СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ МАТЕРИАЛА В РЕЗЕРВУАРЕ

1. Способ измерения уровня материала в резервуаре, включающий формирование зондирующего радиочастотного сигнала с линейной ступенчатой периодической частотной модуляцией с известными значениями несущей частоты и девиации частоты, излучение сформированного сигнала в направлении зондируемого материала, прием, спустя время распространения, отраженного сигнала, смешивание его с частью излученного сигнала, выделение сигнала разностной частоты для получения отсчетов с выхода аналого-цифрового преобразователя, вычисление спектра этого сигнала, умноженного на отсчеты весовой функции (например, функции Блэкмана), с помощью быстрого преобразования Фурье, грубое оценивание дальности до материала по грубой оценке частоты максимальной спектральной составляющей, точное оценивание дальности до материала по точной оценке разностной частоты, соответствующей максимальной спектральной составляющей, найденной путем расчета непрерывно-дискретного преобразования Фурье и варьирования разностной частоты в пределах одного частотного дискрета спектра вокруг грубой оценки частоты максимальной спектральной составляющей в обе стороны, отличающийся тем, что дополнительно производится формирование отсчетов эталонного сигнала с известными значениями несущей частоты излучаемого частотно-модулированного сигнала и девиации частоты и заданными временем задержки отраженного сигнала, амплитудой и фазой сигнала разностной частоты, вычисление логарифма функции правдоподобия, путем вычисления отрицательного значения среднего квадрата разности полученных отсчетов и отсчетов сформированного эталонного сигнала и нахождения точного значения измеряемого расстояния, определяемого с помощью максимизации полученного значения логарифма функции правдоподобия путем варьирования значения времени задержки отраженного сигнала в заданных пределах и вычислении измеряемого расстояния по времени задержки, соответствующего найденному локальному максимуму логарифма функции правдоподобия.
2. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.1, отличающийся тем, что пределы варьирования времени задержки отраженного сигнала равны значениям времени задержки отраженного сигнала, соответствующим двум границам положений измеряемого уровня, отличающихся от значения уровня, предсказанного по предыдущим измеренным значениям, не более чем на половину длины волны несущего колебания в обе стороны.
3. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.2, отличающийся тем, что предсказание значения уровня производится по нескольким предыдущим результатам измерения (как минимум двум) с учетом скорости их изменения.
4. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.2, отличающийся тем, что при проведении первого измерения предсказанное значение положения уровня принимается равным текущему значению, полученному на основе преобразования Фурье.
5. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.1, отличающийся тем, что амплитуду эталонного сигнала принимают равной амплитуде принятого сигнала разностной частоты.
6. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.1, отличающийся тем, что фазу эталонного сигнала определяют по предварительно измеренной фазовой характеристике измерительного устройства с учетом предыдущего измеренного расстояния до материала.
7. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.6, отличающийся тем, что при проведении первого измерения фазу эталонного сигнала определяют по известной фазовой характеристике измерительного устройства с учетом расстояния до материала, найденного с помощью преобразования Фурье на текущем периоде измерения.
8. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.7, отличающийся тем, что фазовую характеристику измерительного устройства измеряют заранее до проведения измерений.
9. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.1, отличающийся тем, что фазу эталонного сигнала определяют на границе зоны с повышенной погрешностью измерения вблизи мешающего отражателя, по фазе максимальной спектральной составляющей спектра сигнала разностной частоты, найденной на этапе точной оценки частоты с помощью непрерывно-дискретного преобразования Фурье, уменьшенной на величину, равную разности полного набега фазы отраженного сигнала на несущей частоте за время распространения сигнала и целого числа периодов отраженного сигнала, укладывающихся в полном набеге фазы, причем полный набег фазы определяется по известной несущей частоте излучаемого сигнала и задержке отраженного сигнала, вычисляемой по положению уровня материала, измеренного на предыдущем цикле измерения.
10. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.9, отличающийся тем, что границы зон с повышенной погрешностью измерения находят с помощью предварительного обучения на пустом резервуаре.
11. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.1, отличающийся тем, что при проведении первого измерения фазу эталонного сигнала определяют на границе зоны с повышенной погрешностью измерения вблизи мешающего отражателя, по фазе максимальной спектральной составляющей спектра сигнала разностной частоты, найденной на этапе точной оценки частоты с помощью непрерывно-дискретного преобразования Фурье, уменьшенной на величину, равную разности полного набега фазы отраженного сигнала на несущей частоте за время распространения сигнала и целого числа периодов отраженного сигнала, укладывающихся в полном набеге фазы, причем полный набег фазы определяется по известной несущей частоте излучаемого сигнала и задержке отраженного сигнала, вычисляемой по положению уровня материала, полученного с помощью непрерывно-дискретного преобразования Фурье на текущем периоде измерения.
12. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.10, отличающийся тем, что предварительное обучение выполняют путем записи сигнала разностной частоты на пустом резервуаре, вычисления спектра сигнала разностной частоты с помощью быстрого преобразования Фурье, нахождении частот, соответствующих всем локальным максимумам спектра, превышающим заданное пороговое значение, уточнении частот найденных локальных экстремумов с помощью непрерывно-дискретного преобразования Фурье, вычислении расстояний до мешающих отражателей по найденным частотам и вычислении ближней и дальней границ зон с повышенной погрешностью как соответственно разности или суммы вычисленных расстояний до мешающих отражателей и утроенного значения элемента разрешения используемого сигнала с частотной модуляцией.
13. Способ измерения уровня материала в резервуаре по п.12, отличающийся тем, что пороговое значение спектра при проведения обучения получают как заданную долю, например 20 дБ, от локального максимума спектра сигнала разностной частоты, соответствующего отражению от кромки антенны.