已知利用料位测量装置确定容器中流体的料位，该测量装置使用 由浸入流体中的波导引导的电磁测量信号。对于微波信号，这些测量 还作为时域反射计(TDR)料位测量而已知。根据这种测量原理，在 通常安装在容器顶部上的料位测量装置中创建并处理测量信号。测量 信号在波导中给出，波导位于容器内部并浸入容器中存储的流体或介 质中。料位的确定基于测量信号沿波导从测量装置到容器中的流体并 由此返回至料位测量装置的行程时间的测量。测量的信号行程时间是 从测量装置到流体表面的距离的量度，其中测量信号沿波导的传播依 赖于容器内的波导周围的介质的介电常数。考虑到容器的预定几何数 据，可以计算流体的料位。
对于测量容器中单一流体的料位，前述常用测量方法非常可靠。 当第二部分或第二相与流体分离从而在容器中最终可以发现两种流体 体积时，发生问题。如果例如油和水的乳浊液在容器中越来越分离， 则水的部分比油的部分的体积小。大多数现有的TDR料位测量甚至将 不能识别小的水部分，并且如果它们能够识别，那在计算水和油部分 的体积时必须已知并使用水部分的精确的介电常数。这往往导致重标 定TDR料位测量装置。

因此本发明的目的是提供一种方法和装置，以允许简单地确定第 一流体的料位以及容器中是否存在第二流体，如果存在第二流体则还 确定其体积。
这个目的通过根据本发明的新方法得以实现，该方法用于确定并 指示容器中存储的第一流体的料位并分析在第一流体之下是否存在第 二流体，该方法包括以下步骤：
-在安装在所述容器上的料位测量装置中生成微波测量信号；
-将所述微波测量信号发送至延伸入所述容器的波导；
-在波导上将所述微波测量信号朝向容器中的第一流体以及可 能存在的在第一和第二流体之间的界面引导；
-在波导上将反射的测量信号引导回料位测量装置；
-生成关于波导长度的测量曲线；
-扫描该测量曲线是否有指示第一流体的料位的第一信号峰；
-扫描该测量曲线是否有与波导底部区域有关的第二信号峰；
-如果在测量曲线中识别到第二信号峰，则将第二信号峰的相 位与第一信号峰的相位相比较；
-考虑在流体的介电常数之间假定的关系，确定在第一流体之 下是否存在第二流体；
-考虑容器中第二流体的存在与否，确定第一流体的料位。
根据这个新方法的另一实施方式，在以下情况中指示存在第二流 体：
-第二信号峰与第一信号峰具有相同的相位或极性；并且
-假定第二流体比第一流体的介电常数高。
根据这个新方法的另一实施方式，在以下情况中指示不存在第二 流体：
-与波导本身相比，波导末端表现出特征阻抗增加；
-第二信号峰的相位或极性与第一信号峰的相反；并且
-假定第二流体比第一流体的介电常数高。
根据这个新方法的另一实施方式，在以下情况中指示存在第二流 体：
-第二信号峰的相位或极性与第一信号峰的相反；以及
-假定第一流体比第二流体的介电常数高。
根据这个新方法的另一实施方式，在以下情况中指示不存在第二 流体：
-与波导本身相比，波导末端表现出特征阻抗降低；
-第二信号峰的相位或极性与第一信号峰的相同；并且
-假定第一流体比第二流体的介电常数高。
这个新方法的另一实施方式允许：
-料位测量装置仅由指示第一流体的料位的单信号输出装置构 成；并且
-在存在第二流体的情况中，在所述单信号输出装置上生成特 别的补充输出信号，其在指示输出信号的常见电平范围之外。
这个新方法的另一实施方式允许由在料位测量装置中创建并在第 二信号输出装置上传递的模拟或数字信号指示第二流体的存在。
这个新方法的另一实施方式涉及特别的输出信号，其指示在容器 中第二流体的存在，该输出信号是发送至上位控制单元的报警信号。
根据这个新方法的另一实施方式，只要不存在第二流体，就考虑 波导的已知长度以及波导末端信号峰的位置而计算第一流体的精确介 电常数，这个计算得到的第一流体介电常数在后面用于确定容器中第 一和第二流体之间的精确界面。
这个新方法的另一实施方式允许第一和第二流体的介电常数之比 小于等于0.7或大于等于1.4。
在这个新方法的另一实施方式中，用于从容器中除去至少部分流 体的至少一个特别的装置由料位测量装置的输出信号控制。
在这个新方法的另一实施方式中，当第二流体料位高于特定点时， 输出信号启动控制装置，以除去第二流体；以及当第二流体料位低于 波导末端时，输出信号停用控制装置，以除去第二流体。
上述目的还通过根据本发明的新的料位测量装置实现，该装置执 行以上所述的一种新方法，并且该装置包括波导，该波导的末端在容 器中位于待检测的可能存在的第二流体的最低料位位置。
上述目的还通过料位测量装置的另一实施方式实现，该装置执行 以上所述的一种新方法，并且该装置包括波导，该波导的末端在容器 中位于在容器中将要允许的第二流体的最大料位位置。
根据本发明的一种具有优点的设备包括：
-第一料位测量装置，其具有波导，该波导的末端在容器中位 于可能存在的待检测的第二流体的最低料位位置；和
-第二料位测量装置，其具有波导，该波导的末端在容器中位 于可能存在的第二流体的最低料位位置。
附图说明
参考以下的说明以及附图，将清楚地看到本发明的以上和其它特 征以及实现它们的方法，并将能够更好地理解本发明，其中：
图1a)～d)是在顶部上安装有根据本发明的优选实施例的料位测 量装置的容器的内部的示意性侧视图，显示了不同料位情况；
图2是设置有根据优选实施例的两个料位测量装置的容器的内部 的示意性侧视图。

在附图中，基本相同且具有同等功能的装置、仪表或器件以相同 的附图标记指示。
图1包括容器10中的填充料位状态的四个不同示图图1a)、b)、 c)、d)，在这里出于简化的原因没有完整示出容器10。在每一容器10 的右手侧画出了相关的测量曲线，由于它们依赖于不同的填充状态， 所以以不同的数字20a、20b、20c、20d指示它们。
料位测量装置14安装在容器10的顶部12上。料位测量装置14 是根据本发明的使用雷达或微波测量信号的料位测量仪表。这种测量 信号在料位测量装置14中由合适的电子电路创建并被提供给波导16， 它们在波导上从料位测量装置14传递到容器10中的介质或流体。波 导16的一个末端17通常不固定至容器10的底部，如图1a)所示。料 位测量装置14是用于工业过程控制的测量设备，因此其通常不是单独 的设备而是经由总线连接至这里没有显示的中央及上位控制单元或控 制站的工业过程控制设备网络的一部分。因此，料位测量装置14包括 输出端18和与该输出端18相连的电缆，它们用于将料位测量装置14 确定的测量料位数据发送至上位控制单元。
图1a)示出容器10中没有存储介质或流体的状态。容器10是空的 并且仅填充有气体或混和气体，例如环境空气。所示的测量曲线20a 是信号与时间或者信号与路径的简化示意表示，并且与波导16的长度 相关。当容器10填充有介质或流体时，所示的这个测量曲线20a代表 测量信号从料位测量装置14传播到容器中的流体的方式，其中测量信 号在容器中在流体的表面上被反射。反射的信号在波导16上向回传播 到料位测量装置14。通过合适的电子电路处理信号并形成测量曲线。 每次信号由于波导16上的阻抗变化而改变其幅度和/或相位都由测量 曲线中的信号峰指示。图1a)的示例状态中的容器10是空的，并且测 量曲线20a在从料位测量装置14直至波导16的末端17没有明显的信 号改变，其中由于显著的阻抗改变而在所述末端产生显著的信号峰22。
图1b)示意性显示了部分填充有第一流体24的容器10。根据本发 明且安装在容器10顶部12上的料位测量装置14基本与图1a)中所示 的相同。波导16浸入第一流体24。测量曲线20b指示第一信号峰26， 其是由于波导16周围的介质改变而引起的容器10中的第一流体24的 表面28处的显著阻抗改变而出现的。在波导16上从料位测量装置14 传播进入容器10的空气填充上部区域的测量信号到达第一流体24的 表面28，在那里一部分信号能量被反射并被迫传播回料位测量装置14。 其余信号能量继续沿波导16传播，直至其末端17。
得到的测量曲线10b不仅指示由于第一流体24的表面28得到的 第一信号峰26，而且指示由于第一流体24中的波导16末端17引起的 阻抗改变而得到的第二信号峰30。应当从图1b)的测量曲线20b理解， 第一信号峰26与代表波导16末端17的第二信号峰30的相位或极性 相反。
图1c)示意性显示了部分填充有第一流体24和一小部分第二流体 32的容器10，其中第二流体在第一流体24之下。在图1c)所示的例子 中，假定第二流体32的介电常数比第一流体24的高。这在容器10是 例如舰船燃料容器的情况中是典型的，第一流体24是油或燃料，第二 流体32是水，其逐渐与第一流体24分离并且由于其较高的密度而沉 积在容器10中。图1d)中的测量曲线20d指示了第一流体信号峰34， 其是由第一流体24的表面36处的反射信号而引起的。第一流体24之 下的第二流体32的表面38引起测量信号的反射，这在图1d)的测量曲 线20d中指示为第二流体信号峰40。在图1d)所示的例子中，容器10 中的第二流体32体积刚刚达到波导16的下端17。由于在波导16下端 17的第二流体32表面38而引起的测量曲线20c的第二流体信号峰40 覆盖并遮蔽由波导末端17引起的信号峰，该信号峰在图1a)中指示为 信号峰22且在图1b)中为信号峰30。图1c)中的第一流体24没有填满 容器10的中空下部，而是仅仅填充第一和第二流体24、32的两个表 面36和38之间的体积，从而第二流体32的表面38位于波导16的末 端17。因此，容器10中第一流体24的真实含量是容器10内部从容器 10的最底部直到第一流体24的表面36的体积减去从容器10的最底部 直到第二流体32的表面38的体积。
图1d)示意性显示了第二流体24的体积比图1c)所示的情况有所增 加的情况。容器10部分填充有第一流体24，并且在容器10中在第一 流体24之下有更大量的第二流体32。再一次，与图1c)中所示的例子 类似，假定第二流体32具有比第一流体24高的介电常数。图1d)中的 测量曲线20d指示第一流体信号峰34，其由第一流体24表面36处的 反射信号引起。第二流体32的表面38作为第一和第二流体24、32之 间的界面，还引起测量信号的反射，其在图1d)的测量曲线20d中作为 第二流体信号峰40而表示。在图1d)所示的例子中，容器10中的第二 流体32的体积超过波导16的下端17。由于波导末端17引起的信号峰 没有显示在图1d)的测量曲线20d中。因此，容器10中第一流体24的 真实含量是容器10内部从容器10的最底部直至第一流体24表面36 的体积减去从容器10的最底部直至第二流体32表面38的体积。图1d) 中容器10中的第一流体24的体积小于在图1c)的例子中的。
正如图1a)至1d)所示的，容器10中第二流体部分存在与否可以从 测量曲线20a～20d清楚地检测到。特别地，图1c)和1d)显示了作为容 器10底部的第二流体的水的检测可以容易地由在第二流体到达波导16 末端17的时刻的测量曲线20a～20d而推导得到。
下面的表解释了如何从测量曲线20c或20d的第二信号峰与第一 流体24的第一信号峰34相比较而确定容器10中第二流体32存在与 否。下表还解释了如何从测量曲线20c或20d确定第一流体24的真实 料位，其中假定第二流体(如果存在，)的介电常数比第一流体24的 高，其中认为容器中总是存在第一流体24，即使在测量曲线中没有可 检测的第一流体信号峰。   第一流体   信号峰   第二流体信号峰 第二流体   第一流体料位的确定   存在   不存在   存在   不存在   存在   不存在   存在；与第一流体信号   峰极性相反   存在；与通常的或先前   的第一流体信号峰极性   相反   不存在   不存在   存在；与第一流体信号   峰极性相同   存在；与通常的或先前   的第一流体信号峰极性   相同 不存在；第二信号 峰来自波导末端 不存在；第二信号 峰来自波导末端 可能存在第二流体 可能存在第二流体 存在第二流体 存在第二流体   由第一流体信号峰   由在波导末端处第二   信号峰的变化   由第一流体信号峰   不可能；生成错误或报   警信号   由第一流体信号峰，考   虑第二流体料位   不可能；生成错误或报   警信号
根据本发明，用于确定容器中存储的第一流体的料位并将其信号 化以及用于分析第一流体之下的第二流体存在与否的方法可以从上表 结合图1a)～1d)看出。
在容器10顶部12上安装的料位测量装置14中生成的微波测量信 号被发送至延伸进入容器10的波导16。波导16判断朝向容器10中的 第一流体24并向第一和第二流体24和32之间可能存在的界面的微波 测量信号。在第一流体24的表面28反射的测量信号被在波导16上引 导回到料位测量装置14。在波导16的长度上，由所有测量信号生成测 量曲线20b～20d。扫描测量曲线20b～20d是否有指示容器10中第一 流体24的料位的第一信号峰26或34。还扫描测量曲线20b～20d是否 有与波导16底部区域有关的第二信号峰30或40，该“波导底部区域” 代表至少相对于波导16在第一信号峰26或34之下。
如果在测量曲线20b～20d中确定第二信号峰30或40，则将它们 的相位与第一信号峰26或34的相位比较。根据上表确定在容器10中 在第一流体24之下是否存在第二流体32，并且根据它，考虑容器10 中的第二流体32，确定第一流体24的料位。假定第二流体32的介电 常数高于第一流体24，则当第二信号峰30或40与第一信号峰26或 34的相位或极性相同时，指示存在第二流体。当第二信号峰30或40 的相位或极性与第一信号峰26或34的相位相反时，指示不存在第二 流体32。在这种情况中，第二信号峰30或40是由波导16的末端17 引起的，其与波导16本身相比表现出特征阻抗增加，并且这里假定第 二流体的介电常数比第一流体的高。
假定第一流体的介电常数比第二流体的高，则当第二信号峰30或 40的相位或极性与第一信号峰26或34的相反时，指示存在第二流体 32。考虑到第一流体24比第二流体32的介电常数高，在第二信号峰 30或40的相位与第一信号峰26或34的相同的情况中指示不存在第二 流体32，其中第二信号峰由与波导16自身相比表现出特征阻抗降低的 波导16末端17引起。
在第一流体24的精确介电常数未知的情况中，只要不存在第二流 体32，就可以考虑波导16的已知长度以及来自波导16末端17的第二 信号峰30的位置和变化，而计算第一流体的精确介电常数。这种状态 在图1c)中显示并且在上面有所说明。计算的第一流体24的介电常数 在后面用于确定在容器中的第一和第二流体之间的精确界面高度。
实际测量已经显示，当第一和第二流体24和32的介电常数之间 的比小于等于0.7或者大于等于1.4时，很好地确定是否存在第二流体 32。
当安装的料位测量装置14仅包括单信号输出装置18用于指示容 器10中第一流体24的料位时，可以通过到管理程序或控制单元的特 定补充输出信号而用信号通知存在第二流体32。这个特定补充输出信 号可以在所述单信号输出装置18上在指示输出信号的常用电平范围之 外生成。或者，料位测量装置14可以装备有第二信号输出装置，用于 以料位测量装置中创建且被独立地从第一输出装置18发送至监督程序 或控制单元的模拟或数字信号通知第二流体的存在。这个在第二信号 输出装置上的特定的模拟或数字信号可以用于控制至少一个用于从容 器10除去至少部分流体的装置(例如阀门)。在其它情况中，用于指 示容器中存在第二流体32的特定输出信号是发送至上位控制单元的报 警信号。
图2是另一特定容器50的部分内部的示意性侧视图，该容器50 装备有根据本发明的优选实施例的两个料位测量装置52和54。第一料 位测量装置52和第二料位测量装置54基本上是与图1a)～1d)中示出的 实施例相同的料位测量装置。优选地，两个料位测量装置52和54都 具有用于发送输出信号的两个输出端18a和18b，发送输出信号包括指 示容器50中的流体的测量料位的信号还包括发送至图2中未示出的上 位控制单元的报警或控制信号。这种容器50用于第一和第二流体的混 和物，这两种流体需要在存储期间在容器50内部分离。
正如在图2中示出的，容器50包括安装在其内部并固定至容器 50底部58的分离壁56。分离壁56部分地将容器的内部分离为两个腔 室，直至容器50内部的预定高度。较大的第一腔室60用于存储第一 流体62和第一流体62之下的第二流体64。第二腔室用作溢流腔室， 其收集并存储溢出分离壁56的第一流体。第一和第二流体62和64的 混和被经由入口，优选地经由入口抽头68泵出并填充入容器50。图2 显示了这样的情况，即，由于第一流体62的表面70已经达到分离壁 56的最大高度并且流入第二腔室66，一定部分的第一流体62已经在 第二腔室66中。
为了控制第一和第二流体62、64的体积比，并且特别地为了不允 许第二流体64的体积超过预定的最大体积，以特殊的方式设置两个料 位测量装置52和54。第一料位测量装置52的波导72的长度使得波导 72的末端74非常靠近容器50的底部58并且将波导72浸入第一和第 二流体62和64。正如上面根据如何分析测量曲线20b～20d的图1c) 和表所描述的，从第二流体64的表面76达到第一料位测量装置52的 波导72末端74的时刻可以检测第二流体64的存在。报警信号可以发 送至上位控制单元，指示在容器50的第一腔室60内存在第二流体64， 并且其表面已经达到第一料位测量装置52的波导72末端74的已知位 置所给定的高度。
第二料位测量装置54的波导78的长度比第一料位测量装置52的 波导72的长度小。波导78规定末端80还在容器50的第一腔室60中 并且在另一波导72的末端74之上。波导78浸入第一流体62。当第二 流体64的表面76达到第二料位测量装置54的波导78的末端80时， 根据上述对于测量曲线20b～20d的分析，可以检测在容器50中的这 个预定高度存在第二流体64。现在将信号发送至上位控制单元，以指 示第二流体64的表面76已经达到第二料位测量装置54的末端80的 预定位置，该位置代表容器50中第二流体64的最大可接受体积。这 个信号可以直接用于打开在容器50的第一腔室60的底部区域中的第 一出口82，优选地可遥控的阀门，以允许第二流体64流出并从而减少 容器50中第二流体64的体积。由于这个流出，第二流体64的表面76 下降，直至它达到并刚刚经过第一料位测量装置52的波导72的末端 74，这导致在第一料位测量装置中的相关信号指示第二流体64的体积 已经达到其最小接受值。这个信号可以直接用于关闭第一出口82。
第一流体62的实际料位可以根据图1b)～1d)的说明而确定。第一 料位信号峰26和34可以从来自第一料位测量装置52和/或第二料位测 量装置54的测量曲线20b～20d读出。容器50的第一腔室60中的第 一流体62的料位依赖于这个腔室60中的第二流体64的体积。第二流 体64的体积在其表面76达到第一料位测量装置52的波导72的末端 74时为最小，在其表面76达到第二料位测量装置54的波导78的末端 80时为最大。于是，容器50的第一腔室60中的第一流体62的体积在 第二流体64的表面76在第二料位测量装置54的波导78的末端80时 为最小，在第二流体64的表面76下降到第一料位测量装置52的波导 72的末端74时为最大。
第二出口84优选地是可遥控的阀门，其安装在容器50的第二腔 室66的底部区域中，以控制在第二腔室66中由于从第一腔室60溢流 而聚集的第一流体62的体积。考虑第一腔室60中的料位测量，打开 第二开口84，以允许第二腔室66中的第一流体62的体积减少。