專利名稱：使用低功率雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)測(cè)量過(guò)程產(chǎn)品介電常數(shù)的制作方法
背景技術(shù)：
過(guò)程控制工業(yè)使用過(guò)程變量發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控與物質(zhì)有關(guān)的過(guò)程變量，例如固體、泥漿、液體、蒸汽、化學(xué)氣體、紙漿、石油、藥品、食物和處理食品的植物。過(guò)程變量包括壓力、溫度、流量、液面、混濁度、密度、濃度、化學(xué)合成及其它特性。過(guò)程變量發(fā)射機(jī)把在過(guò)程控制環(huán)路上有關(guān)檢測(cè)到的過(guò)程變量的輸出提供到控制室，以便監(jiān)視和控制過(guò)程。
過(guò)程控制環(huán)路可為雙線、4-20mA過(guò)程控制環(huán)路。根據(jù)這種過(guò)程控制環(huán)路，能量電平非常低，甚至在故障情況下，環(huán)路一般將不包括足夠的電能量去產(chǎn)生火花。在易燃環(huán)境中，這是一個(gè)特殊的優(yōu)點(diǎn)。過(guò)程變量發(fā)射機(jī)有時(shí)可以按這樣低的能量電平工作，以至它們可以從4-20mA環(huán)路接收所有電能。按照過(guò)程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議如HART數(shù)字協(xié)議，控制環(huán)路也可以具有疊加在雙線環(huán)路上的數(shù)字信號(hào)。
低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)已被用于測(cè)量存儲(chǔ)灌中的過(guò)程產(chǎn)品的層級(jí)(液體或固體)。在時(shí)域反射計(jì)中，從一個(gè)源發(fā)射電磁能量，該能量不連續(xù)地反射。接收的脈沖傳輸時(shí)間根據(jù)它所傳輸?shù)慕橘|(zhì)。已知一種類型的LPTDRR是微功率沖擊雷達(dá)，它由勞倫斯．雷莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制。因?yàn)長(zhǎng)PTDRR層級(jí)發(fā)射機(jī)基本上確定了作為微波信號(hào)傳輸?shù)疆a(chǎn)品的界面或表面并返回的傳輸時(shí)間的函數(shù)的層級(jí)，還因?yàn)閭鬏敃r(shí)間取決于微波傳輸通過(guò)的材料的介電常數(shù)，所以事先必須知道介電常數(shù)。當(dāng)存儲(chǔ)罐包括相互之間層疊的多種產(chǎn)品時(shí)，更必須知道材料的介電常數(shù)，因此，在具有不同介電常數(shù)的產(chǎn)品之間產(chǎn)生了多個(gè)界面。以前的LPTDRR層級(jí)發(fā)射機(jī)要求發(fā)射機(jī)的操作員輸入產(chǎn)品的介電常數(shù)，以便確定多個(gè)界面的層級(jí)。在罐中確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品的介電常數(shù)的方法將是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的重大改進(jìn)。
發(fā)明簡(jiǎn)述(本發(fā)明)公開(kāi)了一種方法和一種層級(jí)發(fā)射機(jī)，其計(jì)算罐中產(chǎn)品的介電常數(shù)?？刂频凸β蕰r(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)的電路，以計(jì)算沿終端進(jìn)入罐中產(chǎn)品的微波傳輸能量和微波反射能量之間的時(shí)間延遲。在某些實(shí)施例中，產(chǎn)品的介電常數(shù)是作為時(shí)間延遲的函數(shù)計(jì)算的。在其它實(shí)施例中，通過(guò)控制LPTDRR電路計(jì)算發(fā)射和接收脈沖的振幅來(lái)計(jì)算介電常數(shù)。產(chǎn)品的介電常數(shù)是作為發(fā)射和接收脈沖振幅的函數(shù)計(jì)算的。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)方框圖。
圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)方框圖。
圖4和圖5是低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)等效時(shí)間波形可控制閾值的曲線圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例可控制的接收閾值電路的示意圖。
圖7、9和12是實(shí)施圖2微波發(fā)射機(jī)方法的流程圖。
圖8、10和11是LPTDRR等效時(shí)間波形的曲線圖。


圖1顯示了多種應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，雷達(dá)介電常數(shù)測(cè)量是很有用的。例如，罐12中的過(guò)程產(chǎn)品14和15是液體，而罐13中的過(guò)程產(chǎn)品18(具有給定的靜止角度)和19是固體。罐17中的過(guò)程產(chǎn)品21和22是液體，該液體的層級(jí)被傳送到管23，并進(jìn)入終端110延伸的產(chǎn)品。此外，罐24包括產(chǎn)品25和26，并具有安裝在罐24頂部的輻射型終端。盡管圖1顯示了罐12、13、17和24，本發(fā)明的實(shí)施例可以工作在沒(méi)有罐的環(huán)境，例如湖泊或蓄水槽。
圖2和圖3是發(fā)射機(jī)100的框圖。圖4和圖5是本發(fā)明可控制閾值檢測(cè)器的等效低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)發(fā)射／接收的曲線圖。在外殼16內(nèi)，發(fā)射機(jī)100包括LPTDRR電路205(圖3所示)、LPTDRR電路控制器206(圖3所示)和介電常數(shù)計(jì)算器240?？刂破?06通過(guò)連接207控制LPTDRR電路205，以便確定與罐12中產(chǎn)品14的介電常數(shù)成比例的參數(shù)。介電常數(shù)計(jì)算器240計(jì)算作為已確定參數(shù)的函數(shù)的產(chǎn)品14的介電常數(shù)。LPTDRR電路205包括發(fā)射脈沖產(chǎn)生器210和脈沖接收機(jī)220。
發(fā)射機(jī)100還包括閾值控制器230和任選的層級(jí)計(jì)算電路(圖3所示)。閾值控制器230可以是LPTDRR電路205的一個(gè)部件。如圖3所示，閾值控制器230、介電常數(shù)計(jì)算器240、層級(jí)計(jì)算電路250和LPTDRR控制器206可由微處理器255實(shí)施。然而，對(duì)這些功能可以使用具體的電路。在微處理器255中實(shí)施這些功能的實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)100包括模／數(shù)轉(zhuǎn)換器270。發(fā)射機(jī)還包括電源和輸入／輸出電路260(圖3所示)，用于從環(huán)路20上接收功率饋電發(fā)射機(jī)100，以及在環(huán)路20上通信。這樣的通信可包括在環(huán)路20上發(fā)射有關(guān)處理產(chǎn)品的信息。采用的電源電路可以為在環(huán)路20接收功率的發(fā)射機(jī)100提供單獨(dú)的電源。
微波終端110可以是在層級(jí)發(fā)射機(jī)中已知的任何類型，可以是適當(dāng)?shù)膫鬏斁€、波導(dǎo)或天線。傳輸線是從一個(gè)地方到另一個(gè)地方形成連續(xù)路徑的材料邊界的系統(tǒng)，并能夠沿這個(gè)路徑導(dǎo)引電磁波能量的傳輸。在某些實(shí)施例中，終端110是雙導(dǎo)線天線，其具有連接在底部區(qū)域125的導(dǎo)線或?qū)w115和120，并延伸進(jìn)入罐12內(nèi)的產(chǎn)品14和15，以及選擇性地具有圓盤155。終端110也可以是單極天線、銅軸線、雙線、單線、微帶或輻射喇叭終端，并可以有任何適當(dāng)數(shù)量的引線。
發(fā)射脈沖產(chǎn)生器210最好是連接到終端110的低功率微波源。在控制器206的控制下，產(chǎn)生器210產(chǎn)生微波發(fā)射脈沖或沿終端110發(fā)射進(jìn)入產(chǎn)品14、15的信號(hào)。發(fā)射脈沖可以是任何頻率的寬度范圍，例如，大約250MHz和20GHz之間或更高。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射脈沖的頻率是2．0GHz。等效時(shí)間波形300的基準(zhǔn)脈沖310(圖4和5所示)可以在圓盤155產(chǎn)生，或者通過(guò)其它裝置指定發(fā)射／接收周期的開(kāi)始。沿導(dǎo)線115和120發(fā)射的脈沖微波能量的第一部分在空氣和產(chǎn)品14之間的第一產(chǎn)品界面127上反射。發(fā)射脈沖微波能量的第二部分在產(chǎn)品14和15之間的界面128上反射。如果罐12只包括產(chǎn)品14，沒(méi)有產(chǎn)品15，界面128基本上是終端或罐的底部。在圖4和5中，等效時(shí)間波形300的脈沖320表示空氣和產(chǎn)品14之間的界面127上反射的微波能量，而脈沖330表示在界面128上反射的微波能量。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，圖4和5所示的波形可以改變而沒(méi)有遠(yuǎn)離本發(fā)明的精神和范圍。一般說(shuō)來(lái)，如果產(chǎn)品14的介電常數(shù)小于產(chǎn)品15的介電常數(shù)，則脈沖330的幅度大于脈沖320的幅度。
脈沖接收機(jī)220是連接到終端110的低功率微波接收機(jī)。接收機(jī)220接收與第一產(chǎn)品界面127上發(fā)射脈沖第一部分發(fā)射對(duì)應(yīng)的第一反射波脈沖(由圖4和5中的脈沖320表示)。接收機(jī)220還接收對(duì)應(yīng)第二產(chǎn)品界面127上發(fā)射脈沖第二部分發(fā)射的第二反射波脈沖(由圖4和5中的脈沖330表示)。使用已知的低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)采樣技術(shù)，脈沖接收機(jī)220產(chǎn)生一個(gè)輸出等效時(shí)間LPTDRR波形300。
閾值控制器230接收波形300作為輸入。在閾值控制器230和介電常數(shù)計(jì)算器240包含在微處理器255中的實(shí)施例中，模／數(shù)電路270把波形300數(shù)字化。為檢測(cè)基準(zhǔn)脈沖310，閾指控制器230產(chǎn)生閾值315、340和350，因此，在時(shí)間T1接收到脈沖310，檢測(cè)反射波脈沖320，在時(shí)間T2接收到脈沖320，檢測(cè)反射波脈沖330，在時(shí)間T3接收到脈沖330。用于檢測(cè)基準(zhǔn)脈沖310的閾值315可以是一個(gè)預(yù)定的恒定電壓，或以已知的方式自動(dòng)確定作為脈沖310峰值幅度的函數(shù)。閾值控制器230提供了圖4所示的接收脈沖閾值340，該閾值電平由脈沖330超越。閾值控制器230提供了圖5所示的接收脈沖閾值350，該閾值電平由脈沖320超越。閾值控制器230向介電常數(shù)計(jì)算器240和電路250提供輸出，并根據(jù)檢測(cè)的反射波脈沖320和／或330接收脈沖輸出信息。
圖6表示部分由分立電路構(gòu)成的閾值控制器230，該電路產(chǎn)生可控制的閾值，如閾值340和350。閾值控制器230包括比較器400，其具有來(lái)自包括接收脈沖320和330的接收機(jī)220波形300的第一輸入。作為第二個(gè)輸入，比較器400接收可控制的模擬閾值電壓，該電壓是由數(shù)／模轉(zhuǎn)換器410的輸出提供的。轉(zhuǎn)換器410從表示所要求閾值的微處理器255接收數(shù)字輸入。比較器400的輸出420提供到介電常數(shù)計(jì)算器240和層級(jí)計(jì)算電路250，作為接收脈沖320和330時(shí)間的顯示。在第一個(gè)掃描周期期間，波形300被產(chǎn)生，控制轉(zhuǎn)換器410為檢測(cè)脈沖320提供閾值350。在隨后的掃描周期期間，控制轉(zhuǎn)換器410為檢測(cè)脈沖330提供閾值340?？捎瞄撝禉z測(cè)接收反射波脈沖的時(shí)間。也可以控制閾值，確定反射波脈沖的幅度。
圖2中的介電常數(shù)計(jì)算器240連接到閾值控制器230，并適合于計(jì)算罐12中第一產(chǎn)品14的介電常數(shù)，該介電常數(shù)作為閾值控制器230提供的接收脈沖輸出信息的函數(shù)。以下參照?qǐng)D7-12詳細(xì)討論計(jì)算介電常數(shù)時(shí)由電路240實(shí)施的方法。
微波信號(hào)傳輸距離和傳輸時(shí)間之間的關(guān)系顯示在方程1中。 式中T／2=微波脈沖到界面和從界面返回的傳輸時(shí)間的一半；εR=微波脈沖傳輸通過(guò)的材料的介電常數(shù)(對(duì)于空氣εR=1)；C=光速D=從終端的頂部到界面的傳輸距離。
使用這個(gè)關(guān)系，可計(jì)算所測(cè)量材料的介電常數(shù)。微波傳輸時(shí)間取決于微波傳輸通過(guò)介質(zhì)的介電常數(shù)。按照方程2所示的關(guān)系，介質(zhì)的介電常數(shù)與傳輸時(shí)間成比例。
εR∝(A·Time)2方程2式中Time=通過(guò)介質(zhì)的微波傳輸時(shí)間；A=比例常數(shù)同樣，按照方程3所示的關(guān)系，材料界面的反射脈沖的幅度與材料的介電常數(shù)成比例。 式中VR=反射脈沖的幅度VT=發(fā)射脈沖的幅度單獨(dú)或組合使用方程2和3顯示的關(guān)系，可以計(jì)算罐中一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品或材料的介電常數(shù)。
方法計(jì)算產(chǎn)品14的介電常數(shù)的方法顯示在圖7中。該方法開(kāi)始在方框500，通過(guò)控制低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)導(dǎo)引微波能量進(jìn)入過(guò)程產(chǎn)品。在方框503，控制LPTDRR電路接收反射的微波能量。在方框505，控制LPTDRR電路測(cè)量與產(chǎn)品14的介電常數(shù)成比例的參數(shù)。然后，在方框510，使用方程2和／或方程3的關(guān)系，計(jì)算作為測(cè)量的參數(shù)函數(shù)的產(chǎn)品14的介電常數(shù)。
根據(jù)方程3的關(guān)系，計(jì)算產(chǎn)品14的介電常數(shù)的第一個(gè)比較特殊的方法使用閾值控制器230比較精確地測(cè)量發(fā)射的和接收的脈沖幅度。該方法顯示在圖8的曲線圖中，并小結(jié)在圖9的流程圖中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，可以改變圖8所示的波形而沒(méi)有遠(yuǎn)離本發(fā)明的精神和范圍。
開(kāi)始在方框705的方法產(chǎn)生一個(gè)發(fā)射脈沖。發(fā)射脈沖沿著終端進(jìn)入罐中的產(chǎn)品，并從表面127和128反射。在方框710，接收到第一個(gè)反射波脈沖。第一個(gè)反射波脈沖對(duì)應(yīng)第一個(gè)產(chǎn)品界面127上反射的發(fā)射脈沖的第一部分。在控制LPTDRR電路205接收反射波脈沖之后，在方框715，計(jì)算第一個(gè)反射波脈沖的幅度。第一個(gè)反射波脈沖的幅度是與產(chǎn)品14的介電常數(shù)成比例的參數(shù)。
在方框720，計(jì)算作為第一個(gè)反射波脈沖的第一個(gè)產(chǎn)品的介電常數(shù)。如圖8所示的等效時(shí)間LPTDRR波形520，發(fā)射脈沖(由基準(zhǔn)脈沖530表示)具有發(fā)射幅度VT，而接收脈沖540具有接收幅度VR。用模／數(shù)轉(zhuǎn)換器270數(shù)字化等效時(shí)間LPTDRR波形520，并用微處理器255分析數(shù)字化信號(hào)，或使用數(shù)／模轉(zhuǎn)換器410設(shè)置比較器閾值，計(jì)算第一個(gè)反射波脈沖的幅度，并用方程3計(jì)算第一個(gè)產(chǎn)品的介電常數(shù)。因此。與產(chǎn)品14的介電常數(shù)成比例的計(jì)算的參數(shù)通常是第一個(gè)反射波脈沖的幅度和發(fā)射脈沖幅度之間的比?？刂芁PTDRR電路包括控制閾值控制器230，以調(diào)整閾值計(jì)算反射波脈沖540的幅度。
根據(jù)方程2的關(guān)系，計(jì)算產(chǎn)品14的介電常數(shù)的第二個(gè)比較特殊的方法使用閾值控制器230計(jì)算從表面128傳輸發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間延遲。特別是，該方法計(jì)算微波通過(guò)產(chǎn)品14的已知距離的傳輸時(shí)間。該方法顯示在圖10和11的曲線圖中，并小結(jié)在圖12的流程圖中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，可以改變圖10和11所示的波形，而不致偏離本發(fā)明的精神和范圍。
開(kāi)始在方框805的方法產(chǎn)生一個(gè)發(fā)射脈沖。該發(fā)射脈沖沿著終端進(jìn)入產(chǎn)品14和15。在方框810，接收到第一個(gè)反射波脈沖。并用閾值控制器檢測(cè)。如方框815所示，第一個(gè)反射波脈沖的接收啟動(dòng)時(shí)鐘，或指定時(shí)間周期的開(kāi)始。下一步，接收第二個(gè)反射波脈沖，并在方框820檢測(cè)。第二個(gè)反射波脈沖的接收指定時(shí)間周期的結(jié)束，如方框825所示，在此記錄了時(shí)間周期。在方框830，計(jì)算了產(chǎn)品14的介電常數(shù)，該介電常數(shù)是所紀(jì)錄的時(shí)間周期的函數(shù)，該時(shí)間周期是表明通過(guò)產(chǎn)品的已知距離，沿終端的微波傳輸時(shí)間。
圖10和11顯示了圖12的方法。圖10和11顯示了對(duì)應(yīng)充滿不同罐的第一和第二產(chǎn)品的等效時(shí)間LPTDRR波形850和880，第一和第二產(chǎn)品分別具有第一和第二介電常數(shù)。在兩個(gè)曲線圖中，產(chǎn)品基本上完全覆蓋了終端110的導(dǎo)線，或由已知距離覆蓋它們。
如圖10和11所看到的一樣，發(fā)射脈沖(由基準(zhǔn)脈沖860和890表示)和反射脈沖870和895(例如，對(duì)應(yīng)罐12的底部或終端的反射或在產(chǎn)品到產(chǎn)品界面上的反射)之間的時(shí)間延遲從一種材料到另一種材料變化。這種變化是由于材料的不同介電常數(shù)。由時(shí)間差Δt1和Δt2進(jìn)一步顯示，在兩種材料的每一種中，時(shí)間差表示對(duì)微波所要求傳輸相同采樣距離的時(shí)間。在具有第一個(gè)介電常數(shù)的材料中，要求傳輸采樣距離的時(shí)間是3．08ms，而在具有第二個(gè)介電常數(shù)的材料中，要求傳輸相同采樣距離的時(shí)間是3．48ms。因此，微波信號(hào)的傳輸和在終端下的已知距離界面的反射之間的時(shí)間延遲可以被用來(lái)計(jì)算介電常數(shù)。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，可以在形式和內(nèi)容方面進(jìn)行修改，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。例如，可以組合上面論述的計(jì)算介電常數(shù)的方法計(jì)算多個(gè)介電常數(shù)，或提供多個(gè)準(zhǔn)確的介電常數(shù)的計(jì)算。
權(quán)利要求
1．一種用于測(cè)量具有第一和第二產(chǎn)品界面的過(guò)程產(chǎn)品介電常數(shù)的低功率雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括可伸入所述過(guò)程產(chǎn)品的終端；連接到所述終端的脈沖發(fā)生器，所述脈沖發(fā)生器產(chǎn)生沿終端進(jìn)入產(chǎn)品的微波發(fā)射脈沖，在第一個(gè)產(chǎn)品界面反射發(fā)射脈沖的第一部分，在第二個(gè)產(chǎn)品界面反射發(fā)射脈沖的第二部分；連接到所述終端的脈沖接收機(jī)，所述脈沖接收機(jī)接收對(duì)應(yīng)于第一產(chǎn)品界面反射的發(fā)射脈沖第一部分的第一反射波脈沖，并接收對(duì)應(yīng)于第二產(chǎn)品界面反射的發(fā)射脈沖第二部分的第二反射波脈沖；連接到所述脈沖接收機(jī)的閾值控制器，所述閾值控制器檢測(cè)第一反射波脈沖是否至少滿足第一個(gè)閾值，并根據(jù)第一反射波脈沖的檢測(cè)提供接收脈沖輸出信息；以及，連接到閾值控制器的介電常數(shù)計(jì)算器。
2．按權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述介電常數(shù)計(jì)算器計(jì)算作為相對(duì)發(fā)射脈沖幅度的第一反射波脈沖幅度的函數(shù)的產(chǎn)品介電常數(shù)。
3．按權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述閾值控制器還檢測(cè)第二反射波脈沖是否至少滿足第二個(gè)閾值，并根據(jù)第一和第二反射波脈沖的檢測(cè)提供接收脈沖輸出信息。
4．按權(quán)利要求3所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于第二個(gè)產(chǎn)品界面放置在沿終端長(zhǎng)度的已知距離，接收脈沖輸出信息表明通過(guò)產(chǎn)品的已知距離的發(fā)射脈沖的傳輸時(shí)間。
5．按權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于還包括連接到所述脈沖接收機(jī)的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器把第一和第二反射波脈沖數(shù)字化，其中，閾值控制器和介電常數(shù)計(jì)算器包含在連接到模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的微處理器，該微處理器檢測(cè)數(shù)字化的第一和第二反射波脈沖，并確定產(chǎn)品的介電常數(shù)。
6．按權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述閾值控制器包括具有第一和第二輸入的比較器，第一輸入連接到脈沖接收機(jī)，接收第一和第二反射波脈沖；微處理器產(chǎn)生表示所要求閾值的數(shù)字輸出；以及連接到所述微處理器的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，并接收數(shù)字輸出，數(shù)／模轉(zhuǎn)換器把數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換為模擬閾值電壓，并把模擬閾值電壓提供給第二個(gè)比較器輸入。
7．按權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述終端是雙導(dǎo)線天線。
8．按權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述發(fā)射機(jī)連接到雙線過(guò)程控制環(huán)路，該發(fā)射機(jī)還包括連接到雙線過(guò)程控制環(huán)路的輸出電路，用于在環(huán)路上發(fā)射有關(guān)產(chǎn)品的信息。
9．按權(quán)利要求8所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述發(fā)射機(jī)還包括連接到雙線過(guò)程控制環(huán)路的電源電路，用于從環(huán)路接收功率，并向發(fā)射機(jī)提供獨(dú)立的功率源。
10．按權(quán)利要求9所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于過(guò)程控制環(huán)路是4-20mA過(guò)程控制環(huán)路，它按照過(guò)程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議運(yùn)行。
11．一種測(cè)量過(guò)程產(chǎn)品介電常數(shù)的低功率雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)電路；用于控制LPTDRR電路的裝置，該裝置計(jì)算與產(chǎn)品的介電常數(shù)成比例的參數(shù)；以及計(jì)算作為計(jì)算參數(shù)的函數(shù)的產(chǎn)品介電常數(shù)的裝置。
12．按權(quán)利要求11所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于計(jì)算的參數(shù)是接收脈沖的幅度。
13．按權(quán)利要求11所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于計(jì)算的參數(shù)是通過(guò)產(chǎn)品的已知距離的微波傳輸時(shí)間。
14．一種使用低功率雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)測(cè)量過(guò)程產(chǎn)品介電常數(shù)的方法，方法包括在發(fā)射機(jī)中控制低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)電路，以引導(dǎo)微波能量進(jìn)入過(guò)程產(chǎn)品；控制LPTDRR電路，從過(guò)程產(chǎn)品接收反射的微波能量；控制LPTDRR電路，根據(jù)接收的微波能量計(jì)算與產(chǎn)品的介電常數(shù)成比例的參數(shù)；以及計(jì)算作為計(jì)算參數(shù)的函數(shù)的產(chǎn)品介電常數(shù)。
15．按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于參數(shù)是在產(chǎn)品的界面上反射的微波能量的幅度。
16．按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述參數(shù)是在界面上反射的微波能量幅度和導(dǎo)引入過(guò)程產(chǎn)品的微波能量幅度之間的比。
17．按權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在發(fā)射機(jī)中控制LPTDRR電路計(jì)算參數(shù)還包括控制閾值控制器調(diào)整接收脈沖閾值，以計(jì)算產(chǎn)品界面上反射微波能量的幅度。
18．按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于參數(shù)是在終端的下部延伸進(jìn)入產(chǎn)品的傳輸微波能量和反射微波能量之間的時(shí)間延遲。
19．按權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于控制LPTDRR電路計(jì)算參數(shù)還包括計(jì)算沿終端傳輸?shù)奈⒉芰亢蛷囊槐砻娣瓷涞奈⒉芰恐g的時(shí)間延遲。
20．按權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述表面是包含過(guò)程產(chǎn)品的罐的底部。
21．按權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述表面是沿終端長(zhǎng)度的已知距離產(chǎn)品的表面。
22．按權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于計(jì)算作為計(jì)算的時(shí)間延遲函數(shù)的產(chǎn)品介電常數(shù)包括計(jì)算作為計(jì)算的時(shí)間延遲平方函數(shù)的產(chǎn)品介電常數(shù)。
23．一種包括機(jī)器可讀程序的機(jī)器可讀介質(zhì)，該程序配置處理器，以執(zhí)行下列步驟控制低功率時(shí)域反射計(jì)雷達(dá)(LPTDRR)電路，以引導(dǎo)微波能量進(jìn)入過(guò)程產(chǎn)品；控制LPTDRR電路，從過(guò)程產(chǎn)品接收反射的微波能量；控制LPTDRR電路，根據(jù)接收的微波能量計(jì)算與產(chǎn)品的介電常數(shù)成比例的參數(shù)；以及計(jì)算作為計(jì)算參數(shù)的函數(shù)的產(chǎn)品介電常數(shù)。
全文摘要
一種使用低功率雷達(dá)層級(jí)發(fā)射機(jī)計(jì)算罐中產(chǎn)品的介電常數(shù)的方法?？刂频凸β蕰r(shí)域反射計(jì)雷達(dá)( LPTDRR)電路,計(jì)算在終端(110)下部延伸進(jìn)入罐中產(chǎn)品(26)傳輸微波能量和反射微波能量之間的時(shí)間延遲。按照一些具體實(shí)施例,作為時(shí)間延遲的函數(shù)計(jì)算產(chǎn)品的介電常數(shù)。按照另一些實(shí)施例,通過(guò)控制LPTDRR電路計(jì)算發(fā)射和接收脈沖的幅度,計(jì)算介電常數(shù)。產(chǎn)品的介電常數(shù)是作為發(fā)射和接收脈沖幅度的函數(shù)計(jì)算的。
文檔編號(hào)G01S13/10GK1293761SQ00800011
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月21日
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