用于液位测量的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按照传播时间方法进行液位测量的方法，其中至少一个导体单元被施加脉冲式电磁发射信号并且其中从导体单元量取电磁回应信号。此外本发明涉及一种按照传播时间方法进行液位测量的装置，该装置具有:至少一个导体单元，至少一个用于给导体单元施加脉冲式电磁发射信号并从导体单元量取电磁回应信号的电子装置和至少一个用于分析该回应信号的分析装置。
【背景技术】
[0002]在按照传播时间方法工作的液位测量装置中通过以下方式应用所谓的TDR-测量原理(Time Domain Ref Iectometry-时域反射计，S卩分析沿着导体单元传输的电磁信号的传播时间。该导体单元例如由能导电的线材、由同轴导线、由两个相邻的导体或由至少一个导电杆构成。在此，发射信号沿导体单元朝介质表面的方向发送，该介质的液位应该被确定。如果信号到达介质表面，则信号在那里部分地被反射。基于该发射和反射的回应信号的接收之间的时间就可以确定介质的液位。传输微波信号的大的优点在于，变化的环境条件(例如上升的或下降的环境压力，上升或下降的温度)不影响测量精度并此外信号的传播时间基本上与介质的介电常数无关。
[0003]在此，发射信号通常是各个脉冲(参见例如US 2002/0026828A1或US 7477059B2)，所述脉冲根据脉冲幅度的符号具有正或负的极性(参见例如US 2008/0309547A1)。
[0004]为了改进回应信号的分析，例如在US 7525476B1或US 2014/0104099A1中公开了，沿着导体单元设置机械的参考反射器。
【发明内容】
[0005]因此本发明所基于的任务是，提出一种用于液位确定的方法及装置，所述方法和装置相对于现有技术被改进。
[0006]根据本发明的用于解决之前所引出和描述的任务的方法的特征首先并且基本上在于，导体单元要么被施加具有正极性的发射信号要么被施加具有负极性的发射信号。有利地特别是极性之间的转换，使得交替地产生具有正和负极性的发射信号。
[0007]在根据本发明方法中应用了具有正或负极性的发射信号。这替代地在一种设计方案中实现。在另一种设计方案中产生具有关于极性可预先给定的顺序的反射信号。
[0008]在一种设计方案中规定，导体单元被施加至少一个具有正极性或负极性的第一发射信号。接着从导体单元量取并且存储至少一个第一回应信号。接着该导体单元被施加至少一个具有负极性或正极性的第二发射信号-第二发射信号因此具有与第一发射信号相反的极性。接着从导体单元量取至少一个第二回应信号。然后至少共同分析第一回应信号和第二回应信号。在一种设计方案中，两个回应信号彼此相减。由此动态性被提高。
[0009]在一种替代的设计方案中，两个回应信号在分析时被相互比较，以便例如检验总的测量距离。这优选地在以下假设下进行，即测量条件-例如经过发射信号之间的短时间-没有显著地变化。在该条件下-在理想或正常情况下-发射信号极性的改变必定导致回应信号极性的改变。与此的偏离会被作为错误存在的标志来分析。
[0010]在另一个设计方案中，导体单元被施加至少一个发射信号。在此，由沿着导体单元布置的参考装置对该发射信号反应而在以下情况下产生至少一个参考信号，即该发射信号具有分配给参考装置的极性。如果发射信号具有另外的极性，则不产生参考信号。因此参考装置能实现参考信号，该参考信号能够由发射信号类型决定地出现，但不必在每个测量中都存在。因此产生可接通的或可断开的参考信号。
[0011]参考装置具有以下优点，参考信号可以从测量距离的一部分(其可以被称为有效的)在以下条件下获得，即该部分也可被介质覆盖并且针对该区域也可确定液位。在现有技术中，参考装置在一般情况下只被设置在这种区域中，对于所述区域液位测量通常是不常见的或不可行的。
[0012]此外在一个设计方案中规定，由参考装置产生参考信号，使得参考信号与至少一个另外的过程参数相关。在一个设计方案中，该另外的过程参数-作为对通过根据本发明的方法确定的液位的补充-是温度。替代地，该过程参数是压力。温度例如可以通过应用与温度相关的电阻元件来确定。
[0013]在下面的设计方案中，发射信号的极性用于监控针对测量所使用的组件。
[0014]因此规定，导体单元被电子装置施加发射信号。同样由该电子装置量取回应信号。在此，电子装置具有至少一个第一和第二组件。为了监控，关于发射信号的极性分析第一和第二组件之间的至少一个信号。因此在这个设计方案中极性被用作指标，以便测试电子装置的各个组件或各个组件之间的通信。如果例如该极性发生改变或没有出现预先给定的极性，则明显地存在错误。
[0015]按照一个另外的理论，本发明涉及一种用于液位确定的装置，其特征至少在于，电子装置给导体单元要么施加具有正极性的发射信号要么施加具有负极性的发射信号。
[0016]上面关于方法的实施方案相应地适用于该装置并且反之亦然。
[0017]在一个设计方案中规定，分析装置在存储单元中储存至少一个在给导体单元施加正极性或负极性的发射信号后从导体单元量取的第一回应信号。此外，分析装置利用所储存的第一回应信号分析至少一个在给导体单元施加负极性或正极性的发射信号后从导体单元量取的第二回应信号。关于其极性彼此不同的两个发射信号优选地时间上依次发射，使得要测量的液位在该间隔中不能显著改变。
[0018]在一个设计方案中，第一回应信号和第二回应信号彼此相减。
[0019]在一个设计方案中沿着导体单元布置至少一个参考装置。在此，参考装置准确地被分配发射信号的极性-亦即正或负极性。此外设计参考装置，使得该参考装置产生参考信号，但是该参考装置只有当沿着导体单元传播的电磁信号具有所分配的极性时才产生参考信号。因此如果参考装置被分配正极性，则参考装置只有当发射信号具有正极性时才产生参考信号。换句话说:参考装置只有在确定的极性情况下才工作并只在该确定的极性情况下才产生参考信号。
[0020]在一个设计方案中规定，参考装置具有至少一个二极管。替代地或补充地设置与温度相关的电阻元件，其允许测量参考装置附近的温度。在该设计方案中，参考装置也可被称之为温度测量位置。[0021 ]在一个设计方案中，电子装置具有至少一个第一组件和第二组件。在此，在第一和第二组件之间的至少一个信号被输送给分析装置。这例如通过信号导线实现。分析装置于是关于极性分析信号。
[0022]在一个设计方案中，在电子装置中设置有两个ASIC(专用集成电路)，其中每个“1(:产生具有其他极性的发射信号。在一个替代的设计方案中，在电子装置中只设置一个ASIC，该ASIC产生具有两个极性的发射信号并且对于所产生发射信号的相应极性是可转换的。
【附图说明】
[0023]具体地存在多个方案来设计和改进根据本发明的方法和根据本发明的装置。对此，一方面参见从属于专利权利要求1和6的专利权利要求，另一方面参见下面结合附图对实施例的说明。在附图中:
[0024]图1示出用于测量液位的设备的示意图，
[0025 ]图2示出在液位测量期间四个示意示出的信号，
[0026]图3示出参考装置的元件的纯示意图，和
[0027]图4示出用于液位确定的装置的一部分的示意图。
【具体实施方式】
[0028]在图1中，线材-在现有技术中也公知为杆-用作测量容器3中的介质2的