Автоматический накопитель паразитного эхо-сигнала

Автоматический накопитель паразитного эхо-сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к способу для инициирования и регулярного обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения, например ультразвукового или радарного измерителя уровня заполнения, который работает в соответствии со способом рабочего цикла. В частности, изобретение относится к способу обновления накопителя паразитных эхо-сигналов, в этом способе эхо-сигналы из кривых эхо-сигналов различных периодов проверяются и группируются в зависимости от соответствующих характерных количественных параметров, и в этом способе впоследствии устройство накопления паразитного эхо-сигнала обновляется согласно оценке сгруппированных эхо-сигналов.

Кроме того, изобретение относится к устройству оценки для выполнения описанного способа согласно изобретению, в частности для обновления накопителя паразитного эхо-сигнала, в этом способе устройство оценки проверяет и группирует эхо-сигналы из кривых эхо-сигналов различных периодов в зависимости от соответствующих характеристических величин отдельных эхо-сигналов, и в котором оценивающий узел впоследствии обновляет устройство накопления паразитного эхо-сигнала путем оценки сгруппированных эхо-сигналов.

Кроме того, изобретение относится к компьютерной программе для реализации способа согласно изобретению в измерителе уровня заполнения или в устройстве оценки согласно изобретению, а также к соответствующему компьютерному программному продукту. Такой компьютерный программный продукт может быть машиночитаемым носителем, например CD-ROM (постоянным запоминающим носителем на компакт-диске), дискетой или съемным жестким диском, либо компьютерной программой, которая может быть загружена сервером.

В контексте настоящего изобретения термин «эхо-сигнал» в целом указывает на диапазон около локального максимума на огибающей кривой уровня заполнения, этот диапазон превышает свободно выбираемое пороговое значение. Термин «характеристики эхо-сигнала» или «данные эхо-сигнала» указывает на данные, выработанные аналого-цифровым преобразователем посредством сканирования огибающей кривой уровня заполнения, например содержащие измерения положения, времени, амплитуды или давления (упомянуты только немногие), эти данные представляют отдельные эхо-сигналы огибающей кривой уровня заполнения в дискретные моменты времени.

В контексте настоящего изобретения термин «измерители уровня заполнения, работающие в соответствии со способом рабочего цикла» охватывает ультразвуковые измерители уровня заполнения и радарные измерители уровня заполнения, при этом конкретные измерители уровня заполнения, которые работают в соответствии со способом импульсного рабочего цикла, и измерители уровня заполнения, которые работают в соответствии с FMCW-способом, составляют часть радарных измерителей уровня заполнения. Кроме того, в контексте настоящего изобретения термин «измерители уровня заполнения, основанные на рабочем цикле» также включает в себя устройства, которые работают согласно принципу управляемых микроволн, а также другие устройства, которые сканируют отраженный эхо-сигнал, другими словами, которые вырабатывают огибающую кривую уровня заполнения.

Уровень техники

Измерители уровня заполнения, которые работают согласно способу импульсного рабочего цикла, которые сканируют отраженный эхо-сигнал, вырабатывают множество информации для каждого эхо-сигнала в огибающей кривой уровня заполнения вне сканируемого эхо-сигнала. Действие по выработке огибающей кривой из принятых эхо-сигналов достаточно известно, поэтому эта технология не требует дальнейших объяснений (например, см. DE 44 07 369 C2; M. Skolnik, «Introduction to Radar Systems», 2nd edition, 1980, McGraw-Hill (М. Скольник, «Введение в радиолокационные системы», издание 2-е, 1980 г.); заголовок: Peter Devine, «Radar level measurement - the users guide», VEGA Controlls Ltd., 2000, ISBN 0-9538920-0-X (Петер Девин «Радиолокационное измерение уровня - руководство пользователя»)).

В датчиках уровня заполнения, работающих согласно способу импульсного рабочего цикла, короткие электромагнитные или акустические импульсы испускаются в направлении поверхности сыпучего материала. Впоследствии датчик записывает эхо-сигналы, отраженные сыпучим материалом и встроенными в контейнер крепежными элементами, и из этого извлекает ожидаемый уровень заполнения, принимая во внимание скорость распространения импульса.

В этом способе уровень заполнения определяется из отдельного эхо-сигнала, который может быть выявлен на огибающей кривой уровня заполнения в качестве характерного уровня заполнения. В приспособлении огибающая кривая уровня заполнения сканируется аналого-цифровым преобразователем, в результате чего принятая огибающая кривая уровня заполнения предоставляется микропроцессору или микроконтроллеру в цифровом виде для дальнейшей обработки. Однако принятая огибающая кривая уровня заполнения содержит не только эхо-сигнал уровня заполнения, который является характерным для существующего уровня заполнения и который в настоящем документе указан как полезный эхо-сигнал, но к тому же часто содержит паразитные эхо-сигналы, которые вызваны, например, множественными отражениями или отражениями от встроенных в контейнер крепежных элементов.

Для того, чтобы выявить только действительный эхо-сигнал уровня заполнения как таковой на такой огибающей кривой уровня заполнения или, точнее, отфильтровать любые нежелательные отражения помех, часто становится необходимой предварительная обработка огибающей кривой уровня заполнения. В этой предварительной обработке огибающей кривой уровня заполнения эхо-сигналы обрабатываются способами одномерной или многомерной обработки сигнала, например способами обработки изображений, такими как фильтрация, усреднение, выборка и классификация. Огибающая кривая уровня заполнения, подготовленная таким путем, затем проверяется и исследуется на эхо-сигналы, которые характерны для сыпучего материала, или, точнее, проверяется и исследуется отражение помех, и анализируется. Посредством эхо-сигналов, которые были подготовлены таким путем и которые содержат, например, данные относительно положения, амплитуды и длительности эхо-сигналов, может быть принято решение о том, какой эхо-сигнал является характеризующим истинный уровень заполнения, а какой эхо-сигнал - нет. Если эхо-сигнал выявлен в качестве являющегося характеризующим настоящий уровень заполнения, то положение анализируемого эхо-сигнала соответствует искомому значению уровня заполнения.

Поскольку, как уже было объяснено, любая полученная огибающая кривая уровня заполнения всегда может также содержать паразитные эхо-сигналы, эти паразитные эхо-сигналы должны быть безошибочно обнаружены, чтобы предотвратить ошибочное определение уровня заполнения по такому эхо-сигналу. Известный критерий для оценки того, является какой-либо эхо-сигнал эхо-сигналом уровня заполнения или паразитным эхо-сигналом, состоит в неизменном использовании эхо-сигнала с наивысшей амплитудой в качестве эхо-сигнала уровня заполнения. Тем не менее, этот критерий должен быть оценен как относительно ненадежный, поскольку, например, источник помех на пути распространения сигнала, который расположен ближе к приемнику измерителя уровня заполнения, чем действительный уровень заполнения, как правило, будет возвращать более сильный эхо-сигнал, чем сам уровень заполнения. Следовательно, этот критерий не следует использовать сам по себе, но всегда в комбинации с другими условиями.

Из DE 42 23 346 Al известны устройство и способ бесконтактного дистанционного измерения с использованием импульсных эхо-сигналов. Это устройство сравнивает импульсный эхо-сигнал для более точного определения времен прохода сигнала с образцами сигналов, хранящимися в нейронной сети. Целью, в частности, является точно определить время прохода сигнала даже в тех случаях, когда сильные паразитные эхо-сигналы накладываются на импульсный эхо-сигнал. С использованием технологий параллельной обработки данных и ассоциативного сравнения принятых сигналов с изученными образцами, которые сохранены в нейронной сети, возможно восстановить скрытую информацию и, таким образом, определить правильные данные уровня заполнения. С использованием нейронной ассоциативной обработки сигнала возможна комплексная целостная оценка профиля импульсного эхо-сигнала. В этой технологии измеренное расстояние само по себе может использоваться в качестве внутреннего опорного элемента, в котором значения компенсации извлекаются из существующих паразитных эхо-сигналов.

Кроме того, из DE 42 34 300 Al известен способ измерения уровня заполнения для прямого определения полезного эхо-сигнала без использования устройства накопления паразитного эхо-сигнала, в этом способе записывается временной сдвиг полезного эхо-сигнала, причем временной сдвиг вызван изменением времени прохождения сигнала, происходящего во время заполнения или опорожнения контейнера, и этот критерий оценивается, с тем чтобы сделать возможным проведение различия между полезным эхо-сигналом и паразитными эхо-сигналами. Другими словами, в этом способе в целях проведения различия между полезным эхо-сигналом и паразитным эхо-сигналом проводится проверка, содержат ли последующие сигналы импульсы эхо-сигнала, которые непрерывно сдвигаются во времени. Такой непрерывно сдвигающийся эхо-сигнал, который обнаружен наиболее близко, затем идентифицируется как полезный эхо-сигнал. Лежащая в основе известного способа идея состоит в том, что при отражении от внутренних стенок контейнера время прохождения сигнала стабильно, так что позиция таких шумовых импульсов неизменна даже при повторяющихся считываниях в последовательности приема. Однако обычно эта временная позиционная стабильность в профиле приема применяется к полезному эхо-сигналу, отраженному прямо от верхней поверхности сыпучего материала.

Другие способы определения уровня заполнения используют соотношения эхо-сигнала, принятые в прошлом, сравнивают их по отдельности с эхо-сигналами принятой в настоящий момент огибающей кривой уровня заполнения. В этих способах принятые эхо-сигналы уже принятой огибающей кривой уровня заполнения архивируются в запоминающем устройстве, с тем чтобы эти эхо-сигналы впоследствии могли быть по отдельности сравнены с данными из последующей огибающей кривой уровня заполнения. Например, из EP 0 689 679 Bl известен способ, который соотносит, после формирования значения разницы, принятые в настоящий момент эхо-сигналы с эхо-сигналами, уже принятыми в прошлом, и из этого, с использованием модуля нечеткой оценки, вычисляет вероятность, с которой эхо-сигнал является эхо-сигналом уровня заполнения. Этот подход ассоциирован с затруднениями не только потому, что этот способ подходит только для отфильтровывания множественных эхо-сигналов, но и потому, что способ, раскрытый в EP 0 689 679 Bl, делает возможным сравнение эхо-сигналов только в два момента времени. Более того, например, из DE 33 37 690 известен способ, в котором, во время фазы обучения, позиции паразитных эхо-сигналов могут быть сохранены вручную в накопителе датчика. Регулировка этого накопителя паразитных эхо-сигналов может происходить посредством измерения уровня заполнения пустого контейнера или ручным вводом пользователем дискретных позиций паразитного эхо-сигнала. После завершения фазы обучения, эхо-сигналы, принятые в кривой, сравниваются с записями в накопителе паразитных эхо-сигналов. Впоследствии программное обеспечение датчика больше не рассматривает известные паразитные эхо-сигналы в качестве возможных полезных эхо-сигналов.

Кроме того, из US 5 157 639 известен способ, который в соответствии с классифицированием существующих эхо-сигналов на полезные эхо-сигналы и паразитные эхо-сигналы сохраняет в устройстве накопления датчика информацию, определенную относительно паразитных эхо-сигналов. В описанной там процедуре либо ближайший эхо-сигнал, либо эхо-сигнал с наибольшей амплитудой объявляется полезным эхо-сигналом. Все другие эхо-сигналы, обнаруженные на кривой эхо-сигнала, считаются, таким образом, паразитными эхо-сигналами и сохраняются в устройстве накопления паразитного эхо-сигнала.

Вышеупомянутые способы разделяет общий показатель, по которому они имеют определенные недостатки относительно их практической применимости. Например, классический накопитель паразитного эхо-сигнала, описанный в DE 33 37 690, требует цикла обучения, инициированного пользователем. При практическом применении пользователь, таким образом, вынужден вручную вводить информацию, относящуюся к паразитным эхо-сигналам, возвращаемым контейнером, или, по меньшей мере, вынужден инициировать цикл самообучения, когда контейнер пуст.

В отличие от этого, способ для автоматического накопления паразитного эхо-сигнала, представленный в US 5 157 639, не имеет возможности выполнять надежное классифицирование на полезные эхо-сигналы и паразитные эхо-сигналы. Из практического применения известны конфигурации, в которых относительно большой источник помех присутствует прямо перед антенной датчика, из-за чего описанный способ не мог бы достичь пределов своих характеристик. Более того, представленный способ не предоставляет информацию относительно того, когда какой критерий должен быть использован при классифицировании существующих эхо-сигналов на полезные эхо-сигналы или паразитные эхо-сигналы.

Существует дополнительная проблема в том, что при сравнении вновь принятых эхо-сигналов с уже накопленными эхо-сигналами огибающей кривой уровня заполнения часто возникают проблемы локализации из-за того, что принятые в настоящее время эхо-сигналы могут изменяться со временем, несмотря на то, что они всегда вызваны тем же местом отражения в контейнере. Такие проблемы возникают, например, из-за пылеобразования во время заполнения или из-за последующего понижения сыпучего материала во время процесса опорожнения насыпных контейнеров.

Однако для того чтобы гарантировать надежное измерение уровня заполнения, уровню заполнения, который был распознан, необходимо быть снова и снова распознанным на основе принятых в настоящий момент эхо-сигналов, точнее, чем шумовое отражение, поошибке оцениваемое в качестве являющегося представляющим уровень заполнения. Например, если эхо-сигнал уровня заполнения временно не может быть получен, это должно быть обнаружено для того, чтобы исключить любые распределения, в которых, например, паразитный эхо-сигнал идентифицирован как эхо-сигнал уровня заполнения. Это зачастую проблематичное распределение эхо-сигналов из прошлых огибающих кривых уровня заполнения по данным настоящих огибающих кривых уровня заполнения обычно происходит в тех данных настоящих эхо-сигналов, которые сравниваются с данными уже принятых эхо-сигналов. Если в таком сравнении, например, с использованием поиска порогового значения кривой или максимума, настоящий эхо-сигнал соответствует уже принятому эхо-сигналу, допускается, что эти эхо-сигналы соответствуют друг другу, в результате чего новый эхо-сигнал идентифицируется как полезный эхо-сигнал. Если количество принятых эхо-сигналов в уже принятой огибающей кривой уровня заполнения отличается от количества настоящих эхо-сигналов, тогда существует опасность возникновения ошибки распределения. Также существует опасность несовпадающего распределения, если несколько эхо-сигналов встречаются в узком диапазоне.

Обратная связь накопителя паразитного эхо-сигнала с сигнальной обработкой сама по себе составляет основную проблему в полностью автоматическом накоплении паразитного эхо-сигнала. Если датчик неверно сохранил настоящий уровень заполнения как паразитный эхо-сигнал, впоследствии выполняющимся алгоритмам классификации будет невозможно идентифицировать правильный уровень заполнения. В случае использования статического накопителя паразитных эхо-сигналов всегда сталкиваются с проблемами, если паразитные эхо-сигналы возникают по-новому, например в результате прилипания сыпучего материала к стенкам контейнера, или если исчезли ранее известные паразитные эхо-сигналы, например из-за отпадания налипания. До настоящего времени известные способы оценки эхо-сигнала с использованием устройства накопления паразитного эхо-сигнала не допускают добавление вновь созданных паразитных эхо-сигналов и не допускают удаление исчезнувших паразитных эхо-сигналов из устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

В случае статических соотношений уровня заполнения те способы, которые не используют устройство накопления паразитного эхо-сигнала (например, способ, описанный в DE 42 34 300 Al), для того чтобы выполнить классифицирование на полезные эхо-сигналы и паразитные эхо-сигналы в соединении с прямым анализом перемещений эхо-сигнала, не способны классифицировать существующие эхо-сигналы на полезные эхо-сигналы и паразитные эхо-сигналы. Таким образом, преимущества подобных алгоритмов ограничиваются периодами времени, в течение которых контейнер, который должен быть обмерен, является заполненным или опорожненным.

Сущность изобретения

Исходя из проблем, ассоциируемых с вышеописанными способами, задачей настоящего изобретения является создание способа или других вариантов для преодоления вышеупомянутых недостатков известных до настоящего времени способов для накопления паразитного эхо-сигнала. В частности, должен быть предоставлен вариант, который делает возможным автоматически и независимо инициализировать устройство накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения, работающего в соответствии со способом рабочего импульсного цикла, такого как, например, радарный измеритель уровня заполнения или ультразвуковой измеритель уровня заполнения, и выполнять динамическое обновление устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения эта задача удовлетворяется способом для динамического обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения, работающего согласно способу рабочего цикла, в этом способе устройство накопления паразитного эхо-сигнала обновляют данными паразитного эхо-сигнала, когда предварительно, в течение параметризуемого периода времени, полезный эхо-сигнал (истинный эхо-сигнал) был идентифицирован как таковой в результате динамического характера изменения положения характеристик эхо-сигнала, причем паразитные эхо-сигналы (ложные эхо-сигналы), распознанные в результате статического характера изменения их типичных характеристик за тот же период времени, используют для обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

Согласно дополнительному аспекту задача изобретения решается измерителем уровня заполнения, работающим согласно способу рабочего цикла с блоком оценки, причем измеритель уровня заполнения затем обновляет устройство накопления паразитного эхо-сигнала данными паразитного эхо-сигнала, когда предварительно, с использованием блока оценки в течение параметризуемого периода времени, полезный эхо-сигнал был идентифицирован как таковой в результате динамического характера изменения положения типичных характеристик эхо-сигнала, причем измеритель уровня заполнения использует паразитные эхо-сигналы, распознаваемые в результате статического характера изменения их типичных характеристик за тот же период времени, для обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

Согласно третьему аспекту изобретения задача изобретения решается также за счет устройства оценки для динамического обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения, работающего согласно способу рабочего цикла, в котором блок оценки обновляет устройство накопления паразитного эхо-сигнала данными паразитного эхо-сигнала, когда предварительно, в течение параметризуемого периода времени, полезный эхо-сигнал был идентифицирован как таковой в результате динамического характера изменения положения типичных характеристик эхо-сигнала, причем упомянутое устройство оценки использует паразитные эхо-сигналы, распознаваемые в результате статического характера изменения их типичных характеристик за тот же период времени, для обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

Кроме того, компьютерная программа, а также соответствующий компьютерный программный продукт для динамического обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения, работающего согласно способу рабочего цикла, могут быть приведены в соответствие с вышеупомянутой задачей изобретения, причем компьютерная программа содержит инструкции, которые идентифицируют паразитные эхо-сигналы как таковые в результате статического характера изменения их типичных характеристик с тем, чтобы впоследствии обновлять устройство накопления паразитного эхо-сигнала соответствующими данными паразитного эхо-сигнала. В частности, компьютерная программа содержит инструкции для обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала данными паразитного эхо-сигнала, когда упомянутая компьютерная программа предварительно, в течение параметризуемого периода времени, идентифицирует полезный эхо-сигнал как таковой в результате динамического характера изменения положения типичных характеристик эхо-сигнала, причем упомянутая компьютерная программа использует паразитные эхо-сигналы, распознанные в результате статического характера изменения их типичных характеристик за тот же период времени, для обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

Например, отправной точкой настоящего изобретения является кривая эхо-сигнала, сканированная и записанная посредством аналого-цифрового преобразования. В этом способе записывание кривой отраженного эхо-сигнала может быть выполнено посредством обработки ультразвуковых импульсов или радарных импульсов, периодически передаваемых измерителем уровня заполнения в направлении материала, который должен быть измерен. После этого первого относящегося к способу этапа принятая кривая эхо-сигнала доступна в цифровом виде, например, с измерениями положения, периода и амплитуды для обработки микропроцессором или микроконтроллером. После этого аналого-цифрового преобразования амплитуда эхо-сигналов огибающей кривой уровня заполнения может быть сохранена, в зависимости от положения и периода, в двумерном массиве либо матрице. В случае трех полученных измерений положения s, амплитуды А и периода t определенная амплитуда А назначается каждому периоду t и положению s, т.е. А(t,s). Если одно или несколько дополнительных измерений получены по эхо-сигналу, такие как, например, давление или другая физическая характеристика, то данные эхо-сигнала могут быть сохранены соответственно в четырехмерном или многомерном массиве либо в тензоре. В случае, если эхо-сигнал получен с измерениями положения s, амплитуды А, периода t и, например, давления p, то это могло бы означать, что конкретная амплитуда А и конкретное давление p ассоциативно связаны с каждым эхо-сигналом периода t и положения s.

t, s → A, p

Размер массива, в который записываются данные эхо-сигнала в этом способе, переменный и может динамически обновляться посредством способа по различным параметрам, таким как, например, скорость наполнения или размер временного окна. Однако было показано пригодным записывать в массив, для дальнейшей оценки, от двух до 20 кривых эхо-сигналов различных периодов или ассоциируемых характеристик эхо-сигнала. Хорошие результаты были получены с размером массива примерно в 10 кривых эхо-сигнала. В частности, было показано выгодным работать с размером массива в 5 кривых эхо-сигнала разных периодов, при этом любые другие желаемые размеры также могут быть рассмотрены.

Чтобы быть способным реализовать представленный способ так, чтобы оптимизировать пространство хранения, целесообразно первоначально извлекать отдельные эхо-сигналы из кривых эхо-сигналов, полученных на первом этапе, и сохранять их вместе с их типичными характеристиками, такими как, например, период t, положение s и амплитуда A, вместо сохранения кривой эхо-сигнала целиком.

После того как кривые эхо-сигналов либо их соответственные ассоциативно связанные типичные характеристики эхо-сигнала были сохранены, как описано выше, эхо-сигналы сохраненных кривых эхо-сигнала различных периодов распределяются по общим группам эхо-сигналов с одинаковым источником отражения. Такое распределение по общим группам эхо-сигналов может происходить в один этап, однако предпочтительно в несколько этапов, что гарантирует более достоверное распределение соответственных эхо-сигналов по соответствующим общим группам эхо-сигналов с одинаковым источником отражения. В части распределения эхо-сигналов различных периодов по общим группам эхо-сигналов возможно, например, сначала объединять соответствующие эхо-сигналы кривых эхо-сигналов различных периодов с использованием коррелированных типовых характеристик эхо-сигнала, чтобы сформировать локальные группы эхо-сигналов с одинаковым источником отражения.

Впоследствии эти коррелированные эхо-сигналы из локальных групп эхо-сигналов могут быть распределены по соответствующим общим группам эхо-сигналов одинакового источника отражения, снова с использованием соответствующих коррелированных типовых характеристик эхо-сигналов. Чтобы обновлять общие группы эхо-сигналов в этой последовательности операций, например, самые старые эхо-сигналы локальных групп эхо-сигналов могут быть перенесены в соответствующие общие группы эхо-сигналов, при этом, конечно, также возможно не только переносить самые старые эхо-сигналы из локальных групп эхо-сигналов в соответствующие общие группы эхо-сигналов, но также переносить подгруппы локальных групп эхо-сигналов в соответствующие общие группы эхо-сигналов.

После того как общие группы эхо-сигналов были обновлены описанным образом, эхо-сигналы, которые были объединены, чтобы сформировать общие группы эхо-сигналов, анализируются касательно изменений в их типичных характеристиках со временем. В этом анализе, например, возможно проверять изменения со временем в положениях эхо-сигнала или амплитуде эхо-сигнала, а также ассоциативно связанных максимальных, минимальных или средних значениях или любые изменения в форме отдельных эхо-сигналов. Чтобы дополнительно улучшить достоверность анализа в отношении локальных сдвигов, количество эхо-сигналов, сохраненных в общих группах эхо-сигналов, предпочтительно является большим. В этом контексте полезно сохранять s эхо-сигналов в общих группах эхо-сигналов, где . Конечно, если имеется в распоряжении соответствующая производительность обработки, также возможно сохранить и в дальнейшем обрабатывать более 100 эхо-сигналов в общих группах эхо-сигналов. Тем не менее, хорошие результаты могут быть достигнуты в общих группах эхо-сигналов, в которых сохранены приблизительно 50 или 55 эхо-сигналов. Посредством поддержания количества эхо-сигналов, сохраненных в общих группах эхо-сигналов, большим может быть достигнута ситуация, в которой случайные сдвиги эхо-сигнала, вызванные помехой, не приводят к ошибочному истолкованию относительно любых связанных со временем сдвигов эхо-сигнала. Кроме того, для дополнительного улучшения достоверности анализа в отношении локальной перестановки эхо-сигнала является полезным, если в анализе используются способы одномерной или многомерной обработки сигнала, такие как, например, фильтрация, усреднение, выборка или другие способы цифровой обработки изображений.

Посредством оценки предварительно полученных результатов анализа в дополнительных этапах способа общие группы эхо-сигналов затем классифицируются на группы эхо-сигналов с динамическим изменением положения и статическим изменением положения. В этом способе, например, те общие группы эхо-сигналов, в которых локальный сдвиг ассоциативно связанных эхо-сигналов превышает зависящий от параметра минимальный локальный сдвиг, могут быть идентифицированы как группы эхо-сигналов с динамическим изменением положения. Из этих групп эхо-сигналов, которые распознаны как сигналы с динамическим изменением положения, затем, к примеру, возможно идентифицировать группу эхо-сигналов в непосредственной близости как группу, являющуюся одной из тех, которые представляют уровень заполнения. Все остальные общие группы эхо-сигналов могут быть в таком случае классифицированы в качестве представляющих паразитные эхо-сигналы.

Когда, таким образом, общие группы эхо-сигналов и, в частности, общие группы эхо-сигналов, которые представляют паразитные эхо-сигналы, были обновлены, в заключение устройство накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения может быть обновлено в зависимости от результатов предварительно завершенных классификаций. Согласно изобретению только паразитные эхо-сигналы, которые расположены между измерителем уровня заполнения и полезным эхо-сигналом, обновляются в устройстве накопления.

Представленный выше способ, таким образом, имеет возможность независимо обновлять устройство накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения в соответствии с результатами классификации. Инициация обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала может, например, происходить, когда во время анализа общих групп эхо-сигналов было обнаружено максимально допустимое предварительно настраиваемое изменение в эхо-сигнале в зависимости от амплитуды или положения. В этом цикле обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала, например, эхо-сигнал с резко выраженным изменением в положении, причем эхо-сигнал расположен в непосредственной близости к измерителю уровня заполнения, объявляется полезным эхо-сигналом. Наоборот, остальные эхо-сигналы, чья позиция находится между измерителем уровня заполнения и настоящим полезным эхо-сигналом, могут быть объявлены как являющиеся паразитными эхо-сигналами. Если описанная классификация достаточно стабильна, то способ может передать полученные таким образом знания о ситуации измерения в устройство накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения. Однако если из-за отсутствия перемещения в положениях эхо-сигнала классификация на полезные эхо-сигналы и паразитные эхо-сигналы не произошла или если связанная со временем оценка не получила в результате какие-либо статические результаты классификации, то устройство накопления паразитного эхо-сигнала не обновляется. Таким образом может быть достигнута повышенная безопасность относительно возможности сохранения ложного паразитного эхо-сигнала.

Соответствующий измеритель уровня заполнения, а также обособленное устройство оценки для динамического обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения, причем устройство оценки обновляет устройство накопления паразитного эхо-сигнала данными паразитного эхо-сигнала, которые ранее были идентифицированы как таковые согласно описанному выше способу, содержит блок оценки с запоминающим устройством, в котором сохранено заданное количество огибающих кривых эхо-сигнала с измерениями положения, времени и амплитуды. Кроме того, блок оценки измерителя уровня заполнения или устройства оценки содержит микропроцессор, который - посредством определенных математических алгоритмов, которые более детально будут описаны далее, и с использованием способов одномерной или многомерной обработки сигнала - совершает распределение эхо-сигналов накопленных кривых эхо-сигналов разных периодов по общим группам эхо-сигналов одинакового источника отражения и затем анализирует и классифицирует распределенные эхо-сигналы согласно способу по изобретению, и в заключение, таким образом обновляет устройство накопления паразитного эхо-сигнала.

Соответствующая компьютерная программа для динамического обновления устройства накопления паразитного эхо-сигнала измерителя уровня заполнения выполняет способ согласно изобретению; она реализована, например, как подпрограмма в программе оценки для оценки выработанных огибающих кривых. Такие программы оценки известны, например, под торговой маркой Echofox^® of VEGA Grieshaber KG, Германия. Соответственно, способ согласно изобретению и соответственно работающая компьютерная программа могут быть либо реализованы в отдельном устройстве оценки, либо, если требуется, могут быть интегрированы прямо в измеритель уровня заполнения.

Краткое описание чертежей

Ниже, для дополнительного объяснения и чтобы обеспечить лучшее понимание настоящего изобретения, более подробно описан один из вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 показывает вид сбоку установки измерения уровня заполнения с бесконтактным измерителем уровня заполнения.

Фиг.2 показывает схематичный вид сбоку измерителя уровня заполнения.

Фиг.3 показывает схематичный вид сбоку устройства оценки.

Фиг.4 показывает графическое представление оцифрованной кривой эхо-сигнала измерителя уровня заполнения в единицах физических величин.

Фиг.5 показывает кривую эхо-сигнала измерителя уровня заполнения без единиц измерения.

Фиг.6 показывает блок-схему последовательности операций способа, поясняющую способ измерения уровня заполнения.

Фиг.7 показывает блок-схему последовательности операций способа, поясняющую обновление устройства накопления паразитного эхо-сигнала, согласно изобретению.

Фиг.8 показывает фрагмент из массива для хранения эхо-сигналов.

Фиг.9 показывает блок-схему последовательности операций способа для объяснения группирования эхо-сигналов.

Фиг.10 показывает таблицу для объяснения комбинаторного определения локальных групп эхо-сигналов.

Фиг.11 показывает несколько общих групп эхо-сигналов в табличной форме.

Фиг.12 показывает блок-схему последовательности операций способа, поясняющую анализ общих групп эхо-сигналов.

Фиг.13 показывает фрагмент из массива устройства накопления паразитного эхо-сигнала.

На всех чертежах идентичное оборудование, блоки и этапы способа обозначены соответствующими номерами позиций.

Описание примерного варианта реализации изобретения

Фиг.1 показывает типичное применение для использования способа согласно изобретению. Измеритель 2 уровня заполнения, установленный в зоне крышки контейнера 1, регулярно передает отдельные пакеты импульсов в направлении материала 3, который должен быть измерен. Излучаемые волны отражаются как материалом 3, который должен быть измерен, так и объектами 4, встроенными в контейнер, и, кроме того, принимаются измерителем 2 уровня заполнения. Сам измеритель 2 уровня заполнения содержит несколько отдельных компонентов, которые при их взаимодействии предоставляют устройство, пригодное для реализации способа согласно изобретению.

Фиг.2 показывает базовую конструкцию измерителя 2 уровня заполнения, с которой может быть выполнен способ согласно изобретению. Радарный импульс или ультразвуковой импульс, выработанный передающим устройством 5, излучается посредством антенны 6 измерителя 2 уровня заполнения в направлении материала 3, который должен быть измерен. Составляющие сигнала, отраженные материалом 3 и другими сборками 4, принимаются антенной 6 по истечении зависящего от расстояния времени прохода и передаются в принимающий и обрабатывающий блок 7. Внутри принимающего и обрабатывающего блока 7 сигналы демодулируются, если необходимо, а затем усиливаются, фильтруются и преобразуются известным образом в двоичное представление посредством аналого-цифрового преобразователя.

Полученная таким образом оцифрованная кривая эхо-сигнала в заключение сохраняется в энергозависимой памяти 9 блока 8 оценки. Блок 8 о