JP2664041B2 - 液体の充填レベル測定方法 - Google Patents
液体の充填レベル測定方法Info
- Publication number
- JP2664041B2 JP2664041B2 JP5249158A JP24915893A JP2664041B2 JP 2664041 B2 JP2664041 B2 JP 2664041B2 JP 5249158 A JP5249158 A JP 5249158A JP 24915893 A JP24915893 A JP 24915893A JP 2664041 B2 JP2664041 B2 JP 2664041B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- liquid
- container
- filling level
- actual
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating 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
- G01F23/28—Indicating 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
- G01F23/284—Electromagnetic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波信号を液面
および底部の方向に放射する、液面の上方に配置されて
いる送信アンテナを用いかつ例えば前記液面において反
射された測定信号および容器の底部において反射された
底部信号を受信する受信アンテナを用い、前記送信アン
テナないし受信アンテナと前記容器の底部との間の実際
の底部距離が既知でありかつ容器内の液体に対して誘電
率および透磁率が少なくとも近似的に既知である、レー
ダ原理に従って容器内の液体の充填レベルを測定する方
法に関する。
および底部の方向に放射する、液面の上方に配置されて
いる送信アンテナを用いかつ例えば前記液面において反
射された測定信号および容器の底部において反射された
底部信号を受信する受信アンテナを用い、前記送信アン
テナないし受信アンテナと前記容器の底部との間の実際
の底部距離が既知でありかつ容器内の液体に対して誘電
率および透磁率が少なくとも近似的に既知である、レー
ダ原理に従って容器内の液体の充填レベルを測定する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】容器における液体の充填レベルを測定す
るための別の方法と並んで、レーダ原理に従った液体測
定は殊に、タンク装置等における比較的大きな容器に対
して普及している。レーダ原理は、均質な非導電性の媒
体内を一定の速度で伝搬しかつ異なった媒体の境界面で
エネルギーの一部を反射するという電磁波の特性に基づ
いている。相応の波長の送信されかつ再び受信された波
の間で経過する測定された時間差から、放射された境界
面の距離が決定される。送信場所における測定信号の送
信および再到達の間の伝搬遅延時間を確定的に測定する
ことができるようにするために、電磁波を変調しなけれ
ばならない。パルス変調は特にしばしば使用される。こ
のことは、送信の期間に受信路が送受信分波器を介して
共通の導波体から分離されるとき、１つの共通の送受信
アンテナを使用することができるという利点を有してい
る。
るための別の方法と並んで、レーダ原理に従った液体測
定は殊に、タンク装置等における比較的大きな容器に対
して普及している。レーダ原理は、均質な非導電性の媒
体内を一定の速度で伝搬しかつ異なった媒体の境界面で
エネルギーの一部を反射するという電磁波の特性に基づ
いている。相応の波長の送信されかつ再び受信された波
の間で経過する測定された時間差から、放射された境界
面の距離が決定される。送信場所における測定信号の送
信および再到達の間の伝搬遅延時間を確定的に測定する
ことができるようにするために、電磁波を変調しなけれ
ばならない。パルス変調は特にしばしば使用される。こ
のことは、送信の期間に受信路が送受信分波器を介して
共通の導波体から分離されるとき、１つの共通の送受信
アンテナを使用することができるという利点を有してい
る。
【０００３】レーダ原理は、広い周波数領域の電磁波に
よって実現され、周波数選択は、またおよび特に使用領
域に付随する種々の周辺条件によって決定される。容器
における液体の充填レベルの測定のために、マイクロ波
領域が適している。この領域において特に、パルス変調
の他に、マイクロ波信号の周波数変調も変調形式として
普及している（ＦＭＣＷ−レーダ）。その際変調はパル
スの有無によって実現されているのではなく、マイクロ
波信号の連続的な放射において、時間とともに大抵はの
こぎり波状に上昇しかつ上昇の終了時に再び急激にもと
に戻る周波によって実現される。
よって実現され、周波数選択は、またおよび特に使用領
域に付随する種々の周辺条件によって決定される。容器
における液体の充填レベルの測定のために、マイクロ波
領域が適している。この領域において特に、パルス変調
の他に、マイクロ波信号の周波数変調も変調形式として
普及している（ＦＭＣＷ−レーダ）。その際変調はパル
スの有無によって実現されているのではなく、マイクロ
波信号の連続的な放射において、時間とともに大抵はの
こぎり波状に上昇しかつ上昇の終了時に再び急激にもと
に戻る周波によって実現される。
【０００４】容器における充填レベル高さは、容器の既
知の内部高さ、即ちアンテナと容器の底部との間の実際
の底部距離、および液面とアンテナとの間の空いている
距離から計算される。この距離は、信号伝搬遅延時間と
マイクロ波信号の伝搬速度が既知である場合、液面によ
って反射される測定信号から求めることができる。
知の内部高さ、即ちアンテナと容器の底部との間の実際
の底部距離、および液面とアンテナとの間の空いている
距離から計算される。この距離は、信号伝搬遅延時間と
マイクロ波信号の伝搬速度が既知である場合、液面によ
って反射される測定信号から求めることができる。
【０００５】実際には、測定信号はしばしば強く障害を
受けている。比較的低い誘電率（例えば、例えばパラフ
ィンの場合のように２以下であるεr）を有する液体の
場合殊に、マイクロ波信号の大部分は、境界面−液面−
において反射されず、容器の通例は導電性の底部におい
て反射される。底部信号が、充填高さおよび／または液
体の導電率が大きい場合のように、液体において完全に
または殆ど吸収されないとき、これにより著しい評価技
術的な問題が生じる。このことは、充填レベル高さが僅
かになればなる程、大きくなる。更に、障害信号を惹き
起こすその他の原因も存在する（散乱）ことになり、そ
の結果受信された信号のスペクトルの測定技術的な評価
がしばしば困難であることが認められている。いずれに
せよ、著しいフィルタ技術的なコストをかけて対処しな
ければならない。
受けている。比較的低い誘電率（例えば、例えばパラフ
ィンの場合のように２以下であるεr）を有する液体の
場合殊に、マイクロ波信号の大部分は、境界面−液面−
において反射されず、容器の通例は導電性の底部におい
て反射される。底部信号が、充填高さおよび／または液
体の導電率が大きい場合のように、液体において完全に
または殆ど吸収されないとき、これにより著しい評価技
術的な問題が生じる。このことは、充填レベル高さが僅
かになればなる程、大きくなる。更に、障害信号を惹き
起こすその他の原因も存在する（散乱）ことになり、そ
の結果受信された信号のスペクトルの測定技術的な評価
がしばしば困難であることが認められている。いずれに
せよ、著しいフィルタ技術的なコストをかけて対処しな
ければならない。
【０００６】
【発明の課題】従って本発明の課題は、公知の方法を、
評価技術的に一層簡単に信頼できる結果を得ることがで
きるように、構成しかつ改良することである。
評価技術的に一層簡単に信頼できる結果を得ることがで
きるように、構成しかつ改良することである。
【０００７】
【発明の構成】本発明の方法は、容器内の液体の実際の
充填レベル高さを、底部信号の伝搬遅延時間、前記実際
の底部距離、液体の前記誘電率および透磁率から計算に
より少なくとも近似的に求めることによって特徴付けら
れる。本発明によれば、本来、実質的な障害信号を形成
する底部信号が測定技術的に評価される。即ち、液体の
誘電率および透磁率がわかっているとき、この底部信号
は液体中を進んだ距離に関する情報、ひいては液体の充
填レベルに関する情報を含んでいることが認識された。
即ち実際は、液体内のマイクロ波信号の伝搬速度は液体
の誘電率および透磁率に相応して、いずれの場合にも実
際に常に乗算子１から出発することができる液面の上方
における伝搬速度より低い。上述の思想に従って計算に
より評価されて、液体を通って高められた、マイクロ波
信号の伝搬遅延時間のために実際の底部距離より大きい
みかけ上の底部距離から、実際の充填レベル高さについ
ての比計算を行うことができる。
充填レベル高さを、底部信号の伝搬遅延時間、前記実際
の底部距離、液体の前記誘電率および透磁率から計算に
より少なくとも近似的に求めることによって特徴付けら
れる。本発明によれば、本来、実質的な障害信号を形成
する底部信号が測定技術的に評価される。即ち、液体の
誘電率および透磁率がわかっているとき、この底部信号
は液体中を進んだ距離に関する情報、ひいては液体の充
填レベルに関する情報を含んでいることが認識された。
即ち実際は、液体内のマイクロ波信号の伝搬速度は液体
の誘電率および透磁率に相応して、いずれの場合にも実
際に常に乗算子１から出発することができる液面の上方
における伝搬速度より低い。上述の思想に従って計算に
より評価されて、液体を通って高められた、マイクロ波
信号の伝搬遅延時間のために実際の底部距離より大きい
みかけ上の底部距離から、実際の充填レベル高さについ
ての比計算を行うことができる。
【０００８】請求項１の計算による評価を式で表す種々
の方法があるが、特別有利には次の評価式が使用され
る：
の方法があるが、特別有利には次の評価式が使用され
る：
【数１】 ただし１ｓは、みかけ上の液体の高さ、１は実際の液体
の高さ、ｈｓはみかけ上の底部距離、ｈは実際の底部距
離、ｄは液面より上方の空いている距離、ｃ１は空気中
のマイクロ波信号の伝搬速度、Ｃｆ１は液体中のマイク
ロ波信号の伝搬速度、εｒは液体の誘電率およびμｒは
液体の透磁率である。
の高さ、ｈｓはみかけ上の底部距離、ｈは実際の底部距
離、ｄは液面より上方の空いている距離、ｃ１は空気中
のマイクロ波信号の伝搬速度、Ｃｆ１は液体中のマイク
ロ波信号の伝搬速度、εｒは液体の誘電率およびμｒは
液体の透磁率である。
【０００９】本発明の方法は、測定信号自体が直接測定
されるこれまで公知の方法と組合されると、特別な意味
が得られる。一方において２重の信頼性が生じ、他方に
おいて、液体の誘電率および透磁率が近似的にしか既知
でない場合にも正しい結果を得る可能性が生じる。その
場合それから、受信された信号−測定信号および障害信
号−のスペクトルにおいて、実際の充填レベル高さに対
して計算により求められた値を用いて、信号の１つが測
定信号として識別されるように処理される。測定信号の
正しい識別による当該の評価は、誘電率および／または
透磁率に対して誤差レインジ幅がある場合でも、誘電率
εrおよび透磁率μrの誤差レインジ幅を考慮して、実際
の充填レベル高さに対する値を所定の誤差レインジ幅を
もって計算により求めかつこの誤差レインジ幅を受信さ
れた信号−測定信号および障害信号−のスペクトルに関
する識別ウィンドウとして設定することによって、実現
することができる。
されるこれまで公知の方法と組合されると、特別な意味
が得られる。一方において２重の信頼性が生じ、他方に
おいて、液体の誘電率および透磁率が近似的にしか既知
でない場合にも正しい結果を得る可能性が生じる。その
場合それから、受信された信号−測定信号および障害信
号−のスペクトルにおいて、実際の充填レベル高さに対
して計算により求められた値を用いて、信号の１つが測
定信号として識別されるように処理される。測定信号の
正しい識別による当該の評価は、誘電率および／または
透磁率に対して誤差レインジ幅がある場合でも、誘電率
εrおよび透磁率μrの誤差レインジ幅を考慮して、実際
の充填レベル高さに対する値を所定の誤差レインジ幅を
もって計算により求めかつこの誤差レインジ幅を受信さ
れた信号−測定信号および障害信号−のスペクトルに関
する識別ウィンドウとして設定することによって、実現
することができる。
【００１０】本発明の方法は、レーダ原理に従ったすべ
ての形式の測定技術に適しており、殊に周波数変調に対
してもパルス変調に対しても適している。
ての形式の測定技術に適しており、殊に周波数変調に対
してもパルス変調に対しても適している。
【００１１】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１２】図１を参照して、レーダ原理に基づいた容
器２内の液体１の充填レベルの測定方法を説明する。こ
の方法では、液面３の上方に配置されている、従来の構
成のマイクロ波発生器５から給電されるアンテナ４か
ら、マイクロ波信号が液面３および容器１の底部６の方
向に放射される。送信されたマイクロ波信号は、液面３
および容器２の底部６での衝突を表す参照符号Ｓおよび
下方向に向かう矢印によって示されている。
器２内の液体１の充填レベルの測定方法を説明する。こ
の方法では、液面３の上方に配置されている、従来の構
成のマイクロ波発生器５から給電されるアンテナ４か
ら、マイクロ波信号が液面３および容器１の底部６の方
向に放射される。送信されたマイクロ波信号は、液面３
および容器２の底部６での衝突を表す参照符号Ｓおよび
下方向に向かう矢印によって示されている。
【００１３】液面３において測定信号ｒ1が反射されか
つアンテナ４またはここには図示されていない第２のア
ンテナ（受信アンテナ）によって受信される。測定信号
ｒ1に対して求められた伝搬遅延時間から、容器２にお
ける充填レベルの高さ、即ち液面３の高さが求められ
る。いずれにせよこのことは、従来技術から公知の通常
の方法である。図１の右側には、信号評価が略示されて
おり、ここにおいて、提案された周波数変調（ＦＭＣＷ
−レーダ）では周波数スペクトルを表し（周波数は時間
に依存して変化する）、同様広く普及しているパルス変
調では単純に時間座標である座標における測定信号ｒ1
に対する信号ピークがわかる。
つアンテナ４またはここには図示されていない第２のア
ンテナ（受信アンテナ）によって受信される。測定信号
ｒ1に対して求められた伝搬遅延時間から、容器２にお
ける充填レベルの高さ、即ち液面３の高さが求められ
る。いずれにせよこのことは、従来技術から公知の通常
の方法である。図１の右側には、信号評価が略示されて
おり、ここにおいて、提案された周波数変調（ＦＭＣＷ
−レーダ）では周波数スペクトルを表し（周波数は時間
に依存して変化する）、同様広く普及しているパルス変
調では単純に時間座標である座標における測定信号ｒ1
に対する信号ピークがわかる。
【００１４】測定信号とは別の信号は障害障害と見なさ
れ、それは殊に、底部６において反射された、大抵比較
的強い底部信号ｒ2に対して当て嵌まる。この信号は図
１に示されておりかつ図１の右側における座標にも示さ
れている。この信号は除去されるかまたは別の方法で測
定技術的に考慮される。
れ、それは殊に、底部６において反射された、大抵比較
的強い底部信号ｒ2に対して当て嵌まる。この信号は図
１に示されておりかつ図１の右側における座標にも示さ
れている。この信号は除去されるかまたは別の方法で測
定技術的に考慮される。
【００１５】このことは問題なく前提とすることができ
ることだが、即ち実際の底部距離、従って容器２の底部
６の、アンテナ４からの距離が既知であり（図２の底部
距離ｈ）、かつ更に、容器内の液体１に対して誘電率ε
rおよび透磁率μrが少なくとも近似的に既知であること
を前提とするとき、本発明の方法によっては、測定信号
ｒ1を測定しかつ評価するのではなくまたはいずれにせ
よただ単に測定信号ｒ1のみを測定および評価するので
はなく、底部信号ｒ2を単独でまたはいずれにせよ付加
的に情報源として使用することができる。このことは、
発明の詳細な説明の従来技術の項で説明したが、図２に
基づいてもう一度補足説明する。その際ここで、ｄは液
面３の上方の空いている距離であり、ｌは実際の充填高
さでありかつｌsは、液体１における伝搬速度ｃflが通
例気体が充填されている、殊に空気が充填されている、
液面３の上方の空間における伝搬速度ｃlより低いこと
から生じる見かけ上の充填レベル高さである。
ることだが、即ち実際の底部距離、従って容器２の底部
６の、アンテナ４からの距離が既知であり（図２の底部
距離ｈ）、かつ更に、容器内の液体１に対して誘電率ε
rおよび透磁率μrが少なくとも近似的に既知であること
を前提とするとき、本発明の方法によっては、測定信号
ｒ1を測定しかつ評価するのではなくまたはいずれにせ
よただ単に測定信号ｒ1のみを測定および評価するので
はなく、底部信号ｒ2を単独でまたはいずれにせよ付加
的に情報源として使用することができる。このことは、
発明の詳細な説明の従来技術の項で説明したが、図２に
基づいてもう一度補足説明する。その際ここで、ｄは液
面３の上方の空いている距離であり、ｌは実際の充填高
さでありかつｌsは、液体１における伝搬速度ｃflが通
例気体が充填されている、殊に空気が充填されている、
液面３の上方の空間における伝搬速度ｃlより低いこと
から生じる見かけ上の充填レベル高さである。
【００１６】本発明の方法によれば、底部信号ｒ2に対
しても伝搬遅延時間が求められかつこの伝搬遅延時間か
らみかけ上の底部距離ｈsが求められる。みかけ上の底
部距離ｈsの、実際の底部距離ｈに対する比から、みか
け上の充填高さｌsの、これまで未知の実際充填高さｌ
に対する比が帰結される。というのは即ち両方の場合に
おいて液面３の上方における空いている距離ｄを定数と
見なすことができるからである。みかけ上の充填高さｌ
sの、実際の充填高さｌに対する比は、液面３の上方に
おける伝搬速度ｃｌの、液体１における伝搬速度ｃflに
対する比に相応する。この比はこの場合、物理法則によ
れば、液面３の上方の気体における１からの偏差を無視
するとき、液体の誘電率εrと透磁率μrとの積の根に等
しい。従ってこのようにして評価式は次のようになる：
しても伝搬遅延時間が求められかつこの伝搬遅延時間か
らみかけ上の底部距離ｈsが求められる。みかけ上の底
部距離ｈsの、実際の底部距離ｈに対する比から、みか
け上の充填高さｌsの、これまで未知の実際充填高さｌ
に対する比が帰結される。というのは即ち両方の場合に
おいて液面３の上方における空いている距離ｄを定数と
見なすことができるからである。みかけ上の充填高さｌ
sの、実際の充填高さｌに対する比は、液面３の上方に
おける伝搬速度ｃｌの、液体１における伝搬速度ｃflに
対する比に相応する。この比はこの場合、物理法則によ
れば、液面３の上方の気体における１からの偏差を無視
するとき、液体の誘電率εrと透磁率μrとの積の根に等
しい。従ってこのようにして評価式は次のようになる：
【００１７】
【数２】
【００１８】詳しくはこの評価は、実際の充填レベル高
さｌが、実際の底部距離ｈと液面３の上方の空いている
距離ｄとの差として得られるという考察に基づいてい
る。そこで、このことはｈ，εrおよびμrがわかってい
るとき可能であるが、空いている距離ｄを上述の式から
求めることができるとき、直接ｌを求めることができ
る。上述の式から、次の方程式に従ってｄが求められ
る：
さｌが、実際の底部距離ｈと液面３の上方の空いている
距離ｄとの差として得られるという考察に基づいてい
る。そこで、このことはｈ，εrおよびμrがわかってい
るとき可能であるが、空いている距離ｄを上述の式から
求めることができるとき、直接ｌを求めることができ
る。上述の式から、次の方程式に従ってｄが求められ
る：
【００１９】
【数３】
【００２０】それから結論的な評価式ｌ＝ｈ−ｄを用い
て、所望の結果に到達する。
て、所望の結果に到達する。
【００２１】従って本発明によれば、底部信号ｒ2に含
まれている、液体１におけるマイクロ波信号の伝搬遅延
時間変化に関する情報が抽出されかつそこから実際の充
填レベル高さｌが求められる。このことは、通例比較的
に強い底部信号ｒ2を評価することができかつ通例比較
的に弱い測定信号ｒ1を受信された信号のスペクトルか
ら取り出す必要はないという大きな利点を有する。従っ
て評価技術は著しく簡単である。
まれている、液体１におけるマイクロ波信号の伝搬遅延
時間変化に関する情報が抽出されかつそこから実際の充
填レベル高さｌが求められる。このことは、通例比較的
に強い底部信号ｒ2を評価することができかつ通例比較
的に弱い測定信号ｒ1を受信された信号のスペクトルか
ら取り出す必要はないという大きな利点を有する。従っ
て評価技術は著しく簡単である。
【００２２】従って本発明によれば基本的に、底部信号
ｒ2から、測定信号ｒ1がそれ自体概して測定可能でない
ときですら、充填レベル高さｌが求められる。しかし本
発明の方法において底部信号ｒ2を実際の測定信号ｒ1の
検出の際の付加的な信頼性向上のためにも使用すること
ができる。このことは、受信された信号−測定信号およ
び障害信号−のスペクトルにおいて、実際の充填レベル
高さｌに対する計算上求められた値を用いて、信号の１
つを測定信号ｒ1と同定することによって行われる。液
体１の誘電率εrおよび／または透磁率μrが近似的にし
か既知でないとき殊に、この方法は実際に特別重要にな
る。即ちその場合、εrおよびμrの誤差レインジ幅およ
び底部信号ｒ２を考慮して、実際の充填レベル高さｌに
対する値を所定の誤差レインジ幅をもって計算により求
めかつこの誤差レインジ幅を実際に受信された信号のス
ペクトルに関する識別ウィンドウとして設定するように
して行うことができる。このことは図２において右側
に、識別ウィンドウΔｌで示されており、ここにおいて
受信された信号全体のスペクトル中の実際の測定信号ｒ
1が識別ウィンドウΔｌ中に入るのである。それ自体非
常に小さいこの測定信号ｒ1は、スペクトル内の“正し
い”信号として識別される。というのは、それが識別ウ
ィンドウΔｌ内に入るからである。
ｒ2から、測定信号ｒ1がそれ自体概して測定可能でない
ときですら、充填レベル高さｌが求められる。しかし本
発明の方法において底部信号ｒ2を実際の測定信号ｒ1の
検出の際の付加的な信頼性向上のためにも使用すること
ができる。このことは、受信された信号−測定信号およ
び障害信号−のスペクトルにおいて、実際の充填レベル
高さｌに対する計算上求められた値を用いて、信号の１
つを測定信号ｒ1と同定することによって行われる。液
体１の誘電率εrおよび／または透磁率μrが近似的にし
か既知でないとき殊に、この方法は実際に特別重要にな
る。即ちその場合、εrおよびμrの誤差レインジ幅およ
び底部信号ｒ２を考慮して、実際の充填レベル高さｌに
対する値を所定の誤差レインジ幅をもって計算により求
めかつこの誤差レインジ幅を実際に受信された信号のス
ペクトルに関する識別ウィンドウとして設定するように
して行うことができる。このことは図２において右側
に、識別ウィンドウΔｌで示されており、ここにおいて
受信された信号全体のスペクトル中の実際の測定信号ｒ
1が識別ウィンドウΔｌ中に入るのである。それ自体非
常に小さいこの測定信号ｒ1は、スペクトル内の“正し
い”信号として識別される。というのは、それが識別ウ
ィンドウΔｌ内に入るからである。
【００２３】これまで説明してきた組み合わされた方法
は特別信頼性があるが、勿論、測定信号ｒ1が概して測
定技術的に検出可能であることを前提としている。そう
であるとき、まず第１に、誘電率εrおよび／または実
際の底部距離ｈ（稀には透磁率μr）が十分正確には既
知でないことから結果的に生じる、底部信号ｒ2から求
められた値における誤差レインジ幅を、評価技術的に考
慮することができる。
は特別信頼性があるが、勿論、測定信号ｒ1が概して測
定技術的に検出可能であることを前提としている。そう
であるとき、まず第１に、誘電率εrおよび／または実
際の底部距離ｈ（稀には透磁率μr）が十分正確には既
知でないことから結果的に生じる、底部信号ｒ2から求
められた値における誤差レインジ幅を、評価技術的に考
慮することができる。
【００２４】実際の底部距離ｈは通例のように、容器２
の測定によって求めることができる。容器２における液
体１なしの基準測定を実施しかつそこから−実際の底部
距離を表す底部信号ｒ2を介して−実際の底部距離を求
めることもできる。測定信号ｒ1をそれ自体ただちにス
ペクトル中に求めることができれば、この信号から別の
パラメータ、例えばｄおよびｈｓを逆に計算することが
できる。このために、上述の式を解くには異なったパラ
メータを用いなければならない。
の測定によって求めることができる。容器２における液
体１なしの基準測定を実施しかつそこから−実際の底部
距離を表す底部信号ｒ2を介して−実際の底部距離を求
めることもできる。測定信号ｒ1をそれ自体ただちにス
ペクトル中に求めることができれば、この信号から別の
パラメータ、例えばｄおよびｈｓを逆に計算することが
できる。このために、上述の式を解くには異なったパラ
メータを用いなければならない。
【００２５】図１および図２は、本発明の方法を周波数
変調において行っているが、相応の評価はパルス変調に
おいても行われる。周波数変調の理解のために図２にお
いて、容器２に液体１がある場合の底部６における反射
の際の周波数位置は空の容器２の場合の周波数位置より
高い周波数にあることで説明することができる。
変調において行っているが、相応の評価はパルス変調に
おいても行われる。周波数変調の理解のために図２にお
いて、容器２に液体１がある場合の底部６における反射
の際の周波数位置は空の容器２の場合の周波数位置より
高い周波数にあることで説明することができる。
【００２６】その他、図２において右側において、受信
されたすべての信号のスペクトルからの測定信号ｒ1の
識別を許容する識別ウィンドウΔｌがよくわかる。
されたすべての信号のスペクトルからの測定信号ｒ1の
識別を許容する識別ウィンドウΔｌがよくわかる。
【図１】部分的に液体が充填されている容器における種
々の信号経過の概略図（左側）および対応する信号評価
の概略図（右側）である。
々の信号経過の概略図（左側）および対応する信号評価
の概略図（右側）である。
【図２】本発明の方法の評価方程式の種々のパラメータ
を説明するための、図１に相応する概略図（左側）並び
に周波数変調における信号評価の原理（ＦＭＣＷ−レー
ダ）を示す概略図（右側）である。
を説明するための、図１に相応する概略図（左側）並び
に周波数変調における信号評価の原理（ＦＭＣＷ−レー
ダ）を示す概略図（右側）である。
１ 液体、 ２ 容器、 ３ 液面、 ４ アンテナ、
５ マイクロ波発生器、 ６ 底部
５ マイクロ波発生器、 ６ 底部
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロ波信号を液面および底部の方向
に放射する、液面の上方に配置されている送信アンテナ
を用いかつ例えば前記液面において反射された測定信号
および容器の底部において反射された底部信号を受信す
る受信アンテナを用い、前記送信アンテナないし受信ア
ンテナと前記容器の底部との間の実際の底部距離が既知
でありかつ容器内の液体に対して誘電率および透磁率が
少なくとも近似的に既知である、レーダ原理に従って容
器内の液体の充填レベルを測定する方法において、 容器内の液体の実際の充填レベル高さを、底部信号の伝
搬遅延時間、前記実際の底部距離、液体の前記誘電率お
よび透磁率から計算により少なくとも近似的に求めるこ
とを特徴とする液体の充填レベル測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4233324A DE4233324C2 (de) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip |
| DE4233324.5 | 1992-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201435A JPH06201435A (ja) | 1994-07-19 |
| JP2664041B2 true JP2664041B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=6469585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5249158A Expired - Lifetime JP2664041B2 (ja) | 1992-10-05 | 1993-10-05 | 液体の充填レベル測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5438867A (ja) |
| EP (1) | EP0591816A3 (ja) |
| JP (1) | JP2664041B2 (ja) |
| DE (1) | DE4233324C2 (ja) |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4419462C2 (de) * | 1994-06-05 | 1999-12-09 | Krohne Messtechnik Kg | Berührungsloser Füllstandsmesser |
| US5614831A (en) * | 1995-02-13 | 1997-03-25 | Saab Marine Electronics Ab | Method and apparatus for level gauging using radar in floating roof tanks |
| DE19510484C2 (de) * | 1995-03-27 | 1998-04-09 | Krohne Messtechnik Kg | Füllstandsmesser |
| DE19531540C2 (de) * | 1995-08-25 | 1999-05-27 | Krohne Messtechnik Kg | Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit |
| EP0770859A1 (de) * | 1995-10-27 | 1997-05-02 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Verfahren zum Abgleich bei der Füllstandsmessung |
| DE19723646C2 (de) * | 1997-06-05 | 1999-07-29 | Endress Hauser Gmbh Co | Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip |
| DE69730416T2 (de) * | 1997-06-27 | 2005-09-08 | Eads Deutschland Gmbh | Füllstandmessradargerät |
| EP0947812A1 (de) | 1998-03-28 | 1999-10-06 | Endress + Hauser GmbH + Co. | Mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät |
| US6040897A (en) * | 1998-04-29 | 2000-03-21 | Laser Technology, Inc. | Remote sensor head for laser level measurement devices |
| US7542866B1 (en) * | 1999-01-21 | 2009-06-02 | Rosemount Inc. | Threshold setting for a radar level transmitter |
| US6662649B1 (en) * | 1999-03-19 | 2003-12-16 | Simmons Sirvey Corporation | Material level monitoring and reporting |
| CA2402379A1 (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-23 | Paul Hendershott | Bulk materials management apparatus and method |
| DE10009406C2 (de) * | 2000-02-28 | 2002-01-10 | Sasib Beverage Deutschland Gmb | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Füllstandsmessung |
| US6445192B1 (en) | 2000-04-04 | 2002-09-03 | Rosemount Inc. | Close proximity material interface detection for a microwave level transmitter |
| DE10037715A1 (de) * | 2000-08-02 | 2002-02-14 | Endress Hauser Gmbh Co | Vorrichtung zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter |
| US6701783B2 (en) | 2000-09-12 | 2004-03-09 | Vega Grieshaber Kg | Device and a process for determining the positions of border areas between different mediums |
| DE10044888A1 (de) * | 2000-09-12 | 2002-04-04 | Grieshaber Vega Kg | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Positionen der Grenzflächen unterschiedlicher Medien |
| DE10051297A1 (de) * | 2000-10-17 | 2002-04-25 | Endress Hauser Gmbh Co | Füllstandsmeßgerät |
| DE10060068C1 (de) * | 2000-12-01 | 2002-06-27 | Krohne Messtechnik Kg | Füllstandsmeßgerät |
| US6640628B2 (en) * | 2001-01-19 | 2003-11-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Level-measuring device |
| DE10109453A1 (de) * | 2001-02-27 | 2002-09-26 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter |
| US6853227B2 (en) * | 2001-04-17 | 2005-02-08 | K-Tek Corporation | Controller for generating a periodic signal with an adjustable duty cycle |
| US6504409B1 (en) | 2001-04-17 | 2003-01-07 | K-Tek Corporation | Controller for generating a periodic signal with an adjustable duty cycle |
| JP4095960B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2008-06-04 | エンドレス ウント ハウザー ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 伝播時間原理に基づき動作する充填レベル測定装置を用いた、容器内媒体の充填レベル測定方法 |
| US6531977B2 (en) | 2001-08-03 | 2003-03-11 | Mcewan Technologies, Llc | Pulse center detector for radars and reflectometers |
| US6828930B2 (en) * | 2003-03-21 | 2004-12-07 | Saab Rosemount Tank Radar Ab | System and method in a radar level gauging system |
| US6988404B2 (en) | 2003-12-11 | 2006-01-24 | Ohmart/Vega Corporation | Apparatus for use in measuring fluid levels |
| DE10360710A1 (de) | 2003-12-19 | 2005-10-06 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Füllstandsmessung nach dem Laufzeitprinzip |
| US7224944B2 (en) * | 2004-01-22 | 2007-05-29 | Mcewan Technologies, Llc | RF transceiver having a directly radiating transistor |
| US7453393B2 (en) * | 2005-01-18 | 2008-11-18 | Siemens Milltronics Process Instruments Inc. | Coupler with waveguide transition for an antenna in a radar-based level measurement system |
| DE102005011686B4 (de) * | 2005-03-11 | 2020-02-27 | Krohne S.A. | Verfahren zur Messung des Füllstands eines in einem Behälter vorgesehenen Mediums auf der Grundlage des Radar-Prinzips |
| US7355548B2 (en) * | 2005-09-01 | 2008-04-08 | Rosemount Tank Radar Ab | Processing of tank signal in radar level gauge system |
| US20080060431A1 (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Christer Frovik | Radar level gauging |
| US7775106B2 (en) * | 2008-02-01 | 2010-08-17 | Schlumberger Technology Corporation | Non-contact radar based level measurement device |
| US7924216B2 (en) * | 2008-04-30 | 2011-04-12 | Rosemount Tank Radar Ab | Method of determining a disturbance echo profile for a radar level gauge system |
| US7889120B2 (en) * | 2009-02-11 | 2011-02-15 | Magnetrol International, Inc. | Pulsed radar level detection system using pulse dithering to eliminate inaccuracies caused by tank rattle |
| US8701483B2 (en) * | 2010-12-16 | 2014-04-22 | Vega Grieshaber Kg | Device for emulsion measuring by means of a standpipe |
| EP2527804B1 (de) | 2011-05-27 | 2020-04-29 | VEGA Grieshaber KG | Verfahren zur Erkennung von Mehrfach- und Bodenechos |
| EP2527805B1 (de) | 2011-05-27 | 2022-11-30 | VEGA Grieshaber KG | Auswertevorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Kenngröße für die Lage einer Grenzfläche in einem Behälter |
| EP2527801B1 (de) | 2011-05-27 | 2019-12-11 | VEGA Grieshaber KG | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Medien- und Behältereigenschaften |
| EP2527802B1 (de) | 2011-05-27 | 2019-12-18 | VEGA Grieshaber KG | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Medien- und Behältereigenschaften |
| DE102011082367A1 (de) | 2011-09-08 | 2013-03-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Füllstandsmessung nach dem Laufzeitprinzip |
| DE102012003373B4 (de) * | 2012-02-22 | 2018-11-22 | Krohne Messtechnik Gmbh | Verfahren zur Überwachung und Verfahren zum Betreiben eines nach dem Radar-Prinzip arbeitenden Füllstandmesssystems und entsprechendes Füllstandmesssystem |
| JP5759429B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2015-08-05 | ムサシノ機器株式会社 | 比誘電率算定装置および比誘電率算定プログラム |
| CN110392819B (zh) * | 2017-03-12 | 2022-02-01 | 株式会社尼罗沃克 | 用于测量农场水深的无人机 |
| US10775211B2 (en) | 2017-05-03 | 2020-09-15 | Quest Automated Services, LLC | Real-time vessel monitoring system |
| DE102018119976A1 (de) * | 2018-08-16 | 2020-02-20 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Füllstandsmessgerät |
| DE102018126303B4 (de) | 2018-10-23 | 2021-03-11 | Khs Gmbh | Füllsystem zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut sowie Füllmaschine |
| DE102021130536A1 (de) | 2021-11-22 | 2023-05-25 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Füllstandsmessung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE150939C (ja) * | ||||
| CH607002A5 (ja) * | 1976-06-09 | 1978-11-30 | Endress G H & Co | |
| DD150939A1 (de) * | 1980-05-27 | 1981-09-23 | Bodo Mitzkait | Einrichtung zur kontinuierlichen messung des fuellstandes von materialien |
| GB2087682B (en) * | 1980-10-27 | 1984-11-21 | Rosemount Eng Co Ltd | Distance measuring apparatus |
| NO152108C (no) * | 1983-04-05 | 1985-08-14 | Autronica As | Nivaamaaler |
| SE441306B (sv) * | 1984-04-25 | 1985-09-23 | Saab Marine Electronics | Sett och anordning for metning av nivan hos ett i en behallare forvarat flytande material |
| SE456538B (sv) * | 1984-06-01 | 1988-10-10 | Saab Marine Electronics | Sett och anordning for nivametning med mikrovagor |
| SE466519B (sv) * | 1989-04-10 | 1992-02-24 | Saab Marine Electronics | Anordning foer maetning av nivaan av ett i en behaallare befintligt fluidum |
-
1992
- 1992-10-05 DE DE4233324A patent/DE4233324C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-28 EP EP93115601A patent/EP0591816A3/de not_active Ceased
- 1993-10-05 JP JP5249158A patent/JP2664041B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-05 US US08/132,047 patent/US5438867A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0591816A3 (de) | 1995-04-12 |
| US5438867A (en) | 1995-08-08 |
| DE4233324C2 (de) | 1996-02-01 |
| EP0591816A2 (de) | 1994-04-13 |
| JPH06201435A (ja) | 1994-07-19 |
| DE4233324A1 (de) | 1994-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2664041B2 (ja) | 液体の充填レベル測定方法 | |
| US7924216B2 (en) | Method of determining a disturbance echo profile for a radar level gauge system | |
| US9081087B2 (en) | Method for ascertaining and/or evaluating fill-state of a container containing at least one medium | |
| US5651286A (en) | Microprocessor based apparatus and method for sensing fluid level | |
| EP2359102B1 (en) | System and method for filling level determination | |
| US7284425B2 (en) | Radar level gauge system | |
| EP2210071B1 (en) | System and method for filling level determination | |
| US7355548B2 (en) | Processing of tank signal in radar level gauge system | |
| CN101896797B (zh) | 用于物位测量的方法 | |
| CN102016524B (zh) | 使用带有周期性排列的基准阻抗转变元件的波导结构的雷达液位计系统 | |
| US5969666A (en) | Radar-based method of measuring the level of a material in a container | |
| US7551122B1 (en) | Radar level gauge system and method providing a signal indicative of process reliability | |
| US20080060431A1 (en) | Radar level gauging | |
| JPH09288069A (ja) | 時間領域反射測定信号を処理する方法および装置 | |
| CN104520682A (zh) | 用于确定和/或监测容器中的介质的料位的方法 | |
| EP3301412B1 (en) | Guided wave radar level gauge system with dual transmission line probes for dielectric constant compensation | |
| US9170146B2 (en) | Method for fill level measurement according to the travel time principle | |
| CN106323417A (zh) | 物位测量方法和物位测量设备 | |
| WO2006068604A1 (en) | A radar level gauge system | |
| US6847214B2 (en) | Device for determining the level of contents in a container | |
| EP3704451B1 (en) | Radar level gauge system and method for interface measurement | |
| CN109579945A (zh) | 用于确定过程变量的雷达物位计和方法 |