(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来技術の欠点を改善するために、遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置を提供することにある。【解決手段】遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置であって、測定対象物に応用され、当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置は、一つのセンシングモジュールと、一つの遠端コマンド受信モジュールと、少なくとも一つの制動モジュールとを備え、当該センシングモジュールは当該測定対象物に対して一つのセンシング信号を発射し、当該センシング信号が当該測定対象物に接触して一つの反射信号を屈折し、当該センシングモジュールは当該反射信号を受信して一つの信号対雑音比を計測し且つ当該測定対象物の高さを計測し、当該遠端コマンド受信モジュールは当該センシングモジュールに電気的に接続され、当該遠端コマンド受信モジュールは一つの遠端コマンド信号を受信するためのものであり、当該制動モジュールの機構は当該センシングモジュールに連結される。【選択図】図１
2018054297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に応用される遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置において、
一つのセンシングモジュールであって、当該センシングモジュールは、前記測定対象物に対して一つのセンシング信号を発射し、当該センシング信号が前記測定対象物に接触して一つの反射信号を屈折し、前記センシングモジュールが、当該反射信号を受信して一つの信号対雑音比を計測し、且つ、前記測定対象物の高さを計測する一つのセンシングモジュールと、
一つの遠端コマンド受信モジュールであって、当該遠端コマンド受信モジュールが、前記センシングモジュールに電気的に接続され、前記遠端コマンド受信モジュールが、一つの遠端コマンド信号を受信するために用いられる一つの遠端コマンド受信モジュールと、
少なくとも一つの制動モジュールであって、当該制動モジュールの機構が前記センシングモジュールに連結され、前記制動モジュールが、前記センシングモジュールによって測定された前記信号対雑音比が一つの予め設定された値に維持されることが可能となるように、前記反射信号に応じて自律的調整を行うために用いられる少なくとも一つの制動モジュールと、
を備える、遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項２】
前記制動モジュールは、前記センシングモジュールが最適な前記反射信号を取得するように、当該センシングモジュールを調整して前記測定対象物に動的に追随するために用いられる請求項１に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項３】
前記制動モジュールは、前記センシングモジュールが最低な反射背景信号を取得し又は前記センシング信号の発射波の角度が調整されるように調整される請求項１に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項４】
前記制動モジュールは一つの保護機構を備え、当該保護機構は、前記センシングモジュールが特定な作業環境で破損されることを回避するように、当該センシングモジュールを保護するために用いられる請求項２に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項５】
前記遠端コマンド受信モジュールは、前記遠端コマンド信号を無線受信するために用いられ、前記制動モジュールの電力源は商用電源、電池、ソーラーエネルギー、風力エネルギー、水力回収、震動回収又は磁電気回収である請求項１に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項６】
前記遠端コマンド受信モジュールは、一つの開回路制御遠端コマンド受信モジュールであり、一つの特定な単位時間内に、一つの既定の調整方法で信号対雑音比がリアルタイムに最適化された前記反射信号を得る請求項１に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項７】
前記既定の調整方法は、測定環境でのプロセスの需要に応じて予め設定されたジェスチャーパターンであり、プロセスの需要に応じて変化する請求項６に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項８】
前記既定の調整方法は、ランダムで不確定的なスキャニング方法を採用し、特定な設定モードに従って調整される請求項６に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項９】
前記遠端コマンド受信モジュールは、一つの閉回路制御遠端コマンド受信モジュールであり、一つの特定な単位時間内に、前記信号対雑音比を、次の当該特定な単位時間内の前記遠端コマンド受信モジュールの一つの参照値とする一つのフィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号を得る請求項１に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【請求項１０】
前記遠端コマンド受信モジュールは、一つの閉回路制御遠端コマンド受信モジュールであり、一つの特定な単位時間内に、一つの環境トリガ要素を取得して、次の当該特定な単位時間内の前記遠端コマンド受信モジュールの一つの参照値とする一つのフィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された前記反射信号を得、前記環境トリガ要素は一つの外部起動制御入力出力信号、一つのセンシングされたアナログ信号又は制御インターフェースのデジタル信号である請求項１に記載の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液位センシング装置に関し、特に遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、関連技術の液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。一つの関連技術の液位センシング装置５０は一つのタンク４０上に設けられ、当該タンク４０が一つの材料入口４０２及び一つの材料出口４０４を備え、一つの測定対象物２０が当該タンク４０内に設けられ、当該関連技術の液位センシング装置５０は、当該測定対象物２０に対して一つのセンシング信号１０８を発射し、当該センシング信号１０８が当該測定対象物２０に接触して一つの反射信号１１０を屈折し、当該関連技術の液位センシング装置５０は、当該反射信号１１０を受信して一つの信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を測定し且つ当該測定対象物２０と当該関連技術の液位センシング装置５０との間の距離を測定する。当該測定対象物２０は、例えば穀物、砂石又はプラスチック粒等であるが、これらに限られるものではない。
【０００３】
図７に示すような当該関連技術の液位センシング装置５０は、水平的に装着されていないので、当該反射信号１１０が、品質不良で、判定し難くなり、図８における上の波形図に示すように検出ミスを引き起こすことになる。
【０００４】
図９は、関連技術の液位センシング装置の第２の実施例の模式図であり、図９に示す要素の説明は、図７と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言しない。図７に示す当該関連技術の液位センシング装置５０に比べ、図９に示す当該関連技術の液位センシング装置５０は、水平的に装着されているが、当該測定対象物２０の反射面が不確定的な幾何学面であるため、依然として、図１０における上の波形図に示すように測定ミスを引き起こし易い。
【０００５】
図１１は、関連技術の液位センシング装置の第３の実施例の模式図であり、図１１に示す要素の説明は、図７と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言せず、図１１に示す当該測定対象物２０は、海又は河等である。図１２に示すように、干渉信号１１４が大きすぎて、正確な当該反射信号１１０が比較的に小さいため、図１２における上の波形図に示すように検出ミスを引き起こすことになる。
【０００６】
図１３は、関連技術の液位センシング装置の放射パターン図であり、当該関連技術の液位センシング装置５０は、受信した正確な当該反射信号１１０は比較的に弱いが、ノイズ１１６が比較的に強くなり、且つ、当該関連技術の液位センシング装置５０は、広いビーム角及び誤った放射角度を有し、信号対雑音比が、僅か５ｄＢである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善するために、遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的を達成するために、本発明に係る測定対象物に応用される遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置において、一つのセンシングモジュールであって、当該センシングモジュールは、前記測定対象物に対して一つのセンシング信号を発射し、当該センシング信号が前記測定対象物に接触して一つの反射信号を屈折し、前記センシングモジュールが、当該反射信号を受信して一つの信号対雑音比を計測し且つ前記測定対象物の高さを計測する一つのセンシングモジュールと、一つの遠端コマンド受信モジュールであって、当該遠端コマンド受信モジュールが、前記センシングモジュールに電気的に接続され、前記遠端コマンド受信モジュールが、一つの遠端コマンド信号を受信するために用いられる一つの遠端コマンド受信モジュールと、少なくとも一つの制動モジュールであって、当該制動モジュールの機構が前記センシングモジュールに連結され、前記制動モジュールが、前記センシングモジュールによって測定された前記信号対雑音比が一つの予め設定された値に維持されることが可能となるように、前記反射信号に応じて自律的調整を行うために用いられる少なくとも一つの制動モジュールと、を備える。本発明は無線又はセルフフィードバックメカニズムにより、信号品質を自動的に調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。
【図２】本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第２の実施例の模式図である。
【図３】本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第３の実施例の模式図である。
【図４】本発明の開回路制御の概略フローチャートである。
【図５】本発明の閉回路制御の概略の一実施例のフローチャートである。
【図６】本発明の閉回路制御の概略の他の一実施例のフローチャートである。
【図７】関連技術の液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。
【図８】関連技術の液位センシング装置の第１の実施例と本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第１の実施例との対照波形図である。
【図９】関連技術の液位センシング装置の第２の実施例の模式図である。
【図１０】関連技術の液位センシング装置の第２の実施例と本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第２の実施例との対照波形図である。
【図１１】関連技術の液位センシング装置の第３の実施例の模式図である。
【図１２】関連技術の液位センシング装置の第３の実施例と本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第３の実施例との対照波形図である。
【図１３】関連技術の液位センシング装置の放射パターン図である。
【図１４】本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の放射パターン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の詳細な説明及び技術的内容については、以下の詳細な説明と図面を参照した通り説明する。図面と詳細な説明は、ただ説明をするためのものであって、本発明を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。一つの遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、一つの測定対象物２０と、一つの無線遠端コマンド発射装置３０と、一つのタンク４０とに応用され、当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、一つのセンシングモジュール１０２と、一つの遠端コマンド受信モジュール１０４と、少なくとも一つの制動モジュール１０６とを備え、当該タンク４０は、一つの材料入口４０２と一つの材料出口４０４とを備え、当該制動モジュール１０６は一つの保護機構１０６０２を備える。図１に示す当該測定対象物２０は、例えば、穀物、砂石又はプラスチック粒等であってもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００１２】
当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０に対して一つのセンシング信号１０８を発射し、当該センシング信号１０８が当該測定対象物２０に接触して、一つの反射信号１１０を屈折し、当該センシングモジュール１０２は、当該反射信号１１０を受信して一つの信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を計測し且つ当該測定対象物２０の高さを計測し、当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該センシングモジュール１０２に電気的に接続され、当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該無線遠端コマンド発射装置３０から発送された一つの遠端コマンド信号３０２を無線で受信する。当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２によって測定された当該信号対雑音比が一つの予め設定された値に維持されることが可能となるように当該反射信号１１０に応じて自律的調整を行うために用いられ、当該予め設定された値は、最適化した信号対雑音比である。当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該遠端コマンド信号３０２を有線で受信してもよい。
【００１３】
当該制動モジュール１０６の機構は、当該センシングモジュール１０２に連結され、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２が３６０度の範囲内で検知し算出して最適な当該反射信号１１０を取得するように、当該センシングモジュール１０２を調整して当該測定対象物２０に動的に追随するために用いられ、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２を調整する目的を達成するために、例えば、ギア（図１に示していない）、ローラー（図１に示していない）、軸受（図１に示していない）、ボルト（図１に示していない）、接続バー（図１に示していない）及びモーター（図１に示していない）等の構造を含んでもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００１４】
一つの信号範囲１１２は、当該センシングモジュール１０２の一つのアンテナ（図１に示していない）の放射方向と物質材料検出範囲を示している。当該保護機構１０６０２は、当該センシングモジュール１０２が特定な作業環境で破損されることを回避するように当該センシングモジュール１０２を保護するために用いられる。当該制動モジュール１０６の電力源は、例えば、商用電源、電池、ソーラーエネルギー、風力エネルギー、水力回収、震動回収又は磁電気（Ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ  Ｅｆｆｅｃｔ）回収であってもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００１５】
図８は、関連技術の液位センシング装置の第１の実施例と本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第１の実施例との対照波形図である。図８における下の波形図は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第１の実施例の波形図であり、図８における上の波形図に比べて、本発明の当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することができる。
【００１６】
当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、一つの開回路制御（Ｏｐｅｎ  Ｌｏｏｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）遠端コマンド受信モジュール又は一つの閉回路制御（Ｃｌｏｓｅ  Ｌｏｏｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）遠端コマンド受信モジュールであってもよく、下記の通り詳細に説明する。
【００１７】
当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該開回路制御遠端コマンド受信モジュールであれば、一つの特定な単位時間内に、一つの既定（Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ）の調整方法で信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号１１０を得る。当該既定の調整方法は、測定環境でのプロセスの需要に応じて予め設定されたジェスチャーパターン（Ｇｅｓｔｕｒｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ）であり、プロセスの需要に応じて変化する。
【００１８】
或いは、当該既定の調整方法は、ランダムで不確定的なスキャニング方法（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）を採用し、特定な設定モードに従って調整される（例えば、パターンに従って当該アンテナの角度が０度の角から１０度の角に回転するように制御され、或いは、ノイズを抑える機構が内蔵される）。
【００１９】
図４は上記の概念を示し、図４は、本発明の開回路制御の概略フローチャートであり、図４は下記のステップを含む。
ステップＳ０２：既定のジェスチャーパターン（Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  Ｇｅｓｔｕｒｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ）。
ステップＳ０４：既定のスキャニング方法（Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）。
ステップＳ０６：開回路で当該遠端コマンド受信モジュール１０４を制御する。
ステップＳ０８：当該制動モジュール１０６を調整する。
【００２０】
当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該閉回路制御遠端コマンド受信モジュールであれば、当該特定な単位時間内に、当該信号対雑音比を、次の当該特定な単位時間内の当該遠端コマンド受信モジュール１０４の一つの参照値とする一つのフィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号１１０を得る。
【００２１】
図５は上記の概念を示し、図５は、本発明の閉回路制御の概略の一実施例のフローチャートであり、図５は下記のステップを含む。
ステップＴ０２：コマンド（Ｃｏｍｍａｎｄ）を開始する。
ステップＴ０４：閉回路で当該遠端コマンド受信モジュール１０４を制御する。
ステップＴ０６：当該制動モジュール１０６を調整する。
ステップＴ０８：当該信号対雑音比を当該フィードバック信号とする。
ステップＴ１０：当該フィードバック信号をフィードバック及びコマンドの補正とする。
【００２２】
他の具体的な実施例において、当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該閉回路制御遠端コマンド受信モジュールであれば、当該特定な単位時間内に、一つの環境トリガ要素を取得して、次の当該特定な単位時間内の当該遠端コマンド受信モジュールの当該参照値とする当該フィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号を得る。当該環境トリガ要素は、一つの外部起動制御入力出力（Ｉ／Ｏ）信号（例えば、撹拌機、加熱器、搬送装置、潮汐警報、人員現場入力）、一つのセンシングされたアナログ信号（例えば、高温警報、圧力超荷重）又は制御インターフェースのデジタル信号である。
【００２３】
図６は上記の概念を示し、図６は、本発明の閉回路制御の概略の他の一実施例のフローチャートであり、図６は下記のステップを含む。
ステップＵ０２：コマンド（Ｃｏｍｍａｎｄ）を開始する。
ステップＵ０４：閉回路で当該遠端コマンド受信モジュール１０４を制御する。
ステップＵ０６：当該制動モジュール１０６を調整する。
ステップＵ０８：当該環境トリガ要素を当該フィードバック信号とする。
ステップＵ１０：当該フィードバック信号をフィードバック及びコマンドの補正とする。
【００２４】
図２は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第２の実施例の模式図である。図２に示す要素の説明は、図１と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言しない。図２は、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２を調整して、最適な当該反射信号１１０を取得し、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することを示す。
【００２５】
図１０は、関連技術の液位センシング装置の第２の実施例と本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第２の実施例との対照波形図である。図１０における下の波形図は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第２の実施例の波形図であり、図１０における上の波形図に比べ、本発明の当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することができる。
【００２６】
図３は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第３の実施例の模式図である。図３に示す要素の説明は、図１〜２と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言しない。さらに、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２が最低な反射背景信号（Ｎｏｉｓｅ）を取得し又は当該センシング信号１０８の発射波の角度（Ｂｅａｍ  Ａｎｇｌｅ）が調整されるように、調整される。
【００２７】
図３に示す当該測定対象物２０は、例えば、海又は河等であってもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。図３の左に示す当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、図３の右に示す当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０と同じで、その相違は、図３の右に示す当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０における当該制動モジュール１０６が調整されるところである。図１１に比べて、図３には一部の不正確な（無駄な）当該反射信号１１０が当該制動モジュール１０６に遮蔽され、或いは、その他の箇所へ屈折される。
【００２８】
図１２は、関連技術の液位センシング装置の第３の実施例と本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第３の実施例との対照波形図である。図１２における下の波形図は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の第３の実施例の波形図であり、図１２における上の波形図に比べ、干渉信号１１４が比較的に小さく、正確な当該反射信号１１０が比較的に大きくなり、本発明の当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することができる。
【００２９】
図１４は、本発明の遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置の放射パターン図である。当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、受信した正確な当該反射信号１１０が比較的に強いが、ノイズ１１６が比較的に弱くなり、且つ、当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、狭いビーム角及び正確な放射角度を有し、信号対雑音比は４０ｄＢにさえ達することができる。
【００３０】
さらに、上記の当該測定対象物２０の高さを測定することは、例えば、二種の意味を含むことができるが、本発明はこれらに限られるものではない。
１．当該測定対象物２０が当該タンク４０内に放置されれば、当該測定対象物２０の高さを測定することは、当該測定対象物２０のものの液位の高さを測定することを指す。
２．当該測定対象物２０は海であれば、当該測定対象物２０の高さを測定することは、当該測定対象物２０の海水面の高さ（即ち、海抜の高さ）を測定することを指す。
【００３１】
本発明は無線又はセルフフィードバックメカニズムにより、信号品質を自動的に調整し、本発明は少なくとも下記のメリットを含む。
１．信号対雑音比が自動的に最適化される。
２．放射パターンが最適化される。
３．無線で遠隔制御（自動フィードバック）をする。
４．人間が現場において操作できない環境を解決する。
５．人間の操作の危険性を低下する。
６．３６０度の範囲での連続のスキャニング（タンクの３Ｄ現像のレーダーデータを実現することができる）。
【００３２】
しかし、以上のような記載は、ただ本発明の望ましい実施例であり、本発明の実施の範囲を限定することができず、即ち、本発明の特許請求の範囲に基づいた均等な変化及び修正等は、全て本発明の特許のカバーする範囲で保護される範囲に属すべきである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置
２０  測定対象物
３０  無線遠端コマンド発射装置
４０  タンク
５０  関連技術の液位センシング装置
１０２  センシングモジュール
１０４  遠端コマンド受信モジュール
１０６  制動モジュール
１０８  センシング信号
１１０  反射信号
１１２  信号範囲
１１４  干渉信号
１１６  ノイズ
３０２  遠端コマンド信号
４０２  材料入口
４０４  材料出口
１０６０２  保護機構
Ｓ０２〜０８  ステップ
Ｔ０２〜１０  ステップ
Ｕ０２〜１０  ステップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018054297.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月13日(2017.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に応用される液位センシング装置において、
一つのセンシングモジュールであって、当該センシングモジュールは、前記測定対象物に対して一つのセンシング信号を発射し、当該センシング信号が前記測定対象物に接触して一つの反射信号を反射し、前記センシングモジュールが、当該反射信号を受信して一つのノイズ信号を測定して当該反射信号と当該ノイズ信号との比を信号対雑音比と呼び、また、当該反射信号は当該測定対象物までの距離の測定に用いられる一つのセンシングモジュールと、
一つの遠端コマンド受信モジュールであって、当該遠端コマンド受信モジュールが、前記センシングモジュールに電気的に接続され、前記遠端コマンド受信モジュールが、一つの遠端コマンド信号を受信するために用いられる一つの遠端コマンド受信モジュールと、
少なくとも一つの制動モジュールであって、当該制動モジュールの機構が前記センシングモジュールに連結され、前記制動モジュールが、前記センシングモジュールによって測定された前記信号対雑音比が一つの予め設定された値以上に維持されることが可能となるように、当該信号対雑音比を一回のフィードバック信号とし、当該センシングモジュールに進入するノイズ信号を抑制するように当該制動モジュールの姿勢を動的に調整し、前記反射信号に応じて自律的調整を行うために用いられる少なくとも一つの制動モジュールと、
を備える、液位センシング装置。
【請求項２】
前記制動モジュールは、前記センシングモジュールが最適な反射信号を取得するように、当該センシングモジュールを調整して前記測定対象物に動的に追随するために用いられる請求項１に記載の液位センシング装置。
【請求項３】
前記制動モジュールは、前記センシングモジュールが最低なノイズ信号を取得するように、当該センシングモジュールを調整して前記測定対象物に動的に追随するために用いられる請求項１に記載の液位センシング装置。
【請求項４】
前記制動モジュールは一つの保護機構を備え、当該保護機構は、前記センシングモジュールが特定な作業環境で破損されることを回避するように、当該センシングモジュールを保護するために用いられる請求項２に記載の液位センシング装置。
【請求項５】
前記遠端コマンド受信モジュールは、前記遠端コマンド信号を無線受信するために用いられ、前記制動モジュールの電力源は商用電源、電池、ソーラーエネルギー、風力エネルギー、水力回収、震動回収又は磁電気回収である請求項１に記載の液位センシング装置。
【請求項６】
前記遠端コマンド受信モジュールは、一つの特定な単位時間内に、前記センシングモジュールに設けられたアンテナの角度を調整して信号対雑音比がリアルタイムに最適化された前記反射信号を得る請求項１に記載の液位センシング装置。
【請求項７】
前記液位センシング装置は、一つの特定な単位時間内に、前記信号対雑音比を、次の当該特定な単位時間内の前記遠端コマンド受信モジュールの一つの参照値とするフィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号を得る請求項１に記載の液位センシング装置。
【請求項８】
前記前記液位センシング装置は、一つの特定な単位時間内に、一つの高温警報を取得して、次の当該特定な単位時間内の前記遠端コマンド受信モジュールの一つの参照値とするフィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された前記反射信号を得る請求項１に記載の液位センシング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液位センシング装置に関し、特に遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、関連技術の液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。一つの関連技術の液位センシング装置５０は一つのタンク４０上に設けられ、当該タンク４０が一つの材料入口４０２及び一つの材料出口４０４を備え、一つの測定対象物２０が当該タンク４０内に設けられ、当該関連技術の液位センシング装置５０は、当該測定対象物２０に対して一つのセンシング信号１０８を発射し、当該センシング信号１０８が当該測定対象物２０に接触して一つの反射信号１１０を反射し、当該関連技術の液位センシング装置５０は、当該反射信号１１０を受信して一つの信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を測定し且つ当該測定対象物２０と当該関連技術の液位センシング装置５０との間の距離を測定する。当該測定対象物２０は、例えば穀物、砂石又はプラスチック粒等であるが、これらに限られるものではない。
【０００３】
図７に示すような当該関連技術の液位センシング装置５０は、水平的に装着されていないので、当該反射信号１１０が、品質不良で、判定し難くなり、図８における上の波形図に示すように検出ミスを引き起こすことになる。
【０００４】
図９は、関連技術の液位センシング装置の第２の実施例の模式図であり、図９に示す要素の説明は、図７と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言しない。図７に示す当該関連技術の液位センシング装置５０に比べ、図９に示す当該関連技術の液位センシング装置５０は、水平的に装着されているが、当該測定対象物２０の反射面が不確定的な幾何学面であるため、依然として、図１０における上の波形図に示すように測定ミスを引き起こし易い。
【０００５】
図１１は、関連技術の液位センシング装置の第３の実施例の模式図であり、図１１に示す要素の説明は、図７と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言せず、図１１に示す当該測定対象物２０は、海又は河等である。図１２に示すように、干渉信号１１４が大きすぎて、正確な当該反射信号１１０が比較的に小さいため、図１２における上の波形図に示すように検出ミスを引き起こすことになる。
【０００６】
図１３は、関連技術の液位センシング装置の放射パターン図であり、当該関連技術の液位センシング装置５０は、受信した正確な当該反射信号１１０は比較的に弱いが、ノイズ１１６が比較的に強くなり、且つ、当該関連技術の液位センシング装置５０は、広いビーム角及び誤った放射角度を有し、信号対雑音比が、僅か５ｄＢである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善するために、遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的を達成するために、本発明に係る測定対象物に応用される液位センシング装置において、一つのセンシングモジュールであって、当該センシングモジュールは、前記測定対象物に対して一つのセンシング信号を発射し、当該センシング信号が前記測定対象物に接触して一つの反射信号を反射し、前記センシングモジュールが、当該反射信号を受信して一つのノイズ信号を測定して当該反射信号と当該ノイズ信号との比を信号対雑音比と呼び、また、当該反射信号は当該測定対象物までの距離の測定に用いられる一つのセンシングモジュールと、一つの遠端コマンド受信モジュールであって、当該遠端コマンド受信モジュールが、前記センシングモジュールに電気的に接続され、前記遠端コマンド受信モジュールが、一つの遠端コマンド信号を受信するために用いられる一つの遠端コマンド受信モジュールと、少なくとも一つの制動モジュールであって、当該制動モジュールの機構が前記センシングモジュールに連結され、前記制動モジュールが、前記センシングモジュールによって測定された前記信号対雑音比が一つの予め設定された値以上に維持されることが可能となるように、当該信号対雑音比を一回のフィードバック信号とし、当該センシングモジュールに進入するノイズ信号を抑制するように当該制動モジュールの姿勢を動的に調整し、前記反射信号に応じて自律的調整を行うために用いられる少なくとも一つの制動モジュールと、を備える。本発明は無線又はセルフフィードバックメカニズムにより、信号品質を自動的に調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。
【図２】本発明の液位センシング装置の第２の実施例の模式図である。
【図３】本発明の液位センシング装置の第３の実施例の模式図である。
【図４】本発明の開回路制御の概略フローチャートである。
【図５】本発明の閉回路制御の概略の一実施例のフローチャートである。
【図６】本発明の閉回路制御の概略の他の一実施例のフローチャートである。
【図７】関連技術の液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。
【図８】関連技術の液位センシング装置の第１の実施例と本発明の液位センシング装置の第１の実施例との対照波形図である。
【図９】関連技術の液位センシング装置の第２の実施例の模式図である。
【図１０】関連技術の液位センシング装置の第２の実施例と本発明の液位センシング装置の第２の実施例との対照波形図である。
【図１１】関連技術の液位センシング装置の第３の実施例の模式図である。
【図１２】関連技術の液位センシング装置の第３の実施例と本発明の液位センシング装置の第３の実施例との対照波形図である。
【図１３】関連技術の液位センシング装置の放射パターン図である。
【図１４】本本発明の液位センシング装置の放射パターン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の詳細な説明及び技術的内容については、以下の詳細な説明と図面を参照した通り説明する。図面と詳細な説明は、ただ説明をするためのものであって、本発明を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の液位センシング装置の第１の実施例の模式図である。一つの液位センシング装置１０は、一つの測定対象物２０と、一つの無線遠端コマンド発射装置３０と、一つのタンク４０とに応用され、当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、一つのセンシングモジュール１０２と、一つの遠端コマンド受信モジュール１０４と、少なくとも一つの制動モジュール１０６とを備え、当該タンク４０は、一つの材料入口４０２と一つの材料出口４０４とを備え、当該制動モジュール１０６は一つの保護機構１０６０２を備える。図１に示す当該測定対象物２０は、例えば、穀物、砂石又はプラスチック粒等であってもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００１２】
当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０に対して一つのセンシング信号１０８を発射し、当該センシング信号１０８が当該測定対象物２０に接触して、一つの反射信号１１０を反射し、当該センシングモジュール１０２は、当該反射信号１１０を受信して一つの信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を計測し且つ当該測定対象物２０の高さを計測し、当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該センシングモジュール１０２に電気的に接続され、当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該無線遠端コマンド発射装置３０から発送された一つの遠端コマンド信号３０２を無線で受信する。当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２によって測定された当該信号対雑音比が一つの予め設定された値に維持されることが可能となるように当該反射信号１１０に応じて自律的調整を行うために用いられ、当該予め設定された値は、最適化した信号対雑音比である。当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該遠端コマンド信号３０２を有線で受信してもよい。
【００１３】
当該制動モジュール１０６の機構は、当該センシングモジュール１０２に連結され、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２が３６０度の範囲内で検知し算出して最適な当該反射信号１１０を取得するように、当該センシングモジュール１０２を調整して当該測定対象物２０に動的に追随するために用いられ、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２を調整する目的を達成するために、例えば、ギア（図１に示していない）、ローラー（図１に示していない）、軸受（図１に示していない）、ボルト（図１に示していない）、接続バー（図１に示していない）及びモーター（図１に示していない）等の構造を含んでもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００１４】
一つの信号範囲１１２は、当該センシングモジュール１０２の一つのアンテナ（図１に示していない）の放射方向と物質材料検出範囲を示している。当該保護機構１０６０２は、当該センシングモジュール１０２が特定な作業環境で破損されることを回避するように当該センシングモジュール１０２を保護するために用いられる。当該制動モジュール１０６の電力源は、例えば、商用電源、電池、ソーラーエネルギー、風力エネルギー、水力回収、震動回収又は磁電気（Ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ  Ｅｆｆｅｃｔ）回収であってもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００１５】
図８は、関連技術の液位センシング装置の第１の実施例と本発明の液位センシング装置の第１の実施例との対照波形図である。図８における下の波形図は、本発明の液位センシング装置の第１の実施例の波形図であり、図８における上の波形図に比べて、本発明の当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することができる。
【００１６】
当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、一つの開回路制御（Ｏｐｅｎ  Ｌｏｏｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）遠端コマンド受信モジュール又は一つの閉回路制御（Ｃｌｏｓｅ  Ｌｏｏｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）遠端コマンド受信モジュールであってもよく、下記の通り詳細に説明する。
【００１７】
当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該開回路制御遠端コマンド受信モジュールであれば、一つの特定な単位時間内に、一つの既定（Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ）の調整方法で信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号１１０を得る。当該既定の調整方法は、測定環境でのプロセスの需要に応じて予め設定されたジェスチャーパターン（Ｇｅｓｔｕｒｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ）であり、プロセスの需要に応じて変化する。
【００１８】
或いは、当該既定の調整方法は、ランダムで不確定的なスキャニング方法（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）を採用し、特定な設定モードに従って調整される（例えば、パターンに従って当該アンテナの角度が０度の角から１０度の角に回転するように制御され、或いは、ノイズを抑える機構が内蔵される）。
【００１９】
図４は上記の概念を示し、図４は、本発明の開回路制御の概略フローチャートであり、図４は下記のステップを含む。
ステップＳ０２：既定のジェスチャーパターン（Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  Ｇｅｓｔｕｒｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ）。
ステップＳ０４：既定のスキャニング方法（Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）。
ステップＳ０６：開回路で当該遠端コマンド受信モジュール１０４を制御する。
ステップＳ０８：当該制動モジュール１０６を調整する。
【００２０】
当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該閉回路制御遠端コマンド受信モジュールであれば、当該特定な単位時間内に、当該信号対雑音比を、次の当該特定な単位時間内の当該遠端コマンド受信モジュール１０４の一つの参照値とする一つのフィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号１１０を得る。
【００２１】
図５は上記の概念を示し、図５は、本発明の閉回路制御の概略の一実施例のフローチャートであり、図５は下記のステップを含む。
ステップＴ０２：コマンド（Ｃｏｍｍａｎｄ）を開始する。
ステップＴ０４：閉回路で当該遠端コマンド受信モジュール１０４を制御する。
ステップＴ０６：当該制動モジュール１０６を調整する。
ステップＴ０８：当該信号対雑音比を当該フィードバック信号とする。
ステップＴ１０：当該フィードバック信号をフィードバック及びコマンドの補正とする。
【００２２】
他の具体的な実施例において、当該遠端コマンド受信モジュール１０４は、当該閉回路制御遠端コマンド受信モジュールであれば、当該特定な単位時間内に、一つの環境トリガ要素を取得して、次の当該特定な単位時間内の当該遠端コマンド受信モジュールの当該参照値とする当該フィードバック信号とすることにより、信号対雑音比がリアルタイムに最適化された当該反射信号を得る。当該環境トリガ要素は、一つの外部起動制御入力出力（Ｉ／Ｏ）信号（例えば、撹拌機、加熱器、搬送装置、潮汐警報、人員現場入力）、一つのセンシングされたアナログ信号（例えば、高温警報、圧力超荷重）又は制御インターフェースのデジタル信号である。
【００２３】
図６は上記の概念を示し、図６は、本発明の閉回路制御の概略の他の一実施例のフローチャートであり、図６は下記のステップを含む。
ステップＵ０２：コマンド（Ｃｏｍｍａｎｄ）を開始する。
ステップＵ０４：閉回路で当該遠端コマンド受信モジュール１０４を制御する。
ステップＵ０６：当該制動モジュール１０６を調整する。
ステップＵ０８：当該環境トリガ要素を当該フィードバック信号とする。
ステップＵ１０：当該フィードバック信号をフィードバック及びコマンドの補正とする。
【００２４】
図２は、本発明の液位センシング装置の第２の実施例の模式図である。図２に示す要素の説明は、図１と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言しない。図２は、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２を調整して、最適な当該反射信号１１０を取得し、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することを示す。
【００２５】
図１０は、関連技術の液位センシング装置の第２の実施例と本発明の液位センシング装置の第２の実施例との対照波形図である。図１０における下の波形図は、本発明の液位センシング装置の第２の実施例の波形図であり、図１０における上の波形図に比べ、本発明の当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することができる。
【００２６】
図３は、本発明の液位センシング装置の第３の実施例の模式図である。図３に示す要素の説明は、図１〜２と類似していることから、記述の簡略化のため、ここでは贅言しない。さらに、当該制動モジュール１０６は、当該センシングモジュール１０２が最低な反射背景信号（Ｎｏｉｓｅ）を取得し又は当該センシング信号１０８の発射波の角度（Ｂｅａｍ  Ａｎｇｌｅ）が調整されるように、調整される。
【００２７】
図３に示す当該測定対象物２０は、例えば、海又は河等であってもよいが、本発明はこれらに限られるものではない。図３の左に示す当該液位センシング装置１０は、図３の右に示す当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０と同じで、その相違は、図３の右に示す当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０における当該制動モジュール１０６が調整されるところである。図１１に比べて、図３には一部の不正確な（無駄な）当該反射信号１１０が当該制動モジュール１０６に遮蔽され、或いは、その他の箇所へ反射される。
【００２８】
図１２は、関連技術の液位センシング装置の第３の実施例と本発明の液位センシング装置の第３の実施例との対照波形図である。図１２における下の波形図は、本発明の液位センシング装置の第３の実施例の波形図であり、図１２における上の波形図に比べ、干渉信号１１４が比較的に小さく、正確な当該反射信号１１０が比較的に大きくなり、本発明の当該センシングモジュール１０２は、当該測定対象物２０の高さを正確に測定することができる。
【００２９】
図１４は、本発明の液位センシング装置の放射パターン図である。当該液位センシング装置１０は、受信した正確な当該反射信号１１０が比較的に強いが、ノイズ１１６が比較的に弱くなり、且つ、当該遠距離で信号対雑音比を自動的に強化する液位センシング装置１０は、狭いビーム角及び正確な放射角度を有し、信号対雑音比は４０ｄＢにさえ達することができる。
【００３０】
さらに、上記の当該測定対象物２０の高さを測定することは、例えば、二種の意味を含むことができるが、本発明はこれらに限られるものではない。
１．当該測定対象物２０が当該タンク４０内に放置されれば、当該測定対象物２０の高さを測定することは、当該測定対象物２０のものの液位の高さを測定することを指す。
２．当該測定対象物２０は海であれば、当該測定対象物２０の高さを測定することは、当該測定対象物２０の海水面の高さ（即ち、海抜の高さ）を測定することを指す。
【００３１】
本発明は無線又はセルフフィードバックメカニズムにより、信号品質を自動的に調整し、本発明は少なくとも下記のメリットを含む。
１．信号対雑音比が自動的に最適化される。
２．放射パターンが最適化される。
３．無線で遠隔制御（自動フィードバック）をする。
４．人間が現場において操作できない環境を解決する。
５．人間の操作の危険性を低下する。
６．３６０度の範囲での連続のスキャニング（タンクの３Ｄ現像のレーダーデータを実現することができる）。
【００３２】
しかし、以上のような記載は、ただ本発明の望ましい実施例であり、本発明の実施の範囲を限定することができず、即ち、本発明の特許請求の範囲に基づいた均等な変化及び修正等は、全て本発明の特許のカバーする範囲で保護される範囲に属すべきである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  液位センシング装置
２０  測定対象物
３０  無線遠端コマンド発射装置
４０  タンク
５０  関連技術の液位センシング装置
１０２  センシングモジュール
１０４  遠端コマンド受信モジュール
１０６  制動モジュール
１０８  センシング信号
１１０  反射信号
１１２  信号範囲
１１４  干渉信号
１１６  ノイズ
３０２  遠端コマンド信号
４０２  材料入口
４０４  材料出口
１０６０２  保護機構
Ｓ０２〜０８  ステップ
Ｔ０２〜１０  ステップ
Ｕ０２〜１０  ステップ