單導(dǎo)體探頭雷達物位計系統(tǒng)以及罐布置的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種雷達物位計系統(tǒng)以及罐布置。所述雷達物位計系統(tǒng)包括：單導(dǎo)體探頭，其朝向罐中的物品延伸穿過管狀安裝結(jié)構(gòu)并進入到罐中的物品中；屏蔽結(jié)構(gòu)，其與單導(dǎo)體探頭徑向間隔開并且在安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述探頭的頂部部分延伸并通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端；以及處理電路，其連接至收發(fā)器以確定罐中的物品的填充物位。所述屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地包圍所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分并且沿徑向方向敞開以允許物品進入。所述屏蔽結(jié)構(gòu)在管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部呈現(xiàn)大于180°的圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角，以及呈現(xiàn)隨著與所述安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而減小的、圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角。
【專利說明】單導(dǎo)體探頭雷達物位計系統(tǒng)以及罐布置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及包括單導(dǎo)體探頭的雷達物位計系統(tǒng)以及罐布置，該罐布置包括具有管狀安裝結(jié)構(gòu)的罐和附接至該管狀安裝結(jié)構(gòu)的雷達物位計系統(tǒng)，使得單導(dǎo)體探頭穿過該管狀安裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]雷達物位計(RLG)系統(tǒng)廣泛用于確定罐中容納的物品的填充物位。雷達物位計量通常借助于非接觸式測量或者借助于通常被稱為導(dǎo)波雷達(GWR)的接觸式測量來執(zhí)行，在非接觸式測量中朝向罐中容納的物品輻射電磁信號，在接觸式測量中通過充當(dāng)波導(dǎo)裝置的傳輸線探頭引導(dǎo)電磁信號朝向物品并將其導(dǎo)入物品中。探頭通常被布置成從罐的頂部朝向罐的底部豎直延伸。
[0003]電磁發(fā)射信號由收發(fā)器生成并通過探頭朝向罐中物品的表面進行傳播，并且由于在所述表面處對發(fā)射信號的反射而產(chǎn)生的電磁反射信號被反向傳播朝向收發(fā)器。
[0004]可以基于發(fā)射信號和反射信號確定與物品的表面的距離。
[0005]通常，發(fā)射信號不僅在由罐內(nèi)空氣與物品表面之間的界面構(gòu)成的阻抗過渡處反射，而且還在發(fā)射信號遇到的若干個其它阻抗過渡處反射。在GWR系統(tǒng)的情況下，一個這樣的阻抗過渡通常發(fā)生在收發(fā)器與探頭之間的連接處。通常，收發(fā)器位于罐的外部，并且經(jīng)由穿過罐的壁(通常為頂部)的饋孔(feed-through)連接至探頭。
[0006]這樣的饋孔通常由同軸線構(gòu)成，所述同軸線具有作為其內(nèi)部導(dǎo)體的探頭、作為其外部導(dǎo)體的罐壁或附接至罐的連接件以及設(shè)置在內(nèi)部導(dǎo)體與外部導(dǎo)體之間的介電構(gòu)件。
[0007]由于對于在機械上充分強壯的內(nèi)部導(dǎo)體與實際的外部導(dǎo)體直徑的組合需要，遠高于約50Ω的饋孔阻抗幾乎是不可行的。因此，由于饋孔的結(jié)構(gòu)，饋電裝置的阻抗通常與典型的同軸線纜的阻抗相似，也就是約50 Ω。
[0008]雷達物位計系統(tǒng)通常安裝在從罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)上。這樣的安裝結(jié)構(gòu)(通常被稱為“管嘴”)可以為焊接至罐并且在其上端裝備有法蘭以使得能夠附接儀器(諸如雷達物位計系統(tǒng)或盲板法蘭)的管道。管狀安裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑通?？梢栽?br> 0.1m與0.2m之間，并且通常長度可以為大約0.5m。在包括管狀安裝結(jié)構(gòu)(管嘴)的罐布置中，通常在安裝結(jié)構(gòu)的上端處將探頭機械地連接至罐，并且探頭在進入罐本身之前穿過安裝結(jié)構(gòu)、通過安裝結(jié)構(gòu)的下端。在安裝結(jié)構(gòu)的上端，可以通過穿過罐邊界的饋孔將探頭電連接至雷達物位計系統(tǒng)的收發(fā)器。
[0009]對于有時也稱為古搏探頭(Goubau probe)的單導(dǎo)體探頭，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由探頭引導(dǎo)的電磁信號的傳播受到管狀安裝結(jié)構(gòu)影響，尤其在管狀安裝結(jié)構(gòu)相對窄且高的情況下。
[0010]管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的單導(dǎo)體探頭不具有表面波導(dǎo)裝置的特性，而是取決于管狀安裝結(jié)構(gòu)的尺寸實際上如同具有信號傳播特性的同軸傳輸線。特別地，管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳輸線的阻抗可以為150Ω的量級并且可以隨安裝變化。因此，將在饋孔與管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部之間的界面處存在第一阻抗級，并且在管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端處存在第二阻抗級。
[0011]管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端處的相對大的阻抗級(約150 Ω至約370 Ω)可能干擾接近管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端的填充物位的測量。事實上，由于以上提及的阻抗級所產(chǎn)生的不匹配回波可能比來自油表面的回波更強。另外，在饋孔處的阻抗過渡與在管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗過渡之間的多次反射可能導(dǎo)致額外的回波信號，該回波信號可能干擾遠低于管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端處的填充物位測量。
[0012]根據(jù)US6690320，通過在管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置同軸線纜延伸件直至探頭離開管狀安裝結(jié)構(gòu)之后為止，以使得具有同軸延伸件的探頭與收發(fā)器和探頭之間的饋線具有相同的阻抗(約50Ω)，來解決由管狀安裝結(jié)構(gòu)的端部處的反射所引起的問題。使用這樣的配置，實際上在管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部不存在單導(dǎo)體探頭，而單導(dǎo)體探頭開始于管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端以下同軸延伸件結(jié)束處。結(jié)果，將僅存在一個大的阻抗級，但由于該阻抗級位于管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端以下，所以罐頂部的不能執(zhí)行可靠的填充物位測量的區(qū)域(所謂的死區(qū))將開始于同軸延伸件的端部(在管狀安裝結(jié)構(gòu)以下)，并且將仍然是有意義的。此外，存在因同軸延伸件的端部處的強反射導(dǎo)致的嚴重的信號損失，這限制了最大可測量距離。一些信號還將找到其直到管狀安裝結(jié)構(gòu)(管嘴)中的路徑，并且進一步干擾回波情況。
[0013]為了改進上述情況，EP2490040公開了一種包括單導(dǎo)體探頭和被提供給探頭并沿探頭的一部分延伸的阻抗匹配配置的雷達物位計系統(tǒng)。阻抗匹配布置具有徑向延伸，該徑向延伸可以為恒定的或者隨著管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的第一變化率而改變，并且隨著與具有第二負變化率的管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離的增加而改變。阻抗匹配布置(介電套管)降低阻抗并且局部減小由于在管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)射的電磁信號所產(chǎn)生的電磁場的徑向延伸，于是提供從管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)的阻抗到罐本身中的探頭的阻抗的阻抗的逐漸改變，該探頭在管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端以下。
[0014]盡管根據(jù)EP2490040的方案提供了在確定接近罐頂部的填充物位時的改進，并且使得能夠測量管狀安裝結(jié)構(gòu)(管嘴)的至少下部中的填充物位，但是期望提供管嘴中較高填充物位的改進的測量。
實用新型內(nèi)容
[0015]鑒于以上內(nèi)容，本實用新型的總體目的是提供改進的雷達物位計系統(tǒng)和罐布置，特別是使用延伸穿過罐的頂部處的管狀安裝結(jié)構(gòu)的單導(dǎo)體探頭來提供管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的填充物位的改進的測量。
[0016]根據(jù)本實用新型的第一方面，通過用于確定罐中的物品的填充物位的雷達物位計系統(tǒng)來實現(xiàn)這些和其它目的，該罐具有從罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)，該雷達物位計系統(tǒng)包括:收發(fā)器，其布置在所述罐的外部以生成、發(fā)射以及接收電磁信號；單導(dǎo)體探頭，其布置在所述罐的內(nèi)部并且經(jīng)由布置在所述安裝結(jié)構(gòu)的上端處的饋孔電連接至收發(fā)器，所述單導(dǎo)體探頭朝向罐中的物品基本上豎直地延伸穿過所述安裝結(jié)構(gòu)、通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端并進入到罐中的物品中，以用于朝向物品的表面引導(dǎo)來自所述收發(fā)器的電磁發(fā)射信號穿過罐的空氣，并且用于朝向所述收發(fā)器返回由于所述發(fā)射信號在所述表面處的反射而產(chǎn)生的電磁表面反射信號；導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)，其與所述單導(dǎo)體探頭徑向間隔開并且在所述安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分延伸并通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端；以及處理電路，其連接至所述收發(fā)器以基于所述發(fā)射信號和所述表面反射信號來確定填充物位，其中所述屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地包圍所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分并且沿徑向方向敞開以允許物品進入，從而使得能夠測量與所述探頭的頂部部分對應(yīng)的填充物位，所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括在所述安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述單導(dǎo)體探頭延伸的第一部分以及在所述安裝結(jié)構(gòu)的下端以下沿所述單導(dǎo)體探頭延伸的第二部分；其中所述屏蔽結(jié)構(gòu)在與所述單導(dǎo)體探頭的延伸垂直的橫截面中呈現(xiàn)了如下角:在所述第一部分中呈現(xiàn)大于180°的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角；以及在第二部分中呈現(xiàn)隨著與所述安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而減小的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角。
[0017]根據(jù)本實用新型的第二方面，通過罐布置來實現(xiàn)以上提及的目的和其它目的，該罐布置包括:罐，其具有從罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)，該罐容納待計量的物品；以及雷達物位計系統(tǒng)，其用于確定罐中容納的物品的填充物位，該雷達物位計系統(tǒng)包括:收發(fā)器，其布置在罐的外部用于生成、發(fā)射以及接收電磁信號；單導(dǎo)體探頭，其布置在罐的內(nèi)部并且經(jīng)由布置在安裝結(jié)構(gòu)的上端處的饋孔電連接至收發(fā)器，該單導(dǎo)體探頭朝向罐中的物品基本上豎直延伸穿過安裝結(jié)構(gòu)、通過安裝結(jié)構(gòu)的下端并進入到罐中的物品中，以用于朝向物品的表面引導(dǎo)來自收發(fā)器的電磁發(fā)射信號穿過罐的空氣，并且用于朝向收發(fā)器返回由于發(fā)射信號在所述表面處的反射而產(chǎn)生的電磁表面反射信號；導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)，其與單導(dǎo)體探頭徑向間隔開并且在安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿單導(dǎo)體探頭的頂部部分延伸并通過安裝結(jié)構(gòu)的下端；以及處理電路，其連接至收發(fā)器以用于基于發(fā)射信號和表面反射信號來確定填充物位，其中屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地包圍單導(dǎo)體探頭的頂部部分并且沿徑向方向敞開以允許物品進入，從而使得能夠測量與探頭的頂部部分對應(yīng)的填充物位，屏蔽結(jié)構(gòu)包括在安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿單導(dǎo)體探頭延伸的第一部分以及在安裝結(jié)構(gòu)的下端以下沿單導(dǎo)體探頭延伸的第二部分；其中屏蔽結(jié)構(gòu)在與單導(dǎo)體探頭的延伸垂直的橫截面中呈現(xiàn)如下角:在第一部分中呈現(xiàn)大于180°的、圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角；以及在第二部分中呈現(xiàn)隨著與安裝結(jié)構(gòu)下端的距離增加而減小的、圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角。
[0018]屏蔽結(jié)構(gòu)沿徑向方向敞開以允許物品進入，使得物品充分接近單導(dǎo)體探頭，從而即使當(dāng)物品的表面比屏蔽結(jié)構(gòu)的下端高時表面處的阻抗過渡導(dǎo)致可測的回波信號。例如，單導(dǎo)體探頭與屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁之間的空間可以為基本上空的，或者可以部分地填充有介電質(zhì)，只要物品可以充分接近單導(dǎo)體探頭即可。
[0019]罐可以為能夠容納物品的任何容器或者器皿。
[0020]“收發(fā)器”可以為能夠發(fā)射和接收電磁信號的一個功能單元，或者可以為包括獨立的發(fā)射器單元和接收器單元的系統(tǒng)。
[0021]單導(dǎo)體探頭可以為基本上剛性或柔性的，并可以由金屬(例如不銹鋼)制成。
[0022]當(dāng)雷達物位計系統(tǒng)被布置成使得探頭通過罐的管狀安裝結(jié)構(gòu)(管嘴)時，探頭將在管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的罐內(nèi)以及在管狀安裝結(jié)構(gòu)以下但管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從探頭到管狀安裝結(jié)構(gòu)的壁(導(dǎo)電)的距離將比探頭與管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端以下的罐壁之間的距離短得多。
[0023]本實用新型是基于如下認識的:可以通過在單導(dǎo)體探頭與管狀安裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁之間提供導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)來基本上去除在管狀安裝結(jié)構(gòu)下端處的阻抗過渡并且使得能夠進行管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的測量，其中屏蔽結(jié)構(gòu)被配置使得徑向敞開以允許物品進入并且呈現(xiàn)通過管嘴的下端的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的大于180°的總包圍弧角。這將減小管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部圍繞單導(dǎo)體探頭的電場的徑向延伸，并且仍然使得能夠測量甚至管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的填充物位。為了還實現(xiàn)在屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處充分小的阻抗過渡，本實用新型人已經(jīng)意識到屏蔽結(jié)構(gòu)的徑向開口應(yīng)當(dāng)在管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端以下隨著與管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而增加。換句話說，在管狀安裝結(jié)構(gòu)以下，圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角應(yīng)當(dāng)隨著與安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而減小。這提供了減小的因反射的信號損失并且因此提供了增加的測量范圍。
[0024]當(dāng)包圍弧角隨著與管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而減小時，探頭導(dǎo)體屏蔽結(jié)構(gòu)裝置將接近雙導(dǎo)體傳輸線探頭，并且在屏蔽結(jié)構(gòu)的下端以下，在該雙導(dǎo)體傳輸線探頭與單導(dǎo)體傳輸線探頭之間將存在突變的阻抗過渡(從約250 Ω到約370 Ω)。然而，該阻抗過渡具有已知的幅度并且發(fā)生在沿單導(dǎo)體探頭的已知位置處，這使得以軟件處理該阻抗過渡的影響是可行的。由于管狀安裝結(jié)構(gòu)的尺寸通常在不同裝置之間變化并且可能難以可靠地表征和補償，所以將發(fā)生在已知位置處并且具有已知特性的剩余的阻抗過渡與管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗過渡具有重要的差別。因此，本實用新型人的另一個重要的見解是，盡管大量的阻抗過渡仍然存在，但是使用軟件來減輕所述阻抗過渡的影響而無需基于雷達物位計系統(tǒng)的安裝或操作的過度的工作量是可行的。
[0025]因此，可以基本上去除管狀安裝結(jié)構(gòu)的影響，并且同時使得能夠確定更接近罐的頂部處的填充物位。
[0026]此外，這可以通過提供相對魯棒并可靠的屏蔽結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。預(yù)期根據(jù)本實用新型的實施方式的屏蔽結(jié)構(gòu)將相對地易于安裝，甚至作為現(xiàn)有雷達物位計裝置的附加物。
[0027]在管狀安裝結(jié)構(gòu)的下端以下單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置的阻抗增加越多，則屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗級的影響將越小，并且以軟件處理由于屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗級所產(chǎn)生的剩余的回波信號將越容易。
[0028]根據(jù)本實用新型的各種實施方式，屏蔽結(jié)構(gòu)可以從而被配置使得在屏蔽結(jié)構(gòu)的第二部分中，總包圍弧角從至少180°減小至小于20°。如果總包圍弧角減小至大約5°至10°，則在屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗將更接近自由空間(屏蔽結(jié)構(gòu)的下端以下)中的單導(dǎo)體探頭的阻抗。例如，對于具有32mm的內(nèi)徑的管狀屏蔽結(jié)構(gòu)和具有4mm的直徑的探頭，約7°的總包圍弧角將導(dǎo)致約350 Ω的阻抗，這非常接近約370 Ω的自由空間傳播阻抗?？梢允褂密浖菀椎貋硌a償這樣的小阻抗級。
[0029]此外，為了確保從管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的阻抗到屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗的平滑阻抗過渡，特別地當(dāng)單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置接近雙導(dǎo)體傳輸線時，以上提及的屏蔽結(jié)構(gòu)的第二部分可以沿單導(dǎo)體探頭有利地延伸至少下述距離，該距離與雷達物位計系統(tǒng)的距離分辨率對應(yīng)。雷達物位計系統(tǒng)的距離分辨率與發(fā)射信號的帶寬成反比，并且對于IGHz的帶寬為大約15cm。
[0030]這將提供用于發(fā)射信號穿過空氣以及穿過油(其可以被假設(shè)為具有約2.25的相對介電常數(shù))來傳播的平滑阻抗過渡，該平滑阻抗過渡對在屏蔽結(jié)構(gòu)被至少部分地浸沒在罐中的物品(例如油)中的情況下來提供可靠的測量是重要的。
[0031]為了在以上提及的屏蔽結(jié)構(gòu)的第二部分中提供期望的平滑阻抗過渡，圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角可以在第二部分中有利地連續(xù)減小。特別是當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地被罐中的物品覆蓋時，以及當(dāng)物品的表面在屏蔽結(jié)構(gòu)的下端以下時，這樣的結(jié)構(gòu)可以提供平滑的阻抗過渡。
[0032]在實施方式中，從安裝結(jié)構(gòu)的下端到屏蔽結(jié)構(gòu)的下端，圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角可以連續(xù)地減小。
[0033]為了更進一步減小屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗級，屏蔽結(jié)構(gòu)的最接近屏蔽結(jié)構(gòu)的下端的部分可以呈現(xiàn)與單導(dǎo)體探頭的逐漸增加的徑向距離。例如，可以通過從例如16mm到例如50mm來逐漸增加距離，將阻抗逐漸增加至約370Ω，從而幾乎消除了屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗級(impedance step)。
[0034]為了充分減小管狀安裝結(jié)構(gòu)對由管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的發(fā)射信號經(jīng)歷的阻抗的影響，在第一部分中從安裝結(jié)構(gòu)的上端到安裝結(jié)構(gòu)體的下端，圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角可以有利地大于180°。
[0035]有利的是可以更進一步減小管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電場的延伸。為此，在第一部分中，圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角可以大于270°。
[0036]根據(jù)各種實施方式，此外，屏蔽結(jié)構(gòu)可以至少在以上提及的第一部分中為基本上管狀的。例如，可以從管開始并去除材料以制成如上所述的在屏蔽結(jié)構(gòu)的第二部分中變寬的縱向縫來制造屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0037]可替代地，屏蔽結(jié)構(gòu)可以通過將適當(dāng)形狀的金屬板的塊進行彎曲來形成，或者可以提供屏蔽結(jié)構(gòu)作為一種俯仰角。
[0038]為使得容易地插入到罐上的大多數(shù)現(xiàn)有的管狀安裝結(jié)構(gòu)(管嘴)中，屏蔽結(jié)構(gòu)的最大橫向尺寸可以有利地小于5cm。
[0039]根據(jù)本實用新型的各種實施方式，雷達物位計系統(tǒng)還可以包括布置在單導(dǎo)體探頭與屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面之間的、用于防止單導(dǎo)體探頭與屏蔽結(jié)構(gòu)之間不需要的接觸的至少一個介電間隔物?？梢詫⒅辽僖粋€介電間隔物附接至單導(dǎo)體探頭，該單導(dǎo)體探頭可以包括柔性金屬絲、基本上剛性的桿或者其組合。此外，可以對該至少一個間隔物穿孔，或不然設(shè)置該至少一個間隔物的形狀以使物品的通道通過介電間隔物。
[0040]有利地，可以將介電間隔物配置成提供基本上相互抵消以提供來自間隔物的非常小的總反射的第一反射和第二反射。
[0041]例如，介電間隔物可以具有沿單導(dǎo)體探頭的、發(fā)射信號的中心波長的約一半的延伸。可替代地，間隔物可以包括第一間隔物部件和第二間隔物部件，它們沿單導(dǎo)體探頭間隔開發(fā)射信號的中心波長的約四分之一。為了進一步減小全反射，間隔物可以包括另外的間隔物部件，其中每個間隔物部件與相鄰的間隔物部件間隔開發(fā)射信號的中心波長的約四分之一。
[0042]根據(jù)本實用新型的實施方式，單導(dǎo)體探頭與屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面之間的徑向距離可以沿屏蔽結(jié)構(gòu)的長度基本上恒定。這可以極大地便利雷達物位計系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝或者為現(xiàn)有安裝添加屏蔽結(jié)構(gòu)。此外，可以改進屏蔽結(jié)構(gòu)的可制造性。
[0043]為了減小以上還提及的從饋孔到單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)裝置的過渡處的第一阻抗級，根據(jù)本實用新型實施方式的雷達物位計系統(tǒng)該可以有利地還包括鄰近饋孔設(shè)置在屏蔽結(jié)構(gòu)與單導(dǎo)體探頭之間的阻抗匹配布置。
[0044]因此，可以實現(xiàn)在饋孔的阻抗(例如約50 Ω)與單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)裝置(例如約250Ω)之間的平滑阻抗過渡。這將減小潛在干擾(多次反射)的發(fā)生并且減小信號損失，這轉(zhuǎn)而提供了增加的測量范圍。
[0045]在本實用新型的實施方式中，可以將阻抗匹配布置構(gòu)造成使得單導(dǎo)體探頭與阻抗匹配布置之間的徑向距離隨著沿探頭與饋孔的距離增加而增加。
[0046]如以上還提及的，根據(jù)本實用新型的實施方式，屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗過渡具有已知的幅度并且發(fā)生在沿單導(dǎo)體探頭的已知位置處，這使得以軟件處理該阻抗過渡的影響是可行的。
[0047]因此，包括在根據(jù)本實用新型的實施方式的雷達物位計系統(tǒng)中的處理電路可以有利地包括信號處理電路，該信號處理電路用于基于發(fā)射信號和反射信號來形成回波信號，并且用于去除由于在屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處對發(fā)射信號的反射而產(chǎn)生的回波。
[0048]此外，根據(jù)本實用新型的各種實施方式的雷達物位計系統(tǒng)可以有利地包括在罐布置內(nèi)，該罐布置還包括具有從罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)的罐。
[0049]罐容納待計量的物品并且雷達物位計系統(tǒng)附接至管狀安裝結(jié)構(gòu)，使得收發(fā)器布置在罐外部并且使得單導(dǎo)體探頭朝向物品延伸穿過管狀安裝結(jié)構(gòu)并進入到物品中。
[0050]綜上所述，本實用新型因此涉及一種雷達物位計系統(tǒng)，該雷達物位計系統(tǒng)包括:單導(dǎo)體探頭，其朝向罐中的物品延伸穿過管狀安裝結(jié)構(gòu)并進入到罐中的物品中；屏蔽結(jié)構(gòu)，其與單導(dǎo)體探頭徑向間隔開并且在安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿探頭的頂部部分延伸并通過安裝結(jié)構(gòu)的下端；以及處理電路，其至收發(fā)器以用于確定罐中的物品的填充物位。屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地包圍單導(dǎo)體探頭的頂部部分并且沿徑向方向敞開以允許物品進入。屏蔽結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)如下角:在管狀安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部呈現(xiàn)大于180°的圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角；以及呈現(xiàn)隨著與安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而減小的、圍繞單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]現(xiàn)在將參照示出本實用新型實用新型的當(dāng)前的優(yōu)選實施方式的附圖來更詳細地描述本實用新型實用新型的這些方面和其它方面，在附圖中:
[0052]圖1a示意性地示出了根據(jù)本實用新型實用新型的一種實施方式的包括雷達物位計系統(tǒng)的示例性罐布置；
[0053]圖1b是包括在圖1a中的雷達物位計系統(tǒng)中的、包括示意性饋孔的測量電子單元的不意圖；
[0054]圖2是包括在圖1b中的雷達物位計系統(tǒng)中的、延伸穿過罐的管狀安裝結(jié)構(gòu)并由導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)部分圍繞的單導(dǎo)體探頭的頂部部分的示意性的以及部分敞開的側(cè)視圖；
[0055]圖3a至圖3d是沿圖2中的單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置的單導(dǎo)體探頭位于不同位置處的示意性橫截面視圖；
[0056]圖4a示意性地示出了在不對屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗級進行校正的情況下使用圖2中的雷達物位計系統(tǒng)獲得的示例性回波曲線；
[0057]圖4b示意性地示出了在對屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的阻抗級進行校正的情況下使用圖2中的雷達物位計系統(tǒng)獲得的示例性回波曲線；
[0058]圖5a至圖5b示意性地示出了圖2中的單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置的第一替選結(jié)構(gòu)；以及
[0059]圖6a至圖6b示意性地示出了圖2中的單導(dǎo)體探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置的第二替選結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0060]圖1示意性地示出了包括根據(jù)本實用新型實用新型的一種示例實施方式的罐布置11以及示出為控制室的主機系統(tǒng)10的物位測量系統(tǒng)1。
[0061]罐布置11包括GWR (導(dǎo)波雷達)型雷達物位計2和罐4，罐4具有從罐4的頂部基本上豎直延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)13 (通常被稱為“管嘴”)。
[0062]雷達物位計2被安裝用以測量罐4中容納的物品3的填充物位。雷達物位計2包括測量單元6和具有單導(dǎo)體探頭7的形式的傳播裝置，單導(dǎo)體探頭7自測量單元6延伸、穿過管狀安裝結(jié)構(gòu)13而朝向并進入物品3中。在圖1的示例實施方式中，單導(dǎo)體探頭7為在其端部附接有砝碼8以保持該線筆直并豎直的線探頭。
[0063]通過對由探頭7朝向物品3的表面11引導(dǎo)的發(fā)射信號&和從表面11行進返回的反射信號&進行分析，測量單元6可以確定參考位置(諸如罐外部與罐內(nèi)部之間的饋孔)與物品3的表面11之間的距離，從而可以導(dǎo)出填充物位。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管在本文中討論了容納單一物品3的罐4，但可以以類似的方式測量沿探頭與任何材料界面的距離。
[0064]如圖lb示意性示出的，測量單元6包括收發(fā)器(Tx/Rx)20、處理電路(μ P) 21、通信接口 22以及用于與控制室10進行無線通信的通信天線23。
[0065]收發(fā)器20被配置成生成、發(fā)射以及接收電磁信號，處理電路21連接至收發(fā)器20并且被配置成基于發(fā)射信號&和作為發(fā)射信號在物品3的表面11處的反射的反射信號SK來確定物品3的填充物位L。通信接口 22連接至處理電路21并且被配置成使得能夠經(jīng)由通信天線23與主機系統(tǒng)10進行通信。在圖la至圖lb的示例實施方式中，雷達物位計2與主機系統(tǒng)10之間的通信被表示為無線通信?？商娲兀缈梢酝ㄟ^基于模擬和/或數(shù)字線的通信信道進行通信。例如，通信信道可以為雙線制4-20mA回路并且可以通過在該雙線制4-20mA回路上提供與填充物位對應(yīng)的特定電流來傳送填充物位。還可以使用HART協(xié)議通過這樣的4-20mA回路來發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)。
[0066]此外，盡管在圖lb中未示出，但雷達物位計2通常能夠連接至外部電源，或者可以通過通信線供電。
[0067]在圖lb中還示意性地示出了導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)30，該導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)30與單導(dǎo)體探頭7徑向間隔開，并且沿單導(dǎo)體探頭的在管狀安裝結(jié)構(gòu)13內(nèi)部的頂部部分從管狀安裝結(jié)構(gòu)13的上端處的饋孔15延伸并通過管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16。
[0068]如圖lb示意性示出的，屏蔽結(jié)構(gòu)30至少部分地包圍單導(dǎo)體探頭7的頂部部分，并且沿徑向方向敞開以使得能夠測量高于屏蔽結(jié)構(gòu)的下端31的填充物位(諸如管狀安裝結(jié)構(gòu)13內(nèi)部的填充物位)。
[0069]如以下將參照圖2進一步更詳細地描述的，屏蔽結(jié)構(gòu)30包括在管狀安裝結(jié)構(gòu)13內(nèi)部沿單導(dǎo)體探頭7延伸的第一部分33，以及在管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16以下沿單導(dǎo)體探頭7延伸的第二部分34。
[0070]在第一部分33中，屏蔽結(jié)構(gòu)30包圍單導(dǎo)體探頭7達至少50% (至少180°的總包圍弧角)，這極大減小了管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16處的阻抗級。
[0071]在第二部分34中，隨著與管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16的距離的增加，屏蔽結(jié)構(gòu)30包圍單導(dǎo)體探頭7越來越少。換句話說，總包圍弧角減小。這提供了從管狀安裝結(jié)構(gòu)13內(nèi)部的阻抗到屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31處的雙線傳輸線的阻抗的平滑過渡。
[0072]圖2是包括在圖1b中的雷達物位計系統(tǒng)中的、延伸穿過罐4的管狀安裝結(jié)構(gòu)13并由導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)30部分地圍繞的單導(dǎo)體探頭7的頂部部分的示意性的以及部分切開的側(cè)視圖。
[0073]在圖2的示例配置中，屏蔽結(jié)構(gòu)30被提供為具有基本上圓形橫截面并具有沿屏蔽結(jié)構(gòu)的長度延伸的縫36的鋼管。
[0074]在屏蔽結(jié)構(gòu)30的、延伸穿過管狀安裝結(jié)構(gòu)13并可選地通過管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16的第一部分33中，在與探頭7垂直的平面中的屏蔽結(jié)構(gòu)的橫截面可以是基本上恒定的。
[0075]在屏蔽結(jié)構(gòu)30的、在管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16以下沿探頭7延伸的第二部分34中，縫36隨著與管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16的距離的增加而逐漸變大。根據(jù)屏蔽結(jié)構(gòu)30的實際構(gòu)造，有利的是在管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16上方、在管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16處或者在管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16下方開始逐漸減小總包圍弧角。在管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16上方開始逐漸減小總包圍弧角的優(yōu)點為可以減小屏蔽結(jié)構(gòu)的總長度。
[0076]雷達物位計系統(tǒng)2還包括布置在屏蔽結(jié)構(gòu)30與探頭7之間并且鄰近饋孔15的阻抗匹配布置38。圖2中的阻抗匹配布置38的目的是實現(xiàn)從饋孔的阻抗(約50Ω)到在阻抗匹配布置38以下的探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置的阻抗(約140 Ω)的平滑過渡。為此，阻抗匹配布置38可以為導(dǎo)電的(例如金屬的)，并且被構(gòu)造成使得探頭7與阻抗匹配布置38之間的徑向距離隨著沿探頭7與饋孔15的距離的增加而增加。期望以四分之三或更大的波長步長來步進式地增加探頭7與阻抗匹配布置38之間的距離，以提供從饋孔阻抗到探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置阻抗的充分平滑的過渡。
[0077]如圖2示意性示出的，阻抗匹配布置38可以有利地包括用于將阻抗匹配布置38附接在饋孔15處的上部部分39。
[0078]為了防止探頭7與屏蔽結(jié)構(gòu)30之間的不需要的接觸，探頭7可以設(shè)置有至少一個間隔物40a-b，間隔物40a-b例如可以由聚四氟乙烯(PTFE)或合適的陶瓷材料制成。在圖2中，間隔物包括沿探頭間隔與發(fā)射信號的中心波長的四分之一對應(yīng)的距離的第一間隔部件40a和第二間隔部件40b。
[0079]為了實現(xiàn)屏蔽結(jié)構(gòu)30的第二部分34中的期望的平滑阻抗過渡，總包圍弧角的逐漸減小(縫36的寬度逐漸增加)可以沿至少與雷達物位計系統(tǒng)2的距離分辨率對應(yīng)的距離而有利地發(fā)生。
[0080]如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的，距離分辨率與發(fā)射信號的帶寬成反比。對于IGHz的帶寬，距離分辨率為約15cm至20cm。相應(yīng)地，總包圍弧角的逐漸減小于是應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地沿至少15cm至20cm的距離而發(fā)生。
[0081]在針對示例實施方式的近似按比例繪制的圖2中，探頭7的直徑為約4mm，以及屏蔽結(jié)構(gòu)30的外徑為約40mm。在其它實施方式中，屏蔽結(jié)構(gòu)30的外徑可以更小(諸如小于約25.4mm(I英寸))，以允許插入貯存裝置或處理罐的幾乎所有的現(xiàn)有安裝孔。
[0082]現(xiàn)在將參照圖3a至圖3d來描述屏蔽結(jié)構(gòu)30在沿圖2中示意性示出的探頭的不同位置A至D處的示例性橫截面。
[0083]圖3a示意性地示出了圖2中的探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置沿與探頭7的延伸垂直的平面中的線A-A’的橫截面。如圖3a示意性示出的，總包圍弧角ΘΑ為約300°，這導(dǎo)致了約140 Ω的阻抗。
[0084]如以上參照圖2所述的，阻抗匹配布置38提供了從饋孔15中的約50 Ω到管狀安裝結(jié)構(gòu)13內(nèi)部的約140 Ω的平滑阻抗過渡。
[0085]在屏蔽結(jié)構(gòu)30的第二部分34中，總包圍弧角從約300°連續(xù)減小至約10°或者更小。
[0086]圖3b示意性地示出了圖2中的探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置沿與探頭7的延伸垂直的平面中的線B-B’的橫截面。如圖3b示意性示出的，總包圍弧角ΘΒ為約250°，這導(dǎo)致了約150 Ω的阻抗。
[0087]圖3c示意性示出了圖2中的探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置沿與探頭7的延伸垂直的平面中的線C-C’的橫截面。如圖3c示意性示出的，總包圍弧角Θ。為約180°，這導(dǎo)致了約160Ω的阻抗。
[0088]圖3d示意性地示出了圖2中的探頭屏蔽結(jié)構(gòu)布置沿與探頭7的延伸垂直的平面中的線D-D’的橫截面。如圖3d示意性示出的，總包圍弧角0D為約10°，這導(dǎo)致了約350Ω的阻抗。
[0089]如以上還提及的，在屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31處存在剩余的阻抗級。由于單導(dǎo)體探頭7在自由空間(屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31以下)中的阻抗為約370Ω，所以該阻抗級將導(dǎo)致可能與典型的油回波具有相同的數(shù)量級的不匹配的反射。
[0090]然而，由于屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31處的不匹配回波的幅度和位置對于雷達物位計系統(tǒng)的提供者是公知的并且完全與特定的安裝無關(guān)，所以可以使用軟件從回波曲線去除不匹配回波。
[0091]上述示意性地示出在圖4a至圖4b中，圖4a至圖4b為不利用軟件(圖4a)和利用軟件(圖4b)來去除由于發(fā)射信號在屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31處的阻抗級處反射而產(chǎn)生的回波的回波曲線的示例圖示。
[0092]首先參照圖4a，回波曲線45包括:第一回波46，其由于管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16處的小的剩余阻抗級而產(chǎn)生；第二回波47，其由于以上提及的屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31處的阻抗級而產(chǎn)生；以及第三回波48，其由于罐4中的物品3的表面11處的反射而產(chǎn)生。根據(jù)圖4a明顯的是，在物品3的表面11接近屏蔽結(jié)構(gòu)的下端31的情況下，第二回波47可能使得難以準確地確定填充物位。
[0093]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4b，修改后的回波曲線50包括:第一回波51，其處于與圖4a中的原始回波曲線45的第一回波46相同的位置；以及表面回波52，其對應(yīng)于圖4a中的表面回波48。然而，在修改后的回波曲線50中，在沿探頭7與屏蔽結(jié)構(gòu)30的下端31對應(yīng)的位置處基本上不存在回波。
[0094]到目前為止，已經(jīng)參照以下屏蔽結(jié)構(gòu)描述了根據(jù)本實用新型實用新型的實施方式的雷達物位計系統(tǒng)和罐布置，該屏蔽結(jié)構(gòu)為具有縱向延伸的縫的管道的形式，該縫隨著與管狀安裝結(jié)構(gòu)13的下端16的距離的增加而變寬。
[0095]應(yīng)當(dāng)注意的是，屏蔽結(jié)構(gòu)的若干種替選配置是可行的。在圖5a至圖5b以及圖6a至圖6b中示意性地示出了兩個這樣的替選配置。
[0096]首先參照圖5a至圖5b，屏蔽結(jié)構(gòu)30被設(shè)置成具有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的形式，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有基本上縱向延伸的、相對于彼此形成角度(一種俯仰角)的第一平面表面55和第二平面表面56。在圖5a至圖5b的不例實施方式中，第一表面55和第二表面56之間的角度為約90°，并且探頭7被布置成使得總包圍弧角Θ為約250°。
[0097]轉(zhuǎn)向圖6a至圖6b，屏蔽結(jié)構(gòu)30被設(shè)置成具有導(dǎo)電管道的形式，該導(dǎo)電管道在屏蔽結(jié)構(gòu)30的第一部分33中被孔58a至58b (在圖6a中通過附圖標記表示了僅一個孔)穿孔，并且在屏蔽結(jié)構(gòu)30的第二部分34中從具有擴展縫的一側(cè)敞開。
[0098]如圖6b示意性示出的，總包圍弧角0tot在此將為在穿孔形成的孔58a至58b的位置處的第一包圍弧角91與第二包圍弧角θ2之和。
[0099]本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到本實用新型實用新型絕非限制于上述優(yōu)選的實施方式。相反，可以進行在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的許多修改和變化。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型實用新型的各種實施方式并不限于使用特定的雷達物位計量技術(shù)，例如使用脈沖式發(fā)射信號與否。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定罐中的物品的填充物位的雷達物位計系統(tǒng)，所述罐具有從所述罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)，所述雷達物位計系統(tǒng)包括: 收發(fā)器，其布置在所述罐的外部用以生成、發(fā)射以及接收電磁信號； 單導(dǎo)體探頭，其布置在所述罐的內(nèi)部并且經(jīng)由布置在所述安裝結(jié)構(gòu)的上端處的饋孔電連接至所述收發(fā)器，所述單導(dǎo)體探頭朝向所述罐中的物品基本上豎直地延伸穿過所述安裝結(jié)構(gòu)、通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端并進入到所述罐中的物品中，以用于朝向所述物品的表面引導(dǎo)來自所述收發(fā)器的電磁發(fā)射信號穿過罐的空氣，并且用于朝向所述收發(fā)器返回由于所述發(fā)射信號在所述表面處的反射而產(chǎn)生的電磁表面反射信號； 導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)，其與所述單導(dǎo)體探頭徑向間隔開，并且在所述安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分延伸并通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端；以及 處理電路，其連接至所述收發(fā)器，以基于所述發(fā)射信號和所述表面反射信號來確定所述填充物位， 其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地包圍所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分，并且沿徑向方向敞開以允許所述物品進入，從而使得能夠測量與所述探頭的頂部部分對應(yīng)的填充物位， 所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括在所述安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述單導(dǎo)體探頭延伸的第一部分以及在所述安裝結(jié)構(gòu)的下端以下沿所述單導(dǎo)體探頭延伸的第二部分， 其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)在與所述單導(dǎo)體探頭的延伸垂直的橫截面中呈現(xiàn)如下角: 在所述第一部分中呈現(xiàn)大于180。的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角；以及在所述第二部分中呈現(xiàn)隨著與所述安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離增加而減小的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，在所述第二部分中，所述總包圍弧角從至少180°減小至小于20。。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述第二部分沿所述單導(dǎo)體探頭延伸至少如下距離:所述距離與所述雷達物位計系統(tǒng)的距離分辨率對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，在所述第二部分中，圍繞所述單導(dǎo)體探頭的所述總包圍弧角連續(xù)地減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，圍繞所述單導(dǎo)體探頭的所述總包圍弧角從所述安裝結(jié)構(gòu)的下端到所述屏蔽結(jié)構(gòu)的下端連續(xù)地減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，在所述第一部分中從所述安裝結(jié)構(gòu)的上端到所述安裝結(jié)構(gòu)的下端，圍繞所述單導(dǎo)體探頭的所述總包圍弧角大于180。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，在所述第一部分中，圍繞所述單導(dǎo)體探頭的所述總包圍弧角大于270。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)至少在所述第一部分中基本上為管狀的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括縱向延伸的縫，所述縫在所述第二部分中呈現(xiàn)增大的開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)的最大橫向尺寸小于501110
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述雷達物位計系統(tǒng)還包括至少一個間隔物，所述至少一個間隔物布置在所述單導(dǎo)體探頭與所述屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面之間以防止所述單導(dǎo)體探頭與所述屏蔽結(jié)構(gòu)之間的不需要的接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述單導(dǎo)體探頭與所述屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面之間的徑向距離沿所述屏蔽結(jié)構(gòu)的長度基本上恒定。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述雷達物位計系統(tǒng)還包括鄰近所述饋孔設(shè)置在所述屏蔽結(jié)構(gòu)與所述單導(dǎo)體探頭之間的阻抗匹配布置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述阻抗匹配布置被構(gòu)造成使得所述單導(dǎo)體探頭與所述阻抗匹配布置之間的徑向距離隨著沿所述探頭與所述饋孔的距離的增加而增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述徑向距離步進式地增加，每一級的沿所述單導(dǎo)體探頭的長度呈現(xiàn)出所述單導(dǎo)體探頭與所述阻抗匹配布置之間的基本上恒定的、至少近似地與所述發(fā)射信號的中心波長的四分之一對應(yīng)的徑向距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述阻抗匹配布置包括布置為與所述屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面鄰接的導(dǎo)電部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)，其中，所述處理電路包括信號處理電路，所述信號處理電路用于基于所述發(fā)射信號和所述反射信號來形成回波信號以及去除由于所述發(fā)射信號在所述屏蔽結(jié)構(gòu)的下端處的反射而產(chǎn)生的回波。
18.—種罐布置，包括: 罐，所述罐具有從所述罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)，所述罐容納待計量的物品；以及 附接至所述管狀安裝結(jié)構(gòu)的、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達物位計系統(tǒng)。
19.一種罐布置，包括: 罐，所述罐具有從所述罐的頂部基本上豎直向上延伸的管狀安裝結(jié)構(gòu)，所述罐容納待計量的物品；以及 雷達物位計系統(tǒng)，用于確定所述罐中容納的物品的填充物位，所述雷達物位計系統(tǒng)包括: 收發(fā)器，其布置在所述罐的外部用以生成、發(fā)射以及接收電磁信號； 單導(dǎo)體探頭，其布置在所述罐的內(nèi)部并且經(jīng)由布置在所述安裝結(jié)構(gòu)的上端處的饋孔電連接至所述收發(fā)器，所述單導(dǎo)體探頭朝向所述罐中的物品基本上豎直地延伸穿過所述安裝結(jié)構(gòu)、通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端并進入到所述罐中的物品中，以用于朝向所述物品的表面引導(dǎo)來自所述收發(fā)器的電磁發(fā)射信號穿過罐的空氣，并且用于朝向所述收發(fā)器返回由于所述發(fā)射信號在所述表面處的反射而產(chǎn)生的電磁表面反射信號； 導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)，其與所述單導(dǎo)體探頭徑向間隔開，并且在所述安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分延伸并通過所述安裝結(jié)構(gòu)的下端；以及 處理電路，其連接至所述收發(fā)器以基于所述發(fā)射信號和所述表面反射信號來確定所述填充物位， 其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)至少部分地包圍所述單導(dǎo)體探頭的頂部部分并且沿徑向方向敞開以允許所述物品進入，從而使得能夠測量與所述探頭的頂部部分對應(yīng)的填充物位， 所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括在所述安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿所述單導(dǎo)體探頭延伸的第一部分以及在所述安裝結(jié)構(gòu)的下端以下沿所述單導(dǎo)體探頭延伸的第二部分， 其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)在與所述單導(dǎo)體探頭的延伸垂直的橫截面中呈現(xiàn)如下角: 在所述第一部分中呈現(xiàn)大于180。的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角；以及在所述第二部分中呈現(xiàn)隨著與所述安裝結(jié)構(gòu)的下端的距離的增加而減小的、圍繞所述單導(dǎo)體探頭的總包圍弧角。
【文檔編號】G01F23/284GK204188224SQ201420528950
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】奧洛夫·愛德華松, 拉爾斯·奧韋·拉爾森, 克里斯特·約舒亞·弗勒維克, 米卡埃爾·埃里克松 申請人:羅斯蒙特儲罐雷達股份公司