FI80961C - Saett och anordning foer nivaomaetning med mikrovaogor. - Google Patents

Saett och anordning foer nivaomaetning med mikrovaogor. Download PDF

Info

Publication number
FI80961C
FI80961C FI852115A FI852115A FI80961C FI 80961 C FI80961 C FI 80961C FI 852115 A FI852115 A FI 852115A FI 852115 A FI852115 A FI 852115A FI 80961 C FI80961 C FI 80961C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
frequency
distance
measurement
microwave
Prior art date
Application number
FI852115A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI852115L (fi
FI80961B (fi
FI852115A0 (fi
Inventor
Kurt Olov Edvardsson
Original Assignee
Saab Marine Electronics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saab Marine Electronics filed Critical Saab Marine Electronics
Publication of FI852115A0 publication Critical patent/FI852115A0/fi
Publication of FI852115L publication Critical patent/FI852115L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI80961B publication Critical patent/FI80961B/fi
Publication of FI80961C publication Critical patent/FI80961C/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

1 80961
Menetelmä ja laite mikroaalloilla suoritettavaa tasomittausta varten. - Sätt och anordning för nivamStning med mikrov&gor
Keksintö koskee menetelmää etäisyyden määrittämiseksi kiinteän tai juoksevan materiaalin pintaan, johon menetelmään kuuluu se, että mikroaaltosignaali, jonka taajuus vaihtelee pääasiallisesti lineaarisesti mittausjakson aikana, lähetetään osittain kohti pintaa, mistä signaali heijastuu ja etäisyyttä vastaavan kulku-ajan jälkeen vastaanotetaan ja sekoitetaan signaalin kanssa, joka lähetetään kyseisellä hetkellä siten, että saadaan mittaussignaali, jolla on etäisyyttä vastaava taajuus, osittain siten, että signaali vastaanotetaan tunnettua pituutta vastaavalla viiveellä ja vastaavalla menetelmällä muunnetaan vertailusignaa-liksi, jolla on tunnettua pituutta vastaava vertailutaajuus, ja että mittaustaajuus on suhteessa vertailutaajuuteen (fr) siten, että etäisyyden laskenta voi perustua tunnettuun pituuteen. Keksintö koskee edelleen myös laitetta menetelmän suorittamiseksi .
Yllä selostettua menetelmää käytetään erityisesti mitattaessa tankkien, säiliöiden ja vastaavien sisällön tasoa. Ongelmana tällaisessa mittauksessa on määrittää mittaustaajuus tarkasti ja erottaa pois häiritsevät heijastukset, jotka ovat peräisin esimerkiksi tankin tukipalkeista tai pohjasta. US-patentin 4 044 355 mukaan tämä ongelma ratkaistaan muuttamalla vertailuja mittaussignaalit vastaaviksi pulssisignaaleiksi. Sen jälkeen muodostetaan osamäärä näiden kahden pulssisignaalin välillä, missä ainoastaan pulssien keskinäinen järjestys on merkitsevä. Osamäärää muodostettaessa käytetään painokerrointa, joka vaihtelee mittausjakson aikana. Painokertoimeen kuuluu osamäärän määrittäminen mittaus- ja vertailusignaalien välillä pienimmän neliön menetelmällä, mikä antaa hyvän laskentatarkkuuden jo yhden mittausjakson jälkeen.
2 80961 Tämä menetelmä ei kuitenkaan sovellu, jos tasomittaukseen halutaan käyttää alaspäin säiliön läpi kulkevaa putkea, mikä on välttämätöntä tietyissä varastorakenteissa, kuten esimerkiksi suurissa säiliöissä, joissa on niin sanotut kelluvat kannet.
Yllä mainittu mittausmenetelmä perustuu nimittäin siihen, että mikroaaltojen etenemisnopeus on vakio. Mutta tämä ei pidä kuitenkaan paikkaansa putkessa missä etenemisnopeus vaihtelee taajuuden mukaan. Yllämainitun menetelmän mukaisella mittauksella saatu etäisyyden arvo tulee tällöin liian suureksi ja arvon korjaamiseksi on tiedettävä putken halkaisija. Putken halkaisija on käytännössä vaikeasti mitattavissa tyydyttävällä tarkkuudella, koska putki voi muodostua toisiinsa hitsatuista putken kappaleista, joilla on jossain määrin erilaiset halkaisjat, tai sillä voi olla sisäpuolinen öljykalvo, joka aikaansaa tietyn halkaisi-j amuutoksen.
Tämän mukaisesti oheisen keksinnön tehtävänä on tarjota menetelmä tason mittaamiseksi mikroaalloilla, joka menetelmä tarjoaa erittäin hyvän mittaustarkkuuden myös putkessa tapahtuvissa mittauksissa. Keksinnön toinen tehtävä on tarjota laite menetelmän suorittamiseksi. Tämän päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.
Oheisena keksinnön mukaisesti vertailusignaali signaalikäsitel-lään sillä tavoin, että muodostuu ohjaussignaali, jonka taajuus on verrannollinen osamäärän oletetun arvon, joka vastaa etsittyä etäisyyttä pinnalle (tasolle tankissa) ja tunnetun pituuden välillä, toisin sanoen ohjaussignaalille aikaansaadaan taajuus, joka on likimain yhtäsuuri kuin odotettu mittaustaajuus. Ohjaussignaali sekoitetaan mittaussignaalin kanssa siten, että saadaan kaksi matalataajuista interferenssiä, jotka 90° vaihesiirrossa toisiinsa nähden. Kunkin interferenssin taajuus on erotustaajuus 3 80961 ohjaussignaalin ja mittaussignaalin välillä ja on näin ollen tarkkuuden mitta oletetulle suhteelle etsityn etäisyyden (tankin taso) ja tunnetun etäisyyden pituuden välillä. Interferenssit A/D-muutetaan ja niitä käytetään laskettaessa vaihemuutosta ohjaussignaalin ja mittaussignaalin välillä mittausjakson (pyyh-käisyn) aikana. Tästä vaihemuutoksesta voidaan lopuksi laskea korjaustermi oletettua tasoa varten, jolloin saadaan etsitty etäisyys.
Tämä signaalikäsittelyn etuna on se, että mitattaessa putkessa voidaan määrittää se häiriö, mikä johtuu putken halkaisijasta ja näin ollen voidaan automaattisesti korjata mitattu arvo siten, että putken vaikutus mittausarvoon eliminoituu. Toinen keksinnön etu on siinä, että laite menetelmän suorittamiseksi on suhteellisen halpa.
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää lohkokaavion esitetystä keksinnön mukaisen laitteen sovellutusmuodosta.
Piirustuksessa lähetinyksikköön, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 1, kuuluu tunnetulla tavalla pyyhkäisygeneraattori 2, joka on kytketty mikroaalto-oskillaattoriin 3, jonka ulostulo on liitetty osittain ensimmäiseen sekoittimeen 4, osittain toiseen sekoittimeen 5. Ensimmäinen sekoitin on liitetty antenniin 6, joka on asennettu juoksevaa tai kiinteää materiaalia sisältävän säiliön (ei esitetty) yläosaan. Antenni on suunnattu pysty-suorasti alaspäin siten, että se säteilee sille materiaalipinnalle 7 säiliössä X, johon etäisyys H tulee määrittää. Sekoitin 4 on liitetty vahvistimeen 8 avulla myös lähetinyksikön ulostulo-napaan 9.
Mikroaalto-oskillaattori 3 tuottaa pyyhkäisygeneraattorin 2 avulla oleellisesti lineaarisen yksittäisen tai jaksottaisesti toistuvan taajuuspyyhkäisyn kantotaajuuden ympärillä, joka 4 80961 kantotaajuus voi olla esimerkiksi 10 GHz. Seuraava selostus koskee suhteita yksittäisen pyyhkäisyn aikana ellei toisin mainita. Edellä kuvatulla tavalla moduloitu mikroaaltosignaali lähetetään ulos antennilla 6 ja se heijastuu pinnasta 7 takaisin antenniin, minkä jälkeen se sekoitetaan sekoittimessa 4 signaalin kanssa, joka sillä hetkellä lähetetään oskillaattorista 3. näin tuotetaan mittaussignaali, jolla on mittaustaajuus fm, joka on verrannollinen tutkittavaan etäisyyteen H materiaalipinnasta 7. Verrannollisuusvakio voi tyypillesesti olla luokkaa 100 Hz/m. Mittaussignaali vahvistetaan sen jälkeen vahvistimessa 8 ennen sen lähettämistä signaalinkäsittely-yksikköön, jota yleisesti on merkitty viitenumerolla 10.
Epälinearisuuksien kompensoimiseksi mikroaalto-oskillaattorissa ja muutosten kompensoimiseksi pyyhkäisynopeudessa, lähetetään ulostulosignaali mikroaalto-oskillaattorista 3 myös vertailulin-jalle 11, joka toimii viivelaitteena, joka on yhdistetty toiseen sekoittimeen 5. Vertailulinjan, joka edustaa tarkasti tunnettua pituutta L, tulee olla mahdollisimman pitkä pitäen kuitenkin mielessä, että sen vaimennus ei saa olla liian suuri. Samalla tavoin kuin mikroaaltosignaalin siinä osassa, joka lähetetään antennilla 6, vertailulinja 11 heijastaa takaisin sekoittimeen 5 signaalin sen osan, joka on syötetty siihen ja viiveellä, . joka vastaa etenemisaikaa linjassa, tämä signaaliosa sekoitetaan sekoittimessa 5 oskillaattorista 3 suoraan lähetetyn mikroaalto-sigaalin kanssa. Täten saadaan sekoitustulo, jonka taajuus fr, josta seuraavassa käytetään nimitystä vertailutaajuus, vastaa tunnettua etäisyyttä, eli vertailulinjan 11 pituutta L. Vertailu-signaali vahvistetaan vahvistemessa 12 ja syötetään sen jälkeen toisen ulostulon 13 avulla lähetinyksiköstä signaalinkäsittely-yksikköön 10.
Signaalinkäsittely-yksikköön 10, joka voi fyysisesti sijaita eri paikassa kuin lähetinyksikkö, jolloin yksiköiden liittämiseen on käytettävä suojattuja johtimia, kuuluu esitetyssä sovellutus
II
5 80961 muodossa kapeakaistasuodatin 14, joka on liitetty kertojalait-teistoon 17 vaiheensiirtimen 15, vaihesiirron ollessa esimerkiksi 2 x 120°, ja vertailupiirin, johon kuuluu pulssimuodostaja 16 avulla. Kertojalaitteistoa 17 ohjaa laskinyksikkö 18, johon voi kuulua esimerkiski mikrotietokone ja sen ulostulo on liitetty laskimeen 19, joka on kytketty muistiin 20, johon sini- ja cosinarvot on tallennettu. Muistissa on kaksi ulostuloa, jotka on liitetty kukin sekoituselimeensä, joihin tässä suoritusmuodossa kuuluu D/A-muuntirnet 21, 22. Muuntimet, joiden syöttönäpä jännitevertailua varten vastaanottaa mittaussignaalin lähetinyk-sikön 1 ulostulonavasta 9, on liitetty kahteen identtiseen haaraan, jotka on kytketty laskinyksikköön 18. Kuhunkin haaraan kuuluu D/A-muuttimien lisäksi matalapäästösuodatin 23 vast. 24 ja A/D-muutin 25 vast. 26. A/D-muuttimet 25, 26 vastaanottavat ajastinsyöttöihinsä näytepulssit, jotka otetaan pulssinmuodos-tajan 16 ulostulosta jakopiirin 27 avulla.
Vertailusignaali, jonka taajuus on fr ja jonka sigaalinkäsittely-yksikkö 10 vastaanottaa lähettimen ulostulonavasta 13, syötetään kapeakaistasuodattimen 14 kautta, joka suodattaa pois häiriöt ja yliäänet. Vaiheensiirtimen 15, vertailupiirin ja pulssinmuo-dostajan 16 avulla vertailusignaali muutetaan pulssijonoksi, vertailupulsseiksi, jonka taajuus on A-kertaa korkeampi kuin sisääntulevan vertailusignaalin taajuus fr. Jos vaiheensiirrin 15 on 12 x 120°, voi luvulla A olla arvo 12. Tähän taajuuden kasvuun, joka vastaa vertailulinjan pituuden lisäystä, voidaan luonnollisesti vaikuttaa monin tavoin, mutta on tärkeää, että mitään viivettä tai vääristymää ei esiinny.
Vertailupulssit syötetään kertojaan 17, joka antaa Q-kappaletta yksittäisiä pulsseja kutakin pulssijonon pulssia kohden. Luku Q on kokonaisluku, joka määritetään laskinyksikössä 18 aikaisempien mittaustulosten pohjalta siten, että taajuus muistin 20 ulostulosignaalissa vastaa oletettua nittaustaajuutta. Kertojasta 17 tuleva pulssijono, jolla näin ollen on taajuus fr x A x Q, 6 80961 syötetään laskuriin 19, joka antaa binäärisen ulostulon, joka muodostaa osoitteen muistiin 20. Kuten yllä mainittiin, on muistissa arvotaulukko sineille ja cosineille suurelle määrälle kulmia, esim. 256 per jakso.
Muistin 20 toiminta on sellainen, että aina kun se osoitetaan, annetaan binääriluku, joka vastaa taulukon siniarvoa vastaavalle osoitteelle, sen toisessa ulostulossa, esimerkiksi ulostulossa sekoitinelimeen 21, ja binäärinen luku joka vastaa taulukon cosiniarvoa, sen toisessa ulostulossa, esimerkiksi sekoittimeen 22. Näiden kummankin ohjaussignaalin taajuus on alennettu kahden potenssilla 2 kertojan 17 ulostulosignaalin suhteen.
Ohjaussignaalit kerrotaan D/A-muuttimissa ulostulonavasta 9 tulevalla mittaussignaalilla, joka taajuus on fm, jolloin mittaussignaalia käytetään vertailujännitteenä kertomisen yhteydessä, jonka jälkeen tapahtuu matalapäästösuodatus suodattimissa 23, 24. Kunkin matalapäästösuodatetun signaalin taajuus muodostaa erotustaajuuden ohjaustaajuuden AQfr/Z ja todellisen mittaustaa-juuden fm välillä, tai toisella tavalla ilmaistuna vaihekulman ·'. 0 sinin tai cosinin muistin 20 ohjaussignaalin ja mittaussig- naalin välillä. Jos etäisyys H säiliössä muuttuu hitaasti, • kuten tavallisesti tapahtuu, Q voidaan järjestää siksi kokonaisluvuksi, joka lähinnä vastaa mittaustaajutta, ja tällöin vaihe-siirto koko pyyhkäisyn aikana tulee ainoastaan yhden kierroksen murto-osaksi. Tämä vaihesiirto voidaan laskea ja sitä voidaan käyttää oletetun etäisyysarvon korjaamiseen. Vaihesiirron laskenta pyyhkäisyn aikana tapahtuu laskinyksikössä 18 ja tätä varten matalapäästösuodatetut signaalit muutetaan digitaalisiksi A/D-muuttiinissa 25 ja 26. Nämä muuttimet on ajastettu näytepuls-seilla, jotka on muodostettu pulssinmuodostajasta 16 tulevista vertailupulsseista jakamalla niiden taajuus vakiolla K jakopii-rissä 27.
7 80961
Jotta tarkkuus olisi mahdollisimman suuri, on oleellista, että vaihemuutoksen laskenta suoritetaan kokonaisten vertailujaksojen fr aikana ja että näytepulsseja ei oteta vertailusignaalin jakson yhdestä ja samasta osasta. Tästä syystä K:n on oltava perusluku (esim. 17) ja pyyhkäisyn aikana käytettyjen vertailupulssien kokonaismäärän on oltava riittävän suuri, jotta kyseessä oleva luku on jaettavissa Kiila.
Koska arvioitavat signaalit muuttuvat suhteellisen hitaasti pyyhkäisyn aikana, ei näytepulssien määrän tarvitse olla kovin suuri. Pyyhkäisynopeus ja laskinyksikön nopeus eivät sen vuoksi ole kriittisiä.
On mainittava, että voidaan ajatella laitetta jossa on joko pelkästään sinihaara tai pelkästään cosinihaara. Kuitenkin tällaisissa tapauksissa on välttämätöntä järjestää siten, että vertailusignaalin taajuus ei koskaan voi tulla yhtäsuureksi kuin mittaussignaalin taajuus tai että se tapaus, jolloin näiden kahden signaalin taajuus on sama, voidaan erottaa tapauksesta, missä ei ole mitään signaalia.
Sen sijaan että suoritetaan laskutoimitukset kuten edellä lohkoissa 17, 19, 20 ja 27 voidaan samat toiminnot suorittaa tavanomaisen tyyppisessä mikroprosessorissa.
Seuraavassa selostetaan kuinka tankin korkeustaso, toisinsanoen etäisyyden h laskenta suoritetaan, jolloin oletetaan, että pyyhkäisyn tehokkaan osan aikana on M kappaletta vertailupulsseja pulssinmuodostajasta 16 tulevassa pulssijonossa, toisinsanoen M/A vertailujaksoa, ja että samaan aikaan saadaan N kappaletta näytepulsseja, missä N * M/k.
Kutakin pyyhkäisyä varten tehdään oletus h kullekin etäisyydelle H edellisen mittausarvon perusteella. Tästä oletuksesta h lähtien kokonailuku Q määritetään kaavasta 8 80961
Q - h . z A · L
missä Z on laskuriin 19 syötetyn pulssitaajuuden ja muistista 20 tulevan ohjaussignaalin taajuuden osamäärä, A on tekijä, jolla vertailusignaalin taajuus kerrotaan piireissä 15 ja 16, ja L on vertailulinjan 11 pituus. Pulssijono, ts. vertailupuls-sit, joilla on siis pulssinmuodostan 16 jälkeen taajuus A x fr taajuuskerrotaan arvolla Q ja taajuusjaetaan arvolla Z. Tämä merkitsee sitä, että muistista 20 saadulla ulostulosignaalilla on taajuus (h/L) x fr, mikä tarkoittaa sitä, että se on yhtäsuuri kuin mittaussignaalin odotettu taajuus. Kertomalla D/A-muutti-missa 21 ja 22 ja suodattamalla matalapäästösuodattimissa 23, 24 saadaan kaksi matalataajuussignaalia, joiden vaihe-ero toisiinsa nähden on 90°, joita merkitään Sn ja Cn sinihaarassa ja vast, cosinihaarassa. Näistä signaaliesta lasketaan vaihe-muutos Δ φ mittussignaalin ja muistista 20 tulevan ohjaussignaalin välillä pyyhkäisyn aikana määritettämällä vaihemuutos, joka esiintyy peräkkäisten näytepulssien välillä. Näytepulssin n - 1 ja näytepulssin n välillä Δ ύ on määritettävissä seuraa-"· vasti ό ~ 0n ~ 0n-1 = 3 te t an SpCp_i - Sp_iCn : : sn-1sn + ^n-1Cn
Tavallisesti Δ 0 tulee niin pieneksi, että arctan-funktio voidaan lineaarisoida tarkkuuden kärsimättä. Kokonaisvaihemuutos F voidaan näin ollen antaa kaavalla
: : N
F * 5 n = 1 F on järjestetty korjaamaan Q ja korjaustekijän D laskemiseksi
II
9 80961 oletetusta etäisyysarvosta h. Summaamalla Δφη voidaan ΔΦη kertoa painokertoimilla samojen etujen saavuttamiseksi kuin on mainittu yllä mainitussa US-patentissa 4 044 355. Laskettu etäisyys H saadaan lopuksi kaavasta
H = h + D = A· L · Q A · L · F Z 2 11 M
Tämä kaava soveltuu siinä tapauksessa, että etenemisnopeus on vakio ja vaihekulma φ ohjaussignaalin ja mittaussignaalin välillä vastaavasti kasvaa lineaarisesti. Putkessa etenemisnopeus ei kuitenkaan ole vakio, vaan riippuu taajuudesta ja sen seurauksena vaihe ¢ ei muutu lineaarisesti taajuuden suhteen.
¢ saadaan kaavasta ¢ = 20 Λ/k2 - kc2 missä k on aaltojen lukumäärä, kc on aaltojen määrä "katkaisukoh-dalla" ja D on korkeuskorjäin. Tässä tapauksessa oletetaan, että etenemispituus mikroaaltosignaalille käsittää putken, jonka halkaisija on sellainen, että kc on yhtä kuin 3,68/halkaisija. Osamäärä pätee, jos käytetään putken perusmuotoa.
Kuten yllä mainittiin, on putken halkaisija käytännössä vaikeasti määritettävissä riittävällä tarkkuudella ja sen vuoksi ei myöskään termejä kc ja φ voida määrittää tarkasti. Jos φ derivoidaan, kc voidaan kuitenkin eliminoida D:n yhtälöstä. φ:η ensimmäiseksi ja toiseksi derivaataksi k:n suhteen saadaan Φ' = 2kD ~VV - kc2 Φ" = -2Dk^2_ (k2 - kc2)1-5 10 80961 mistä eliminoimalla kc saadaan D = 0'_ “Vz 1 -
Lineaarisessa tapauksessa, ts. kun etenemisnopeus on vakio ja 0 kasvaa lineaarisesti taajuuden (aaltojen määrän) kanssa, ensimmäinen derivaatta 0 = vakio ja 0" = 0. Juurilausuke yllä olevassa viimeisessä kaavassa saa tällöin arvon 1, jolloin D = 0'/2.
Siten 0' voidaan määrittää yllä olevan H:n yhtälön toisesta termistä.
k:n siirto vaikuttavan pyyhkäisyn aikana on H M/AL, ja näyte-jakson aikana fl M/ALK, mikä merkitsee sitä, että 0" voidaan laskea seuraavasti 0 " = K(£0N - Δ0-] ) (AL^\ \ m)
Luonnollisesti vielä tarkempi 0":N arvo voidaan laskea käyttämällä kaikki Δ, 0-arvot tarkempaa käyrävastaavuutta varten.
Il

Claims (9)

11 80961
1. Menetelmä etäisyyden määrittämiseksi kiinteän tai juoksevan materiaalin pintaan, johon menetelmään kuuluu se, että mikro-aaltosignaali, jonka taajuus vaihtelee pääasiallisesti lineaarisesti mittausjakson aikana, lähetetään osittain kohti pintaa, mistä signaali heijastuu ja etäisyyttä vastaavan kulkuajan jälkeen vastaanotetaan ja sekoitetaan signaalin kanssa, joka lähetetään kyseisellä hetkellä, siten, että saadaan mittaussignaali, jolla on etäisyyttä vastaava taajuus (fm), osittain siten, että signaali vastaanotetaan tunnettua pituutta (L) vastaavalla viiveellä ja analogisella menetelmällä muunnetaan vertailusig-naaliksi, jolla on tunnettua pituutta vastaava vertailutaajuus (fr), ja että mittaustaajuus (fm) Qn suhteessa vertailutaajuuteen (fr) siten, että etäisyyden laskenta voi perustua tunnettuun pituuteen, tunnettu toimenpiteistä: että taajuuskerrotaan vertailusignaali luvulla (Q) mikä on verrannollinen osamäärään etäisyyden (H) arvion ja tunnetun pituuden (L) välillä, minkä jälkeen taajuus jaetaan kiinteällä luvulla (Z) siten, että se muodostaa ohjaussignaalin, jonka taajuus on arvio odotetusta .· mittaustaajuudesta; että ohjaussignaali sekoitetaan mittausig- naalin kanssa; että mittausjakson aikana lasketaan muutos vaihe-; erossa mittaussignaalin ja ohjaussignaalin välillä; ja että .· vaihemuutoksen avulla lasketaan korjaustermi, joka sijoitettuna arvioituun etäisyysarvoon antaa etsityn etäisyyden (H).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitetusta ohjaus/mittaussignaalista otetaan näyte, että vaihemuutokset lasketaan kunkin näytteenottovälin aikana ja että vaihemuutosten painotettua keskiarvoa käytetään korjaustermin laskennassa.
3. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailusignaali saatetaan kertomisen jälkeen ohjaamaan osotteiden muodostusta muistiin (20), johon 12 80961 on sijoitettu arvot siniä ja cosinia varten ja josta saadaan erittäin puhdas sinimuotoinen signaali.
4. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etsitty etäisyys saadaan H = A · L · Q + A · L · F Z 2 11 M missä L on tunnettu pituus, Q on muuttuva luku, F on kokonais-vaihemuutos mainitun mittausjakson aikana, M on vertailupulssien lukumäärä mittausjakson aikana sekä A ja Z vakioita.
5. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihemuunnosten vaihtelu mittaus-jakson yli lasketaan vaihemuutoksista ja käytetään korjaustermin laskemiseen kun mittaus tapahtuu olosuhteissa, jossa pintaa kohti lähetetyn mikroaaltosignaalin leviämisnopeus ei ole vakio sen johdosta, että taajuus vaihtelee.
6. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaukset suoritetaan vertailusig-naalien jaksojen kokonaismäärän yli ja näytteenottovälien koko- naismaärän yli.
7. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osamäärää vertailupulssien lukumäärän ja näytteenottovälien lukumäärän välillä on perusluku.
8. Laite etäisyyden mittaamiseksi pintaan, johon laitteeseen kuuluu mikroaaltogeneraattori (2, 3) mikroaaltosignaalin tuottamiseksi, jonka taajuus vaihtelee pääasiallisesti lineaarisesti mittausjakson aikana, antenni (6) mikroaaltosignaalin lähettämiseksi kohti pintaa (7), johon etäisyys mitataan, ja pinnassa heijastuneen mikroaaltosignaalin vastaanottamiseksi, antenniin li 13 80961 (6) ja mikroaaltogeneraattoriin (2, 3) liitetty ensimmäinen sekoitin (4), mikä on järjestetty sekoittamaan heijastussignaali lähtetyn signaalin kanssa mittaussignaalin tuottamiseksi, jolla on taajuus, joka vastaa etäisyyttä pintaan, mikroaaltogeneraattoriin (2, 3) liitetty viivelinja (11), jolla on tarkkaan määrätty pituus (L), viivelinjaan (11) ja mikroaaltogeneraattorin (2, 3) liitetty toinen sekoitin (5), joka on järjestetty tuottamaan vertailusignaalin, jolla on taajuus (fr), joka vastaa mainittua pituutta (L), ja elin (10) signaalin käsittelyä varten, tunnettu siitä, että mainittu elin käsittää kerroinelimen (17) , mikä on järjestetty kertomaan vertailusignaalin taajuus (fr) luvulla (Q), joka edustaa etäisyyden (H) arvioitua arvoa; laskin (19) järjestettynä jakamaan taajuus (Q fr) kerroinelimen jälkeen kiinteällä luvulla (Z); sekoituselin (21, 22) tällä tavoin kerrotun ja jaetun vertailusignaalin sekoittamiseksi mittaussignaalin kanssa; mainittuun sekoituselimeen (21, 22) • jakerroinelimeen (17) toiminnallisesti liitetty laskentayksikkö (18) , joka on järjestetty laskemaan vaihe-erojen muutokset kerrotun vertailusignaalin ja mittaussignaalin välillä mittausjakson aikana ja tämän johdolla laskea korjaustermi, joka sijoitettuna arvioituun etäisyysarvoon antaa etsityn etäisyyden (H).
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu : kerroinelimen (17) ja mainitun sekoituselimen (21, 22) väliin kytketystä signaalinkäsittelypiiristä (19, 20), missä on laskin (19) , joka on kytketty osoitteen sisäänmenoon muistissa (20), jossa muistissa on sijoitettuna arvot siniä ja cosinia varten. 14 80961
FI852115A 1984-06-01 1985-05-28 Saett och anordning foer nivaomaetning med mikrovaogor. FI80961C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8402960A SE456538B (sv) 1984-06-01 1984-06-01 Sett och anordning for nivametning med mikrovagor
SE8402960 1984-06-01

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI852115A0 FI852115A0 (fi) 1985-05-28
FI852115L FI852115L (fi) 1985-12-02
FI80961B FI80961B (fi) 1990-04-30
FI80961C true FI80961C (fi) 1990-08-10

Family

ID=20356101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI852115A FI80961C (fi) 1984-06-01 1985-05-28 Saett och anordning foer nivaomaetning med mikrovaogor.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4665403A (fi)
EP (1) EP0167505B1 (fi)
JP (1) JPS60262080A (fi)
KR (1) KR900004883B1 (fi)
AU (1) AU569158B2 (fi)
BR (1) BR8502625A (fi)
DE (1) DE3575782D1 (fi)
DK (1) DK161261C (fi)
ES (1) ES8608177A1 (fi)
FI (1) FI80961C (fi)
IN (1) IN164799B (fi)
MX (1) MX158486A (fi)
NO (1) NO166345C (fi)
SE (1) SE456538B (fi)
YU (1) YU46256B (fi)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737791A (en) * 1986-02-19 1988-04-12 Idea, Incorporated Radar tank gauge
DE3783112D1 (de) * 1986-09-24 1993-01-28 Cannonbear Inc Sensor und verfahren zum erfassen des leckagepegels und durchflusses.
JPH0616081B2 (ja) * 1988-10-06 1994-03-02 日本鋼管株式会社 距離測定装置
SE466519B (sv) * 1989-04-10 1992-02-24 Saab Marine Electronics Anordning foer maetning av nivaan av ett i en behaallare befintligt fluidum
WO1992014124A1 (de) * 1991-02-12 1992-08-20 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Elektrische schaltung für ein gerät zur füllstandmessung von industrietanks u. dgl.
US5233352A (en) * 1992-05-08 1993-08-03 Cournane Thomas C Level measurement using autocorrelation
DE4233324C2 (de) * 1992-10-05 1996-02-01 Krohne Messtechnik Kg Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip
DE4240491C2 (de) * 1992-12-02 1996-10-31 Grieshaber Vega Kg Vorrichtung zur Laufzeitmessung, insbesondere Entfernungsmessung
DE4241910C2 (de) * 1992-12-11 1996-08-01 Endress Hauser Gmbh Co Mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmeßgerät
US5321408A (en) * 1992-12-31 1994-06-14 Baker Hughes Incorporated Microwave apparatus and method for ullage measurement of agitated fluids by spectral averaging
SE501472C2 (sv) * 1993-02-03 1995-02-27 Stiftelsen Metallurg Forsk Sätt att vid metallurgiska processer mäta positionerna av ytor mellan olika skikt
DE4345242A1 (de) * 1993-09-15 1995-04-06 Endress Hauser Gmbh Co Frequenzumsetzungsschaltung für ein Radar-Abstandsmeßgerät
US5406842A (en) * 1993-10-07 1995-04-18 Motorola, Inc. Method and apparatus for material level measurement using stepped frequency microwave signals
US5440310A (en) * 1994-02-14 1995-08-08 Motorola, Inc. Bandwidth synthesized radar level measurement method and apparatus
US5614831A (en) * 1995-02-13 1997-03-25 Saab Marine Electronics Ab Method and apparatus for level gauging using radar in floating roof tanks
DE19531540C2 (de) * 1995-08-25 1999-05-27 Krohne Messtechnik Kg Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit
US5996406A (en) * 1997-05-20 1999-12-07 Motorola, Inc. Advanced signal process for a material storage measuring device
ATE274707T1 (de) * 1997-06-27 2004-09-15 Eads Deutschland Gmbh Füllstandmessradargerät
US6075480A (en) * 1998-10-23 2000-06-13 Deliberis, Jr.; Romeo A. Down range returns simulator
DE60039911D1 (de) * 1999-07-02 2008-09-25 Rosemount Tank Radar Ab Methode und gerät zur messung des füllstandes von flüssigkeiten per radarstrahlung
SE516597C2 (sv) 1999-07-02 2002-02-05 Saab Marine Electronics Metod och anordning vid vätskenivåmätning medelst radarstrålning
EP1083413B1 (de) * 1999-09-07 2003-04-23 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter
KR20020050830A (ko) * 2000-12-22 2002-06-28 신현준 고로 수선 레벨측정장치 및 방법
ATE294401T1 (de) * 2001-04-20 2005-05-15 Krohne Messtechnik Kg Verarbeitungsverfahren für ein frequenzsignal
SE0200792D0 (sv) * 2002-03-18 2002-03-18 Saab Marine Electronics Hornantenn
DE10392902T5 (de) * 2002-07-08 2005-07-07 Saab Rosemount Tank Radar Ab Füllstandsmesssystem
SE0202491D0 (sv) * 2002-08-22 2002-08-22 Saab Marine Electronics System for level gauging and alarms
US7204140B2 (en) * 2004-07-01 2007-04-17 Saab Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge flange
US7525476B1 (en) * 2007-11-13 2009-04-28 Rosemount Tank Radar Ab System and method for filling level determination
US8009085B2 (en) * 2009-02-17 2011-08-30 Gk Tech Star Llc Level gauge with positive level verifier
DE102011084355A1 (de) * 2011-10-12 2013-04-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Schaltungsanordnung
US9541444B2 (en) * 2014-04-01 2017-01-10 Rosemount Tank Radar Ab Self-diagnosing FMCW radar level gauge
KR102339939B1 (ko) * 2021-08-05 2021-12-16 주식회사 가가 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 고분진환경용 80GHz급 저전력 1D 레벨센서
DE102021134451A1 (de) 2021-12-23 2023-06-29 Krohne S.A.S. Vorrichtung zur Abstandsmessung und Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Vorrichtung zur Abstandsmessung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3428815A (en) * 1965-10-22 1969-02-18 Electronic Ind Eng Inc Distance measuring system using infrared ring-around oscillator with a reference loop having a light conducting rod
US4360812A (en) * 1967-03-16 1982-11-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army FM-CW Fuze
US3888588A (en) * 1972-02-03 1975-06-10 Granqvist Carl Erik Instrument for measuring distance
US4044355A (en) * 1973-11-20 1977-08-23 Saab-Scania Aktiebolag Measurement of contents of tanks etc. with microwave radiations
US4044353A (en) * 1976-08-06 1977-08-23 Simmonds Precision Products, Inc. Microwave level gaging system
US4106020A (en) * 1977-07-21 1978-08-08 Rca Corporation FM-CW Radar ranging system
US4245221A (en) * 1979-04-27 1981-01-13 Rca Corporation FM-CW Radar ranging system with automatic calibration
DE3215847C2 (de) * 1982-04-28 1985-10-31 MTC, Meßtechnik und Optoelektronik AG, Neuenburg/Neuchâtel Zeitmeßverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Also Published As

Publication number Publication date
BR8502625A (pt) 1986-02-04
AU4305285A (en) 1985-12-05
FI852115L (fi) 1985-12-02
US4665403A (en) 1987-05-12
EP0167505A2 (en) 1986-01-08
DK161261B (da) 1991-06-17
DK243585D0 (da) 1985-05-31
KR900004883B1 (ko) 1990-07-09
ES8608177A1 (es) 1986-06-01
NO852181L (no) 1985-12-02
EP0167505B1 (en) 1990-01-31
NO166345B (no) 1991-03-25
ES543730A0 (es) 1986-06-01
YU46256B (sh) 1993-05-28
JPS60262080A (ja) 1985-12-25
SE8402960L (sv) 1985-12-02
FI80961B (fi) 1990-04-30
DE3575782D1 (de) 1990-03-08
NO166345C (no) 1991-07-10
EP0167505A3 (en) 1987-08-26
IN164799B (fi) 1989-06-03
FI852115A0 (fi) 1985-05-28
KR860000544A (ko) 1986-01-29
MX158486A (es) 1989-02-03
AU569158B2 (en) 1988-01-21
DK243585A (da) 1985-12-02
SE8402960D0 (sv) 1984-06-01
YU68988A (en) 1990-12-31
SE456538B (sv) 1988-10-10
DK161261C (da) 1991-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI80961C (fi) Saett och anordning foer nivaomaetning med mikrovaogor.
US4044355A (en) Measurement of contents of tanks etc. with microwave radiations
US4737791A (en) Radar tank gauge
US4847623A (en) Radar tank gauge
CA2313443C (en) Method and apparatus for the highly accurate determination of the filling level of a product in a container
US5406842A (en) Method and apparatus for material level measurement using stepped frequency microwave signals
US3950750A (en) Radar system having quadrature phase detector compensator
FI78183B (fi) Foerfarande och anordning foer maetning av ett avstaond till ett objekt.
US5226328A (en) Velocity measurement system
US20130076560A1 (en) Mfpw radar level gauging with distance approximation
SE8106830L (sv) Vetskemengdsmetanordning
Brumbi Measuring process and storage tank level with radar technology
EA005504B1 (ru) Уровнемер, работающий на микроволнах
CN1213080A (zh) 至少记录一种材料一个特性的方法和装置
US3120000A (en) Radio direction finding systems
FI61246C (fi) Saett och anordning foer beraekning av en vaetskeytas nivao
GB2175700A (en) Battery residual capacity measurement
HRP920410A2 (en) Method and apparatus for level measurement with microwaves
GB2035578A (en) Method and apparatus for determining the attenuation of a signal path
RU2244268C2 (ru) Способ измерения уровня материала в резервуаре
SU1201800A1 (ru) Измеритель динамических параметров
SU868614A1 (ru) Способ измерени частоты
RU1800390C (ru) Способ измерени коэффициента отражени
GB1490850A (en) Electronic network analyzer
RU42654U1 (ru) Радиолокационный уровнемер

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: SAAB MARINE ELECTRONIC AB