(57)【要約】低電力パルスレーダーレベル送信機（１００）は、周波数オフセットによって互いにオフセットされる第１および第２のプルアブル発振器回路（２１２，２１６）を有する。第３または基準水晶振動子（２３４）は、前記第１および第２の水晶振動子回路の両方内の位相比較器（２３８，２４８）に基準周波数出力を接続する。前記位相比較器は、送信／受信周波数を引き出すバラクタダイオード（２４４，２５４）上のバイアスを調節する。
2005534919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信周波数出力を提供する第１のプルアブル発振器回路と、
周波数オフセットによって前記送信周波数出力からオフセットされる受信周波数出力を提供する第２のプルアブル発振器回路と、
前記送信周波数出力を受信し、製品レベルに接続可能なマイクロ波送信パルスを提供する第１のパルス発生器と、
前記受信周波数出力を受信し、マイクロ波ゲートパルスを提供する第２のパルス発生器と、
前記マイクロ波ゲートパルスを受信し、反射遅延時間によって遅れた、製品レベルから反射したマイクロ波送信パルスを受信するために前記製品レベルに接続可能であり、ゲート遅延パルス出力を提供するゲートと、
前記ゲート遅延パルス出力を受信し、前記製品レベルを表わすレベル出力を提供するコントローラと、
前記第１およびと第２のプルアブル発振器に接続される基準周波数出力を提供する基準水晶振動子回路とからなり、
前記送信／受信周波数出力が、前記基準周波数出力の関数として引き出される製品レベル送信機。
【請求項２】
前記マイクロ波送信パルスと前記マイクロ波ゲートパルスとの間のゲート遅延時間が、製品レベルの範囲に一致するゲート遅延時間の範囲に及び、前記ゲート遅延時間が、同じ基準周波数の関数として送信周波数出力および受信周波数の両方を引き出すことによって安定する掃引速度で進む請求項１の製品レベル送信機。
【請求項３】
前記第１のプルアブル発振器回路が、前記第２のプルアブル発振器中の第２の回路構成部品と実質的に同一の第１の回路構成部品を含み、前記第１および第２の回路構成部品が、前記周波数オフセットを提供するために、異なる構成部品パラメータを有する請求項１の製品レベル送信機。
【請求項４】
前記第１のプルアブル発振器回路が、第１の水晶および第１のバラクタダイオードを含み、前記送信周波数が２００ｐｐｍ未満の範囲で引き出し可能な請求項３の製品レベル送信機。
【請求項５】
前記第２のプルアブル発振器回路が、第２の水晶および第２のバラクタダイオードを含み、前記受信周波数が２００ｐｐｍ未満の範囲で引き出し可能な請求項３の製品レベル送信機。
【請求項６】
前記第１のプルアブル発振器回路が、前記基準周波数出力を受信する第１の位相比較器を含み、前記第２のプルアブル発振器回路が、前記基準周波数出力を受信する第２の位相比較器を含む請求項１の製品レベル送信機。
【請求項７】
前記第１のプルアブル発振器回路が、前記第１の位相比較器に接続された第１の低域フィルタを含み、前記第２のプルアブル発振器回路が、前記第２の位相比較器に接続された第２の低域フィルタを含む請求項６の製品レベル送信機。
【請求項８】
前記第１の位相比較器が、周波数分割因数Ｒ１で割った前記基準周波数出力と周波数分割因数Ｎ１で割った前記送信周波数出力との位相比較の関数として前記送信周波数を引き出す請求項６の製品レベル送信機。
【請求項９】
前記第２の位相比較器が、周波数分割因数Ｒ２で割った前記基準周波数出力と周波数分割因数Ｎ２で割った前記受信周波数出力との位相比較の関数として前記受信周波数を引き出す請求項８の製品レベル送信機。
【請求項１０】
前記コントローラがシリアルバスに沿って前記第１および第２のプルアブル発振器回路に接続され、前記周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２を提供する請求項９の製品レベル送信機。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記製品レベル送信機への給電に続く時間間隔中に前記周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２を提供する請求項１０の製品レベル送信機。
【請求項１２】
前記周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２がハードウェアで配線されている請求項１０の製品レベル送信機。
【請求項１３】
前記コントローラが、前記位相比較器に接続されたマイクロプロセッサである請求項１０の製品レベル送信機。
【請求項１４】
前記周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１が、前記周波数オフセットを引き起こす量だけ前記周波数分割因数Ｒ２、Ｎ２と異なる請求項１０の製品レベル送信機。
【請求項１５】
前記コントローラが、較正時間間隔中に前記周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２を提供する請求項１０の製品レベル送信機。
【請求項１６】
前記第１および第２のプルアブル発振器回路、および前記基準発振器回路が、１０ミリワット未満の総電力消費を有する請求項１０の製品レベル送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にコンテナ内の液体または粒状の固体製品のレベルを測定するための方法および装置に関する。特に、本発明は、低電力パルスレーダーレベル送信機内の発振器の安定化に関する。
【背景技術】
【０００２】
低電力パルスレーダーレベル送信機は、典型的には、周波数オフセットによって互いにオフセットされる、送信／受信発振器を含む。レーダーレベル送信機出力の安定性は、周波数オフセットの安定化に依存する。ある安定化機構では、オフセット周波数を安定させるために、前記２つの発振器のうちの１つが他方の発振器の周波数を制御するために使用されている。別の安定化機構では、オフセット周波数を安定させるために、周波数オフセットが感知され、前記発振器のうちの１つの周波数を制御するために使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複雑な回路またはクリスタルオーブンを備えた高電力安定化技術は、レベル送信機に給電する４−２０ｍＡにエネルギ制限されたループの給電制限を超過せずに用いられることはできない。制限電力内で達成された安定化は不適当であり、レーダーレベル送信機全体を給電または励起する２線式４−２０ｍＡループから利用可能な範囲を超える給電または励起エネルギを用いることなく、周波数オフセットを安定することができる方法と装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
送信周波数出力を提供する第１のプルアブル（pullable）発振器回路および受信周波数出力を提供する第２のプルアブル発振器回路を含むレベル送信機が開示される。受信周波数出力は、周波数オフセットによって送信周波数出力からオフセットされる。
【０００５】
第１のパルス発生器は、送信周波数出力を受信し、製品レベルに接続可能なマイクロ波送信パルスを提供する。第２のパルス発生器は、受信周波数出力を受信し、マイクロ波ゲートパルスを提供する。
【０００６】
ゲートは、マイクロ波ゲートパルスを受信し、反射遅延時間によって遅延された、製品レベルからの反射マイクロ波送信パルスを受信するために製品レベルに接続される。ゲートは、ゲート制御された遅延パルス出力を提供する。コントローラは、ゲート制御された遅延パルス出力を受信し、製品レベルを表わすレベル出力を提供する。
【０００７】
基準水晶振動子回路は、第１および第２のプルアブル発振器に接続する基準周波数出力を提供する。送信／受信周波数出力は、基準周波数出力の関数として引き出される。
【０００８】
以下の詳細な説明および関連図の説明を読むことによって、本発明を特徴づける利点だけでなく、送信／受信周波数出力および様々な他の特徴が明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に示される実施例では、低電力パルスレーダーレベル送信機は、周波数オフセットによって互いにオフセットされる第１および第２のプルアブル発振器回路を含む。第１のプルアブル発振器回路は送信周波数出力を提供し、第２のプルアブル発振器回路は受信周波数出力を提供する。第３の、または基準の水晶振動子は、第１および第２の水晶振動子回路の両方内の位相比較器に基準周波数出力を接続する。位相比較器は、送信／受信周波数を引き出すバラクタダイオード上のバイアスを調節する。周波数オフセットは、非常に安定しており、低電力パルスレーダーレベル送信機出力の正確さおよび安定性が高められる。
【００１０】
図１は、産業用貯蔵コンテナ１０２上に設置された製品レベル送信機１００を示す。製品レベル送信機１００は、バス１０４を通って産業用プロセス制御システム（図示せず）に接続する。バス１０４は、送信機１００用の励起エネルギの全てを提供する、２線式４−２０ｍＡの産業用カレントループ（遠隔測定ループとも呼ばれる）であるのが望ましい。バス１０４は、Foundation Fieldbus、Profibus、あるいはＣＡＮなどの任意の既知の産業用フィールドバスで構成されてもよい。
【００１１】
製品レベル送信機１００は、送信軸１０８に沿って、コンテナ１０２内の製品レベル面１１０にマイクロ波パルス１０６を送信する。送信されたパルス１０６は、製品レベル面１１０に反射されて、反射パルス１１２として送信機１００に戻る。送信機１００から製品レベル面１１０への送信パルスと製品レベル面１１０から送信機１００への反射の伝達に関連する時間遅延が存在する。送信機１００は、この反射時間遅延を測定し、既知のマイクロ波伝播速度を用いて、送信機１００と製品レベル面１１０との間の距離を計算する。送信機は、既知のタンクの容積（寸法）を用いて、貯蔵タンク内の製品の製品レベル（あるいは体積、あるいは質量）を計算し、バス１０４に出力を提供する。
【００１２】
送信機１００は、バス１０４に接続された産業用プロセス制御システム（図示されず）の要求に合致する高い精度および安定性のために反射時間遅延を測定する。製品レベル送信機１００内に含まれる発振器の周波数の長期ドリフトだけでなく温度の短期変化にかかわらず、反射遅延時間の安定した測定が実施されなければならない。
【００１３】
非常に限定された量の電力だけがバス１０４から利用可能である。故障や短絡が生じる時、バス１０４に接続された回路が、バス周辺の引火性の空気に点火するのに十分な電力を有する、いかなるスパークも発生させないようにすることが、多くの産業上の利用における必要条件である。送信機内の有効電力は非常に限定されるので、クリスタルオーブンなどの従来の安定化手法を使用することはできない。高い電力消費なしで水晶振動子を安定させる送信機が必要とされる。そのような低電力安定送信機の例を、図２−７に関して以下に述べる。
【００１４】
図２は、製品レベル送信機２００の第１の実施例の概略ブロック図である。製品レベル送信機２００は、送信機２００の全てに給電する２線式４−２０ｍＡループ２０４に連結するインタフェース回路２０２を含む。インタフェース回路２０２は、ループ２０４から電力を得て、送信機２００内の全ての回路を励起する電源電圧Ｖｄｄを提供する。送信機２００は、ライン２０６に沿ってマイクロ波パルスを送信する。マイクロ波パルスは、製品レベル面２０８へ伝わり、製品レベル面２０８から送信機２００のラインに反射される。送信機２００は、送信機２００と製品レベル面２０８との間の任意の既知のレーダー送信パスに接続可能である。例えば、送信パスはコンテナ内のパスを介して接続するアンテナを含んでもよいし、またレーダーレベル送信機２００から製品レベル２０８に延びる様々な既知のタイプの何らかの伝送路を含んでもよい。レーダーアンテナ、１本以上の電線、伝送路ケーブル、あるいは導波管を、送信機２００と製品レベル２０８との間でマイクロ波パルスを行き来させるために使用することができる。
【００１５】
製品レベル送信機２００は、送信周波数出力２１４を提供する第１のプルアブル発振器回路２１２を含む。送信周波数出力２１４は、約２メガヘルツの範囲にあるのが望ましい送信周波数を有する。製品レベル送信機２００は、さらに受信周波数出力２１８を提供する第２のプルアブル発振器回路２１６を含む。受信周波数出力２１８は、２１９で図示される周波数オフセットΔＦによって送信周波数出力２１４からオフセットされる。周波数オフセット２１９は任意の値であってよいが、通常には一定である。例えば、およそ１．０ヘルツの周波数オフセットを使用することができる。送信周波数出力２１４は、受信周波数出力２１８より高い周波数を有するのが望ましい。
【００１６】
「プルアブル発振器」とは水晶振動子などの安定発振器を意味し、石英水晶のような発振器を含み、さらに非常に少量の、典型的には２００ｐｐｍを超えない量だけ、その公称値からずれた発振器周波数を引き出すために、調節可能にバイアスされることができる電圧可変コンデンサ（「バラクタ」varactor）を含む。プルアブル発振器は、高い安定性という長所を有するだけでなく、調整量が非常に少ないという長所を有する。プルアブル発振器は、水晶のような共振周波数制御要素を含まない通常の電圧制御発振機（ＶＣＯ）に比べて、非常に高い安定性を有する。水晶振動子の安定性に匹敵し、僅少量で引き出すことができる安定性を有する他のタイプの発振器も、プルアブル発振器として使用することができる。
【００１７】
第１のパルス発生器２２０は、送信周波数出力２１４を受信し、製品レベル２０８に結合されるマイクロ波送信パルスをライン２０６上に提供する。第２のパルス発生器２２２は、受信周波数出力２１８を受信し、マイクロ波ゲートパルスをライン２２４上に提供する。第１および第２のパルス発生器２２０、２２２は、ギガヘルツ範囲の周波数内で作動する。ゲート２２６は、ライン２２４からマイクロ波ゲートパルスを受信する。ゲート２２６は、さらに、反射遅延時間により遅れる製品レベル２０８から反射されたマイクロ波送信パルスを受信するために、ライン２１０を介して製品レベル２０８に接続する。ゲート２２６は、ゲート制御された遅延パルス出力２２８を提供する。ゲート２２６は、パルス復調器またはパルス混合器と見なされる。ライン２０６上のマイクロ波送信パルス、ライン２１０上の反射パルス、およびライン２２４上のマイクロ波ゲートパルスは、全て持続時間が非常に短い、つまりマイクロ波パルスである。
【００１８】
コントローラ２３０は、ゲート制御された遅延パルス出力２２８を受信し、製品レベルを代表するレベル出力２３２を提供する。レベル出力２３２はデジタルフォーマットであり、ループインタフェース回路２０２は、デジタルレベル出力２３２を、４−２０ループ２０４を介するアナログ送信に適切な形式に変換する。
【００１９】
基準水晶振動子回路２３４は、第１および第２のプルアブル発振器２１２、２１６に接続する基準周波数出力２３６を提供する。送信／受信周波数出力２１４、２１８が、基準周波数２３６の関数として引き出される。
【００２０】
第１のプルアブル発振器回路２１２も、それ自身の出力、送信周波数出力２１４の関数として引き出される。第１の水晶振動子回路２１２内の第１の位相比較器２３８は、基準周波数出力２３６および送信周波数出力２１４を受信し、位相比較出力２４０を提供する。位相比較出力２４０は、低域フィルタ２４２を介してバラクタダイオード２４４に接続される。バラクタダイオード２４４は、水晶２４６に接続されて、位相比較の関数として水晶２４６の発振周波数を引き出す。水晶２４６の温度および長期ドリフトによる短期変化にかかわらず、送信周波数出力２１４が基準周波数出力２３６による周波数設定に引き出される。
【００２１】
第２のプルアブル発振器２１８は、第１のプルアブル発振器２１２と本質的に同じように作動する。第２のプルアブル発振器回路２１６も、それ自身の出力、受信周波数出力２１８の関数として引き出される。第２の水晶振動子回路２１６内の第２の位相比較器２４８は、基準周波数出力２３６および受信周波数出力２１８を受信し、位相比較出力２５０を提供する。位相比較出力２５０は、低域フィルタ２５２を介してバラクタダイオード２５４に接続される。バラクタダイオード２５４は、水晶２５６に接続されて、位相比較の関数として水晶２５６の発振周波数を引き出す。水晶２５６の温度および長期ドリフトによる短期変化にかかわらず、受信周波数出力２１８が基準周波数出力２３６による周波数設定に引き出される。
【００２２】
送信周波数出力２１４および受信周波数出力２１８の両方が、同じ基準周波数２３６の関数として引き出される。送信周波数出力２１４および受信周波数出力２１８の短期温度ドリフトおよび長期ドリフトの両方が、基準周波数によって設定される。基準周波数はドリフトするかもしれないが、送信周波数と受信周波数との間の周波数差ΔＦは安定したままである。
【００２３】
第１のプルアブル発振器回路２１２は、第２のプルアブル発振器２１６内の第２の回路構成要素２４８、２５２、２５４、２５６と本質的に同一の第１の回路構成要素２３８、２４２、２４４、２４６を含む。第１および第２の回路構成要素は、周波数オフセットΔＦを提供するために、異なる構成要素パラメータを有する。１つの好ましい構成では、位相比較器２３８、２４８は、アメリカ合衆国コロラド州デンバー（Denver, Colo.）、ウェブサイトhttp://www. motorola.com/semiconductors/のモトローラ社（Motorola,Inc.）によって製造される集積回路部品番号ＭＣ１４５１７０を用いて実現される。第１のプルアブル発振器回路２１２は、第１の水晶２４６および第１のバラクタダイオード２４４を含むのが望ましく、送信周波数は、２００ｐｐｍ未満の範囲内で引き出すことができる。第２のプルアブル発振器回路２１６は、第２の水晶２５６および第２のバラクタダイオード２５４を含むのが望ましく、受信周波数は、２００ｐｐｍ未満の範囲内で引き出すことができる。
【００２４】
図３は、プルアブル発振器回路２７０の他の実施例の概略図である。プルアブル発振器２７０は、基準水晶振動子周波数出力２７４を受信し、因数Ｒで割った除算出力２７６を提供する第１の周波数分割器２７２を含む。プルアブル発振器２７０はさらにＶＣＯ出力２８０を受信し、因数Ｎで割った除算出力２８２を提供する第２の周波数分割器２７８を含む。除算出力２７６、２８２は、位相比較器２８４へ接続する。位相検波出力器２８６は、低域フィルタ２８８に接続する。低域フィルタ出力２９０は、除算周波数出力２７６と２８２との間で検知された位相差の関数として発振周波数を引き出すために、バラクタダイオード２９２および水晶２９４に接続する。プルアブル水晶振動子２７０は、独立した構成要素および演算増幅器ばかりでなく、デジタルまたはアナログの小規模集積回路、中規模集積回路、大規模集積回路を含む既知の構成要素を用いて構成される。プルアブル水晶振動子２７０は、図２に示されるプルアブル水晶振動子２１２、２１６の代わりに用いられる。
【００２５】
図２の製品レベル送信機２００の操作は、図４に示されたタイミング図に関してより詳細に以下に説明される。
【００２６】
図４においては、タイミング図３００は、図２に示された様々な出力間のタイミング関係を示す。タイミング図中の各水平軸は時間を示す。水平時間軸３０２は、残りの水平時間軸３０４よりはるかに長い時間スケール（より遅い掃引速度）を有する。タイミング図中の各縦軸は、様々な出力のうちの１つの振幅を表わす。
【００２７】
送信パルス３０６は、製品レベル２０８（図２）に送信される。前記パルスは、製品レベル面２０８へ伝わった後、受信パルス３０８として戻る。送信パルス３０６と受信パルス３０８との間に時間遅延３１０がある。時間遅延３１０は製品レベルを表わす。マイクロ波送信パルスは、規則的な間隔で繰り返し送信され、次の送信パルス３１２も図示されている。
【００２８】
送信パルス３０６と次の送信パルス３１２との間の時間間隔３１４中に、１つのゲートパルス３１６が生成される。図４に示されるように、時間間隔３１４が繰り返し生じるにつれて番号１、２、３、・・・Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３、Ｎ＋４、Ｎ＋５、Ｎ＋６、Ｎ＋７、Ｎ＋８、Ｎ＋９、・・・Ｍのマイクロ波ゲートパルス３１６が発生する。送信周波数出力２１４は、小さな周波数オフセットΔＦによる受信周波数出力と異なるので、送信パルス３０６とマイクロ波ゲートパルス３１６との間の位相関係は、１つの時間間隔３１４から次の時間間隔３１４へと少しずつずれる。図示されるように、連続的な送信パルス３０６によって、ゲートパルス３１６はΔＴだけ少しずつ遅れる。
【００２９】
マイクロ波送信パルス３０６とマイクロ波ゲートパルス３１６との間のゲート遅延時間（Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ９）は、製品レベルの範囲に一致するゲート遅延時間回数の範囲に及ぶ。ゲート遅延時間（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ９）は、同じ基準周波数出力２３６の関数として送信周波数出力２１４および受信周波数２１８の両方を引き出すことによって安定する掃引速度で進む。
【００３０】
ゲート遅延パルス出力２２８（図２）は、低域フィルタおよび増幅器２２７を介して進み、より遅い時間スケール３０２でデジタル受信パルス３２０を形成するためにコントローラ２３０（図２）内でデジタル化される。時間スケール３０２は、時間スケール３０４より遅いほぼＭ回であり、受信パルス３２０は「等価時間（equivalent-time）」信号とも呼ばれる。統合受信パルス３２０は、このようにマイクロ波パルスではないが、コントローラ２３０内の低周波数、低デジタル回路によって容易に処理することができる、非常に遅いパルスである。送信発振器出力が２メガヘルツの周波数を有し、周波数オフセットΔＦが１ヘルツである場合、数字Ｍはおよそ２，０００，０００である。
【００３１】
図５は、製品レベル送信機４００の第２の実施例の一部の概略ブロック図である。送信機４００は送信機２００と類似であり、図５の符号は、図２の符号要素と一致するように用いられる。図５では、第１のプルアブル発振器２１２は、第２のプルアブル発振器２１６と本質的に同じように構成される。モトローラ社製の集積回路ＭＣ１４５１７０、シリアルインタフェースを備えたＰＬＬ周波数シンセサイザ（PLL Frequency Synthesizer）が、図５中の、第１のプルアブル発振器２１２内の位相比較器４０４、および第２のプルアブル発振器２１６内の位相比較器４０６として使用される。マイクロプロセッサ４３０は、図２中のコントローラ２３０と等価のコントローラ機能を提供する。
【００３２】
励起源、Ｖｄｄ源４０２は、位相比較器４０４、４０６、水晶振動子２４５、２４７、および基準発振器２３４へのライン４３２、４３３、４３４、４３５を介してエネルギを供給する。送信周波数、受信周波数、および基準周波数は、それぞれ２．５ＭＨｚより小さいのが望ましく、第１、第２のプルアブル発振器回路、および基準発振器回路の総電力消費は１０ミリワット未満である。２．５ＭＨｚ未満の発振器周波数および３．０ボルトかそれ以下のレール電圧を選択することによって、送信機に給電する４−２０ｍＡループによって設定された電力制約内で、送信機４００が作動することが可能となる。
【００３３】
第１の位相比較器４０４は、Ｒ１で割った基準周波数出力とＮ１で割った送信周波数出力との位相比較の関数として送信周波数出力を引き出す。ここで、Ｒ１およびＮ１は、位相比較器部品番号ＭＣ１４５１７０内に設定された周波数分割因数である。第２の位相比較器４０６は、Ｒ２で割った基準周波数出力とＮ２で割った受信周波数出力との位相比較の関数として受信周波数出力を引き出す。ここで、Ｒ２およびＮ２は、位相比較器部品番号ＭＣ１４５１７０内に設定された周波数分割因数である。マイクロプロセッサ４３０は、シリアルバス４５０、４５２を介して第１および第２のプルアブル発振器回路２１２、２１６に接続する。マイクロプロセッサ４３０は、シリアルバス４５０、４５２を介して周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２を提供する。マイクロプロセッサは、さらにシリアルバス４５０、４５２を介して、第１および第２の位相比較器４０４、４０６にそれぞれ環境（configuration）設定値Ｃ１、Ｃ２を提供する。マイクロプロセッサ４３０は、製品レベル送信機への給電に続くスタートアップ時間間隔中に、周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２、および環境設定値Ｃ１、Ｃ２を提供することができる。１つの好ましい構成では、周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１は、周波数オフセットを引き起こす量だけ周波数分割因数Ｒ２、Ｎ２と異なる。周波数分割因数もハードウェア的に配線されることができる。
【００３４】
図６は、製品レベル送信機５００の第３の実施例の概略ブロック図である。製品レベル送信機５００は、図５の製品レベル送信機４００と類似であるが、製品レベル送信機５００では、送信周波数出力２１４および受信周波数出力２１８は、マイクロプロセッサ４３０に接続される。較正時間間隔中に、マイクロプロセッサ４３０は、送信周波数出力２１４および受信周波数出力２１８中のパルス数を数えて、周波数オフセットを計算することができる。周波数オフセットが正確な場合、マイクロプロセッサは較正動作を行わない。周波数オフセットが正しくない場合、マイクロプロセッサは、送信／受信発振器の可変範囲を知るために分割因数Ｎ１、Ｎ２、Ｒ１、Ｒ２を変更することができる。その後、マイクロプロセッサ４３０は、送信／受信発振器の両方の可変範囲内の所望のオフセットを提供するＮ１、Ｎ２、Ｒ１、Ｒ２の最新値を選択することができる。マイクロプロセッサ４３０は、較正間隔の終わりに、最新の周波数分割因数Ｒ１、Ｎ１、Ｒ２、Ｎ２、および環境設定値Ｃ１、Ｃ２を位相比較器に提供することができる。
【００３５】
図７は、製品レベル送信機６００の第４の実施例の概略ブロック図である。製品レベル送信機６００は、図６に示された製品レベル送信機５００と類似であり、図６に用いられるのと同様に図７に用いられる符号は、同一または類似の要素である。
【００３６】
図７では、送信周波数出力２１４および受信周波数出力２１８は、差周波数検知器６０２に接続される。差周波数検知器６０２は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）４３０に差周波数出力６０４を提供する。差周波数検知器６０２を備えた構成は、ＭＰＵ４３０内の計算オーバーヘッドを低減する。差周波数検知器６０２は、混合器および低域回路（図示せず）を含むのが望ましい。
【００３７】
たとえ本発明の様々な実施例の多数の特性および利点が後述されたとしても、本開示は単に例であり、本発明の様々な実施例の構造および機能の詳述に加えて、本発明の理念の範囲において、請求の範囲に述べられる用語の広範な一般的意味で示される範囲まで、細部、特に構成要素、部品の構成が変更されてもよいことが理解されるであろう。例えば、特定の要素は、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、同じ機能性を本質的に維持しながら、レーダーレベルの特定の応用に従って変更してもよい。例えば、送信経路は、製品レベルへのオープンパスを介して接続するアンテナを含んでもよいし、レーダーレベル送信機から製品レベルに延びる様々な既知のタイプの伝送路のうちのどれかを含んでもよい。さらに、本明細書に記述された好ましい実施例は、水晶振動子について述べられたが、ＳＡＷ装置のような他のタイプの機械的共鳴器が水晶振動子と等価であることが当業者に認識されるだろう。本発明の内容は、本発明の範囲を逸脱せずに、様々な周波数帯のレーダー式製品レベル送信機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】産業用貯蔵コンテナの製品レベル送信機装置を示す。
【図２】製品レベル送信機の第１の実施例の概略ブロック図である。
【図３】プルアブル発振器回路の他の実施例の概略図である。
【図４】タイミング図である。
【図５】製品レベル送信機の第２の実施例の概略ブロック図である。
【図６】製品レベル送信機の第３の実施例の概略ブロック図である。
【図７】製品レベル送信機の第４の実施例の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００……製品レベル送信機、  １０２……産業用貯蔵コンテナ、  １０４……バス、  １０６……マイクロ波パルス、  １０８……送信軸、  １１０……製品レベル面、  １１２……反射パルス、  ２００……製品レベル送信機、  ２０２……インタフェース回路、  ２０４……２線式４−２０ｍＡループ、  ２０６，２１０，２２４……ライン、  ２０８……製品レベル面、  ２１２，２１６……プルアブル発振器回路、  ２１４……送信周波数出力、  ２１８……受信周波数出力、  ２１９……周波数オフセットΔＦ、  ２２０，２２２……パルス発生器、  ２２６……ゲート、  ２２７……低域フィルタおよび増幅器、  ２２８……ゲート遅延パルス出力、  ２３０……コントローラ、  ２３２……レベル出力、  ２３４……基準水晶振動子回路、  ２３６……基準周波数出力、  ２３８、２４８……位相比較器、  ２４０，２５０……位相比較出力、  ２４２，２５２……低域フィルタ、  ２４４，２５４……バラクタダイオード、  ２４６，２５６……水晶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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