專利名稱：雷達(dá)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在測量流體表面高度時(shí)發(fā)射/接收雷達(dá)波的雷達(dá)天線，其中流體容納于一個(gè)容器(tank)中，例如在轉(zhuǎn)爐爐身(vessel)上、在加工廠或在煉油廠的容器中。更具體地講，本發(fā)明的目的在于最小化來自流體，例如在雷達(dá)天線上凝結(jié)的水，的干擾。
背景技術(shù)：
當(dāng)借助雷達(dá)及其所附的雷達(dá)天線測量流體表面高度時(shí)，可能存在不同的流體，因此流體會(huì)吸收或阻止雷達(dá)波的傳播，其中所述流體容納于一個(gè)容器中，例如在轉(zhuǎn)爐爐身上、在加工廠或在煉油廠的容器中。
通過借助屬于現(xiàn)有技術(shù)的平面天線進(jìn)行高度測量，雷達(dá)波以與平面天線的平面成直角的方式從平面天線的雷達(dá)波發(fā)射元件，例如補(bǔ)片(patch)，發(fā)射出去。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上面提及的一些問題。
這是利用根據(jù)權(quán)利要求1的裝置實(shí)現(xiàn)的。
通過提供一種用于在測量容納于一個(gè)容器內(nèi)，例如轉(zhuǎn)爐爐身上的容器內(nèi)或在煉油廠的容器內(nèi)的流體高度時(shí)發(fā)射和接收雷達(dá)波的雷達(dá)天線，在雷達(dá)波的發(fā)射路徑上的天線和流體之間放置一塊板，以及通過將所述板的表面相對(duì)于水平面傾斜一個(gè)角度面向流體放置，這隱含在表面出現(xiàn)的流體，例如凝結(jié)水，借助重力從表面流掉。所述板優(yōu)選直接放置在平面天線的表面上。


下面參考附圖在實(shí)施例中進(jìn)一步描述本發(fā)明圖1示出了一個(gè)容器的側(cè)面示意圖，其一個(gè)側(cè)壁被去除以使能夠更清楚地示意該容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且在該容器的頂部放置一個(gè)雷達(dá)天線；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)可選實(shí)施例的示意圖；圖3示出了從根據(jù)圖1的雷達(dá)天線下部所見的示意圖，其中天線包括排列成一種圖案的補(bǔ)片；圖4示出了一個(gè)容器的側(cè)面示意圖，其一個(gè)側(cè)壁被去除以使能夠更清楚地示意該容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且在該容器的一個(gè)側(cè)壁放置一個(gè)雷達(dá)天線。
具體實(shí)施例方式
附圖中雷達(dá)天線由1表示，容器由2表示，該容器內(nèi)封裝有流體3。在優(yōu)選實(shí)施例中，雷達(dá)天線1放置于頂部2a上并且向下指向流體3。當(dāng)雷達(dá)天線發(fā)射雷達(dá)波4時(shí)，這些雷達(dá)波被流體3反射，由此根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可確定流體表面3a的高度。雷達(dá)天線1有一個(gè)前表面1a，雷達(dá)波由此表面發(fā)射。在前表面1a放置一塊基本上平的板。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述板被連接到并放置于雷達(dá)天線的前表面1a上。所述板的表面1b以與水平面H成一個(gè)角度α改置，以便流體3的各部分或由于容器的移動(dòng)被向上拋向天線，或凝結(jié)于所述板的表面1b的凝結(jié)流體3a，通常為凝結(jié)水，能夠借助重力從所述板的表面1b或雷達(dá)波基本上穿過的所述板的表面1b的一部分流掉。因此，雷達(dá)波4將以基本上未受干擾的狀態(tài)穿過所述板的表面1b，例如沒有功率損失或方向或相位偏移。α角的幅度大于一個(gè)預(yù)定值，由此所述值在大約10°左右而且至少大于1°±1°。在該優(yōu)選實(shí)施例中該角度在10°與45°之間，而且優(yōu)選為約15°。諸如粘性油等具有高粘附力的流體比諸如水等具有低粘附力的流體需要一個(gè)更大的α角，以使流體沿板的表面1b流動(dòng)。制造所述板的材料同樣也影響到流體的粘附能力。
參見圖4，在一個(gè)可選實(shí)施例中，雷達(dá)天線放置在容器壁上并因此指向流體的表面3a。
參見圖3，在雷達(dá)天線處有若干適合于發(fā)射雷達(dá)波4的補(bǔ)片。補(bǔ)片5放置成一種圖案，例如以具有預(yù)定間隔的行和列放置。這些補(bǔ)片適合于饋送以微波，由此每一行的補(bǔ)片，例如行5a，獲得一個(gè)相對(duì)于其它行的補(bǔ)片，例如行5b、5c、5d和5e，的相移饋送。參見圖1，當(dāng)基本上所有行相互之間對(duì)應(yīng)一個(gè)預(yù)定雷達(dá)波長部分相位偏移時(shí)，自雷達(dá)天線發(fā)射的雷達(dá)波的最高能量將以一個(gè)不同于常規(guī)的方向指向表面1b。由此盡管雷達(dá)天線1的表面1a以及由此補(bǔ)片5以相對(duì)于水平面H成角度α放置，具有高能量含量的雷達(dá)波4能被收集到雷達(dá)波瓣4并基本上被直接定向到容器內(nèi)的流體3。在一個(gè)可選實(shí)施例中，補(bǔ)片5被現(xiàn)有技術(shù)已知的插槽替代或與插槽結(jié)合，由此也以根據(jù)如上所述的圖案放置插槽。
因此，大的α角使得流體從平面1b更快速的移動(dòng)，但同時(shí)要求行5a、5b、5c、5d和5e之間相移更大以使雷達(dá)波瓣4a以垂直角度命中流體的表面3a。
根據(jù)所描述的實(shí)施例的雷達(dá)天線1是平面天線。平面天線被定義為這樣一種天線其中的所有單元，包括有源的和寄生的，均在一個(gè)面內(nèi)。按照規(guī)定，平面陣列天線提供一個(gè)大的孔徑而且可通過改變天線的每個(gè)單元的相對(duì)相位用于定向波束控制。根據(jù)本發(fā)明使用的平面天線的表面優(yōu)選具有一個(gè)基本上平的面1a。
參見圖2，在一個(gè)可選實(shí)施例中，放置前表面1a離開平面1b一個(gè)距離。作為一個(gè)例子，平面1b包含在對(duì)雷達(dá)波4透明的板1b’中，由此所述板放置在容器2a的頂部并由此構(gòu)成容器2的一部分。這樣，雷達(dá)天線1能更有利地在容器的頂部2a處封裝于雷達(dá)外罩6內(nèi)，這可防止?jié)駳夂推渌黧w從外部到達(dá)雷達(dá)天線1。在這個(gè)實(shí)施例中，其他類型的雷達(dá)天線也是適合的，例如喇叭式天線或拋物線天線。根據(jù)圖2的該實(shí)施例不是優(yōu)選的，因?yàn)槠湓诒Ｗo(hù)雷達(dá)天線和板之間的空間防止污染和污物上存在問題。其必須完全密封以防止周圍環(huán)境的影響。
不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明僅限于上面所描述的實(shí)施例，而是可在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化。
附圖標(biāo)記列表1 雷達(dá)天線1a前表面1b平面1b′ 板2 容器2a容器頂3 流體3a流體表面4 雷達(dá)波4a雷達(dá)波瓣5 補(bǔ)片6 雷達(dá)外罩α 角度H 水平面
權(quán)利要求
1.用于發(fā)射和接收雷達(dá)波(4)以測量密封于一個(gè)容器內(nèi)的流體的表面高度的雷達(dá)天線(1)，其中所述雷達(dá)天線(1)放置于流體的表面(3a)上方且基本上向下指向所述表面，以及基于從雷達(dá)天線(1)發(fā)射和從流體表面(3a)反射回來的所述雷達(dá)波確定所述高度，其中所述雷達(dá)天線(1)有一個(gè)前表面(1a)，所述雷達(dá)波在操作中由此表面離開天線(1)并在被流體表面(3a)反射時(shí)雷達(dá)波接近該前表面，其特征在于所述天線(1)為在前表面(1a)上放置有一個(gè)板的平面天線，其中所述板在所述天線前表面(1a)和流體表面(3a)之間有一個(gè)板表面(1b)，而且所述板表面(1b)以一個(gè)相對(duì)于水平面H大于0°的預(yù)定角度α放置，由此借助重力流掉出現(xiàn)在所述板表面(1b)上的流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的雷達(dá)天線，其中所述預(yù)定角度α的值大于2°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的雷達(dá)天線，其中所述預(yù)定角度α的值大于10°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的雷達(dá)天線，其中更進(jìn)一步地，所述預(yù)定角度α的值小于45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的雷達(dá)天線，其中所述板的表面(1b)基本上是平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的雷達(dá)天線，其中更進(jìn)一步地，所述預(yù)定角度α的值小于45°，而且其中所述板的表面(1b)基本上是平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的雷達(dá)天線，其中所述板是容器頂部的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的雷達(dá)天線，其中所述平面天線(1)包括排列成行的若干補(bǔ)片(5)，所述天線(1)的前表面(1a)以相對(duì)于水平面H成所述角度α放置，所述板為所述天線前表面上的一個(gè)平面平行層，用于根據(jù)α角的值以預(yù)定方式借助于所述補(bǔ)片的每一行(5a，5b，5c，5d，5e)的雷達(dá)波的相移生成基本上垂直指向所述流體的所述表面(3a)的雷達(dá)波瓣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的雷達(dá)天線，其中所述預(yù)定角度α的值大于2°。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的雷達(dá)天線，其中所述預(yù)定角度α的值大于10°。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)的雷達(dá)天線，其中更進(jìn)一步地，所述預(yù)定角度α的值小于45°。
全文摘要
用于發(fā)射和接收雷達(dá)波(4)的雷達(dá)天線(1)，用于測量密封于一個(gè)容器內(nèi)的流體的表面高度，其中所述雷達(dá)天線(1)放置于流體表面(3a)上方且基本上向下指向所述表面，以及通過計(jì)算在所述雷達(dá)波中包含的信號(hào)的發(fā)射和接收之間的時(shí)滯確定所述高度，其中所述雷達(dá)天線(1)有一個(gè)用于發(fā)射和接收所述雷達(dá)波的前表面(1a)，其中天線的所述表面(1a)，其中所述板在所述天線前表面(1a)和流體表面(3a)之間有一個(gè)板表面(1b)，而且所述板表面(1b)以一個(gè)相對(duì)于水平面H大于0°的預(yù)定角度α放置，由此借助重力流掉出現(xiàn)在所述板表面(1b)上的流體。
文檔編號(hào)G01F23/284GK1599864SQ02824331
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2002年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者簡·韋斯特林, 托爾比約恩·克里格 申請(qǐng)人:塞伯海洋電氣公司