專利名稱：雷達(dá)水平計系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)的傳輸線探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平的雷達(dá)水平計 系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及這種系統(tǒng)內(nèi)所用的傳輸線探針。
背景技術(shù)：
過程控制和運(yùn)輸行業(yè)用過程參數(shù)計監(jiān)視與化學(xué)制劑、石油、藥劑、 食物等行業(yè)內(nèi)諸如固體、液體和氣體之類的物質(zhì)關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)。過 程參數(shù)包括壓力、溫度、流量、水平、化學(xué)成分和其他特性。為測量 包含在容器內(nèi)的物質(zhì)的水平，通常使用雷達(dá)水平計系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常使用發(fā)射微波能量的發(fā)射機(jī)、接收所述所發(fā)射的微波能量的反射部 分的接收機(jī)和根據(jù)雷達(dá)回波估計距離的控制器。在很多情況下，使用 朝向表面的窄波束天線("不接觸式雷達(dá)")，但是根據(jù)容器的結(jié)構(gòu)和 設(shè)計以及根據(jù)存儲在容器內(nèi)的物質(zhì)，可以使用傳輸線探針。傳輸線雷達(dá)稱為"接觸式雷達(dá)"或"導(dǎo)波雷達(dá)"(GWR)，是一種避免來自表面的 雷達(dá)回波可能被來自容器內(nèi)各種障礙物的回波干擾的問題的方式。使用傳輸線探針在測量兩種物質(zhì)(諸如空氣與油)之間的界面水 平時特別合適。為此，可以使用雙線傳輸線探針、稍微穿孔的同軸線或單線表面 波導(dǎo)。實(shí)際的限制確定了在什么情況下使用不同類型的傳輸線，例如 同軸線只能用于非常清潔的液體，因?yàn)闊o法控制沉淀物在管內(nèi)的累積。 在(通常是垂直的)傳輸線通過液面或兩種液體之間的界面時，由于 傳輸線周圍的物質(zhì)的介質(zhì)常數(shù)，傳輸線的特性改變。沿傳輸線傳播的 雷達(dá)波將部分在界面處反射，與傳輸線連接的雷達(dá)水平計可用該反射 來估計水平。US6085589揭示了 一種測量容器內(nèi)的物質(zhì)的水平的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括適合設(shè)置成與容器內(nèi)的物質(zhì)接觸的傳輸線探針。 一些電子組件 與傳輸線探針耦合，用來沿探針發(fā)射微波輻射和檢測由于容器內(nèi)空氣/ 物質(zhì)界面處的電抗突變而反射的輻射。容器內(nèi)空氣/物質(zhì)界面的水平用時域反射測量技術(shù)(TDR)確定。按照這個所揭示的系統(tǒng)的一個實(shí)施 例，傳輸線探針包括一些平行探針線，這些平行探針線由介質(zhì)隔片相 互隔開。這使這些探針線可以適當(dāng)分開和平行對準(zhǔn)。然而，這種系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)中使用平行探針線的其他類似系統(tǒng)有 著會提供不夠精確的測量的問題，例如在測量三種物質(zhì)(例如空氣/ 油/水)之間的兩個界面水平時。已知有些容器氣氛，例如受壓的銨， 會使雷達(dá)信號在向下傳遞到表面期間衰減。在這種情況下的一個典型 問題例如是上部的液體引入衰減，使得在雷達(dá)必須通過一厚層上部液 體時界面回波太弱。此外，使用傳輸線探針的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)會有受到 包含在容器內(nèi)的內(nèi)容侵蝕的問題。因此，本發(fā)明的目的是提供一種解決至少一些上述問題的改進(jìn)的 傳輸線探針。發(fā)明內(nèi)容這個目的是用如在所附權(quán)利要求書中所給出的用于測量包含在 容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平的雷達(dá)水平計系統(tǒng)和傳輸線探針來實(shí)現(xiàn)的。 所附的從屬權(quán)項(xiàng)給出了按照本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。按照本發(fā)明的第一方面，所提供的是一種測量包含在容器內(nèi)的內(nèi) 容的填充水平的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，所述雷達(dá)水平計系統(tǒng)包括配置成 發(fā)射微波能量的發(fā)射機(jī)；設(shè)置在所述容器外的配置成接收反射微波能 量的接收機(jī)；以及包括至少一個探針線的配置成引導(dǎo)向所述內(nèi)容發(fā)射 的微波能量和從所述內(nèi)容反射的微波能量的傳輸線探針，所述傳輸線 探針至少部分設(shè)置在所述容器內(nèi)，其中所述傳輸線探針還包括至少封 裝所述至少一個探針線的相當(dāng)大的部分的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)封 裝結(jié)構(gòu)具有使待測量的所述內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響減小的 厚度。采用以上系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平時，由于介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)減小了內(nèi)容所引入的衰減精度被提高。本發(fā)明 通過所述介質(zhì)材料減小衰減，這也適用于具有大的衰減的氣氛的情況。 因此，甚至在傳輸線探針穿過介質(zhì)環(huán)境的情況下和待測量的水平低于 介質(zhì)材料層時也可以得到精確的測量結(jié)果。所謂"至少封裝所述至少一 個探針線的相當(dāng)大的部分"應(yīng)理解為指的是封裝了探針有效部分區(qū)域 的顯著部分。優(yōu)選的是，基本上完全封裝傳輸線探針的插入容器內(nèi)的 部分，或者至少是傳輸線探針的與包含在容器內(nèi)的內(nèi)容接觸的部分。 優(yōu)選的是，傳輸線探針的有效部分在軸向也基本上或完全封裝。此外， 介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)還為這至少一個探針線提供了保護(hù)性屏蔽，從而保護(hù)這 至少一個傳輸線免受容器內(nèi)的內(nèi)容的侵蝕之類。在一個實(shí)施例中，傳 輸線探針包括平行的探針線，這些平行探針線的至少相當(dāng)大的部分被 所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)封裝。然而，可以有各種替換方式，諸如在例如第 一探針線是由如上所述的一個封裝探針線構(gòu)成的情況下，第二探針線 可以由例如容器壁或角擋板構(gòu)成。特別是，本發(fā)明可以用來同時確定從一些液面的反射。在這種情 況下優(yōu)選的是，系統(tǒng)配置成接收從容器內(nèi)的至少兩個物質(zhì)界面的反射。 這樣的一個優(yōu)點(diǎn)是，在例如容器填有多層物質(zhì)時可以精確地測量若干 水平，因此可以測量甚至最接近容器底的第二內(nèi)容的水平。在待測量 的內(nèi)容包括油而最接近底的內(nèi)容包括水的情況下，采用按照這個實(shí)施 例設(shè)計的系統(tǒng)就能抵消底部內(nèi)容(水)從而提供對待測量的"真正"內(nèi) 容(油)的更為精確的測量結(jié)果。在另一個實(shí)施例中，提供了一種雷 達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)包括形成所述傳輸線探針的外表面的外表面和配置成離所述至少一個探針線有一段距離的內(nèi)表面。 優(yōu)選的是，所述介質(zhì)封裝傳輸線探針的外表面到所述至少一個探針線的外表面的距離(D)大于所述至少一個探針線的半徑(R)的二分之 一，更為優(yōu)選的是大于所述至少一個探針線的半徑(R),而甚至更 優(yōu)選的是大于所述至少一個探針線的半徑(R)的兩倍。半徑在這里 應(yīng)理解為不僅是指具有圓形截面的探針線的普通半徑，而且也指在截 面為非圓形的其他情況下中心點(diǎn)與外邊界之間的最小距離。采用上述厚度，以上所說明的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)可以非常有效地減小待測量的內(nèi)容 所引起的衰減微波能量的影響。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，本 發(fā)明的這個實(shí)施例還更加減小了容器內(nèi)的內(nèi)容的侵蝕作用。這個實(shí)施 例的一個可行的實(shí)現(xiàn)是將這至少一個探針線放在例如塑料管內(nèi)。在這 種情況下，管和在管與至少一個探針線之間的部分就成為介質(zhì)封裝結(jié) 構(gòu)的部分，從而減小了待測量的內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響。管與這至少一個探針線之間的部分可以充以氣體，諸如環(huán)境空 氣。然而，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面與所述 至少一個探針線之間的部分至少部分填有固體介質(zhì)填充材料。厚塑料 封裝是簡單可行的，但固體介質(zhì)填充材料也可以從晶態(tài)和非晶態(tài)材料 中選擇，諸如為陶瓷或玻璃。這個實(shí)施例將具有較低的傳播速度，具 有進(jìn)一步減小待測量的內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的傳輸線探針可以認(rèn)為是部分外部介質(zhì)(PED)傳輸線探 針。按照本發(fā)明的PED傳輸線探針由設(shè)置在所述容器內(nèi)的被所述介質(zhì) 封裝結(jié)構(gòu)封裝的所述傳輸線探針形成。沿傳輸線的傳播速度表征為有效介質(zhì)常數(shù)Seff，它是傳輸線本身 (可以多于一種材料)絕緣情況的介質(zhì)常數(shù)Sint與周圍媒體(空氣、 油等)的介質(zhì)常數(shù)kt之間的一種平均值。傳播速度為光速除以Seff的平方根，對于距離測量來說是關(guān)鍵性的。PED傳輸線的典型特征是Seff取決于傳輸線本身Uint)和周圍媒體Uext)。介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)和周圍物質(zhì)所提供的絕緣度可以表征為"絕緣因數(shù)，，a，作為^t的函數(shù)，它是Seff的相對導(dǎo)數(shù)。絕緣因數(shù)a基本上為&, c,加01=0意味著沒有外部介質(zhì)的影響，這是可以安裝在任何地方而不 受環(huán)境影響的同軸線纜等的正常情況，而a=l或者非常接近1表示現(xiàn) 有技術(shù)雷達(dá)水平計所用的傳輸線(即基本上是棵露的傳輸線，可能具 有PTFE的保護(hù)層，諸如此類)。如果將這導(dǎo)數(shù)估計為差分，在￡ext從2改變到3 (包括大多數(shù)類型的油)時將a看作seff的改變是最為適 當(dāng)?shù)?。絕緣因數(shù)a對^t具有相當(dāng)慢的相關(guān)性，因此選擇Sext來表征a 不是關(guān)鍵性的，通常在周圍介質(zhì)具有如1-3那樣的低的介質(zhì)常數(shù)時a接近它的最大值。為了根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測量得到a， Seff在雙導(dǎo)體傳輸線的 情況下與傳輸線之間的電容量密切相關(guān)，從而在式中可以將Seff改為電容量。所提出的系統(tǒng)優(yōu)選的是使用中間值，諸如0.2^0^0.8，更為優(yōu)選 的是0.2^0^0.5，以便可以減小上層的衰減而保持下面的界面的反射， 這樣仍然能測量。這樣，下面的水平界面的反射將有所減小，但是由 于通過上層物質(zhì)的衰減隨厚度而增大，界面反射與厚度無關(guān)，因此可 以相當(dāng)大的提高通過厚層進(jìn)行測量的可能性。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員 根據(jù)上述討論可以理解，這提供了 一種得到改善的方式來測量例如在 三種物質(zhì)(例如空氣/油/水)之間的兩個界面的水平。這種方法還減 小了容器氣氛內(nèi)的某些氣體的衰減。為了例示絕緣因數(shù)a的影響，圖5a和5b示出了兩個所計算的例 子。雷達(dá)水平計表現(xiàn)為頻率為0.5 GHz (與脈沖寬度為1 ns相應(yīng))。 此外，上層的介質(zhì)常數(shù)s為2.5，損耗因數(shù)為0.05和0.02的情況分別 示于圖5a和5b。對于三個不同的上層厚度(12.8 m、 5.3 m和0.2 m ), 計算了通過液體的介質(zhì)衰減和界面處的反射衰減之和。如果所用的雷 達(dá)系統(tǒng)能在這兩項(xiàng)衰減之和低于40 dB時進(jìn)行測量，圖5a的曲線表明 除了對于非常小的絕緣因數(shù)(a)的值，特別是對于選擇a-l的現(xiàn)有 技術(shù)，可以通過0-5.3米的油進(jìn)行測量。更厚的層以a 1進(jìn)行測量就 不行了，但是用絕緣因數(shù)的最佳值(在這種情況下為0.15)就在油層 厚到12.8m時也可以測量.對于液體的損耗因數(shù)較小(0.02)的情況， 曲線稍有改變，如圖5b所示。在這個圖中，使用與圖Sa中相同的距 離，現(xiàn)在所有三個距離(即直到12.8m)都可以用選擇a 1的現(xiàn)有技 術(shù)測量，但是使用a的最佳值衰減就可以減小約五倍(在功率上)。 在實(shí)際安裝中，可以用出現(xiàn)的最大損耗因數(shù)來選擇最佳絕緣因數(shù)，因 為所有低一些的損耗因數(shù)將給出較小的衰減。按照本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于測量包含在容器內(nèi)的內(nèi) 容的填充水平的雷達(dá)水平計系統(tǒng)的傳輸線探針，其中所述傳輸線探針包括至少一個配置成引導(dǎo)向所述內(nèi)容發(fā)射的微波能量和從所述內(nèi)容 反射的微波能量的探針線；以及基本上封裝所述至少一個探針線的介 質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)配置成減小待測量的所述內(nèi)容所引起 的衰減微波能量的影響。如上面就本發(fā)明的第一方面所說明的，這種 新穎的傳輸線探針具有多個優(yōu)點(diǎn)，例如在測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的 填充水平時由于介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)減小了內(nèi)容所引起的衰減因而改善了精 度。此外，按照本發(fā)明的傳輸線探針還可以以更精確的方式測量最接 近容器底的內(nèi)容的水平。從所附權(quán)利要求書和以下說明中可以清晰地看到本發(fā)明的另一 些特征和優(yōu)點(diǎn)。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，本發(fā)明的不同特征 可以以其他方式組合起來，形成與下面所說明的實(shí)施例不同的實(shí)施方 式。


下面將較為詳細(xì)地結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行例示性的說明，在這些 附圖中圖1例示了安裝到容器系統(tǒng)上的按照本發(fā)明的雷達(dá)水平計系統(tǒng)； 圖2例示了按照本發(fā)明的雷達(dá)水平計系統(tǒng)的詳細(xì)視圖； 圖3例示了用于按照本發(fā)明的雷達(dá)水平計系統(tǒng)的優(yōu)選傳輸線探針 的例子；圖4在兩幅圖中例示了分別按照現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的從物質(zhì)界面 反射的信號；圖5在兩幅圖中例示了對于介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)的一些典型厚度的不同 絕緣因數(shù)a的衰減情況。
具體實(shí)施方式
在本說明中，同樣的標(biāo)號所標(biāo)的是相應(yīng)或類似的結(jié)構(gòu)和組件。在圖1中示出了按照本發(fā)明的雷達(dá)水平計系統(tǒng)的一個例子。在這里，雷達(dá)水平計系統(tǒng)1已經(jīng)安裝到容器2上。在容器2內(nèi)，已經(jīng)存放 了諸如油之類的內(nèi)容3。在容器2沒有完全充滿時，容器的頂部將包 括一層氣體，通常是空氣4。通常在容器內(nèi)還存在少量的水(由于冷 凝而引起的)，這層水5可以在容器2的底部看見。然而，熟悉該技 術(shù)的人員可以理解，對于許多其他類型的容器和罐和對于許多其他類 型的填充物質(zhì)都可使用本雷達(dá)水平計系統(tǒng)。雷達(dá)水平計系統(tǒng)1還包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，優(yōu)選的是包括組合在 一起的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的收發(fā)機(jī)6，用來發(fā)射和接收微波能量。此夕卜， 系統(tǒng)還包括傳輸線探針7，配置成引導(dǎo)向容器2內(nèi)的內(nèi)容發(fā)射的微波 能量和從容器2內(nèi)的內(nèi)容反射的微波能量。傳輸線探針7從雷達(dá)水平 計系統(tǒng)1垂直伸到容器2的底部，從而至少部分與容器2內(nèi)的油內(nèi)容 3和水內(nèi)容5接觸。在測量作業(yè)期間，脈沖微波能量將從收發(fā)機(jī)6的發(fā)射機(jī)部分發(fā)射， 通過傳輸線探針7傳輸，從而由內(nèi)容界面8 (空氣/油)和內(nèi)容界面9 (油/水)所引起的第一和第二反射微波能量通過傳輸線探針7將被傳 回到收發(fā)機(jī)6的接收機(jī)部分?？梢杂檬褂脮r域反射測量技術(shù)(TDR) 的控制器來分析從發(fā)射微波能量到接收到反射之間的時間，從而可以 計算出到第一和第二內(nèi)容界面8和9的距離。將從容器底到第一界面 8的距離減去從容器底到第二界面9的距離，就可以得到表示"真正內(nèi) 容，，(油)的水平的精確測量水平。然而，熟悉該技術(shù)的人員可以理解， 在這里所說明的傳輸線探針和雷達(dá)水平計系統(tǒng)也可以用于其他類型的 本身公知的測量作業(yè)。例如，可以使用TDR之外的其他脈沖測量作 業(yè)，或者使用諸如在FMCW中的連續(xù)發(fā)射微波能量。以上功能說明 用空氣/油/水作為例子，應(yīng)指出的是，如果絕緣因數(shù)a充分低于l，就 可以測量通過水的底回波和測量精確的底回波。這種可能性能提高精 度，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的探針通常掩蔽了通過對雷達(dá)幾乎不透明的水的底 回波。在圖2a中示出了圖1所示的雷達(dá)水平計系統(tǒng)1的詳細(xì)情況。如圖l所示，雷達(dá)水平計系統(tǒng)l已經(jīng)安裝到容器2上(可以看到容器的 頂部)，它包括收發(fā)機(jī)6和傳輸線探針7。傳輸線探針垂直地安裝在 容器2內(nèi)，至少部分與容器的內(nèi)容3、 4和5接觸。此外，還可以看到 第一界面水平(氣/油)8和第二界面水平(油/水)9。圖2b示出了圖2a中垂直延伸的傳輸線探針7的詳細(xì)剖視圖。傳 輸線探針7包括平行探針線10和介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)11，其中介質(zhì)封裝結(jié) 構(gòu)ll用來減小待測量的所述內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響，并保 護(hù)探針線不受侵蝕之類。圖3a為按照本發(fā)明的傳輸線探針7的徑向剖面圖。在這個實(shí)施 例中，探針線10由介質(zhì)結(jié)構(gòu)11封裝。從介質(zhì)封裝的傳輸線探針7的 外表面到每個平行探針線10的外表面的距離D大于每個平行探針線 的半徑R。這為傳輸線探針7提供了有效的抗蝕能力和改進(jìn)的測量性 能。圖3b為按照本發(fā)明的另一個實(shí)施例設(shè)計的傳輸線探針7的徑向剖 面圖。在這個實(shí)施例中，探針線10設(shè)置在塑料管12內(nèi)，塑料管12 用作封裝探針線10的外結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)封裝管12的內(nèi)表面之間的體積13 可以或者包括諸如空氣之類的氣體或者至少部分填有固體或液體介質(zhì) 填充材料。在體積13填有固體介質(zhì)填充材料的情況下，優(yōu)選的固體介的。圖3c為按照本發(fā)明的又一個實(shí)施例設(shè)計的傳輸線探針7的徑向 剖面圖。在這個實(shí)施例中，在圍繞介質(zhì)封裝傳輸線探針7的外表面的 任一點(diǎn)上從介質(zhì)封裝傳輸線探針7的外表面到每個平行探針線10的外 表面的距離D是相等的。這個實(shí)施例提供了系統(tǒng)總介質(zhì)常數(shù)可以較容 易計算的傳輸線探針7，因?yàn)樵趪@介質(zhì)封裝傳輸線探針7的外表面 的任一點(diǎn)上待測量的內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響將是相同的.圖3d為按照本發(fā)明的又一個實(shí)施例設(shè)計的傳輸線探針7的徑向 剖面圖。在這種情況下，單線探針線10設(shè)置在用作封裝探針線10的 外結(jié)構(gòu)的塑料管12內(nèi)。結(jié)構(gòu)封裝管12的內(nèi)表面之間的體積13可以或 者包括諸如空氣之類的氣體或者至少部分填有固體或液體介質(zhì)填充材料。圖3e例示了以與圖3d同樣的方式設(shè)置在塑料管12內(nèi)的單個探 針線IO,在這個實(shí)施例中，中心件15將探針線IO保持在管12內(nèi)中 心。在圖3f中，單個探針線10覆蓋有絕緣材料16。作為一個例子，絕緣探針線io還配置在角擋板n上。在這種情況下，用金屬帶或角擋板17作為笫二導(dǎo)體。在另一種情況下，可以用容器的壁代替角擋板 17作為第二導(dǎo)體。以類似的方式，圖3g例示了覆蓋有絕緣材料16的單線探針線10。 金屬覆蓋層17包圍了探針線10的約60-80%。如圖3f所示，用金屬覆蓋層n作為第二導(dǎo)體。如上所述，這種單個探針線與第二導(dǎo)體的組合起著平行探針線的 作用。在這種情況下，平行探針線將是不對稱配置的。此外，使用被絕緣的單線探針允許另外選擇受保護(hù)的導(dǎo)體的傳導(dǎo) 材料。優(yōu)選的是，選擇銅作為導(dǎo)體。圖4a示意性地例示了按照現(xiàn)有技術(shù)所得到的從兩個物質(zhì)界面8 和9 (如圖2a所示)反射的信號峰8'和9，。如可以看到的那樣，反射 信號9，由于所測量的內(nèi)容的介質(zhì)作用而被衰減。在圖4b中，示意性地例示了與圖4a中的相同的反射信號峰，但 是在這里使用的是按照本發(fā)明的介質(zhì)封裝傳輸線探針。與圖4a中的情 況相同，存在從兩個物質(zhì)界面8和9反射的信號峰8"和9"。在這個 實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)將對峰8"有小衰減影響，同時使得減小了使峰9" 衰減的衰減微波能量的影響，因此產(chǎn)生了較大的底部物質(zhì)界面反射峰。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，對以上詳細(xì)說明的本發(fā)明的實(shí) 施例的許多改變和替換都是可行的，本發(fā)明并不局限于以上所說明的 這些優(yōu)選實(shí)施例。相反，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)許多修改和變動 都是可行的。例如，傳輸線探針如所說明的那樣可以用于基本上所有 可用類型的雷達(dá)水平測量。此外，封裝介質(zhì)覆蓋層可以用許多不同的 方式例如使用不同的厚度、不同的介質(zhì)材料等實(shí)現(xiàn)。而且，傳輸線探 針可以具有多于兩個的探針線，諸如具有四個或六個探針線之類。
權(quán)利要求
1.一種用于測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，所述雷達(dá)水平計系統(tǒng)包括配置成發(fā)射微波能量的發(fā)射機(jī)；設(shè)置在所述容器外的配置成接收反射的微波能量的接收機(jī)；以及包括至少一個探針線的傳輸線探針，配置成引導(dǎo)向所述內(nèi)容發(fā)射的微波能量和從所述內(nèi)容反射的微波能量，所述傳輸線探針至少部分設(shè)置在所述容器內(nèi)，其中，所述傳輸線探針還包括至少封裝所述至少一個探針線的相當(dāng)大的部分的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)具有使待測量的所述內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響減小的厚度。
2. 按照權(quán)利要求1所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述傳輸線探 針包括平行探針線，所述平行探針線的至少相當(dāng)大的部分由所述介質(zhì) 封裝結(jié)構(gòu)封裝。
3. 按照權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述 配置在所述容器內(nèi)的被所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)封裝的所述傳輸線探針是部 分外部介質(zhì)PED傳輸線探針。
4. 按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述 介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)提供大于或等于0.2而小于或等于0.8的絕緣因數(shù)a。
5. 按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中 所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)提供大于或等于0.2而小于或等于0.5的絕緣因數(shù) a。
6. 按照權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述 系統(tǒng)用來接收從所述容器內(nèi)的至少兩個物質(zhì)介面的反射。
7. 按照權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述所述至少一個探針線有一段距離的內(nèi)表面。
8.按照權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述(D)大于所述探針線的半徑(R)的二分之一。
9. 按照權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述 探針線的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)的外表面到所述探針線的外表面的距離(D) 大于所述探針線的半徑(R)。
10. 按照權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所大于所i探針線的半徑(R)的兩倍。 ，
11. 按照權(quán)利要求7所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所迷介質(zhì)封裝 結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面與所述至少一個探針線之間的體積至少部分填有固體介 質(zhì)填充材料。
12. 按照權(quán)利要求11所述的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，其中所述固體介 質(zhì)填充材料是從包括晶態(tài)材料、非晶態(tài)材料、陶瓷和玻璃的組中選擇 的。
13. —種用于測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平的雷達(dá)水平 計系統(tǒng)的傳輸線探針，所述傳輸線探針包括配置成引導(dǎo)向所述內(nèi)容發(fā)射的微波能量和從所述內(nèi)容反射的微 波能量的至少一個探針線；以及基本上封裝所述探針線的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，用來減小待測量的所述內(nèi)容 所引起的衰減微波能量的影響。
14. 按照權(quán)利要求13所述的傳輸線探針，其中所述傳輸線探針 包括平行探針線，所述平行探針線的至少相當(dāng)大的部分被所述介質(zhì)封 裝結(jié)構(gòu)封裝。
15. 按照權(quán)利要求13或14所述的傳輸線探針，其中所述配置在PED傳輸線探針。
16. 按照權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的傳輸線探針，其中所 述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)提供大于或等于0.2而小于或等于0.8的絕緣因數(shù)a。
17. 按照權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的傳輸線探針，其中所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)提供大于或等于0.2而小于或等于0.5的絕緣因數(shù)a。
18.按照權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的傳輸線探針，其中所離所述至少一個探針線有一段距離的內(nèi)表面。
19. 按照權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的傳輸線探針，其中所 述探針線的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)的外表面到所述探針線的外表面的距離(D) 大于所述探針線的半徑(R)的二分之一。
20. 按照權(quán)利要求13至19中任一項(xiàng)所述的傳輸線探針，其中所大于所i探針線的半徑(R)。 ，
21. 按照權(quán)利要求13至20中任一項(xiàng)所述的傳輸線探針，其中所 述探針線的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)的外表面到所述探針線的外表面的距離(D ) 大于所述探針線的半徑(R)的兩倍。
22. 按照權(quán)利要求18所述的傳輸線探針，其中所述介質(zhì)封裝結(jié) 構(gòu)的內(nèi)表面與所述至少 一個探針線之間的體積至少部分填有固體介質(zhì) 填充材料。
23. 按照權(quán)利要求22所述的傳輸線探針，其中所述固體介質(zhì)填 充材料是從包括晶態(tài)材料、非晶態(tài)材料、陶瓷和玻璃的組中選擇的。
全文摘要
提供一種測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平的雷達(dá)水平計系統(tǒng)，所述雷達(dá)水平計系統(tǒng)包括設(shè)置在所述容器外的配置成發(fā)射微波能量的發(fā)射機(jī)，設(shè)置在所述容器外的配置成接收反射微波能量的接收機(jī)；以及包括至少一個探針線的配置成引導(dǎo)向所述內(nèi)容發(fā)射的微波能量和從所述內(nèi)容反射的微波能量的傳輸線探針，所述探針至少部分設(shè)置在所述容器內(nèi)，其中所述傳輸線探針還包括至少封裝所述至少一個探針線的相當(dāng)大的部分的介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)用來減小待測量的所述內(nèi)容所引起的衰減微波能量的影響。采用以上系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在測量包含在容器內(nèi)的內(nèi)容的填充水平時，由于介質(zhì)封裝結(jié)構(gòu)減小了內(nèi)容所引入的衰減，精度被提高。
文檔編號G01S13/88GK101292137SQ200680038470
公開日2008年10月22日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者奧洛夫·愛德沃森, 米凱爾·埃里克森 申請人:羅斯蒙特雷達(dá)液位股份公司