用于在海上使用的雷达液位计量系统的制作方法

专利名称：用于在海上使用的雷达液位计量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于确定设置在移动单元中的储罐中所包含的液体的填充液位的雷达液位计量系统，并且具体地说，所述储罐是设置在海上船舶或平台中的储罐。具体地说，本发明提高了当储罐中存储的液体中存在表面波时填充液位估计的精确度。本发明还涉及用于确定这种填充液位的相应方法。
背景技术：
测量例如液体的各种填充材料的液位的雷达液位计量(radarlevel gauging, RLG )是用于储罐、容器等中的液位计量的越来越重要的方法，并且已经知道许多不同类型的RLG系统。
其中通常使用RLG系统的一个领域是用于移动单元中的储罐，例如海上平台上或油轮上的用于存储液化气、石油、化学物品等的储罐。这些储罐通常被设计成大型矩形块，所述矩形块的底面积可以非常大，与足球场一样大并且高度达40m。因为该类型的储罐的底面积很大，所以以高准确度读取液位是极重要的。大的面积意味着液位的小的变化对应于液体体积的相对大的变化。
现代油轮的作业已演化为也包含在传统的港口码头外部的作业，这使得满足例如根据密闭输送规格所要求的储罐计量系统的准确度具有挑战性。所遇到的情况包括在位于近海的设施(例如在浮标和其它基于重力的结构(gravity based structures, GBS )处作业的LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)船)处排油，在外海中的过驳(ship to ship transfer)，和向穿梭油轮的FPSO ("浮式生产储油外输")外输和驳运船作业。
在这样的环境下，船舶在货物输送直到以不受限的储罐填充液位进行安全作业的核准限制期间将遇到海上状况。
要求密闭输送观'量系统(custody transfer measurement system, CTMS)以高的准确度计量输送作业的开始和最终填充液位。此外， 对LNG进行频繁的作业要求排油船在储罐中留下一定量的液体以在 向装载港口的压载航行期间保持储罐是冷的，和/或为随后的使用提 供蒸发气。
对于受控环境中、例如港口中的船上所使用的传统雷达液位计量 系统，已知多个为操作者辅助解释计量的参数(储罐液位/缺量)的 方案，例如低通滤波或移动平均滤波器。然而，简单的预设或甚至自 适应滤波具有一些限制，例如在外海环境中提供视在稳定液位的具有 高滤波器因数的设置对于港口作业中的使用反应緩慢。并且当前在液 位应用中使用的滤波器通常被设计为仅处理液体运动中较小的变化， 或被设计为去除电子电路/微波电路中的缺陷，而当今没有处理外部 环境开始大大影响储罐内部环境的情况的已知方法。
此外，在LNG船中，要求在稳定的环境下在非常低的液位处(典 型地为低至距离储罐底部几厘米)准确操作的储罐计量系统，现在还 被要求在外海环境下提供与它们在平静条件下的港口作业中相同的符 合密闭输送的准确度和视在稳定液位。
已经进行了一些增加油轮应用中的测量准确度的尝试。例如，同 一申请人的WO 01/029523公开了一种用于减小接近LNG储罐底部 的液位测量的不确定性的特殊方法。像这样的液位测量系统也使用计 算的/校正的液位或缺量的低通滤波，以便针对由于船所遇到的轻浪 涌、振动或从/向储罐泵油所导致的正常的小的储罐液体表面扰动而 提供呈现和记录的液位值的"平滑"。此外，同一申请人的WO 01/029523还教导了在储罐的底部使用吸收器，以减小储罐底部反 射。此外，已知通过使用位于底部的温度传感器而使测量的低液位与 实际温度相关联来改进LNG储罐中的非常低的液位的确定。当此处 的温度显著地高于液体温度时(LNG典型地约为-160 4聂氏度)， 意味着储罐在测量点处"干"了。当船舶位于港口码头时，用于强确定空储罐的这种数据相关是可行的，但在外海不可行，这是因为液位
与底部温度的周期性(典型地为0.1Hz)行为和通常使用的平滑滤波 器之间的明显冲突。
由于上述原因，对于LNG和其它应用的船载移动单元，需要一 种用于确定设置在移动单元中的储罐中的液体的填充液位的改进的 RLG系统，所述移动单元中存在由于所述移动单元的移动而导致的 所存储的液体的表面波。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种消除或至少减轻现有技术中 的上述问题的改进的雷达液位计量系统和雷达液位计量方法。
该目的是通过根据所附权利要求的雷达液位计量系统和方法来实 现的。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定设置在移动单元中 的储罐中的液体的填充液位的改进的雷达液位计量系统，所述系统包 括
发射器，用于向所述液体发射微波信号；
接收器，用于接收从储罐反射的回波信号；以及
处理电路，用于基于所述接收的回波信号来确定在容器的储罐中
的特定位置处在不同时间的局部和瞬间填充液位；
其中，处理电路还适用于识别对应于由于所述移动单元的移动而
导致的储罐中的表面波的所述局部和瞬间填充液位的变化，并且当估
计储罐的平均填充液位时使用所述识别的结果来提高准确度。
通过识别对应于储罐中的表面波的变化，可以在直接增加估计的
储罐平均填充液位的准确度方面和当估计的平均填充液位的可靠性变
小时发出警报信号等方面实现多个不同的校正措施。由此，可以总是 向操作者提供针对当前作业的稳定的填充液位读取值。
此外，根据本发明的液位计将能够使其行为与当前储罐环境条件 相适应。由此，液位计的鲁棒性将大大增加。消除先前经历的不确定
9性使操作者可以总是相信液位计将在多种储罐条件下产生液位值，并 且对于各种环境的储罐条件都能快速适应。
因此，本发明的RLG系统提高了鲁棒性，增强了准确度，并从 总体上防止了货物液位的失真估计，并且可例如用于LNG应用，例 如在排出处理结束时估计剩余的货物，使得可以利用现代的基于雷达 的CTMS的充分准确度，典型地具有5 mm的不确定性。然而，本 发明还可用于储罐船载移动单元中的许多其它类型的应用。提高的准 确度和可靠性具有显著的经济重要性，并且利用本发明，来自储罐中 的液位计量的不确定性与其它相关的不确定性相比变得可忽略。
因此，本发明增强了正常港口码头作业的性能、准确度和鲁棒 性，并在外海情况下也实现了任何液位的相当的液位准确度。该方法 适合于任何液体货物，例如轻液化气以及不在储罐底部上累积沉积物 的任何其它清洁的液体化学物质。
根据实施例的 一个方法，识别的结果被用于检测等于储罐的底部 液位的局部和瞬间填充液位。优选地，处理电路^皮配置为基于所确定 的局部和瞬间填充液位的滤波来估计储罐的平均填充液位，其中辨别 出的等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位在特定时间的出现能 够被用作准确度指示符。
由此，可获得低液位准确度的大的改进。这是由于本发明人了 解，为了在储罐中的液体由于海对船舶的影响而移动时对储罐中低液 位处的平均液位做出最佳可能的确定，必须确保测量点连续地存在液 体。
因此，可以估计(例如，基于连续确定的瞬间填充液位的低通滤 波来计算)平均填充液位，并且同时，可针对所遇到的环境情况来适 配估计的平均填充液位。
优选地，基于接收到的回波信号的幅值和/或信号强度与定义的 阈值之间的关系来辨别等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位的 出现。由此，可实时地(典型地为1 Hz采样)辨别返回的雷达回波 的信号幅值/强度是否高于或低于定义的阁值，所述阈值在液体回波和来自吸收器装置的回波之间进行辨别，其中较低的幅值/强度在
LNG储罐底部或者较高的回波来自另 一个油轮储罐底部。
可向操作者以例如占空因数的形式宣布等于底部液位的填充液位 的出现，以便通知他/她采取适当的措施。这样的措施可以是a)停止 排出以允许在估计失真之前为剩余的货物最准确地确定平均液位，或 者b)继续排出，直到不再检测到液体并且储罐可被视为完全空的和 千的，优选地通过辅助指示符的相关来验证，例如通过温度传感器在 底部附近连续测量温度。
此外，LNG储罐中的雷达液位计量系统优选地包括垂直设置的 管子形式的波导，通过该波导来传播发射和接收的微波信号，由此在 管子中或所述管子的开口下方的位置处确定填充液位。优选地对管子 打孔，如同本领域中已知的。此外，优选地在管子的开口下方，在 LNG储罐的底部放置用于微波的吸收器，以吸收入射在储罐的基底 上的至少部分微波能量。在该情况下，由于等于储罐的底部液位的局 部和瞬间填充液位的辨别，可允许吸收器更理想，即尽可能完全地衰 减，无需当前的在"干"储罐处可检测的要求。在该情况下，系统可 产生虛构液位来作为当储罐为空时的底部测量的表示。先前不可行的 吸收器的该优化性能将进一步减小冲突的储罐回波，并减小在呈现虚 构干液位之前在LNG储罐中的低区域中的测量不确定性。
优选地，基于所确定的局部和瞬间填充液位的滤波来估计储罐的 平均填充液位。
根据实施例的另一个方法，进一步设置处理电路来基于局部和瞬 间填充液位的变化的识别来确定储罐中的表面波的量级，并且基于 此，为平均填充液位的估计而对滤波进行适配。
通过对适当滤波的这种自动选择，尽管存在波和干扰也可建立稳 定的平均储罐液位，因为液位计将自动地针对其在外海中遇到的当前 外部环境条件来调整自己。此外，通过使液位计自适应并且仍然能够 按照当前的储罐环境条件所允许地尽快地响应液体状态的变化，将大 大地提高液位计的鲁棒性。
ii通过监视储罐内的表面波，可以产生其变化小于额定准确度的输 出，因为可自动地确定合适的滤波器特性类型。由此，可以总是选择 提供最佳滤波器的滤波器特性类型，所述最佳滤波器针对储罐内的当 前环境条件提供最快的液体变化。
船载的储罐的典型的波周期是8-10秒，并且当前雷达液位计能 够以短于一秒的速率进行液位检测。可通过"跟踪，，表面液位并以适 当高的速率来确立填充液位，可使检测不受由于局部千扰或其它瞬间 减小雷达回波的表面效应而导致的回波的偶发损失的影响。
优选地基于从局部和瞬间填充液位确定的波高度和/或波周期性 来确定表面波的量级。
处理电路优选地被设置为基于所确定的储罐中的表面波的量级来 选择多个可用滤波器特性类型中的一个。滤波器特性类型可以以软件
来实现，并使其在软件目录等中可用于控制器。可用的滤波器特性类 型可以例如是用于海港条件的滤波器特性、适合于具有低量级的表面 波的不同类型的海洋状态的一组滤波器特性类型、和用于高量级的表 面波的滤波器特性类型。实际上可使用任何类型的滤波器特性类型， 例如低通滤波、巴特沃兹滤波等。优选地以软件来进行滤波。
此外，处理电路优选地适用于连续监视估计的平均填充液位的变 化，并根据所述监视的变化来调整所选择的滤波器特性类型的滤波器 参数设置。例如，可监视输出值，并且如果没有保持作为可配置值的 允许的变化，例如+/-5 1111，则将基于当前的储罐条件来自动地调整 所选择的滤波器设置。该环路连续地监视输出值，以确保液面的估计 的平均液位的变化总是在额定准确度范围内。
此外，处理电路还被配置为定期地重复储罐中的表面波的量级的 确定和滤波的适配。
处理电路还被配置为当所确定的储罐中的表面波的量级超过定义 的阁值时发出警报信号。
处理电路优选地适用于以至少0,5 Hz的频率(并且最优选地以 至少1 Hz的频率)来确定局部和瞬间填充液位。本发明对于设置在海船上的储罐中的液位测量尤其有用，其中所 述船舶的移动为由海洋引起的起伏。
计量系统可使用适于发射连续信号的发射器，其中处理电路适用
于基于接收到的回波信号和基准信号之间的相位和/或频率差来确定 局部和瞬间填充液位。可供替换地，发射器可适用于发射脉冲信号，
其中处理电路适用于基于脉冲信号的发射和所述信号的回波的接收之
间的时间来确定局部和瞬间填充液位。
根据本发明的另一方面，提供了一种确定设置在移动单元中的储
罐中的液体的填充液位的方法，所述方法包括 向液体的表面发射微波测量信号； 从储罐接收回波信号；
基于所述接收的回波信号在容器的储罐中的特定位置处在不同时 间确定局部和瞬间填充液位；
识别对应于由于所述移动单元的移动而导致的储罐中的表面波的 所述局部和瞬间填充液位的变化；以及
当估计储罐的平均填充液位时使用所述识别的结果来提高准确度。
根据该方面，如关于第一方面已经讨论过的一样，可获得相似的 优点和优选特征。
参照下文中描述的实施例，可得出本发明的这些和其它方面，并 使其显而易见。


为了示例目的，将参照附图中示出的实施例在下面更详细地描述 本发明，其中
图1是根据本发明的第一实施例的雷达液位计量系统的局部分解 和局部剖面示意侧3见图2是根据本发明的第二实施例的雷达液位计量系统的局部分解 和局部剖面示意侧^L图；以及图3是示出了用于根据本发明的一个实施例的自动滤波器选择和 滤波器调整的方法的示意性流程图。
具体实施例方式
图1和2示意性地示出了根据本发明的两个不同实施例的雷达液 位计量系统1。
简要地说，图1和2中的系统是用于确定设置在油轮上的储罐2 中所包含的液体的填充液位的示范性雷达液位计量系统。填充材料可 以是例如石油、精制石油产品、化工产品和液化气的产品。系统包 括具有处理电路的电子单元3，所述处理电路用于发射和接收雷达 信号，并处理接收到的信号从而确定储罐2中的填充材料的液位8; 设置在储罐内部用于发射雷达波和将雷达波接收到储罐中的天线4; 以及用于在电子单元3和天线4之间引导信号的雷达波导组件5 (图 2中未示出)。可优选地使用同一天线来作为发射输出辐射的发射器 和用于接收反射的回波信号的接收器，尽管也可以为这些功能使用单 独的天线。优选地在储罐顶7上设置雷达液位计，由此将波导5设置 为通过储罐开孔6突出到储罐中。在图l的实施例中，天线自由地向 储罐内部辐射，而图2的实施例包括管子形式的垂直波导9。管子用 作使得来自雷达的电磁信号能够从例如储罐内结构的干扰物体向液体 表面自由地发射的波导。波导9在储罐的基底上方终止，并且波导向 下打开。在波导9的开口下面，优选地设置吸收器10。优选地在容 器的基底上设置吸收器，并吸收较大部分或所有的向液体表面发射并 且没有被该表面反射的微波能量，由此防止底部回波。上面讨论的实 施例的总体概要本身是先前已知的，并且在例如WO 01/29523和 WO 03/001160中7〉开了，由此所述两个文献通过引用而并入本文。
在使用中，雷达液位计l通过储罐顶部端口沿波导5发射雷达能 量，并从液体表面8接收反射的能量，以提供储罐内的液体的液位的 指示。雷达液位计1可以经由信号线等耦合至远程位置(例如，控制 室)。
14可通过在计算和控制单元中比较和评估发射的和反射的波束之间 的时间差来确定填充液位，这是在本领域中已知的。各种雷达原理可 用于雷达液位计。其中一个是脉冲延迟法(脉冲雷达法)，另一个是
调频连续波(FMCW)雷达法。在FMCW雷达法中，通过发射调频 信号和在发射和接收的瞬间频率之间创建差以间接方式确定延迟。另 一方面，脉冲雷达法使用也被称为突发(burst)的短微波脉冲的辐 射，其中在单独的脉冲的发射和接收之间确定直接时间段。可利用用 于分析信号的软件由处理器来处理接收到的信号，从而确定填充液 位，并且处理器优选地为基于微处理器的电路。如现有技术中已知 的， 一些由所述信号处理器实现的功能和算法可以由硬件来实现，而 一些可以由软件来实现，将不在本申请中进一步对其进行讨论。
处理电路被配置为在容器的储罐中的特定位置处(例如在图2的 波导9中或下方)在多个时间确定局部和瞬间填充液位。处理电路还 适用于识别对应于由于所述移动单元的移动而导致的储罐中的表面波 的局部和瞬间填充液位之间的变化，并且当估计储罐的平均填充液位
时使用所述识别的结果来提高准确度。
根据一个实施例，监视瞬间填充液位的变化被用于通过监视波高 度和波周期性来分析储罐中的表面波。根据该信息确定滤波器特性类 型，并且由此液位计通过以保持输出值变化在规定的仪器准确度范围 内为目标选择最佳滤波器特性类型来自动地适应当前储罐条件。
图3中示出了用于自动滤波器选择和滤波器调整的方法的实施 例。据此，确定局部和瞬间填充液位(步骤Sl)，并且通过测量波 高度和/或波周期性(步骤S2)来监视储罐中的表面波。液位计具有 一组多于一个的滤波器特性类型，并且基于测量的波高度/周期性， 选择对于当前环境条件最佳的滤波器特性类型(步骤S3)。可用的 滤波器特性类型可以是例如用于没有表面波的情况的滤波器特性类型 (所述类型可以等同于系统的默认滤波)、用于低量级的表面波的滤 波器特性类型、和用于高量级的表面波的滤波器特性类型。实际上可 使用任何类型的滤波器特性类型，例如低通滤波、巴特沃兹滤波，使
15用不同数量的极点等。优选地以软件来进行滤波。滤波器实际上可实 现除了可被表示为数学算法之外的任何滤波效应。
一旦选择了一个合适的滤波器特性类型，液位计就开始基于所选 择的滤波器特性类型的滤波器参数的默认设置来产生表示平均填充液
位的估计值的输出值。然后监视输出值(步骤S4)，并且如果没有 保持作为例如+Z-5mm的可配置值的变化要求，则逻辑将调整所选择 的滤波器设置(步骤S5)。重复该过程直到获得所需变化，并且环 路优选地连续监视输出值以确保瞬间观察到的视在液体表面总是在这 些限制内。
此外，为了确保正在使用正确的滤波器特性类型，优选地定期检 查波高度和周期性(步骤S6)。如果另一个滤波器特性类型或滤波 器类型的组合的标准更适合于当前的储罐环境条件，则液位计逻辑将 选择该标准并且处理返回步骤Sl。
通过该处理，可选择总是提供最佳滤波器的滤波器特性类型和滤 波器设置，所述最佳滤波器针对储罐内的当前环境条件提供最快的平 均液位变化。
根据另 一个实施例，瞬间填充液位的变化的监视被用于检测等于 储罐底部液位的局部和瞬间填充液位。这些实施例对于LNG应用特 别有用。
在这样的实施例中，可基于例如与所遇到的环境情况相适应的连 续低通滤波的液位来计算和呈现平均填充液位。此外，系统以适当的 实时(典型地为1 Hz采样)监视信号幅值或返回的雷达回波，并设 定阈值，所述阈值在液体回波和来自吸收器装置的回波之间进行辨 别，其中较低幅值/强度在LNG储罐底部，或较高的回波来自另一个 油轮储罐底部。由此，可辨别等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充 液位的出现，并例如向操作者以占空因数的形式宣布该出现，以便通 知他/她采取适当的措施。这样的措施可以是a)停止排出以允许在估 计失真之前为剩余的货物最准确地确定平均液位，或者b)继续排 出，直到不再检测到任何液体并且储罐可被视为完全空的和干的，优
16选地通过与连续(较高)的底部温度的相关来验证。
为了宣布等于储罐底部液位的局部和瞬间填充液位的出现，可将 处理电路设置为发出可用于激活一个或几个警报的警报信号。警报单
元可以以几种方式设计来提示操作者当前的情况。作为一些例子可 激活声学信号，警报灯开始点亮或闪烁，或可以在控制板上激活某种 类型的信号，激活计算机屏幕或远程单元(电话、小型呼叫中心、无 线电等)上的警报。
作为辅助指示符，可在储罐的底部处或附近设置温度传感器11 (见图2)，以便指示等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位的 出现。可使用这样的位于底部的温度传感器来指示低液位情况，因为 当该点的温度显著地高于液体温度(LNG典型地为约-160才聂氏 度)时，意味着储罐在测量点处是"千"的。由此，来自温度传感器 的输入可用于验证先前辨别的等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充 液位的出现，由此增加系统的鲁棒性和可靠性。
上述雷达液位计量系统具有很好的鲁棒性和可靠性，并且可有利 地用于实现高或低液位警报、超量填充控制等。
本领域技术人员应理解上述实施例和所公开的雷达液位计量系统 的具体特征的各种组合都是可能的。例如，可将自动滤波选择功能与 低液位检测功能相組合。此外，尽管关于船描述了上述例子，显然本 发明可用于所有移动单元，所述移动单元包括用于存储液体的储罐。 应当认为这样和其它明显的修改在本发明的范围内，如所附权利要求 限定的一样。
1权利要求
1.一种雷达液位计量系统，用于确定设置在移动单元中的储罐中的液体的填充液位，所述系统包括发射器，用于向所述液体发射微波信号；接收器，用于从储罐接收反射的回波信号；以及处理电路，用于基于所述接收的回波信号在容器的储罐中的特定位置处在不同时间确定局部和瞬间填充液位；其中，处理电路还适用于识别对应于由于所述移动单元的移动而导致的储罐中的表面波的所述局部和瞬间填充液位的变化，并且当估计储罐的平均填充液位时使用所述识别的结果来提高准确度。
2、 如权利要求1所述的雷达液位计量系统，其中，所述识别的 结果被用于检测等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位。
3、 如权利要求2所述的雷达液位计量系统，其中，处理电路被 设置为基于所确定的局部和瞬间填充液位的滤波来估计储罐的平均填 充液位，其中辨别出的等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位在 特定时间的出现能够被用作准确度指示符。
4、 如权利要求2所述的雷达液位计量系统，其中，处理电路适 用于基于接收到的回波信号的幅值和信号强度中的至少一个与定义的 阈值之间的关系来辨别等于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位的 出现。
5、 如权利要求2-4中任一项所述的雷达液位计量系统，其中处 理电路还被配置为当辨别出等于储罐的底部液位的填充液位的出现时 发出警报信号。
6、 如权利要求2-5中任一项所述的雷达液位计量系统，其中处 理电路还被配置为当辨别出等于储罐的底部液位的填充液位的出现时 发出用于控制储罐的排出功能的控制信号。
7、 如权利要求1-6中任一项所述的雷达液位计量系统，还包括 被设置在储罐的底部附近的温度传感器，所述传感器适用于提供等于或接近储罐的底部液位的填充液位的辅助指示。
8、 如权利要求1-7中任一项所迷的雷达液位计量系统，其中处 理电路被配置为基于对所确定的局部和瞬间填充液位的滤波来估计储 罐的平均填充液位。
9、 如权利要求8所述的雷达液位计量系统，其中处理电路被配 置为基于局部和瞬间填充液位的变化的识别来确定储罐中表面波的量 级，并且基于此，为平均填充液位的估计而对滤波进行适配。
10、 如权利要求9所述的雷达液位计量系统，其中基于从局部和 瞬间填充液位确定的波高度和波周期性中的至少一个来确定表面波的 量级。
11、 如权利要求9所迷的雷达液位计量系统，其中处理电路被配 置为基于所确定的储罐中的表面波的量级来选择多个可用滤波器特性 类型中的一个。
12、 如权利要求11所述的雷达液位计量系统，其中可用滤波器 特性类型至少包括用于没有表面波的情况的滤波器特性类型、用于 低量级的表面波的滤波器特性类型、和用于高量级的表面波的滤波器 特性类型。
13、 如权利要求12所述的雷达液位计量系统，其中用于没有表 面波的情况的滤波器特性类型为系统的默认滤波。
14、 如权利要求10所述的雷达液位计量系统，其中处理电路适 用于连续地监视估计的平均填充液位的变化，并调整所选择的滤波器 特性类型的滤波器参数设置，使得变化保持在设置的要求内。
15、 如权利要求9-14中任一项所述的雷达液位计量系统，其中 处理电路还被配置为定期地重复储罐中表面波的量级的确定和滤波的 适配。
16、 如权利要求9-15中任一项所述的雷达液位计量系统，其中 处理电路还被配置为当所确定的储罐中的表面波的量级超过定义的阈 值时发出警报信号。
17、 如权利要求1-16中任一项所述的雷达液位计量系统，其中处理电路适用于以至少0.5 Hz的频率来确定局部和瞬间填充液位。
18、 如权利要求1-17中任一项所述的雷达液位计量系统，其中 所述储罐被设置在海船上，其中所述海船的移动为由海洋引起的起 伏。
19、 如权利要求1-18中任一项所述的雷达液位计量系统，其中 所述液体为液化气或不在储罐底部上累积沉积物的液体化学物质。
20、 如权利要求1-19中任一项所述的雷达液位计量系统，还包 括垂直设置的管子形式的波导，通过该波导来传播发射和接收的微波 信号，由此在管子中或所述管子的开口下方的位置处确定填充液位。
21、 如权利要求20所述的雷达液位计量系统，还包括在管子的 开口下方，在储罐的底部放置的用于微波的吸收器，以吸收入射在储 罐的基底上的至少部分微波能量。
22、 一种确定设置在移动单元中的储罐中的液体的填充液位的方法，所述方法包括向液体的表面发射微波测量信号； 从储罐接收回波信号；基于所述接收的回波信号在容器的储罐中的特定位置处在不同时 间确定局部和瞬间填充液位；识别对应于由于所述移动单元的移动而导致的储罐中的表面波的 所述局部和瞬间填充液位的变化；以及当估计储罐的平均填充液位时使用所述识别的结果来提高准确度。
23、 如权利要求22所述的方法，还包括使用所述识别的结果来检测等于储罐的底部液位的局部和瞬间填 充液位。
24、 如权利要求23所述的方法，其中储罐的平均填充液位的估 计是基于所确定的局部和瞬间填充液位的滤波，并且其中辨别出的等 于储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位在特定时间的出现被用作准 确度指示符。
25、 如权利要求23所述的方法，其中，基于接收到的回波信号 的幅值和信号强度中的至少一个与定义的阈值之间的关系来辨别等于 储罐的底部液位的局部和瞬间填充液位的出现。
26、 如权利要求23-25中任一项所述的方法，还包括 当辨别出等于储罐的底部液位的填充液位的出现时发出警报信号。
27、 如权利要求23 -26中任一项所述的方法，还包括当辨别出等于储罐的底部液位的填充液位的出现时发出用于控制 储罐的排出功能的控制信号。
28、 如权利要求22-27中任一项所述的方法，还包括 测量储罐的底部附近的温度，并使用所述温度测量作为等于或接近储罐的底部液位的填充液位的辅助指示。
29、 如权利要求22 -28中任一项所述的方法，其中基于对所确 定的局部和瞬间填充液位的滤波来估计储罐的平均填充液位。
30、 如权利要求29所述的方法，还包括基于局部和瞬间填充液 位的变化的识别来确定储罐中表面波的量级，并且基于此，为平均填 充液位的估计而对滤波进4于适配。
31、 如权利要求30所述的方法，其中基于从局部和瞬间填充液 位确定的波高度和波周期性中的至少一个来确定表面波的量级。
32、 如权利要求30所述的方法，还包括基于所确定的储罐中的表面波的量级来选择多个可用滤波器特性 类型中的一个。
33、 如权利要求32所述的方法，其中可用滤波器特性类型至少 包括用于没有表面波的情况的滤波器特性类型、用于低量级的表面 波的滤波器特性类型、和用于高量级的表面波的滤波器特性类型。
34、 如权利要求33所述的方法，其中用于没有表面波的情况的 滤波器特性类型为系统的默认滤波。
35、 如^又利要求31-34中任一项所述的方法，其中处理电路适 用于连续地监视估计的平均填充液位的变化，并根据对所述变化的设置要求来调整所选择的滤波器特性类型的滤波器参数设置。
36、 如权利要求30 -35中任一项所述的方法，其中定期地重复 储罐中表面波的量级的确定和滤波的适配。
37、 如权利要求30 -36中任一项所述的雷达液位计量系统，还 包括当所确定的储罐中的表面波的量级超过定义的阈值时发出警报信号。
38、 如权利要求22-37中任一项所述的方法，其中填充液位曲 线基于以至少0.5 Hz的频率来确定的填充液位。
39、 如权利要求22 -38中任一项所述的方法，其中所述储罐设 置在海船上，其中所述海船的移动为由海洋引起的起伏。
40、 如权利要求22 -39中任一项所述的方法，其中所述液体为 液化气或不在储罐底部上累积沉积物的液体化学物质。
41、 如权利要求22 - 40中任一项所述的方法，其中通过垂直设 置的管子形式的波导发射信号，由此在管子中或所述管子的开口下方 的位置处确定填充液位。
42、 如权利要求41所述的方法，还包括在管子的开口下方，在储罐的底部设置用于微波的吸收器，以吸 收入射在储罐的基底上的至少部分微波能量。
全文摘要
一种用于确定设置在移动单元中的储罐中的液体的填充液位的雷达液位计量系统。所述系统包括处理电路，用于基于接收的回波信号在容器的储罐中的特定位置处在不同时间确定局部和瞬间填充液位，并且还适用于识别对应于由于所述移动单元的移动而导致的储罐中的表面波的所述局部和瞬间填充液位之间的变化。当估计储罐的平均填充液位时使用该识别的结果来提高准确度。
文档编号G01F23/284GK101680796SQ200880017474
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月11日 优先权日2007年5月31日
发明者安德斯·维尔林, 托马斯·埃克斯托姆 申请人:罗斯蒙特雷达液位股份公司