本发明涉及脉冲雷达料位计系统和确定储罐中的物品的填充料位的方法。
背景技术
雷达料位计(rlg)系统广泛用于确定储罐中的填充料位。通常借助于非接触式测量或借助于通常被称为导波雷达(gwr)的接触式测量来执行雷达料位计量，其中，借助于非接触式测量时，向储罐中的物品辐射电磁信号，借助于接触式测量时，通过用作波导的探针向物品导引电磁信号并且将电磁信号导引到物品中。通常，探针被布置成从储罐的顶部向储罐的底部竖直地延伸。
电磁发射信号由收发器生成并向储罐中的物品的表面传播，并且该收发器接收因发射信号在表面处的反射而产生的电磁反射信号。
基于发射信号和反射信号，可以确定距物品的表面的距离。
如今市场上的大多数雷达料位计系统是基于脉冲的发射与该脉冲在物品的表面处的反射的接收之间的时间差来确定距储罐中的物品的表面的距离的所谓的脉冲雷达料位计系统，或者是基于发射的频率调制的信号与该频率调制的信号在表面处的反射之间的频率差来确定距表面的距离的系统。后一种系统的类型通常称为fmcw(频率调制的连续波)型。
对于脉冲雷达料位计系统，通常使用时间扩展技术来求解飞行时间。
在这样的脉冲雷达料位计系统中，向储罐中的物品的表面传播具有第一脉冲重复频率的第一脉冲串形式的发射信号，并且接收因在表面处的反射而产生的表面反射信号。
还生成以下参考信号：该参考信号为具有第二脉冲重复频率的第二脉冲串的形式，第二脉冲重复频率被控制成与第一脉冲重复频率相差给定的频率差。
在测量操作开始时，使发射信号和参考信号同步，以使其具有相同的相位。由于脉冲重复频率不同，在测量操作期间，发射信号与参考信号之间的相位差会逐渐增加。
在测量操作期间，使表面反射信号与参考信号相关，以基于表面反射信号与参考信号之间的时间相关来形成测量信号。基于该测量信号，可以确定填充料位。
在大多数现有的脉冲雷达料位计系统中，以所谓的直流脉冲的形式提供发射信号，该直流脉冲可能呈现0ghz至约1ghz的频谱并且大部分发射功率接近0ghz。因此，这样的直流脉冲的相对带宽可能远超过200％，这需要收发器(通常在储罐的外部)与传播设备(通常在储罐的内部)之间的宽带耦合。
然而，用于这样的宽带耦合的设计选择是有限的，使得各种感兴趣的和其他有利的耦合配置被排除。
因此，会期望提供允许使用收发器与传播设备之间的较窄带耦合的雷达料位计系统。
技术实现要素：
鉴于上述，本发明的一般目的是提供一种改进的雷达料位计系统，特别地，该雷达料位计系统允许使用收发器与传播设备之间的较窄带耦合。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定储罐中的物品的填充料位的雷达料位计系统，该雷达料位计系统包括：脉冲生成电路系统，该脉冲生成电路系统用于生成电磁发射信号和电磁参考信号，其中，电磁发射信号为具有第一脉冲重复频率的第一脉冲串的形式，第一脉冲串由基本相同的发射脉冲的时序形成，发射脉冲的时序中的每个发射脉冲均呈现完整周期波形，电磁参考信号为具有第二脉冲重复频率的第二脉冲串的形式，第二脉冲重复频率与第一脉冲重复频率相差预定的频率差，第二脉冲串由基本相同的参考脉冲的时序形成，参考脉冲的时序中的每个参考脉冲均呈现半周期波形；传播设备，该传播设备连接至脉冲生成电路系统，并且被布置成向储罐中的物品的表面传播发射信号并且返回因发射信号在表面处的反射而产生的表面反射信号；测量电路系统，该测量电路系统连接至传播设备和脉冲生成电路系统，用于基于表面反射信号与参考信号之间的时间相关来形成测量信号；以及处理电路系统，该处理电路系统连接至测量电路系统，用于基于测量信号来确定填充料位。
储罐可以是能够容纳物品的任何容器或器皿，并且可以是金属的，或者部分地或完全地是非金属的，开口的、半开口的或者封闭的。此外，储罐中的物品的填充料位可以通过使用向储罐内部的物品传播发射信号的信号传播设备来直接确定，或者通过使用被布置在所谓的室的内部的传播设备来间接确定，其中所谓的室位于储罐的外部，但是以这样一种方式与储罐的内部流体连接，使得该室中的料位与储罐内部的料位对应。
脉冲生成电路系统可以包括至少一个压控振荡器电路，该压控振荡器电路可以包括晶体振荡器。可替选地，或者另外地，脉冲生成电路系统可以包括由如下电子电路系统形成的至少一个谐振器元件：该电子电路系统包括具有电感特性的部分和具有电容特性的部分。
应当注意，包含在处理电路系统中的任何一个装置或者若干装置可以被提供为独立的物理部件、单个部件中的独立硬件模块或者由一个或者若干微处理器执行的软件中任何一个。
例如，“测量电路系统”可以包括混频器，并且可以通过以下操作来形成测量信号：使参考信号与表面反射信号混频，使得每当参考脉冲通过针对表面反射信号的时域时，生成指示时间相关的信号。对本领域的技术人员来说会明显的是，测量电路系统原则上可以包括能够使两个信号时间相关的任何电路系统。例如，根据时间扩展示波器，各种类型的这样的电路系统是公知的。
在本申请的上下文中，“每个发射脉冲均呈现“完整周期波形””应该被理解为表示每个发射脉冲均呈现具有波峰和波谷的波形形状。
类似地，在本申请的上下文中，呈现“半周期波形”的每个参考脉冲应该被理解为呈现仅具有波峰和波谷中之一的波形形状。
填充料位确定可以另外基于上述预定频率差。
在传播设备为探针的实施方式中，应该理解的是，探针是被设计用于导引电磁信号的波导。探针可以是刚性的或柔性的，并且有利地可以由金属(例如不锈钢)制成。
本发明是基于以下认识的：可以通过将发射脉冲提供为完整周期波形脉冲，而将参考脉冲提供为半周期波形脉冲，来实现期望的较窄相对带宽。
本发明人已经进一步认识到，提供期望的较窄相对带宽的脉冲雷达料位计系统的实施方式可以通过简单修改使用所谓的直流脉冲的现有的脉冲雷达料位计系统来实现。
根据本发明的各种实施方式，发射脉冲的时序中的每个发射脉冲的脉冲宽度可以至少是参考脉冲的时序中的每个参考脉冲的脉冲宽度的大约两倍。在这些实施方式中，可以简化表面反射信号与参考信号的时间相关。
此外，上述半周期波形可以有利地与上述完整周期波形的一半基本相同。
换句话说，参考脉冲可以与发射脉冲的一半基本相同。
此外，发射脉冲的时序中的每个发射脉冲均可以是正弦的；并且参考脉冲的时序中的每个参考脉冲均可以是正弦的。
相比于比方波脉冲，正弦脉冲一般需要更窄的带宽，这对于本发明的实施方式会是有利的。
应当理解，术语“正弦的”并不限于简单的正弦波，而是更广泛地表示可以通过将有限数目的具有不同频率的正弦波进行叠加而形成的平滑波形。
此外，在根据本发明的雷达料位计系统的各种实施方式中，脉冲生成电路系统可以包括：第一脉冲发生器，该第一脉冲发生器用于生成中间信号，该中间信号为具有第一脉冲重复频率的中间脉冲串的形式，中间脉冲串由基本相同的中间脉冲的时序形成，中间脉冲的时序中的每个中间脉冲均呈现半周期波形；以及波形转换器，该波形转换器连接至第一脉冲发生器，用于接收中间脉冲的时序并且提供发射脉冲的时序。
通过雷达料位计系统的这种配置，能够以非常有限的干预来修改现有的脉冲雷达料位计系统的布局以实现较窄的带宽。例如，可以通过添加上述波形转换器来修改用于生成直流脉冲的现有脉冲生成电路系统，以将半周期波形的直流脉冲转换为呈现小得多的相对带宽的完整周期波形的脉冲。
在实施方式中，上述波形转换器可以包括微分器电路系统，该微分器电路系统用于对中间半周期波形信号进行微分(形成中间半周期波形信号的时间导数)。
微分器电路系统可以包括有源微分器或者无源微分器。
在微分器电路系统的最简单而仍然被估计会呈现足够性能的形式中，可能与一个或几个另外的无源器件组合地，以串联连接在第一脉冲发生器与传播设备之间的耦合电容器的形式来设置微分器电路系统。众所周知，可以包括几个额外的电路元件，以改善脉冲形成电路的结果。作为分立无源电路元件的替代物或补充物，可以使用诸如传输线的分布元件。
在根据本发明的雷达料位计系统的其他实施方式中，波形转换器可以包括：延迟电路系统，该延迟电路系统连接至第一脉冲发生器，用于提供具有第一延迟的第一中间信号和具有第二延迟的第二中间信号，其中，第二延迟不同于第一延迟；以及差分放大器，该差分放大器连接至延迟电路系统，以接收第一中间信号和第二中间信号，并且提供作为第一中间信号与第二中间信号之间的差异信号的发射信号。
延迟电路系统可以包括连接至脉冲发生器的输出的具有不同延迟的并联支路。延迟中之一基本为零(由简单的导体组成，例如电路板迹线)。
在根据本发明的雷达料位计系统的各种实施方式中，脉冲生成电路系统还可以包括：第二脉冲发生器，该第二脉冲发生器用于生成参考信号；以及定时电路系统，该定时电路系统用于控制第一脉冲发生器和第二脉冲发生器，以提供预定的频率差。
在其他实施方式中，雷达料位计系统可以包括：单个脉冲发生器，该单个脉冲发生器用于生成发射脉冲(中间脉冲)和参考脉冲；以及可控延迟电路，该可控延迟电路用于可控地使发射信号(中间信号)和参考信号中至少之一延迟。
此外，上述测量电路系统可以包括相关电路系统，该相关电路系统用于使表面反射信号与参考信号时间相关，以形成相关信号，测量信号是基于该相关信号的。
这样的相关电路系统的一个示例是采样电路系统，该采样电路系统用于在由参考脉冲的定时确定的采样时间处对表面反射信号进行采样。例如，参考脉冲可以用于触发采样电路系统。
在实施方式中，测量电路系统还可以包括积分电路系统，该积分电路系统用于对相关信号进行积分，以形成测量信号。
对相关信号进行积分可以使得能够使用与现有脉冲雷达料位计系统中的测量信号处理相同类型的测量信号处理。此外，预期积分会移除噪声，尤其是短噪声“尖峰(spike)”。
此外，在各种实施方式中，根据本发明的雷达料位计系统还可以包括非导电的信号耦合装置，该非导电的信号耦合装置连接在传播设备与脉冲生成电路系统和测量电路系统之间。
例如，非导电的信号耦合装置可以包括无功信号耦合(reactivesignalcoupling)，用于将来自收发器的发射信号耦合至传播设备(通常是探针)。无功信号耦合可以使用电感和/电容耦合。
对于所谓的导波雷达料位计系统(包括探针)，这样的非导电的信号耦合的设置可以使得探针能够通过与金属储罐结构的直接导电连接来接地。继而，这提供了探针至储罐的非常鲁棒的附接，并且还显著提高了雷达料位计系统对电流尖峰(例如由于闪电而引起的尖峰)的耐受性(tolerance)。us2009/0085794中描述了可能合适的非导电的信号耦合配置的示例，其全部内容通过引用并入到本文中。
根据本发明的第二方面，提供了一种使用雷达料位计系统来确定储罐中的物品的填充料位的方法，该雷达料位计系统包括：脉冲生成电路系统、传播设备、测量电路系统以及处理电路系统，该方法包括以下步骤：通过脉冲生成电路系统生成电磁发射信号，该电磁发射信号为具有第一脉冲重复频率的第一脉冲串的形式，第一脉冲串由基本相同的发射脉冲的时序形成，发射脉冲的时序中的每个发射脉冲均呈现完整周期波形；通过脉冲生成电路系统生成电磁参考信号，该电磁参考信号为具有第二脉冲重复频率的第二脉冲串的形式，第二脉冲重复频率与第一脉冲重复频率相差预定的频率差，第二脉冲串由基本相同的参考脉冲的时序形成，参考脉冲的时序中的每个参考脉冲均呈现半周期波形；通过传播设备，向储罐中的物品的表面传播发射信号；通过传播设备，传播因发射信号在表面处的反射而产生的表面反射信号；通过测量电路系统接收表面反射信号；通过测量电路系统，使表面反射信号与参考信号时间相关，以形成测量信号；以及通过处理电路系统，基于测量信号来确定填充料位。
在实施方式中，方法还可以包括以下步骤：使发射信号在脉冲生成电路系统与传播设备之间非导电地耦合；以及使表面反射信号在传播设备与测量电路系统之间非导电地耦合。
总之，本发明因此涉及雷达料位计系统，该雷达料位计系统包括：脉冲生成电路系统，该脉冲生成电路系统用于生成第一脉冲串形式的电磁发射信号和第二脉冲串形式的电磁参考信号，其中，第一脉冲串由基本相同的发射脉冲的时序形成，每个发射脉冲均呈现完整周期波形，第二脉冲串由基本相同的参考脉冲的时序形成，每个参考脉冲均呈现半周期波形；传播设备，该传播设备被布置成向储罐中的物品传播发射信号并且返回因发射信号在物品的表面处的反射而产生的表面反射信号；测量电路系统，该测量电路系统用于基于表面反射信号与参考信号之间的时间相关来形成测量信号；以及处理电路系统，该处理电路系统连接至测量电路系统，用于基于测量信号来确定填充料位。
附图说明
现在将参照示出本发明的示例性实施方式的附图来更详细地描述本发明的上述方面及其他方面，其中：
图1示意性地示出包括根据本发明的实施方式的雷达料位计系统的示例性储罐装置；
图2是包括在图1中的雷达料位计系统中的测量单元的示意性图示；
图3是包括在根据本发明的实施方式的雷达料位计系统中的收发器的示意性框图；
图4a示意性地示出发射信号、表面反射信号以及参考信号的示例；
图4b是图4a中的发射信号和参考信号中的一部分的局部放大视图；
图4c是与传统的直流脉冲相比较的发射信号的带宽的图示；
图4d示意性地示出因图4a中的表面反射信号和参考信号的时间相关而产生的测量信号；
图5a是用于生成发射信号的脉冲形成电路的第一示例性配置的示意性框图；
图5b是用于生成发射信号的脉冲形成电路的第二示例性配置的示意性框图；
图6a示意性地示出包括在图1中的雷达料位计系统中的连接装置的第一示例性配置；
图6b是图6a中的连接装置的示意性电路图；
图6c是示意性地示出针对包括在根据本发明的实施方式的雷达料位计系统中的连接装置的示例性配置进行仿真的、作为频率的函数的信号衰减的曲线图；以及
图7是示意性地示出根据本发明的方法的示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
在本详细描述中，主要参考收发器与探针之间具有非导电耦合的脉冲雷达料位计系统来讨论本发明的各种实施方式。
应当注意，这并不限制本发明的范围，本发明的范围也覆盖收发器与探针之间具有其他耦合(例如，收发器与探针之间的传统的导电耦合)的脉冲雷达料位计系统。
图1示意性地示出料位测量系统1，该料位测量系统1包括根据本发明的示例性实施方式的雷达料位计系统2和示出为控制室的主系统10。
gwr(导波雷达)型的雷达料位计系统2安装在储罐4处，该储罐4具有从储罐4的顶部基本竖直延伸的管状安装结构13(通常被称为“管嘴”)。
安装雷达料位计系统2，以测量储罐4中的物品3的填充料位。雷达料位计系统2包括测量单元6和传播设备，该传播设备为从测量单元6向物品3延伸、穿过管状安装结构13并且延伸到物品3中的单个导体探针7的形式。在图1的示例性实施方式中，单个导体探针7是接线探针(wireprobe)，其具有附接在其端部以使接线保持为直的且竖直的重物8。探针7通过导电连接至储罐4的金属结构而接地，此处金属结构为管状安装结构13，并且雷达料位计系统2包括连接装置15，该连接装置15用于测量单元6与探针7之间的电磁信号的非导电传输。下文将更详细地描述连接装置15。
通过分析被探针7导向物品3的表面11的发射信号st和从表面11返回的反射信号sr，测量单元6可以确定储罐4中的物品3的填充料位。应当注意，虽然本文对包含单个物品3的储罐4进行讨论，但是可以类似的方式测量沿着探针的、距任何材料界面的距离。
现在将参照图2中的示意性框图更详细地描述图1中的雷达料位计系统。
参照图2的示意性框图，图1中的雷达料位计系统2的测量单元6包括：收发器17、测量控制单元(mcu)19、无线通信控制单元(wcu)21、通信天线23、能量存储装置(例如电池)25以及连接装置15。
如图2示意性地示出的，mcu19控制收发器17，以生成、发射以及接收电磁信号。发射信号经过储罐连接装置15传播至探针7，并且接收信号从探针7经过储罐连接装置15传播至收发器17。
mcu19确定储罐4中的物品3的填充料位，并且经由wcu21、通过通信天线23，将指示填充料位的值从mcu19提供给外部设备，例如控制中心。雷达料位计系统1可以有利地根据所谓的wirelesshart通信协议(iec62591)进行配置。
虽然测量单元6被示为包括能量存储装置25并且包括用于使得能够进行无线通信的设备(例如wcu21和通信天线23)，但是应当理解，可以不同的方式提供电力供应和通信，例如通过通信线路(例如，4-20ma线路)。
本地能量存储装置不需要(不仅)包括电池，而是可以替选地或者组合地包括电容器或超级电容器。
现在将参照图3中的示意性框图更详细地描述图1中的雷达料位计系统2。
现在参照图3，示出图2中的收发器17的更详细的框图。
如图3示意性地示出的，收发器17包括：发射器支路，该发射器支路用于生成发射信号st并且向储罐中的物品3的表面11发送发射信号st；以及接收器支路，该接收器支路用于接收因发射信号st在物品3的表面11处的反射而产生的反射信号sr并且对反射信号sr进行操作。如图3所示，发射器支路和接收器支路两者均连接至定向耦合器27，以将来自发射器支路的信号引导至探针7，并且将通过探针7返回的反射信号引导至接收器支路。
如图3示意性地示出的，收发器17包括脉冲生成电路系统，在此处，该脉冲生成电路系统为第一脉冲形成电路29、第二脉冲形成电路31以及定时控制单元35的形式，该定时控制单元35用于控制由第一脉冲形成电路29输出的发射信号与由第二脉冲形成电路31输出的经频移的参考信号sref之间的定时关系。
发射器支路包括第一脉冲形成电路29，并且接收器支路包括第二脉冲形成电路31和测量电路系统33。
如图3示意性地示出的，测量电路系统33包括：时间相关器(在此处为混频器37的形式)、采样保持电路39以及放大器电路系统41。在本发明的实施方式中，测量电路系统33还可以包括积分器43。
此外，如上面参照图2简单描述的，雷达料位计系统1包括处理电路系统19(图3中未示出)，该处理电路系统19连接至测量电路系统33，用于确定物品3的填充料位。
当图3中的雷达料位计系统1进行操作以执行填充料位确定时，在混频器37中执行表面反射信号sr与由第二脉冲形成电路31输出的参考信号sref之间的时间相关。参考信号sref是具有以下脉冲重复频率的脉冲串：该脉冲重复频率被控制以与发射信号st的脉冲重复频率相差预定的频率差δf。在测量扫描开始时，参考信号sref和发射信号st是同相位的，然后确定直到参考信号“追上”反射信号sr时的时间。根据这个时间和频率差δf，可以确定距表面3的距离。
前面段落中简单描述的时间扩展技术对本领域的技术人员来说是公知的，并且被广泛用在脉冲雷达料位计系统中。
从上述讨论中可以清楚地看到，混频器37的输出会是一系列值，其中每个值表示表面反射信号sr与参考信号sref的脉冲之间的时间相关。使用采样保持电路39将该一系列值中的值连在一起，以形成连续信号。
在本上下文中应当注意，采样保持电路39仅是能够在给定时间内维持电压电平的设备的说明性示例，并且存在可以提供期望功能的各种其他的装置，这对本领域的技术人员来说是公知的。
在图3的示例性实施方式中，将从采样保持电路39输出的时间相关信号，即相关信号sc，提供给积分器，以形成测量信号sm，在低噪声放大器lna41对测量信号sm进行放大之后，mcu19根据测量信号sm来确定填充料位。
图4a是示意性地示出发射信号st、反射信号sr以及参考信号sref的相对定时的简化时序图。
如图4a示意性地示出的，由发射脉冲45形成的发射信号st和由参考脉冲47形成的参考信号sref被定时电路系统21控制成在测量扫描开始时为同相位的。完整的测量扫描通常可以由频率差δf限定，这是因为在该特定示例中，在新的测量扫描开始时，发射信号st与参考信号sref需要是同相位的。此外，如图4a示意性地示出的，表面反射信号sr具有与发射信号st的脉冲重复频率相同的脉冲重复频率，但是滞后于发射信号st如下时间：该时间与指示距物品3的表面11的距离的飞行时间对应。
参考信号sref在开始时与发射信号同相位，但是由于参考信号sref的较低的脉冲重复频率，参考信号sref将“逃离”发射信号st，并且“追上”表面反射信号sr。
当发射信号st与参考信号sref之间的时变相位差与反射信号sr的飞行时间对应时，参考信号sref的脉冲与表面反射信号sr的脉冲之间会存在时间相关。这种时间相关引起时间扩展的相关信号sc，继而，该时间扩展的相关信号sc被转换为测量信号sm，如下面将参照图4d进一步描述的那样。
然而，首先将参照图4b中的示意性放大视图来描述发射脉冲45和参考脉冲47的示例性波形。如图4b所示，每个发射脉冲45均呈现具有波峰49和波谷51的完整周期波形，而每个参考脉冲47均呈现半周期波形(此处为具有波峰53的半周期)。另外，每个发射脉冲45的脉冲时间tt至少是每个参考脉冲47的脉冲时间tref的大约两倍。
如在发明内容部分所说明的，与传统的直流脉冲(例如图4b所示的参考脉冲47)相比，发射脉冲45的完整周期波形显著减小了发射信号st的相对带宽。
图4c是示出对发射脉冲45的功率谱55和参考脉冲47的功率谱57的仿真的图。从图4c可以直接清楚地看到，发射信号st(和表面反射信号sr)的相对带宽显著小于参考信号sref(传统的直流脉冲)的相对带宽。
现在参照图4d，在图中示意性地示出上述相关信号sc与测量信号sm。相关信号sc由表面反射信号sr(每个表面反射脉冲均呈现完整周期波形)与参考信号sref(每个参考脉冲均呈现半周期波形)之间的直接时间相关而引起。如图4d示意性地示出的，相关信号sc是时间扩展的完整波形信号59。
在通过积分器43进行积分并且通过lna41进行放大之后，获得图4d中的测量信号sm。如在图4d中可以看到的，测量信号sm是时间扩展的半波形信号61，其可以经受在向储罐中的物品发送直流脉冲的脉冲雷达料位计系统中实施的传统的信号处理。
应当注意，本发明同样可适用于以下脉冲料位计系统：在该脉冲料位计系统中，通过将参考信号提供为被以时变延迟而延迟的发射信号，或者通过将发射信号提供为被以时变延迟而延迟的参考信号，来实现发射信号st与参考信号sref之间的时变相位差。
现在将参照图5a和图5b来描述图3中的第一脉冲发生器29的不同示例配置，该第一脉冲发生器29用于生成图4b所示的呈现完整周期波形的发射脉冲45。
首先参照图5a，第一脉冲形成电路29包括：第一脉冲发生器63和微分电路系统形式的波形转换器，此处，波形转换器是串联耦接的电容器65。如图5a示意性地示出的，第一脉冲发生器63生成具有半周期波形脉冲的中间信号si。由于串联电容器65的时间导数(timederivation)功能，中间信号si的半周期波形脉冲被转换为发射信号st的完整周期波形脉冲。
转到图5b，第一脉冲形成电路29包括：第一脉冲发生器63，以及包括延迟电路67和差分放大器69的波形转换器。如图5b示意性地示出的，将中间信号si的未延迟形式提供给差分放大器69的正输入端，并且将中间信号si的延迟形式提供给差分放大器的负输入端。延迟电路67被配置成提供与中间信号si的脉冲的脉冲宽度对应的延迟。如所示出的，差分放大器会将发射信号st输出为完整周期波形的发射脉冲的脉冲串。
现在将参照图6a描述包含在图1中的雷达料位计系统2中的连接装置15的第一示例。如图6a示意性地示出的，连接装置15包括：导电馈通构件71、信号导体73、电介质75以及储罐耦合装置76。
馈通构件71从在储罐4的外部的第一端77延伸至在储罐4的内部的第二端79。探针7导电地连接至馈通构件71，并且从馈通构件71的第二端79向储罐4中的物品延伸。在图6a中的连接装置15的示例性配置中，探针7包括具有第一探针直径da的上探针部分10a和具有第二探针直径db的下探针部分10b。如图6a示意性地示出的，第一探针直径da大于第二探针直径db。上探针部分10a用作有助于连接装置15获得的带宽的阻抗变换器，上探针部分10a在此处被示为旋入馈通构件71中。
馈通构件71在接地位置83处与导电盖81导电接触。如图6a所示，接地位置83与馈通构件71的第二端79间隔开距离l，该距离l基本上与发射信号st在发射信号的中心频率处的波长的四分之一对应。
在图6a所示的连接装置15的示例性配置中，馈通构件71经由馈通构件71与盖81之间的焊接连接、盖81与管状构件82之间的螺纹连接而与管状安装结构13导电接触，该管状构件82通过螺栓(图6a中未示出)固定到管状安装结构(管嘴)13。应当注意，这仅是实现馈通构件71与储罐4的导电结构(在此处为管状安装结构13)之间的导电接触的一种示例性方式，并且还有许多其他方式可以实现期望的导电接触。
信号导体73从储罐4的外部延伸通过馈通构件71、到储罐4的内部。在图6a示意性地示出的示例性配置中，信号导体73连接至储罐4的外部的连接器84。当测量单元6已经连接至连接装置15时，收发器17将连接至连接器84，以将发射信号st提供给信号导体73。
如图6a示意性地示出的，电介质75布置在信号导体73与馈通构件71之间，以防止信号导体73与馈通构件71之间的导电接触。信号导体73、电介质75以及馈通构件71一起形成同轴线，该同轴线具有第一同轴线部分85和第二同轴线部分87，第一同轴线部分85具有第一厚度的电介质75，而第二同轴线部分87具有较大的第二厚度的电介质75。第二同轴线部分87用作有助于连接装置15的带宽的阻抗变换器。
储罐耦合装置76在储罐的内部连接至信号导体73，并且被配置成在信号导体73与管状构件82的内壁之间提供串联的电感和电容耦合。在图6a中的连接装置的示例性配置中，储罐耦合装置76包括径向延伸的导电耦合构件，其在此处设置为环绕探针7的上探针部分10a的弯曲金属带89的形式。带89被布置并且被配置成与管状构件82的内壁一起形成平行板电容器。特别地，选择金属带89的尺寸(竖直延伸和曲率半径)以及金属带89与管状构件82的内壁之间的距离，以实现由带89、管状构件82以及带89与管状构件82之间的电介质所形成的电容器的期望电容。期望电容可能在0.1pf至10pf的范围内。对本领域的普通技术人员来说直接的是，设定耦合构件(带89)的尺寸，以及/或者确定耦合装置15相对于管状构件82的位置，以实现发射信号st的特定频率范围所期望的电容。
在图6a中的示例性实施方式中，管状构件82被表示为雷达料位计系统2的一部分。这使得雷达料位计系统2的供应商能够精确地控制关键尺寸(特别是带89与管状构件82的内壁之间的距离)。然而，应当注意，该距离和其他尺寸可以由客户设定和/或由供应商以其他方式控制。
图6b是示出图6a中的连接装置15的电滤波器性质的简化电路示意图。在图6a所示的上述尺寸的情况下，由在接地位置83与第二端79(其在电气上与探针7的最上部分对应)之间的馈通构件71与管状构件82形成的同轴线形成并联谐振电路91。储罐耦合装置76与管状构件82一起形成串联谐振电路93，该串联谐振电路93具有与并联谐振电路91的谐振频率基本相同的谐振频率。
如图6b示意性地示出的，串联谐振电路93以串联电感ls和串联电容cs为特征。仿真结果表明串联电感应该优选地在0.1nh至10nh的范围内，而串联电容应该优选地在0.1pf至10pf的范围内。
图6c示出针对诸如图6a所示的那些尺寸的尺寸进行仿真而产生的以db为单位的作为频率的函数的信号传输(从连接器64至探针7的下探针部分10b)。
现在将参照图7中的流程图来描述根据本发明的方法的示例性实施方式。
在步骤100中，生成作为发射脉冲45的脉冲串的发射信号st，每个发射脉冲45均呈现完整周期波形并且因此具有相对小的相对带宽。
在与步骤100同时发生的步骤101中，生成作为参考脉冲47的脉冲串的参考信号sref，每个参考脉冲47均呈现半周期波形。
在步骤102中，向储罐4中的物品3的表面11传播发射信号st，并且在步骤103中，收发器17接收因发射信号st在表面11处的反射而产生的表面反射信号sr。
在步骤104中，使表面反射信号sr与参考信号sref时间相关，以形成时间扩展的测量信号sm，并且在步骤105中，基于测量信号sm以及发射信号st的脉冲重复频率与参考信号sref的脉冲重复频率之间的频率差δf来确定填充料位。
本领域的技术人员会认识到，本发明并不限于上述的优选实施方式。例如，连接装置15的许多其他配置可能是可行的。特别地，储罐耦合装置76以及馈通构件71至储罐4的连接的许多其他配置将是可能的。此外，发射信号st和参考信号sref的许多其他脉冲形状可能是有利的。