使用辅助参考信号对之间的相关的液位测量

摘要

一种测量罐(105)中的材料(112)的液位的方法(200)。当参考脉冲(301)被发送到所述罐(105)中时第一辅助参考(FSR)信号(131)被生成（201）并且当接收到响应于所述参考脉冲的回波信号(310)时第二辅助参考信号(SSR)信号(132)被生成。多个FSR信号和多个SSR信号被存储(202)。所述多个FSR信号和所述多个SSR信号被转移(203)到计算(204)多个相关函数值(CFV)的相关器块(140)，所述多个CFV具有反映所述SSR信号和与所述SSR信号相关联的FSR信号的对之间的匹配的程度的幅值。使用最大CFV结果在与所述最大CFV结果相关联的所述SSR信号和FSR信号之间计算(205)时间间隔(Tm)，并且根据Tm确定所述罐中的材料的所述液位(206)。

权利要求

1.一种测量罐(105)中的材料(112)的液位的方法(200)，包括：

在参考脉冲(301)被发送到所述罐中时生成(201)第一辅助参考FSR信号(131)并且在接收到包括响应于所述参考脉冲的回波脉冲(302)的回波信号(310)时生成第二辅助参考SSR信号(132)；

存储(202)多个所述FSR信号和多个所述SSR信号；

在相关器块(140)处转移(203)所述多个所述FSR信号和所述多个所述SSR信号；

所述相关器块(140)计算(204)多个相关函数值CFV，所述多个CFV具有反映包括所述多个所述SSR信号(132)中的SSR信号和与所述SSR信号相关联的所述多个所述FSR信号(131)中的FSR信号的对之间的匹配的程度的幅值，包括最大CFV结果；

使用(205)所述最大CFV结果来计算时间间隔Tm，以及

根据所述Tm确定(206)所述罐(105)中的所述材料(112)的所述液位。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括标识所述最大CFV结果，标识所述最大CFV结果包括将所述多个所述CFV与在校准过程期间确定的预定最小CFV值相比较，其中所述罐(105)在所述校准过程期间是空的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中公共脉冲生成器PG电路(130)被用于所述生成所述FSR信号(131)和所述生成所述SSR信号(132)两者。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括存储所述多个所述CFV，并且在所述计算之后，擦除所述多个所述CFV、所述多个所述FSR信号(131)和所述多个所述SSR信号(132)，并且然后使用所述方法再次开始新液位测量周期。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个所述FSR信号(131)和所述多个所述SSR信号(132)具有相同的频率或所述FSR信号(131)具有所述SSR信号整数倍的频率。

6.一种用于测量罐(105)中的材料(112)的液位的液位测量系统(100)，包括：发送器(126)和接收器(127)，所述发送器(126)提供脉冲输出并且所述接收器(127)具有脉冲输入，所述脉冲输入每个耦合到在所述罐中的探针、波导(110)、天线172或超声换能器(182)；

脉冲生成器电路PG (130)，所述脉冲生成器电路PG (130)具有耦合到所述接收器(127)的输出的输入，所述PG用于在发送的参考脉冲(301)由所述发送器(126)发送到所述罐(105)中时生成第一辅助参考FSR信号(131)并且用于在包括响应于所述参考脉冲(301)的回波脉冲(302)的回波信号(310)由所述接收器(127)接收到时生成第二辅助参考SSR信号(132);第一存储器(135)，所述第一存储器(135)用于存储在时间间隔内获得的多个所述FSR信号和多个所述SSR信号；

相关器块(140)，所述相关器块(140)耦合到所述第一存储器(135)以用于接收所述多个所述FSR信号和所述多个所述SSR信号，其中所述相关器块用于计算多个相关函数值CFV，所述多个CFV具有反映包括所述多个所述SSR信号中的SSR信号和与所述SSR信号相关联的所述多个所述FSR信号中的FSR信号的对之间的匹配的程度的幅值，第二存储器(145a)，所述第二存储器(145a)用于存储所述多个所述CFV；

所述相关器块(140)，所述相关器块(140)耦合到所述第二存储器(145a)以用于从所述多个所述CFV中标识最大CFV结果，以及处理器(150)，所述处理器(150)耦合到所述PG以用于向所述PG提供触发信号并且耦合到所述相关器块(140)，其中所述处理器用于根据所述最大CFV结果计算时间间隔Tm并且用于根据所述Tm确定所述罐(105)中的所述材料的所述液位。

7.根据权利要求6所述的系统，还包括耦合在所述相关器块(140)与所述处理器(150)之间的计数器(145)。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述处理器通过将所述多个所述CFV与存储的预定最小CFV值相比较来标识所述最大CFV结果。

9.根据权利要求6所述的系统，其中所述PG是用于所述生成所述FSR信号(131)和所述生成所述SSR信号(132)两者的单个PG。

10.根据权利要求6所述的系统，其中所述多个所述FSR信号和所述多个所述SSR信号具有相同的频率或所述FSR信号具有所述SSR信号整数倍的频率。

说明书

使用辅助参考信号对之间的相关的液位测量

技术领域

[0001] 公开的实施例涉及雷达或超声液位（level）测量。

背景技术

[0002] 常规液位测量通过从天线或波导向容器(或罐)中的材料的表面(或界面)发送微波或超声脉冲(参考脉冲)并且测量包括来自该表面或界面的信号的反射信号(回波信号)来实现时域反射法(TDR)。例如，当雷达参考脉冲到达具有不同的介电常数的材料时，微波能量的一部分被反射回，所述部分作为回波脉冲由接收器接收。回波脉冲具有关联的回波幅度。通常，回波脉冲将具有与往波导下方发送的参考脉冲相同的形状，但是其符号和幅值取决于阻抗液位的改变。已知雷达液位测量方法包括通常为脉冲雷达的非接触雷达以及通常为调频连续波(FMCW)雷达的接触雷达。

[0003] 对基于TDR的液位测量装置或系统来说，参考脉冲被叠加在通过其距离(或液位)将被测量的至少部分地填充的罐中的物体或界面反射的回波信号上。在已知方法中，为了确定回波脉冲在回波信号中的时间位置以确定行进时间T来使得能够计算液位值，回波信号的时间剖面与由液位测量系统在测量路径中没有任何物体或产品材料或另外的空罐的情况下生成的存储的参考回波信号相比较。针对至少部分地填充的罐所生成的回波信号与针对空罐所生成的参考回波信号相差至少一个附加脉冲，所述至少一个附加脉冲有时被称为由参考脉冲在罐中的(一个或多个)界面(例如，产品液体与上方的气体之间的界面)处的反射产生的界面脉冲。界面脉冲的时间位置确定需要将参考回波信号与回波信号相比较，其中最简单的情况是将通过位于参考回波信号和回波信号的信号剖面的对应时间位置处的幅度值的相减来递增地执行从回波信号中减去参考回波信号。

[0004] 由于反射表面(例如，界面)处的阻抗改变，导致包括界面脉冲的回波信号曲线上的点通常具有偏离参考回波信号曲线上的点的幅度。进行回波信号和参考回波信号的比较以确定行进时间T可能因此变得困难，因为通常存在回波信号与参考回波信号之间的显著幅度偏移，这可在液位测量方面导致误差。

发明内容

[0005] 本发明内容被提供来以简化形式引入对在下面在包括所提供的附图的具体实施方式中进一步描述的公开的概念的简要选择。本发明内容不旨在限制所要求保护的主题的范围。

[0006] 公开的实施例通过消除对于通过使用在本文中称为辅助参考信号的新信号对之间的相关测量来测量回波脉冲(或界面脉冲)与参考回波信号之间的幅度偏移的常规需要来消除在测量用于计算罐中的材料液位的参考回波信号与回波脉冲之间的时间间隔(行进时间)情况下上面所描述的问题。与在罐空时获得的常规参考回波信号不同，公开的辅助参考信号在当罐中存在产品材料并且罐可以是正在操作的同时被使用。当参考脉冲由发送器发送到罐中时第一辅助参考(FSR)信号被生成并且当响应于参考脉冲接收到包括回波脉冲的回波信号时第二辅助参考(SSR)信号被生成。

[0007] 在每个测量周期期间，相关器块(硬件或软件)计算多个相关函数值(CFV)，所述多个CFV每个反映SSR信号和与SSR信号关联的FSR信号之间的匹配。如本文中所使用的“相关”对在参考脉冲被发送时生成的每个FSR信号和在接收到响应于参考脉冲的回波信号时生成的与FSR信号关联的SSR信号(两者具有相同的形状)进行比较，使得SSR信号是FSR信号的通过其延迟来反映行进时间的时延版本。当所述多个CFV被确定为具有高于预定最小液位的最大CFV结果时，与最大CFV相关联的FSR信号和SSR信号之间的时间间隔(对应于在以下示例部分中示出在图3中并且在本文中称为Tm的行进时间)被计算，并且可根据Tm计算罐中的材料的液位。

附图说明

[0008] 图1A是根据示例实施例的具有公开的液位测量系统的示例调频连续波(FMCW)雷达系统的框图描绘，所述公开的液位测量系统包括用于计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算反映参考脉冲与回波脉冲之间的时间(Tm)的Tm的相关块。

[0009] 图1B是根据示例实施例的具有液位测量系统的示例非接触雷达系统的框图描绘，所述液位测量系统包括用于计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算Tm的相关块。

[0010] 图1C是根据示例实施例的具有用于计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算Tm的相关块的示例超声液位测量系统的框图描绘。

[0011] 图2是根据示例实施例的示出通过计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算Tm来测量罐中的材料的液位的示例方法中的步骤的流程图。

[0012] 图3示出根据示例实施例的包括叠加在由被描述为波导雷达(GWR)系统的液位测量系统操作期间捕获的回波脉冲上的参考脉冲的常规信号及其与作为该常规信号上方的三角波形示出的所公开的FSR和SSR信号的时序关系的示例剖面，所述波导雷达(GWR)系统测量罐中的气体与液体之间的界面的液位，所述公开的FSR和SSR信号用于计算Tm以使得能够确定罐中的液体材料的液位。

具体实施方式

[0013] 参考附图对公开的实施例进行描述，其中相同的附图标记在所有图中用于标明类似或等效的元件。图未必按比例绘制并且它们被仅仅提供来图示某些公开的方面。为了图示在下面参考示例应用对若干公开的方面进行描述。应该理解的是，许多特定细节、关系和方法被阐述以提供对所公开的实施例的完全理解。

[0014] 然而，相关领域的普通技术人员将容易地认识到，可在没有一个或多个特定细节的情况下或者利用其他方法实践本文中所公开的主题。在其他实例中，未详细地示出众所周知的结构或操作以避免使某些方面混淆。本公开不受所图示的行为或事件的定序限制，因为一些行为可以按照不同的次序和/或与其他行为或事件同时发生。此外，并不需要所有图示的行为或事件来实现依照本文中所公开的实施例的方法。

[0015] 另外，如在没有进一步限制条件的情况下在本文中使用的术语“耦合到”或“与...耦合”(等)旨在描述间接或直接电连接。因此，如果第一装置“耦合”到第二装置，则该连接可以是通过在通路中仅存在寄生情况下的直接电连接或者可以是通过经由包括其他装置和连接的中间项的间接电连接。对间接耦合来说，中间项通常不修改信号的信息，但是可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。

[0016] 公开的实施例提供用于基于雷达和超声的液位测量的方法和系统，所述基于雷达和超声的液位测量通过计算每个测量周期生成的多个FSR信号和多个关联的SSR信号之间的匹配并且选择最佳匹配FSR和SSR对以计算Tm来使得能实现准确的液位测量。FSR和SSR信号脉冲形状和幅度不取决于物体(或界面)的特性，针对FSR和SSR信号脉冲形状和幅度将测量到物体(或界面)的距离。结果，公开的实施例通过消除对于测量这些信号之间的幅度偏移的常规需要来解决常规液位测量系统测量参考回波信号与回波脉冲之间的行进时间的问题。

[0017] 图1A是将相关用于计算多个FSR和SSR信号对之间的匹配并且用于选择最佳匹配（一个或多个）FSR和SSR对以计算Tm的示例FMCW雷达测距液位测量系统(液位测量系统) 100的框图描绘。系统包括在罐(或容器)105内部的波导110。FSR信号131由脉冲生成器电路(PG) 130在当发送的参考脉冲(参考脉冲)由被示出为由同样包括接收器127的收发器(TX/RX) 125所提供的发送器(TX) 126通过通孔120发送到在其中具有产品材料112的罐105之中的波导110时的基本上相同的时间生成，所述通孔120利用法兰121密封到罐105的顶部。

[0018] PG 130可包括电子电路或一件电子测试设备。SSR信号132也由PG 130在当包括响应于参考信号的回波脉冲的回波信号由RX 127接收到时的基本上相同的时间生成。典型地，包括TX/RX 125的液位测量系统100组件在单个公共外壳或壳体(诸如防火或/或防爆壳体)内。

[0019] FSR信号131和SSR信号132的生成因此分别与参考脉冲和回波脉冲同步，其中SSR信号132是FSR信号131的通过其相对延迟来反映Tm的时延版本。存在可用于实现FSR信号131与参考脉冲的同步以及SSR信号132与回波脉冲的同步的各种可能的方法。同步方法可选择用于确定参考脉冲和回波脉冲两者的哪一个信号特性被用于分别触发FSR信号131和SSR信号132的生成的“标记”。可能的标记包括信号的幅度、信号的上升沿的斜率或信号的零交叉点，或所有上述的组合。

[0020] 由处理器150执行的被存储在存储器块中的公开的算法可将基于“标记”的方法用于生成通常为脉冲的触发控制信号(被示出为“触发”156)，该触发控制信号耦合到PG 130以用于使触发FSR信号131与参考脉冲的发送同步并且使SSR信号132的触发与回波脉冲的接收同步。液位测量系统100也具有被示出为由处理器时钟152提供来为处理器150提供计时并且用于控制液位测量系统100其中的其他时序的系统时钟153。

[0021] 尽管系统时钟153被示出为由处理器时钟152提供，然而存在可用来实现系统时钟153的许多其他方式，诸如单独的(专用)时钟电路。系统时钟153通常是方波，所述方波使PG 
130的功能(除FSR信号131和SSR信号132生成以外)同步并且控制PG 130的功能，以及使第一存储器135、相关器块140、计数器145和第二存储器145a同步并且控制所述第一存储器
135、相关器块140、计数器145和第二存储器145a。PG 130被示出为耦合到计数器145用于确定计数器145何时开始，并且相关器块140被示出为确定计数器145何时停止。尽管在本文中被描述为具有第一存储器135、第二存储器145a以及与处理器150相关联的存储器151，然而液位测量系统100可以利用其他存储器布置，诸如单个存储器或者与处理器150相关联的存储器151和一个其他存储器。

[0022] FSR信号131的频率取决于通过TX 126经由波导110发送到罐105之中的参考脉冲的频率。在最简单的实施方式中FSR信号131的频率可与参考脉冲的频率相同。然而，也可使用对于FSR信号131使用为参考脉冲的频率的整数倍的任何频率。

[0023] 与FSR信号131相关联的脉冲通过其形状、其幅度和其频率来定义。关于FSR信号131的脉冲形状，通常可使用任何信号形状，只要FSR信号131具有单个上升沿、单个峰值(幅度)和单个下降沿即可。为了简单，FSR信号131的脉冲宽度可与参考脉冲的脉冲宽度相同。
也可使用利用与参考脉冲宽度相比具有较小的脉冲宽度的FSR信号131，只要FSR信号131的形状相对于其峰值是对称的或者信号的峰值被置于离两个沿相等的距离处即可。对于FSR信号131使用与参考脉冲宽度相比具有较大的脉冲宽度的信号可在液位测量方面引起附加误差并且可增加系统的复杂性。FSR信号131的简单示例形状是三角波形形状，诸如在示例部分中在下面所描述的图3中所示。期望具有响应于单个参考信号生成的单个回波信号，使得通常将存在相同数量的FSR信号131和SSR信号132。

[0024] SSR信号132和FSR信号131两者皆可由相同PG 130生成。如果相应的PG同步则也可使用单独的PG(两个PG)，这可添加一定复杂性，可通过已在相同芯片/管芯上使第一和第二PG匹配以确保FSR信号131和SSR信号132是基本上相同的来使所述复杂性最小化，这通常是期望的布置，因为它简化了设计和实施方式。然而，典型地最重要的系统特征是为了通常确保来自FSR信号131和SSR信号132两者的脉冲具有相同的频率(或其整数倍)。通常可使用FSR信号131和SSR信号132具有不同的幅度情况下的测量系统，只要满足上面所描述的幅度条件的对称即可。相同的情况适用于脉冲形状，其中三角形状是通常为最简单的实施方式选项的一个示例。

[0025] 对于FSR和SSR信号，PG 130允许控制脉冲重复率(频率)、脉冲宽度、相对于内部或外部触发的延迟以及脉冲的高和低电压电平。PG 130也控制FSR和SSR信号的上升时间和下降时间。

[0026] 由PG 130生成的FSR信号131和SSR信号132两者皆被示出为存储在存储器135中。由相关器块140本身实现的相关函数对表示时间间隔(测量周期)内的FSR和SSR信号的一系列样本执行计算。存储器135可包括在每个系统时钟153信号将FSR信号131和SSR信号提供给相关器块140的静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或闪速存储器。
存储FSR信号131和SSR信号132的存储器可位于除如所示的存储器135以外的其他位置中，诸如在作为存储器151(例如，SRAM/DRAM/闪速存储器)示出的与处理器150相同的芯片上。

[0027] 相关器块140实时地计算相关函数的值(相关函数值“CFV”)，该相关函数的值通过对每个SSR信号132与其关联的FSR信号131之间的相关(匹配)的程度进行比较加以确定。被存储的CFV值使得能够从在每个测量周期期间获取的宽范围(大量)的计算的CFV值中检测最大值。可针对每对FSR和SSR信号重复CFV的计算若干次，这将产生一系列若干最大CFV，所述若干最大CFV可被算出平均数以获得表示用于计算液位L的时间Tm的基本上无噪声误差的最大CFV结果。FSR信号131和SSR信号132的实际形状、脉冲宽度或信号幅度通常是不重要的，只要如上所述满足针对这两个信号的某些要求即可。相关器块140可作为诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)之类的硬件解决方案、由处理器150运行的软件算法或者硬件和软件两者的组合被实现。

[0028] CFV值定量地反映每个SSR信号132在重叠在其关联的FSR信号131上时匹配(相关)有多好。当给定SSR信号132基本上是其关联的FSR信号131的CFV越高FSR/SSR信号匹配越好的确切拷贝(即，形状)时最大CFV结果被指示。可以使用用于确定CFV的已知算法，诸如基于计算最大自相关值。公开的实施例因此认识到，在任何实际的液位测量系统实施方式中由于各种通常随机误差(噪声)将几乎不可能确保FSR和SSR信号是相同的，这通过根据大量的FSR和SSR信号对计算最大AFV结果以确定Tm来克服。

[0029] 液位测量系统100通常包括由处理器150运行以便执行包括相关函数的实时计算的计算以生成CFV的存储在存储器151中的一个或多个算法。这些计算的CFV的结果是被存储在存储器(诸如被示出为与计数器145相关联的存储器145a)中的(多个)CFV的阵列。这些CFV将从最小值(其中最小值取决于在液位测量系统100中存在多少噪声而可以为零或者接近于零)到最大(最高)值变动。

[0030] 最大CFV结果的实际值将通常取决于多个不同的因数，例如FSR信号131和SSR信号132的幅度或缩放。对任何特定液位测量系统来说可在校准过程期间测量实际的最大CFV参考值，其中空罐可被用于校准过程。出于本申请的目的，最大CFV结果被定义为来自在测量周期期间获取(诸如存储在存储器145a中)的多个计算的CFV的最高值。基于相关函数的特性以及针对FSR信号131和SSR信号132的要求，应该在范围中(在表示一个测量周期的特定定义的时间段内)存在仅一个最高最大CFV。

[0031] 当SSR信号132和FSR信号131被确定为彼此充分地匹配(即，产生最大CFV)时，CFV结果被生成并且相关器块140的输出然后可将其逻辑输出值从逻辑低(LOW)改变为逻辑高(HIGH)或者从逻辑高改变为逻辑低，这在逻辑状态改变由处理器150(经由如所示的计数器145)接收到时可使处理器150读取最大CFV结果(存储在存储器145a中)及与该最大CFV结果相关联的FSR信号和SSR信号。计数器145可作为算法被实现(例如，由处理器150实现)或者作为硬件被实现。

[0032] 使用与最大CFV结果相关联的Tm，处理器150计算到罐105中的物体(例如，界面)的距离(D)并且可通常实时地将此距离(或液位，L)值显示在图1A中所示的显示装置160上。在此测量周期结束时处理器150可重置计数器145，并且擦除存储器145a的CFV内容以及存储器135中的FSR信号131和SSR信号132，并且开始新液位测量周期。

[0033] 图1B是根据示例实施例的具有液位测量系统100的示例非接触雷达系统的框图描绘，所述液位测量系统100包括用于计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算Tm的相关器块140。在此实施例中，喇叭天线172位于罐105的顶部附近。通常存储在存储器151中的液位发现算法将通常是为非接触雷达系统而定制的。如本领域中所知道的，超声液位传感器是通过使用声速的“飞行时间”原理来工作的另一非接触液位测量方法。超声传感器发射通常在20 kHz至200 kHz频率范围内的高频脉冲，并且然后等待回波。脉冲被按照锥形(在顶点处通常为大约6°)发送。脉冲在液位表面处入射并且被反射回到现在作为接收器的超声传感器。

[0034] 图1C是根据示例实施例的具有液位测量系统100的示例超声液位测量系统的框图描绘，所述液位测量系统100包括用于计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算Tm的相关器块140。该超声液位测量系统包括连接器181，该连接器181具有连接到其的超声换能器182。通常存储在存储器151中的液位发现算法将通常是为超声系统而定制的。

[0035] 图2是根据示例实施例的通过计算FSR信号与SSR信号之间的匹配以计算Tm来测量罐中的材料的液位的示例方法200的流程图。步骤201包括在参考脉冲被发送到罐中时生成FSR信号并且在接收到包括响应于参考脉冲的回波脉冲的回波信号时生成SSR信号。步骤202包括存储多个FSR信号和多个SSR信号。步骤203包括将所述多个FSR信号和所述多个SSR信号转移到相关器块。步骤204包括相关器块计算多个CFV，所述多个CFV具有反映包括所述多个SSR信号中的SSR信号和与所述SSR信号相关联的FSR信号的对之间的匹配的程度的幅值，包括标识最大CFV结果。步骤205包括使用最大CFV结果来计算与最大CFV结果相关联的Tm。步骤206包括根据Tm确定罐中的材料的液位。

[0036] 公开的液位测量系统可被用于诸如脉冲雷达和调频连续波(FMCW)雷达之类的非接触雷达。此外，如上面所指出的公开的液位测量系统可被应用于超声系统。

[0037] 示例

[0038] 公开的实施例还通过以下特定示例来图示，以下特定示例不应该被解释为以任何方式限制本公开的范围或内容。

[0039] 图3示出包括发送的参考脉冲(参考脉冲)301以及在由公开的液位测量系统操作期间捕获的从罐中的界面产生的回波脉冲302的常规回波信号310及其与作为该常规回波信号310上方的三角波形示出的公开的FSR和SSR信号的时序关系的示例剖面，所述公开的液位测量系统被描述为用于测量界面(例如，在罐中的气体与液体之间)的位置的GWR系统。注意的是，图3仅表示示例，而非回波信号的真实剖面。在真实情形下实际剖面可以是显著地不同的。图3的主要目的是为了示出所公开的辅助参考信号(FSR和SSR)之间的时间依赖以及所公开的辅助参考信号FSR和SSR与回波信号的参考脉冲301和回波脉冲302的关系。如上面所指出的，为了确定回波脉冲302在回波信号310的信号剖面中的时间位置(在图3中被示出为Ts)，常规液位测量系统必须获得由该液位测量系统在测量路径中没有任何物体或产品材料或另外的空罐的情况下生成以用于与回波信号310相比较的“参考回波信号”(未示出)。

[0040] 参考脉冲301标记参考信号传输的时间，而回波脉冲302表示参考脉冲301在波导中在界面处的反射，在该界面处存在波导中的阻抗改变。负脉冲303表示由参考脉冲301在通孔(在图1A、图1B和图1C中标记为120)与法兰(在图1A、图1B和图1C中标记为121)之间的转变时的反射产生的负向信号。

[0041] 负脉冲303的存在假定通孔和法兰具有不同的阻抗。脉冲304表示由发送脉冲在波导的端部(在图1A、图1B和图1C中标记为105的罐的底部)处的反射产生的信号。作为Ts示出的时间表示参考脉冲301行进直到此脉冲得以从界面反射的点的行进时间。为了简单，Ts被示出为在参考脉冲301与回波脉冲302之间被测量。

[0042] 现在转向常规信号上方的公开的FSR信号131和SSR信号132波形，时间间隔Tm表示如上所述两者皆由相同脉冲生成器(图1A、图1B和图1C中的PG 130)生成的FSR信号131和SSR信号132的峰值之间的时间差。为了简单示出了这两个脉冲(FSR信号131和SSR信号132)在参考脉冲301和回波脉冲302达到它们的峰值时达到这两个脉冲相应的最大值(幅度)。然而，可使用其他同步的方法，只要该液位测量系统可维持这两组信号(FSR信号131、SSR信号132以及参考脉冲301、回波脉冲302)之间的相关使得条件Ts = Tm保持真即可。

[0043] Tm是通过计算FSR信号131和SSR信号132对之间的相关以生成CFV值来确定的，而Tm是在计算出最大CFV结果即足够高的值(例如，与来自校准过程的预定最小CFV值相比)时计算出的。表示Tm的最大CFV结果基本上无噪声误差。当Tm基本上=常规Ts时可使用时域反射法(TDR)来根据Tm确定罐中的液体(或其他材料)的液位。

[0044] 因为Tm是直接从对CFV值的阵列进行采样以在每个测量周期期间标识提供平均并且消除对于测量幅度偏移的需要的最大CFV结果的相关函数的特性得到的，所以与常规Ts确定相比Tm为回波脉冲302与参考脉冲301之间的时间差提供更准确的时间测量。如上所述常规Ts确定需要将参考回波信号与回波信号310相比较，通过位于参考回波信号和回波信号310的信号剖面的对应时间位置处的幅度值的相减递增地执行该比较，所述回波信号310牵涉测量经受基于幅度偏移的时间测量误差的幅度偏移。

[0045] 出于说明本文中所公开的液位测量的原理的目的，可从分析中省略负脉冲303和脉冲304。然而，如本领域中所知道的，这些脉冲可被用于也使用相关的液位系统校准或诊断。

[0046] 虽然已经在上面描述了各种公开的实施例，但是应该理解的是，它们已仅作为示例被呈现，而没有限制。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可依照本公开对本文中所公开的主题做出许多改变。此外，虽然可能已经相对于若干实施方式中的仅一个公开了特定特征，但是这样的特征可以与如对任何给定或特定应用来说可能是期望的或有利的其他实施方式的一个或多个其他特征组合。