用于校准距离测量装置的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种如权利要求1前序部分所定义的装置。在距离测量设备的情况下，尤其涉及用于使用雷达技术手段确定容器内的液体或粒状材料料位的料位测量装置。
【背景技术】
[0002]用于料位测量的雷达测量装置是由申请人在大量不同实施例中生产和销售的。例如，可获得商标为“Micropilot”的自由辐射的雷达测量装置。通过天线，朝着介质辐射微波。在介质表面上反射的EM波被测量装置接收回来，和形成回波函数，其示出作为距离函数的回波振幅。通过该函数，测定期望的回波，和确定相关联的行进时间。基于行进时间，确定雷达测量装置的天线和介质之间的距离。
[0003]已知不同的测量方法，其中脉冲雷达和调频连续波雷达(FMCW雷达)方法最普遍。在脉冲雷达中，周期性地发射短微波脉冲，和将在介质表面上反射的脉冲接收回来。接收信号振幅作为时间函数来表示回波函数，其中反射的回波的每个值都对应于相对于天线的特定距离。
[0004]在FMCW方法的情况下，发射周期调频的连续微波。在接收的时间点处，接收信号的频率具有相对于发射信号的频率的特定差异，且该差异取决于回波的行进时间。因而，通过频率差异，可确定天线和介质之间的距离。通过发射信号和接收信号的混合信号的傅里叶频谱表示该回波函数。
[0005]为了校准距离测量装置，尤其是所述雷达测量装置，频繁使用距离测量轨道(measuring tracking)，其长度对应于距离测量装置的测量范围，和在该测量轨道上布置可移位的面反射器(areal reflactor)，也称为照射板(strike plate)。例如，待校准的距离测量装置被定位于测试场所的起始点处，沿反射器方向发射测量信号并接收反射的测量信号。在雷达测量装置的情况下，基于信号的行进时间确定雷达测量装置和反射器之间的距离。将测量距离与通过校准标准确定的基准值相比较。例如，校准标准是激光干涉仪，其精度比待校准的距离测量装置的精度高出给定的系数。通常，为了确定线性度，使用许多测量点。
[0006]通常，距离测量装置包括一法兰，其上设置有方向性天线。经过焊接或拧紧步骤，方向性天线在法兰上倾斜，由此距离测量装置的精度变差。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种用于校准距离测量装置的系统。该系统应该提供一种改进精度的距离测量装置。本发明另外的目的是一种方法，通过该方法，距离测量设备被校准为具有改进的精度。
[0008]依据本发明通过权利要求1的主题来实现一目的。权利要求1的主题定义了一种用于校准距离测量装置的系统，包含:测量轨道，其上安装有距离测量装置;安装在测量轨道上的可移位的面反射器，用于将距离测量装置发射的测量信号返回到距离测量装置，从而使用距离测量装置执行测量，以确定距离测量装置与反射器之间的距离；安装在测量轨道的激光测距装置，用于记录反射器的倾斜;其中提供对距离测量装置定向的装置，从而通过反射器反射到距离测量装置的距离测量装置的测量信号以最大强度被距离测量装置接收。
[0009]在有利的实施例中，反射器可以从距离测量装置的测量信号辐射路径上被移除，使得激光测距装置可以确定距离测量装置和激光测距装置之间的距离。
[0010]在有利的进一步发展中，反射器包括纵向移动保持器，保持器的纵向移动可以使反射器进入辐射路径内或离开辐射路径。
[0011 ]实施例的一种有利形式，提供评估单元，该评估单元能够基于激光测距装置和距离测量装置之间的距离的变化来推导出校准的精度。
[0012]—种有利的变形，测量轨道包括至少一条轨道，其中反射器具有至少一个轨道轮，通过轨道轮反射器在至少一条轨上可移位。
[0013]本发明的目的同样可以通过一方法来实现。本发明的该方法是一种通过测量轨道进行距离测量装置校准的方法，该测量轨道上有激光测距装置，该方法包含如下步骤:在测量轨道上安装距离测量装置，使得距离测量装置和激光测距装置彼此相对站立;在距离测量装置和激光测距装置之间安装面反射器，从而由距离测量装置发射的测量信号可以被反射器反射;使用激光测距装置对反射器定向，使反射器与测量轨道垂直;定向距离测量装置使其与反射器平行，从而由反射器反射回来的距离测量装置的测量信号以最大强度被距离测量装置接收;沿测量轨道位移反射器，从而校准距离测量装置。
[0014]在有利的进一步的发展中，在每一次校准前，反射器从测量轨道移除，从而确定距离测量装置和激光测距装置之间的距离，以便补偿温度影响和长度变化。
【附图说明】
[0015]现在将基于附图更详细地描述本发明，其中:
[0016]附图1是用于校准距离测量装置的系统的示意性纵向剖面图；
[0017]附图2a是在光学轴上具有反射器的用于校准距离测量装置的系统的示意性纵向剖面图；
[0018]附图2b是在偏离光学轴的位置上具有反射器的用于校准距离测量装置的系统的示意性纵向剖面图；
[0019]附图3a是具有未定向的距离测量装置的用于校准距离测量装置的系统的示意性纵向剖面图；
[0020]附图3b是具有定向的距离测量装置的用于校准距离测量装置的系统的示意性纵向剖面图；
[0021 ]附图4是底座板的侧视图；
[0022]附图5是具有不平坦表面的测量轨道的系统的示意性纵向剖面图；和
[0023]附图6是反射器背部的侧视图。
【具体实施方式】
[0024]附图1示出了用于校准距离测量装置2的系统I的示意性纵向剖面图，包含水平测量轨道3，测量轨道3上安装距离测量装置2 ο面反射器4可位移地安装在测量轨道3上。反射器4将距离测量装置2发射的测量信号反射回距离测量装置2。通过使用这样的布置，可以执行距离测量，以确定距离测量装置2和反射器4之间的距离D。反射器4模拟料位测量装置的料位，并通过保持器8被安装在反射器支架9上。反射器支架9包括四个轨道轮7，其在测量轨道3的两个轨6上滚动，使得反射器支架9能够通过伺服控制器和齿轮驱动(未示出)行进在轨6上而移位。通过在轨6上移位反射器支架9，距离测量装置2和反射器4之间的距离D改变，因而能够模拟不同的料位。在整个校准期间内(大约l_2h的时长)距离测量装置2位于2米的测量高度19处。
[0025]与测量轨道3上距离测量装置2所在的一端相对的测量轨道3的一端具有激光测距装置5，其可以实施为激光跟踪器。激光测距装置5用于测量激光测距装置5和反射器4背部之间的测量距离M。进一步地，激光测距装置5适合于测定测量轨道3的总长R。测量距离M和总长R的测定用于检查测量的距离D。
[0026]K2表示反射器4的厚度。Kl表示激光测距装置5和测量轨道3起始点之间的距离。常量Kl和K2之和定义成常量K:K = K1+K2，且同样被用于检查校准。这通过测量距离测量装置2的定向板14和反射器4之间的距离X发生。常量K等于:
[0027]K=K1+K2 = R-M-X
[0028]距离测量装置2和反射器4之间的距离X可以通过下式计算:
[0029]X = R-M-K0
[0030]测量轨道3包括杆16，其具有用于距离测量装置2的底座板15。距离测量装置2固定在底座板15上并且限定了垂直于底座板15、相应地垂直于杆16的光学轴17。
[0031]距离测量装置2包括方向性天线13和定向板14。它们被焊接或螺丝固定在一起。由于在焊接或对应的螺丝紧固期间所引起的公差或误差，这会出现下述情况，即尽管距离测量装置2处于底座板15的最优位置，并不能完全“看到”反射器4，这意味着距离测量装置2的雷达波行进路径不能精确地平行于光学轴17。为了修正这个，必须对距离测量装置2进行定向。为了使用雷达测距装置5对距离测量装置2进行定向，需要将反射器4从光学轴17上移除。
[0032]附图2a示出了在光学轴17上的反射器4，和附图2b示出了离开光学轴17的反射器
4。利用纵向移动保持器8，反射器4可以向下移动(看虚线箭头)同时维持它处于垂直方向，从而激光束可以到达定向板14。可以使用伺服马达(未示出)来实现该移动。移动在预定的马达位置停止。
[0033]利用反射器支架9，反射器4可以被位移从而来仿真距离测量装置2的任何料位。反射器支架9包括在轨道6上转动的四个轨道轮7 ο轨6被实施成齿条。反射器支架9包括固定有齿轮(未示出)的马达(未示出)。若马达转动，反射器支架9通过齿轮和轨6沿测量轨道3移动。反射器支架9移动时速度非常小。
[0034]为了定向距离测量装置2，激光测距装置5记录下