CN116348745A - 拓扑检测用填充物位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明说明了一种用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置，其包括雷达单元、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线、控制单元以及存储器(501)，其特征在于，在存储器中存储有至少两个不同的校准数据集。

Description

拓扑检测用填充物位测量装置

技术领域

本发明总体上涉及填充物位测量。特别地，本发明涉及用于确定填充材料表面的拓扑的填充物位测量装置、用于确定填充材料表面的拓扑的方法、用于填充物位测量装置的程序元件以及具有这种程序元件的计算机可读介质。

背景技术

用于确定填充材料的填充物位或极限物位的各种传感器在现有技术中是已知的。特别地，这种传感器可以是雷达物位测量装置。这种雷达物位测量装置例如装配有喇叭天线，通过该喇叭天线在松散材料的方向上发射耦合的高频信号(HF信号)。该HF信号被松散材料反射，并且然后反射信号被雷达物位测量装置的组合式发射和接收***接收和评估。在此，基于传播时间确定填充物位。

在这种填充物位测量装置以及现有技术中已知的其它用于检测填充物位或极限物位的传感器中，分别基于填充材料表面上的聚集有发射的信号的点或较小区域中的测量来确定填充物位。这在液体的情况下不成问题。填充材料形成平坦的、纯水平延伸的表面，并且因此在整个表面上具有恒定的填充物位。然而，这种现有技术中已知的填充物位测量在诸如砾石或谷物等松散材料的情况下通常不精确。通常，这种松散材料没有具有恒定填充物位的纯水平定向的表面。而是，在堆积或移除松散材料时，可能形成料堆锥体，其中，表面的一些区域中的填充物位高于其它区域的填充物位。也可能出现松散材料在容器壁上的粘附，其中，不能使用现有技术中已知的填充物位测量装置来检测这些偏离的填充物位。

对填充材料表面的拓扑的检测可以有利地特别用于松散材料的测量以及在此经常出现在封闭容器内部或外部的料堆锥体和排放漏斗。在移动液体的情况下，对表面拓扑的检测也可用于确定填充物位和/或体积。例如，在使用搅拌装置并由此在液体表面上产生流动图案(所谓的涡流)时，会出现这种移动的液体。通过表面拓扑的确定，可以得出关于诸如填充材料的粘度或混合(在必要时考虑搅拌装置的速度)等其它变量的结论。

例如，用于表面的非接触扫描的方法可以基于如下原理，该原理在表面的方向上发射的信号在表面上受到反射，并且评估反射信号的传播时间和/或信号强度。为了足够精确地检测填充材料表面的拓扑，可能需要在填充材料表面的特定区域的方向上进行大量测量，这可能增加此类测量装置或测量方法的复杂性和成本。

图1示出了根据现有技术的拓扑检测用填充物位测量装置100的示例性实施例。这种拓扑检测用填充物位测量装置100在填充物位测量技术中变得越来越重要。除了输出松散材料的正常填充物位之外，这些装置还提供关于料堆108的表面轮廓107的额外信息。此外，还可以检测容器壁上的粘附物。迄今为止，市场上只能找到少数这种类型的***。

填充物位测量装置包括具有电气控制电路102的控制单元101以及天线装置104(在下文中也简称为天线104)。这类填充物位测量装置100特别用于测量容器105中或露天料堆上的松散材料，其中，可以确定松散材料108的表面107的走向和/或填充材料108的填充材料表面107的拓扑。天线装置104具有多个发射和/或接收元件120、122，从而能够改变主发射方向H和/或主接收方向H'。以此方式，可以检测来自不同主发射方向H和/或主接收方向H'的回波信号和/或回波曲线。

天线104具有二维布置的发射元件120和/或接收元件122。在此，仅通过用于模拟和/或数字波束偏转(波束成形)的方法以电子方式实现填充材料表面107的测量所需的波束偏转。在此，以电子方式改变主发射方向H和/或主接收方向H'，即无需使填充物位测量装置100的部件机械地移动。

图1所示的拓扑检测用填充物位测量装置100包括多天线***(MIMO)，该多天线***能够在没有机械移动部件的情况下实现主发射方向H的电子转动。这考虑了以下事实：机械转动天线***虽然在技术上容易构建，但具有非常复杂且高维护成本的机械结构。在此，天线104由多天线***(MIMO)构成，该多天线***包括多个发射和接收元件120、122，这些发射和接收元件120、122规则地分布在天线表面126上。发射和接收元件120、122的各种可行的组合决定了多天线***的信道数量。例如，如果多天线***具有三个发射元件和四个接收元件，则该设备具有12个由发射元件和接收元件的相应组合产生的雷达信道。例如，信道1由发射元件1和接收元件1的组合形成，信道2由发射元件1和接收元件2的组合形成，直到由发射元件3和接收元件4的组合形成的信道12。

目前在汽车领域中例如针对在此使用的距离雷达开发的雷达芯片通常包含三个发射元件和四个接收元件，并且因此具有相应数量的信道。在汽车领域中，雷达芯片中以高度集成的雷达***(RSoC：片上雷达***)形式使用的雷达技术导致了相关电子元件的小型化和低成本。

在如图1所示的MIMO***中，通过以不同相位驱动发射元件，可以使多天线***的发射波瓣(Sendekeule)转动。发射波瓣及其相关的主发射方向H是通过与各个发射元件相关的发射波瓣110、112、114的叠加产生的。因此，在发射情况下，发射阵列的主发射方向H根据各个发射元件的信号的相移而进行变化。

在通过多个接收元件接收反射的发射信号的接收情况下，主接收方向H'可以由可调节的相位位置确定。如果各个接收元件处于预定的不同相位位置，即，如果以特定的预定方式延迟分别接收的信号，则这改变了接收器阵列的主接收方向H'。

“阵列”被理解为多个彼此以特定的预定距离布置的发射/接收元件。

图2示出了具有由多个发射和/或接收元件120、122组成的阵列134a的天线135的放大图。在此，发射和/或接收元件120、122平面地且/或均匀地分布在天线表面135上。例如，发射和/或接收元件120、122以行和列的方式布置在天线表面135上。在此，两个相邻的发射和/或接收元件120、122之间的距离小于或等于雷达信号的波长的一半。在图2中，各个发射和/或接收元件120、122的发射和/或接收波瓣138、140、142是符号化的。可以使用数字波束成形方法来设定偏转角156。在此，将“偏转角”定义为天线的主发射方向H和/或主接收方向H'相对于相关的天线表面135的法线和/或法向量的角度。在此，理论上，方位角方向和仰角方向的典型值范围为-60°至+60°。实际要设定的偏转角156在+/-45°的范围内，这可以通过用于模拟和/或数字波束偏转的方法来实现，而不会在设定的天线的半值宽度方面有太大损失。

由于以此方式可以实现的偏转角156是有限的，并且例如由此不能充分检测高度填充的容器中的填充材料表面，因此填充物位测量装置100可以包括由多个独立的子雷达组(子雷达组为多个天线的形式)构成的雷达或天线装置130。然后，整个雷达天线可以例如是棱锥体或截头棱锥体，其中，子雷达组可以布置在棱锥体的每个部分侧面或天线表面上，并且其中，可以利用每个子雷达组执行模拟和/或数字波束成形。

这种具有多个天线的设计确保可以通过适当的控制和评估来扫描更大的角度范围。

一种改变各个发射信道和接收信道的相位的方式是高频移相器300。图3示出了这种高频移相器300的示意图。在该高频移相器300中，通过在信号路径中引入额外线路302，使高频的发射或接收信号相对于另一信道延迟。通过可被设计为PIN二极管的开关301来加入或移除这些线路302。以此方式，可以提供分立的延迟。由于假定了周期性正弦信号，因此只有使信号最多延迟360°才有意义。延迟值的现实分度在2至180°之间。

图3示例性地示出了三个并行的信号路径，其中将不同的线路302连接到信号路径中。由符号表示的45°、90°和180°的延迟元件可以具有任何(预定的、合理的)其它值，并且可以具有明显更低的值以更精细地调节相移。此外，在一个信号路径中可以组合有多个延迟元件。

在发射情况下改变相位的另一种但不常见的方式是在信号生成期间就已实现相移。如果每个发射器的信号都是从独立的、相互同步的锁相环(PLL)中生成的，则还可以在各个PLL之间实现可调节的相移。

在接收情况下改变相位的另一种非常常见的方式不是如上所述地在高频路径中安装移相器，而是在数字化的、低频的中频范围内将相移应用到接收信号。这种技术被称为数字波束成形。

多信道技术(MIMO)的问题是信道(即，上述发射和接收元件的组合)具有略微不同的相位值、频率值和振幅值。

然而，与机械转动的拓扑检测用雷达装置相比，在多信道雷达装置100中存在以下问题。

在使用FMCW雷达(调频连续波雷达)的单一目标场景中，每个信道都会生成作为输出信号的正弦波。正弦波的相位和频率与距目标的距离成正比，而振幅是衡量目标的反射特性的指标。

由于各种影响(例如略微不同的线路长度和/或不同的线路衰减、例如焊接连接中的不同的电容和/或电感影响、芯片、印刷电路板和/或天线中的制造公差)的缘故，信道的相位比和振幅比改变，因而信道之间存在从理论上不应存在的偏差。

图4a示例性地示出了各种发射元件的输出信号。从图4a中可以看出，信号具有不同的振幅并且相对彼此相移。

从设计角度来看，可能无法使用完全相同的线路长度来构造所有信道。这个问题在图4b中示出。图4b示出了雷达物位测量装置的示例性实施例，其中两个集成雷达***(RSoC)402使用公共天线进行操作。由于集成雷达***(RSoc)402的信号输出和输入Tx、RX与公共天线的发射和/或接收元件404之间的线路401具有不同的长度，因此在各个信道之间也存在相移。当在公共电路板405上使用多个集成雷达***(RSoC)402时，这个问题就更严重了。图4b中的两个集成雷达***(RSoC)402通过本地振荡器LO和相关线路403相互连接并同步。

从图4b可以看出，不同长度的高频线路401是必要的，以便将集成雷达***(RSoC)402相互连接并且连接到发射和接收元件404。这又导致各个信道的信号传播时间的振幅、频率和相位产生偏移。

由于上述原因，需要对MIMO雷达***进行校准。在此过程中，校准不同的信号传播时间和振幅波动，即对输入信号和输出信号处理进行调整以补偿上述偏差。

为此，模拟了测量所有信道的单一目标场景。对由此产生正弦信号进行分析，并且计算其振幅、相位和频率相对于参考信号的偏差。以系数的形式确定并存储这些偏差。例如，参考信号可以是来自信道1的测量信号。然后，信道2例如具有高出0.2dB的振幅、20Hz的频率偏差和30°的相位偏差。

这些代表校准数据的偏差随后会在真实环境的测量中被考虑在内。根据波束成形原理，这些偏差可以以不同的方式被包含在测量中。

在具有移相器的模拟波束成形中，可以调节移相器以使其补偿错误的传播时间。此外，还使用了可调节的发射或接收放大器来校正与振幅相关的偏差。然而，这种类型的补偿与额外的硬件支出有关。此外，只能非常不精确地校准***误差，因为例如移相器由于它们与分立开关级一起工作而不能任意微调。

另一方面，接收器侧的数字波束成形提供了巨大的优势。在此可以非常方便地考虑校准数据。此外，可以以明显更精确的方式存储和处理校准数据。虽然模拟移相器通常只能达到5至8位的精度，但是数字技术可以毫不费力地达到16至32位的精度。

然而，对于以此方式校准的多信道雷达***，仍然存在环境影响和测量距离引发的测量不准确的问题。因此，需要具有更高测量精度的拓扑检测雷达***。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有更高测量精度的拓扑检测用雷达物位测量装置。此外，进一步的目的是提供一种用于校准拓扑检测用雷达物位测量装置的方法以及一种用于操作这种雷达物位测量装置的方法。

这些目的通过具有权利要求1的特征的拓扑检测用填充物位测量装置、根据权利要求10的用于校准拓扑检测用雷达物位测量装置的方法以及具有权利要求12的特征的用于操作拓扑检测用雷达物位测量装置的方法来实现。权利要求18给出了在软件中实现该方法的计算机程序代码。

所提出的现场设备的优选实施例、特征和特性对应于所提出的方法的优选实施例、特征和特性，反之亦然。

本发明的有利实施例和变形例由从属权利要求和以下说明中得到。在从属权利要求中单独列出的特征可以以任何技术上有意义的方式相互组合，并且与在以下说明中更详细解释的特征组合，并且代表本发明的其它有利的变形实施例。

一种根据本发明的用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置，包括：雷达单元、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线、控制单元以及存储器，其特征在于，在存储器中存储有至少两个不同的校准数据集。

通过在存储器中存储至少两个不同的校准数据集，可以根据不同的环境条件校准雷达物位测量装置。在这个意义上，“校准”意味着通过发射信号和/或接收信号中的合适的校准因子来补偿由环境条件在控制和/或信号评估中引起的误差。通过适当的选择，不同的校准数据集可以使雷达物位测量装置适配于不同的环境条件，并因此使用适配于这些环境特性的补偿信号且/或使用相应适配的信号处理。

在这个意义上，环境条件(Umgebungsbedingungen)是对填充物位测量和/或拓扑检测产生影响的所有外部影响。这些环境条件例如是但不限于：过程环境中的温度、和/或天线的温度、和/或电子设备的温度、和/或在过程环境之外的填充物位测量装置的环境中的温度、和/或填充材料与天线的距离、和/或填充物位测量装置的安装位置、和/或过程环境中、电子设备中或填充物位测量装置的环境外部的空气湿度。

不同的校准数据集是在不同环境条件下确定的校准数据集。通过至少两个校准数据集，可以分别将各个环境条件的不同范围以及不同环境条件的组合与它们自己的校准数据集一起加以考虑。以此方式，可以优化测量并改善测量结果。

在最简单的情况下，在基本恒定且已知的环境条件下，用户可以在投运拓扑检测用雷达物位测量装置时选择最合适的校准数据集，并因而使测量适配于相应的环境条件。

如上所述，天线也可以由多个子天线组成，以便例如通过子天线相对彼此的巧妙布置以及整体天线(即，子天线的组合)来覆盖更大的作为检测范围的角度范围。

拓扑检测用填充物位测量装置优选为雷达物位测量装置，在该雷达物位测量装置中，主发射方向的改变仅以电子方式进行，特别通过数字和/或模拟的波束成形以及可选地使用多个天线以及它们适当的互连来进行。

为了能够在不同的校准数据集之间进行自动切换，雷达物位测量装置可被适当地设计为除了确定填充位和拓扑之外还确定至少一个其它测量值。可以例如针对环境条件或其相关的变量从由温度、空气湿度、距离、位置和其它相关测量值组成的组中选择该一个或多个测量值。可以利用雷达传感器本身、集成在雷达传感器的部件中或电子设备中的构件来确定其它测量值。该集成构件不一定是单独的传感器，可以包括能够确定相关环境条件或其相关的变量的任何构件。

特别地，各个部件的温度可能对测量质量产生影响，因为例如将发射和/或接收元件连接到产生信号的雷达单元的线路的长度可能会因热膨胀效应而发生变化。因此，在驱动各个发射元件时会产生与温度相关的相移。同样地，在来自接收元件的接收信号的信号传输(以用于例如高频单元中的评估)期间，在各个信号之间出现相移。

此外，针对不同的距离范围，校准数据集可能不同。

此外，校准数据集也可以取决于雷达物位测量装置的安装位置。例如，如果雷达物位测量装置不完全垂直地安装，则可能需要通过适当地选择校准数据来调节垂直方向。

以此方式，可以根据一个或多个其它测量值来选择用于填充物位和拓扑测量的校准数据集。由此，可以针对每个单独的测量选择适配于环境条件的最佳校准数据集。

为此，雷达物位测量装置可以包括至少一个额外传感器。特别地，雷达物位测量装置可以包括多个额外传感器，特别地包括两个、三个、四个或五个以上的额外传感器。通过额外传感器，可以确定相应的环境条件或其相关的变量，并将其用于选择校准数据集。

雷达测量装置的至少一个额外传感器可以是温度传感器。雷达测量装置也可以包括多个温度传感器，以便能够进行冗余测量，且/或确定雷达传感器的不同位置处的多个温度，以便例如确定雷达传感器的两个以上的位置之间的温度差。

例如，温度传感器可以布置为使得能够确定天线和/或过程环境的温度。在此，温度传感器可以特别地布置在天线或壳体的区域中(即，传感器可以特别地位于天线上或中)，使得能够确定天线和/或过程环境的温度。

补充地或替代地，温度传感器可以布置在电子设备的区域中(即，特别地布置在电子设备上或中)，使得能够确定雷达物位测量装置的电子部件的温度。

补充地或替代地，温度传感器可以布置为使得能够确定雷达物位测量装置的环境温度，特别是过程环境外部的雷达物位测量装置的壳体外部的温度。

补充地或替代地，雷达测量装置可以包括至少一个用于确定填充材料与天线的距离的距离传感器，作为额外传感器。至少一个专用距离传感器以独立于雷达物位测量装置的方式进行距离测量。例如，距离传感器可被设计为另一雷达传感器和/或超声波传感器和/或光学距离传感器。通过以独立于雷达测量装置的方式进行距离测量，可以根据填充材料表面与例如雷达物位测量装置的天线之间的距离来选择校准数据集，这与替代传感器由于距离而可能产生的测量不准确无关。额外距离传感器例如可以布置在天线中或天线旁边。

此外，雷达测量装置可以补充地或替代地包括位置传感器，作为额外传感器。例如，通过位置传感器，可以确定雷达物位测量装置的安装位置相对于允许天线的表面法线垂直地对准的位置的偏差，并且根据确定的偏差通过校准因子校正主发射方向的朝向。

在(根据天线的结构)具有多个子天线的实施例中，例如可以将子天线的对称轴线用作用于确定天线朝向的参考轴线，并且可以根据该轴线相对于垂直线的偏差通过相应的校准因子进行校正。补充地或替代地，雷达测量装置可以包括诸如比重计等湿度传感器。

一种根据本发明的用于校准用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置的方法，该拓扑检测用雷达物位测量装置包括：雷达单元、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线、控制单元以及存储器，其特征在于，在雷达物位测量装置的校准期间，确定至少两个不同的校准数据集，并且将它们存储在存储器中。

通过确定至少两个不同的校准数据集，可以在不同的环境条件下校准拓扑检测用雷达物位测量装置。通过选择相应的校准数据集，可以在不同的环境条件下优化雷达物位测量装置的操作。

不同的校准数据集不必在存储的校准因子方面不同，也可以仅在潜在的环境条件方面不同。

优选地，根据温度和/或空气湿度和/或距离和/或传感器位置确定所述至少两个不同的校准数据集。在此，可以针对每个环境条件(即，特别是温度、位置和距离)定义不同的范围，在这些范围中，相应环境条件的变化对校准因子没有影响或只有可忽略的影响。此外，可以针对被认为相关的环境条件的所有组合或针对环境条件的各个范围的组合来确定和存储单独的校准数据集。

一种根据本发明的用于操作用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置的方法，该拓扑检测用雷达物位测量装置包括：雷达单元、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线、控制单元以及具有至少两个校准数据集的存储器，其特征在于，能够选择至少两个校准数据集中的一者。

由于能够选择所述至少两个校准数据集中的一者，因此可以针对不同的校准条件(即，校准所处的环境条件)校准雷达物位测量装置。因此可以针对不同的环境条件校准雷达物位测量装置，从而优化测量。

校准通常在工厂中进行。不同的校准数据集被存储在设备中，并且被记录在精确定义的测量环境中。

在此，可以由用户选择校准数据集。例如，如果在一个简单的场景中已知雷达物位测量装置将在哪个温度范围内运行，则可以在投运期间选择校准数据集，并且从此以后将该校准数据集用于测量。

替代地，可以根据雷达物位测量装置的环境条件来选择校准数据集。这意味着根据环境条件自动选择校准数据集。因此，与手动选择相比，可以进行自动选择，其中可以在两次测量之间的测量操作期间对选择进行更新。

优选地，根据温度和/或空气湿度和/或距离和/或位置来选择校准数据集。

优选地，根据环境条件的变化速度和测量频率来设计校准数据集的选择频率。例如，如果针对不同的温度范围存在不同的校准数据集(包括20°的温度范围)，并且如果温度变化非常缓慢(例如最大速度为每小时10°)，则在每分钟一次测量的测量频率下，不需要在每次测量之前检查校准数据的选择，但规定每十次测量检查和选择一次校准数据可能就足够了。替代地，在快速变化的环境条件和/或相对较低的测量频率的情况下，可能需要在每次测量之前检查正确校准数据的选择。

如果这在可用资源(特别是可用能量和/或可用计算能力)的情况下是可能的，则优选地在每次测量之前根据相应的当前环境条件选择校准数据集。

附图说明

下面将参考附图根据示例性实施例来详细地解释本发明。

图1示出了根据现有技术的拓扑检测用雷达物位测量装置的示例性实施例(已讨论)。

图2示出了可在根据图1的示例性实施例中使用的天线装置的放大图(已讨论)。

图3示出了模拟移相器的示意图(已讨论)。

图4a示出了在根据图1的示例性实施例中使用但没有校准的发射信号(已讨论)。

图4b示出了包括两个集成雷达***以及公共天线的示例性实施例(已讨论)。

图5示出了根据本申请的拓扑检测用雷达物位测量装置的第一示例性实施例。

图6示出了根据本申请的雷达物位测量装置的第二示例性实施例。

在附图中，相同的附图标记表示具有相同功能的相同或相应的部件，除非另有说明。

具体实施方式

图5示出了根据本申请的拓扑检测用雷达物位测量装置500的第一示例性实施例的框图。

拓扑检测用雷达物位测量装置500包括天线510，该天线由集成雷达***(RSoC)506供电，并且将接收信号传输到集成雷达***(RSoC)506。天线510由布置成阵列的多个发射和/或接收元件形成。

通过被设计为控制器的控制单元503控制集成雷达***506。通过计算单元504处理接收信号，该计算单元504可被实现为FPGA。除了可以包含2至1000个以上的雷达信道的雷达单元506以外，计算单元504还负责接收各个雷达信道的被数字化为接收数据的接收信号，并且对测量数据应用各种线性运算符。计算单元504可以通过FPGA(现场可编程门阵列)来实现。线性运算符包括现场设备在接收方向上的校准、多维加窗以及多维FFT(快速傅立叶变换)。还可以在计算单元中进一步处理滤波和数据缩减。控制单元503和计算单元504均连接到存储器M，在该存储器M中存储有用于不同环境条件的多个校准数据集。

拓扑检测用雷达物位测量装置500被设计为在操作期间使校准数据动态地适配于环境条件，即根据现有环境条件分别选择适当的校准数据集。因此，雷达物位测量装置不是具有一个校准数据集，而是具有多个校准数据集，并且为此具有足够大尺寸的存储器单元501。校准数据集适配于不同的环境条件。

为此，雷达物位测量装置具有用于测量影响测量精度的环境特性的其它传感器。

在图5所示的示例性实施例中，雷达物位测量装置包括多个温度传感器502a、502b，其中一个温度传感器502a布置在电子设备中，另一个温度传感器502b布置在天线510的区域中。因此，可以监测电子设备及其周围环境的温度以及天线510及其周围环境的温度。控制单元503可以读出温度，并且向负责基于接收数据计算松散材料表面的计算单元504指定应使用哪些校准数据。控制单元503本身也可以使用合适的校准数据集来控制雷达***506。

例如，对于-40℃至0℃、0℃至50℃和50℃至100℃之间的过程温度范围，可能存在三个不同的校准数据集。控制单元503根据过程温度选择合适的数据集。

可以通过通信模块505进行与上级单元(例如，控制室)的通信。

图6示出了另一示例性实施例。

在此公开的雷达物位测量装置500包括与距离相关的校准数据。控制单元503可以根据填充材料的距离(即，特别地根据填充物位)来选择应使用哪个校准数据集。可以通过距离传感器601(例如其被设计为额外的集成填充物位测量装置)或者替代地根据拓扑检测用雷达***的数据来确定距离或填充物位。为了提高测量的可靠性，也可以想到这两个***的组合，在此，距离传感器601例如可以基于声学测量方法、光学测量方法或雷达类测量方法。

此外，也可以使用温度和距离的组合来确定合适的校准数据集，因此在校准雷达物位测量装置时，校准数据应存储在存储器501中。

在此，可以设想的是，在每次拓扑检测测量之前，通过额外的环境传感器501a、502b、601确定环境参数。然后，控制单元决定应将哪个校准数据集用于以下测量。还可以设想的是，在每次测量之前没有读出环境传感器，因为它们中的一部分是缓慢的过程，并且拓扑检测的测量速率相对于它们明显更高。例如，拓扑检测的测量速率可以是每分钟5次测量，而20℃的温度变化可能需要几个小时。在这种情况下，如果例如每20次测量仅一次温度测量就足够了。

在另一变形例中，也可以由用户指定用于拓扑检测的校准数据。为此，例如可以通过通信接口505来选择要使用的校准数据集。还可以设想的是，用户可以通过通信接口505输入全新的校准参数。也可以通过该通信接口505将测量值传输到过程控制***。

附图标记列表

100拓扑检测用填充物位测量装置

101控制单元

102电气控制电路

104天线装置(简称：天线)

105容器

107表面轮廓

108料堆

110、112、114发射波瓣

120发射元件

122接收元件

126天线表面

130雷达或天线装置

135天线

134a阵列

138发射和/或接收波瓣

140发射和/或接收波瓣

142发射和/或接收波瓣

156偏转角

300高频移相器

301开关

302线路

401线路

402雷达单元、集成雷达***(RSoC)

403线路

404发射和接收元件

405电路板

500拓扑检测用雷达物位测量装置

501存储器单元

501a环境传感器

502a、502b温度传感器

503控制单元

504计算单元

505通信模块

506雷达单元、集成雷达***(RSoC)

510天线

601距离传感器

Claims (18)

1.一种用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其包括雷达单元(506)、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线(510)、控制单元(503)以及存储器(501)，其特征在于，

在所述存储器(501)中存储有至少两个不同的校准数据集。

2.根据权利要求1所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

所述雷达物位测量装置(500)被适当地设计为除了确定所述填充物位和所述拓扑之外还确定至少一个其它测量值。

3.根据权利要求2所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

根据所述其它测量值来选择用于测量所述填充物位和所述拓扑的校准数据集。

4.根据前述任一项权利要求所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

所述雷达物位测量装置(500)包括至少一个额外传感器(501a、502a、502b、601)。

5.根据权利要求4所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

所述雷达测量装置(500)包括至少一个温度传感器(502a)，作为所述额外传感器。

6.根据权利要求5所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

温度传感器(502b)布置在所述天线(510)的区域中。

7.根据权利要求5或6所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

温度传感器(502a)布置在电子设备的区域中。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)，其特征在于，

所述雷达测量装置(506)包括用于确定所述填充材料与所述天线(510)的距离的距离传感器(601)，作为所述额外传感器。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的拓扑检测用雷达物位测量装置，其特征在于，

所述雷达测量装置(506)包括位置传感器，作为所述额外传感器。

10.一种用于校准用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)的方法，所述拓扑检测用雷达物位测量装置(500)包括雷达单元(402、506)、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线(510)、控制单元(503)以及存储器(501)，其特征在于，

在所述雷达物位测量装置(500)的校准期间，确定至少两个不同的校准数据集，并且将它们存储在所述存储器(501)中。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

根据所述雷达物位测量装置(500)的温度和/或距离和/或位置，确定所述至少两个不同的校准数据集。

12.一种用于操作用于确定填充材料的填充物位和拓扑的拓扑检测用雷达物位测量装置(500)的方法，所述拓扑检测用雷达物位测量装置(500)包括雷达单元(402、506)、具有至少一个发射元件和至少两个接收元件的天线(510)、控制单元(503)以及具有至少两个校准数据集的存储器(501)，其特征在于，

能够选择所述至少两个校准数据集中的一者。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

能够由用户指定所述校准数据集。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

根据所述雷达物位测量装置的环境条件选择所述校准数据集。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

根据温度和/或距离和/或位置来选择所述校准数据集。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，

所述校准数据集的选择频率取决于环境条件的变化速度和测量频率。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，

在每次测量之前选择所述校准数据集。

18.一种计算机程序代码，当其被拓扑检测用雷达物位测量装置的处理器执行时，所述计算机程序代码使所述处理器执行根据权利要求12至17中任一项所述的方法。

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