專利名稱：用于測定和監(jiān)測容器內(nèi)介質(zhì)的料位高度的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于測定和監(jiān)測容器內(nèi)介質(zhì)的料位高度的裝置， 具有一個用于向至少一個延伸到容器內(nèi)的導電的第一元件入射/出射測 量信號的入射單元、 一個在入射單元的區(qū)域內(nèi)所具有的用于將裝置固 定在容器上的第一固定件，還具有一個用于從測量信號中測定料位高 度的調(diào)節(jié)/計值單元。
背景技術：
這種裝置例如在過程測量技術的測量儀上使用。這些測量儀通常 在自動化和過程控制技術上使用，以測定過程變量，例如像臨界層、 料位高度、介電常數(shù)或者過程進行中其他類型的物理和/或化學過程參
數(shù)。由申請人例如以商品名Levelflex和Multicap生產(chǎn)和銷售的測量儀 主要用于確定和/或監(jiān)測容器內(nèi)介質(zhì)的料位高度。在大量的渡越時間測 量方法之一中，例如按照導入微波的方法、時域反射測量計或TDR測 量法(Time Domain Reflection)，沿Sommerfeld或者Goubau波導管 或者同軸波導管發(fā)射高頻脈沖，其在環(huán)繞波導管的介質(zhì)DK值(介電常 數(shù))的不連續(xù)性中部分反射。從高頻脈沖的發(fā)射與介質(zhì)反射回波信號 的接收之間的時差中，可以測定料位高度。在FMCW方法(Frequency Modulated Continuous Waves)中，改變連續(xù)測量信號的頻率范圍并通 過發(fā)射到反射測量信號的頻差測量距離，在與上述測量原理的相互聯(lián) 系中同樣可以采用該方法。
測定容器內(nèi)的料位高度的大量測量方法中的另一種測量原理，是 利用接觸介質(zhì)的測量探頭和對應的容器壁或者基準探針，在探針由介 質(zhì)覆蓋程度或容器內(nèi)的介質(zhì)料位高度改變的情況下，測定電容測量結(jié) 構的電容變化。上述兩種方法均為接觸式料位高度測量法，其中測量探頭與所要 測量的介質(zhì)直接接觸。這種測量探頭通常通過過程接口、開口或者接 管固定在容器內(nèi)，從而測量電子裝置處于過程的外面，也就是不與介 質(zhì)接觸和測量探頭與過程一體化。在下面的參考文獻中，探討的主題 為這種測量探頭或波導管的結(jié)構和測量信號向這種測量探頭內(nèi)的入 射。
EP 1 069 649 Al介紹了一種結(jié)構簡單的料位高度測量儀用波導 管，其通過不與容器內(nèi)裝件交替作用和按照簡單方式清理堆積物或沉 積物，兼具單導體和公知的多導體波導管的優(yōu)點。這一點由此實現(xiàn)，
即多導體波導管在過程中至少部分由介電介質(zhì)環(huán)繞并因此在各波導管 之間不會形成附著物。
DE 100 27 228 Al介紹了一種向表面波導管內(nèi)入射高頻信號的實 施方式。在該文獻中，入射裝置這樣構成，使其有效導出干擾電壓， 因為表面波導管通過耦合處于外殼電位上。
DE 100 19 129 Al介紹了多種類型的入射單元，它們這樣加長， 使結(jié)構部件處于電磁能量輻射區(qū)域的外面。由此可以盡可能消除結(jié)構 部件或者傳感器上附著物形成對測量精度和測量靈敏度的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種入射裝置，其成本低、效率高、具 有高傳輸質(zhì)量，但同時在機械上和化學上非常穩(wěn)定。
該目的按照本發(fā)明的構成由此得以實現(xiàn)，即入射單元具有一個介 電材料的基體且基體內(nèi)嵌入至少一個導電的第二元件，從而導電的第 一元件和導電的第二元件在基體的區(qū)域內(nèi)彼此并與容器電流上隔離。 導電的第二元件例如作為管狀的屏蔽導體構成，其在入射區(qū)在基體內(nèi)同軸且電流上隔離地環(huán)繞導電的第一元件定位并因此形成一個多導體 系統(tǒng)。導電的第二元件在過程側(cè)完全由基體的材料包圍并因此不接觸 過程，因此基體與導電的第二元件之間無需裝入密封件并且可以不使 用高耐久性的材料例如VA鋼。導電的第二元件例如作為簡單的板材彎 曲件或者作為金屬絲網(wǎng)構成。如果基體組件式構成，那么也可以設想， 一個與導電的第二元件相應的模制件通過涂層過程二產(chǎn)生例如金屬的 導電涂層。
在本發(fā)明一種特別優(yōu)選的實施方式中，容器由導電材料制成，或 者在容器由非導電材料制成的情況容器至少在固定件的其他周圍區(qū)域
內(nèi)具有導電涂層。為使測量信號可以從采用例如TEM模式構造的多導 體系統(tǒng)最佳入射到采用例如TM01模式構造的測量探頭上，具有優(yōu)點 的是容器由導電材料組成。環(huán)繞導電容器的測量裝置過程接口的頂部 區(qū)域起到反射器的作用，因此在從多導體系統(tǒng)向測量探頭過渡時入射 更大信號強度的測量信號或減少信號能量損失。通過這種措施大大提 高或改善在從多導體系統(tǒng)向測量探頭過渡時所入射的測量信號的傳輸 與反射之間的比例。出于這一原因，明顯提高測量裝置的測量精度和 測量靈敏度。如果容器不由導電材料組成，那么可以通過涂層方法， 例如在容器的外表面或內(nèi)表面上涂覆導電漆達到上述效果。容器采用 介電基本材料進行導電涂層的這種構成，在按照現(xiàn)有技術具有由金屬 基體組成的常用入射單元的測量探頭中也是具有優(yōu)點的。
依據(jù)本發(fā)明解決方案的一種具有優(yōu)點的實施方式，提出處于導電 的第二元件外表面與容器之間固定件區(qū)域內(nèi)的第一耦合區(qū)這樣確定尺
寸，使其在基體機械上足夠穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生測量信號最佳的電磁耦 合。導電的第二元件與導電容器之間的電磁耦合可以由此得到優(yōu)化， 即耦合面盡可能大和耦合元件的距離盡可能小，但這種條件的應用必 然對基體機械穩(wěn)定性的條件有所削弱。
依據(jù)本發(fā)明的裝置一種依據(jù)目的的構成在于，用于電磁耦合的第一耦合區(qū)在結(jié)構、形狀、耦合面和/或間隙寬度上這樣構成，使其在導 電的第一元件與導電的第二元件之間的一個入射區(qū)域內(nèi)和/或在導電的 第一元件的一個測量區(qū)內(nèi)基本上構成測量信號的確定模式。
依據(jù)本發(fā)明的解決方案一種具有優(yōu)點的構成提出，導電元件至少 由兩個組成部分，即一個內(nèi)導體和一個測量探頭組成。由于導電的第 一元件兩部分構成，可以很容易更換裝置上的測量探頭。
依據(jù)本發(fā)明的裝置一種有益的構成，在第一組成部分與第二組成 部分之間的區(qū)域內(nèi)構成一個用于電磁耦合測量信號的第二耦合區(qū)。導 電的第一元件的內(nèi)導體和導電的第二元件的外導體完全由基體的材料 包圍并因此完全與過程分離構成。由此導電的第一元件、導電的第二 元件與外殼基體之間無需用于將入射單元對過程介質(zhì)密封的密封件； 因此達到一種無密封的入射單元。
依據(jù)本發(fā)明的裝置一種特別具有優(yōu)點的構成，兩個組成部分可借 助一個固定及定位件機械上相互連接以及固定及定位件嵌入入射單元 的基體內(nèi)。
依據(jù)本發(fā)明的解決方案一種具有優(yōu)點的構成，入射單元的基體組 件式或者多部分構成。
依據(jù)本發(fā)明的解決方案一種非常具有優(yōu)點的變化，入射單元的基 體整體構成。
依據(jù)本發(fā)明的解決方案一種特別具有優(yōu)點的進一步構成提出，導 電的第一元件和導電的第二元件由金屬、導電塑料和/或由介電材料的 金屬部件或者導電涂層部件構成。
本發(fā)明的裝置另一種具有優(yōu)點的構成在于，介電材料為優(yōu)選可以壓力注塑法加工的塑料和/或為陶瓷。
依據(jù)本發(fā)明的裝置一種具有優(yōu)點的構成提出，導電的第二元件具 有開口，其中，相應的開口由基體的介電材料至少部分填充。通過填 充開口，可以將機械力例如拉力導向外面或過程接口，所述力是在導 電的第一元件與導電的第二元件之間的區(qū)域內(nèi)由于例如測量探頭上的 拉力而可能出現(xiàn)的。因此避免在基體于過程側(cè)包圍嵌入的導電第二元 件的部位上，由于機械上的力作用而出現(xiàn)會導致基體在這些部位上疲 勞斷裂或者破裂的強缺口應力和切力。


在附圖所示本發(fā)明的實施例中，為便于概覽和簡化，在其結(jié)構上 和/或功能上相應的部件或者部件組具有相同的附圖符號。其中
圖1示出按照現(xiàn)有技術采用Sommerfeld波導管的時域反射測量計 的示意總圖2示出按照現(xiàn)有技術入射單元的縱剖面圖3示出按照第一實施方式的入射單元的縱剖面圖； 圖4示出按照第二實施方式的入射單元的縱剖面圖； 圖5示出按照第三實施方式的入射單元的縱剖面圖； 圖6示出按照第三實施方式的入射單元的分解圖；以及
圖7示出按照第三實施方式的入射單元的立體分解圖及局部視圖。
具體實施例方式
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的裝置作為時域反射測量計32測量系統(tǒng)或 TDR測量系統(tǒng)(Time Domain Reflectometry)的應用可能性，用于測定 容器4內(nèi)介質(zhì)3的連續(xù)料位高度2。用于確定料位高度2的這種裝置1 或這種測量儀在自動化和過程技術中也稱為現(xiàn)場設備。這種測量儀安 裝在過程接口 8上，例如容器4的接管上，并將具有棒狀和繩狀測量 探頭21的測量探頭通過一個作為同軸導體18a構成的入射單元13通過 過程接口 8的區(qū)域插入容器5的測量室內(nèi)。TDR測量方法按照下列測量原理工作通過測量探頭21，通過周
圍環(huán)境中的表面效應和沿測量探頭21的表面輸送的電磁波9在介質(zhì)3 的方向上或向過程室22發(fā)射。這種電磁波9在DK值突變或周圍介質(zhì) 3的介電系數(shù)^不連續(xù)性以及波阻抗與此相關變化時部分反射。這種不 連續(xù)性例如在覆蓋介質(zhì)3的氣相特別是空氣(en^)的介電常數(shù)en小 于介質(zhì)3的介電常數(shù)^的情況下存在。利用電磁波9的測量的渡越時 間，通過波速公式的換算測定經(jīng)過的距離。該距離差相當于容器4的 高度減去容器4內(nèi)介質(zhì)3的料位高度2。因為容器4的高度或電磁波9 的入射位置已知，所以因此可以確定容器4內(nèi)的料位高度2。
電磁波例如作為帶寬0 - 1.5 GHz的脈沖在發(fā)射/接收單元11上產(chǎn) 生并借助入射單元13作為發(fā)射信號S入射到Sommerfeld波導管21內(nèi)。 也可以使用Goubau波導管21、同軸導體18a、微帶或者同軸且平行設 置但附圖中沒有詳細示出的多個波導管或測量探頭21。波導管21上根 據(jù)周圍介質(zhì)3介電常數(shù)^的不連續(xù)性返回的反射信號R再由發(fā)射/接收 單元11接收并預處理。這些預處理的測量信號10另一方面在調(diào)節(jié)/計 值單元12內(nèi)從測量技術和信號技術上進行計值并這樣處理，使料位高 度2的測量值或者表示測量信號IO所處理的包絡線的回波曲線信號通 過現(xiàn)場總線30上的總線接口 29傳送到控制臺。
料位高度2的測量值或者回波曲線信號也可以在這里未詳細示出 的一體化顯示器或者裝置1的輸出/輸入單元上顯示。裝置1或測量儀 的電源31例如借助雙線制線路實現(xiàn)。在測量儀或裝置1為所謂的雙線 制測量儀，其通過現(xiàn)場總線30和電源31的通信僅和同時通過雙線線 路進行的情況下，可以取消通向電源31的線路。通過現(xiàn)場總線30的 數(shù)據(jù)傳輸或通信例如按照CAN、 HART、 PROFIBUS DP、 PROFIBUS FMS-PROFIBUS PA、或者FOUNDATION FIELDBUS標準進行。
圖1示出用于確定容器4內(nèi)的介質(zhì)3料位高度2的時域反射測量計32，具有一個測量探頭21，其作為傳送電磁波的棒狀或者繩狀的表 面波導管21構成。
裝置1的這種實施方式也可以作為電容測量系統(tǒng)用于確定容器4 內(nèi)的介質(zhì)3料位高度2，其中，測量探頭21與基準電極或者容器4的 內(nèi)壁6之間通過測量信號10測定的電容取決于介質(zhì)3的料位高度2和 介電常數(shù)^。
圖2示出按照現(xiàn)有技術的一種入射單元13的縱剖面圖?；w16 由金屬或者導電材料24組成，其作為外導體20與作為入射區(qū)34內(nèi)導 體19的導電的第一元件14或波導管21共同在入射區(qū)內(nèi)形成一個同軸 導體18a?；w16通過固定件17例如螺紋旋接件與容器4固定連接。 如果導電或者金屬的容器4a用于儲存介質(zhì)3，此外在基體16與導電或 者金屬的容器4a之間在固定件17上存在一個導電觸點。通過一個同軸 插頭接口 33，測量信號IO入射到內(nèi)導體19或?qū)щ姷牡谝辉?4內(nèi)或 從其出射。內(nèi)導體19特別是通過內(nèi)導體加厚19b而在機械上保持并固 定在基體16內(nèi)。通過入射區(qū)34的同軸構成，在那里形成入射的測量 信號10的一種TEM模式，其優(yōu)選構成所入射的測量信號10幾乎無損 失和無干擾的波導。在波導管21的測量區(qū)35內(nèi)，為最佳測量容器4 內(nèi)的介質(zhì)3料位高度2，在波導管21的鄰近區(qū)域內(nèi)作為TM,o模式的構 成由此實現(xiàn)，即從導電基體16向?qū)щ娀蛘呓饘偃萜?a上的過渡表現(xiàn)為 外導體20或?qū)щ姷牡诙?5的180°擴展。容器頂部通過與基體16 的電接觸而具有與入射區(qū)34連接的反射器的作用，由此在從入射區(qū)34 內(nèi)的同軸導體18a向測量區(qū)35內(nèi)的單個波導管21上過渡時損失更少的 能量。特別是在低頻情況下，容器頂部起到強反射器的作用。因此可 以將至少多兩倍的測量能量入射到波導管21上或從其出射，由此提高 裝置1的測量精度和測量靈敏度。
出于過程密封性的原因，在每個與過程室22直接接觸的材料過渡 (也就是例如從內(nèi)導體10和/或外導體20到介電材料23)之間加入密封件25，其在圖2中未詳細示出，但在圖3、 5和6中示出。
圖3示出第一個依據(jù)本發(fā)明的入射單元13的縱剖面圖?；w16 由介電材料23組成?；w16通過一個固定件17例如螺紋旋接件機械 固定在過程接口 8的區(qū)域內(nèi)并通過密封件25也對介質(zhì)3密封地與容器 4密封連接。在入射單元13的入射區(qū)34內(nèi)，測量探頭或波導管21構 成為具有一個外導體20和一個內(nèi)導體19的多導體系統(tǒng)19，特別是同 軸導體19a。內(nèi)導體19特別是通過內(nèi)導體加厚19b機械上保持并固定 在基體16內(nèi)。通過一個同軸插頭接口 33，測量信號IO入射到內(nèi)導體 19或?qū)щ姷牡谝辉?4內(nèi)或從其出射。金屬或者導電材料24的內(nèi)導 體19嵌入介電材料23的基體16內(nèi)并通過密封件25，例如0形圈而 在兩種材料23、 24之間密封封閉。入射單元13的基體16由介電材料 23構成的優(yōu)點是，制造極為復雜和成本高的金屬基體16，如從圖l和 圖2所看到的那樣，可以通過例如壓力注塑、熱壓、鑄造、擠壓或者 快速模型機等簡單和成本低的制造方法，利用例如塑料或者陶瓷等成 本低的材料制造。通過入射單元13的上述這種結(jié)構，在固定件17的 區(qū)域內(nèi)會喪失射入導電的第一元件14內(nèi)的測量信號10的大量能量， 因為那里在使用導電或者金屬容器4a的情況下測量信號10產(chǎn)生強反 射。此外，因此在導電的第一元件14的測量區(qū)35內(nèi)不構成所要求的 模式，例如TM(h模式。
為在入射區(qū)34內(nèi)可以構成所入射的測量信號IO所要求的TEM模 式，外導體20必須安裝在介電基體16的內(nèi)部或者上面。如果通過例 如蒸鍍方法將金屬或者導電材料4a涂覆在基體16的外表面上，那么雖 然產(chǎn)生了外導體20，但這種涂層機械上或者化學上不是特別穩(wěn)定。這 種實施方式在附圖中沒有詳細示出。
另一種可能性是，導電的第二元件15與導電的第一元件14電流 上隔離設置嵌入基體16內(nèi)，從而在一個金屬或者導電的容器4a與導電 的第二元件15之間通過耦合面28構成第一耦合區(qū)26a。該第一耦合區(qū)26a的間隙寬度27和耦合面28這樣選擇，使其在基體16機械上足夠 穩(wěn)定的情況下，根據(jù)通過導電的第一元件14的機械負荷形成的拉力和 切力產(chǎn)生最佳的電磁耦合26。因此所入射的測量信號10向?qū)щ姷牡谝?元件14內(nèi)的最佳過渡，由同軸導體18a利用測量信號IO在入射區(qū)34 內(nèi)所構成的TEM模式到達利用測量信號10在測量區(qū)35內(nèi)所構成的 TM01模式的Sommerfeld或者Goubau波導管21上，如在圖2中所介 紹的那樣。導電的第二元件15完全嵌入基體16的介電材料23內(nèi)，從 而在這些部件23、 25之間無需為保持密閉的過程密封而加入附加的密 封件25。
入射單元13應將盡可能多的測量信號10強度或電磁波9的強度 入射到測量探頭21內(nèi)，方法是通過入射單元依據(jù)本發(fā)明的構成，測量 信號IO在從同軸導體18a或者多導體18向單導體或者測量探頭21過 渡時幾乎沒有反射。測量信號IO的傳輸與反射成比例。
如果容器4b由不導電材料組成，那么可以通過在外壁5、內(nèi)壁6 或者過程接口 8或者容器4b頂部的區(qū)域內(nèi)壁7的中間區(qū)域內(nèi)涂覆導電 涂層產(chǎn)生第一耦合區(qū)26a。由此如此前已經(jīng)介紹的那樣，根據(jù)容器4的 導電或者導電涂層頂部的反射特性，達到測量信號IO從多導體系統(tǒng)18 向測量探頭21的更好過渡。
圖4示出入射單元13依據(jù)本發(fā)明第二實施方式的縱剖面圖。入射 單元13與圖3幾乎相同構成。區(qū)別在于，內(nèi)導體19或?qū)щ姷牡谝辉?件14也利用一個第二耦合區(qū)26b兩部分構成。通過構成兩部分的電流 上隔離的內(nèi)導體19，實現(xiàn)入射單元13的密封自由度，也就是說，為保 持密閉的過程密封無需使用附加的密封件25。波導管21或者測量探頭 21通過一個固定及定位件17c，例如未詳細示出的螺紋旋接件或者卡口 連接件，以與嵌入介電材料23內(nèi)的內(nèi)導體19同軸設置固定并定位在 基體16內(nèi)。固定及定位件17c在測量探頭21上和對應件在基體16內(nèi) 這樣構成，使測量探頭21 —方面與入射單元13可松開地構成并因此可以更換測量探頭21，而另一方面產(chǎn)生固定及定位件17C的機械穩(wěn)定 性，從而吸收或補償作用于測量探頭21的力。
從內(nèi)導體19到波導管或測量探頭21上的第二耦合區(qū)26b及固定 及定位件17c這樣構成，使其為測量信號IO所使用的發(fā)射頻率達到最 佳的電磁耦合26并產(chǎn)生固定裝置良好的機械穩(wěn)定性。
圖5、 6和7示出入射單元13依據(jù)本發(fā)明第三實施方式的縱剖面 圖、縱剖面分解圖和少量斷面的分解圖。在該實施方式中，基體16和 /或內(nèi)導體19由單件組件式構成。介電材料23的基體16例如由一個支 承體16a、 一個填充體16b和一個間隔襯套體16d組成。支承體16a預 先規(guī)定入射單元13的外部形狀并用于將入射單元13通過一個固定件 17，例如螺紋旋接件17a固定在容器4的過程接口 8內(nèi)。支承體16a 具有優(yōu)點地組件式由一個過程轉(zhuǎn)接件和一個測量電子裝置外殼轉(zhuǎn)接件 構成，它們通過一個連接件機械上相互連接。這一點在附圖中未詳細 示出，但這種構成的優(yōu)點是，根據(jù)過程接口 8和測量電子裝置外殼36， 基體16的支承體16a由于組件式結(jié)構可以產(chǎn)生相應過程轉(zhuǎn)接件和測量 電子裝置外殼轉(zhuǎn)接件的大量組合。
測量探頭或波導管21中心且密封地通過一個密封件25嵌入該支 承體16a內(nèi)。通過內(nèi)導體螺紋旋接件19a，內(nèi)導體19與波導管或測量 探頭21電連接且機械連接。間隔襯套體16d通過內(nèi)導體19的上部插 入并將填充體16b與間隙16c對中心保持。填充體16b內(nèi)的間隙16c 這樣構成，使該填充體和環(huán)繞其的導電的第二元件15可以利用相應的 開口 15a造型合理地插入利用接片16e構成的支承體16a內(nèi)。基體16 和輸送測量信號10的導體由內(nèi)導體19、波導管21、間隔襯套體16d、 填充體16b和外導體20組成的組件式結(jié)構通過保險環(huán)17b固定在支承 體16a內(nèi)。
接片16e使支承體16a并因此使整個入射單元13產(chǎn)生機械上更大的穩(wěn)定性和剛性，方法是作用于內(nèi)導體19和波導管21并由其傳遞到
基體16上的拉力和切力通過接片16e截獲。例如管狀的導電的第二元 件15內(nèi)由此所需的開口 15a例如縫隙，對借助外導體20與導電或者金 屬容器4b之間的第一耦合區(qū)26a的電磁耦合26僅有微小影響。由于管 狀導電的第二元件15內(nèi)的這種開口 15a或者在使用兩個與內(nèi)導體19 平行設置的屏蔽導體形式的外導體20的情況下，可以將外導體20繼 續(xù)導入測量區(qū)35內(nèi)并因此形成多個測量探頭或波導管21的同軸或者 平行設置，從而進一步提高裝置1的機械穩(wěn)定性。附圖標記
1
2
3
4
4a 4b
1
2
4
6
7
8
9
10
11 15a 1
16a 16b 16c 16d 16e 1
17a 17b 17c
裝置
料位高度
介質(zhì)
容器
導電或者金屬容器
非導電容器
外壁
內(nèi)壁
壁的中間區(qū)
過程連接
電磁波
測量信號
發(fā)射/接收單元
調(diào)節(jié)/計值單元
入射單元
導電的第一元件
導電的第二元件
開口
基體
支承體
填充體
間隙
間隔襯套體
接片
固定件
螺紋旋接件
安全環(huán)
固定及定位件1 多導體，多導體系統(tǒng)
18a 同軸導體
1 內(nèi)導體
19a 內(nèi)導體螺紋旋接件
19b 內(nèi)導體加厚件
1 外導體
2 測量探頭，波導管
3 過程室
4 介電材料，絕緣材料
5 金屬或者導電材料
6 密封件
7 電磁耦合 26a 第一耦合區(qū) 26b 第二耦合區(qū)
1 間隙寬度
2 耦合面
3 總線接口
4 現(xiàn)場總線
5 電源裝置
6 時域反射測量計
7 同軸插頭接口
8 實施區(qū)；入射區(qū)
10 測量電子裝置外殼
S 發(fā)射信號
R 反射信號
ef 介電系數(shù)，介電常數(shù)
權利要求
1.用于測定和監(jiān)測容器(4)內(nèi)介質(zhì)(3)的料位高度(2)的裝置，具有入射單元(13)，用于向至少一個延伸到容器(4)內(nèi)的導電的第一元件(14)入射/出射測量信號(10)；第一固定件(17)，其在入射單元(13)的區(qū)域內(nèi)，用于將裝置(1)固定在容器(4)上；和調(diào)節(jié)/計值單元(12)，用于從測量信號(10)中測定料位高度(2)，其特征在于，所述入射單元(13)具有由介電材料(23)制成的基體(16)，并且該基體(16)內(nèi)嵌入至少一個導電的第二元件(15)，從而所述導電的第一元件(14)和所述導電的第二元件(15)在所述基體(16)的區(qū)域內(nèi)彼此電流隔離并與所述容器(4)電流隔離。
2. 按權利要求l所述的裝置，其中，容器(4a)由導電材料制成， 或者在容器(4b)由非導電材料制成的情況下至少在固定件(17)的 其他周圍區(qū)域內(nèi)具有導電涂層。
3. 按權利要求2所述的裝置，其中，這樣確定處于導電的第二元 件(15)外表面與容器(4)之間的固定件(17)的區(qū)域內(nèi)的第一耦合 區(qū)(26a)的尺寸，使得在基體(16)足夠機械穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生測量 信號(10)最佳的電磁耦合(26)。
4. 按權利要求3所述的裝置，其中，用于電磁耦合的第一耦合區(qū) (26a)在結(jié)構、形狀、耦合面(28)和/或間隙寬度(27)上這樣構成，使其在導電的第一元件(14)與導電的第二元件(15)之間的入射區(qū) 域(34)內(nèi)和/或在導電的第一元件(14)的測量區(qū)(35)內(nèi)基本上構 成一種確定模式的測量信號(10)。
5. 按權利要求l所述的裝置，其中，導電的第一元件(14)至少 由兩個組成部分，即一個內(nèi)導體(19)和/或一個測量探頭(21)組成。
6. 按權利要求5所述的裝置，其中，在第一組成部分(19)與第二組成部分(21)之間的區(qū)域內(nèi)構成用于測量信號(10)電磁耦合的 第二耦合區(qū)(26b)。
7. 按權利要求5或6所述的裝置，其中，兩個組成部分(19、 20) 能夠借助固定及定位件(17c)彼此機械連接，并且固定及定位件(17c) 嵌入入射單元(13)的基體(16)內(nèi)。
8. 按權利要求1、 3或7所述的裝置，其中，入射單元(13)的 基體(16)組件式或者多部分構成。
9. 按權利要求1、 3或7所述的裝置，其中，入射單元(13)的 基體(16)整體構成。
10. 按權利要求1或5所述的裝置，其中，導電的第一元件(14) 和導電的第二元件(15)由金屬、導電塑料構成和/或由介電材料(23) 的金屬或者導電涂層的部件構成。
11. 按權利要求1或IO所述的裝置，其中，介電材料(23)為優(yōu) 選可以壓力注塑法加工的塑料和/或為陶瓷。
12. 按權利要求1、 3、 10或11所述的裝置，其中，導電的第二 元件(15)具有開口 (15a)，其中，相應的開口 (15a)由基體(16) 的介電材料(23)至少部分填充。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于借助渡越時間測量法測定和監(jiān)測容器內(nèi)介質(zhì)的料位高度的裝置，具有一個用于向至少一個延伸到容器內(nèi)的導電的第一元件入射/出射測量信號的入射單元、一個在入射單元的區(qū)域內(nèi)所具有的用于將裝置固定在容器上的第一固定件，還具有一個用于測定料位測量信號的調(diào)節(jié)/計值單元。本發(fā)明的目的在于，提供一種入射裝置，其成本低、效率高、具有高傳輸質(zhì)量，但同時在機械上和化學上非常穩(wěn)定。該目的由此得以實現(xiàn)，即入射單元具有一個介電材料的基體且基體內(nèi)嵌入第一和第二元件，從而導電的第一元件和導電的第二元件在基體的區(qū)域內(nèi)彼此并與容器電流上隔離并因此形成一種多導體系統(tǒng)。
文檔編號G01F23/284GK101300464SQ200680040874
公開日2008年11月5日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權日2005年9月7日
發(fā)明者拉爾夫·賴梅爾特, 迪爾克·奧斯瓦爾德 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司