雷達料位計系統(tǒng)和反射器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達料位計、反射器裝置、安裝基準(zhǔn)反射器的方法以及測試?yán)走_料位 計的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達料位計廣泛地用于測量容納在料箱中的產(chǎn)品的填充料位。雷達料位測量總體 上通過朝向容納在料箱中的產(chǎn)品傳播電磁發(fā)射信號并接收由發(fā)射信號在產(chǎn)品的表面處的 反射產(chǎn)生的電磁表面反射信號來執(zhí)行。
[0003] 所發(fā)射的電磁信號可以朝向容納在料箱中的產(chǎn)品輻射，或可以通過發(fā)射線路探針 朝向產(chǎn)品引導(dǎo)并進入產(chǎn)品中。后者通常也被稱作導(dǎo)波雷達（GWR)。
[0004] 基于發(fā)射信號和表面反射信號，可以確定至產(chǎn)品的表面的距離。可以根據(jù)該距離 推斷填充料位。
[0005] 雷達料位計通常被歸類為脈沖系統(tǒng)或者調(diào)頻連續(xù)波（FMCW)系統(tǒng)。在脈沖系統(tǒng)中， 朝向產(chǎn)品的表面發(fā)射脈沖，并且基于脈沖至表面并返回至雷達料位計的飛行時間確定至表 面的距離。在FMCW系統(tǒng)中，朝向表面發(fā)射具有時變頻率的信號并且基于所發(fā)射的信號與同 時接收的信號之間的頻率(和/或相位）差來確定距離。還存在所謂的脈沖FMCW系統(tǒng)。
[0006] 在一些情況下雷達料位計用于雷達料位計的故障可能會導(dǎo)致危險情形的應(yīng)用。
[0007] 例如，具有防溢功能的雷達料位計必須極為可靠。
[0008] 為確保雷達料位計特別是具有防溢功能的雷達料位計的可靠性，由此減小諸如溢 出的危險情形的風(fēng)險，采取了各種措施。例如，雷達料位計和其他重要的設(shè)備可以設(shè)計成實 現(xiàn)如國際標(biāo)準(zhǔn)IEC/EN61508定義的某個安全整體性水平（SIL)。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，與安全相關(guān)的 系統(tǒng)可以滿足對從SILl至SIL4的不同的安全整體性水平的需要，其中SIL4代表最高的安 全整體性水平并且SILl代表最低的安全整體性水平。
[0009] 系統(tǒng)的SIL等級根據(jù)需求與故障的概率相關(guān)，該概率又為故障率和驗證測試之間 的時間的函數(shù)。為了維持某個SIL等級，因而有必要以根據(jù)SIL等級規(guī)定的規(guī)則的間隔執(zhí) 行驗證測試。例如，驗證測試可能需要每年執(zhí)行。
[0010] 驗證測試通常由SIL等級系統(tǒng)的制造商指定，并且適當(dāng)?shù)貓?zhí)行驗證測試是系統(tǒng)用 戶的責(zé)任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述和其他缺點，本發(fā)明的總體目的在于提供一種雷達料位計系 統(tǒng)的改進的驗證測試。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因此提供了一種用于確定料箱中的產(chǎn)品的填充料位的雷 達料位計系統(tǒng)，該雷達料位計系統(tǒng)包括：收發(fā)器，用于產(chǎn)生、發(fā)射以及接收電磁信號；信號 傳播裝置，連接至收發(fā)器并且被設(shè)置成朝向料箱中的產(chǎn)品傳播來自收發(fā)器的電磁發(fā)射信 號，并將由電磁發(fā)射信號在產(chǎn)品表面處的反射產(chǎn)生的電磁表面反射信號返回至收發(fā)器；反 射器裝置，包括：柔性伸長構(gòu)件，附接在料箱內(nèi)的附接位置處；反射器構(gòu)件，沿著柔性伸長 構(gòu)件設(shè)置并與附接位置間隔開；以及配重，以配重的取向確定反射器構(gòu)件的取向的方式耦 接至反射器構(gòu)件，其中，反射器構(gòu)件被設(shè)置成將電磁發(fā)射信號朝向收發(fā)器向回反射，作為電 磁反射器信號；以及處理電路，耦接至收發(fā)器并被配置成基于發(fā)射信號和反射器信號來確 定驗證測試料位。
[0013] 料箱可以是能夠容納產(chǎn)品的任何容器或器皿，并且可以是金屬的或者部分或全部 非金屬的、開放的、半開放的或封閉的。
[0014] 收發(fā)器可以是能夠發(fā)射和接收電磁信號的一個功能單元，或者可以是包括分離的 發(fā)射單元和接收單元的系統(tǒng)。
[0015] 處理電路可以設(shè)置成分離的設(shè)備或單個的設(shè)備，并且可以通過硬件、軟件或硬件 與軟件的組合來實現(xiàn)。
[0016] 信號傳播裝置可以是能夠傳播電磁發(fā)射信號的任何裝置。例如，信號傳播裝置可 以包括天線或發(fā)射線路探針。
[0017] 在任何情況下，信號傳播裝置均可以說是根據(jù)"傳播圖樣"傳播電磁發(fā)射信號，該 "傳播圖樣"應(yīng)被理解為來自傳播裝置的傳播能量的分布。傳播裝置的傳播圖樣的示例為輻 射天線的"天線波瓣"。再者，在信號傳播裝置包括發(fā)射線路探針的情況下，通過發(fā)射線路 探針引導(dǎo)的微波可以延伸至探針的外部，能量密度隨著距發(fā)射線路探針的距離的增大而減 小。
[0018] 由于反射器裝置的伸長構(gòu)件是柔性的（能夠易于彎曲)，因此其在料箱內(nèi)的總的延 伸量通常由作用在配重上的重力來確定。因此，柔性伸長構(gòu)件通?？梢栽诹舷鋬?nèi)堅直地延 伸。
[0019] 反射器構(gòu)件在反射器平面中可以具有第一最大延伸量，并且配重在與該反射器平 面平行的平面中可以具有小于所述第一最大延伸量的第二最大延伸量。
[0020] 反射器構(gòu)件通常可以基本上水平地延伸，就是說，可以具有比堅直延伸量大得多 的水平延伸量。
[0021] 反射器裝置的反射器構(gòu)件可以至少部分地位于信號傳播設(shè)備的傳播圖樣內(nèi)。
[0022] 柔性伸長構(gòu)件可以為線材，該線材可以為金屬的或非金屬的。此外，這種線材可以 包括單個細絲或多個細絲。替選地，柔性伸長構(gòu)件可以以諸如織帶的形式的任意其他形式 設(shè)置。
[0023] 在下文中，通常使用術(shù)語"線材"而非術(shù)語"柔性伸長構(gòu)件"。這絕非應(yīng)被解釋為限 制本發(fā)明的范圍。
[0024] 應(yīng)當(dāng)理解，反射器構(gòu)件不一定需要由（機加工的）板來形成，但是其可以例如替選 地由多個銷和/或多個板形成。
[0025] 本發(fā)明基于如下實現(xiàn)方案：通過提供包括線材或另一柔性伸長構(gòu)件和耦接至線材 的反射器構(gòu)件，其中線材中掛有配重，可以改進雷達料位計系統(tǒng)的測試的重復(fù)性和可靠性。 配重將至少局部地保持線材堅直。由于反射器構(gòu)件耦接至配重，這接著允許反射器構(gòu)件的 可重復(fù)的且堅固的設(shè)置。
[0026] 例如，反射器構(gòu)件可以水平地設(shè)置。在這種情況下，反射器構(gòu)件可以以反射器構(gòu)件 垂直于配重的延伸方向的方式耦接至該配重。
[0027] 因此，由于反射構(gòu)件的取向?qū)⑼ㄟ^重力作用于配重而被自行調(diào)節(jié)，所以本發(fā)明的 各個實施方式提供了雷達料位計系統(tǒng)的可靠的驗證測試。
[0028] 此外，本發(fā)明的各個實施方式提供了相對簡易的安裝和/或關(guān)于安裝誤差的減小 的風(fēng)險。
[0029] 反射器裝置還可以有利地以反射器構(gòu)件設(shè)置在已知的用于料箱的溢出警告料位 上方的料位處的方式構(gòu)造。
[0030] 此外,線材可以有利地穿過反射器構(gòu)件的質(zhì)心并穿過配重的質(zhì)心。
[0031] 在為盤形反射器板的情況下，反射器構(gòu)件可以有利地具有比配重的諸如直徑的橫 向尺寸大得多的諸如直徑的橫向尺寸。例如，反射器構(gòu)件的(最大的）橫向尺寸可以為配重 的最大的橫向尺寸的至少兩倍。優(yōu)選地，反射器構(gòu)件的(最大的）橫向尺寸可以為配重的最 大的橫向尺寸的至少三倍。
[0032] 此外，配重的堅直尺寸(長度)可以比反射器構(gòu)件的厚度大得多。例如，配重的長度 可以為反射器構(gòu)件的厚度的至少四倍。
[0033] 根據(jù)各個實施方式，配重和反射器構(gòu)件可以利用諸如螺栓和/或螺母的至少一個 可釋放的緊固件彼此耦接。
[0034] 替選地，配重和反射器構(gòu)件可以是一體的反射器組件的不同部分。這種一體的反 射器組件可以通過單件材料形成或者可以通過已經(jīng)例如通過焊接接合在一起的兩件或更 多件材料形成。
[0035] 此外，根據(jù)各個實施方式，反射器構(gòu)件可以有利地設(shè)置在配重與附接位置之間。換 句話說，配重可以設(shè)置在反射器構(gòu)件的下方。在料箱的內(nèi)部配置使得附接位置未直接位于 反射器構(gòu)件的預(yù)期位置的上方的實施方式中，可能需要線材在反射器構(gòu)件上方某處彎曲。 例如，反射器構(gòu)件可以緊靠料箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并且反射器構(gòu)件下方的配重的設(shè)置可以從而 導(dǎo)致線材以反射器構(gòu)件變得按預(yù)期方式設(shè)置的方式進行彎曲。
[0036] 配重的諸如密度和尺寸的性質(zhì)應(yīng)當(dāng)使得配重提供足夠的扭矩以使線材彎曲，并且 由此在必要的情況下將反射器構(gòu)件重新定向。需要多大的扭矩將取決于諸如特定的安裝、 線材的性質(zhì)(其彎曲的容易程度)以及反射器構(gòu)件尺寸的多種因素。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 而言直接的是通過簡單的計算和/或有限的試錯法測試來確定配重的適當(dāng)尺寸。
[0037] 在