JP4723066B2 - 強化された診断機能付き低電力レーダー式レベル装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
発明の背景
プロセス制御産業では、化学品、パルプ、石油、薬品、食品、およびその他の処理装置内での、固体、スラリー、流体、蒸気、および気体などの物質に関するプロセス変数を監視するために、プロセス変数伝送器が使用される。プロセス変数は、圧力、温度、流量、レベル(表面の高さ)、濁度、密度、濃度、化学組成、およびその他の諸特性を含む。プロセス変数伝送器が、感知されたプロセス変数に関する出力をプロセス制御ループを介して制御室に提供することによって、プロセス処理が監視・制御されることができる。
【0002】
プロセス制御ループは、プロセス情報に関する信号を通過させることができる、1つあるいはそれ以上の導体の任意の構成であってよい。例えば、プロセス制御ループは、2線式、4−20mAプロセス制御ループであってよい。このようなプロセス制御ループに接続されたプロセス変数伝送器は、ループを流れている電流の総量を制御するので、電流はプロセス変数に対応する。あるプロセス制御ループの実施例では、励起エネルギレベルが十分に低いので、たとえ故障状態でも、一般的には、ループは放電を生ずる程の電気的エネルギを保有しない。このことは、1988年10月に公表された、分類番号3610(CLASS NUMBER 3610)、「I、II、およびIII類、危険区分1(に分類される)配置で使用するための、本質的に安全な装置および関連装置の認可標準(APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II, AND III, DIVISION 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATION)」と題する工場相互認可基準(Factory Mutual Approval Standard)に示される、本質的に安全な仕様を満たすことを容易にする。このような仕様の充足によって非常に低い電力レベルが確実となるので、所望しない放電を生ずる可能性が低減されるという理由で、本質的な安全を満たすことは、引火性の環境で特に好適である。低電力プロセス変数伝送器は、非常に低いエネルギレベルで作動することができるので、4−20mAプロセス制御ループから必要とされる全電力を受け取ることができる。プロセス制御ループはまた、HART(登録商標)デジタル・プロトコルなどのプロセス産業標準プロトコルによって、ループ上にデジタル信号を重畳させることもできる。
【0003】
貯蔵容器内の製品(流体あるいは固体のどちらも)のレベル(高さ)を測定するために、これまで低電力時間領域反射レーダー(Low Power Time Domain Reflectometry Radar:LPTDRR)装置が用いられてきた。時間領域反射では、マイクロ波導波管(成端としても既知の)を介して、電磁エネルギが発生源から送出されて、不連続面で反射される。受信されたエネルギの進行(伝送)時間は、それが伝送される長さばかりでなく、それが通過する媒体にも依存する。ローレンス・リバーモア・ナショナル・ラボラトリー(Lawrence Livermore National Laboratory)が開発した超低電力インパルスレーダー(Micropower Impulse Radar:MIR)がLPTDRRの一つの様式として知られている。
【0004】
レーダー式レベル伝送器のような、産業市場で用いられる低電力レーダー式レベル装置は、多くの過酷な環境条件に遭遇する。ある設備では、伝送器は、振動および/あるいは極度の温度変動を受けやすい。このような条件は、マイクロ波発生回路と導波管との間の物理的結合に悪影響を及ぼすことがある。結合が弱まるか、または遮断されると、伝送器がプロセス製品レベルの示数を提供する能力に悪影響が及ぼされる。さらに、導波管がプロセス製品内に埋没されると、レベル出力に誤差が誘発されることがある。
【0005】
プロセス製品レベル測定技術が進歩するにつれて、レベル出力の正確さおよび精度が低下した状態を確認できるレーダー式レベル測定装置を提供することが必要となる。誤ったレベル出力を発生するのではなく、装置の故障状態が迅速に確認・補修されるので、このような装置によってプロセスの制御と維持が強化されであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
発明の概要
強化された診断機能を有する低電力レーダー式レベル装置が開示される。マイクロ波トランシーバがマイクロ波信号を発生し、該マイクロ波信号は、基準インピーダンス不連続面を介して、成端(termination)に沿って進行し、プロセス製品の界面内に到達する。信号の第1部分が基準インピーダンス不連続面によって反射され、第2部分がプロセス製品の界面によって反射される。診断信号が、第1反射部分の特性に基づいて提供される。レベル出力が、第1および第2反射部分に基づいて提供される。
【0007】
本発明の特徴は、当該技術水準を超えて重大な利点を提供する。低電力レーダー式レベル装置は、現在は、プロセス製品内に延在する成端に関する診断法を提供することができる。このような診断情報が、より効果的なシステムの維持ばかりでなくより正確なプロセスの制御を促進する。
【0008】
【発明の実施の形態】
好ましい実施例の詳細な説明
本発明を、診断が実行される低電力レーダー式レベル伝送器および方法を参照して説明するが、添付の請求項によって定義される本発明の精神や範囲を逸脱することなく、詳細や形式上の変更が可能なことを当業者は理解するであろう。
【0009】
図1は、プロセス製品14、18、および21をそれぞれ含む12、13、および17に組込まれた環境で作動する低電力レーダー式レベル伝送器100を示す。低電力レーダー式伝送器のように、伝送器100は、4−20mAプロセス制御ループを介して受け取られたエネルギで完全に給電されることができる。
【0010】
レベル伝送器100はハウジング16および成端110を含む。伝送器100は、図1に示されるような様々な形態でプロセス制御ループ20に接続される。伝送器100は、プロセス制御ループ20を介して、プロセス制御ループ20に接続された制御室30(電源および抵抗として模式的に示される)あるいは他のデバイス(図示されず)に、プロセス製品の(表面)高さに関する情報を伝送する。ループ20は、伝送器100用の電源であり、4−20mA、プロフィバス(Profibus)、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ(Highway Addressable Remote Transducer:HART:登録商標)、あるいはFOUNDATION(登録商標)フィールドバスなど任意の産業標準通信プロトコルを用いることができる。
【0011】
FOUNDATION(登録商標)フィールドバスは、現場装置とプロセス制御システム内のその他のプロセスデバイスとを接続することを目的とする多分岐デジタル通信プロトコルである。FOUNDATION(登録商標)フィールドバスプロトコルの物理的層は、米国器械協会(Instrument Society of America)標準ISA―S50.02―1992、および1995年に拡張された、その草案2によって定義される。
【0012】
図1は、レーダー式レベル伝送器が有効となる、様々な用法を示す。例えば、タンク12内のプロセス製品14は、その上方に空気が充満された流体であるが、一方タンク13内のプロセス製品18は固体である(静止状態で、ある一定角度を有するように示される)。タンク17内のプロセス製品21は流体であり、その高さ(レベル)は、成端110の1つがその内部へ延長しているチューブ23に伝えられる。タンク12、13、および17が図1に示されるが、実施例は、レーク(lake)あるいは貯槽部などのように、タンクなしの場合にも適応されることができる。
【0013】
図2は、プロセス制御ループ20を介して制御室30に接続された低電力レーダー式レベル伝送器100のブロック図である。伝送器100のハウジング16内に搭載される電子回路は、コントローラ130、低電力マイクロ波トランシーバ140、ループ通信手段143、および電源モジュール40を含む。伝送器100はまた、タンク12内に含まれるプロセス製品14内に延在する成端110をも含む。伝送器100の電子部品についての追加情報、さらにそれらの電子部品間の様々な相互作用については、1999年5月27に出願された「低減されたグランド・ループ・エラー(Ground Loop Errors)を有する低電力レーダー式レベル伝送器」と題する、本発明の譲受人に譲渡された、出願中の米国特許出願番号09/321,143を参照されたい。
【0014】
成端110は、タンク12内のプロセス製品14にまで延伸可能である。このような形態(ここでは、成端がプロセス製品に実際に接する)は、接触式レベル測定として既知である。成端110は、レベル伝送器技術において既知であり、任意の適当な伝送線、導波管あるいはアンテナであることができる。成端110はまた、接触プローブ、あるいは単なるプローブなどと呼ばれることもある。伝送線は、1つの場所から他の場所への連続経路を形成する物質境界面(material boundaries)システムであり、この経路に沿って電磁エネルギの伝送を管理することができる。ある実施例では、成端110は、底部125で接続され、タンク12内の製品14内にまで伸張できるリード線あるいは導線115および120を有する双リード線アンテナであり、任意的に、放射プレート155を有することができる。成端110はまた、任意の適当な数のリード線を有する単極、同軸、2線、単線、あるいはマイクロストリップ式の成端であってもよい。
【0015】
低電力マイクロ波トランシーバ(送受信器)140が、成端110に作動的に接続される。トランシーバ140は、低電力レーダー式レベル伝送器100の電力制限内で作動可能な、任意の低電力マイクロ波トランシーバであってよい。例えば、トランシーバ140は、トーマス,イー.マクエワン(Thomas E. McEwan)に付与された2つの米国特許、すなわち「電子多目的物質レベルセンサ」と題する米国特許番号5,609,059号、および「高精度電子物質レベルセンサ」と題する米国特許番号5,610,611号、のどちらにも詳細に説明される様式の超低電力インパルスレーダー(Micropower Impulse Radar:MIR)式トランシーバであってよい。
【0016】
トランシーバ140は、成端110に沿って導かれるマイクロ波信号を発生し、基準インピーダンス不連続面(放射プレート155のような)から反射されるマイクロ波信号を受信するように適応される。基準インピーダンス不連続面は、周辺のそれとは段階的に異なる局所インピーダンスを有する被伝送マイクロ波信号の通路内に配置された任意の部品(component)である。このような不連続面の例は、放射プレート155、コンデンサの組、あるいはその他の適当な部品である。伝送信号は、例えば、約250MHzと約20GHzかそれ以上の周波数との間の任意の広い周波数レンジのものであってよい。
【0017】
1つの実施例では、伝送信号の周波数は約2GHzである。他の実施例では、伝送信号のパルスの幅は、約500MHzから5GHzの間の周波数におおよそ対応する、約200ピコ秒から約2ナノ秒の間である。界面127は、典型的には、空気と製品との界面であるが、互いに異なる誘電定数を有する2つの物質間の任意の境界面であってもよい。このように、界面127は、空気と製品との界面、あるいは一方の製品が他方の製品の頂部上に収納された、製品と製品との界面であってよい。
【0018】
コントローラ130は、マイクロ波トランシーバ140に接続され、反射マイクロ波信号に基づいてプロセス製品の高さを計算するように適応される。コントローラ130はまた、基準不連続面で反射された第1反射信号の特性に基づいて診断信号を提供することもできる。ある実施例では、診断信号は、第1反射信号の振幅に依存する。コントローラ130は、反射パルスからデータを導き出すための既知の数学的関数を用いる。このような数学的関数は、例えば、パルス信号の振幅、持続(flight)時間、パルススロープ(傾斜)、およびパルス面積について演算することができる。コントローラ130は、反射信号の持続時間の関数としてプロセス製品14の高さを計算する。
【0019】
ループ通信手段143は、コントローラ130に接続されると共に、端子41を介してプロセス制御ループ20に接続されることができる。ループ通信手段143は、プロセス製品の高さに関する情報ばかりでなく診断情報をも、プロセス制御ループ20を介して伝送するように適応される。このような情報は、ループ通信手段143によって、既知のユニバーサル非同期レシーバ伝送器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:UART)(図示されず)のような任意の適当な回路を用いて、2線式ループ20を介して、デジタル的に伝送されることができる。その代わりに、ループ通信手段143は、デジタル/アナログ変換器あるいはその他の適当なデバイスを用いて、例えば4mAと20mAの間にループ電流レベルを制御することができる。この方法によって、伝送器100は、制御室30、あるいはプロセス制御ループ20に接続された、その他のコントローラまたはデバイスに、製品の高さ情報および診断情報を伝送することができる。
【0020】
電源モジュール40は、低電力マイクロ波トランシーバ140、コントローラ130、およびループ通信手段143に接続される。電源モジュール40はプロセス制御ループ20に接続されてループ20から電力を受け取り、受け取った電力を低電力マイクロ波トランシーバ140、コントローラ130、およびループ通信手段143に供給する。電源モジュール40はまた、受け取った電力を、トランシーバ140、コントローラ130、およびループ通信手段143用に適合させることもできる。
【0021】
動作中、トランシーバ140は、成端110に提供されるマイクロ波信号を発生する。当該技術で既知のように、第1反射部分が基準インピーダンス不連続面(放射プレート155のような)で反射され、第2反射部分が製品14と空気との間の界面127(あるいは、異なる誘電定数を有する任意の2つの物質間の界面)で反射される。反射された第1および第2部分は、成端110のリード線115および120を逆方向に進行し、トランシーバ140によって受信される。反射された第1部分はまた、基準パルスとしても既知である。
【0022】
不連続面155で、マイクロ波信号の第1反射(基準パルス)が発生することによって、適当な基準が、界面127で反射された信号が受信される時間との比較のために有効にされる。典型的には、反射された第1部分(すなわち、基準パルス)の到達と反射された第2部分の到達との時間間隔が測定され、それはプロセス製品レベルに関連する。この伝播時間は、マイクロ波が進行した距離を表し、結局はタンク12内のプロセス製品14のレベルを表す。前記伝播の距離と時間との関係が式1に示される。
【0023】
D=(1/√εR)C(T/2) 式1
ここで、
T/2はマイクロ波パルスの進行時間(マイクロ波パルスがプローブに沿って界面まで進行するのに必要とされる進行時間)の2分の1、
εRはマイクロ波パルスが伝播する媒体の誘電定数(空気の場合は、εR=1)、
Cは光速であり、また
Dはプローブの頂部から界面までの進行距離である。
【0024】
様々な実施例の1つの特徴は、反射された第1部分から成端に関する診断信号を得ることができることである。例えば、現時点で測定された基準パルスの振幅と正常状態で測定された基準パルスの振幅との比較が、特定の診断情報を生ずる。
【0025】
図3A〜3Cは、本発明の実施例による低電力レーダー式レベル装置の異なる動作状態を示す信号図である。
【0026】
図3Aは、正常状態で反射されたマイクロ波伝送信号の信号図である。反射信号は第1反射部分すなわち基準パルス160、および第2反射部分162を含む。前述のように、部分160と162との間隔は、プロセス製品の高さを表す。パルス160が、上限166と下限168との間に存在する局所的な極小、すなわちパルスの谷164を含むことも、図から理解されるであろう。限界166および168は、典型的には、伝送器100の設定動作(comissioned)中、あるいは較正中などのような、既知の正常動作中に設定される。したがって、前記谷164が限界166と168との間にあることが観測される時は、伝送器100が適正に機能していること、およびレベル情報が信頼できるものであることを示す診断出力が提供される。
【0027】
図3Bは、成端110がプロセス製品によって完全に埋没された時の、反射されたマイクロ波伝送信号の信号図である。基準インピーダンス不連続面155にプロセス製品が接触してしまい、プロセス製品が不連続面155を埋没してしまうと、基準パルスの反射が著しく変化するので、そのことによって、埋没された状態が診断されることができる。このように、基準パルス160の谷164が上限166よりも大きい時、成端が埋没されたことを表す診断情報が提供されることができる。
【0028】
診断情報は、警報の形式か、レベル情報の信頼性を表すようなその他の適切な形式であってよい。この診断情報は、プローブが完全に埋没されるか、または基準不連続面付近にエアギャップ(air gap)を有することができるような、変位式ケージ(displacer cage)の実施例(図1のタンク21を参照のこと)において特に有効である。エアギャップは、空気と液体との誘電定数の違いによって、レベル情報に不正確さ(誤差)を誘起することがある。このように、様々な実施例によるレベル計測器は、エアギャップが存在するか否かを計算し、プロセス製品のレベルの計算のために適当な誘電定数を選択することができる。
【0029】
図3Cは、成端110とトランシーバ140との間の接続が遮断されるか、またはそうでなければ不良(degraded)になった時に反射される、マイクロ波伝送信号の信号図である。図に見られるように、パルス160の谷164は、下限閾値168より下に位置する。この信号は、成端110とトランシーバ140との間の遮断に起因する。本質的には、基準インピーダンス不連続面は、ケーブルと空気との不連続面に置き換えられる。このような置き換えによって、パルス160の振幅が大きくなるか、または飽和してしまう。伝送器100はこのような状態を認識し、適切な診断情報を提供する。
【0030】
診断機能付き低電力レーダー式レベル(計測)装置の実施例を、上限および下限値166、168に関して説明してきたが、単一の限界値に関しても、この実施例が実行可能なことが特筆されなければならない。例えば、成端の埋没を表す診断情報が所望される全てである場合は、単一の閾値が用いられることができる。このうように、パルスの谷164と単一の閾値との比較は、所望の診断情報を提供するであろう。
【0031】
図4は、本発明の実施例による方法を示すブロック図である。この方法は、マイクロ波信号が発生され、基準インピーダンス不連続面を介して、前記マイクロ波信号がマイクロ波成端に沿って指向されるブロック250で開始する。ブロック252で、マイクロ波信号の第1部分が基準インピーダンス不連続面で反射され、受信される。ブロック254で、第1反射部分の特性に基づいて、診断情報が計算される。診断情報は、第1反射部分の振幅に依存し、正常作動状態、成端が埋没された状態、または成端が遮断された状態を表すものであることができる。任意的なブロック256で、第1部分の受信、およびプロセス製品の界面から反射された第2部分の受信に基づいて、プロセス製品の高さが計算されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例による低電力レーダー式レベル装置の環境の概略図である。
【図2】 本発明の実施例の回路を示すブッロク図である。
【図3A】 本発明の実施例による低電力レーダー式レベル装置の異なる動作状態を示す信号図である。
【図3B】 本発明の実施例による低電力レーダー式レベル装置の異なる動作状態を示す信号図である。
【図3C】 本発明の実施例による低電力レーダー式レベル装置の異なる動作状態を示す信号図である。
【図4】 本発明の実施例による診断出力の提供方法を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
12、13、17……貯蔵タンク、14、18、21……プロセス製品、16……ハウジング、20……プロセス制御ループ、30……制御室、40……電源モジュール、41……端子、100……低電力レーダー式レベル伝送器、110……成端、115、120……リード線、125……底部、127……界面、130……コントローラ、140……マイクロ波トランシーバ、143……ループ通信手段、155……放射プレート
Claims (15)
- 強化された診断機能を有する低電力レーダー式レベル装置であって、
プロセス製品の高さを測定するための基準となり且つプロセス製品に埋没しうる位置にある基準インピーダンス不連続面を有し、プロセス製品の界面を介してプロセス製品内に延在することができるプローブ、
前記プローブに接続されて、前記プローブに沿ってプロセス製品内に伝送されるマイクロ波伝送パルスを生ずるように構成されたトランシーバであって、前記伝送パルスの第1部分が基準インピーダンス不連続面で反射されて第1反射波パルスを形成し、前記伝送パルスの第2部分が製品の界面で反射されて第2反射波パルスを形成し、前記反射された第1および第2部分を受信するように構成されたトランシーバ、および
前記トランシーバに接続されて、前記反射された第1部分の振幅の関数として診断信号を提供するように構成され、また前記反射された第2部分の到達と前記反射された第1部分の到達との時間間隔に基づいて、前記プロセス製品の高さを表すレベル出力を提供するように構成されたプロセッサを含み、
前記診断信号が表す状態に、前記プローブがプロセス製品によって完全に埋没された状態と、前記プローブが前記レベル装置から遮断された状態と、が含まれ、
前記プローブが、前記プロセス製品の高さがその内部に伝わるチューブの内部に配置されていることを特徴とするレベル装置。 - 前記基準インピーダンス不連続面が放射プレートを含む請求項1のレベル装置。
- 前記トランシーバがマイクロ波インパルスレーダー式トランシーバである請求項1のレベル装置。
- 前記レベル装置が、プロセス制御ループに接続されたレーダー式レベル伝送器であり、プロセス制御ループ上にレベル出力を伝送するように構成された請求項1のレベル装置。
- 前記レベル装置が、さらにプロセス産業標準プロトコルによってレベル出力を伝送するように構成されたループ通信手段を含む請求項4のレベル装置。
- 前記プロトコルが、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューザ、およびFOUNDATIONフィールドバスからなるグループから選択された請求項5のレベル装置。
- 前記プロセス制御ループが4−20mAプロセス制御ループである請求項4のレベル装置。
- 前記伝送器が前記プロセス制御ループによって完全に給電される請求項4のレベル装置。
- 前記マイクロ波伝送パルスの幅が、約200ピコ秒から約2ナノ秒の範囲である請求項1のレベル装置。
- 前記診断出力が、反射された第1部分の振幅と、少なくとも1つの予め選択された限界との比較に基づく請求項1のレベル装置。
- 前記少なくとも1つの予め選択された限界が、上限および下限の少なくとも1つを含む請求項10のレベル装置。
- 強化された診断機能を有する低電力レーダー式レベル装置であって、
マイクロ波エネルギを、プロセス製品の高さを測定するための基準となり且つプロセス製品に埋没しうる位置にある基準インピーダンス不連続面を介して導き、さらにプロセス製品の界面を通過してプロセス製品内まで到達させる導波手段、
前記導波手段に沿って伝送されるマイクロ波伝送パルスの発生手段であって、前記伝送パルスの第1部分が前記基準インピーダンス不連続面で反射されて第1反射波パルスを形成し、前記伝送パルスの第2部分が製品の界面で反射されて第2反射波パルスを形成する手段、
前記反射波パルスの受信手段、および
前記反射された第1部分の振幅の関数として診断信号を提供するように構成され、かつ前記反射された第2部分の第2部分の到達と前記反射された第1部分の到達との時間間隔に基づいて、プロセス製品の高さを表すレベル出力を提供するように構成された手段とを含み、
前記診断信号が表す状態に、前記導波手段がプロセス製品によって完全に埋没された状態と、前記導波手段が前記レベル装置から遮断された状態と、が含まれ、
前記導波手段が、前記プロセス製品の高さがその内部に伝わるチューブの内部に配置されていることを特徴とするレベル装置。 - 低電力レーダー式レベル装置に関して、強化された診断法を提供する方法であって、
マイクロ波伝送パルスを発生し、プロセス製品のレベルを測定するための基準となり且つプロセス製品に埋没しうる位置にある基準インピーダンス不連続面を介して前記伝送パルスを指向すること、
前記基準インピーダンス不連続面からの第1反射波パルスを受信すること、
前記第1反射波の振幅に基づいて診断出力を提供すること、
前記マイクロ波伝送パルスをプロセス製品の界面へ指向すること、
前記プロセス製品の界面からの第2反射波部分を受信すること、および
前記第1反射波部分の受信と前記第2反射波部分の受信とに基づいて、プロセス製品のレベル出力を提供することを含み、
前記診断出力の表す状態に、前記基準不連続面が少なくとも部分的にプロセス製品内に埋没されたかどうかと、マイクロ波導波管の電気的遮断と、が含まれ、
前記マイクロ波導波管が、前記プロセス製品の高さがその内部に伝わるチューブの内部に配置されていることを特徴とする方法。 - 前記診断出力を提供することが、第1反射波の振幅と少なくとも1つの予め選択された限界との比較を含む請求項13の方法。
- 低電力レーダー式レベル装置と結合させられたプロセッサ上で実行するための命令が記憶された、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
導波管に沿って伝送されるマイクロ波伝送パルスを低電力マイクロ波レベル装置に発生させる命令であって、前記伝送パルスの第1部分がプロセス製品の高さを出力するための基準となり且つプロセス製品に埋没しうる位置にある基準インピーダンス不連続面で反射されて第1反射波パルスを形成し、かつ前記伝送パルスの第2部分が製品の界面で反射されて第2反射波パルスを形成する命令、
前記反射波パルスを受信する命令、
および前記反射された第1部分の振幅の関数として診断信号を発生し、前記反射された第1部分の到達と前記反射された第2部分の到達との時間間隔に基づいて、プロセス製品の高さを表すレベル出力を発生する命令とを含み、
前記診断信号が表す状態に、前記導波管がプロセス製品によって完全に埋没された状態と、前記導波管が前記レベル装置から遮断された状態と、が含まれ、
前記導波管が、前記プロセス製品の高さがその内部に伝わるチューブの内部に配置されていることを特徴とする記憶媒体。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015527581A (ja) * | 2012-08-02 | 2015-09-17 | ローズマウント インコーポレイテッド | 遠隔シールを用いたプロセス流体のレベル測定 |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19944103A1 (de) * | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Endress Hauser Gmbh Co | Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter |
US7819003B2 (en) * | 2002-06-11 | 2010-10-26 | Intelligent Technologies International, Inc. | Remote monitoring of fluid storage tanks |
US6535161B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-03-18 | Mcewan Technologies, Llc | Loop powered radar rangefinder |
KR100433518B1 (ko) * | 2001-03-10 | 2004-05-31 | 삼성전자주식회사 | 유량 측정 장치 및 방법 |
DE10220479A1 (de) | 2002-05-07 | 2003-11-27 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zur Ermittlung eines Positionskennwerts für eine Grenzschicht eines in einem Behälter vorgehaltenen Mediums |
US8384538B2 (en) * | 2002-06-11 | 2013-02-26 | Intelligent Technologies International, Inc. | Remote monitoring of fixed structures |
US8994546B2 (en) * | 2002-06-11 | 2015-03-31 | Intelligent Technologies International, Inc. | Remote monitoring of material storage containers |
US20080047329A1 (en) * | 2002-06-11 | 2008-02-28 | Intelligent Technologies International, Inc. | Remote Monitoring of Fluid Reservoirs |
CA2406298A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-03-30 | Siemens Milltronics Process Instruments Inc. | Power management mechanism for loop powered time of flight and level measurement systems |
US6759977B1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-06 | Saab Marine Electronics Ab | Method and apparatus for radar-based level gauging |
US6988404B2 (en) | 2003-12-11 | 2006-01-24 | Ohmart/Vega Corporation | Apparatus for use in measuring fluid levels |
US7088285B2 (en) * | 2004-05-25 | 2006-08-08 | Rosemount Inc. | Test apparatus for a waveguide sensing level in a container |
US7372397B2 (en) * | 2005-06-03 | 2008-05-13 | Rosemount Tank Radar Ab | Energy storage in a radar level gauge |
US20070090992A1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Olov Edvardsson | Radar level gauge system and transmission line probe for use in such a system |
US7345623B2 (en) * | 2006-02-24 | 2008-03-18 | Mcewan Technologies, Llc | Reflection free launcher for electromagnetic guide wire |
US7825816B2 (en) * | 2007-08-20 | 2010-11-02 | Capital Formation Inc | Sensing device arrangement for fuel storage tanks |
US7525476B1 (en) | 2007-11-13 | 2009-04-28 | Rosemount Tank Radar Ab | System and method for filling level determination |
US7551122B1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-23 | Rosemount Tank Radar Ab | Radar level gauge system and method providing a signal indicative of process reliability |
US8830118B2 (en) | 2010-09-07 | 2014-09-09 | Rosemount Tank Radar Ab | Radar level gauge system with operation monitoring functionality |
US8510065B2 (en) * | 2010-12-16 | 2013-08-13 | The Boeing Company | Wireless liquid quantity measurement system |
US8701483B2 (en) * | 2010-12-16 | 2014-04-22 | Vega Grieshaber Kg | Device for emulsion measuring by means of a standpipe |
DE102011010801B4 (de) * | 2011-02-09 | 2016-01-07 | Krohne Messtechnik Gmbh | Mikrowellensendeeinrichtung und Füllstandmessgerät |
DE102011112045A1 (de) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Krohne Messtechnik Gmbh | Mikrowellensendegerät mit Verguss |
JP5937899B2 (ja) * | 2012-06-20 | 2016-06-22 | 株式会社キーエンス | レベル計及びその制御方法 |
EP3376171B1 (en) * | 2012-08-14 | 2020-03-11 | Hamlin Electronics Europe Ltd. | Extended stroke position sensor |
US20140118185A1 (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Magnetrol International, Incorporated | Level measurement instrument fiducial diagnostics |
US9322699B2 (en) | 2013-07-03 | 2016-04-26 | Rosemount Tank Radar Ab | Radar level gauge and methods of testing radar level gauge and system |
US9541444B2 (en) * | 2014-04-01 | 2017-01-10 | Rosemount Tank Radar Ab | Self-diagnosing FMCW radar level gauge |
US9752918B2 (en) | 2014-08-04 | 2017-09-05 | Extron Company | System for sensing flowable substrate levels in a storage unit |
US10571326B2 (en) | 2015-08-07 | 2020-02-25 | Extron Company | System for sensing substance levels in a storage unit |
US10429870B2 (en) | 2016-11-30 | 2019-10-01 | Honeywell International Inc. | Startup control for multi-drop transmitters powered by current limited power supplies |
US10677635B2 (en) * | 2017-10-31 | 2020-06-09 | Rosemount Tank Radar Ab | Dielectric filling member with microwave absorbing element |
US10809142B2 (en) * | 2018-03-26 | 2020-10-20 | Honeywell International Inc. | Steam physical property measurement using guided wave radar |
CN109520593A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-26 | 青岛大学 | 一种应用自动报警式导波雷达液位计的检测方法 |
US11415451B2 (en) | 2019-04-01 | 2022-08-16 | Abb Schweiz Ag | High and/or low energy system coupler |
US11193809B2 (en) | 2019-04-01 | 2021-12-07 | Abb Schweiz Ag | Expert control systems and methods for level measurement |
US11079473B2 (en) | 2019-04-01 | 2021-08-03 | Abb Schweiz Ag | Timing control circuit for guided wave radar level transmitter |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05256940A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-08 | Furuno Electric Co Ltd | 貯蔵タンク監視装置 |
JP2695046B2 (ja) * | 1992-02-18 | 1997-12-24 | エンドレス ウント ハウザー ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング ウント コンパニー | マイクロ波によって動作する充填状態測定装置 |
JPH10511181A (ja) * | 1994-12-19 | 1998-10-27 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ カリフォルニア | 電子式多目的物質レベルセンサ |
JPH11506830A (ja) * | 1995-06-07 | 1999-06-15 | ローズマウント インコーポレイテッド | 2線式レベル送信機 |
JPH11248518A (ja) * | 1998-01-09 | 1999-09-17 | Endress & Hauser Gmbh & Co | タイムドメイン反射測定(tdr)信号を処理するための装置及び方法 |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3665466A (en) | 1970-03-20 | 1972-05-23 | Exxon Production Research Co | Determination of ice thickness |
IT961071B (it) | 1971-09-04 | 1973-12-10 | Cnen | Sonda ed installazione per la misura di livelli di interfacce di fluidi e delle costanti dielettri che degli stessi |
DE2235318C3 (de) | 1972-07-19 | 1980-02-14 | Ito-Patent Ag, Zuerich (Schweiz) | Verfahren zur opto-elektronischen Messung der Entfernung und der Höhendifferenz und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
US4044355A (en) | 1973-11-20 | 1977-08-23 | Saab-Scania Aktiebolag | Measurement of contents of tanks etc. with microwave radiations |
US3995212A (en) | 1975-04-14 | 1976-11-30 | Sperry Rand Corporation | Apparatus and method for sensing a liquid with a single wire transmission line |
US4161731A (en) | 1977-10-31 | 1979-07-17 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thickness measurement system |
SU697940A1 (ru) | 1978-02-03 | 1979-11-15 | Рязанский Радиотехнический Институт | Устройство дл обработки сигналов допплеровского измерител скорости |
US4435709A (en) | 1981-05-26 | 1984-03-06 | Rca Corporation | Radar ranging system for use with sloping target |
DE3812293A1 (de) | 1988-04-13 | 1989-10-26 | Endress Hauser Gmbh Co | Fuellstandsmessgeraet |
US5157337A (en) | 1990-10-03 | 1992-10-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Dielectric constant measurement probe assembly and apparatus and method |
WO1992014124A1 (de) | 1991-02-12 | 1992-08-20 | Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Elektrische schaltung für ein gerät zur füllstandmessung von industrietanks u. dgl. |
GB9211086D0 (en) | 1992-05-23 | 1992-07-15 | Cambridge Consultants | Short range electromagnetic sensing signal processing |
US5327139A (en) | 1992-09-11 | 1994-07-05 | The Boeing Company | ID microwave holographic sensor |
DE4241910C2 (de) * | 1992-12-11 | 1996-08-01 | Endress Hauser Gmbh Co | Mit Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmeßgerät |
US5376888A (en) | 1993-06-09 | 1994-12-27 | Hook; William R. | Timing markers in time domain reflectometry systems |
US5835053A (en) | 1993-06-28 | 1998-11-10 | Road Radar Ltd. | Roadway ground penetrating radar system |
DE4345242A1 (de) | 1993-09-15 | 1995-04-06 | Endress Hauser Gmbh Co | Frequenzumsetzungsschaltung für ein Radar-Abstandsmeßgerät |
DE4332071C2 (de) * | 1993-09-21 | 1995-09-07 | Endress Hauser Gmbh Co | Verfahren zur Füllstandsmessung nach dem Radarprinzip |
US5440310A (en) | 1994-02-14 | 1995-08-08 | Motorola, Inc. | Bandwidth synthesized radar level measurement method and apparatus |
US5847567A (en) * | 1994-09-30 | 1998-12-08 | Rosemount Inc. | Microwave level gauge with remote transducer |
US5500649A (en) | 1994-10-20 | 1996-03-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method and apparatus for monitoring the thickness of a coal rib during rib formation |
US5610611A (en) | 1994-12-19 | 1997-03-11 | The Regents Of The University Of California | High accuracy electronic material level sensor |
JPH0969731A (ja) | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数変換回路 |
US5661251A (en) | 1995-12-19 | 1997-08-26 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Sensor apparatus for process measurement |
US5656774A (en) | 1996-06-04 | 1997-08-12 | Teleflex Incorporated | Apparatus and method for sensing fluid level |
US5651286A (en) * | 1996-07-23 | 1997-07-29 | Teleflex Incorporated | Microprocessor based apparatus and method for sensing fluid level |
AU6756198A (en) * | 1996-10-07 | 1998-06-22 | Berwind Corporation | Material interface level sensing |
US6085589A (en) * | 1996-12-23 | 2000-07-11 | Venture Measurement Company Llc | Material level sensing system calibration |
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 |
DE19723978C2 (de) | 1997-06-06 | 1999-03-25 | Endress Hauser Gmbh Co | Verfahren zur Messung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter nach dem Radarprinzip |
US5898308A (en) | 1997-09-26 | 1999-04-27 | Teleflex Incorporated | Time-based method and device for determining the dielectric constant of a fluid |
DE19810601A1 (de) | 1998-03-12 | 1999-09-16 | Daimler Benz Aerospace Ag | Anordnung zur Füllstandsmessung |
US6166681A (en) | 1998-08-18 | 2000-12-26 | Usx Corporation | Measuring the thickness of materials |
US6130637A (en) | 1998-08-18 | 2000-10-10 | Usx Corporation | Measuring the thickness of hot slag in steelmaking |
-
1999
- 1999-09-27 US US09/407,041 patent/US6295018B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-21 CA CA002320435A patent/CA2320435A1/en not_active Abandoned
- 2000-09-26 DE DE10047667.8A patent/DE10047667B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-27 GB GB0023692A patent/GB2355878B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-27 JP JP2000294070A patent/JP4723066B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2695046B2 (ja) * | 1992-02-18 | 1997-12-24 | エンドレス ウント ハウザー ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング ウント コンパニー | マイクロ波によって動作する充填状態測定装置 |
JPH05256940A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-08 | Furuno Electric Co Ltd | 貯蔵タンク監視装置 |
JPH10511181A (ja) * | 1994-12-19 | 1998-10-27 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ カリフォルニア | 電子式多目的物質レベルセンサ |
JPH11506830A (ja) * | 1995-06-07 | 1999-06-15 | ローズマウント インコーポレイテッド | 2線式レベル送信機 |
JPH11248518A (ja) * | 1998-01-09 | 1999-09-17 | Endress & Hauser Gmbh & Co | タイムドメイン反射測定(tdr)信号を処理するための装置及び方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015527581A (ja) * | 2012-08-02 | 2015-09-17 | ローズマウント インコーポレイテッド | 遠隔シールを用いたプロセス流体のレベル測定 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6295018B1 (en) | 2001-09-25 |
JP2001133313A (ja) | 2001-05-18 |
GB2355878B (en) | 2001-11-14 |
CA2320435A1 (en) | 2001-03-27 |
DE10047667A1 (de) | 2001-04-05 |
GB2355878A (en) | 2001-05-02 |
DE10047667B4 (de) | 2016-08-04 |
GB0023692D0 (en) | 2000-11-08 |
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