基於溫度控制脈衝重複頻率的脈衝物位計系統的製作方法
2023-12-02 01:24:31
基於溫度控制脈衝重複頻率的脈衝物位計系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種控制脈衝雷達物位計系統的方法，該方法包括以下步驟：獲得表示當前操作溫度的信號；基於當前的操作溫度和多個數據集，確定用於控制傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個的初始頻率控制參數，多個數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據；以及從初始頻率控制參數開始，控制傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個，以在當前操作溫度下實現第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差。
【專利說明】基於溫度控制脈衝重複頻率的脈衝物位計系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及脈衝物位計系統，並且涉及控制這樣的脈衝物位計系統的方法。
【背景技術】
[0002]雷達物位計(RLG)系統被廣泛的用於確定在儲料倉中容納的產品的裝料高度(filling level)。通常地，用非接觸測量(藉此向容納在儲料倉中的產品輻射電磁信號)或用接觸測量(通常稱為導波雷達(GWR)，藉此通過充當波導的探針引導電磁信號朝向並且進入產品)來執行雷達物位測量。探針通常被布置成從頂部向儲料倉的底部垂直地延伸。探針還可以被布置在測量管(所謂的腔)中，該測量管連接到儲料倉的外壁並且與儲料倉內部流體相連。
[0003]發射的電磁信號在產品的表面上反射，並且通過包括在雷達物位計系統中的接收器或收發器接收反射的信號。基於發射的和接收的信號，可以確定到產品的表面的距離。
[0004]更具體地，通常基於發送電磁信號與接收電磁信號在界面上的反射之間的時間確定到產品的表面的距離，該界面在儲料倉中的空氣與容納在儲料倉中的產品之間。為了確定產品的實際裝料高度，基於以上提及的時間(所謂的行程時間)和電磁信號的傳播速度確定從參考位置到產品的表面的距離。
[0005]現今出售的多數的雷達物位計或是所謂的脈衝雷達物位計系統，該系統基於發送脈衝與接收脈衝在產品的表面上的反射之間的時間差來確定到在儲料倉中容納的產品的表面的距離；或是基於所發送的調頻信號和調頻信號在產品的表面上的反射信號之間頻率上的差別確定到表面的距離的系統。後一種類型的系統通常稱為FMCW(調頻連續波)類型。
[0006]對於脈衝雷達物位計系統,通常使用時間擴展(time expansion)技術求解行程時間。
[0007]
[0008]這樣的脈衝雷達物位計系統可以具有第一振蕩器和第二振蕩器，第一振蕩器用於生成用於向容納在儲料倉中的產品的表面的發送的、由具有發射脈衝重複頻率ft的脈衝形成的傳輸信號，該脈衝；第二振蕩器用於生成由具有參考脈衝重複頻率的參考脈衝形成的參考信號，該參考脈衝重複頻率fMf以已知的頻率差不同於發射脈衝重複頻率。此頻率差Af典型地在幾Hz或幾十Hz的範圍中。
[0009]在測量掃描開始時，傳輸信號和參考信號是同步的以具有相同的相位。由於頻率差Λ f，在測量掃描期間傳輸信號與參考信號之間的相位差別將逐漸增加。
[0010]在測量掃描期間，將通過傳輸信號在容納在儲料倉中的產品的表面上的反射形成的反射信號與參考信號相關聯，以使得僅當反射脈衝和參考脈衝同時出現時產生輸出信號。從開始測量掃描到出現由反射信號與參考信號的相關性引起的輸出信號是發送信號與反射信號之間的相位差別的測量，該測量反過來是反射的脈衝的行程時間的時間擴展測量，根據該測量可以確定到容納在儲料倉中的產品的表面的距離。
[0011]因為傳輸信號與參考信號之間的頻率差Af的精度對於脈衝雷達物位計系統的性能是重要的，所以可以通過調節器控制第二 (和/或第一)振蕩器，該調節器監控頻率差Af並且控制第一和第二振蕩器中的至少一個以實現已知的並且足夠接近期望的頻率差Δ fdes的頻率差，期望的頻率差Λ fdes是對脈衝雷達物位計系統設計的。
[0012]為了提供穩定的調節，調節器可能需要幾百個的量級的頻率差Af的採樣，由於時間擴展頻率差Af的值較小(期望達到足夠的時間擴展)，所以該採樣對應的持續時間可能長至20-30秒。
[0013]因此，當前可獲得的脈衝雷達物位計系統可能需要在實際裝料高度測量可以開始之前被供電很長一段時間。
[0014]US 7 412 337公開了旨在減少控制第一和/或第二振蕩器以實現期望的頻率差Af所需的時間的方法。在根據US 7 412 337的方法中，確定至少兩個控制變量(差別頻率數據點)之間的梯度，並且基於梯度和差別頻率，確定控制的操作點以及調整控制算法。然而根據US 7 412 337的方法顯得相對複雜並且繁瑣，並且關於減少用於控制所需要的時間存在進一步改進的空間。
【發明內容】
[0015]考慮到以上所述，本發明的一般的目的是提供改進的脈衝雷達物位計系統和方法，並且特別是提供一種能夠更節能地進行裝料高度確定的脈衝雷達物位計系統和方法。
[0016]根據本發明的第一方面，因此提供了一種控制脈衝物位計系統的方法，該脈衝物位計系統包括:傳輸信號生成電路，用於生成第一脈衝序列形式的電磁傳輸信號，第一脈衝序列具有第一脈衝重複頻率；傳播裝置，被連接到傳輸信號生成電路，並且被布置成向在儲料倉中容納的產品的表面傳播電磁傳輸信號，以及返回由電磁傳輸信號在產品的表面上的反射引起的電磁反射信號；參考信號生成電路，用於生成第二脈衝序列形式的電磁反射信號，第二脈衝序列具有第二脈衝重複頻率；以及處理電路，用於基於電磁反射信號、電磁參考信號、以及第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差，確定產品的裝料高度，其中方法包括以下步驟:獲得表示當前操作溫度的信號；基於當前的操作溫度和多個數據集，確定用於控制傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個的初始頻率控制參數，多個數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據；以及從初始頻率控制參數開始，控制傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個，以在當前操作溫度下實現第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差。
[0017]當初始頻率控制參數導致了足夠接近期望的頻率差的頻率差時，控制傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個以實現已知的頻率差的步驟可以簡單地涉及使用初始頻率控制參數來控制傳輸信號生成電路和/或參考信號生成電路。如果確定所導致的頻率差(已知的頻率差)與期望的頻率差僅稍微不同，則可以通過處理電路進行補償。
[0018]本發明是基於以下認識:控制傳輸信號生成電路和/或參考信號生成電路以實現足夠接近期望的頻率差的頻率差所花費的時間不是不變的，而是依賴於導致期望的頻率差的頻率控制參數(諸如電壓)與控制過程開始時的初始頻率控制參數之間的差別。通常地，與如果初始頻率控制參數遠離「最終」頻率控制參數相比，如果初始頻率控制參數接近「最終」頻率控制參數(導致足夠接近期望的頻率差的已知頻率差的頻率控制參數)，則控制過程將會花費較少的時間。
[0019]本發明人已經進一步認識到，對於脈衝物位計系統，以上所述的「最終」頻率控制參數主要依賴於傳輸信號生成電路和參考信號生成電路的操作溫度而改變，並且如果檢查了當前操作溫度並且依賴於當前操作溫度選擇了初始頻率控制參數，則可以大量縮短實現期望的頻率差的時間。
[0020]頻率差是否足夠接近期望的頻率差將依賴於系統設計，具體地依賴於帶通濾波器等的設計。如果系統設計者認為在期望的頻率差附近某一範圍內可以實現特定裝置可接受的測量性能，則在該範圍內的頻率差的值足夠接近期望的頻率差。
[0021]因此，可以實現與先前可能的控制相比更有效的差別頻率的控制，這意味著可以大量縮短電脈衝物位計系統從上電起直到可以執行可靠的裝料高度確定的時間。因為可以使用具有較短的激活周期的間斷性操作，因此這反過來提供了更節能的脈衝物位計系統。這對於電池供電的脈衝物位計系統尤其有用，並且可以提供更長的電池壽命和/或更高的更新速率。
[0022]當前操作溫度可以有利地成為包括傳輸信號生成電路和參考信號生成電路的物位計系統的部件的當前操作溫度。
[0023]例如可以通過選擇在存儲的數據集中最接近的匹配來確定初始頻率控制參數。替選地，可以使用所存儲的數據集通過內插或外推來確定初始頻率控制參數。
[0024]根據本發明的各種實施例，該方法還可以包括存儲數據集的步驟，該數據集包括表示當前操作溫度和用於當前操作溫度的當前頻率控制參數的數據。
[0025]在這些實施例中，脈衝物位計系統是自學習系統，該系統會逐漸地建立操作溫度和對應的頻率控制參數的更優的資料庫，該對應的頻率控制參數導致對應的操作溫度下的預定的頻率差。這提供了逐漸減少的脈衝物位計系統的啟動時間，如上所述其反過來導致進一步改善的能量效率。
[0026]替選地，或額外地，在生產中或隨後的脈衝物位計系統安裝中執行溫度表徵。為了執行這樣的溫度表徵，脈衝物位計系統(至少傳輸信號生成電路和/或參考信號生成電路)的操作溫度可以在操作溫度的集合中改變，並且存儲用於操作溫度集合中的每一個操作溫度的的頻率控制參數以及對應的操作溫度
[0027]通過這樣的溫度表徵和數據集的預先存儲，隨著脈衝物位計系統的安裝，脈衝物位計系統已經直接具有所希望的縮短的啟動時間。
[0028]根據本發明的各種的實施例，傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個可以包括電壓控制振蕩器，並且然後頻率控制參數可以是提供至電壓控制振蕩器的控制電壓。
[0029]根據本發明的方法可以還包括基於電磁反射信號、電磁參考信號、以及第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知頻率差確定裝料高度的步驟。使用已知的頻率差，可以使用時間擴展技術確定電磁傳輸信號到表面並且返回的行程時間。這樣的技術本身對本領域的一般技術人員來說是公知的。
[0030]根據本發明的第二方面，提供了用於確定容納在儲料倉中的產品的裝料高度的脈衝物位計系統，該脈衝物位計系統包括:傳輸信號生成電路，用於生成第一脈衝序列形式的電磁傳輸信號，第一脈衝序列具有第一脈衝重複頻率；傳播裝置，被連接到傳輸信號生成電路，並且被布置成向在儲料倉中容納的產品的表面傳播電磁傳輸信號，以及返回由電磁傳輸信號在產品的表面上的反射引起的電磁反射信號；參考信號生成電路，用於生成第二脈衝序列形式的電磁反射信號，第二脈衝序列具有第二脈衝重複頻率；處理電路，用於基於電磁反射信號、電磁參考信號、以及第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差，確定產品的裝料高度，以及頻率控制電路，用於控制傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個，以實現第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知頻率差，其中脈衝物位計系統還包括:存儲器，用於存儲多個數據集，多個數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據；以及溫度傳感器，用於提供表示脈衝物位計系統的當前操作溫度的信號。
[0031]傳播裝置可以是能夠傳播電磁信號的任何裝置，包括傳輸線探針、波導以及各種類型的輻射天線諸如號角天線、拋物型天線、棒狀天線、陣列天線等。
[0032]應當注意處理電路和頻率控制電路可以被實現為一個或幾個包括在脈衝物位計中的微處理器。處理電路、頻率控制電路、存儲器以及溫度傳感器可以被實現為單獨的微處理器或被實現為在單個微處理器或電路板中的集成的功能。
[0033]儲料倉可以是任何能夠容納產品的容器或器皿，並且可以是金屬的，或部分地或全部地非金屬的，敞開的，半敞開的，或封閉的。而且，可以通過布置傳播裝置向儲料倉中的產品傳播信號直接地確定容納在儲料倉中的產品的裝料高度，或通過在所謂的腔內布置傳播裝置間接地確定容納在儲料倉中的產品的裝料高度，其中所謂的腔位於儲料倉外部但是與儲料倉內部流體連接，以這樣的方式使得腔內部的高度對應於儲料倉中的高度。
[0034]傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的任一個或兩者可以包括電壓控制的振蕩器電路，該電路可以包括晶振管。替選地，傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的任一個或兩者可以包括由電子電路形成的諧振器元件，該電路包括具有電感特性的部件和具有電容特性的部件。
[0035]脈衝物位計系統可以額外地包括被配置成形成包括一序列值的測量信號的測量電路，每個值代表電磁參考信號和電磁反射信號的脈衝之間的時間相關性。此測量電路例如可以包括混合器，並且可以通過混合電磁參考信號和電磁反射信號形成測量信號，以使得每當參考脈衝信號通過用於電磁反射信號的時域時生成表示時間相關性的脈衝。可以將該脈衝提供給採樣保持電路以形成連續的信號。
[0036]溫度傳感器可以是任何可用於檢測傳輸信號生成電路和/或參考信號生成電路的操作溫度的傳感器。通過溫度傳感器提供的信號可以是例如電信號，諸如依賴溫度的電流或電壓等。
[0037]根據本發明的各種的實施例，處理電路還可以被配置成從溫度傳感器獲得表示當前操作溫度的信號；基於當前操作溫度和存儲在存儲器中的多個數據集確定傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個的初始頻率控制參數，其中數據集中的每一個包括表示先前操作溫度和先前確定的頻率控制參數的數據，先前確定的頻率控制參數的數據導致足夠接近在先前操作溫度下的第一脈衝重複頻率和第二脈衝重複頻率之間期望的頻率差的頻率差；以及控制頻率控制電路，以使用初始頻率控制參數啟動頻率控制電路對所述傳輸信號生成電路與所述參考信號生成電路中的至少一個的控制。
[0038]在本申請的上下文中，頻率控制電路以初始頻率控制參數「啟動」其對傳輸信號生成電路和參考信號生成電路中的至少一個的控制應當被理解為，意味著通過頻率控制電路提供至傳輸信號生成電路和/或參考信號生成電路的第一頻率控制參數是初始頻率控制參數。初始頻率控制參數將會導致初始頻率差，初始頻率差可以小於或大於預定的頻率差。如果必要，頻率控制電路將基於初始頻率差與預定的頻率差之間的差別根據例如任合適的閉環控制系統配置繼續修改頻率控制參數。
[0039]根據一些實施例，用於存儲大量數據集的存儲器可以包括包含多個預存的數據集的存儲器區域，預存的數據集中的每一個數據集包括表示先前的操作溫度和對於先前操作溫度先前確定的控制參數的數據。存儲器區域可以是非易失性存儲器區域，諸如快閃記憶體區域。
[0040]替選地，或額外地，存儲器區域可以包括可寫的存儲器區域，並且處理電路可以還被配置成在可寫的存儲器區域中存儲數據集，該數據集包括表示當前溫度和在當前操作溫度下導致第一脈衝重複頻率與第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差的當前頻率控制參數的數據。
[0041]而且，脈衝物位計系統還可以有利地包括本地能量存儲器以對物位計系統的操作提供電能。本地能量存儲器可以有利地包括例如電池和/或超級電容器。
[0042]而且，脈衝物位計系統還可以包括用於與遠程系統無線通信的無線通信電路，諸如無線電收發機。
[0043]本發明的第二方面的進一步的效果和特徵很大程度上類似於結合本發明的第一方面以上描述的這些效果和特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]參照示出本發明的示例性實施例的附圖，將詳細地描述本發明的這些和其它方面。
[0045]圖1示意性地示出了根據本發明的實施例被布置成確定儲料倉的裝料高度的脈衝物位計系統；
[0046]圖2示意性地示出了用於在圖1中的物位計系統的間斷性的操作的驅動方案；
[0047]圖3是在圖1中的脈衝物位計系統的示意的框圖；
[0048]圖4是示意地示出頻率控制參數與頻率差之間的示例的溫度依賴關係的圖；
[0049]圖5是具有對應的操作溫度和在對應的操作溫度下導致預定的頻率差的控制參數的集合的表格；
[0050]圖6是概述根據本發明的實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0051]在本發明的詳述說明中，主要參照非接觸類型的脈衝雷達物位計系統討論根據本發明的物位計系統的不同的實施例，在非接觸類型的脈衝雷達物位計系統中使用輻射天線(諸如錐形天線、號角天線、陣列天線或貼片天線)形式的傳播裝置向容納在儲料倉中的產品傳播電磁信號。
[0052]應當注意，這並沒有限制本發明的範圍，其可等同地應用於使用傳輸線探針形式(諸如單線探針(包括所謂的Goubau探針)、雙引線探針、同軸探針等)的傳輸裝置的脈衝導波雷達(GWR)物位計系統。
[0053]圖1示意地示出了被布置在儲料倉2的頂部用於使用微波確定容納在儲料倉2中的產品3的裝料高度的物位計系統I。物位計系統I因此在下文中被稱為雷達物位計系統或RLG-系統。
[0054]雷達物位計系統I包括測量單元5、用於向容納在儲料倉2中的產品3的表面7傳播微波的傳播裝置(在此以號角天線6的形式)、以及用於允許與遠程裝置無線通信的通信天線8。
[0055]當測量容納在儲料倉2中的產品3的裝料高度時，雷達物位計系統I通過號角天線6向產品3的表面7發射電磁傳播信號St，其中該信號被反射為表面回波信號SK。然後基於表面回波信號Sk的行程時間(從雷達物位計裝置系統I到表面7然後返回)確定在儲料倉2的頂部的參考位置與產品3的表面7之間的距離。根據此距離和已知的儲料倉2的尺寸可以推算出裝料高度。
[0056]應當注意，儘管在此討論了容納單個產品3的儲料倉2，但是可以用類似的方式測量到存在於儲料倉2中的任何材料界面的距離。
[0057]如在圖1中示意性地示出，示例的物位計系統I被配置成使用無線數據傳輸與外部裝置(諸如遠程控制中心)通信。因為用於通信的線圈可能通常代表用於安裝物位計系統的成本中的相當大的部分，因此對於不同的裝置，這可能是有利的，。被配置成用於無線通信的物位計系統可能通常需要接收來自本地能量存儲器(諸如電池等)的電力。為了降低物位計系統I的維護成本，電池的壽命應當儘可能的長，優選地是數年的量級，這意味著重要的是在不危害物位計I的性能(例如精確度和監控儲料倉2中的改變的能力)的情況下設計用於非常低的平均能量消耗的物位計系統I。
[0058]在圖2中示例地示出廣泛使用的方案，該方案用於處理其中平均能量消耗非常重要的情況。如在圖2中所示，裝料高度確定事件9a_c在時間上是分立的，並且在這些裝料高度確定事件9a_c之間，物位計系統I處於睡眠模式中，在睡眠模式中用於確定裝料高度物位計系統的部件可以關閉。此方案通常被稱為間斷性操作，並且裝料高度確定事件之間的時間tu限定了更新頻率。
[0059]對於脈衝物位計系統，本發明的不同方面提供了與現有的脈衝物位計系統相比縮短的裝料高度確定事件9a_c的間隔。
[0060]這將參照圖3至圖6描述進一步詳細地描述。
[0061]圖3是示意性地示出包括在圖1中的物位計系統中的功能組件的框圖。示例的物位計系統I包括發射機支路和接收機支路。
[0062]發射機支路包括傳輸信號生成電路，在此以傳輸脈衝生成器10和第一 RF源11,以及發射天線12的形式提供。接收器支路包括參考信號提供電路，在此以參考脈衝生成器14和第二 RF源15、測量電路16、以及接收天線17的形式提供。接收器支路還包括低噪聲放大器18，用於放大通過接收天線17接收到的信號。
[0063]在發射器支路中，通過傳輸脈衝生成器10提供的傳輸脈衝對通過第一 RF源11生成的微波進行調製，使得形成脈衝序列(短的微波能量包)形式的傳輸信號ST，並且通過發射天線12向產品的表面7輻射。
[0064]通過接收天線17接收反射信號Sk並且隨後在低噪聲放大器18中將其放大，然後將其運送到測量電路16。還對測量電路16提供參考信號SKEF，參考信號Skef是通過如上所述的參考脈衝生成器14和第二 RF源15形成的以用於發射信號St的生成。
[0065]發射脈衝生成器10和參考脈衝生成器14生成具有輕微地脈衝重複頻率差的脈衝。傳輸脈衝重複頻率和參考脈衝重複頻率之間的頻率差可以是幾Hz或幾十Hz的量級。
[0066]在測量電路16中，參考信號Skef和反射信號Sk是時間相關的以形成時間擴展的測量信號Sm，該信號被提供至微處理器(μ P) 20，在微處理器20中基於測量信號Sm確定到產品的表面7的距離。
[0067]測量電路16可以例如包括混合器和採樣保持放大器，但是可以以本領域內技術人員公知的其它方式實現。例如，採樣保持放大器可以被配置成通過使用參考信號Skef控制採樣開關來實現時間相關性。
[0068]在測量掃描開始時傳輸信號St的脈衝和參考信號Skef的脈衝可以有利地同相位，以使得在參考信號Skef與反射信號&之間存在相關性之前的時間和已知的頻率差△ f可以被用作確定反射信號Sk的行程時間。然後使用行程時間確定裝料高度。
[0069]如在圖3中所見，物位計系統I還包括頻率控制電路21，其被連接到微處理器20，並且被連接到傳輸脈衝生成器10以及參考脈衝生成器14，以控制傳輸脈衝生成器10和參考脈衝生成器14中的至少一個的脈衝重複頻率。
[0070]脈衝物位計系統I還包括存儲器(MEM)23和溫度傳感器(Temp)24，兩者都連接到微處理器20。
[0071]在脈衝物位計系統I中(該系統使用時間擴展技術以形成時間擴展測量信號Sm，根據該信號可以如上所述確定裝料高度)，重要的是通過頻率控制電路21控制傳輸脈衝生成器10和參考信號生成器14中的至少一個以至少在每個裝料高度確定事件9a-c開始之前實現期望的頻率差Af。
[0072]如在上述
【發明內容】
部分所描述的，發現用於該控制所需要的時間依賴於初始頻率控制參數和「最終」頻率控制參數之間的差別，「最終」頻率控制參數導致足夠接近期望的頻率差Af的頻率差。然而，「最終」頻率控制參數將依賴於脈衝物位計系統I的當前操作溫度(特別是傳輸脈衝生成器10和參考脈衝生成器14的當前操作溫度)。
[0073]參照圖4將在以下更詳細地討論操作溫度和頻率控制參數之間的關係，圖4是示意性地示出示例的脈衝物位計系統的頻率差控制的溫度依賴性的圖。
[0074]如在圖4中所見，圖30包括第一曲線31、第二曲線32以及第三曲線33。第一曲線31代表在第一操作溫度T1下頻率控制參數V (假定對傳輸脈衝生成器10提供不變的控制電壓時，提供給參考脈衝生成器14的控制電壓)和傳輸脈衝生成器10的傳輸脈衝重複頻率Pkft與參考脈衝生成器14的參考脈衝重複頻率PRFMf之間的頻率差Λ f之間的關係。第二曲線32和第三曲線33分別代表用於第二溫度T2和第三溫度T3的相同關係。第二溫度T2高於第一溫度T1，並且第三溫度T3高於第二溫度T2。
[0075]如在圖4中所示，不同的控制電壓V1-V3將會導致用於不同的操作溫度!^的期望的頻率差Afd6S。
[0076]如在圖5中示意性地所示,每個操作溫度T1-T3及其對應的頻率控制參數(在此為控制電壓V1-V3)被作為數據集存儲在脈衝物位計系統I的存儲器23中。如將在以下參照圖6中的流程圖進一步所描述地，至少在每個裝料高度確定事件9a_c開始時，這些數據集被用在本發明的各種實施例中以減少達到期望的頻率差Λ fdes所需要的時間，。
[0077]現在將參照圖6中的流程圖和圖3以及圖5描述根據本發明的方法的實施例。
[0078]參照圖6，在第一步驟100中，微處理器20從溫度傳感器24獲得表示當前操作溫
度Tprasmt的信號。
[0079]基於當前操作溫度Tpresent和上面結合圖5提及的所存儲的數據集，在步驟101中通過微處理器20確定初始頻率控制參數，在此初始頻率控制參數是用於在參考脈衝生成器14中包括的VCO的初始控制電壓Vinitial。例如，如果與表格中的任何其它溫度相比，Tpresmt更接近圖5表格中的1~2，則可以使用對應的控制電壓^作為Vinitial。替選地，可以使用某一形式的插值。在最簡單的情況下，如果Tp_mt在T1和T2之間，則可以根據以下關係確定
"^initial.[0080]Vinitial= ((V2-V1) / (T2-T1)) *Tpresent.[0081]當然，其它的和更多的成熟的近似方法在本領域的一般技術人員的能力範圍之中。
[0082]隨後，通過微處理器將在步驟101中確定的表示初始控制電壓Vinitial的信號提供給頻率控制電路21，控制電路21在步驟102中從初始控制電壓Vinitial開始控制參考脈衝生成器14以實現期望的頻率差Af。
[0083]當達到了期望的頻率差Af時，除了已經存在於存儲器23中的數據集之外，在步驟103，在存儲器23中存儲導致期望的頻率差Λ f的當前操作溫度Tlffesent和控制電壓Vpresent作為另外的數據集。
[0084]本領域的技術人員意識到本 發明並沒有被限制於上述的優選實施例。相反地，許多修改和變型可以在所附的權利要求範圍內，例如用於控制參考脈衝生成器14的控制電壓可以保持不變，並且用於傳輸脈衝生成器10的控制電壓可以被控制，或用於傳輸脈衝生成器10和參考脈衝生成器14兩者的控制電壓可以被控制以實現期望的頻率差。
【權利要求】
1.一種控制脈衝物位計系統的方法，所述脈衝物位計系統包括: 傳輸信號生成電路，用於生成第一脈衝序列形式的電磁傳輸信號，所述第一脈衝序列具有第一脈衝重複頻率； 傳播裝置，被連接到所述傳輸信號生成電路，並且被布置成向在儲料倉中容納的產品的表面傳播所述電磁傳輸信號，以及返回由所述電磁傳輸信號在所述產品的所述表面上的反射引起的電磁反射信號； 參考信號生成電路，用於生成第二脈衝序列形式的電磁反射信號，所述第二脈衝序列具有第二脈衝重複頻率；以及 處理電路，用於基於所述電磁反射信號、所述電磁參考信號、以及所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差，確定所述產品的裝料高度， 其中所述方法包括以下步驟: 獲得表示當前操作溫度的信號； 基於所述當前的操作溫度和多個數據集，確定用於控制所述傳輸信號生成電路和所述參考信號生成電路中的至少一個的初始頻率控制參數，所述多個數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於所述先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據；以及從所述初始頻率控制參數開始，控制所述傳輸信號生成電路和所述參考信號生成電路中的至少一個，以在所述當前操作溫度下實現所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的所述已知的頻率差。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括以下步驟: 存儲數據集，所述數據集包`括表示所述當前操作溫度和當前頻率控制參數的數據，所述當前頻率控制參數導致在所述當前操作溫度下所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的所述已知的頻率差。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述傳輸信號生成電路和所述參考信號生成電路中的至少一個包括電壓控制振蕩器，並且所述頻率控制參數是對所述電壓控制振蕩器提供的控制電壓。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述方法還包括以下步驟: 基於所述電磁反射信號、所述電磁參考信號、以及所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的所述已知的頻率差，確定所述裝料高度。
5.一種用於確定在儲料倉中容納的產品的裝料高度的脈衝物位計系統，所述脈衝物位計系統包括: 傳輸信號生成電路，用於生成第一脈衝序列形式的電磁傳輸信號，所述第一脈衝序列具有第一脈衝重複頻率； 傳播裝置，被連接到所述傳輸信號生成電路，並且被布置成向在儲料倉中容納的產品的表面傳播所述電磁傳輸信號，以及返回由所述電磁傳輸信號在所述產品的所述表面上的反射引起的電磁反射信號； 參考信號生成電路，用於生成第二脈衝序列形式的電磁反射信號，所述第二脈衝序列具有第二脈衝重複頻率； 處理電路，用於基於所述電磁反射信號、所述電磁參考信號、以及所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的已知的頻率差，確定所述產品的裝料高度，以及頻率控制電路，用於控制所述傳輸信號生成電路和所述參考信號生成電路中的至少一個，以實現所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的所述已知的頻率差， 其中所述脈衝物位計系統還包括: 存儲器，用於存儲多個數據集，所述多個數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於所述先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據；以及 溫度傳感器，用於提供表示所述脈衝物位計系統的當前操作溫度的信號。
6.根據權利要求5所述的脈衝物位計系統，其中所述處理電路還被配置成: 從所述溫度傳感器獲得表示所述當前操作溫度的信號； 基於所述當前操作溫度和存儲在所述存儲器中的多個數據集，確定所述傳輸信號生成電路和所述參考信號生成電路中的至少一個的初始頻率控制參數，所述多個數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於所述先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據；以及 控制所述頻率控制電路，以使用所述初始頻率控制參數啟動所述頻率控制電路對所述傳輸信號生成電路與所述參考信號生成電路中的至少一個的控制。
7.根據權利要求5或6所述的脈衝物位計系統，其中所述存儲器包括包含多個預先存儲的數據集的存儲器區域，所述多個預先存儲的數據集中的每一個數據集包括表示先前操作溫度以及對於所述先前操作溫度先前確定的頻率控制參數的數據。
8.根據權利要求5或6所述的脈衝物位計系統， 其中所述存儲器包括可寫存儲 器區域，以及 其中所述處理電路還被配置成在所述可寫存儲器區域中存儲數據集，所述數據集包括表示所述當前溫度和當前頻率控制參數的數據，所述當前頻率控制參數導致在所述當前操作溫度下所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的所述已知的頻率差。
9.根據權利要求5或6所述的脈衝物位計系統，其中所述處理電路還被配置成基於所述電磁反射信號、所述電磁參考信號以及所述第一脈衝重複頻率與所述第二脈衝重複頻率之間的所述已知的頻率差，確定所述裝料高度。
10.根據權利要求5或6所述的脈衝物位計系統，其中所述脈衝物位計系統還包括本地能量存儲器，本地能量存儲器用於為所述物位計系統的操作提供電能。
11.根據權利要求5或6所述的脈衝物位計系統，其中所述脈衝物位計系統還包括用於與遠程系統無線通信的無線通信電路。
【文檔編號】G01F23/284GK103512632SQ201210352864
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年9月20日 優先權日:2012年6月29日
【發明者】萊夫·尼爾森, 哈坎·德林, 哈坎·尼貝裡 申請人:羅斯蒙特儲罐雷達股份公司