(10)授权公告号 (45)授权公告日 2014.06.25
C N  203672449
U (21)申请号 201320754997.0
(22)申请日 2013.11.25
13/934,969 2013.07.03 US
G01F 23/284(2006.01)
G01F 25/00(2006.01)
(73)专利权人罗斯蒙特储罐雷达股份公司
地址瑞典哥德堡
(72)发明人克里斯蒂安·斯凯于格
托马斯·文纳贝里
特诺斯·科尔斯博  迈克尔·拉尔森
(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人杜诚
陈炜
(54)实用新型名称
雷达料位计
(57)摘要
本实用新型涉及一种雷达料位计，该雷达料
位计包括设置在罐中的已知基准反射器料位处的
基准反射器。该雷达料位计在填充料位测量状态
与验证测试状态之间可控。在验证测试状态下，
雷达料位计被配置成基于由电磁发射信号在基准
反射器处的反射而产生的基准反射器回波来确定
第一验证料位；基于由电磁发射信号在产品的表
面处的反射而产生的表面回波来确定第二验证料
位；提供第一验证料位和第二验证料位以使得能
够至少基于第一验证料位、已知基准反射器料位
以及第二验证料位来确定验证测试结果。
(30)优先权数据
(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书2页  说明书8页  附图5页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书2页  说明书8页  附图5页(10)授权公告号CN 203672449 U
1.一种用于确定罐中的产品的填充料位的雷达料位计，所述雷达料位计耦接至主机系统，所述雷达料位计包括：
收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；
基准反射器，其被设置在所述产品的表面以上的已知基准反射器料位处；
传播装置，其连接至所述收发器，并被设置成：向所述罐中的所述产品传播来自所述收发器的多个电磁
发射信号；以及使多个电磁反射信号返回至所述收发器，每个所述电磁反射信号包括由所述电磁发射信号中的相应电磁发射信号在其遇到的阻抗不连续处的反射而产生的若干回波；以及
处理电路，用于基于由所述电磁发射信号之一在所述产品的所述表面处的反射而产生的表面回波来确定所述填充料位；
其中，所述雷达料位计在填充料位测量状态与验证测试状态之间可控，并且
其中，在所述验证测试状态下，所述处理电路被配置成：
基于由所述电磁发射信号之一在所述基准反射器处的反射而产生的基准反射器回波来确定第一验证料位；
基于由所述电磁发射信号之一在所述产品的所述表面处的反射而产生的表面回波来确定第二验证料位；以及
提供所述第一验证料位和所述第二验证料位以使得能够基于所述第一验证料位与所述已知基准反射器料位之间的关系以及所述第二验证料位来确定验证测试结果。
2.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中，所述处理电路还被配置成：
基于由所述电磁发射信号之一在所述基准反射器处的反射而产生的基准反射器回波来确定验证测试填充料位；以及
向所述主机系统提供表示填充料位的信号。
3.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中，所述基准反射器在所述填充料位测量状态下和所述验证测试状态下被基本相同地设置和配置。
4.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中，所述基准反射器附接至所述传播装置。
5.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中，所述传播装置为传输线探针。
6.根据权利要求5所述的雷达料位计，其中，所述基准反射器包括：html怎么实现登录验证功能
第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件被设置成基本上一起围绕所述传输线探针；以及
至少一个可松开紧固件，被设置成以这样的方式把所述第一部件接合到所述第二部件：所述传输线探针被夹持在所述第一部件与所述第二部件之间。
7.根据权利要求6所述的雷达料位计，
其中，所述基准反射器包括位于所述传输线探针的第一侧的第一可松开紧固件和位于所述传输线探针的与所述第一侧相反的第二侧的第二可松开紧固件，
所述第二可松开紧固件沿与所述传输线探针的纵向延伸平行的方向相对于所述第一可松开紧固件偏移。
8.根据权利要求7所述的雷达料位计，
其中，所述第一可松开紧固件和所述第二可松开紧固件包括螺钉，当所述基准反射器被组装上时，所述螺钉的头朝向同一方向。
9.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中，所述传播装置为辐射天线。
10.根据权利要求9所述的雷达料位计，其中，所述辐射天线选自包含抛物面天线、喇叭形天线和静止管馈线天线的集合，其中，所述辐射天线具有用于安装基准反射器组件的基准反射器附件，所述基准反射器组件包括伸长且横向柔性的悬置构件，该悬置构件在上端耦接至所述基准反射器附件，在下端耦接至具有滴落特性的反射器表面以及用于定向所述反射器表面的重物，其中，所述辐射天线与所述基准反射器表面之间的距离可调。
11.一种填充料位测量系统，包括：
根据权利要求1所述的雷达料位计；以及
接收来自所述雷达料位计的测量信号的主机系统。
12.根据权利要求11所述的填充料位测量系统，还包括附加填充料位测量装置，被设置成测量所述罐中的产品的填充料位。
雷达料位计
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于雷达料位计的验证测试的雷达料位计以及包括这种雷达料位计的料位测量系统。
背景技术
[0002] 雷达料位计广泛用于测量容纳在罐中的产品的填充料位。雷达料位计量一般借助于非接触式测量或通常被称为导波雷达（GWR）的接触式测量来执行，其中，在非接触式测量中，向罐中所容纳的产品辐射所发射的电磁信号，在接触式测量中，通过用作波导的探针将所发射的电磁信号导向产品并导入产品中。
[0003] 发射的电磁信号在产品的表面处被反射，并且反射信号被雷达料位计中所包括的接收器或收发器接收。基于发射信号和反射信号，可以确定距产品表面的距离。
[0004] 更具体地，通常基于电磁信号的发射与该电磁信号在罐中的空气与罐中所容纳的产品之间的界面处的反射的接收之间的时间来确定距产品表面的距离。为了确定产品的实际填充料位，基于上述时间和电磁信号沿探针的传播速度来确定从基准位置到该表面的距离。
[0005] 雷达料位计通常被分类为脉冲式系统或FMCW系统。在脉冲式系统中，向产品的表面发射脉冲，基于到达该表面并返回雷达料位计的脉冲的飞行时间来确定距该表面的距离。在FMCW系统中，向该表面发射具有变化频率的信号，基于发射的信号与同时接收到的信号之间的频率（和/或相位）差确定该距离。还存在所谓的脉冲式FMCW系统。
[0006] 在一些情况下，雷达料位计用于雷达料位计的故障会导致危险情形的应用。[0007] 例如，具有防溢出功能的雷达料位计必须非常可靠。
[0008] 采取各种措施以确保雷达料位计尤其是具有防溢出功能的雷达料位计的可靠性，从而降低危险情形如溢出的风险。例如，可以设计雷达料位计和其他重要装置以实现由国际标准IEC/EN61508定义的特定安全完整性等级（SIL）。根据该标准，安全相关系统可以实现针对从SIL1到SIL4的不同安全完整性等级的需要，其中，SIL4表示最高安全完整性等级，SIL1表示最低安全完整性等级。
[0009] 系统的SIL分级与要求失效概率有关，该要求失效概率又是故障率和验证测试之间的时间的函数。为了保持特定SIL分级，有必要以根据该SIL分级指定的定期间隔执行验证测试。例如，需要每年执
行验证测试。
[0010] 验证测试通常由SIL分级系统的制造商指定，并且适当执行验证测试是系统的用户的责任。
[0011] 对于具有防溢出能力的雷达料位计，许多制造商指定在验证测试中应当包括所谓的两点验证检查。在两点验证检查中，执行并验证两个不同填充料位的测量。理想地，这两个不同的填充料位应当相距较远，即，一个料位靠近罐的底部，一个料位靠近罐的顶部。[0012] 该过程会花费很多时间并需要人员参与泵送和测量。此外，故意将罐中的产品的料位升高至高料位可能实际上使潜在的危险溢出状况的风险增加。
实用新型内容
[0013] 鉴于现有技术的上述及其他缺点，本实用新型的总体目的是提供改进的雷达料位计和用于包括雷达料位计的填充料位测量系统的验证测试的方法。
[0014] 因此，根据本实用新型的第一方面，提供用于确定罐中的产品的填充料位的雷达料位计，该雷达料位计包括：收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；基准反射器，其被设置在产品的表面以上的已知基准反射器料位处；传播装置，其连接至收发器并被设置成：向罐中的产品传播来自收发器的多个电磁发射信号，并使多个电磁反射信号返回收发器，每个电磁反射信号包括由电磁发射信号中的相应电磁
发射信号在其遇到的阻抗不连续处的反射而产生的多个回波；以及处理电路，用于根据由电磁发射信号之一在产品的表面处的反射而产生的表面回波来确定填充料位，其中，雷达料位计在填充料位测量状态与验证测试状态之间可控，并且其中，在验证测试状态下，处理电路被配置成：基于由电磁发射信号之一在基准反射器处的反射而产生的基准反射器回波来确定第一验证料位；基于由电磁发射信号之一在产品表面处的反射而产生的表面回波来确定第二填充料位；以及提供第一验证料位和第二验证料位以使得能够至少基于第一验证料位、已知基准反射器料位和第二验证料位来确定验证测试结果。
[0015] 该罐可以是任何能够容纳产品的容器或器皿，并且可以是金属的，或者部分地或全部为非金属的，其可以是开放的、半开放的或封闭的。
[0016] 第一验证料位可以有利地基于由若干电磁发射信号在基准反射器处的反射而产生的若干基准反射器回波来确定。这可以提高第一验证料位的确定的准确度。类似地，第二验证料位可以有利地基于由若干电磁发射信号在产品的表面处的反射而产生的若干表面回波来确定。
[0017] 已知基准反射器料位可以有利地通过与雷达料位计的安装一起执行的一次或若干次料位测量来确定。或者，已知基准反射器料位可以通过与雷达料位的安装一起物理测量基准反射器的位置来确定（或者如果基准反射器的安装较晚发生，则与基准反射器的安装一起进行）。
[0018] 已知基准反射器料位可以例如存储在雷达料位计中和/或保存在参考文档中。[0019] 另外，可以基
于同一测量来确定第一验证料位和第二验证料位。或者，可以基于不同的测量来确定第一验证料位和第二验证料位。
[0020] 本实用新型基于如下实现：可以通过将设置在产品表面以上的已知位置处的基准反射器用于验证测量之一，来执行包括两点验证检查的验证测试，而不需要改变填充料位。[0021] 因此，可以验证雷达料位计进行准确测量的能力，并且可以确定雷达料位计识别和测量产品的表面的能力。另外，由于填充料位不需要为了待执行的两点验证检查而改变，这可以以相对短的时间段并且以最少的操作者参与来实现。
[0022] 确定第二验证料位的步骤可以有利地包括以下步骤：识别基准反射器回波；确定将基准反射器回波排除在外的一组表面回波候选；将该组表面回波候选中的一个表面回波候选指定为表面回波。
[0023] 在各种实施方式中，根据本实用新型的方法还可以包括以下步骤：在不使用雷达料位计的情况下确定填充料位。在这种实施方式中，验证测试结果还可以基于填充料位。