使用電磁波以確定料箱中的產(chǎn)品的填充料位的雷達(dá)料位計(jì)的制作方法
【專利摘要】一種使用電磁波以確定料箱中的產(chǎn)品的填充料位的雷達(dá)料位計(jì)，雷達(dá)料位計(jì)包括收發(fā)器、處理電路、信號(hào)傳播裝置以及箱饋通結(jié)構(gòu)。料箱饋通結(jié)構(gòu)包括：設(shè)置成固定至箱的固定的料箱連接件（23）；設(shè)置在固定的料箱連接件的通孔中的料箱連接轉(zhuǎn)接器（26）；設(shè)置在通孔中并且置靠料箱連接轉(zhuǎn)接器的耦合裝置（30）；以及附接至固定的料箱連接件的緊固構(gòu)件（43），并且緊固構(gòu)件（43）將耦合裝置固定在料箱連接轉(zhuǎn)接器與緊固構(gòu)件之間。根據(jù)這種設(shè)計(jì)，不同的料箱連接轉(zhuǎn)接器可以適于與具有相同設(shè)計(jì)的固定的料箱連接件配合。這大幅減少了獨(dú)特部件的所需數(shù)量。
【專利說(shuō)明】使用電磁波以確定料箱中的產(chǎn)品的填充料位的雷達(dá)料位計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于雷達(dá)料位計(jì)的料箱饋通系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]雷達(dá)料位計(jì)(RLG)適合用于測(cè)量容納在料箱中的產(chǎn)品例如過(guò)程流體、顆粒復(fù)合物以及其它材料的料位。這種雷達(dá)料位計(jì)的示例可以包括用于發(fā)送和接收微波的收發(fā)器、信號(hào)傳播裝置以及處理電路，信號(hào)傳播裝置設(shè)置成將微波向表面引導(dǎo)并且將由表面反射的微波返回至收發(fā)器，處理電路適于基于由收發(fā)器發(fā)送的微波和接收的微波之間的關(guān)系確定填充料位。
[0004]信號(hào)傳播裝置可以是定向天線，定向天線適于將自由傳播的電磁波發(fā)射到料箱中并且接收這些電磁波的反射。這種RLG有時(shí)被稱為非接觸式RLG。天線可以適于特定的頻帶，并且現(xiàn)今最常用的頻帶具有6GHz和24GHz的中心頻率。顯然，適于這種相隔甚遠(yuǎn)頻帶的天線在結(jié)構(gòu)上將是不同的，并且需要不同的波導(dǎo)器進(jìn)行匹配。
[0005]可替代地，信號(hào)傳播裝置可以是探針，探針延伸到料箱中的產(chǎn)品中。發(fā)射的信號(hào)由探針引導(dǎo)，并且RLG經(jīng)常被稱為波導(dǎo)雷達(dá)(GWR)料位計(jì)。存在數(shù)種不同類型的探針，每種探針適于特定的中心頻率并且具有不同的結(jié)構(gòu)特征。
[0006]雷達(dá)料位計(jì)將必須適于信號(hào)傳播裝置的類型和設(shè)計(jì)。更特別地，料箱饋通結(jié)構(gòu)與料箱凸緣牢固地配合并且用作料箱與雷達(dá)料位計(jì)之間的接口，料箱饋通結(jié)構(gòu)將需要特別適于信號(hào)傳播裝置。當(dāng)然，料箱饋通結(jié)構(gòu)也需要特別適于料箱凸緣的尺寸和類型。這導(dǎo)致需要由雷達(dá)料位計(jì)的供應(yīng)商制造和儲(chǔ)存大量單獨(dú)部件。這進(jìn)而導(dǎo)致低效率的物流和制造成本。
[0007]實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的是減輕這些問(wèn)題并且提供可以與用于任意給定的料箱凸緣的各種不同信號(hào)傳播裝置一起使用的雷達(dá)料位計(jì)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的方面，通過(guò)如下的雷達(dá)料位計(jì)實(shí)現(xiàn)該目的和其它目的，該雷達(dá)料位計(jì)包括:收發(fā)器，收發(fā)器用于發(fā)送電磁發(fā)送信號(hào)以及接收電磁回波信號(hào)；處理電路，處理電路連接至收發(fā)器，用于基于電磁回波信號(hào)確定填充料位；信號(hào)傳播裝置，信號(hào)傳播裝置用于向產(chǎn)品的表面引導(dǎo)電磁發(fā)送信號(hào)并且從表面返回反射作為電磁回波信號(hào)；以及料箱饋通結(jié)構(gòu)。料箱饋通結(jié)構(gòu)包括:固定的料箱連接件，固定的料箱連接件設(shè)置成固定至料箱，固定的部件具有通孔，通孔具有抵接表面；以及料箱連接轉(zhuǎn)接器，料箱連接轉(zhuǎn)接器以與抵接表面抵接的方式設(shè)置在通孔中；耦合裝置，耦合裝置設(shè)置在通孔中并且置靠料箱連接轉(zhuǎn)接器，耦合裝置通過(guò)饋通結(jié)構(gòu)提供收發(fā)器與信號(hào)傳播裝置之間的電磁耦合；以及緊固構(gòu)件，緊固構(gòu)件附接至固定的料箱連接件并且將耦合裝置固定在料箱連接轉(zhuǎn)接器與緊固構(gòu)件之間。
[0010]根據(jù)這種設(shè)計(jì)，不同料箱連接轉(zhuǎn)接器可以適于與具有相同設(shè)計(jì)的固定的料箱連接件配合。這大幅地減少了獨(dú)特部件的所需數(shù)量。例如，為了使得能夠?qū)⑺膫€(gè)不同類型的信號(hào)傳播裝置安裝至四個(gè)不同的料箱連接件，本實(shí)用新型將所需部件的數(shù)量從16個(gè)減少至8個(gè)。
[0011]在雷達(dá)料位計(jì)一即以高頻電磁信號(hào)操作的料位計(jì)一一的情況下，環(huán)繞耦合裝置的料箱連接轉(zhuǎn)接器優(yōu)選由導(dǎo)電材料例如金屬制成。另外，固定的料箱連接件可以由與轉(zhuǎn)接器相同的材料制成，使得固定的料箱連接件和料箱連接轉(zhuǎn)接器一起形成整體的料箱連接。
[0012]耦合裝置可以包括延伸通過(guò)電介質(zhì)套筒的導(dǎo)電信號(hào)傳輸構(gòu)件。然后，信號(hào)傳播裝置可以包括連接至信號(hào)傳輸構(gòu)件的傳輸線探針。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，料箱連接轉(zhuǎn)接器用作同軸線的外導(dǎo)體，并且信號(hào)傳輸構(gòu)件用作中央導(dǎo)體。
[0013]可替代地，料箱連接轉(zhuǎn)接器可以形成中空波導(dǎo)器的一部分，中空波導(dǎo)器將收發(fā)器與信號(hào)傳播裝置連接。另外，固定的料箱連接件可以形成波導(dǎo)器的一部分。中空波導(dǎo)器可以可選地填充有電介質(zhì)填充構(gòu)件，以提供料箱的密封。
[0014]可能需要另外的密封構(gòu)件，特別是在高壓狀態(tài)下，以形成料箱的過(guò)程密封。因此，耦合裝置可以包括至少一個(gè)密封構(gòu)件。
[0015]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更加具體地描述，附圖示出了本實(shí)用新型的目前優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0017]圖1為安裝在料箱上的雷達(dá)料位計(jì)的示意圖。
[0018]圖2a_圖2b示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式的料箱饋通結(jié)構(gòu)。
[0019]圖3a_圖3b示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的料箱饋通結(jié)構(gòu)。
[0020]圖4a_圖4b示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第三實(shí)施方式的料箱饋通結(jié)構(gòu)。
[0021]圖5a_圖5b示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第四實(shí)施方式的料箱饋通結(jié)構(gòu)。
[0022]圖6a_圖6d示出了料箱連接件的不同示例。
[0023]【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的雷達(dá)料位計(jì)(RLG) I的示意圖。RLGl安裝在料箱2上，并且RLGl設(shè)置成執(zhí)行對(duì)過(guò)程變量——例如在料箱2中的兩種材料4、5之間的界面3的料位L——的測(cè)量。通常，第一材料是儲(chǔ)存在料箱中的液體4，例如汽油，而第二材料是料箱中的空氣或者其它氣氛5。在一些應(yīng)用中，料箱是非常大的金屬料箱(直徑在IOm量級(jí))。
[0025]雷達(dá)料位計(jì)I包括收發(fā)器電路6、處理電路7以及信號(hào)和電源接口 8，收發(fā)器電路
6、處理電路7以及信號(hào)和電源接口 8都包圍在殼體14中。收發(fā)器電路6電連接至信號(hào)傳播裝置10，信號(hào)傳播裝置10延伸到料箱2中。信號(hào)傳播裝置10設(shè)置成用作轉(zhuǎn)接器，信號(hào)傳播裝置10將電磁波發(fā)送到料箱2中以由界面——在此為料箱2中的產(chǎn)品4的表面3——反射。
[0026]信號(hào)傳播裝置10可以是如圖1中示出的波導(dǎo)傳輸線。該傳輸線可以是懸置在料箱的頂部和底部之間的柔性線，或者可以是延伸到料箱中的剛性探針。該傳輸線可以是單線、雙線、同軸的、或者任意其它類型的適當(dāng)傳輸線。可替代地，信號(hào)傳播裝置是設(shè)置在料箱的頂部中的自由傳播天線(圖1中未示出)。在這種情況下，所傳輸?shù)男盘?hào)必須是微波信號(hào)，例如調(diào)制的脈沖。
[0027]RLGl還包括料箱饋通結(jié)構(gòu)12，料箱饋通結(jié)構(gòu)12適于提供更好的壓力密封通道，壓力密封通道用于使電磁信號(hào)通過(guò)料箱的壁，由此允許在收發(fā)器電路6與信號(hào)傳播裝置10之間傳輸發(fā)送信號(hào)和返回信號(hào)。料箱饋通結(jié)構(gòu)12固定地安裝至料箱凸緣13，并且信號(hào)傳播裝置10和殼體14機(jī)械地固定至料箱饋通結(jié)構(gòu)12。下文中將參照?qǐng)D2至圖5描述料箱饋通結(jié)構(gòu)12的多個(gè)實(shí)施方式。
[0028]圖2至圖3示出了適于波導(dǎo)雷達(dá)(GWR)信號(hào)傳播裝置的實(shí)施方式。在這些實(shí)施方式中，料箱饋通結(jié)構(gòu)包括多種導(dǎo)電信號(hào)傳輸構(gòu)件，多種導(dǎo)電信號(hào)傳輸構(gòu)件延伸通過(guò)饋通結(jié)構(gòu)。圖4至圖5示出了適于非接觸式(NC)信號(hào)傳播裝置的實(shí)施方式。在這些實(shí)施方式中，替代導(dǎo)電傳輸構(gòu)件，料箱饋通結(jié)構(gòu)在此包括填充有電介質(zhì)構(gòu)件的中央波導(dǎo)器。
[0029]圖2a至圖2b示出了料箱饋通結(jié)構(gòu)21，料箱饋通結(jié)構(gòu)21適于連接至單線傳輸探針22a-22d。圖2a示出適于多種狀態(tài)的四個(gè)不同類型的探針22a-22d。探針22a、22b分別是8_和13_的剛性探針。探針22c、22d是不同類型的柔性探針。主要參照?qǐng)D2b，饋通結(jié)構(gòu)包括固定的料箱連接件23，固定的料箱連接件23由金屬材料通常是鋼制成，固定的料箱連接件23適于與料箱凸緣13牢固地配合(見(jiàn)圖1)。為此，固定的料箱連接件可以具有用于螺釘或者其它緊固件(未示出)的孔24?？商娲?，固定的料箱連接件可以適于焊接至料箱凸緣。
[0030]固定的料箱連接件23還具有開(kāi)口 25，在開(kāi)口 25中設(shè)置有基本上圓筒形的料箱連接轉(zhuǎn)接器26。轉(zhuǎn)接器26在此借助轉(zhuǎn)接器26的環(huán)形突出27a、27b而由料箱連接件23懸置，環(huán)形突出27a、27b置靠開(kāi)口 25中的環(huán)形抵接部28a、28b。用一個(gè)環(huán)形抵接部可以是足夠的?？商娲?，開(kāi)口可以是圓錐形漸縮的，那么，轉(zhuǎn)接器具有匹配的形狀。固定的料箱連接件23和連接器26形成整體結(jié)構(gòu)?？蛇x地，轉(zhuǎn)接器26壓配合在開(kāi)口 25中或者以其它方式固定在開(kāi)口 25中。
[0031]料箱連接件23和轉(zhuǎn)接器26形成整體結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)具有從料箱2的內(nèi)部延伸至外部的開(kāi)口 29。在所示出的情況下，轉(zhuǎn)接器26懸置在固定的料箱連接件的下(面向內(nèi))部23a中，使得開(kāi)口 29的上(面向外)部由延伸到轉(zhuǎn)接器26上方的料箱連接件23的開(kāi)口 25的上部25b形成?？商娲?，轉(zhuǎn)接器26可以與料箱連接結(jié)構(gòu)的上表面23c齊平，或者甚至延伸到表面23c上方。在所示示例中，轉(zhuǎn)接器26的底表面26a與料箱連接件23的底表面23d齊平。
[0032]在開(kāi)口 29中設(shè)置有耦合裝置30，耦合裝置30適于提供電路6與探針22a_22d之間的電磁耦合。耦合裝置30在此包括電介質(zhì)套筒31，電介質(zhì)套筒31通常由相對(duì)較軟的電介質(zhì)材料例如聚四氟乙烯(PTFE)制成。套筒31由轉(zhuǎn)接器26懸置并且限定延伸通過(guò)轉(zhuǎn)接器26的通道32。在該通道32中設(shè)置有諸如銅之類的導(dǎo)電材料的傳輸構(gòu)件34。
[0033]傳輸構(gòu)件34具有外端34a和內(nèi)端34b，外端34a設(shè)置有用于連接至收發(fā)器電路6的端子35，內(nèi)端34b適于與探針22a-22d連接。在所示情況中，傳輸構(gòu)件34是具有突出腰部(girdle)36的基本上圓柱形元件，突出腰部36置靠通道32的上端中的環(huán)形抵接部37，由此懸置傳輸構(gòu)件34，使得內(nèi)端34b延伸到轉(zhuǎn)接器26的端部下方。端子35在此由用于接收插針39的孔38形成，插針39優(yōu)選地由銅或者類似材料制成。
[0034]稱合裝置還包括電介質(zhì)蓋40,電介質(zhì)蓋40設(shè)置在套筒31的頂部上以形成包圍傳輸構(gòu)件34的電介質(zhì)外殼。蓋40具有中央開(kāi)口 41，插針39延伸通過(guò)中央開(kāi)口 41。
[0035]應(yīng)當(dāng)指出，腰部36和環(huán)形抵接部37不能過(guò)于突出，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致對(duì)傳輸構(gòu)件34所發(fā)送的微波信號(hào)的干擾。因此，在當(dāng)傳輸構(gòu)件34受到顯著的負(fù)載和/或料箱饋通結(jié)構(gòu)21(并且由此套筒31)的溫度升高的情況下，傳輸構(gòu)件34可以被迫使滑動(dòng)通過(guò)抵接部37。因此，在所示的情況下，套筒31包括外部件31a和內(nèi)部件31b，外部件31a設(shè)置成置靠轉(zhuǎn)接器26，內(nèi)部件31b設(shè)置在外部件33a的內(nèi)部并且形成通道32的上部。這允許內(nèi)部件31b由結(jié)構(gòu)上較高強(qiáng)度的電介質(zhì)材料例如陶瓷制成，從而為傳輸構(gòu)件34提供堅(jiān)固的抵接部37，與例如PTFE相比，抵接部37較軟并且較不易受升高的溫度影響。如果內(nèi)部件31a和外部件31b的材料是匹配的，那么內(nèi)部件31b所置靠的抵接部33可以制得足夠大而不會(huì)引起任何干擾。
[0036]圖2b中的料箱饋通結(jié)構(gòu)21還包括金屬緊固構(gòu)件43，金屬緊固構(gòu)件43設(shè)置成固定至料箱連接件23，使得耦合裝置30夾在金屬緊固構(gòu)件43與料箱連接件23之間。在所示的情況下，緊固件43是具有外螺紋44的鋼帽。料箱連接件23的上部的內(nèi)側(cè)具有相對(duì)應(yīng)的螺紋45，使得帽43可以牢固地螺合就位。鋼帽43具有中央開(kāi)口 46，插針39延伸通過(guò)中央開(kāi)Π 46。
[0037]耦合裝置30可以設(shè)置成提供過(guò)程密封，即防止?jié)撛诎óa(chǎn)品的料箱氣氛以氣態(tài)形式離開(kāi)料箱的密封。例如，這可以通過(guò)多個(gè)密封元件——例如包含在耦合裝置中的O型環(huán)48a-48c——來(lái)實(shí)現(xiàn)。在所示示例中，兩個(gè)O型環(huán)48a設(shè)置在套筒31與料箱連接件23之間，而兩個(gè)O型環(huán)48b設(shè)置在電介質(zhì)套筒31與傳輸構(gòu)件34之間。
[0038]圖3a_圖3b示出在此適于連接至同軸探針52的料箱饋通結(jié)構(gòu)51的另一示例。同軸探針52包括由中空結(jié)構(gòu)54a包圍的中央導(dǎo)體53，中空結(jié)構(gòu)54a可選地具有開(kāi)口以允許料箱中的容納物自由地穿過(guò)該結(jié)構(gòu)。探針52可以根據(jù)應(yīng)用而具有不同直徑，并且左側(cè)示出了具有更大直徑的中空結(jié)構(gòu)54b，也稱為靜管(still pipe)。中央導(dǎo)體可以是與圖2a中示出的探針類似的單線探針。單線53可以是8mm探針，而13mm探針可以更適于中空結(jié)構(gòu)54b。
[0039]圖3a-圖3b中的料箱饋通結(jié)構(gòu)的大部分部件極其類似于圖2a_圖2b中的對(duì)應(yīng)元件，并且已經(jīng)由相同附圖標(biāo)記表示。對(duì)這些部件將不作進(jìn)一步描述。
[0040]正如圖2和圖3中所示的，料箱連接轉(zhuǎn)接器56由料箱連接件23懸置。與圖2a_圖2b中的料箱連接轉(zhuǎn)接器26相比，圖3a-圖3b中的料箱連接轉(zhuǎn)接器56在其軸向方向上——即在垂直于料箱壁的方向上一具有更大延伸。
[0041]參照?qǐng)D3a，圖3a示出了處于組裝狀態(tài)的料箱饋通結(jié)構(gòu)51，因此，轉(zhuǎn)接器56的下部56a延伸到料箱連接件23的底表面23d下方。該下部56a的外表面設(shè)置有螺紋57。同軸探針52的中空結(jié)構(gòu)54a、54b具有相對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋55，使得結(jié)構(gòu)53可以附接至料箱饋通結(jié)構(gòu)51。
[0042]圖4至圖5示出了適于連接至諸如天線喇叭之類的定向天線的料箱饋通結(jié)構(gòu)的示例。因此，料箱饋通結(jié)構(gòu)限定波導(dǎo)器，波導(dǎo)器從天線喇叭延伸通過(guò)料箱壁并且延伸到料箱饋通結(jié)構(gòu)的上部。電路6通過(guò)適當(dāng)?shù)酿伣o裝置一例如饋給探針(未示出)一連接至波導(dǎo)器的上部。
[0043]圖4a-圖4b中的饋通結(jié)構(gòu)61和天線喇叭62設(shè)計(jì)用于約6GHz的工作頻率。中空波導(dǎo)器60由料箱饋通結(jié)構(gòu)限定并且通常填充有電介質(zhì)材料。在所示的情況下，對(duì)于PTFE的填充構(gòu)件，中空波導(dǎo)器60具有25_量級(jí)的直徑。
[0044]主要參照?qǐng)D4b，饋通結(jié)構(gòu)61包括在此與圖2和圖3中的料箱連接件23相同的固定的料箱連接件23?；旧蠄A筒形料箱連接轉(zhuǎn)接器66配合在開(kāi)口 65中。正如圖2和圖3中所示的，轉(zhuǎn)接器66由料箱連接件23懸置，使得料箱連接件23和轉(zhuǎn)接器66形成整體的結(jié)構(gòu)。[0045]在所示的情況下，轉(zhuǎn)接器66懸置在固定的料箱連接件23的下(料箱側(cè))部23a中，使得料箱連接件23的上(外側(cè))部23b延伸到轉(zhuǎn)接器66上方?？商娲兀D(zhuǎn)接器66可以與料箱連接結(jié)構(gòu)的上表面23c齊平，或者甚至延伸到表面23c上方。另外，在所示的示例中，轉(zhuǎn)接器66的下(料箱側(cè))部66a延伸超過(guò)料箱連接件23的底表面23d。螺紋67在此形成在下部66a的外圍表面上，并且天線喇叭62具有相對(duì)應(yīng)的螺紋68以使得能夠?qū)⑻炀€喇叭容易地安裝至料箱連接轉(zhuǎn)接器。
[0046]轉(zhuǎn)接器66具有通道69，通道69形成波導(dǎo)器60的下部。在通道69中設(shè)置有耦合裝置，耦合裝置在此為電介質(zhì)波導(dǎo)填充元件71的形式，并且通常由相對(duì)較軟的電介質(zhì)材料例如PTFE制成。構(gòu)件71呈基本上圓柱形的形狀，帶有漸縮端部71a和71b并且具有呈較大直徑的腰部72。腰部72置靠轉(zhuǎn)接器66的上凸緣66b。腰部還具有圍繞其外圍表面的兩個(gè)環(huán)形槽73，兩個(gè)環(huán)形槽73適于接收密封元件，例如O型環(huán)74。漸縮下端部71b延伸超過(guò)轉(zhuǎn)接器66的下部66a并且延伸到天線喇叭62中。
[0047]大致圓筒形金屬緊固構(gòu)件75配合在填充元件71的頂部上，金屬緊固構(gòu)件75具有內(nèi)部通道76，內(nèi)部通道76形成波導(dǎo)器60的上部。通道69和76的直徑在此相同，但是可以可選地不同以提供適當(dāng)?shù)钠ヅ?。由此，填充元?1夾在轉(zhuǎn)接器66與緊固構(gòu)件75之間，填充元件71、轉(zhuǎn)接器66以及緊固構(gòu)件75 —起形成中空波導(dǎo)器60。
[0048]圖5a-圖5b中的饋通結(jié)構(gòu)81和天線喇叭82設(shè)計(jì)用于約26GHz的工作頻率。中空波導(dǎo)器80由料箱饋通結(jié)構(gòu)限定并且通常填充有電介質(zhì)材料。在所示的情況下，對(duì)于PTFE的填充構(gòu)件，中空波導(dǎo)器80具有大約5-6_的直徑。
[0049]主要參照?qǐng)D5b，饋通結(jié)構(gòu)81包括與圖2和圖3中的料箱連接件23相同的固定的料箱連接件23。基本上圓筒形的料箱連接轉(zhuǎn)接器86配合在開(kāi)口 85中。正如圖2和3所示的，轉(zhuǎn)接器86由料箱連接件23懸置，但是在這種情況下，其僅由下抵接部28a懸置。
[0050]在所示的情況下，轉(zhuǎn)接器86懸置在固定的料箱連接件的下(面向內(nèi))部23a中，使得料箱連接件23的上(面向外)部23b延伸到轉(zhuǎn)接器86上方。可替代地，轉(zhuǎn)接器86可以與料箱連接結(jié)構(gòu)的上表面23c齊平，或者甚至延伸到表面23c上方。另外，在所示的示例中，轉(zhuǎn)接器86的下(面向內(nèi))部86a延伸超過(guò)料箱連接件23的底表面23d。螺紋87在此形成在下部86a的外圍表面上，并且天線喇叭82具有相對(duì)應(yīng)的螺紋88以使得能夠?qū)⑻炀€喇叭82更容易地安裝至料箱連接轉(zhuǎn)接器81。
[0051]轉(zhuǎn)接器86具有通道89，通道89形成波導(dǎo)器80的下部。通道的底部89a是向外呈錐形的，即越靠近料箱的內(nèi)部變得越寬，從而提供與天線喇叭82的匹配。在通道89中設(shè)置有耦合裝置90，耦合裝置90在此包括電介質(zhì)波導(dǎo)填充元件91，電介質(zhì)波導(dǎo)填充元件91通常由相對(duì)較軟的電介質(zhì)材料例如PTFE制成。構(gòu)件91具有第一長(zhǎng)形中央部分92、從該中央部分延伸出來(lái)的第二盤形部分93以及從該盤形部分的外圍向上延伸的第三圓筒形部分94。由此，第二部分和第三部分形成桶的形狀。在盤形部分93的上表面93a上還形成有環(huán)形突起95,環(huán)形突起95意在用作四分之一波長(zhǎng)扼流圈。
[0052]中央部分92具有漸縮的下端部92a，漸縮的下端部92a延伸到通道89的錐形部分89a中。中央部分92的上端部92b還是略微漸縮的，并且在中央部分92的上端部92b的端部處具有凹口 96，結(jié)構(gòu)上強(qiáng)的電介質(zhì)材料——例如樹(shù)脂、玻璃或者鋁氧化物——的針97配合在凹口 96中。[0053]針97由中間金屬元件98保持就位，中間金屬元件98適于配合在所述桶的內(nèi)部中并且具有內(nèi)部空間99，內(nèi)部空間99形成以接收中央部分92的上端部92b。金屬元件98具有開(kāi)口 100，針97延伸通過(guò)開(kāi)口 100。第二波導(dǎo)電介質(zhì)填充元件101設(shè)置在金屬元件98上，并且在第二波導(dǎo)電介質(zhì)填充元件101的下端部中具有適于接收針的凹口 102。
[0054]針97由金屬元件98保持就位用于防止相對(duì)較軟的電介質(zhì)波導(dǎo)填充元件被料箱內(nèi)的壓力推出通道89，特別是在升高溫度的狀態(tài)過(guò)程中。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)用于26GHz、具有PTFE的波導(dǎo)填充件的饋通結(jié)構(gòu)81可以在高達(dá)200攝氏度的溫度下經(jīng)受高達(dá)40bar的壓力。
[0055]料箱饋通結(jié)構(gòu)81還包括金屬緊固構(gòu)件103，金屬緊固構(gòu)件103設(shè)置成固定至料箱連接件23，使得包括波導(dǎo)填充元件91和101、以及針97和金屬構(gòu)件98的耦合裝置90夾在料箱連接件23與緊固構(gòu)件103之間。在所示的情況下，緊固構(gòu)件103具有外螺紋104，外螺紋104與在料箱連接件23的上部23b的內(nèi)側(cè)上的螺紋105相對(duì)應(yīng)，使得緊固構(gòu)件103可以牢固地螺合就位。緊固構(gòu)件103還具有通道106，通道106適于圍繞第二波導(dǎo)填充元件101以形成波導(dǎo)器80的上部。
[0056]饋通結(jié)構(gòu)還可以包括過(guò)程密封，即防止?jié)撛诘匕óa(chǎn)品的料箱氣氛以氣體形式離開(kāi)料箱的密封。例如，這可以由包括在耦合裝置中的多個(gè)密封元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施方式中，正如在圖4a-圖4b中的實(shí)施方式中的情況，密封元件不圍繞填充構(gòu)件91設(shè)置。原因在于，圖5a-圖5b中的實(shí)施方式意在用于升高的溫度。在這種狀態(tài)下，PTFE填充構(gòu)件的直徑的潛在變化使得很難密封。為此，填充構(gòu)件具有上文描述的桶形，并且諸如O型環(huán)108a之類的密封元件設(shè)置在圓筒形部分94的內(nèi)側(cè)與緊固構(gòu)件103之間。部分94的材料厚度非常小，由此導(dǎo)致較小的潛在熱膨脹。在此為平環(huán)108b的另一密封元件設(shè)置在料箱連接件23的上環(huán)形抵接部28b與盤形部分93的外圍部分之間。
[0057]應(yīng)當(dāng)指出，在所有上述實(shí)施方式中的料箱連接件23是相同的(或者至少非常類似)。這清楚地說(shuō)明了本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)，其中，相同的料箱連接可以設(shè)置有不同的耦合裝置并且連接至不同類型的信號(hào)傳播裝置(即，探針、天線喇叭等)。在圖6a_圖6d中示出不同的料箱連接件23，、23，，、23，，，的三個(gè)示例。
[0058]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型并不局限于上文描述的優(yōu)選實(shí)施方式。相反，可以在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出很多改型和變型。例如，信號(hào)傳播裝置可以是對(duì)饋通結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)接器作出適當(dāng)改變的另一類型。
【權(quán)利要求】
1.一種使用電磁波以確定料箱中的產(chǎn)品的填充料位的雷達(dá)料位計(jì)，所述雷達(dá)料位計(jì)包括: 收發(fā)器，所述收發(fā)器用于發(fā)送電磁發(fā)送信號(hào)以及接收電磁回波信號(hào)， 處理電路，所述處理電路連接至所述收發(fā)器，用于基于所述電磁回波信號(hào)確定所述填充料位， 信號(hào)傳播裝置，所述信號(hào)傳播裝置用于向所述產(chǎn)品的表面引導(dǎo)所述電磁發(fā)送信號(hào)以及從所述表面返回反射作為所述電磁回波信號(hào)；以及 料箱饋通結(jié)構(gòu)，所述料箱饋通結(jié)構(gòu)包括: -固定的料箱連接件，所述固定的料箱連接件設(shè)置成固定至所述料箱，所述固定的料箱連接件具有通孔，所述通孔具有抵接表面， -料箱連接轉(zhuǎn)接器，所述料箱連接轉(zhuǎn)接器以與所述抵接表面抵接的方式設(shè)置在所述通孔中， -耦合裝置，所述耦合裝置設(shè)置在所述通孔中并且置靠所述料箱連接轉(zhuǎn)接器，所述耦合裝置通過(guò)所述饋通結(jié)構(gòu)提供所述收發(fā)器與所述信號(hào)傳播裝置之間的電磁耦合，以及 緊固構(gòu)件，所述緊固構(gòu)件附接至所述固定的料箱連接件，由此將所述耦合裝置固定在所述料箱連接轉(zhuǎn)接器與所述緊固構(gòu)件之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述饋通結(jié)構(gòu)構(gòu)造成使得當(dāng)所述雷達(dá)料位計(jì)安裝至所述料箱的頂部時(shí)，所述抵接表面面向所述料箱的外部并且所述緊固構(gòu)件附接至所述固定的料箱連接件的上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述固定的料箱連接件和所述料箱連接轉(zhuǎn)接器由相同材料制成，使得所述固定的料箱連接件和所述料箱連接轉(zhuǎn)接器形成整體的料箱連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述料箱連接轉(zhuǎn)接器由導(dǎo)電材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述耦合裝置包括延伸通過(guò)電介質(zhì)套筒的導(dǎo)電信號(hào)傳輸構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述信號(hào)傳播裝置包括連接至所述信號(hào)傳輸構(gòu)件的傳輸線探針。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述傳播裝置包括中空波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述中空波導(dǎo)結(jié)構(gòu)安裝至所述轉(zhuǎn)接器部分并且環(huán)繞所述傳輸線探針，由此形成同軸的探針。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述料箱連接轉(zhuǎn)接器形成中空波導(dǎo)器的一部分，所述中空波導(dǎo)器將所述收發(fā)器與所述信號(hào)傳播裝置連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述固定的料箱連接件形成所述中空波導(dǎo)器的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述耦合裝置包括設(shè)置在所述中空波導(dǎo)器中的電介質(zhì)填充構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述傳播裝置包括安裝至所述料箱連接轉(zhuǎn)接器的定向天線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位計(jì)，其中，所述耦合裝置還包括至少一個(gè)密封構(gòu)件，以形成所述料箱的過(guò)程密封。
【文檔編號(hào)】G01F23/284GK203519109SQ201320261823
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】哈坎·弗雷德里克松 申請(qǐng)人:羅斯蒙特儲(chǔ)罐雷達(dá)股份公司