雷达物位计倾斜度系统的制作方法

专利名称:雷达物位计倾斜度系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于确定填充物位的物位计系统和物位计布置。雷达物位计布置安装在罐的罐盖和/或安装在适于安装在罐的罐盖上的支撑件上。所述布置包括：发射器，用于至少沿第一轴发射测量信号以确定罐的填充物位；接收器，用于接收与距表面的距离相对应的回波信号；第一处理电路，用于接收回波信号并基于回波信号确定罐的填充物位；倾斜度仪，附接至支撑件并且适于生成与倾斜度仪相对于表面法线的倾斜度对应的倾斜度输出；第二处理电路，用于在第一轴与表面法线之间存在角度差时基于倾斜度输出生成角度输出。布置还包括：呈现装置，用于在布置外部传送关于角度差的信息；或通信路径，用于向第一处理电路传送角度输出。
【专利说明】雷达物位计倾斜度系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及雷达物位计布置，特别地涉及用于测量罐的填充物位的雷达物位计布置，该雷达物位计布置包括:用于朝向罐中的填充物料的表面发射测量信号的发射器；用于接收来自罐的回波信号的接收器装置；以及用于基于所述回波信号确定罐的填充物位的处理电路。

【背景技术】
[0002]测量存储在罐中的液体、流体、颗粒混合物或其它物料的物位是基本的工业需要。过去采用了若干种技术，并且近十年来雷达成为用于高质量测量的主要方法。这些装置利用天线朝向正监测的物料发射电磁波并且接收在正监视的物料的表面处反射的电磁回波。现在，在世界范围内安装了许多用于雷达物位计量的单元，并且在液位计中雷达方法具有增长的百分比。雷达物位计(RLG)通常安装在高度可以为数米到20?30米或甚至更高并且容积为数立方米(m3)直到10000m3或更大的、通常位于户外的罐。高准确度和可靠性是RLG的重要优点。
[0003]通常使用RLG系统或RLG布置的领域的一个示例为用于移动单元中的用以存储液化气体、油、化学制品等的罐，诸如海洋平台或油轮上的罐。这些罐通常被设计成像足球场的尺寸一样大的具有最高为40m的高度的大的矩形块，其底座的面积可以非常大。因为这种类型的罐的底座的面积大，所以最重要的是可以以高准确度来读取液位。大面积意味着液位的小变化对应于液体的容积的相对大的变化。
[0004]如上所述，RLG系统或RLG布置利用天线朝向正监测的物料发射电磁波并且接收在正监测的物料的表面处反射的电磁回波。这样的系统或布置可以使用连续信号(所谓的FMCW (调频连续波))或脉冲式发射信号。
[0005]尤其对于罐计量市场，许多安装在现有的静水井(即竖直管道)上完成。在这样的应用中，可以使用适于管道中的测量的天线。该天线的安装可以例如通过更换管道顶部上的现有罐盖来执行，该罐盖通常用于尺测量(tape measure)并对罐成分进行采样。为了仍然能够执行这些任务，可以将RLG装进可以打开的罐盖中。如果不存在现有的罐盖，可以添加罐盖。
[0006]当RLG附接至罐盖时，其通常相对于罐可略微移动。另外，雷达束的最轻微的移位可能导致雷达的误读。因此，需要更好地控制罐盖的位置。
实用新型内容
[0007]根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于安装在罐的罐盖上的雷达物位计系统，包括:
[0008]-壳体，适于附接至罐的罐盖，
[0009]-设置在所述壳体内部的支撑件，
[0010]-设置在所述壳体内部的发射器，所述发射器附接至所述支撑件并且适于至少沿第一轴发射测量信号以测量距罐中的表面的距离，
[0011]-设置在所述壳体内部的接收器，所述接收器适于接收回波信号，所述回波信号与第一轴和表面的法线平行时距罐中的表面的距离相对应，
[0012]-设置在壳体内部的第一处理电路，所述第一处理电路适于接收回波信号并且基于回波信号确定罐的填充物位，
[0013]-设置在壳体内部的倾斜度传感器，所述倾斜度传感器附接至支撑件并且适于生成与传感器相对于表面的法线的倾斜度相对应的倾斜度输出，
[0014]-设置在壳体内部的第二处理电路，所述第二处理电路适于接收倾斜度输出，并且在第一轴与表面的法线之间存在角度差时基于倾斜度输出生成角度输出，
[0015]所述雷达物位计系统还包括以下部件中的至少一个:
[0016]-呈现装置，所述呈现装置适于接收来自第二处理电路的角度输出并且生成在所述系统外部传送关于角度差的信息的通信输出，以及
[0017]-通信路径，所述通信路径设置在所述壳体内部，电连接所述第一处理电路与所述第二处理电路，以及适于接收来自所述第二处理电路的所述角度输出并且向所述第一处理电路传送角度输出。
[0018]本文中使用的术语“发射器”表示能够发射电磁辐射的装置。在本文中也可以将发射器称为天线，因此关于天线所陈述的内容对于发射器也成立，反之亦然。
[0019]本文中使用的术语“收发器”表示能够发射和接收辐射的装置。换言之，收发器包括发射器。
[0020]雷达物位计系统或雷达物位计布置被设置成检测距罐中物品的表面的距离，该检测优选地通过沿与所述表面的法线平行或重合的第一轴发射辐射来完成，该法线也可以被称为物品的表面法线或表面法线，并且该表面法线通常与竖直轴重合。在第一轴与表面法线之间存在角度差时，第二处理电路生成角度输出。
[0021]角度输出可以是与第一轴和表面法线之间的角度差直接对应的值，即当角度差增加一度时，角度输出也增加一度。角度输出还可以以另一种格式给出，使得当角度差增加一度时，角度输出增加不止一度或不足一度。另外，所述第二处理电路例如还可以被设置成使得将倾斜度输出与一个或更多个阈值进行比较，并且角度输出表示该比较的结果，例如表示角度差超过或低于预定值和/或角度差在预定区间内。因此，即使角度差增加一度，角度输出也可以相同；如果该增加不改变比较的结果，例如角度差超过预定值[给出的示例列举是非穷举的]。
[0022]可以通过包括一个、两个或三个元素的矢量来表示由所述第二处理电路生成的角度差。当该矢量包括三个元素时，可以沿三个笛卡尔轴中的每一个给出根据矢量的角度差；包括三个元素的矢量还可以用于传输以另一种格式设置的信息。当矢量包括两个元素时，可以沿两个笛卡尔轴给出根据平面的角度差；包括两个元素的矢量可以用于传输以另一种格式设置的信息。当矢量包括一个元素时，可以给出在预定平面中的根据矢量的角度差；包括一个元素的矢量还可以用于传输以另一种格式设置的信息。当角度输出表示比较结果，例如表示角度差超过或低于预定值和/或表示角度差在预定区间内时，可以通过包括一个、两个或三个元素的矢量来表示该结果；该信息还可以以另一种格式来传输。
[0023]对于雷达物位计系统或雷达物位计布置设置在本文中还被称为倾斜度仪的倾斜度传感器提供了例如如下优点:可以监测具有倾斜度的罐盖的任何移位。
[0024]根据一种示例性实施方式，可以经由设置在所述壳体内的通信路径向所述第一处理电路传送角度输出，该通信路径电连接第一处理电路与第二处理电路。之后，可以由第一电路内部使用该角度输出，以例如校正与物品表面的测量距离、中断测量信号的发射、重置距离测量和/或自动校正发射器的定向[该列举是非穷举的]。
[0025]可替代地或附加地，可以将角度输出传送至如下呈现装置，该呈现装置适于接收来自所述第二处理电路的角度输出并且生成在所述系统外部传送关于角度差的信息的通信输出。通信输出例如可以为基于角度输出的值发出的警报。此外或可替代地，通信输出适于帮助操作者沿竖直轴排列测量信号[该列举是非穷举的]。
[0026]此外或可替代地，雷达物位计布置包括用于接收和/或存储至少一个预定阈值的部件，在将角度输出传送至呈现装置之前，所述第二电路适于接收角度输出、将所述角度输出与至少一个预定阈值进行比较以及将与比较结果对应的角度输出传送至呈现装置。
[0027]该阈值可以为与表面法线的预定角度差(例如I度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度或50度)或包括所列举的角度差中的I个、2个、3个或更多个的区间。即，第一轴与表面法线偏离预定角度或位于预定区间内。
[0028]阈值还可以为两个不同倾斜度输出之间的预定角度差，或第一轴的旋转角速度，即检测到第一轴在移动。预定角度差例如可以为0.5度、I度、2度、3度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度或50度；或包括所列举的角度差中的I个、2个、3个或更多个的区间。
[0029]更具体地，在第一轴仅略微偏离表面法线时(即角度差为例如3度、5度或7度时)，可能发生误读。因此，可能有利的是检测并作用于小的未对准，即在角度差超过例如3度、5度或7度时生成通信输出。另外，罐盖打开越多，则越多的辐射将泄漏到罐外部的环境中。因此，可能有利的是检测并作用于在5?45度、10?40度、20?35度或5?30度范围内的与表面法线的角度差。
[0030]在例如罐盖的倾斜度超过了给定范围情况下中断测量信号的发射可以是有利的，因为这例如降低了在罐盖移位的情况下误读的风险。这还可以是有利的，因为这例如降低了违反电信许可的风险。在罐盖打开时中断信号发射降低了 RLG跟踪伪回波的风险。
[0031]根据一个示例，系统容忍由于例如热膨胀或周围环境的移动而导致的罐盖的移动，并且在这些情形下不采取任何动作。这例如可以通过选择足够高的阈值级别或通过包含超过阈值的时间量和/或频率来实施[这仅是许多其它可能的实现中的一个示例]。
[0032]RLG系统或RLG布置可以包括表面选择逻辑元件。这通常是最有利的，但是如果罐盖打开而不关闭信号发射，则RLG可能跟踪罐外部的表面并且在罐盖关闭后继续跟踪该表面。在这种情况下，系统或布置在可以再次实现填充物位的正确测量之前通常需要重置。因此，根据一个示例，将角度输出传送至所述第二电路并且基于该角度输出的值来进行测量的重置。换言之，如果角度输出表示例如所述第一方向与竖直轴之间的角度差大于例如5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度或45度，则可以重置测量过程或可以发起或采取本文中描述的任何其它动作。此外或可替代地，如以上所解释的，还可以使用与第一轴的角速度关联的阈值。
[0033]在例如罐盖的倾斜度超出给定范围的情况下触发或激活警报是有利的，因为这使得监视系统或布置的人能够将罐盖再次推回适当的位置。换言之，在罐盖移位使得不再能信赖读数的情况下，可以触发警报和/或可以关闭测量信号。
[0034]在需要时可以选择一个或更多个阈值。根据一个非限制性示例，选择第一阈值和第二阈值，其中与所述第二阈值相比，所述第一阈值对应于罐盖的较小的移位或倾斜度；通常与罐盖的预定闭合位置相比较来确定罐盖的移位或倾斜度，然而罐盖的其它位同样可以作为参考位置。根据一个非限制性示例，在罐盖具有大于所述第一阈值的倾斜度时触发第一警报，并且在所述罐盖具有大于所述第二阈值的倾斜度时中断测量信号的发射。此外或可替代地，可以存在第三阈值和第四阈值甚至更多的阈值，每个阈值对应于罐盖的不同倾斜度并对应于应当触发的动作。更具体地，可以在每个阈值处触发一个或数个动作；和/或两个阈值(例如所述第一阈值和所述第二阈值)可以对应于罐盖的完全相同的倾斜度。另夕卜，可以选择阈值使得其对应于罐盖的如下倾斜度，该倾斜度小于罐盖打开时的罐盖的倾斜度。
[0035]可替代地或附加地，雷达物位计布置被设置成基于与至少一个阈值的比较结果触发动作是有利的，因为这可以避免雷达物位计跟踪伪回波。更具体地，可以设置该系统或布置使得在罐盖打开时自动中断测量信号的发射，从而使得雷达物位计例如不跟踪伪回波和/或不将辐射泄漏至罐外部。可选地，在例如罐盖闭合并返回适当位置时可以再次自动启动测量信号的发射。
[0036]可替代地或附加地，雷达物位计布置被设置成基于与表示罐盖的倾斜度的至少一个阈值的比较来启动动作可以是有利的，因为这可以使得在罐盖打开和/或打开超过预定时间区间的情况下激活警报。这例如可能在用于将罐盖保持在适当位置的锁定机构发生故障或在某人在维护或检查之后忘记锁罐盖的情况下发生。因此，可以在罐盖打开时或在预定时间区间之后立即或同时触发警报。可选地，当例如罐盖闭合并返回其适当位置时，停用警报和/或可以再次自动启动测量信号的发射。优选地，存在使得能够在维护或检查期间临时关闭警报的激活的功能。可选地，存在如下功能:该功能例如在这样的临时关闭之后预定时间检查到罐盖已适当地闭合以及是否未激活警报。
[0037]换言之，在天线没有指向物品表面时(例如，在罐盖打开进行服务或对罐成分进行采样时)，来自倾斜度传感器的输出可以用于触发警报或自动关闭微波能。因此，可以消除或至少基本上降低将微波发射至罐外部的风险。
[0038]此外，来自倾斜度传感器的输出可以用于定期地检查发射器是否设置在期望或适当的位置，并且如果发射器没有设置在期望或适当的位置，则例如触发警报、校正测量值和/或将天线转向适当的位置。
[0039]可选地，RLG可以包括用于输入用以调节阈值的数据的数据输入部件。换言之，操作者例如可以输入安装现场处的阈值级别，从而提供适合安装了 RLG的罐的阈值。如果需要，操作者还可以在几天、几月或几年之后调节阈值。
[0040]根据一个非限制性示例，雷达物位计布置包括连接至所述第二处理电路的呈现装置，该呈现装置适于接收所述角度输出并生成用于向通信输出的接收器传送关于角度差的信息的通信输出。呈现装置可以附接或可以不附接至用于所述发射器和所述倾斜度传感器的壳体。
[0041]呈现装置在所述系统外部传送通信输出等同于在RLG系统或RLG布置的壳体外部可接收通信输出。在壳体外部可接收通信输出意味着位于壳体外部的装置或操作者例如可以视觉地、听觉地、触觉地(通常为操作者)或借助于线缆/电缆或无线地(通常为装置)来接收通信输出。
[0042]通信输出可以包括关于RLG系统的状态信息，该状态信息要由外部装置(例如手持装置、便携式装置)或控制室[该列举是非穷举的]来接收。可以通过任何通信部件(例如经由电缆或无线地)将该状态信息提供至装置。该状态信息可以包括一个或更多个部分，其中每个部分可以表示例如:
[0043]-RLG系统的给定特性的值，和/或
[0044]-RLG系统的给定特性的值超过或低于和/或等于预定值，和/或
[0045]-RLG系统的给定特性的值位于或没有位于预定范围内。
[0046]RLG系统的给定特性可以为任何特性，例如:
[0047]-第一轴与表面法线之间的角度差，
[0048]-罐盖移动的角速度，
[0049]-例如罐盖打开的时间量，或关于一些其它事件记录的时间量，
[0050]-系统正确地工作等，
[0051]-等等。
[0052][该列举是非穷举的]
[0053]状态信息可以包括具有相同类型信息的一个或更多个部分，即可以存在例如表示角度差超过预定阈值的两个部分，其中，每个部分与不同(或相同)的阈值关联。
[0054]换言之，状态信息的一部分可以表示满足警报条件(例如角度差超过预定值)，而另一部分可以表示应当中断警报；直至过去了预定时间(例如20至30分钟)为止其它部件激活并指示可以发出警报。这可以是以下情况:例如在罐盖打开并且警报延迟了 20?30分钟的情况下，如果在该时间内罐盖再次闭合，则不发出警报。针对该动作或其它动作，可以更迅速或甚至进一步延迟地启动警报。
[0055]RLG包括呈现装置是有利地，因为这可以用于传送以上讨论的警报。呈现装置还可以用于提供关于雷达发射器的定向和/或第一轴的定向的具体信息。这样的信息的接收器可以是操作者或另外的装置。更具体地，在安装或校准雷达物位计布置时，可以使用来自倾斜度传感器的输出帮助操作者。在安装时，可以向进行安装的人呈现倾斜度传感器的读数。这将帮助他/她将天线束排列在期望的位置(例如通常是竖直的)。呈现可以以RLG上的内置显示的形式被发送至呈现装置(例如移动电话或平板计算机)。还可以将指示灯或蜂鸣器/扬声器集成到RLG中以向安装者给出反馈。
[0056]此外，如果RLG安装有电可调天线(相控阵或相似物)，则可以由RLG中的处理器使用来自倾斜度传感器的输出来自动补偿天线的非理想安装。可以通过自动定向或将天线转向至适当的位置来执行该补偿。
[0057]更具体地，所述呈现装置可以包括显示器、扬声器和电磁辐射发送器[该列举是非穷举的]中的至少一个。所述电磁辐射发送器可以经由使能例如短距离通信的任何协议和任何装置例如蓝牙和/或IR信号来通信，和/或经由移动电话(使能长距离通信和近场通信)来通信。
[0058]根据一个非限制性示例，向呈现装置不断地提供关于角度差的信息。可替代地或附加地，在预定情况下向呈现装置提供关于角度差的信息。此外，呈现装置可以向接收器连续呈现信息和/或仅在预定情况下向接收器呈现信息。这些预定情况例如为:在角度差超过和/或低于预定阈值时；和/或角度差在预定区间内时；和/或由于例如一些其它参数达到或降低至低于预定值时发生的情况[该列举是非穷举的]。
[0059]根据一个非限制性示例，第一处理电路适于接收角度输出并且基于角度输出调节所确定的填充物位。换言之，如果发射器具有非竖直定向并且这导致罐的填充物位的误计算，则可以使用来自倾斜度传感器的输出来校正所计算的填充物位。换言之，可以使用倾斜度输出校正所确定的距离，从而例如补偿雷达束的方向偏离待测量的表面的法线时更长的行进路径。
[0060]根据一个非限制性示例，所述第一处理电路和所述第二处理电路集成在一个共同电路中。
[0061]根据一个非限制性示例，RLG包括用于在罐中引导测量信号的波导结构，更具体地，波导结构用于朝向罐中的表面引导测量信号及用于引导回波信号离开所述表面。
[0062]总之，提供了一种用于确定罐中的填充物料的填充物位的雷达物位计布置，该布置安装在罐的罐盖上和/或安装在适于安装在罐的罐盖上的支撑件上。该布置包括:发射器，用于至少沿第一轴发射用于测量信号以确定罐的填充物位；倾斜度传感器，用于生成与所述传感器相对于至少轴或平面的倾斜度对应的倾斜度输出；第二处理电路，适于接收所述倾斜度输出并基于所述倾斜度输出生成根据第一轴与预定轴和预定平面中的至少一个之间的角度差的角度输出。根据一个示例性实施方式，给出相对于至少一个预定轴(例如水平轴和/或竖直轴)的角度差。然而，所述至少一个预定轴可以为任何数目的轴的集合，其中每个轴沿任意方向指向。此外或可替代地，给出相对于至少一个预定平面(例如水平平面和/或竖直平面)的角度差。然而，至少一个预定平面可以为任何数目的平面的集合，其中每个平面可以具有任何定向(即每个平面的法线可以沿任意方向指向)。

【附图说明】

[0063]为了示例性目的，以下将参照在附图中示出的本实用新型的实施方式更详细地描述本实用新型，在附图中:
[0064]图1是包括设置有雷达物位计布置的容器的侧视图以及根据一种实施方式的雷达物位计布置的示意图的示意图；
[0065]图2是部分地示出了容器的内部的示意性立体图；
[0066]图3a是雷达物位计布置的示意性立体图；
[0067]图3b是另一种雷达物位计布置的示意性立体图；
[0068]图3c是倾斜度输出和角度输出的格式的示意性示例；
[0069]图4是包括设置有雷达物位计布置的容器的立体侧视图、包括容器壁的部分切割视图的不意图；
[0070]图5a是RLG和静水井的示意性局部图；
[0071]图5b和图5c是包括RLG附接至的罐盖的罐的局部侧视图；以及
[0072]图6示意性地示出了用于雷达物位计系统的方法。
[0073]在附图中，除非特别指出，相同的附图标记表示相同或功能上相似的部件。

【具体实施方式】
[0074]图1示意性地示出了可以有利地结合本实用新型的雷达物位计系统I或雷达物位计布置I。系统或布置I被设置为执行罐中的填充物位(即罐5中的两种物料3、4之间的界面2的物位)的测量。通常，第一物料3是存储在罐中的液体(例如汽油或液化气)，而第二物料4是空气、蒸汽或惰性气体。罐可以是静止的或设置在移动交通工具(例如油轮)上。
[0075]在示例性实施方式中，图1中的系统或布置包括用于发射和接收雷达信号并对所接收的信号进行处理以确定罐中的物位的电子单元，诸如由处理器11控制的用以通过信号引导介质12向罐5发射电磁信号的收发器10。这些部件设置在壳体13中。系统或布置可以使用脉冲式或连续发射的辐射。在使用脉冲式信号的情况下，信号可以是长度为约2ns或更短、频率为MHz量级、平均功率级为nW或μ w范围的DC脉冲。可替代地，在GHz频率的载波上调制这些脉冲。信号引导介质12可以为任何波导结构，诸如中空的波导装置或同轴线缆。收发器还可以直接连接至罐中的连接件，在该情况下信号引导介质12简单地包括收发器的连接端子。如果需要的话，罐设置有密封件，该密封件被设置成允许电磁信号通过罐5的壁同时保持气体密封以防止罐成分逸出罐。在罐5内部，沿第一方向A朝向表面2发射电磁信号。在所不情形下，由作为收发器的一部分的发射器(未不出，然而在图5a至5c中示出)发射信号，并且发射信号被波导结构(例如静水井14)引导。可替代地，信号可以由雷达天线发射并通过罐介质自由传播。
[0076]在以上讨论的实施方式中，经由与物品连通的静水井14发射微波。然而，本实用新型也可仅用于利用自由传播波束的雷达物位计，本实用新型可以用于监视物品表面的物位的任何类型的物位计量。
[0077]在表面2处反射之后，电磁信号可以通过静水井14再次引导返回收发器10，在收发器10处，在通过处理电路(例如处理器11)控制的处理中对电磁信号进行采样和数字化。处理器设置有用于对信号进行分析以确定罐中的填充物位(即表面2的物位)的软件。处理器11优选地为基于微处理器的电路，其适于接收以上讨论的输入信号并提供表示物料3的物位的信号或信息作为输出。信号处理器11所实施的功能和算法本身是现有技术已知的，在本申请中将不进一步讨论，其中，所述功能和算法中的一些可以以硬件实现并且一些可以以软件实现。
[0078]如在图2中示意性示出地，雷达物位计布置I可以设置在罐5的罐盖20上，或如图3a示意性示出地，雷达物位计布置I可以设置在附接至罐5的罐盖20的支撑件100上。通过提供关于罐盖位置的信息，可以获得物位测量的改进的控制。通过连续监测罐盖的位置，通过利用倾斜度传感器的输出，可以获得RLG的测量的更好的精度。在罐盖定向在预定区间之外时可以忽略进行的测量和/或可以临时关闭测量信号的发射。可替代地或附加地，在罐盖定位于预定区间之外时，可以激活警报。换言之，RLG布置可以用于监测或验证罐盖是否位于正确位置。
[0079]更具体地，发射器101或收发器10附接至罐盖或支撑件100，并且适于至少沿第一轴(A)发射测量信号以确定罐5的填充物位。此外，存在倾斜度传感器120，其附接至罐盖或支撑件100，并且适于生成与所述传感器120相对于水平轴、竖直轴、水平平面和竖直平面中的至少一个的倾斜度相对应的倾斜度输出121。水平平面通常与罐中的两种物料之间的界面2重合，因此竖直轴通常与所述界面的表面法线重合。处理器或第二处理电路11适于接收所述倾斜度输出121，并基于所述倾斜度输出生成作为第一轴与预定轴和预定平面中的至少一个之间的角度差的函数的角度输出111。
[0080]如图3b示意性示出地，支撑件100可以具有除平面以外的其它构造，与发射器101所附接的表面100”相比，倾斜度传感器120所附接的表面100’可以具有不同的定向。然而，两个表面100’和100”优选地相对于彼此固定，使得可以将倾斜度传感器的读数转换为发射器的定向。换言之，两个表面100’和100” 一起构成所述倾斜度传感器120和所述发射器101所附接的支撑件。如图3b所示，可以使用一个参考坐标系(x，y，z)给出所述倾斜度传感器的输出，该输出然后被转换成用于角度输出的另一个参考坐标系(X，Y，Z)，其中所述轴Χ、Υ、Ζ中之一优选地与所述第一轴A重合。在其上设置有发射器和倾斜度传感器的表面100’、100”如图3a所示重合时，所述参考坐标系也可以重合或刚好相对于彼此平移。
[0081]如图3c所示，倾斜度传感器120的倾斜度输出121可以给出为围绕三个笛卡尔轴(αχ, a y, α ζ)中的每一个的旋转，以及可选地，可以省略所述轴中的一个或两个。类似地，由第二处理电路生成的角度输出111也可以给出为围绕三个笛卡尔轴(Φχ，Φγ, Φζ)中的每一个的旋转，以及可选地，可以省略所述轴中的一个或两个。如上描述的，设置角度信息的其它替代方案是同样可信的。换言之，倾斜度输出和/或角度输出优选地基于具有I个、2个或3个元素的矢量。
[0082]图4示意性示出了设置在包括浮顶的罐内的RLG布置或RLG系统的波导结构14。图5a至图5c示意性地更详细示出了图4中的RLG布置或RLG系统。图5a示意性地示出了罐盖20的特写，包括锁定机构52和所述罐盖绕其可旋转的铰链51。发射器101设置在波导结构14的一端并沿第一轴A发射辐射，根据该示例的波导结构是包括设置在管道的两个相对侧的两行通孔的延长的管道。发射器101附接至罐盖的、在罐盖关闭时面向罐的内部的一侧。根据本示例，倾斜度仪从外部不可见，而是设置在壳体13内部。该壳体还可以容置例如处理器11、控制器17、存储器15、数据接口 16以及呈现装置19。图5b和图5c分别示意性地示出了处于闭合状态和打开状态的罐盖。在图5c中，锁定机构的第一部分52a附接至罐，锁定机构的第二部分52b附接至罐盖。锁定机构的第一部分和第二部分被设置成彼此固定地啮合。
[0083]图6示意性地示出了用于附接至罐的罐盖的雷达物位计系统的方法，该方法包括以下步骤:
[0084]-例如使用发射器101至少沿第一轴发射201测量信号以测量距罐中的表面的距离，
[0085]-例如使用接收器102接收202回波信号，所述回波信号对应于在第一轴A与罐5中的表面2的法线平行时距所述表面的距离，
[0086]-例如使用第一处理电路103基于所接收的回波信号来确定203罐的填充物位，
[0087]-例如使用倾斜度传感器120生成220与第一轴A的倾斜度相对应的倾斜度输出121，
[0088]-在第一轴A与表面的法线之间存在角度差时，例如使用第二电路104基于倾斜度输出生成204角度输出111，
[0089]所述方法还包括以下步骤中的至少一个:
[0090]-例如使用呈现装置19在所述系统外部传送205关于角度差的信息，以及
[0091]-基于角度输出启动206影响用于确定罐的填充物位的步骤的动作。
[0092]现在返回图1，系统或布置还可以包括用于保存至少一个阈值并且连接至处理器或控制器17且可由处理器或控制器17访问的存储部件(诸如存储器15)。存储器内容可以为可调节或可更换的以使得能够修改阈值。存储器例如可以为传统的RAM、闪存存储器等。优选地，使用非易失性存储器。系统或布置还可以包括用于输入用以替换或调节存储器15中的阈值的数据的输入部件。该数据输入部件可以为要连接至外部控制单元的数据输入接口 16或便携式装置(例如手持计算机)。可替代地，数据输入部件可以包括静止输入装备(例如键盘、触摸屏等)。输入部件还可以适于使能输入数据的授权和/或认证控制。可以由处理器11执行并管理这样的授权/认证控制。例如，输入部件可以请求密码或类似的认证令牌以允许修改所存储的阈值数据。
[0093]此外，系统或布置可以包括控制器17，控制器17适于接收角度输出111并且将所述角度输出111与阈值进行比较，以及基于所述比较的结果启动活动，例如激活警报和/或中断测量信号的发射。
[0094]换言之，如果确定罐盖已经移位，则可以激活警报和/或可以中断测量信号的发射。阈值还可以被选择为使得在罐盖打开时激活警报和/或中断测量信号的发射。可选地，阈值还可以被选择为使得在罐盖打开长于预定时间时激活警报。
[0095]系统或布置还可以包括呈现布置19，呈现布置19连接至所述第二处理电路11并且适于接收所述角度输出111并生成向通信输出的接收器20传送关于角度差的信息的通信输出。
[0096]换言之，可以将关于罐盖的定向的信息发送至呈现装置，以向接收器通知罐盖的定向。呈现装置例如可以为显示器、扬声器或灯，接收器可以为装置或操作者[该列举是非穷举的]。
[0097]经由呈现装置传送的信息例如可以用于连续监测罐盖的定向和/或用于帮助人找到天线束的正确定向。在后一种情况下，可以根据与给定轴或平面的偏离给出信息，该信息可以连续并瞬时地给予操作者使得在已经给予了罐盖和/或RLG正确定向时通知操作者。此外，例如还可以由电子控制部件使用关于罐盖的定向的信息，来自动(即非手动)地给出罐盖和/或RLG期望的定向。在期望RLG和/或罐盖的自动调节时，由控制装置接收根据倾斜度输出和/或角度输出的值，该控制装置基于角度输出与至少一个阈值的比较的结果来调节RLG和/或罐盖。可选地，在完成了自动调节时，这可以通过检查当前的倾斜度输出和/或当前的角度输出来进行验证。
[0098]此外，针对装备有电可调天线的RLG，可以由RLG中的处理器使用倾斜度仪来自动补偿天线的非理想安装。换言之，在基于反射信号生成了物位测量时，可以使用该值来调节天线指向的方向。
[0099]现在已经描述了本实用新型的【具体实施方式】。然而，对本领域的技术人员明显的是，若干个替代方案是可能的。例如，本领域的技术人员容易理解，可以使用许多不同部件来执行雷达物位计系统或雷达物位计布置的各种功能，并且可以使用处理电路以及一个部件来执行雷达物位计系统/布置以及处理电路的两个或更多个不同功能。此外，如以上概述的，可以在系统/布置内使用许多不同类型的阈值，系统/布置可以使用脉冲式或连续发射的测量信号等。必然认为这样的和其它明显的修改落在由所附权利要求限定的本实用新型的范围内。此外，RLG布置在除了以上描述的应用之外的其它应用中也有用，例如在RLG布置安装在其它可移动的对象上时，只要所述应用提供用于在发射器不足够向下导向时检测RLG的倾斜度并且关闭信号发射的装置即可，这样的功能可能需要满足电信许可授权以避免将微波发射至金属罐外部。
【权利要求】
1.一种用于安装在罐(5)的罐盖(20)上的雷达物位计系统(1)，包括: -壳体(13)，适于附接至罐的罐盖， -设置在所述壳体内部的支撑件(100)， -设置在所述壳体内部的发射器(120)，所述发射器附接至所述支撑件并且适于至少沿第一轴(A)发射测量信号以测量距罐中的表面(2)的距离， -设置在所述壳体内部的接收器(102)，所述接收器适于接收回波信号，所述回波信号与所述第一轴和所述罐中的所述表面的法线平行时距所述表面的距离相对应， -设置在所述壳体内部的第一处理电路(101)，所述第一处理电路适于接收所述回波信号并且基于所述回波信号确定所述罐的填充物位， -设置在所述壳体内部的倾斜度传感器(120)，所述倾斜度传感器附接至所述支撑件并且适于生成与所述倾斜度传感器相对于所述表面的法线的倾斜度相对应的倾斜度输出(121)， -设置在所述壳体内部的第二处理电路(103)，所述第二处理电路适于接收所述倾斜度输出，并且在所述第一轴与所述表面的法线之间存在角度差时基于所述倾斜度输出生成角度输出(111)， 所述雷达物位计系统还包括以下部件中的至少一个: -呈现装置(19)，所述呈现装置(19)适于接收来自所述第二处理电路的所述角度输出并且生成在所述雷达物位计系统外部传送关于所述角度差的信息的通信输出(141)，以及 -通信路径(105)，所述通信路径(105)设置在所述壳体内部，电连接所述第一处理电路与所述第二处理电路，并且适于接收来自所述第二处理电路的所述角度输出并且向所述第一处理电路传送所述角度输出(111)。2.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述倾斜度输出(121)是基于具有第一数量的元素的矢量的，其中，所述元素的第一数量为1、2或3。3.根据前述权利要求中任一项所述的雷达物位计系统，其中，所述第二处理电路还适于将所述倾斜度输出与至少一个预定阈值进行比较，并且基于所述倾斜度输出与所述至少一个阈值的比较的结果来生成所述角度输出，以及其中，所述呈现装置还适于基于所述角度输出发出警报(141)。4.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述呈现装置(19)包括显示器、扬声器和电磁辐射发送器中的至少一个。5.根据权利要求3所述的雷达物位计系统，还包括用于输入用以调节所述阈值的数据的数据输入部件(16)。6.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述第一处理电路适于基于所述角度输出启动动作，所述动作为以下动作中的至少一个:中断所述测量信号的发射；重置距所述罐中的表面的距离的测量；以及调节所确定的罐中的填充物位的值。7.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述第一处理电路(103)和所述第二处理电路(104)集成在一个共同电路中。8.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，还包括用于在所述罐中引导所述测量信号的波导结构(14)。9.一种雷达物位计布置(I)，包括: -壳体(13)，附接至罐(5)的罐盖(20)， -设置在所述壳体内部的发射器(101)，所述发射器(101)附接至支撑件(100)并适于至少沿第一轴(A)发射测量信号以测量距罐中的表面(2)的距离， -设置在所述壳体内部的接收器，所述接收器适于接收回波信号，所述回波信号与所述第一轴与所述罐中的表面的法线平行时距所述表面的距离相对应， -设置在所述壳体内部的第一处理电路(103)，所述第一处理电路适于接收所述回波信号并基于所述回波信号确定所述罐的填充物位， -设置在所述壳体内部的倾斜度传感器(120)，所述倾斜度传感器附接至所述支撑件并适于生成与所述倾斜度传感器相对于所述表面的法线的倾斜度相对应的倾斜度输出，-设置在所述壳体内部的第二处理电路(104)，所述第二处理电路适于接收所述倾斜度输出，并且适于在所述第一轴与所述表面的法线之间存在角度差时基于所述倾斜度输出生成角度输出， 所述雷达物位计布置还包括以下部件中的至少一个: -呈现装置(19)，所述呈现装置(19)适于接收来自所述第二处理电路的所述角度输出并且生成在所述雷达物位计布置外部传送关于所述角度差的信息的通信输出，以及 -通信路径(105)，所述通信路径(105)设置在所述壳体内部，电连接所述第一处理电路与所述第二处理电路，以及适于接收来自所述第二处理电路的所述角度输出并且向所述第一处理电路传送所述角度输出。
【文档编号】G01F23-284GK204286543SQ201420555988
【发明者】米卡埃尔·克列曼 [申请人]罗斯蒙特储罐雷达股份公司