RU2725696C2 - Система регистрации объема загружаемого материала, имеющая несколько радиолокационных датчиков - Google Patents

Система регистрации объема загружаемого материала, имеющая несколько радиолокационных датчиков Download PDF

Info

Publication number
RU2725696C2
RU2725696C2 RU2018116413A RU2018116413A RU2725696C2 RU 2725696 C2 RU2725696 C2 RU 2725696C2 RU 2018116413 A RU2018116413 A RU 2018116413A RU 2018116413 A RU2018116413 A RU 2018116413A RU 2725696 C2 RU2725696 C2 RU 2725696C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slave
measuring
loaded material
filling
level
Prior art date
Application number
RU2018116413A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018116413A3 (ru
RU2018116413A (ru
Inventor
Гюнтер КЕХ
Original Assignee
Фега Грисхабер Кг
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 Фега Грисхабер Кг filed Critical Фега Грисхабер Кг
Publication of RU2018116413A publication Critical patent/RU2018116413A/ru
Publication of RU2018116413A3 publication Critical patent/RU2018116413A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2725696C2 publication Critical patent/RU2725696C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/04—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring contours or curvatures
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing
    • G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • G01F23/804—Particular electronic circuits for digital processing equipment containing circuits handling parameters other than liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S13/00—Systems 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S13/00—Systems 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
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S13/00—Systems 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
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S13/00—Systems 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
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations

Landscapes

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

Abstract

Изобретение касается системы измерения уровня наполнения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости, способа регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости и компьютерно-читаемого носителя данных. Система измерения уровня наполнения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости содержит первое устройство (101) измерения уровня наполнения, которое выполнено в качестве главного устройства, и второе устройство (102, 103) измерения уровня наполнения, которое выполнено в качестве подчиненного устройства и которое необходимо подключать к главному устройству на некотором пространственном расстоянии от главного устройства. При этом главное устройство выполнено для передачи сигналов управления подчиненному устройству для управления подчиненным устройством. Техническим результатом является создание эффективной и гибкой системы измерения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники
Изобретение касается измерения уровня наполнения. В частности, изобретение касается системы измерения уровня наполнения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости, способа регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости, элемента программы и компьютерно-читаемого носителя данных.
Предшествующий уровень техники
Для определения топологии поверхности загружаемого материала, которая также называется контуром поверхности, или для определения объема сыпучего материала может применяться устройство измерения уровня наполнения, которое считывает поверхность загружаемого материала. Альтернативно может применяться система из нескольких устройств для измерения уровня наполнения, на основании данных измерений которых может определяться топология поверхности загружаемого материала или, соответственно, объем загружаемого материала. Эти универсальные измерительные системы часто сложны и затратны.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является предоставить эффективную, гибкую и оптимальную по стоимости систему измерения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости.
Эта задача решается с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Усовершенствованные варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания.
Первый аспект изобретения касается системы измерения уровня наполнения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости, которая имеет первое и по меньшей мере одно второе устройство измерения уровня наполнения. Первое устройство измерения уровня наполнения является устройством измерения уровня наполнения, выполненным в качестве главного устройства, а второе или вторые устройства измерения уровня наполнения являются измерительными устройствами, выполненными в качестве подчиненных устройств, которые должны подключаться каждое к главному устройству на некотором пространственном расстоянии от главного устройства. При этом главное устройство выполнено для передачи сигналов управления указанному или указанным подчиненным устройствам для управления указанным/указанными подчиненными устройствами.
Здесь следует заметить, что, хотя далее речь идет только об одном подчиненном устройстве, могут быть также предусмотрены несколько соответствующих подчиненных устройств. Главное устройство может быть, в частности, выполнено для подключения к большому количеству подчиненных устройств (последовательно и/или параллельно) и, в частности, для определения (путем связи с соответствующими подчиненными устройствами), сколько подчиненных устройств соединены с главным устройством.
Главное устройство выполнено для осуществления задач, которые не может самостоятельно осуществлять подчиненное устройство. Этими дополнительными задачами могут быть, например, координация всей измерительной деятельности системы и по меньшей мере некоторые части последующей деятельности по аналитической обработке. Главное устройство ответственно, в частности, за управление временным графиком измерительной деятельности системы. Также может быть предусмотрено, чтобы главное устройство полностью или частично брало на себя аналитическую обработку и управление данными измерения подчиненных устройств.
Также может быть предусмотрено, чтобы главное устройство запускало измерение с помощью соответствующего подчиненного устройства.
Таким образом, подчиненное устройство зависимо от главного устройства и не является так называемым отдельным устройством, которое также может применяться для измерения уровня наполнения без главного устройства. При этом можно изготавливать подчиненные устройства с более низкими затратами, чем это происходит до сих пор, так как речь идет об «урезанных» измерительных устройствах, которые не способны совершенно самостоятельно управлять задачами измерения и полностью осуществлять аналитическую обработку принятых эхо-кривых. Под полной аналитической обработкой в этой связи следует понимать, в частности, нахождение топологии поверхности и/или расчет объема сыпучего материала, находящегося под датчиками.
Может быть также предусмотрено, чтобы текущая роль главного устройства и подчиненного устройства задавалась соответствующей конфигурацией программного обеспечения. В этом случае главное устройство и подчиненное устройство не отличаются ни своим аппаратным обеспечением, ни своим встроенным программным обеспечением.
Главное устройство, а также подчиненное устройство могут представлять собой свободно излучающие радиолокационные устройства уровня наполнения или устройства измерения уровня наполнения по принципу направленной микроволны. Но в принципе, возможно также, чтобы эти измерительные устройства представляли собой ультразвуковые датчики или лазерные датчики. Может быть также предусмотрено комбинирование отдельных датчиков, имеющих различные принципы измерения, в пределах одной измерительной системы.
Система измерения уровня наполнения способна определять контур поверхности (топологию) и/или объем в бункере с сыпучим материалом путем применения нескольких пространственно разделенных устройств измерения уровня наполнения, при этом одно из измерительных устройств выполняет функцию главного устройства и берет на себя управление и аналитическую обработку сигналов всех других измерительных устройств (подчиненных устройств).
По одному из вариантов осуществления изобретения главное устройство подключено к внешнему энергоснабжению, которое выполнено, например, в виде двухпроводной петли. При этом главное устройство выполнено для энергоснабжения подчиненного устройства. Например, может быть предусмотрено, чтобы главное устройство было выполнено в качестве единственного источника энергоснабжения подчиненного устройства, то есть чтобы разные включенные в систему подчиненные устройства не имели собственного энергоснабжения. Предоставляемая главным устройством энергия может отдаваться различным подчиненным устройствам, и может быть предусмотрено, чтобы всегда точно определенное подчиненное устройство снабжалось энергией от главного устройства именно тогда, когда оно также нуждается в этом. Также может быть предусмотрено, чтобы избыточная энергия отдавалась одним подчиненным устройством другому подчиненному устройству, именно когда это соответственно другое подчиненное устройство имеет соответствующую потребность в энергии.
Подчиненные устройства могут иметь аккумуляторы энергии в виде накопительных конденсаторов или батарей, которые заряжаются, прежде чем осуществляется измерение уровня наполнения соответствующим подчиненным устройством.
По одному из вариантов осуществления изобретения сигналы управления, которые передаются главным устройством подчиненному устройству, выполнены для инициирования, то есть для запуска измерения соответствующим подчиненным устройством. То есть подчиненные устройства не способны автономно решать, должно ли происходить измерение или нет, а перед каждым измерением получают указание о выполнении измерения от главного устройства.
Дополнительно к этому может быть предусмотрено, чтобы, когда главное устройство отдает подчиненному устройству указание о выполнении измерения, в следующую очередь обеспечивается, чтобы аккумулятор энергии подчиненного устройства был также достаточно полон, чтобы можно было безукоризненно выполнять измерение. Только в этом случае будет фактически выполняться измерение. Эта функциональная возможность может отводиться подчиненному устройству.
По другому варианту осуществления изобретения подчиненное устройство выполнено для регистрации эхо-кривой, по которой может определяться расстояние между подчиненным устройством и поверхностью загружаемого материала. Также подчиненное устройство выполнено для передачи либо полной эхо-кривой, некоторой ее части, либо извлеченных из нее подчиненным устройством данных главному устройству. Извлеченные из эхо-кривой данные могут, например, представлять собой положения выводимого их эхо-кривой эхо, а также его амплитуды. Благодаря этому может сокращаться передача данных между подчиненными устройствами и главным устройством.
В частности, может быть предусмотрено, чтобы подчиненное устройство передавало эхо-кривую или извлеченные из нее данные главному устройству только тогда, когда оно определило, что уровень наполнения (или другой интересующий параметр эхо-кривой, такой как, например, амплитуда эхо загружаемого материала) изменился на определенную величину, например, на 2 см (или в случае амплитуды на 30% или 50%). Таким образом можно избежать отправки эхо-кривых или других данных подчиненным устройством главному устройству, когда это не требуется, так как уровень наполнения совсем не изменился или изменился только незначительно. Благодаря этому также может сокращаться передача данных между главным и подчиненными устройствами.
По другому варианту осуществления изобретения главное устройство также выполнено для регистрации эхо-кривой, по которой может определяться расстояние между главным устройством и поверхностью загружаемого материала. Помимо этого, главное устройство может рассчитывать топологию поверхности загружаемого материала и/или объем загружаемого материала по переданным всеми подчиненными устройствами эхо-кривым или извлеченным из них подчиненными устройствами данным, а также по собственной зарегистрированной эхо-кривой.
По другому варианту осуществления изобретения как главное устройство, так и подчиненное устройство имеют каждое собственный датчик положения, по данным измерения которого могут определяться положения устройств. При этом подчиненное устройство выполнено для передачи своих данных положения, определенных по данным измерения датчика положения, главному устройству.
Главное устройство принимает отправляемые всеми подчиненными устройствами данные положения, которые затем учитываются при расчете топологии или, соответственно, объема загружаемого материала. При этом не требуется, чтобы пользователь вручную вводил положение соответствующего подчиненного устройства, так как эти положения определяются датчиком положения, который, например, представляет собой GPS приемник (англ. global positioning system, глобальная система навигации и определения местоположения).
По другому варианту осуществления изобретения подчиненное устройство выполнено для автоматического определения и передачи своих данных положения главному устройству, как только оно подключается к главному устройству и приводится в действие. Тем самым может гарантироваться, что главное устройство будет знать положения подчиненных устройств, когда оно получит их эхо-кривые или извлеченные из них данные.
Другой аспект изобретения касается способа регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости. Сигналы управления передаются от главного устройства ко множеству подчиненных устройств для управления подчиненными устройствами. Как главное устройство, так и подчиненные устройства представляют собой устройства измерения уровня наполнения, например, радиолокационные датчики уровня наполнения.
После этого каждое устройство, то есть как главное устройство, так и каждое из подчиненных устройств, регистрирует собственную эхо-кривую, по которой определяется соответствующее расстояние между подчиненным устройством или, соответственно, главным устройством и поверхностью загружаемого материала. Это определение осуществляется либо с помощью соответствующего подчиненного устройства, либо централизованно в главном устройстве.
После регистрации данных осуществляется передача зарегистрированных эхо-кривых или извлеченных из них соответствующим подчиненным устройством данных главному устройству, после чего осуществляется расчет топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала по переданным всеми подчиненными устройствами эхо-кривым или извлеченным из них подчиненными устройствами данным, а также по эхо-кривой, зарегистрированной главным устройством.
Другой аспект изобретения касается элемента программы, который, когда он выполняется на процессорах системы измерения уровня наполнения, как это описано выше и далее, заставляет систему измерения уровня наполнения выполнять этапы способа, описанные выше и далее.
Последний аспект изобретения касается компьютерно-читаемого носителя данных, на котором сохранен описанный выше элемент программы.
При этом элемент программы может, например, быть частью программного обеспечения, которое сохранено в процессоре системы измерения уровня наполнения. Кроме того, элемент программы может применяться в изобретении уже с самого начала, или представлять собой элемент программы, который при актуализации (апдейте) побуждает существующий элемент программы к применению изобретения.
Далее со ссылкой на фигуры описываются примеры осуществления изобретения.
Краткое описание фигур
На фиг.1 показана система измерения уровня наполнения по одному из примеров осуществления изобретения.
На фиг.2 показана блок-схема способа по одному из примеров осуществления изобретения.
Подробное описание примеров осуществления
Изображения на фигурах являются схематичными и без соблюдения масштаба.
На фиг.1 показана система измерения уровня наполнения по одному из примеров осуществления изобретения. Система измерения уровня наполнения имеет выполненное в виде главного устройства устройство 101 измерения уровня наполнения. При этом речь идет, например, о радаре уровня наполнения для бесконтактного измерения. Главное устройство соединено линией 113 с внешним источником 104 энергии. Линия 113 служит, в частности, для энергоснабжения главного устройства. Однако может быть предусмотрено, чтобы по этой линии передавались также данные между узлом 104 и устройством. В этом случае узел 104 может представлять собой центральный пульт управления или т.п., а линия 113 может быть выполнена, например, в виде двухпроводной линии или четырехпроводной линии. Но возможно также, чтобы главное устройство 101 снабжалось энергией по проводам, и осуществлялась бескабельная передача данных между главным устройством и пультом управления.
К главному устройству 101 может подключаться множество подчиненных устройств 102, 103, например, последовательно.
Каждое из устройств 101, 102, 103 может иметь собственный датчик 107, 105, 106 положения, например, в виде GPS-приемника, с помощью которого может устанавливаться точное положение устройства. Для топологии и определения объема загружаемого материала 108 важно, в частности, относительное положение различных устройств друг к другу. Это относительное положение может рассчитываться главным устройством 101 при знании данных положения отельных устройств.
Каждое из устройств имеет антенну, которая посылает сигнал 110, 111, 112 измерения в направлении поверхности 109 загружаемого материала. Тогда отраженный там сигнал измерения принимается соответствующей антенной и затем может аналитически обрабатываться.
Изображенная на фиг.1 измерительная система может быть выполнена с возможностью модульного расширения. Другими словами, может быть предусмотрено, чтобы к главному устройству подключалось по существу свободно выбираемое заказчиком количество подчиненных устройств. При этом главное устройство распознает количество подключенных подчиненных устройств, и по переданным подчиненным устройствам данным, также их положения. Тогда по переданным подчиненными устройствами данным главное устройство, после того, как оно выполнило свое собственное измерение, может определять топологию поверхности 109 сыпучего материала или, соответственно, объем сыпучего материала 108.
Таким образом, предоставляется система измерения уровня наполнения, которая может гибко использоваться заказчиком для точного замера контура поверхности и/или объема сыпучего материала. Выполненное в качестве главного устройства устройство 101 измерения уровня наполнения берет на себя функцию главного устройства и координирует регистрацию данных измерений пространственно удаленных подчиненных устройств 102, 103.
Разные подчиненные устройства 102, 103, в отличие от традиционных устройств измерения уровня наполнения, имеют ограниченные функциональные возможности аппаратного и программного обеспечения, и могут, таким образом, изготавливаться с более низкими затратами. Однако они не могут эксплуатироваться как отдельные устройства.
При электромонтаже устройств друг с другом становится возможным обмен сигналами, данными и энергией между главным устройством и подчиненными устройствами. Система в целом способна определять показатели поверхности сыпучего материала и/или объема среды 108, находящейся под измерительным устройством. Это нахождение в итоге координируется главным устройством 101, и им полностью или по меньшей мере частично выполняется аналитическая обработка данных измерений. Предварительная обработка данных измерений может осуществляться уже в соответствующем подчиненном устройстве, когда подчиненное устройство устроено соответствующим образом. Но в обычном случае главное устройство 101 само будет брать на себя как можно большее количество задач, так чтобы подчиненные устройства 102, 103 могли изготавливаться наиболее экономичным возможным образом.
В частности, может быть предусмотрен интерфейс 113, через который определенные показатели могут передаваться наружу, например, на центральный пульт 104 управления, причем этот интерфейс «скрывает» реализацию измерения несколькими датчиками. Это означает, что для внешнего блока 104, в принципе, будет безразлично, соединена ли с ним вышеописанная система измерения уровня наполнения или традиционная измерительная система, выполненная для регистрации топологии.
Так, соответственно этому, создается масштабируемое измерительное устройство на основе нескольких устройств измерения уровня наполнения для регистрации по меньшей мере одного показателя поверхности или объема, при этом по меньшей мере одно главное устройство взаимодействует с по меньшей мере одним подчиненным устройством, чтобы обмениваться сигналами, командами управления, данными и/или энергией, и с применением данных указанного по меньшей мере одного подчиненного устройства предоставлять показатель на внешний интерфейс.
Система измерения уровня наполнения состоит, например, из ровно одного главного устройства и по меньшей мере одного подчиненного устройства, при этом главное устройство и подчиненное устройство находятся друг от друга на некотором пространственном расстоянии, которое больше, чем длина волны радиолокационного или ультразвукового сигнала, применяемого для измерения уровня наполнения. Устройства измерения уровня наполнения смонтированы над загружаемым материалом.
Главное устройство передает сначала энергетические сигналы и/или сигналы управления по меньшей мере одному подчиненному устройству, после чего это подчиненное устройство с помощью радиолокационного сигнала (или ультразвукового сигнала) определяет расстояние до лежащего под ним загружаемого материала. Подчиненное устройство может быть, например, предназначено, чтобы перед собственным измерением сначала накапливать энергию, которую оно получает от главного устройства, например, через двухпроводной интерфейс.
Подчиненное устройство во время собственного измерения определяет по меньшей мере одну эхо-кривую, которую оно в аналоговом, цифровом или же цифровом сжатом виде передает главному устройству. Может быть также предусмотрено, чтобы подчиненное устройство передавало главному устройству только один показатель эхо-кривой, например, положение эхо загружаемого материала и при необходимости его амплитуду.
Главное устройство может быть предназначено для того, чтобы параллельно или последовательно во времени с помощью энергетических сигналов и/или сигналов управления активировать множество подчиненных устройств, переводить их в режим измерения и принимать от них результаты измерений.
После этого главное устройство по множеству принятых результатов отдельных измерений определяет показатели, которые касаются формы поверхности сыпучего материала и/или находящегося под датчиками объема. После этого главное устройство предоставляет эти результаты наружу на центральный для заказчика интерфейс, например, посредством HART, Ethernet, дисплея оператора, WLAN, Bluetooth, Smartphone-App, и пр.
Может быть предусмотрено, чтобы главное устройство само было выполнено в виде двухпроводного датчика и также снабжало энергией все подчиненные устройства. Но может быть также предусмотрено, чтобы подчиненные устройства самостоятельно получали свою энергию, например, через собственное проводное соединение.
Коммуникация между главным устройством и подчиненным устройством может происходить с управлением в зависимости от времени или в зависимости от событий. Например, в последнем случае может быть предусмотрено, чтобы подчиненное устройство посылало новые данные главному устройству только тогда, когда уровень наполнения после последнего измерения изменился на определенную величину, например, на 2 см. В качестве средств связи возможны как проводные аналоговые и/или цифровые средства, так и беспроводные средства соединения.
На фиг.2 показана блок-схема способа по одному из примеров осуществления изобретения. На этапе 201 осуществляется подключение нескольких подчиненных устройств к одному главному устройству, а также приведение их в действие. На этапе 202 подчиненные устройства измеряют свое текущее положение и передают соответствующие данные положений главному устройству, которое рассчитывает по ним относительные положения различных устройств друг к другу. На этапе 203 главное устройство передает подчиненным устройствам сигналы управления, чтобы управлять ими и запускать разные измерения уровня наполнения. На этапе 204 как главное устройство, так и различные подчиненные устройства регистрируют каждое собственную эхо-кривую, по которой может определяться расстояние между главным устройством или, соответственно, соответствующим подчиненным устройством и поверхностью загружаемого материала. Найденные подчиненными устройствами эхо-кривые на этапе 205 передаются главному устройству. Альтернативно этому может быть предусмотрено, чтобы каждое подчиненное устройство выполняло предварительную обработку принятой эхо-кривой и передавало главному устройству только соответствующие предварительно обработанные данные. В частности, может быть предусмотрено, чтобы эта передача данных происходила только тогда, когда данные достаточно сильно измелились по сравнению с предыдущим измерением. Благодаря этому может сокращаться передача данных.
Наконец, на этапе 206 на основе эхо-кривых, переданным подчиненными устройствами главному устройству, и извлеченных из них данных, а также основе эхо-кривой, зарегистрированной главным устройством, рассчитывается топология поверхности загружаемого материала и/или объем загружаемого материала. Этот расчет осуществляется главным устройством.
На этапе 207 конечный результат передается в центральное устройство.
В дополнение следует указать, что «включающий в себя» и «имеющий» не исключает других элементов или этапов, и «одна» или «один» не исключает множества. Далее, следует указать, что признаки или этапы, которые были описаны со ссылкой на один из вышеприведенных примеров осуществления, могут применяться также в комбинации с другими признаками или этапами других вышеописанных примеров осуществления. Ссылочные обозначения в пунктах формулы изобретения не должны считаться ограничениями.

Claims (42)

1. Система измерения уровня наполнения для регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости, содержащая:
первое устройство (101) измерения уровня наполнения, которое выполнено в качестве главного устройства;
второе устройство (102, 103) измерения уровня наполнения, которое выполнено в качестве подчиненного устройства и которое необходимо подключать к главному устройству на некотором пространственном расстоянии от главного устройства;
при этом главное устройство выполнено для передачи сигналов управления подчиненному устройству для управления подчиненным устройством.
2. Система измерения уровня наполнения по п.1,
при этом главное устройство (101) подключено к внешнему энергоснабжению (104), например, в виде двухпроводной петли; и
при этом главное устройство выполнено для энергоснабжения подчиненного устройства (102, 103).
3. Система измерения уровня наполнения по п.2,
при этом главное устройство (101) выполнено в качестве единственного источника энергоснабжения подчиненного устройства (102, 103).
4. Система измерения уровня наполнения по одному из предыдущих пунктов,
при этом по меньшей мере один из сигналов управления выполнен для инициирования измерения подчиненным устройством (102, 103).
5. Система измерения уровня наполнения по п.4,
при этом подчиненное устройство (102, 103) не выполнено для того, чтобы самостоятельно решать, когда должно осуществляться измерение, а для инициирования измерения нуждается в соответствующем сигнале от главного устройства (101).
6. Система измерения уровня наполнения по одному из предыдущих пунктов,
при этом подчиненное устройство (102, 103) выполнено для регистрации эхо-кривой, на основании которой обеспечивается возможность определять расстояние между подчиненным устройством и поверхностью загружаемого материала; и
при этом подчиненное устройство выполнено для передачи эхо-кривой или данных, извлеченных из нее подчиненным устройством, главному устройству (101).
7. Система измерения уровня наполнения по п.6,
при этом подчиненное устройство (102, 103) выполнено, чтобы передавать эхо-кривую или данные, извлеченные из нее, главному устройству (101) только тогда, когда оно констатировало, что уровень наполнения изменился больше, чем на предопределенное пороговое значение.
8. Система измерения уровня наполнения по одному из предыдущих пунктов,
при этом главное устройство (101) выполнено для регистрации эхо-кривой, на основании которой обеспечивается возможность определять расстояние между главным устройством и поверхностью загружаемого материала;
при этом главное устройство выполнено для расчета топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала на основании эхо-кривых, переданных всеми подчиненными устройствами (102, 103), или данных, извлеченных из них всеми подчиненными устройствами и переданных затем главному устройству, а также на основании собственной зарегистрированной эхо-кривой.
9. Система измерения уровня наполнения по одному из предыдущих пунктов,
при этом главное устройство (101) и подчиненное устройство (102, 103) имеют каждое датчик (107, 105, 106) положения, по данным которого могут определяться положения устройств; и
при этом подчиненное устройство выполнено для передачи своих данных положения главному устройству.
10. Система измерения уровня наполнения по п.9,
при этом главное устройство (101) выполнено для приема передаваемых всеми подчиненными устройствами (102, 103) данных положения и для учета этих данных положения при расчете топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала.
11. Система измерения уровня наполнения по п.8 или 9,
при этом подчиненное устройство (102, 103) выполнено для автоматического определения и передачи своих данных положения главному устройству (101), как только оно подключается к главному устройству и приводится в действие.
12. Система измерения уровня наполнения по одному из предыдущих пунктов,
при этом устройства (101, 102, 103) измерения уровня наполнения выполнены в виде радиолокационных устройств.
13. Система измерения уровня наполнения по одному из предыдущих пунктов,
при этом главное устройство (101) выполнено для управления всей системой измерения уровня наполнения.
14. Способ регистрации топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала в емкости, включающий в себя:
передачу сигналов управления главным устройством (101) множеству подчиненных устройств (102, 103) для управления подчиненными устройствами;
регистрацию главным устройством (101) и каждым из подчиненных устройств (102, 103) соответственно эхо-кривой, по которой может определяться расстояние между главным устройством или, соответственно, соответствующим подчиненным устройством и поверхностью загружаемого материала;
передачу эхо-кривых или данных, извлеченных из них соответствующим подчиненным устройством, главному устройству;
расчет топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала на основании эхо-кривых, переданных всеми подчиненными устройствами (102, 103), или данных, извлеченных из них подчиненными устройствами, а также по эхо-кривой, зарегистрированной главным устройством.
15. Компьютерно-читаемый носитель данных, на котором сохранен элемент программы, который, когда он выполняется в процессорах системы измерения уровня наполнения, побуждает систему измерения уровня наполнения выполнять следующие этапы:
передачи сигналов управления главным устройством (101) множеству подчиненных устройств (102, 103) для управления подчиненными устройствами;
регистрации главным устройством (101) и каждым из подчиненных устройств (102, 103) соответственно эхо-кривой, на основании которой обеспечивается возможность определения расстояния между соответствующим подчиненным устройством и поверхностью загружаемого материала;
передачи эхо-кривых или данных, извлеченных из них соответствующим подчиненным устройством, главному устройству;
расчета топологии поверхности загружаемого материала или объема загружаемого материала по переданным всеми подчиненными устройствами (102, 103) эхо-кривым или данным, извлеченным из них подчиненными устройствами, а также по эхо-кривой, зарегистрированной главным устройством.
RU2018116413A 2015-10-06 2016-09-19 Система регистрации объема загружаемого материала, имеющая несколько радиолокационных датчиков RU2725696C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015219276.8 2015-10-06
DE102015219276.8A DE102015219276A1 (de) 2015-10-06 2015-10-06 3D-Messung mit Master-Slave-Konzept
PCT/EP2016/072163 WO2017060064A1 (de) 2015-10-06 2016-09-19 Füllgutvolumen-erfassungssystem mit mehreren radar-sensoren

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018116413A RU2018116413A (ru) 2019-11-07
RU2018116413A3 RU2018116413A3 (ru) 2020-01-28
RU2725696C2 true RU2725696C2 (ru) 2020-07-03

Family

ID=57218849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018116413A RU2725696C2 (ru) 2015-10-06 2016-09-19 Система регистрации объема загружаемого материала, имеющая несколько радиолокационных датчиков

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10876880B2 (ru)
EP (1) EP3359925B1 (ru)
KR (1) KR102424004B1 (ru)
CN (1) CN108139256A (ru)
DE (1) DE102015219276A1 (ru)
IL (1) IL257968B (ru)
RU (1) RU2725696C2 (ru)
WO (1) WO2017060064A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108680231A (zh) * 2018-04-11 2018-10-19 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 可旋转折叠式雷达水位计安装支架结构
CN116908838A (zh) * 2018-11-29 2023-10-20 加特兰微电子科技(上海)有限公司 雷达系统及其控制方法
US11402849B2 (en) * 2019-03-15 2022-08-02 Robo Industries, Inc. Automated material spreading system
EP3770632A1 (de) * 2019-07-25 2021-01-27 VEGA Grieshaber KG Kombinierte radarsensoren mit einem radarensor zur füllstandsmessung und einem radasensor zur umgebungsüberwachung
EP4036532A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-03 VEGA Grieshaber KG 3d-füllstandmessung in grossen behältern und halden
DE202021106006U1 (de) * 2021-11-03 2023-02-07 Rechner Industrie-Elektronik Gesellschaft mit beschränkter Haftung System zur Volumenbestimmung von Körpern oder Stoffen aus dielektrischem und/oder leitfähigem Material
CN117571089A (zh) * 2023-12-25 2024-02-20 北京锐达仪表有限公司 具有可靠供电的3d雷达测量系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU661244A1 (ru) * 1976-08-01 1979-05-05 Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова Способ определени степени заполнени движущихс транспортных средств и устройство дл его осуществлени
SU1695140A1 (ru) * 1989-04-28 1991-11-30 Институт проблем управления Устройство дл измерени уровн вещества
RU2178151C1 (ru) * 2000-05-30 2002-01-10 Институт проблем управления РАН Устройство для определения уровня жидкости в сосуде
EP2180299A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-28 Whirlpool Corporation Lid based amount sensor
US20140150549A1 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 Airbus Operations Gmbh Fill level measurement system and method for determining a fill level
RU2013114357A (ru) * 2010-09-07 2014-10-20 Роузмаунт Танк Радар Аб Радиолокационная система измерения уровня с функцией мониторинга эксплуатации

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2190501B (en) 1986-05-15 1991-01-16 Mc Donnell Douglas Corp Multiplexed junction unit for fuel gaging system and system containing same
US5163323A (en) * 1990-01-18 1992-11-17 Ezra C. Lundahl, Inc. Ultrasonic distance measuring instrument
DE4411478C2 (de) * 1993-05-22 1996-03-14 Krone Ag Verfahren zur Überwachung der Füllstände von Wertstoff-Sammelbehältern
US5606513A (en) * 1993-09-20 1997-02-25 Rosemount Inc. Transmitter having input for receiving a process variable from a remote sensor
RU2405269C2 (ru) 2005-02-24 2010-11-27 Фега Грисхабер Кг Система полевой шины для беспроводной связи
DE102005008488B4 (de) * 2005-02-24 2011-08-18 VEGA Grieshaber KG, 77709 Datenübertragungssystem zur drahtlosen Kommunikation
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
EP2040047A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-25 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. A multipoint level measurement system
US7821444B2 (en) * 2008-04-21 2010-10-26 Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauging system with galvanically isolating communication link
DE102011002038B3 (de) * 2011-04-14 2012-03-15 Sick Ag Füllstandssensor
US20120281096A1 (en) * 2011-05-02 2012-11-08 Honeywell-Enraf B.V. Storage tank inspection system and method
DE102012001911A1 (de) 2012-02-02 2013-08-08 Krohne Messtechnik Gmbh Nach dem Radar-Prinzip arbeitendes Füllstandsmesssystem
DE102012101303A1 (de) * 2012-02-17 2013-08-22 Hella Kgaa Hueck & Co. Sensorvorrichtung
CN202770498U (zh) * 2012-06-19 2013-03-06 伊飚科技(深圳)有限公司 超声波液位计
US9952084B2 (en) * 2013-10-10 2018-04-24 Apm Automation Solutions Ltd Increasing signal to noise ratio of acoustic echoes by a group of spaced apart acoustic transceiver arrays
US9952083B2 (en) 2013-10-10 2018-04-24 Apm Automation Solutions Ltd Movable system for measuring a content of a bin
CN104599468B (zh) * 2014-12-18 2018-01-30 中国电子科技集团公司第五十研究所 多设备的信息采集控制方法
GB2537913B (en) * 2015-04-30 2019-12-18 Spirax Sarco Ltd Apparatus and method for determining an amount of non-condensable gas

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU661244A1 (ru) * 1976-08-01 1979-05-05 Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова Способ определени степени заполнени движущихс транспортных средств и устройство дл его осуществлени
SU1695140A1 (ru) * 1989-04-28 1991-11-30 Институт проблем управления Устройство дл измерени уровн вещества
RU2178151C1 (ru) * 2000-05-30 2002-01-10 Институт проблем управления РАН Устройство для определения уровня жидкости в сосуде
EP2180299A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-28 Whirlpool Corporation Lid based amount sensor
RU2013114357A (ru) * 2010-09-07 2014-10-20 Роузмаунт Танк Радар Аб Радиолокационная система измерения уровня с функцией мониторинга эксплуатации
US20140150549A1 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 Airbus Operations Gmbh Fill level measurement system and method for determining a fill level

Also Published As

Publication number Publication date
KR102424004B1 (ko) 2022-07-22
KR20180066156A (ko) 2018-06-18
WO2017060064A1 (de) 2017-04-13
RU2018116413A3 (ru) 2020-01-28
US10876880B2 (en) 2020-12-29
DE102015219276A1 (de) 2017-04-06
CN108139256A (zh) 2018-06-08
RU2018116413A (ru) 2019-11-07
EP3359925B1 (de) 2020-11-11
IL257968B (en) 2022-02-01
US20180283926A1 (en) 2018-10-04
IL257968A (en) 2018-05-31
EP3359925A1 (de) 2018-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2725696C2 (ru) Система регистрации объема загружаемого материала, имеющая несколько радиолокационных датчиков
US10423926B1 (en) Method and system for localizing tracking devices indoors and outdoors
US9684058B2 (en) Method of estimating the position of a user device using radio beacons and radio beacons adapted to facilitate the methods of the invention
US10371567B2 (en) Intelligent noise monitoring device and noise monitoring method using the same
EP3540464A2 (en) Ranging method based on laser radar system, device and readable storage medium
US20190011304A1 (en) System and method for acoustic container volume calibration
JP2017522636A (ja) 検査を実行する計量デバイスおよび方法
EP3543728B1 (en) Method and system for locating a position of a movable device
US11877253B2 (en) Aircraft time synchronization system and method
US20170219408A1 (en) Level indicator featuring optimized energy supply
CN111398903B (zh) 船载短基线定位系统及方法
EP3343241A1 (en) Wireless sensor network localization
KR20170127912A (ko) 서버기반 gnss 위치결정 시스템 및 방법
CN102455426A (zh) 处理信号的方法及系统
CN109525931B (zh) 一种定位无线设备的方法、装置、设备及存储介质
US20160006892A1 (en) Systems and Methods for Location-Aware Electronic Devices
CN115327498A (zh) 探测设备的测试方法、系统、存储介质和电子装置
WO2017000784A1 (zh) 一种移动控制装置及移动控制方法
CN111897897B (zh) 附加模块、服务器装置、定位方法、程序和存储介质
CN207704260U (zh) 一种车辆状态的检测系统
CN211603546U (zh) 一种采集装置及基于无人机飞行平台的激光雷达作业装置
CA3143092A1 (en) Method for determining suitable spreading settings
US20210116270A1 (en) Dual sensor
JP7062329B1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、携帯端末、プログラム及び情報処理システム
CN101421638A (zh) 利用超声波在三维中进行的无线位置检测