用于检测测量变量的辐射度检测器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于检测测量变量的辐射度检测器，其中检测器特别是故障自动保险的，同时具有简单的、空间节约的且节省成本的设计，而不具有信噪比方面的损失。
【专利说明】用于检测测量变量的辐射度检测器
[0001 ]本发明涉及一种用于检测测量变量的辐射度检测器。
[0002]包括用于测量辐射的闪烁检测器的辐射度测量系统被用在过程计量学中，以用于测量测量变量或过程变量，诸如例如填充等级、湿度、密度、质量流等。以示例的方式，闪烁检测器用于确定电离辐射的能量和/或强度，其中电离辐射的能量和/或强度取决于测量变量。
[0003]除了测量变量的测量的准确度以外，测量的高可用性在过程计量学中是重要的。测量的缺失可能导致操作者的明显成本;特别地，在安全关键的装置中，对物体和人的损害可能是结果。
[0004]本发明基于如下的目的:提供一种用于检测测量变量的辐射度检测器，所述检测器特别是故障自动保险的而同时具有简单的设计。
[0005]本发明通过提供具有权利要求1的特征的辐射度检测器来实现该目的。
[0006]根据本发明的用于检测测量变量的辐射度检测器具有闪烁器，其用于以取决于电离辐射的入射的方式生成光脉冲，其中辐射入射取决于测量变量。详细地，辐射度检测器的闪烁器在电离辐射通过时被激发，并且其以光脉冲的形式再发射激发能量。特别地，闪烁器可以是闪烁晶体。
[0007]此外，辐射度检测器具有多个光电传感器，其中光电传感器在每种情况下被体现为将由闪烁器生成的光脉冲转换成关联的电传感器信号。因此，生成了多个传感器信号。来自光电传感器的传感器信号在时间上相关，这是因为在闪烁器中生成的闪烁光分布在所有(或至少多数)的光电传感器之上。多个光电传感器光学地耦合到闪烁器;特别地，光电传感器可以附接到闪烁器。光电传感器可以均具有专用的读出电子装置，其中电传感器信号在每种情况下在读出电子装置之一中被形成并放大。特别地，光电传感器可以是光电倍增管(电子管)、光电二极管或硅光电倍增管(SiPM)。
[0008]此外，辐射度检测器具有评价单元，其中多个光电传感器的相应的传感器信号被应用到评价单元。评价单元具有评估部件以及求和部件。评估部件被体现为将来自多个传感器信号的相应的传感器信号评估为无错的或者错误的传感器信号。典型地，光电传感器之一的可能的错误或者故障导致对应的错误的传感器信号。因此，评估部件可以通过评估相应的传感器信号来识别光电传感器之一的可能的错误或故障。
[0009]求和部件被体现为仅优选地从仅无错的传感器信号形成求和传感器信号，出于获得用于测量变量的测量变量信号的目的。因此，各个传感器信号并行地被评价。在最坏情况下，所有的传感器信号被评估为错误的传感器信号。在该情况下，不形成求和传感器信号。如果辐射度检测器是完全地起作用的，即，没有一个光电传感器是有缺陷或故障的，并且所有的传感器信号被评估为无错的传感器信号，则通过将时间相关的模拟传感器信号相加来获得最佳信噪比(S/N)。这可以依靠如下内容来解释:传感器信号在时间上相关(闪烁器中的伽马事件(gamma event))，但是各个光电传感器的每一个中的噪声时间地独立于其他传感器。因此，传感器信号以这样的方式处理:存在明显的优点，并且在最坏情况下，关于单个传感器测量系统没有信噪比方面的损失，即，从计量学的观点不存在缺点。
[0010]光电传感器因此具有内部冗余的实施例。典型地，这些与辐射度检测器的其他组件相比具有更高的故障可能性。此外，光电传感器的电压源可以具有冗余和独立的设计。在合适的机械封装的情况下，闪烁器具有非常低的故障可能性。因此，即使在单个传感器或者多个传感器故障的情况下，辐射度检测器也仍然可以建立可靠的求和传感器信号或者可靠的测量变量。这增加辐射度检测器或者测量的可用性和可靠性，并且在依据SIL(安全完整性等级)的功能安全考虑的范围内改善特性。由于这是在单个辐射度检测器中执行而不是依靠操作多个辐射度测量系统，所以这导致客户在辐射度检测器的取得、安装、操作和服务期间的明显节约。此外，根据本发明的辐射度检测器相对于多个辐射度测量系统而言节约空间。这在许多应用中是有利的，诸如例如在钢铁工程的连续铸造的情况下，在其中所需的空间和必需的电源同样是限制因素。冗余的辐射度检测器的问题在于在粒度(granularity)(冗余的程度)和最佳信号行为(针对最高S/N的模拟求和的形成)之间找到折衷。此处呈现的检测器结构全面地使得能够实现这二者。此外，这特别是节省成本的变体，作为使用单个闪烁器的结果。
[0011]可替换地，根据本发明的辐射度检测器可以具有多数的彼此邻近设置的闪烁器，其中至少一个光电传感器光学地耦合到每个闪烁器。具有至少一个光电传感器的多个闪烁器中的每一个可以被称为闪烁模块。这些相互独立的多个闪烁模块被尽可能接近地设置包装在一起。
[0012]如上所述，该变体中的评估部件也被体现为将来自多个传感器信号的相应的传感器信号评估为无错或错误的传感器信号。在该情况下，求和部件被体现为在每种情况下仅从各个闪烁模块的无错的模拟传感器信号形成各个求和传感器信号，并且从各个求和传感器信号或通过出于获得用于测量变量的测量变量信号的目的而对其进一步处理所形成的信号来形成求和传感器信号。作为闪烁模块彼此的光学分离的结果，来自两个不同模块的光电传感器的模拟传感器信号之间的时间相关性仅在康普顿散射的情况下被预期。所生成的闪烁光或所生成的光脉冲保持在一个闪烁器中，并且其被至少一个光电传感器捕获。在时间上不相关的传感器信号可能不以模拟形式相加，这是因为这将以其他方式降低S/N。如果辐射度检测器以均匀的方式被照射，则所有传感器信号或者各个求和传感器信号一一至少在时间之上平均一一彼此线性地链接。
[0013]使用多个单独的闪烁器使得该变体更昂贵，但是，另一方面，增加辐射度检测器的可靠性，这是因为例如闪烁器中的切断(break)仅影响单个闪烁模块和对应的传感器信号。
[0014]在本发明的实施例中，闪烁器、多个光电传感器和评价单元设置在共同的外壳内。客户或者用户因此接收单个设备或者单个物体。
[0015]在本发明的实施例中，评估部件具有表决(vote)逻辑，诸如1οο2表决逻辑，其中表决逻辑被体现为将来自多个传感器信号的相应的传感器信号评估为无错或者错误的传感器信号。表决逻辑特别良好且迅速地识别错误或者故障。
[0016]在本发明的实施例中，多个光电传感器具有至少三个光电传感器，并且表决逻辑被体现为将多个传感器信号彼此进行比较并取决于比较结果将来自多个传感器信号的相应的传感器信号评估为无错或者错误的传感器信号。特别地，这可以为2oo3表决逻辑。如果辐射度检测器是完全地起作用的，即，没有一个光电传感器是有缺陷或者故障的，则所有的传感器信号一一至少在时间之上平均，例如在60秒之上一一彼此线性地链接，如果辐射度检测器以均匀的方式被照射的话。以示例的方式，如果容器内的填充等级下降，则所有的(平均的)传感器信号必须增大相同的因数。如果不是该情况，并且如果通过将传感器信号彼此比较而确定一个光电传感器与其他光电传感器的偏离(例如以多于10%)，则这指示对应的传感器或者对应的闪烁器的失灵(malfunct1n)或者故障。对应的传感器信号然后被评估为错误的传感器信号。
[0017]在本发明的实施例中，求和部件具有开关元件以及求和元件。开关元件具有与评估部件的信号连接并且其被体现为转发相应的无错传感器信号而不转发相应的错误传感器信号。通过以取决于评估部件的评估的方式适当地切换开关元件的开关的状态来执行转发或者不转发相应的传感器信号。这致使有可能从求和传感器信号形成掩蔽错误的传感器信号。求和元件被体现为从由开关元件所转发的无错的传感器信号形成求和传感器信号。作为开关元件的替换或者附加，求和部件可以具有用于信号处理的相关器。
[0018]在本发明的实施例中，评价单元具有比较器和计数器。比较器被体现为将求和传感器信号或通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号与测量阈值进行比较，并且取决于比较结果生成输出信号。比较器对求和传感器信号或通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号就其高度方面进行分析。如果信号高度超过测量阈值，则生成输出信号。计数器被体现为对输出信号进行注册并生成计数率信号以出于获得用于测量变量的测量变量信号的目的，其中计数率信号是每单位时间的所注册的输出信号的数量。计数率信号包含关于测量变量或者过程变量的信息。
[0019]在本发明的实施例中，辐射度检测器具有模拟到数字转换器。模拟到数字转换器被体现为对相应的传感器信号或者求和传感器信号或通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号进行数字化。特别地，模拟到数字转换器可以是评价单元的组成部分。然后以如上文和下文所描述的方式数字地执行另外的过程。当通过模拟到数字转换器对求和传感器信号进行数字化时，比较器可以被免除(dispense)，如果必要的话。评价单元、模拟到数字转换器、评估部件、求和部件和/或比较器可以以微处理器和关联的软件的形式实现。
[0020]此外，评价单元可以有利地具有转换部件，其中转换部件被体现为将求和传感器信号或者通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号(诸如计数率信号)转换或者变换为用于测量变量或者过程变量的测量变量信号。特别地，为此，可以在转换部件中存储转换或者变换功能。
[0021]在本发明的实施例中，评价单元具有补偿部件，其中补偿部件具有与评估部件的信号连接。补偿部件被体现为出于获得用于测量变量的测量变量信号的目的在求和传感器信号的进一步处理期间补偿错误传感器信号的数量。此处，补偿部件可以有利地被体现为考虑多个光电传感器的总数量并且因而考虑传感器信号的总数量。由于不考虑错误的传感器信号，后者在求和传感器信号中遗漏，其结果是，可能导致不正确的测量变量信号。在特定数量的错误的传感器信号和特定数量的无错的传感器信号的情况下，相对于在完全起作用的检测器的情况下所预期的求和传感器信号而言，求和传感器信号可能减少无错的信号的数量/传感器信号的总数量(错误的传感器信号的数量加上无错的传感器信号的数量)的因数。特别地，求和传感器信号或者通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号的高度可以如此低而使得信号电平不再足以超过计数器的测量阈值。这然后导致计数率信号等于零。有利地，这通过补偿部件进行补偿。
[0022]在本发明的实施例中，补偿部件具有具有可调整增益因数的放大器，其中放大器具有与评估部件的信号连接。放大器被体现为以取决于无错传感器信号的数量和错误传感器信号的数量的方式设定增益因数。此外，放大器被体现为以增益因数放大求和传感器信号以生成放大后的求和传感器信号，或者以增益因数衰减测量阈值。因此，放大器可以补偿当形成求和传感器信号时未被考虑的错误传感器信号。在特定数量的错误传感器信号和特定数量的无错传感器信号的情况下，用于放大求和传感器信号的增益因数是传感器信号的总数量/无错信号的数量。因此，当在辐射度检测器中不存在错误的传感器信号时，放大后的求和传感器信号的高度对应于求和传感器信号的预期高度。附加地或者可替换地，比较器的测量阈值可以有利地是可调整的。然后，用于衰减测量阈值的增益因数是无错信号的数量/传感器信号的总数量。因此，求和传感器信号可以超过衰减后的测量阈值并且导致生成输出信号。
[0023]在本发明的实施例中，辐射度检测器具有失灵输出单元。失灵输出单元具有与评估部件的信号连接并且其被体现为在错误传感器信号的情况下输出失灵信号。单独的光电传感或者闪烁器的有缺陷行为或者故障可以通过失灵信号立即传送至用户或者操作者。因此，可以在另外的组件故障并且因而整个辐射度检测器不再起作用之前进行对受影响的组件的服务或维修。特别地，失灵信号可以包含关于有缺陷或者故障的组件的信息。失灵信号可以通过失灵输出单元的扬声器以声音的形式、通过失灵输出单元的至少一个警示灯以光学的形式和/或以电子通信的形式输出到用于辐射度检测器的控制系统或者到控制中心。
[0024]此外，辐射度检测器可以有利地具有传送部件，其中传送部件被体现为将求和传感器信号或者通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号(诸如计数率信号或者用于测量变量或过程变量的测量变量信号)传送至例如在控制中心中的外部设备。特别地，传送部件可以为调制解调器或者信号转换器。出于传送目的，可以使用总线系统，诸如基于各种物理载体(诸如 4-20mA、RS485或 FSK)的 HART、Profibus、Modbus 或 EROA0
[0025]评价单元以及传送部件的相应组成部分和此处需要的所有组件(就它们存在而言)具有故障风险，其在最不利的情况下将导致不正确的信号从辐射度检测器传送至例如控制中心。
[0026]在本发明的实施例中，辐射度检测器具有另外的光电传感器、比较部件和另外的失灵输出单元。另外的光电传感器被体现为将由闪烁器生成的光脉冲转换成关联的另外的传感器信号。比较部件被体现为将通过另外的传感器信号的进一步处理所形成的另外的测量变量信号与测量变量信号进行比较(特别是连续地)。有利地，另外的测量变量信号和测量变量信号可以被应用到比较部件。另外的失灵输出单元被体现为例如在另外的测量变量信号从测量变量信号偏离的情况下取决于比较结果输出失灵信号。特别地，另外的失灵输出单元可以具有与比较部件的信号连接。特别地，另外的光电传感器的另外的传感器信号可以不被应用到评价单元，多个光电传感器的相应的传感器信号被应用到所述评价单元。替代地，辐射度检测器可以具有另外的评价单元以用于对另外的传感器信号进一步处理以形成另外的测量变量信号，其中来自另外的光电传感器的另外的传感器信号可以被应用到另外的评价单元。因此，可以进行分离的、另外的或者完全独立的信号生成和信号处理。因此，比较部件可以识别评价单元、传送部件的相应组成部分和/或此处需要的所有组件(就它们存在来说)的可能的缺陷或者故障，并且其可以通过另外的失灵输出单元输出失灵信号，特别地将所述失灵信号传送给用户或者操作者。特别地，失灵信号可以包含关于哪个部件有缺陷或故障的信息。失灵信号可以通过另外的失灵输出单元的扬声器以声音的形式、通过另外的失灵输出单元的至少一个警示灯以光学的形式和/或以电子通信的形式输出到用于辐射度检测器的控制系统或者控制中心。此外，可以在失灵的情况下中断从辐射度检测器至外部的测量变量信号的传送，例如通过断开(open)辐射度检测器的开关。
[0027]在本发明的实施例中，测量变量是填充等级或者湿度含量或者密度或质量流。
[0028]本发明的有利实施例在附图中描绘并且将在下文描述。详细地:
图1示出根据本发明的辐射度检测器的示意框图，以及
图2示出根据本发明的另外的辐射度检测器的示意框图。
[0029]图1示出具有外壳7的辐射度检测器I。闪烁器2、三个光电传感器3a、3b、3c、评价单元4和失灵输出单元15设置在外壳7中。因而，光电传感器3a、3b、3c具有内部冗余的实施例。光电传感器3a、3b、3c直接地或者通过至少一个另外的元件间接地光学耦接至闪烁器2。详细地，它们被应用到闪烁器2的内侧。
[0030]在电离辐射的入射的情况下，其中电离辐射取决于要检测或要测量的测量变量，闪烁器2被激发并且以光脉冲的形式再发射激发能量。光电传感器3a、3b、3c在每种情况下被体现为将由闪烁器2生成的光脉冲转换为关联的电传感器信号Sa、Sb、Sc。此处，由于在闪烁器2中生成的闪烁光分布在所有的光电传感器3a、3b、3c之上，所以来自光电传感器3a、3b、3c的传感器信号Sa、Sb、Sc通常在时间上相关。在目前的情况下，光电传感器3c应当为有缺陷的并且永久地输出等于二的传感器信号Sc，而其他的光电传感器3a、3b意图为起作用的并且仅在闪烁光的情况下输出具有在每种情况下等于一的值的传感器信号Sa、Sb。
[0031]传感器信号Sa、Sb、Sc被应用到评价单元4，如由图1中的实线所指示的。评价单元4具有评估部件5以及求和部件6。评估部件5被体现为将相应的传感器信号Sa、Sb、Sc评估为无错或者错误的传感器信号。详细地，评估部件具有以2oo3表决逻辑的形式的表决逻辑8，其中表决逻辑8被体现为将相应的传感器信号Sa、Sb、Sc评估为无错或者错误的传感器信号。表决逻辑被体现为将传感器信号Sa、Sb、Sc彼此进行比较，并且取决于比较结果将相应的传感器信号Sa、Sb、Sc评估为无错或者错误的传感器信号。在目前的情况下，传感器信号Sc等于二，并且每种情况下的其他的传感器信号Sa、Sb等于一。通过将三个传感器信号Sa、Sb、Sc彼此进行比较，表决逻辑8识别出传感器信号Sc从其他的传感器信号Sa、Sb偏离。因此，表决逻辑8将传感器信号Sc评估为错误的(no)，并且将其他传感器信号Sa、Sb评估为无错的(ok)。
[0032]求和部件6被体现为出于获得用于测量变量的测量变量信号MG的目的而从仅无错的传感器信号Sa、Sb形成求和传感器信号Sum。详细地，求和部件6具有开关元件9以及求和元件10。开关元件9具有与评估部件5的表决逻辑8的信号连接(如由图1中的虚线所指示的)，并且其被体现为转发相应的无错传感器信号Sa、Sb并且不转发相应的错误传感器信号Sc。通过以取决于评估部件5的评估的方式适当地切换开关元件9的开关的状态来执行转发或者不转发相应的传感器信号。在目前的情况下，无错传感器信号Sa、Sb被转发至求和元件10，而错误传感器信号Sc不被转发至至求和元件10。从求和传感器信号形成掩蔽有缺陷的传感器信号Sc。
[0033]求和元件10被体现为从由开关元件9转发的无错传感器信号Sa、Sb形成求和传感器信号Sum。详细地，通过将时间相关的模拟传感器信号Sa、Sb相加来形成求和传感器信号Sum ； Sum = Sa+Sb。因此，各个传感器信号并行地进行评价。
[0034]此外，评价单元具有比较器11。比较器11被体现为将求和传感器信号Sum与可调整的测量阈值进行比较，并且取决于比较结果生成输出信号AS。比较器11对求和传感器信号Sum就其高度方面进行分析。如果信号高度超过测量阈值，则生成输出信号AS。以示例的方式，测量阈值可以被设定为约2.4作为标准。因而，在具有三个无错传感器信号的三个起作用的光电传感器3a、3b、3c的情况下，每一个具有值一，求和传感器信号可以等于三，因此，这将超过测量阈值。在目前的情况下，求和传感器信号Sum等于二。因此，这将不超过被设定为标准的阈值2.4。这将导致不正确的测量变量信号MG，这是因为将不考虑由测量变量引起或者影响的闪烁器中的光脉冲。
[0035]然而，评价单元4具有补偿部件13，其中补偿部件13具有与评估部件5的信号连接，如由图1中虚线所指示的。补偿部件13被体现为当出于获得用于测量变量的测量变量信号MG的目的而进一步处理求和传感器信号Sum时补偿错误传感器信号的数量。详细地，补偿部件13具有具有可调增益因数VF的放大器14，其中放大器14具有与评估部件5的信号连接。放大器14被体现为以取决于无错传感器信号的数量和错误传感器信号的数量的方式设定增益因数VF。此外，放大器14具有与比较器11的信号连接，并且其被体现为以增益因数VF衰减比较器11的测量阈值。因此，放大器14可以对当形成求和传感器信号时未被考虑的错误传感器信号进行补偿。在目前的情况下，无错传感器信号的数量为二 (Sa和Sb)，并且错误传感器信号的数量为一 (Sc)。放大器将增益因数VF设定为2/3。因此，测量阈值被设定为1.6。因此，从仅两个无错传感器信号所形成的求和传感器信号Sum可以超过衰减后的测量阈值，并且其导致生成输出信号AS。
[0036]评价单元具有计数器12。计数器12被体现为对输出信号AS进行注册并生成计数率信号ZS以出于获得用于测量变量的测量变量信号MG的目的，其中计数率信号ZS是每单位时间的所注册的输出信号AS的数量。
[0037]此外，评价单元4具有转换部件16，其中转换部件16被体现为将计数率信号ZS转换为用于测量变量的测量变量信号MG，例如填充等级。在转换部件16中存储转换功能。
[0038]此外，辐射度检测器I包括以调制解调器或者信号转换器的形式的传送部件17，其中传送部件17被体现为将测量变量信号MG传送至例如控制中心中的外部设备18。出于传送目的，可以使用总线系统，诸如基于各种物理载体(诸如4-20mA、RS485或FSK)的HART、Profibus、Modbus或ER0A。
[0039]即使在单个传感器故障的情况下，所示的辐射度检测器I也仍然可以因此建立可靠的求和传感器信号Sum或者可靠的测量变量信号MG。
[0040]此外，如由图1中虚线所指示的，失灵输出单元15具有与评价部件5的信号连接，并且其被体现为在错误传感器信号的情况下输出失灵信号。详细地，失灵输出单元15被体现为通过三个警不灯以光学形式输出针对光电传感器3a、3b、3c中的每一个的失灵信号。在目前的情况下，针对光电传感器3c的警示灯输出失灵信号。
[0041]图2示出用于另外的辐射度检测器I的另外的实施例，其中为了更容易理解，向不仅同样的而且在功能上等价的元件提供与以上解释的实施例中相同的参考标记，其中有可能指代所述实施例在这方面的描述。除来自图1的辐射度检测器I之外，来自图2的辐射度检测器I具有另外的光电传感器3’、比较部件19和另外的失灵输出单元15’。另外的光电传感器3’被体现为将由闪烁器2生成的光脉冲转换为关联的另外的传感器信号S’。比较部件19被体现为将通过另外的传感器信号S’的进一步处理所形成的另外的测量变量信号MG’与测量变量信号MG进行比较(特别是连续地)。在传送部件17之后的测量变量信号MG和在另外的传送部件17之后的另外的测量变量信号MG’被应用到比较部件19，如由图2中实线所指示的。详细地，辐射度检测器I具有另外的评价单元4’，其用于进一步处理另外的传感器信号S’以形成另外的测量变量信号MG’，其中另外的光电传感器3’的另外的传感器信号S’被应用到另外的评价单元4’。因此，相对于信号Sa、Sb和Sc，存在信号S’的分离的、另外的或者完全独立的信号生成和信号处理。另外的评价单元4’可以在其设计方面与评价单元4的设计不同。另外的失灵输出单元15’被体现为以取决于比较部件19的比较结果的方式输出失灵信号。另外的失灵输出单元15’具有与比较部件19的信号连接，如由图2中虚线所示。详细地，失灵输出单元15被体现为通过警示灯以光学形式输出失灵信号。
[0042]在目前的情况下，评价单元4的转换部件16是有缺点的，并且测量变量信号MG等于零，而另外的评价单元4’和另外的传送部件17是起作用的，并且另外的测量变量信号MG’不同于零。通过测量变量信号MG与另外的测量变量信号MG’的比较，比较部件19识别出测量变量信号MG从另外的测量变量信号MG’偏离。因此，另外的失灵输出单元15’的警示灯输出失灵信号。此外，辐射度检测器I具有开关20。开关20具有与比较部件19的信号连接。在失灵的情况下，如在该实施例中所呈现的，开关20断开。因此，从辐射度检测器I到外部设备18之外的不正确的测量变量信号MG的传送被中断。否则，开关20可以闭合(close)并且测量变量信号MG可以传送到外部(就测量变量信号是无错的并且不存在从另外的测量变量信号MG’的偏离而言)。
[0043]在所示的实施例中，辐射度检测器分别具有三个和四个光电传感器。可替换地，其可以具有两个或者多于三个或者四个光电传感器。
[0044]此外，所示的实施例中的辐射度检测器具有单个闪烁器。可替换地，辐射度检测器可以具有彼此邻近设置的多数的闪烁器，其中至少一个光电传感器可以光学耦接至每个闪烁器。这些相互独立的多个闪烁模块可以以尽可能密集地包装的方式设置在辐射度检测器的外壳中。在该情况下，求和部件可以被体现为在每种情况下仅从来自各个闪烁模块的无错的模拟传感器信号形成各个求和传感器信号，并且从各个求和传感器信号或者从通过其进一步处理所形成的这些信号来形成求和传感器信号，以出于获得用于测量变量的测量变量信号的目的。
[0045]此外，放大器被体现为以增益因数衰减测量阈值。可替换地，放大器可以被体现为以增益因数放大求和传感器信号以便生成放大后的求和传感器信号。
[0046]在所示的实施例中，相应的传感器信号以及求和传感器信号是模拟信号。有利地，辐射度检测器可以具有模拟到数字转换器，其中模拟到数字转换器可以被体现为对相应的传感器信号或者求和传感器信号或通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号进行数字化。特别地，模拟到数字转换器可以是评价单元的组成部分。然后以上述的方式数字地执行另外的过程。当通过模拟到数字转换器对求和传感器信号进行数字化时，比较器可以被免除，如果必要的话。评价单元、模拟到数字转换器、评估部件、求和部件和/或比较器可以以微处理器和关联的软件的形式实现。
[0047]作为以光学形式输出失灵信号的附加或者替换，失灵输出单元和/或另外的失灵输出单元可以被体现为通过扬声器以声音形式和/或以电子通信的形式将失灵信号输出至用于辐射度检测器的控制系统。
[0048]如以上示出和解释的实施例所表明，本发明提供了一种用于检测测量变量的有利的辐射度检测器，其中检测器特别是故障自动保险的，同时具有简单的、空间节约的且节省成本的设计，而不具有信噪比方面的损失。
【主权项】
1.一种用于检测测量变量的辐射度检测器(I)，包括: -用于生成光脉冲的闪烁器(2)， _多个光电传感器(3a、3b、3c)，其中相应的光电传感器(3a、3b、3c)被体现为将由闪烁器(2)生成的光脉冲转换成关联的传感器信号(Sa、Sb、Sc)，以及 -评价单元(4)，包括 -评估部件(5)，其中评估部件(5)被体现为将相应的传感器信号(Sa、Sb、Sc)评估为无错的(Sa、Sb)或错误的传感器信号(Sc)，以及 -求和部件(6)，其中求和部件(6)被体现为出于获得用于测量变量的测量变量信号(MG)的目的而形成无错的传感器信号(Sa、Sb)的求和传感器信号(Sum)。2.根据权利要求1所述的辐射度检测器(I)，其中闪烁器(2)、多个光电传感器(3a、3b、3c)和评价单元(4)设置在共同的外壳(7)中。3.根据权利要求1或2所述的辐射度检测器(I)，其中评估部件(5)包括表决逻辑(8)，其中表决逻辑(8)被体现为将相应的传感器信号(Sa、Sb、Sc)评估为无错的(Sa、Sb)或错误的传感器信号(Sc)。4.根据权利要求3所述的辐射度检测器(I)，其中多个光电传感器(3a、3b、3c)包括至少三个光电传感器(3&、313、3(:)，并且表决逻辑(8)被体现为将多个传感器信号(3&、313、3(3)彼此进行比较并取决于比较结果将相应的传感器信号(Sa、Sb、Sc)评估为无错的(Sa、Sb)或错误的传感器信号(Sc)。5.根据权利要求1至4之一所述的辐射度检测器(I)，其中求和部件(6)包括: -开关元件(9)，其中开关元件(9)具有与评估部件(5)的信号连接，并且开关元件(9)被体现为转发相应的无错传感器信号(Sa、Sb)并且不转发相应的错误传感器信号(Sc)，以及 -求和元件(1)，其中求和元件(10)被体现为从由开关元件(9)转发的无错传感器信号(Sa,Sb)形成求和传感器信号(Sum) ο6.根据权利要求1至5之一所述的辐射度检测器(I)，其中评价单元(4)包括: -比较器(11)，其中比较器(11)被体现为将求和传感器信号(Sum)或者通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号与测量阈值进行比较，并且取决于比较结果生成输出信号(AS)，以及 -计数器(12)，其中计数器(12)被体现为对输出信号(AS)进行注册并生成计数率信号(ZS)以出于获得用于测量变量的测量变量信号(MG)的目的，其中计数率信号(ZS)是每单位时间的所注册的输出信号(AS)的数量。7.根据权利要求1至6之一所述的辐射度检测器，还包括模拟到数字转换器，其中模拟到数字转换器被体现为对相应的传感器信号或者求和传感器信号或通过求和传感器信号的进一步处理所形成的信号进行数字化。8.根据权利要求1至7之一所述的辐射度检测器(I)，其中评价单元(4)包括补偿部件(13)，其中补偿部件(13)具有与评估部件(5)的信号连接，并且补偿部件(13)被体现为出于获得用于测量变量的测量变量信号(MG)的目的在求和传感器信号(Sum)的进一步处理期间补偿错误传感器信号(Sb)的数量。9.根据权利要求8所述的辐射度检测器(I)，其中补偿部件(13)包括具有可调整增益因数(VF)的放大器(14)，其中放大器(14)具有与评估部件(5)的信号连接，并且放大器(14)被体现为以取决于无错传感器信号(Sa、Sb)的数量和错误传感器信号(Sc)的数量的方式设定增益因数(VF)，并且以增益因数放大求和传感器信号以用于生成放大后的求和传感器信号，或者以增益因数(VF)衰减测量阈值。10.根据权利要求1至9之一所述的辐射度检测器(I)，还包括失灵输出单元(15)，其中失灵输出单元(15)具有与评估部件(5)的信号连接，并且失灵输出单元(15)被体现为在错误传感器信号(Sc)的情况下输出失灵信号。11.根据权利要求1至10之一所述的辐射度检测器(I)，包括另外的光电传感器(3’)、比较部件(19)和另外的失灵输出单元(15’)，其中另外的光电传感器被体现为将由闪烁器(2)生成的光脉冲转换成关联的另外的传感器信号(S’)，其中比较部件被体现为将通过另外的传感器信号的进一步处理所形成的另外的测量变量信号(MG’)与测量变量信号(MG)进行比较，并且其中另外的失灵输出单元(15’)被体现为取决于比较结果输出失灵信号。12.根据权利要求1至11之一所述的辐射度检测器(I)，其中测量变量是填充等级或者湿度含量或者密度或质量流。
【文档编号】G01T1/20GK105938201SQ201610227978
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】D·莫曼, E·弗雷伯格, S·米勒, T·戴本蔡赫尔
【申请人】伯托科技有限公司