JP2005514586A - 伝播時間に基づく測定装置の測定信号評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)基準信号データを信号の伝播時間の関数として取得するステップと、
b)ある測定距離に渡る実際の測定信号からなる少なくともひとつの測定曲線を取得するステップと、
c)上記測定曲線または上記測定曲線から選択された信号データを上記基準信号データと比較し、上記測定信号の中から干渉信号および有用信号を探し出すステップと、
d)充填レベルを判定するため、場合に応じて、上記の見つけ出された干渉信号または有用信号からの情報に重み付けをするステップと、を含んでいる。
本発明による方法の更に別の実施形態では、基準信号データまたは測定曲線の信号データを選択する時は、測定曲線の極値を用いる。
本発明による方法の更に別の実施形態では、基準曲線は減算または相関によって測定曲線と比較する。この場合、減算または相関は、信号データの一部にのみ限定可能である。
本発明の背景にある基本的な考え方のひとつは、容器内の攪拌器または他の設置物からの信号は測定曲線上で実際認識できるが充填レベル信号は認識できない場合、これは、既知の充填レベル測定装置によって示唆されているように、容器が空であることを意味する必要はなく、場合によっては、むしろ容器内の媒体の反射面が撹伴器または他の容器内設置物の下方になければならないことを意味する必要があるということである。
要約すれば、本発明によれば、測定信号から直接充填信号が読み取れない場合でも、有利な条件で充填レベルを判定することができる。更に、測定信号から作成された測定曲線上の充填レベル信号が存在しない領域を考慮の対象から除外できる。また、本発明によれば、測定装置および/または充填物質の状況が充填レベルに依存せず判断できる。その結果、単一の時間変位済み干渉信号に基づいて、充填レベルを推測し伝播速度を知ることができる。誘電率によって生じた二つの干渉信号の時間変位を評価することによっても、伝播速度が分からなくても、充填レベルが判定できる。
説明の便宜上、誤解を招かない限り、以下同一の装置、モジュールまたは部品並びに充填物質および媒体には、同一の参照番号を付与することとする。
・ 充填レベルが存在し得ない、測定曲線上の範囲、すなわち、測定距離の範囲を決めるのに、充填レベルによって発生しない信号を用いることができる。
・ 装置の状態または測定能力を決めるのに、充填レベルによって発生しない信号を用いることができる。
・ 充填物質の特性、例えば複素誘電率、導電率、含水量、温度、混合状態、泡形成などの特性を決めるのに、充填レベルによって発生しない信号を用いることができる。そういった目的で、本発明では、充填レベルによって発生しない、例えば、代わりに、容器またはタンク自体、バイパス管、静水管および測定システムまたはタンクの一部としての別の導波路から、または上記物体に付加したマーキングからの干渉信号を用いる。しかしながら、また、これらの充填レベルによって発生しない反射信号は、充填レベル測定装置の結合部から得ることもできる。
また、特に重要なのは、本発明の方法による測定信号を評価したとき、実際の測定値と初期の時点の測定値を比べても、測定曲線上に何ら不変化領域が見つからない場合は、容器が既に溢れていることを示す。
Claims (27)
- 伝播時間原理に基づき動作して容器(12)内の媒体(16)の充填レベル(14)を測定する充填レベル測定装置の測定信号の評価方法であって、
基準信号データを前記信号の伝播時間の関数として取得するステップと、
測定距離に沿って、実際の測定信号からなる少なくともひとつの測定曲線を取得するステップと、
前記測定曲線または前記測定曲線から選択した信号データを基準信号データと比較し、前記測定信号の中から干渉信号および有用信号を探し出すステップと、
前記充填レベルを決定するため、場合に応じて、前記見つけ出された干渉信号または有用信号からの情報に重み付けをするステップと、
を備えることを特徴とする測定信号評価方法。 - 前記基準信号データは、少なくともひとつの既知の測定曲線から取得され、または既知の測定装置特有のデータおよび/または容器特有のデータから決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基準信号データは、空容器での測定値を評価することによって取得されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記基準信号データまたは前記測定曲線の信号データを選択する際、測定曲線の極値が考慮されて使用されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記基準信号データが基準曲線の形で存在することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記基準曲線は、減算または相関により前記測定曲線と比較されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記減算または相関は、前記信号の一部に対してのみ適用されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記干渉信号または有用信号は、容器または測定装置に特有の既知の特徴データに基づいて区別されることを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載の方法。
- 前記測定距離は、既知の容器設置物または該容器内に突出している前記測定装置の一部に基づいていくつかの領域に分割され、場合に応じて、該領域から干渉信号または有用信号が探し出されることを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載の方法。
- 前記干渉信号と前記有用信号は、与えられた信号情報に基づいて互いに区別されることを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載の方法。
- 前記信号データの振幅、符号、位相関係、幅および/または形式が、信号情報として考慮されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記測定曲線から選択された信号データが前記基準曲線の対応する信号データに一致させられ、該信号データの時間変化が前記有用信号と前記干渉信号の区別に利用されることを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載の方法。
- 時間の経過とともに前記干渉信号が前記有用信号とは逆方向に変化することに基づいて、前記干渉信号が有用信号と区別されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記充填レベルを前記伝播時間の関数として決定するため、場合に応じて、前記決定された干渉信号または有用信号が重み付けされることを特徴とする請求項1から13までのいずれかに記載の方法。
- 前記測定曲線上で有用信号が見つからない場合のために、前記測定曲線上の少なくともひとつの干渉信号および基準信号データに基づいて、前記充填レベルが決定されることを特徴とする請求項2から14までのいずれかに記載の方法。
- 初期の時点における前記容器または測定装置の既知の位置からの干渉信号、同一時点における有用信号、および実際の測定曲線上の干渉信号の変位に基づいて、未知の充填レベルが決定されることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 充填レベル信号が全く識別できないか、またはあいまいにしか識別できない場合のために、既知の幾何学的位置の前記測定曲線上の少なくとも二つの干渉信号の時間変位に基づいて、所望の充填レベルが決定されることことを特徴とする請求項2から17までのいずれかに記載の方法。
- 充填レベルが決定されている場合のために、前記容器内において前記媒体の上方にある既知の幾何学的位置の測定曲線上の少なくとも二つの時間変位が、気相における前記伝播速度の補正率を決定するのに使用され、該補正率が前記決定された充填レベルを補正するのに使用されることを特徴とする請求項2から17までのいずれかに記載の方法。
- 前記測定装置の状態または機能についての情報を得るのに、実際の測定信号の伝播時間がその対応する基準信号データのそれと本質的に一致するような前記測定曲線上の領域の信号が用いられることを特徴とする請求項1から19までのいずれかに記載の方法。
- 前記測定装置が超音波充填レベル測定装置であることを特徴とする請求項1から20までのいずれかに記載の方法。
- 前記測定装置が光学式充填レベル測定装置であることを特徴とする請求項1から20までのいずれかに記載の方法。
- 前記測定装置がレーダー信号を用いた充填レベル測定装置であることを特徴とする請求項1から20までのいずれかに記載の方法。
- 前記充填レベル測定装置が自由放射レーダー測定装置であることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記充填レベル測定装置が導波路により導かれるレーダー信号を用いることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記充填レベルに加え、複素誘電率が決定されることを特徴とする請求項23から25に記載の方法。
- 前記複素誘電率が部分的に決定されることを特徴とする請求項26に記載の方法。
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