專利名稱：介電連接器、直流絕緣直通連接和電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將來(lái)自置于防爆外殼內(nèi)的信號(hào)發(fā)生裝置的射頻 信號(hào)耦合到置于所述外殼外的信號(hào)接收裝置的介電連接器以及直流 絕緣直通連接。通過所述連接器的信號(hào)通道可以是單向的或者雙向 的。本發(fā)明還涉及在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的電子系統(tǒng)。
技術(shù)背景工業(yè)測(cè)量和監(jiān)視系統(tǒng)，比如雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)的安裝通常既費(fèi)時(shí)， 費(fèi)用又高。這樣的系統(tǒng)通常包含許多電子系統(tǒng)，例如測(cè)量裝料高度、 溫度、壓力等的傳感器。這些電子系統(tǒng)一般需要與中央控制單元通信 和/或相互通信。從而在安裝這樣的系統(tǒng)的過程中，必須鋪設(shè)大量的電 纜。環(huán)境通常惡劣，可能具有腐蝕性或危險(xiǎn)性流體，電纜和/或電纜-壁界面一般需要被密封，以便形成防爆系統(tǒng)。由于環(huán)境惡劣，敷設(shè)電纜的成本通常和材料成本一樣高，有時(shí)甚 至更大，因此自然想到使用無(wú)線系統(tǒng)，不過迄今為止，無(wú)線系統(tǒng)未得 到廣泛使用。近年來(lái)，必需的無(wú)線電硬件的成本顯著降低，從而無(wú)線電硬件的 成本本身不再是將高級(jí)工業(yè)傳感器廣泛用于測(cè)量液位、壓力、流量等的巨大障礙。盡管前面提及的硬件成本的降低，但是無(wú)線通信不比它在工業(yè)環(huán) 境中那樣更普及的主要原因之一在于這些低成本、批量生產(chǎn)的無(wú)線電 發(fā)射器和接收器通常并不適合于用在工業(yè)環(huán)境中。具體地說，對(duì)于將 用在危險(xiǎn)環(huán)境，例如氣氛中可能存在爆炸氣體的環(huán)境中的電子設(shè)備具 有某些苛刻的要求。按照慣例，術(shù)語(yǔ)"危險(xiǎn)"用于表征這樣的環(huán)境，特殊的規(guī)定和條例通常用于使電子設(shè)備降低這樣的潛在危險(xiǎn)。于是，使用目前的常規(guī)解決方案的工業(yè)無(wú)線應(yīng)用一般包括一個(gè)獨(dú)立的(防爆)箱，所述防爆箱包含無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器，天線和電纜敷設(shè)。合并起來(lái)，用于實(shí)現(xiàn)適合于工業(yè)環(huán)境的單元的這些輔助裝置將比實(shí)際的主動(dòng)無(wú)線電硬件責(zé)一個(gè)數(shù)量級(jí)。為了能夠經(jīng)濟(jì)上可行地在工業(yè)電子單元之間使用無(wú)線通信，需要一種允許在工業(yè)環(huán)境中使用廉價(jià)的批量生產(chǎn)的無(wú)線電硬件的廉價(jià)裝置。DE 10026033 z^開一種供在危險(xiǎn)環(huán)境中^f吏用的測(cè)量變換器。所公 開的變換器包含在壓力密閉的金屬外殼中。金屬外殼具有介質(zhì)窗口， 通過所述介質(zhì)窗口，高頻信號(hào)通過表面拼片(patch)與位于介質(zhì)窗口 外面的天線電容耦合。按照慣例，能夠遏制內(nèi)部爆炸的封裝的正規(guī)要 求被稱為防爆或防火。當(dāng)設(shè)計(jì)這種通過防爆外殼的電容耦合裝置時(shí)遇到的 一個(gè)問題是 在使外殼的介質(zhì)部分保持足夠強(qiáng)的時(shí)候，獲得足夠強(qiáng)的信號(hào)耦合。在如DE 10026033中>^開的那種裝置中，需要使介質(zhì)窗口非常 薄，以便獲得令人滿意的無(wú)線信號(hào)的信噪比。從而，出現(xiàn)不可忽視的 外殼的力學(xué)破壞的風(fēng)險(xiǎn)。從而，所提出的這種設(shè)計(jì)很難既達(dá)到遏制可 能的爆炸的機(jī)械強(qiáng)度，又能夠?qū)崿F(xiàn)足夠良好的電容耦合。從而，需要一種用于危險(xiǎn)環(huán)境的能夠構(gòu)成更堅(jiān)固的防爆設(shè)備外殼 的高頻耦合裝置。發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和其它缺陷，本發(fā)明的目的是提供用于 通過防爆外殼的射頻信號(hào)的直流絕緣饋通的改進(jìn)裝置，以及利用這種 直流絕緣饋通的電子系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是實(shí)現(xiàn)用于通過防爆設(shè)備外殼的射頻信號(hào)的 直流絕緣饋通的更堅(jiān)固裝置，以及供在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的更堅(jiān)固的電 子系統(tǒng)。按照本發(fā)明的第一方面，這些及其它目的由使射頻信號(hào)從布置在 防爆外殼內(nèi)的信號(hào)發(fā)生裝置耦合到布置在所述外殼外的信號(hào)接收裝 置的介電連接器實(shí)現(xiàn)，其中所述連接器被配置成密封地插入外殼中的 開口中，并且適合于從所述外殼的內(nèi)部接納至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件， 所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與信號(hào)發(fā)生裝置連接，從所述外殼的外部 接納至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與信號(hào)接收 裝置連接，其中所述連接器部分封閉至少一個(gè)傳導(dǎo)構(gòu)件，其中當(dāng)所述 連接器接納所述傳導(dǎo)構(gòu)件時(shí)，所述連接器提供信號(hào)發(fā)生裝置和信號(hào)接 收裝置之間的電抗耦合和電隔離。"介電連接器"指的是本申請(qǐng)中詳細(xì)公開的一種新型組件。但是， 不要與常規(guī)使用的電連接器混淆，并且并不意味著該組件應(yīng)是導(dǎo)電 的。"射頻信號(hào)，，應(yīng)被理解為適合于無(wú)線電通信的頻率， 一般約10 MHz到幾個(gè)GHz的頻率下的電磁信號(hào)。這里，"信號(hào)發(fā)生裝置"應(yīng)被理解成能夠產(chǎn)生射頻信號(hào)的裝置。例 如，這樣的裝置可以是無(wú)線電發(fā)射器或無(wú)線電收發(fā)器。就無(wú)線電收發(fā) 器來(lái)說，通過介電連接器可進(jìn)行雙向通信。適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)生裝置包括 用于WLAN、藍(lán)牙、GSM、 AMPS、 PHS等任意之一的發(fā)射器或收 發(fā)器。這里，"信號(hào)接收裝置"是能夠接收由信號(hào)發(fā)生裝置產(chǎn)生的射頻信 號(hào)的裝置。這種信號(hào)接收裝置的示例包括各種類型的天線，電纜和供 電纜和/或天線使用的適配器。天線可直接連接到本發(fā)明的介電連接 器，或者通過電纜間接地連接到本發(fā)明的介電連接器。連接天線或電 纜(例如到更遠(yuǎn)的天線)與連接器的組合可能性是一個(gè)事實(shí)上重要的 特征。"密封地插入"意味著介電連接器和外殼之間的界面達(dá)到這種程 度的壓力密閉，以致包括介電連接器的外殼按照相關(guān)條例可被列為防 爆的。在本申請(qǐng)中，"電隔離"指的是排除通過所述連接的直流流動(dòng)的傳導(dǎo)隔離。更具體地說，本發(fā)明的電隔離不僅提供直流絕緣，而且有效地阻止頻率為幾MHz和更低的所有電流，從而只允許射頻信號(hào)通過。 就本申請(qǐng)來(lái)說，"電抗耦合"可以只是電容耦合，只是電感耦合， 或者是電容耦合和電感耦合的組合。非電射頻耦合多數(shù)時(shí)候是電容耦 合，不可也可以是電容耦合和電感耦合的組合。借助電容耦合和電感 耦合的適當(dāng)組合，能夠?qū)崿F(xiàn)足夠強(qiáng)的耦合，盡管更厚的介電材料能夠 抵擋爆炸壓力。通過按照本發(fā)明的第一方面的介電連接器，實(shí)現(xiàn)防爆外殼的內(nèi)部 和外部之間的直流絕緣饋通。通過該直流絕緣，各種標(biāo)準(zhǔn)類型的信號(hào) 發(fā)生裝置可在危險(xiǎn)環(huán)境中使用，而不需要重新驗(yàn)證使用該介電連接器 的裝置。通過使標(biāo)準(zhǔn)類型的批量生產(chǎn)的信號(hào)發(fā)生裝置的使用成為可 能，能夠顯著降低工業(yè)電子單元的材料和安裝的總費(fèi)用。當(dāng)這里使用術(shù)語(yǔ)"危險(xiǎn)環(huán)境"時(shí)，它具體指的是在氣氛中存在爆炸 性氣體的環(huán)境。這里，用語(yǔ)"直流絕緣饋通，，應(yīng)被理解成有效地避免從O Hz到幾 MHz頻率的信號(hào)的耦合的饋通。對(duì)于所述耦合， 一般使用較小的電容 (多數(shù)實(shí)際情況下，幾個(gè)pF)，從而有效地阻止除無(wú)線電信號(hào)外的 所有電功率通過。當(dāng)用在防爆電子設(shè)備中時(shí)，這種小電容簡(jiǎn)化被視為故障安全(諸如l毫米之類的一定厚度)的耦合的使用，并且還產(chǎn)生 對(duì)雷暴時(shí)產(chǎn)生的過壓的改進(jìn)保護(hù)。通過這樣配置介電連接器，以致至少一個(gè)傳導(dǎo)構(gòu)件被部分插入連 接器中，即使使介電連接器厚到以致連接器上的表面拼片之間的電抗 耦合相當(dāng)不足的程度，通過所述連接器形成的饋通，也能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)的 電抗耦合。從而，通過按照本發(fā)明的介電連接器，能夠?qū)崿F(xiàn)危險(xiǎn)環(huán)境中強(qiáng)的 電抗耦合和安全操作的組合。按照本發(fā)明的介電連接器的一個(gè)實(shí)施例，所述介電連接器適合于 接納至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致內(nèi)部傳導(dǎo) 構(gòu)件和外部傳導(dǎo)構(gòu)件都被部分地插入所述連接器中。通過這樣配置介電連接器，以致內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和外部傳導(dǎo)構(gòu)件都 可被插入所述連接器中，在連接器內(nèi)部能夠產(chǎn)生電抗耦合。所述連接 器適合于接納沿直線插入的內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和外部傳導(dǎo)構(gòu)件，從而傳導(dǎo) 構(gòu)件的端部會(huì)彼此相對(duì)，并且在這些端部之間產(chǎn)生電抗耦合。更可取 的是，所述連接器適合于沿基本平行的插入方向偏移地接納內(nèi)部傳導(dǎo) 構(gòu)件和外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致插入的內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和外部傳導(dǎo)構(gòu)件的各 個(gè)部分在與插入方向平行的方向上重疊。通過這種重疊，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)的電抗耦合。事實(shí)上，可使內(nèi)部傳導(dǎo) 構(gòu)件和外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的電抗耦合的強(qiáng)度基本上與介電連接器的 物理厚度(外殼中的開口的軸向方向上)無(wú)關(guān)。從而，可為強(qiáng)的電抗 耦合設(shè)計(jì)按照本實(shí)施例的介電連接器，而不必?fù)p害包括介電連接器的 防爆外殼的機(jī)械強(qiáng)度。至少部分插入的傳導(dǎo)構(gòu)件還可被進(jìn)一步插入，達(dá)到插入方向上介電連接器的長(zhǎng)度的20%以上、80%以下，以便同時(shí)獲得足夠的機(jī)械強(qiáng) 度和電抗耦合強(qiáng)度。按照本發(fā)明的介電連接器的另 一實(shí)施例，連接器被配置成實(shí)現(xiàn)所 述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的諧振 耦合。借助這種諧振耦合，電容耦合和電感耦合一起被調(diào)整，在諧振頻 率及其附近產(chǎn)生明顯更有效的耦合。更具體地說，術(shù)語(yǔ)"諧振耦合"通 常用于其中選擇某些關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度(X/4、 k/2等)的諧振電路或波長(zhǎng)相關(guān) 部件的情況。通過這種安排，在規(guī)定的頻帶內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的耦合。換句話 說，能夠通過諧振有選擇地放大特定波長(zhǎng)的信號(hào)。這種附加放大可被 用于擴(kuò)大制造公差，提供更高的機(jī)械強(qiáng)度或者帶通濾波器輸出(和輸 入)信號(hào)，以便降低干擾。通過修改介電連接器以接納所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和至少 一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件沿基本平行的插入方向 被部分插入介電連接器，以及在與插入方向平行的方向上實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)構(gòu)件的重疊，能夠?qū)崿F(xiàn)這種諧振耦合。恰當(dāng)?shù)氖?，所述重疊的電長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于射頻信號(hào)的波長(zhǎng)的四分之"電長(zhǎng)度"取決于電磁信號(hào)穿過的是何種材料。通過按照下面的關(guān)系式利用相對(duì)介電常數(shù)修改物理長(zhǎng)度，獲得電長(zhǎng)度LelectHc-Lphysica,々￡r通過配置介電連接器，以致所述重疊的電長(zhǎng)度變成獲得諧 振結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)，波長(zhǎng)在X周圍的電磁信號(hào)被放大。該諧振結(jié)構(gòu)還在3X/4、 5X/4等下諧振。從而，所述重疊的電長(zhǎng)度 可以是X/4+ia/2， n-O,1， 2,…這樣的高階諧振可被用于例如設(shè)計(jì)用于高頻信號(hào)或者用于多個(gè) 無(wú)線電頻帶的介電連接器。在后一情況下，按照本實(shí)施例的介電連接 器可被配置成支持在不同的射頻頻帶中的兩個(gè)或更多頻率下的諧振。 電路可被簡(jiǎn)化，以使頻帶可以按照任何方式彼此關(guān)聯(lián)，而不僅僅以整 數(shù)的方式彼此關(guān)聯(lián)。介電連接器還被配置成接納幾個(gè)內(nèi)部和/或外部傳導(dǎo)構(gòu)件。這可 用于通過與具有單獨(dú)的一對(duì)內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件的情況相比較短的 重疊實(shí)現(xiàn)諧振。此外，通過經(jīng)介電連接器連接幾個(gè)信號(hào)接收裝置和信 號(hào)發(fā)生裝置上的對(duì)應(yīng)輸入端口，可實(shí)現(xiàn)所謂的分集。從而，輸入端口 上的信號(hào)強(qiáng)度可被連續(xù)監(jiān)視，并且可選擇目前具有最佳信噪比的端 口 。內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件中的至少一個(gè)還具有在介電連接器附近的 非直延長(zhǎng)部分。通過按照非直形狀，比如锘齒形、折線形和線團(tuán)形中 的任意一種，至少部分地形成重疊的內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件，能夠以與 重疊的直傳導(dǎo)構(gòu)件的情況相比更短的重疊實(shí)現(xiàn)諧振。當(dāng)設(shè)計(jì)用在較低 頻率，例如在400MHz的范圍中使用的介電連接器時(shí)，至少部分非直 的傳導(dǎo)構(gòu)件特別有用。通過使用至少部分非直的傳導(dǎo)構(gòu)件，能夠?qū)崿F(xiàn) 更緊湊的介電連接器。還可通過包含中間耦合構(gòu)件的介電連接器實(shí)現(xiàn)諧振耦合，所述中間耦合構(gòu)件用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu) 件之間的諧振耦合。最好，介電連接器適合于接納至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和至少一個(gè) 外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件沿基本平行的插入方向被部 分插入介電連接器中，中間耦合構(gòu)件可被嵌入介電連接器中，通過在 與插入方向平行的方向上，每個(gè)傳導(dǎo)構(gòu)件和中間耦合構(gòu)件之間的重 疊，實(shí)現(xiàn)諧振耦合。這里，"中間耦合構(gòu)件"是能夠通過電容將信號(hào)從內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件傳 遞到外部傳導(dǎo)構(gòu)件的耦合構(gòu)件。中間耦合構(gòu)件一般可以是嵌入介質(zhì)諧 振器中的金屬諧振器。通過將中間耦合構(gòu)件嵌入介電連接器，在內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件之 間的耦合中能夠獲得電對(duì)稱，從而介電連接器的電匹配被簡(jiǎn)化，并且 制造公差和裝配公差被放寬。中間耦合構(gòu)件可具有在連接器附近的非直延長(zhǎng)部分。從而在以金 屬諧振器的形式形成中間耦合構(gòu)件的情況下，與利用筆直的金屬相 比，諧振器的總長(zhǎng)度可被減小。嵌入的中間耦合構(gòu)件可包含一個(gè)最好由介電材料支承的非直導(dǎo) 體。例如，可以線圏的形式形成所述非直導(dǎo)體，所述線圏可被充填電 介質(zhì)，以便保持介電連接器或者包含介電連接器的工業(yè)電子設(shè)備的防 爆測(cè)試和驗(yàn)證所需的壓力穩(wěn)定性。介電連接器還可天線、電纜和適配器中的至少一個(gè)連接，所述適 配器容納天線或電纜，或者同時(shí)容納天線和電纜。為了使介電連接器可用于盡可能多的各種應(yīng)用，介電連接器最好 被安排成允許在安裝之后選擇信號(hào)接收構(gòu)件，或者另一方面，允許根 本不安裝任何信號(hào)接收構(gòu)件的選擇。天線可以直接與介電連接器連接，或者可通過電纜連接，并被置 于發(fā)送/接收條件更好的位置。連接器最好具備基本上平坦的端面，所述端面分別面對(duì)所述外殼 的內(nèi)部和外部。最好，所述端面之間的中間部分的形狀與將布置所述中間部分的外殼的開口匹配，比如橫截面基本上為圓形。從而，連接 器最好是圓柱形。按照本發(fā)明的第二方面，上述目的和其它目的由供在危險(xiǎn)環(huán)境中 使用的電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述電子系統(tǒng)包括產(chǎn)生射頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝 置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在防爆外殼內(nèi)，布置在所述外殼之外的 信號(hào)接收裝置，密封地插入所述外殼中的開口中的介電連接器，布置 在所述外殼內(nèi)，連接信號(hào)發(fā)生裝置和介電連接器的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo) 構(gòu)件，和布置在所述外殼之外，連接信號(hào)接收裝置和介電連接器的至 少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)構(gòu)件被部分插入連接器中， 其中在信號(hào)發(fā)生裝置和信號(hào)接收裝置之間形成電抗耦合和電隔離。這里，"電子系統(tǒng)，，可以是適合于在工業(yè)環(huán)境，尤其是危險(xiǎn)環(huán)境中 使用的任何電子系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的示例包括各種不同類型的測(cè)量液面、溫度、壓力、流量等的傳感系統(tǒng)；控制工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)；和往來(lái)于可被設(shè)計(jì)成固 有安全的其它工業(yè)系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)的中繼系統(tǒng)。特別地，所述電子系統(tǒng)可以是用于測(cè)量?jī)?chǔ)罐中的裝料高度的計(jì)量 系統(tǒng)，包括至少一個(gè)傳感單元，所述傳感單元被配置成將傳感的物理 參數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的傳感器電信號(hào)，和信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝 置被配置成產(chǎn)生與傳感器信號(hào)對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)。所述計(jì)量系統(tǒng)可以是例如雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)。這里，"儲(chǔ)罐，，應(yīng)被理解成用于短時(shí)間或長(zhǎng)時(shí)間保存材料的各種容 器。儲(chǔ)罐的示例包括地面上的各種容器，油船中的儲(chǔ)罐，可移動(dòng)的油 罐，在化學(xué)工業(yè)和加工工業(yè)中使用的處理罐等等。保存在儲(chǔ)罐中的材 料可以是各種固體、液體或氣體物質(zhì)。上面提及的"傳感單元"可以是通過直接或間接地將物理參數(shù)轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)的各種單元。通過按照本發(fā)明的第二方面的電子系統(tǒng)，通過實(shí)現(xiàn)這樣的電子系 統(tǒng)(例如雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，溫度傳感系統(tǒng)，壓力傳感系統(tǒng)和流量傳感 系統(tǒng))之間的無(wú)線通信，以及電子系統(tǒng)和一個(gè)或幾個(gè)控制系統(tǒng)之間的主體僅通過所述塑料插板與所述歧管主體的緊固接合至所述熱交換核芯。
8. —種制造熱交換器的方法，所述熱交換器包括
a) 包括具有多個(gè)熱轉(zhuǎn)移管的集管部件的熱交換器核芯；
b) 包括側(cè)壁和底壁的歧管主體，所述側(cè)壁具有與所述底壁相對(duì)的邊 緣區(qū)域，所述邊緣區(qū)域包括向內(nèi)邊緣區(qū)域、向外邊緣區(qū)域和周圍邊緣區(qū)域 并形成用于承接所述熱轉(zhuǎn)移管的端部的空隙；以及
c) 具有多個(gè)開口的塑料插板，所述開口的數(shù)量等于所述熱交換核芯
所包含的所述熱轉(zhuǎn)移管的數(shù)量；
所述方法包括以下順序的下列步驟
(i) 通過使所述熱轉(zhuǎn)移管的端部延伸穿過所述插板的開口，將所述塑
料插板緊固至所述集管部件；接著
(ii) 使所述熱轉(zhuǎn)移管的端部的最外端部分向外翻折；然后
(iii) 在所述歧管主體的側(cè)壁的邊緣區(qū)域處或其附近將所述塑料插板 緊固至所述側(cè)壁。
9. 如權(quán)利要求8的方法，其中所述塑料插板通過壓接、扣接、粘接或
焊接或其組合被緊固至所述歧管主體。
10. 如權(quán)利要求8或9的方法，其中所述熱交換器是如權(quán)利要求1-7中 任何一項(xiàng)的熱交換器。主體僅通過所述塑料插板與所述歧管主體的緊固接合至所述熱交換核芯。
8. —種制造熱交換器的方法，所述熱交換器包括
a) 包括具有多個(gè)熱轉(zhuǎn)移管的集管部件的熱交換器核芯；
b) 包括側(cè)壁和底壁的歧管主體，所述側(cè)壁具有與所述底壁相對(duì)的邊 緣區(qū)域，所述邊緣區(qū)域包括向內(nèi)邊緣區(qū)域、向外邊緣區(qū)域和周圍邊緣區(qū)域 并形成用于承接所述熱轉(zhuǎn)移管的端部的空隙；以及
c) 具有多個(gè)開口的塑料插板，所述開口的數(shù)量等于所述熱交換核芯
所包含的所述熱轉(zhuǎn)移管的數(shù)量；
所述方法包括以下順序的下列步驟
(i) 通過使所述熱轉(zhuǎn)移管的端部延伸穿過所述插板的開口，將所述塑
料插板緊固至所述集管部件；接著
(ii) 使所述熱轉(zhuǎn)移管的端部的最外端部分向外翻折；然后
(iii) 在所述歧管主體的側(cè)壁的邊緣區(qū)域處或其附近將所述塑料插板 緊固至所述側(cè)壁。
9. 如權(quán)利要求8的方法，其中所述塑料插板通過壓接、扣接、粘接或
焊接或其組合被緊固至所述歧管主體。
10. 如權(quán)利要求8或9的方法，其中所述熱交換器是如權(quán)利要求1-7中 任何一項(xiàng)的熱交換器。件之間的直通連接的方向上的第一電抗耦合，以及中間耦合構(gòu)件和外 部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的直通連接的方向上的第二電抗耦合，實(shí)現(xiàn)諧振耦 合。一般來(lái)說，中間耦合構(gòu)件可被嵌入介電耦合構(gòu)件中，夾在內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間。中間耦合構(gòu)件可以是一塊X/2固體金屬線圏、鋸 齒線或折線，以降低中間耦合構(gòu)件的長(zhǎng)度(在lGHz和2.5GHz下， PTFE中X/2分別約為100和40毫米)。 一種適當(dāng)類型的中間耦合構(gòu) 件可以是線圏，所述線圏具有幾個(gè)線匝，和位于兩端的金屬板。所述 線團(tuán)被充填介電材料，以保持防爆測(cè)試所需的壓力穩(wěn)定性。通過增加嵌入的中間耦合構(gòu)件，可使介電耦合構(gòu)件更厚，更堅(jiān)固， 從而使整個(gè)防爆外殼更堅(jiān)固。另一方面或者與之結(jié)合，中間耦合構(gòu)件 的效果可被用于改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量，降低發(fā)射功率和/或擴(kuò)展可能的無(wú)線電 傳輸硬件的選擇。如前所述，在本發(fā)明的第一方面的上下文中，第三方面的直通連 接也可與許多不同的信號(hào)接收裝置連接。按照本發(fā)明的第四方面，上述目的和其它目的由供在危險(xiǎn)環(huán)境中 使用的電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述電子系統(tǒng)包括產(chǎn)生射頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝 置，包含信號(hào)發(fā)生裝置的防爆外殼，布置在所述外殼之外的信號(hào)接收 裝置，直流絕緣直通連接，所述直流絕緣直通連接包括從所述外殼的 內(nèi)部布置在介電耦合構(gòu)件上的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè) 內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與信號(hào)發(fā)生裝置連接，和從所述外殼的外部布置在介電 耦合構(gòu)件上的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與 信號(hào)接收裝置連接，其中直通連接被配置成通過介電耦合構(gòu)件，能夠 在傳導(dǎo)構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)諧振耦合，從而在信號(hào)發(fā)生裝置和信號(hào)接收裝置 之間形成諧振電抗耦合和電隔離。通過按照本發(fā)明的第四方面的電子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的電子系 統(tǒng)(例如雷達(dá)液位計(jì)單元，溫度傳感單元，壓力傳感單元和流量傳感 單元)之間的無(wú)線通信，以及電子系統(tǒng)和一個(gè)或幾個(gè)控制單元之間的 無(wú)線通信。控制單元也可以是電子系統(tǒng)。通過本發(fā)明的第四方面，也可獲得上面關(guān)于本發(fā)明的其它方面說 明的那些效果類似的其它效果。按照本發(fā)明的另 一方面，提供一種用于確定容器中的裝填材料的裝料高度的雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，包括向裝填材料的表面發(fā)射測(cè)量信號(hào)的發(fā)射器；接收來(lái)自容器的回波信號(hào)的接收器，其中接收器具有產(chǎn)生射頻信 號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在容器內(nèi)；根據(jù)反射的微波信號(hào)，計(jì)算到容器中反射面的物質(zhì)的距離的處理 電路，其中處理電路與布置在容器外的信號(hào)接收裝置連接；密封地插入所述容器中的開口中的介電連接器；布置在所述容器中，并且連接所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述介電連接 器的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件；和布置在所述容器外，并且連接所述信號(hào)接收裝置和所述介電連接 器的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件；其中至少一個(gè)所述傳導(dǎo)構(gòu)件被部分插入所述連接器中，其中在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間形成電抗耦 合和電隔離。本發(fā)明的這一方面可以獲得與上面關(guān)于本發(fā)明的其它方面討論 的優(yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。在一系列的實(shí)施例中，發(fā)射器適合于發(fā)出連續(xù)信 號(hào)，其中處理電路適合于根據(jù)接收的回波信號(hào)和參考信號(hào)之間的相 差，計(jì)算距離。按照另一系列的實(shí)施例，發(fā)射器適合于發(fā)出脈沖信號(hào)， 其中處理電路適合于根據(jù)脈沖信號(hào)的發(fā)射和所述信號(hào)的回波的接收 之間的時(shí)間，計(jì)算距離。按照本發(fā)明的另 一方面，提供一種用于確定容器中的裝填材料的 裝料高度的雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，包括向裝填材料的表面發(fā)射測(cè)量信號(hào)的發(fā)射器；接收來(lái)自容器的回波信號(hào)的接收器，其中接收器具有產(chǎn)生射頻信 號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在容器內(nèi)；根據(jù)反射的微波信號(hào)，計(jì)算到容器中反射面的物質(zhì)的距離的處理電路，其中處理電路與布置在容器外的信號(hào)接收裝置連接； 密封地插入所述容器中的開口中的介電連接器； 從所述外殼的內(nèi)部布置到介電連接器上的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)發(fā)生裝置連接，和從所述外殼的外部布置到所述介電連接器上的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)接收裝置連接，其中所述介電連接器被配置成能夠在所述傳導(dǎo)構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)諧振耦合，從而在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間形成諧振電抗耦合和電隔離。本發(fā)明的這一方面可以獲得與上面關(guān)于本發(fā)明的其它方面討論的優(yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。


下面將參考附圖，舉例更詳細(xì)地說明本發(fā)明的這些和其它方面， 所述附圖表示了本發(fā)明的目前優(yōu)選的實(shí)施例。附圖中 圖l是本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用示例的示意圖。圖2a-b是按照本發(fā)明的電子系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)施例的示意橫截面圖。圖3a-c是按照本發(fā)明的具有不同信號(hào)接收裝置結(jié)構(gòu)的介電連接 器的第一實(shí)施例的示意橫截面圖。圖4是按照本發(fā)明的具有兩個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件的介電連接器的第 二實(shí)施例的示意橫截面圖。圖5是按照本發(fā)明的具有非直內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件的介電連接 器的第三實(shí)施例的示意橫截面圖。圖6a是按照本發(fā)明的具有為不同的無(wú)線電頻帶而設(shè)計(jì)的多個(gè)信 號(hào)接收裝置的介電連接器的第四實(shí)施例的第一示例的示意橫截面圖。圖6b是按照本發(fā)明的具有用來(lái)通過多樣性而改進(jìn)信號(hào)接收的多 個(gè)信號(hào)接收裝置的介電連接器的第四實(shí)施例的第二示例的示意橫截 面圖。圖7是介電連接器的第五實(shí)施例的示意橫截面圖，中間耦合構(gòu)件 被嵌入連接器中。圖8a-b是按照本發(fā)明的具有不同的信號(hào)接收裝置結(jié)構(gòu)的直流絕 緣直通連接的第一實(shí)施例的示意橫截面圖。圖9是直流絕緣直通連接的第二實(shí)施例的示意橫截面圖，中間耦 合構(gòu)件被嵌入連接器中。
具體實(shí)施方式
在下面的說明中，關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)說明本發(fā)明。應(yīng)注意這決 不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明等樣適合于許多其它電子系統(tǒng)。在本說明中，相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)或者類似的結(jié)構(gòu)和組件。 圖1中，表示了按照本發(fā)明的電子系統(tǒng)的應(yīng)用示例。這里，表示 了包含三個(gè)儲(chǔ)罐2a-c的陸基雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)1。每個(gè)儲(chǔ)罐裝有計(jì)量系 統(tǒng)，所述計(jì)量系統(tǒng)包含呈雷達(dá)液位計(jì)3a-c,溫度測(cè)量單元4a-c和顯示 單元5a-c形式的三個(gè)電子系統(tǒng)。這種情況下，如圖1中圖解所示，雷 達(dá)液位計(jì)單元3a-c被配置成與中央控制單元6雙向無(wú)線通信，并且 3a-b相互雙向無(wú)線通信，從溫度測(cè)量單元4b無(wú)線接收信息，并向顯 示單元5a-c無(wú)線發(fā)射信息。在利用常規(guī)的電子單元的情況下，這種配 置會(huì)需要較多的電纜敷設(shè)。由于所示的應(yīng)用是一種戶外應(yīng)用(所述戶 外應(yīng)用可能涉及電子單元之間，以及電子單元和中央控制單元6之間 相當(dāng)長(zhǎng)的距離)，因此情況更是如此。但是，通過利用無(wú)線傳輸，這 些問題被減輕。在圖2a-b中，表示了供在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的電子系統(tǒng)10的第一 和第二實(shí)施例。這些實(shí)施例同樣適用于本發(fā)明的第二和第四方面。按照?qǐng)D2a中所示的第一實(shí)施例，傳感單元ll被配置成將檢測(cè)的 物理參數(shù)(這種情況下，距離)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的傳感器電信號(hào)，所述傳 感器電信號(hào)被轉(zhuǎn)到呈無(wú)線電收發(fā)器形式的信號(hào)發(fā)生DC絕緣饋通14,穿過外殼13被供給呈鞭狀天線形式的信號(hào)接收裝 置15?？梢园凑毡景l(fā)明的第一方面的介電連接器的形式，或者以按照 本發(fā)明的第三方面的DC絕緣直通連接的形式提供DC絕緣饋通14。按照?qǐng)D2b中所示的第二實(shí)施例，第一實(shí)施例的傳感構(gòu)件被許多 電纜16a-c替代，信號(hào)發(fā)生裝置通過所述電纜16a-c,能夠接收來(lái)自幾 個(gè)傳感單元或者其它電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。例如，電纜可與雷達(dá)液位計(jì)， 溫度傳感單元和壓力傳感單元(圖中未示出這些單元)連接。來(lái)自這 些單元(至少其中的一些單元)的數(shù)據(jù)可被設(shè)計(jì)成是固有安全的，可 按照上面所述的方式被無(wú)線傳給中央控制單元6。在圖3a-c中，表示了按照本發(fā)明的具有不同的信號(hào)接收裝置結(jié) 構(gòu)的介電連接器的第一實(shí)施例的示意橫截面圖。在圖3a中，呈插頭形式的介電連接器20被表示成密封地插入防 爆金屬外殼21中的開口中。連接器20具有兩個(gè)小孔或凹槽22a-b， 所述兩個(gè)小孔或凹槽22a-b用于容納恰當(dāng)成形的傳導(dǎo)構(gòu)件。本例中， 內(nèi)孔22a充填內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件23a，而外孔22b為空。在這種結(jié)構(gòu)中， 為防爆無(wú)線通信準(zhǔn)備好具有連接器20的電子系統(tǒng)，但是沒有安裝任 何信號(hào)接收裝置。所示的結(jié)構(gòu)是一種適合供有線或無(wú)線通信用的電子 系統(tǒng)中的連接器20的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。適合于介電連接器20的材料是用于 防爆密封(要求良好的化學(xué)和熱強(qiáng)度)的恰當(dāng)塑料材料(比如PEFE 或PPS)。形成介電連接器的塑料插頭的直徑應(yīng)足以在內(nèi)部和外部傳 導(dǎo)構(gòu)件之間形成規(guī)定的絕緣距離(一般至少1毫米)。從而，就l-3 亳米的傳導(dǎo)構(gòu)件的直徑來(lái)說，合適的外徑為10-30亳米。以由固體金 屬制成的插針的形式形成傳導(dǎo)構(gòu)件。最好，按照借助原有安全度 (intrinsic safety )防爆的規(guī)則，使傳導(dǎo)構(gòu)件(這種情況下，插針)之 間的絕緣距離足夠大。在假定最壞情況的制造公差的情況下，這種最 小距離一般為1毫米。在圖3b中，顯示了圖3a的介電連接器20，外部傳導(dǎo)構(gòu)件23b 插入外孔22b中。外部傳導(dǎo)構(gòu)件23b與呈天線形式的信號(hào)接收裝置24 連接，同樣可以鞭狀天線的形式提供所述信號(hào)接收裝置24。為了在內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件23a和外部傳導(dǎo)構(gòu)件23b之間獲得較強(qiáng)的電容耦合，在與 傳導(dǎo)構(gòu)件23a-b的插入方向平行的方向上形成重疊。選擇所述重疊的 長(zhǎng)度L,，以便在通過內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件23a發(fā)出的射頻信號(hào)的頻率下實(shí)現(xiàn) 諧振。 一般來(lái)說，長(zhǎng)度"被選擇成以致所述重疊的電長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于射 頻信號(hào)的波長(zhǎng)的1/4。例如在0.8-1 GHz ( —些商業(yè)上感興趣的頻帶位 于其中)下，在PTFE中，所述長(zhǎng)度L,約為55毫米。在更高的頻率 ( 一些WLAN及US GSM-band所位于的2-2.5 GHz )下，所述長(zhǎng)度 "應(yīng)小于上面提出的數(shù)字的一半。在圖3c中，以用于連接同軸電纜(未示出)的電纜連接器26的 形式提供信號(hào)接收構(gòu)件。該電纜可通向布置在具有更好的接收條件的 位置的天線，或者另一方面，直接通向另一電子系統(tǒng)，比如中央控制 單元6。在圖4中，表示了按照本發(fā)明的具有兩個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件的介電連 接器的第二實(shí)施例的示意橫截面圖。按照第二個(gè)示例，圖3a-c的單個(gè) 內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件23a被兩個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件30a-b替換，所述兩個(gè)內(nèi)部傳 導(dǎo)構(gòu)件30a-b分別在外部傳導(dǎo)構(gòu)件23b的一側(cè)被插入介電連接器20 中，同時(shí)與外部傳導(dǎo)構(gòu)件23b的重疊長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。通過這種安排，能夠 以短得多的重疊長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)諧振耦合。 一般來(lái)說，假定其余的相關(guān)尺寸 基本相等，那么這種情況下，可使重疊長(zhǎng)度L2約為第一示例中的重 疊長(zhǎng)度k的一半。現(xiàn)在參見圖5，說明按照本發(fā)明的介電連接器20的第三實(shí)施例。 按照本實(shí)施例，形成局部非直的內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件4a-b。通過對(duì)這 些傳導(dǎo)構(gòu)件40a-b賦予適當(dāng)?shù)男螤?例如，線圏或螺旋形狀)，通過 降低傳播速度，從而降低波導(dǎo)波長(zhǎng)，可使四分之一波長(zhǎng)耦合重疊Ls 比單獨(dú)一對(duì)筆直的傳導(dǎo)構(gòu)件的重疊長(zhǎng)度L,短2-3倍。在圖6a中，示意地表示了按照本發(fā)明的介電連接器20的第四實(shí) 施例的第一個(gè)示例。連接器20被設(shè)計(jì)成通過提供兩對(duì)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件 50a、 51a和外部傳導(dǎo)構(gòu)件50b、 51b，適應(yīng)兩個(gè)不同的射頻頻帶。在 每一對(duì)50a-b、 51a-b之間，存在相應(yīng)的重疊Ln、 Ln。第一對(duì)傳導(dǎo)構(gòu)件50a-b之間的重疊Ln被設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)頻率f!的四分之一波 長(zhǎng)耦合，而第二對(duì)傳導(dǎo)構(gòu)件51a-b之間的重疊Ln被設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn) 信號(hào)頻率f2的四分之一波長(zhǎng)耦合。內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件50a、 51a都與信號(hào) 發(fā)生裝置(未示出)連接，外部傳導(dǎo)構(gòu)件50b、 51b分別與呈鞭狀天 線53、 54形式的對(duì)應(yīng)修改的信號(hào)接收裝置連接。例如，可以k/4-鞭狀 天線或者人/2-鞭狀天線的形式形成這些鞭狀天線。附圖中，天線的長(zhǎng) 度被夸大。在圖6b中，示意地表示了按照本發(fā)明的介電連接器20的第四實(shí) 施例的第二個(gè)示例。連接器20被設(shè)計(jì)成通過提供兩對(duì)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件 55a、 56a和外部傳導(dǎo)構(gòu)件55b、 56b，容納用于相同射頻頻帶的兩個(gè) 并行通道。在每對(duì)傳導(dǎo)構(gòu)件55a-b、 56a-b之間，存在重疊Ll8相似 或相同的信號(hào)接收裝置57、 58與每個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件55b、 56b連接， 以便實(shí)現(xiàn)所謂的分集(diversity )。這里通過經(jīng)連接器20連接兩個(gè)天 線57、 58和信號(hào)發(fā)生裝置(未示出)上的兩個(gè)輸入端口，實(shí)現(xiàn)所述 分集。從而，輸入端口上的信號(hào)強(qiáng)度能夠被連續(xù)監(jiān)視，并且能夠選擇 目前具有最佳信噪比的端口。下面將參考圖7，說明按照本發(fā)明的介電連接器20的第五實(shí)施 例。這里，表示了介電連接器20,該連接器20具有沿著平行于連接 器軸線的相同直線，插入連接器中的一對(duì)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件60a和外部傳 導(dǎo)構(gòu)件60b。平行于傳導(dǎo)構(gòu)件60a、 60b,嵌入呈充填電介質(zhì)的線團(tuán)形 式的中間耦合構(gòu)件61。按照本實(shí)施例，通過恰當(dāng)選定尺寸的中間耦合 構(gòu)件61和重疊Li，實(shí)現(xiàn)從內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件60a經(jīng)中間耦合構(gòu)件61到外 部傳導(dǎo)構(gòu)件60b的諧振耦合。在圖8a-b中，表示了按照本發(fā)明的具有不同的信號(hào)接收裝置結(jié) 構(gòu)的直流絕緣直通連接70的第一實(shí)施例的兩個(gè)示例的示意橫截面圖。在圖8a中，表示了穿過介電防爆外殼71的直流絕緣直通連接 70的第一示例，所述直流絕緣直通連接70具有用作介電耦合構(gòu)件73 的相對(duì)兩側(cè)上的拼片(patch )的一對(duì)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件為了在內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件72a和外部傳導(dǎo)構(gòu)件72b之間實(shí)現(xiàn)諧振耦合，形 成重疊L。。按照和上面關(guān)于本發(fā)明的介電連接器的第一實(shí)施例相似的 方式確定所述重疊L。的長(zhǎng)度。呈恰當(dāng)選定尺寸的天線形式的信號(hào)接 收裝置74與外部傳導(dǎo)構(gòu)件72b連接。在圖8b中，表示了按照第一實(shí)施例的直流絕緣直通連接70的第 二示例。這里，圖8a的天線74被用于連接同軸電纜(未示出)的電 纜連接器75替換。該電纜可通向布置在具有更好接收條件的位置的 天線，或者另一方面，直接通向諸如中央控制單元6之類的另一電子 系統(tǒng)。在圖9中，表示了直流絕緣直通連接70的第二實(shí)施例的示意橫 截面圖，其中中間耦合構(gòu)件80被嵌入形成直通連接60的插頭81中。 分別以插頭81的內(nèi)表面和外表面上的金屬板的形式提供內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu) 件82a和外部傳導(dǎo)構(gòu)件82b。可以具有幾個(gè)線匝和連接在兩端的金屬 板的線圏形式形成中間耦合構(gòu)件80。選擇線圏的尺寸以模擬X/2-諧振 器。最好，線圏被充填介電材料，以保持防爆測(cè)試所需的壓力穩(wěn)定性。 按照本實(shí)施例，通過恰當(dāng)選定尺寸的中間耦合構(gòu)件80，實(shí)現(xiàn)從內(nèi)部傳 導(dǎo)構(gòu)件82a經(jīng)中間耦合構(gòu)件80到外部傳導(dǎo)構(gòu)件82b的諧振耦合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解本發(fā)明決不局限于上面說明的優(yōu)選實(shí)施 例。相反，在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)，許多修改和變化是可能的。例 如，按照本發(fā)明的直流絕緣饋通和電子系統(tǒng)可用在其它幾個(gè)領(lǐng)域中， 例如用于過程監(jiān)視和控制。此外，傳感系統(tǒng)可包括幾種不同的系統(tǒng)， 例如壓力傳感系統(tǒng)，流量傳感系統(tǒng)等。還可存在除在本說明中給出的 示例之外的許多內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件。適用的頻率范圍的示例特別包 括可用于民用的政府管制頻帶。
權(quán)利要求
1、一種介電連接器，用于使射頻信號(hào)從布置在防爆外殼內(nèi)的信號(hào)發(fā)生裝置耦合到布置在所述外殼外的信號(hào)接收裝置，其中所述連接器被配置成密封地插入所述外殼中的開口中，并且適合于從所述外殼的內(nèi)部接納至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)發(fā)生裝置連接，從所述外殼的外部接納至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)接收裝置連接，其中所述連接器部分封閉至少一個(gè)所述傳導(dǎo)構(gòu)件，其中當(dāng)所述連接器接納所述傳導(dǎo)構(gòu)件時(shí)，所述連接器提供在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間的電抗耦合和電隔離。
2、 按照權(quán)利要求1所述的介電連接器，其中所述連接器適合于 接納所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致 所述內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件都被部分插入所述連接器中。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的介電連接器，其中所述至少部分 插入的傳導(dǎo)構(gòu)件在插入方向上被插入到所述連接器的長(zhǎng)度的20%以 上、80%以下。
4、 按照權(quán)利要求1-3中的任何一個(gè)所述的介電連接器，其中所 述連接器被配置成在所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外 部傳導(dǎo)構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)諧振耦合。
5、 按照權(quán)利要求l-4中的任何一個(gè)所述的介電連接器，其中 所述連接器適合于接納所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致所述內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件沿基本上平行的插 入方向被部分插入所述連接器中，通過在與所述插入方向平行的方向上的所述傳導(dǎo)構(gòu)件之間的重 疊，實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合。
6、 按照權(quán)利要求5所述的介電連接器，其中所述重疊的電長(zhǎng)度 基本上對(duì)應(yīng)于所述射頻信號(hào)的波長(zhǎng)的四分之一。
7、 按照權(quán)利要求5或6所述的介電連接器，其中至少一個(gè)所述 傳導(dǎo)構(gòu)件具有在連接器之內(nèi)的非直延長(zhǎng)部分。
8、 按照權(quán)利要求1-7中的任何一個(gè)所述的介電連接器，其中所 述連接器包括中間耦合構(gòu)件，所述中間耦合構(gòu)件被安排成在所述至少 一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)所述諧振 耦合。
9、 按照權(quán)利要求8所述的介電連接器，其中 所述連接器適合于接納所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致所述內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件沿基本上平行的插入方向被部分插入所述連接器中，所述中間耦合構(gòu)件被嵌入所述連接器中，以及 通過在每個(gè)所述傳導(dǎo)構(gòu)件和所述中間耦合構(gòu)件之間沿與所述插入方向平行的方向的重疊，實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合。
10、 按照權(quán)利要求8所述的介電連接器，其中所述中間耦合構(gòu)件 具有非直延長(zhǎng)部分。
11、 按照權(quán)利要求1-10中的任何一個(gè)所述的介電連接器，其中 所述連接器可與天線、電纜和適配器中的至少一個(gè)連接，所述適配器 容納天線或電纜，或者同時(shí)容納天線和電纜。
12、 一種供在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的電子系統(tǒng)，包括 產(chǎn)生射頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在防爆外殼內(nèi)；布置在所述外殼之外的信號(hào)接收裝置；密封地插入所述外殼中的開口中的介電連接器；布置在所迷外殼內(nèi)、連接所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述介電連接器的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，和布置在所述外殼之外、連接所述信號(hào)接收裝置和所述介電連接器的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，其中至少一個(gè)所述傳導(dǎo)構(gòu)件被部分地插入所述連接器中， 其中在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間形成電抗耦合和電隔離。
13、 按照權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中所述介電連接器被 配置成在所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件 之間實(shí)現(xiàn)諧振耦合。
14、 按照權(quán)利要求12或13所述的電子系統(tǒng)，其中 所述介電連接器適合于接納所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致所述內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件沿基本上平行 的插入方向被部分插入所述連接器中，通過在與所述插入方向平行的方向上的所述傳導(dǎo)構(gòu)件之間的重 疊，實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合。
15、 按照權(quán)利要求14所述的電子系統(tǒng)，其中至少一個(gè)所述傳導(dǎo) 構(gòu)件具有在所述連接器附近的非直延長(zhǎng)部分。
16、 按照權(quán)利要求14或15所述的電子系統(tǒng)，其中所述重疊的電 長(zhǎng)度基本上對(duì)應(yīng)于所述射頻信號(hào)的波長(zhǎng)的四分之一。
17、 按照權(quán)利要求12-16中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中 所述介電連接器適合于接納所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，以致所述內(nèi)部和外部傳導(dǎo)構(gòu)件沿基本上平行 的插入方向被部分插入所述連接器中，所述中間耦合構(gòu)件被嵌入所述連接器中，和通過在每個(gè)所述傳導(dǎo)構(gòu)件和所述中間耦合構(gòu)件之間沿與所述插 入方向平行的方向的重疊，實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合。
18、 按照權(quán)利要求17所述的電子系統(tǒng)，其中所述中間耦合構(gòu)件 是非直的。
19、 按照權(quán)利要求12-18中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述連接器可與天線、電纜和適配器中的至少一個(gè)連接，所述適配器容 納天線或電纜，或者同時(shí)容納天線和電纜。
20、 按照權(quán)利要求12-19中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述信號(hào)接收裝置是四分之一波長(zhǎng)鞭狀天線，二分之一波長(zhǎng)鞭狀天線， 環(huán)形天線和PIFA型天線中的至少一個(gè)。
21、 按照權(quán)利要求12-20中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述信號(hào)接收裝置被配置成防止所述電子系統(tǒng)經(jīng)受過壓。
22、 按照權(quán)利要求12-21中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述連接器被配置成容納多個(gè)信號(hào)接收裝置。
23、 一種直流絕緣直通連接，用于使射頻信號(hào)從布置在防爆外殼 內(nèi)的信號(hào)發(fā)生裝置耦合到布置在所述外殼之外的信號(hào)接收裝置，所述 直通連接包括從所述外殼的內(nèi)部與介電耦合構(gòu)件連接的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu) 件，所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)發(fā)生裝置連接，和從所述外殼的外部與所述介電耦合構(gòu)件連接的至少一個(gè)外部傳 導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)接收裝置連接，其中所述直通連接被配置成通過所述介電耦合構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)所述傳 導(dǎo)構(gòu)件之間的諧振耦合，從而在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝 置之間形成諧振電抗耦合和電隔離。
24、 按照權(quán)利要求23所述的直流絕緣直通連接，其中通過所述 傳導(dǎo)構(gòu)件之間的重疊，實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合，所述重疊垂直于所述直通 連接的方向。
25、 按照權(quán)利要求24所述的直流絕緣直通連接，其中所述重疊 的電長(zhǎng)度基本上對(duì)應(yīng)于所述射頻信號(hào)的波長(zhǎng)的四分之一。
26、 按照權(quán)利要求23或24所述的直流絕緣直通連接，其中所述 直通連接包括中間耦合構(gòu)件，所述中間耦合構(gòu)件用于實(shí)現(xiàn)所述至少一 個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的諧振耦合。
27、 按照權(quán)利要求26所述的直流絕緣直通連接，其中 所述中間耦合構(gòu)件被嵌入所迷直通連接中， 通過下面所述實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合所述內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述中間耦合構(gòu)件之間的所述直通連接的 方向上的第一電抗耦合，和所述中間耦合構(gòu)件和所述外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的所述直通連接的 方向上的第二電抗耦合。
28、 按照權(quán)利要求23-27中的任何一個(gè)所述的直流絕緣直通連接， 其中所述直通連接可與天線、電纜和適配器中的至少一個(gè)連接，所述適配器容納天線或電纜，或者同時(shí)容納天線和電纜。
29、 一種供在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的電子系統(tǒng)，包括 產(chǎn)生射頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在防爆外殼內(nèi)；布置在所述外殼之外的信號(hào)接收裝置；直流絕緣直通連接，所述直流絕緣直通連接包括從所迷外殼的內(nèi)部布置在介電耦合構(gòu)件上的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)發(fā)生裝置連接，和 從所述外殼的外部布置在所述介電耦合構(gòu)件上的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)接收裝置連接， 其中所述直通連接被配置成通過所述介電耦合構(gòu)件，在所述傳導(dǎo)構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)諧振耦合，從而在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間形成諧振電抗耦合和電隔離。
30、 按照權(quán)利要求29所述的電子系統(tǒng)，其中 通過所述傳導(dǎo)構(gòu)件之間與所述直通連接的方向垂直的重疊，實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合，和所述重疊的電長(zhǎng)度基本上對(duì)應(yīng)于所述射頻信號(hào)的波長(zhǎng)的四分之
31、 按照權(quán)利要求29或30所述的電子系統(tǒng)，其中所述直通連接 包括中間耦合構(gòu)件，所述中間耦合構(gòu)件用于實(shí)現(xiàn)所述至少一個(gè)內(nèi)部傳 導(dǎo)構(gòu)件和所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的諧振耦合。
32、 按照權(quán)利要求M所述的電子系統(tǒng)，其中 所述中間耦合構(gòu)件被嵌入所述直通連接中， 通過下面所述實(shí)現(xiàn)所述諧振耦合所述內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件和所述中間耦合構(gòu)件之間的所述直通連接的方向上的第一電抗耦合，和所述中間耦合構(gòu)件和所述外部傳導(dǎo)構(gòu)件之間的所述直通連接的 方向上的第二電抗耦合。
33、 按照權(quán)利要求29-32中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述直通連接可與天線、電纜和適配器中的至少一個(gè)連接，所述適配器 容納天線或電纜，或者同時(shí)容納天線和電纜。
34、 按照權(quán)利要求29-33中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述信號(hào)接收裝置是四分之一波長(zhǎng)鞭狀天線，二分之一波長(zhǎng)鞭狀天線和 PIFA型天線中的至少一個(gè)。
35、 按照權(quán)利要求29-34中的任何一個(gè)所述的電子系統(tǒng)，其中所 述信號(hào)接收裝置被配置成防止所述電子系統(tǒng)經(jīng)受過壓。
36、 按照權(quán)利要求29-35中的任何一個(gè)所迷的電子系統(tǒng)，其中所 述直通連接被配置成容納多個(gè)信號(hào)接收裝置。
37、 一種用于確定容器中的裝填材料的裝料高度的雷達(dá)液位計(jì)系 統(tǒng)，包括向所述裝填材料的表面發(fā)射測(cè)量信號(hào)的發(fā)射器； 接收來(lái)自所述容器的回波信號(hào)的接收器，其中所述接收器具有產(chǎn)生射頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在所述容器內(nèi)；根據(jù)所述反射的微波信號(hào)，計(jì)算到所述容器中反射面的物質(zhì)的距 離的處理電路，其中所述處理電路與布置在所述容器外的信號(hào)接收裝 置連接；密封地插入所述容器中的開口中的介電連接器； 布置在所述容器中、并且連接所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述介電連接器的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件；和布置在所述容器外、并且連接所述信號(hào)接收裝置和所述介電連接器的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件；其中至少一個(gè)所述傳導(dǎo)構(gòu)件被部分插入所述連接器中， 其中在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間形成電抗耦合和電隔離。
38、 按照權(quán)利要求37所述的雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器適合于發(fā)出連續(xù)信號(hào)，其中所述處理電路適合于根據(jù)所述接收的回波 信號(hào)和參考信號(hào)之間的相差，計(jì)算所述距離。
39、 按照權(quán)利要求37所述的雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器 適合于發(fā)出脈沖信號(hào)，其中所述處理電路適合于根據(jù)脈沖信號(hào)的發(fā)射 和所述信號(hào)的回波的接收之間的時(shí)間，計(jì)算所述距離。
40、 一種用于確定容器中的裝填材料的裝料高度的雷達(dá)液位計(jì)系 統(tǒng)，包括向所述裝填材料的表面發(fā)射測(cè)量信號(hào)的發(fā)射器； 接收來(lái)自所述容器的回波信號(hào)的接收器，其中所述接收器具有產(chǎn)生射頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置，所述信號(hào)發(fā)生裝置被布置在所述容器內(nèi)；根據(jù)所述反射的微波信號(hào)，計(jì)算到所述容器中反射面的物質(zhì)的距 離的處理電路，其中所述處理電路與布置在所述容器外的信號(hào)接收裝 置連接；密封地插入所述容器中的開口中的介電連接器； 從所述外殼的內(nèi)部布置到所述介電連接器上的至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)發(fā)生裝置連接，和 從所述外殼的外部布置到所述介電連接器上的至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，所述至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件與所述信號(hào)接收裝置連接，其中所述介電連接器被配置成能夠在所述傳導(dǎo)構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)諧 振耦合，從而在所述信號(hào)發(fā)生裝置和所述信號(hào)接收裝置之間形成諧振 電抗輛合和電隔離。
41、 按照權(quán)利要求40所述的雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器適合于發(fā)出連續(xù)信號(hào)，其中所述處理電路適合于根據(jù)所述接收的回波 信號(hào)和參考信號(hào)之間的相差，計(jì)算所述距離。
42、 按照權(quán)利要求40所述的雷達(dá)液位計(jì)系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器 適合于發(fā)出脈沖信號(hào)，其中所述處理電路適合于根據(jù)脈沖信號(hào)的發(fā)射 和所述信號(hào)的回波的接收之間的時(shí)間，計(jì)算所述距離。
全文摘要
一種用于使射頻信號(hào)從布置在防爆外殼內(nèi)的信號(hào)發(fā)生裝置耦合到布置在所述外殼之外的信號(hào)接收裝置的介電連接器。所述連接器被配置成密封地插入外殼中的開口中，并且適合于從所述外殼的內(nèi)部接納至少一個(gè)內(nèi)部傳導(dǎo)構(gòu)件，從所述外殼的外部接納至少一個(gè)外部傳導(dǎo)構(gòu)件，至少一個(gè)傳導(dǎo)構(gòu)件被部分插入連接器中，在信號(hào)發(fā)生裝置和信號(hào)接收裝置之間形成電抗(電容和/或電感)耦合和電隔離。通過按照本發(fā)明的介電連接器，能夠?qū)崿F(xiàn)危險(xiǎn)環(huán)境中的強(qiáng)電抗耦合和安全操作的組合。
文檔編號(hào)G01D11/24GK101223419SQ200680026032
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者奧洛夫·愛德沃森 申請(qǐng)人:羅斯蒙特雷達(dá)液位股份公司