bestimmt, und eine Signalstärke des reflektierten Signal wird als einen voreingestellten Reflexionsstärkebereich überschreitend bestimmt, wobei die zweite Frequenz größer als die erste Frequenz ist.In other words, a maximum value of the signal strength of the waveform signal is defined as a maximum value of the strength. When a frequency of the maximum strength value is between a first frequency and a second frequency (for example, the fifth waveform signal 2005 , the sixth waveform signal 2006 and the seventh waveform signal 2007 out 4 ), the outside ambient temperature is determined as a preset temperature range, the dielectric constant of the material is determined as a preset dielectric constant range, the material equivalent volume of the material is determined to exceed a preset volume range, and a signal strength of the reflected signal is determined to exceed a preset reflection strength range second frequency is greater than the first frequency.

Im ersten Variationsbereich 1001 gilt: Die Temperatur überschreitet den voreingestellten Bereich. Die Dielektrizitätskonstante des Materials ist niedriger als der voreingestellte Bereich. Das Volumen des Materials zeigt keine offensichtliche Veränderung und liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Übertragungsfrequenz ist höher als der voreingestellte Bereich. Die Rückkopplungssignalstärke ist höher als der voreingestellte Bereich. In diesem Modus (die Temperatur verändert sich und das Material verändert sich) gehört dies normalerweise zu einem Bereich, derart, dass sich das Volumen nicht ändert, aber sich die Qualität des Materials ändert (das heißt, das Material wird ausgewechselt oder die Qualität des Materials verändert sich).In the first variation area 1001 applies: The temperature exceeds the preset range. The dielectric constant of the material is lower than the preset range. The volume of the material shows no apparent change and is within the preset range. The transmission frequency is higher than the preset range. The feedback signal strength is higher than the preset range. In this mode (the temperature is changing and the material is changing) this is usually part of an area such that the volume does not change, but the quality of the material changes (that is, the material is changed or the quality of the material changes).

Anders ausgedrückt, wenn die Frequenz des Stärkemaximalwerts größer als die zweite Frequenz ist und der Stärkemaximalwert größer als ein erster vorgegebener Stärkewert ist (beispielsweise das erste Wellenformsignal 2001 aus 4), wird die Außenumgebungstemperatur als den voreingestellten Temperaturbereich überschreitend bestimmt, die Dielektrizitätskonstante des Materials wird als niedriger als der voreingestellte Dielektrizitätskonstantenbereich bestimmt, das Materialäquivalenzvolumen des Materials wird als innerhalb des voreingestellten Volumenbereichs bestimmt und die Signalstärke des reflektierten Signals wird als den voreingestellten Reflexionsstärkebereich überschreitend bestimmt, aber die Materialqualität des Materials wird als sich verändernd bestimmt.In other words, when the frequency of the maximum value of the strength is greater than the second frequency and the maximum value of the strength is greater than a first predetermined value of strength (for example, the first waveform signal 2001 out 4 ), the outside ambient temperature is determined to exceed the preset temperature range, the dielectric constant of the material is determined to be lower than the preset dielectric constant range, the material equivalent volume of the material is determined to be within the preset volume range, and the signal strength of the reflected signal is determined to exceed the preset reflectance strength range; but the material quality of the material is determined to be changing.

Im zweiten Variationsbereich 1002 gilt: Die Temperatur überschreitet den voreingestellten Bereich. Die Dielektrizitätskonstante des Materials ist höher als der voreingestellte Bereich. Das Volumen des Materials zeigt keine offensichtliche Veränderung und liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Übertragungsfrequenz ist niedriger als der voreingestellte Bereich. Die Rückkopplungssignalstärke ist niedriger als der voreingestellte Bereich. In diesem Modus (die Temperatur verändert sich und das Material verändert sich) gehört dies normalerweise zu einem Bereich, derart, dass sich das Volumen nicht ändert, aber sich die Qualität des Materials ändert (das heißt, das Material wird ausgewechselt oder die Qualität des Materials verändert sich). In the second variation area 1002 applies: The temperature exceeds the preset range. The dielectric constant of the material is higher than the preset range. The volume of the material shows no apparent change and is within the preset range. The transmission frequency is lower than the preset range. The feedback signal strength is lower than the preset range. In this mode (the temperature is changing and the material is changing) this is usually part of an area such that the volume does not change, but the quality of the material changes (that is, the material is changed or the quality of the material changes).

Anders ausgedrückt, wenn die Frequenz des Stärkemaximalwerts kleiner als die erste Frequenz ist und der Stärkemaximalwert nicht größer als ein zweiter vorgegebener Stärkewert ist (beispielsweise das dritte Wellenformsignal 2003 aus 4), wird die Außenumgebungstemperatur als den voreingestellten Temperaturbereich überschreitend bestimmt, die Dielektrizitätskonstante des Materials wird als höher als der voreingestellte Dielektrizitätskonstantenbereich bestimmt, das Materialäquivalenzvolumen des Materials wird als innerhalb des voreingestellten Volumenbereichs bestimmt und die Signalstärke des reflektierten Signals wird als niedriger als der voreingestellte Reflexionsstärkebereich bestimmt, aber die Materialqualität des Materials wird als sich verändernd bestimmt.In other words, when the frequency of the maximum value of the strength is smaller than the first frequency and the maximum value of the strength is not larger than a second predetermined value of strength (for example, the third waveform signal 2003 out 4 ), the outside ambient temperature is determined to exceed the preset temperature range, the dielectric constant of the material is determined to be higher than the preset dielectric constant range, the material equivalent volume of the material is determined to be within the preset volume range, and the signal strength of the reflected signal is determined to be lower than the preset reflectance strength range but the material quality of the material is determined to be changing.

Im dritten Variationsbereich 1003 gilt: Die Temperatur liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Dielektrizitätskonstante des Materials ist höher als der voreingestellte Bereich. Das Volumen des Materials zeigt keine offensichtliche Veränderung und liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Übertragungsfrequenz ist niedriger als der voreingestellte Bereich. Die Rückkopplungssignalstärke liegt in dem voreingestellten Bereich. In diesem Modus (das Material verändert sich) gehört dies normalerweise zu einem Bereich, derart, dass sich das Volumen nicht ändert, aber sich die Qualität des Materials ändert (das heißt, das Material wird ausgewechselt oder die Qualität des Materials verändert sich).In the third variation range 1003 The temperature is within the preset range. The dielectric constant of the material is higher than the preset range. The volume of the material shows no apparent change and is within the preset range. The transmission frequency is lower than the preset range. The feedback signal strength is in the preset range. In this mode (the material changes), this usually belongs to an area such that the volume does not change, but the quality of the material changes (that is, the material is changed or the quality of the material changes).

Anders ausgedrückt, wenn die Frequenz des Stärkemaximalwerts kleiner als die erste Frequenz ist und der Stärkemaximalwert größer als der zweite vorgegebene Stärkewert ist (beispielsweise das vierte Wellenformsignal 2004 aus 4), wird die Außenumgebungstemperatur als innerhalb des voreingestellten Temperaturbereichs liegend bestimmt, die Dielektrizitätskonstante des Materials wird als höher als der voreingestellte Dielektrizitätskonstantenbereich bestimmt, das Materialäquivalenzvolumen des Materials wird als innerhalb des voreingestellten Volumenbereichs bestimmt und die Signalstärke des reflektierten Signals wird als innerhalb des voreingestellten Reflexionsstärkebereichs liegend bestimmt, aber die Materialqualität des Materials wird als sich verändernd bestimmt.In other words, when the frequency of the maximum value of the strength is smaller than the first frequency and the maximum value of the strength is greater than the second predetermined value of strength (for example, the fourth waveform signal 2004 out 4 ), the outside ambient temperature is determined to be within the preset temperature range, the dielectric constant of the material is determined to be higher than the preset dielectric constant range, the material equivalent volume of the material is determined to be within the preset volume range, and the signal strength of the reflected signal is considered to be within the preset reflectance range but the material quality of the material is determined to be changing.

Im vierten Variationsbereich 1004 gilt: Die Temperatur liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Dielektrizitätskonstante des Materials ist niedriger als der voreingestellte Bereich. Das Volumen des Materials zeigt keine offensichtliche Veränderung und liegt in dem voreingestellten Bereich. Die Übertragungsfrequenz ist höher als der voreingestellte Bereich. Die Rückkopplungssignalstärke liegt in dem voreingestellten Bereich. In diesem Modus (das Material verändert sich) gehört dies normalerweise zu einem Bereich, derart, dass sich das Volumen nicht ändert, aber sich die Qualität des Materials ändert (das heißt, das Material wird ausgewechselt oder die Qualität des Materials verändert sich).In the fourth variation range 1004 The temperature is within the preset range. The dielectric constant of the material is lower than the preset range. The volume of the material shows no apparent change and is within the preset range. The transmission frequency is higher than the preset range. The feedback signal strength is in the preset range. In this mode (the material changes), this usually belongs to an area such that the volume does not change, but the quality of the material changes (that is, the material is changed or the quality of the material changes).

Anders ausgedrückt, wenn die Frequenz des Stärkemaximalwerts größer als die zweite Frequenz ist und der Stärkemaximalwert nicht größer als der erste vorgegebene Stärkewert ist (beispielsweise das zweite Wellenformsignal 2002 aus 4), wird die Außenumgebungstemperatur als innerhalb des voreingestellten Temperaturbereichs liegend bestimmt, die Dielektrizitätskonstante des Materials wird als niedriger als der voreingestellte Dielektrizitätskonstantenbereich bestimmt, das Materialäquivalenzvolumen des Materials wird als innerhalb des voreingestellten Volumenbereichs bestimmt und die Signalstärke des reflektierten Signals wird als innerhalb des voreingestellten Reflexionsstärkebereichs liegend bestimmt, aber die Materialqualität des Materials wird als sich verändernd bestimmt.In other words, when the frequency of the maximum value of the strength is greater than the second frequency and the maximum value of the strength is not greater than the first predetermined value of strength (for example, the second waveform signal 2002 out 4 ), the outside ambient temperature is determined to be within the preset temperature range, the dielectric constant of the material is determined to be lower than the preset dielectric constant range, the material equivalent volume of the material is determined to be within the preset volume range, and the signal strength of the reflected signal is considered to be within the preset reflectance range but the material quality of the material is determined to be changing.

Das dritte technische Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, in umfassender Weise die Variation der Dielektrizitätskonstante des Materials, die Variation der Umgebungstemperatur und die Variation des Volumens des Materials entsprechend der Vordefinition der fünf oben aufgeführten Bereiche zu bestimmen.Thus, the third technical feature of the present invention is to comprehensively determine the variation of the dielectric constant of the material, the variation of the ambient temperature and the variation of the volume of the material according to the predefinition of the five ranges listed above.

6 zeigt die Konzepte der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auf umfassende Weise die Variation der Signalstärke bei gleichem Material, die Variation der Signalfrequenz bei unterschiedlichem Material und Abweichungen der Eigenschaften unter Einfluss der Umgebungstemperatur bestimmen. Schließend stellt die vorliegende Erfindung mithilfe des Frequenzgangprinzips des Impedanzspektrumssensors, des Verfahrens zum Bestimmen der Stärke durch den Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz, der Sondenstruktur des kontinuierlichen Sensors und der Kompensationsschaltung, die den Einfluss der Umgebungstemperatur berücksichtigt, eine multifunktionale kontinuierliche Messvorrichtung des Kontakttyps bereit, die das Materialvolumen im Tank messen kann und zugleich die Qualität des Materials messen kann, dabei jedoch nicht von Variationen der Umgebungstemperatur beeinflusst wird. 6 shows the concepts of the present invention. The present invention can comprehensively determine the variation in signal strength for the same material, the variation in signal frequency for different materials, and deviations in properties under ambient temperature. Finally, the present invention provides a multifunctional contact type continuous measuring apparatus using the frequency spectrum principle of the impedance spectrum sensor, the method of determining the intensity by the electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor, the continuous sensor probe structure, and the compensation circuit taking into account the influence of the ambient temperature. which can measure the volume of material in the tank and at the same time measure the quality of the material without being affected by variations in ambient temperature.

Die Prinzipien des Impedanzspektrumssensors und des Scheinleitwertsensors für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz betrachten das Material in der Installationsumgebung als einen äuivalenten Kapazitätswert. Die Sonde des Sensors erfasst die Variation des äquivalenten Kapazitätswerts für Ausgaben und Reaktionen. Die Variation des äquivalenten Kapazitätswerts hängt von der Dielektrizitätskonstante des Materials ab. Wenn die Dielektrizitätskonstante des Materials größer ist, ist auch die Variation größer. Wenn die Dielektrizitätskonstante des Materials kleiner ist, ist auch die Variation kleiner. Der kontinuierliche Scheinleitwertsensor für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz führt die Bereichnung der Sonde, die den Bereich mit dem Material berührt, durch, um das Volumen des Materials im Tank zu bestimmen. Es müssen andere Messvorrichtungen installiert werden, um zu erfassen, ob sich die Qualität des Materials bei der Messung verändert oder nicht, damit bei der Überwachung des Volumens und der Qualität des Materials im Tank Effizienz erreicht werden kann.The principles of the impedance spectrum sensor and the electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor consider the material in the installation environment to be an equivalent capacitance value. The probe of the sensor detects the variation of the equivalent capacitance value for outputs and responses. The variation of the equivalent capacitance value depends on the dielectric constant of the material. As the dielectric constant of the material is larger, the variation is also larger. When the dielectric constant of the material is smaller, the variation is smaller. The electrostatic capacitance / radio frequency admittance constant sensor probes the area of the probe that touches the area of the material to determine the volume of material in the tank. Other measuring devices must be installed to detect whether or not the quality of the material changes during the measurement, so that efficiency can be achieved in monitoring the volume and quality of the material in the tank.

Die vorliegende Erfindung kombiniert das Prinzip des Impedanzspektrumssensors mit dem Prinzip des Scheinleitwertsensors für elektrostatische Kapazität/Funkfrequenz. Mithilfe des einstellbaren Frequenzsignals und der Auslegung der Sondenstruktur des kontinuierlichen Sensors des Kontakttyps misst und erlangt die vorliegende Erfindung Frequenzantwortcharakteristiken des. Rückkopplungssignals vom Material, um die Variation der Signalfrequenz und der Signalstärke zu analysieren, und führt die Kompensation der Umgebungstemperatur für die Schaltung und das Material durch. Die vorliegende Erfindung bestimmt die Variation des Materials im Tank, überprüft die Qualität des Materials und erfasst die Temperatur des Materials und zeigt dann die Ergebnisse auf der Benutzerschnittstelle des Messmoduls an oder gibt die Ergebnisse über Schnittstellen (beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die drahtlose HART-Schnittstelle, die RS-485-Schnittstelle, die 4-20-mA-Schnittstelle, die IO-Link-Schnittstelle und dergleichen) an das zentrale Steuersystem aus.The present invention combines the principle of the impedance spectrum sensor with the principle of electrostatic capacitance / radio frequency admittance sensor. Using the adjustable frequency signal and the probe structure design of the contact type continuous sensor, the present invention measures and obtains frequency response characteristics of the feedback signal from the material to analyze the variation in signal frequency and signal strength, and provides compensation for ambient temperature for the circuit and material by. The present invention determines the variation of the material in the tank, verifies the quality of the material and detects the temperature of the material and then displays the results on the user interface of the measurement module or outputs the results via interfaces (e.g., but not limited to the wireless HART interface, the RS-485 interface, the 4-20 mA interface, the IO-Link interface and the like) to the central control system.

Dabei benutzt die vorliegende Erfindung das Messmodul zum Messen der Frequenzvariation und der Stärkenvariation des reflektierten Signals. Entsprechend der vordefinierten Dielektrizitätskonstante des Materials und der Kompensation der Umgebungstemperaturvariation gibt die vorliegende Erfindung mithilfe des dualen Bestimmungsmodus das Bestimmungsergebnis durch die Ausgangsschaltung und die Schnittstellen (beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die drahtlose HART-Schnittstelle, die RS-485-Schnittstelle, die 4-20-mA-Schnittstelle, die IO-Link-Schnittstelle und dergleichen) aus, so dass die Signalfrequenzabweichungskurve und die Signalstärkenvariation ermittelt werden können. Somit berechnet die vorliegende Erfindung die Höhe des Materials (also das Volumen des Materials) und die Qualität des Materials. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung die Einzelmodusmessung (Materialpegel) oder den Multifunktionsmessmodus (Materialqualitätsbestimmung) wählen.In this case, the present invention uses the measuring module for measuring the frequency variation and the strength variation of the reflected signal. According to the predefined dielectric constant of the material and the ambient temperature variation compensation, the present invention uses the dual determination mode to give the result of determination by the output circuit and the interfaces (for example, but not limited to, the HART wireless interface, the RS-485 interface, 4-20mA interface, the IO-Link interface, and the like), so that the signal frequency deviation curve and the signal strength variation can be detected. Thus, the present invention calculates the height of the material (that is, the volume of the material) and the quality of the material. In addition, the present invention may select the single mode measurement (material level) or the multi-function measurement mode (material quality determination).

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform derselben beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf deren Einzelheiten beschränkt ist. In der vorstehenden Beschreibung wurden verschiedene Ersetzungen und Abwandlungen vorgeschlagen, und für Fachleute werden weitere auf der Hand liegen. Daher fallen alle derartigen Ersetzungen und Abwandlungen in den Umfang der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment thereof, it should be understood that the invention is not limited to the details thereof. Various substitutions and modifications have been suggested in the foregoing description, and others will be apparent to those skilled in the art. Therefore, all such substitutions and modifications fall within the scope of the invention, which is defined in the appended claims.

Claims (14)

Messvorrichtung (10), die einen variierenden Status einer Dielektrizitätskonstante eines Materials (20) misst, wobei die Messvorrichtung (10) Folgendes umfasst: eine Sonde (102); und ein Messmodul (104), das mit der Sonde (102) verbunden ist, wobei das Messmodul (104) Folgendes umfasst: eine Materialmessschaltung (106); eine Betriebseinheit (108), die elektrisch mit der Materialmessschaltung (106) verbunden ist; und eine Signalausgangsschaltung (110), die elektrisch mit der Betriebseinheit (108) verbunden ist, wobei das Messmodul (104) ein Frequenzgangsignal (112) erzeugt und das Frequenzgangsignal (112) an die Sonde (102) sendet, um einen Status des Materials (20) zu messen; das Frequenzgangsignal (112) eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs ist; wenn das Frequenzgangsignal (112) das Material (20) berührt, eine äquivalente Kapazität des Materials (20) benutzt wird, um ein reflektiertes Signal (114) zu erzeugen; die Materialmessschaltung (106) das reflektierte Signal (114) empfängt und das reflektierte Signal (114) an die Betriebseinheit (108) sendet; und die Betriebseinheit (108) eine Bearbeitung am reflektierten Signal (114) vornimmt, um ein Wellenformsignal (2001 bis 2007) zu erzeugen, um den Status des Materials (20) zu bestimmen; wobei die Betriebseinheit (108) ein Impedanzspektrum benutzt, um den Status des Materials (20) zu bestimmen; das Impedanzspektrum eine Vielzahl von Statusbereichen definiert; jeder Statusbereich jeweils ein anderes Ausgangssignal umfasst; die Betriebseinheit (108) eine Signalstärke und eine Verteilungsfrequenz des Wellenformsignals (2001 bis 2007) auf das Impedanzspektrum anwendet, um eine Position des Wellenformsignals (2001 bis 2007) in den Statusbereichen zu bestimmen, und eine entsprechende Umwandlung durchführt, um ein Materialäquivalenzvolumen des Materials (20) und eine Materialqualität des Materials (20) zu erlangen, und den Status des Materials (20) bestimmt; und die Betriebseinheit (108) entsprechend der Position des Wellenformsignals (2001 bis 2007) in den Statusbereichen die Signalausgangsschaltung (110) benutzt, um das Ausgangssignal des Statusbereichs für die Position auszugeben.A measuring device (10) measuring a varying state of dielectric constant of a material (20), the measuring device (10) comprising: a probe (102); and a measurement module (104) coupled to the probe (102), the measurement module (104) comprising: a material measurement circuit (106); an operating unit (108) electrically connected to the material measuring circuit (106); and a signal output circuit (110) electrically connected to the operating unit (108), the measuring module (104) generating a frequency response signal (112) and sending the frequency response signal (112) to the probe (102) to determine a status of the material ( 20) to measure; the frequency response signal (112) is a plurality of signals having different frequencies within a predetermined frequency range; when the frequency response signal (112) contacts the material (20), an equivalent capacitance of the material (20) is used to generate a reflected signal (114); the material measuring circuit (106) receives the reflected signal (114) and transmits the reflected signal (114) to the operating unit (108); and the operating unit (108) performs processing on the reflected signal (114) to generate a waveform signal (2001 to 2007) to determine the status of the material (20); wherein the operating unit (108) uses an impedance spectrum to determine the status of the material (20); the impedance spectrum defines a plurality of status areas; each status area comprises a different output signal; the operating unit (108) has a signal strength and a Applying the distribution frequency of the waveform signal (2001 to 2007) to the impedance spectrum to determine a position of the waveform signal (2001 to 2007) in the status areas, and performing a corresponding conversion to obtain a material equivalent volume of the material (20) and a material quality of the material (20 ) and determines the status of the material (20); and the operation unit (108) uses, in accordance with the position of the waveform signal (2001 to 2007) in the status areas, the signal output circuit (110) to output the output of the status area for the position. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Statusbereiche einen Messbereich (1000) und eine Vielzahl von Variationsbereichen (1001 bis 1004) umfasst; der Messbereich (1000) an einer vordefinierten mittleren Frequenzposition angeordnet ist; und die Variationsbereiche (1001 bis 1004) entsprechend einer Vielzahl von vorgegebenen Signalstärkegrenzen (3001 bis 3004) jeweils auf zwei Seiten des Messbereichs (1000) verteilt sind.Measuring device (10) after Claim 1 wherein the status areas include a measurement area (1000) and a plurality of variation areas (1001 to 1004); the measuring area (1000) is arranged at a predefined mean frequency position; and the variation ranges (1001 to 1004) corresponding to a plurality of predetermined signal strength limits (3001 to 3004) are respectively distributed on two sides of the measurement range (1000). Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Messmodul (104) ferner Folgendes umfasst: eine Temperaturmessschaltung (116), die elektrisch mit der Betriebseinheit (108) verbunden ist, wobei die Temperaturmessschaltung (116) ein Temperaturmesssignal (118) erzeugt und das Temperaturmesssignal (118) an die Betriebseinheit (108) sendet; und die Betriebseinheit (108) das Temperaturmesssignal (118) benutzt, um eine Signalkompensation für das Wellenformsignal (2001 bis 2007) durchzuführen.Measuring device (10) after Claim 1 wherein the measuring module (104) further comprises: a temperature measuring circuit (116) electrically connected to the operating unit (108), wherein the temperature measuring circuit (116) generates a temperature measuring signal (118) and the temperature measuring signal (118) to the operating unit ( 108) sends; and the operation unit (108) uses the temperature measurement signal (118) to perform signal compensation for the waveform signal (2001 to 2007). Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Temperaturmessschaltung (116) dazu verwendet wird, eine Außenumgebungstemperatur zu erfassen, um das Temperaturmesssignal (118) zu erzeugen.Measuring device (10) after Claim 3 wherein the temperature measuring circuit (116) is used to detect an outside ambient temperature to produce the temperature measurement signal (118). Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Vielzahl vonTemperaturmesseinheiten (120), wobei die Temperaturmesseinheiten (120) in regelmäßigen Abständen an der Sonde (102) angeordnet und jeweils elektrisch mit der Temperaturmessschaltung (116) verbunden sind, wobei dieTemperaturmesseinheiten (120) verwendet werden, um die Außenumgebungstemperatur zu erfassen.Measuring device (10) after Claim 3 , further comprising: a plurality of temperature measuring units (120), wherein the temperature measuring units (120) are arranged at regular intervals on the probe (102) and are each electrically connected to the temperature measuring circuit (116), wherein the temperature measuring units (120) are used to determine the outside ambient temperature capture. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Signalausgangsschaltung (110) Folgendes umfasst: eine erste Signalausgangsschaltung (122), die elektrisch mit der Betriebseinheit (108) verbunden ist; und eine zweite Signalausgangsschaltung (124), die elektrisch mit der Betriebseinheit (108) verbunden ist, wobei die Betriebseinheit (108) entsprechend dem Materialäquivalenzvolumen die erste Signalausgangsschaltung (122) ansteuert, um ein erstes Signal (126) auszugeben; die Betriebseinheit (108) entsprechend der Materialqualität die zweite Signalausgangsschaltung (124) ansteuert, um ein zweites Signal (128) auszugeben; wobei das Ausgangssignal das erste Signal (126) und das zweite Signal (128) umfasst.Measuring device (10) after Claim 1 wherein the signal output circuit (110) comprises: a first signal output circuit (122) electrically connected to the operating unit (108); and a second signal output circuit (124) electrically coupled to the operating unit (108), the operating unit (108) driving the first signal output circuit (122) according to the material equivalent volume to output a first signal (126); the operating unit (108) drives the second signal output circuit (124) according to the material quality to output a second signal (128); wherein the output signal comprises the first signal (126) and the second signal (128). Messvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei das erste Signal (126) ein analoges Signal ist und das zweite Signal (128) ein analoges Signal ist.Measuring device (10) after Claim 6 wherein the first signal (126) is an analog signal and the second signal (128) is an analog signal. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei das erste Signal (126) ein digitales Signal ist und das zweite Signal (128) ein digitales Signal ist.Measuring device (10) after Claim 6 wherein the first signal (126) is a digital signal and the second signal (128) is a digital signal. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei das erste Signal (126) ein analoges Signal und das zweite Signal (128) ein digitales Signal ist oder das erste Signal (126) ein digitales Signal und das zweite Signal (128) ein analoges Signal ist.Measuring device (10) after Claim 6 wherein the first signal (126) is an analog signal and the second signal (128) is a digital signal or the first signal (126) is a digital signal and the second signal (128) is an analog signal. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei das Messmodul (104) in einem Signalkompensationsmodus das Temperaturmesssignal (118) erzeugt, um eine Signalkompensation für das Wellenformsignal (2001 bis 2007) durchzuführen.Measuring device (10) after Claim 7 wherein the measurement module (104) generates the temperature measurement signal (118) in a signal compensation mode to perform signal compensation for the waveform signal (2001 to 2007). Materialmessverfahren, umfassend: Vorbereiten einer Messvorrichtung (10), wobei die Messvorrichtung (10) einen Status eines Materials (20) misst und eine Sonde (102) und ein Messmodul (104) umfasst, das mit der Sonde (102) verbunden ist; Anordnen der Sonde (102) in dem Material (20); Durchführen einer Umgebungskalibrierung an der Messvorrichtung (10); Erzeugen eines Frequenzgangsignals (112) und Senden des Frequenzgangsignals (112) an die Sonde (102), um den Status des Materials (20) durch das Messmodul (104) zu messen, wobei das Frequenzgangsignal (112) eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen in einem vorgegebenen Frequenzbereich ist; Benutzen einer äquivalenten Kapazität des Materials (20) zum Erzeugen eines reflektierten Signals (114), wenn das Frequenzgangsignal (112) das Material (20) berührt; Durchführen einer Verarbeitung an dem reflektierten Signal (114), um ein Wellenformsignal (2001 bis 2007) zu erzeugen, und Ausführen eines Messmodus, um den Status des Materials (20) zu bestimmen, um ein Messergebnis zur Ausgabe durch das Messmodul (104) zu erlangen, wobei bei Ausführung des Messmodus ein Impedanzspektrum benutzt wird, um den Status des Materials (20) zu bestimmen, und das Impedanzspektrum eine Vielzahl von Statusbereichen definiert, und jeder Statusbereich jeweils ein anderes Ausgangssignal umfasst; Anwenden einer Signalstärke und einer Verteilungsfrequenz des Wellenformsignals (2001 bis 2007) auf das Impedanzspektrum durch das Messmodul (104), um eine Position der Wellenformsignale (2001 bis 2007) in den Statusbereichen zu bestimmen, und Durchführen einer entsprechenden Umwandlung, um ein Materialäquivalenzvolumen und eine Materialqualität des Materials (20) zu erlangen, und Bestimmen des Status des Materials (20); und Ausgeben des Ausgangssignals des Statusbereichs für die Position durch das Messmodul (104) entsprechend der Position der Wellenformsignale (2001 bis 2007) in den Statusbereichen.A material measuring method, comprising: preparing a measuring device (10), the measuring device (10) measuring a status of a material (20) and comprising a probe (102) and a measuring module (104) connected to the probe (102); Placing the probe (102) in the material (20); Performing environmental calibration on the measuring device (10); Generating a frequency response signal (112) and sending the frequency response signal (112) to the probe (102) to measure the status of the material (20) by the measurement module (104), wherein the frequency response signal (112) comprises a plurality of signals at different frequencies in a given frequency range; Using an equivalent capacitance of the material (20) to generate a reflected signal (114) when the frequency response signal (112) contacts the material (20); Performing processing on the reflected signal (114) to generate a waveform signal (2001 to 2007) and performing a measurement mode to determine the status of the material (20) to provide a measurement result for output by the measurement module (104) When using the measurement mode, an impedance spectrum is used to determine the status of the material (20) and the impedance spectrum is a plurality of Status areas defined, and each status area each includes a different output signal; Applying a signal strength and a distribution frequency of the waveform signal (2001 to 2007) to the impedance spectrum through the measurement module (104) to determine a position of the waveform signals (2001 to 2007) in the status areas, and performing a corresponding conversion to obtain a material equivalent volume and a Obtaining material quality of the material (20), and determining the status of the material (20); and outputting the output of the status area for the position by the measurement module (104) according to the position of the waveform signals (2001 to 2007) in the status areas. Materialmessverfahren nach Anspruch 11, wobei der Statusbereiche einen Messbereich (1000) und eine Vielzahl von Variationsbereichen (1001 bis 1004) umfasst; der Messbereich (1000) an einer vordefinierten mittleren Frequenzposition angeordnet ist; und die Variationsbereiche (1001 bis 1004) entsprechend einer Vielzahl von vorgegebenen Signalstärkegrenzen (3001 bis 3004) jeweils auf zwei Seiten des Messbereichs (1000) verteilt sind.Material measuring method according to Claim 11 wherein the status areas include a measurement area (1000) and a plurality of variation areas (1001 to 1004); the measuring area (1000) is arranged at a predefined mean frequency position; and the variation ranges (1001 to 1004) corresponding to a plurality of predetermined signal strength limits (3001 to 3004) are respectively distributed on two sides of the measurement range (1000). Materialmessverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Einstellen eines Betriebsmodus und Ansteuern der Messvorrichtung (10), um entsprechend dem Betriebsmodus eine Materialvolumenmessung des Materials (20) oder eine Materialqualitätsmessung des Materials (20) durchzuführen, oder um die Materialvolumenmessung des Materials (20) und die Materialqualitätsmessung des Materials (20) gleichzeitig auszuführen.Material measuring method according to Claim 11 , further comprising: setting an operating mode and driving the measuring device (10) to perform material volume measurement of the material (20) or material quality measurement of the material (20) according to the operating mode, or material volume measurement of the material (20) and material quality measurement of the material (20) at the same time. Materialmessverfahren nach Anspruch 11, wobei das Messmodul (104) ein erstes Signal (126) entsprechend einem Ergebnis der Materialvolumenmessung erzeugt, um das erste Signal (126) auszugeben; das Messmodul (104) ein zweites Signal (128) entsprechend einem Ergebnis der Materialqualitätsmessung, um das zweite Signal (128) auszugeben; wobei das Ausgangssignal das erste Signal (126) und das zweite Signal (128) umfasst.Material measuring method according to Claim 11 wherein the measurement module (104) generates a first signal (126) corresponding to a result of the material volume measurement to output the first signal (126); the measurement module (104) outputs a second signal (128) in accordance with a result of the material quality measurement to output the second signal (128); wherein the output signal comprises the first signal (126) and the second signal (128).
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