專利名稱：用于雷達(dá)料位計(jì)的高頻模式發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和高頻模式發(fā)生器的類型的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)被布置為向儲(chǔ)存罐中的表面引導(dǎo)測(cè)量信號(hào)。
背景技術(shù)：
用于測(cè)量?jī)?chǔ)存罐中的液體或者其它填充材料的料位的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)是公知的，這種系統(tǒng)通常包括發(fā)送器，用于向液體的表面發(fā)送微波信號(hào)；接收器，用于接收從液體的表面反射的微波信號(hào)；以及信號(hào)處理設(shè)備，用于根據(jù)發(fā)送的微波信號(hào)和接收的微波信號(hào)的傳播時(shí)間，來計(jì)算儲(chǔ)存罐中的液體的料位。這種設(shè)備變得越來越重要，尤其對(duì)于諸如原油和由原油制造的產(chǎn)品的石油產(chǎn)品。儲(chǔ)存罐可以是構(gòu)成油船的總裝載體積的部分的大容器，或者是更大的通常為圓柱狀的具有幾十或幾百立方米的體積的基于陸地的儲(chǔ)存罐。在一些應(yīng)用中，儲(chǔ)存罐可能包含產(chǎn)生干擾反射的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在其它應(yīng)用中，儲(chǔ)存罐可能具有適合于被定位為接近表面的移動(dòng)頂部。在這兩種情形下，向測(cè)量?jī)x器提供一般稱為“靜止管道”的具有圓形截面的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是有利的，該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)從天線延伸到儲(chǔ)存罐的內(nèi)容中。這種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的最適合的傳播模式是Htll模式。為了在這種模式下產(chǎn)生電磁輻射，可以使用具有片陣列饋送器(patch array feeder)的電路板。饋送并形成輻射體元件 (片或者槽)，以建立對(duì)于Htll傳播模式典型的圓周電場(chǎng)。然而，對(duì)于高頻，由于極限容限而難以制造這種饋送器。同時(shí)，諸如^GHz帶的高頻帶由于其提供高精度，因而非常適合雷達(dá)料位測(cè)量目的。此外，由于實(shí)際原因，希望針對(duì)使用靜止管道的應(yīng)用以及其它應(yīng)用，使用相同類型的電子設(shè)備單元。因此，存在對(duì)易于適合于較高頻率的Htll模式發(fā)生器的需要。在天線的設(shè)計(jì)中使用光學(xué)元件是公知的，其示例包括在其開口之上具有透鏡的喇叭形天線和各種反射器天線。尤其使用基本光學(xué)設(shè)計(jì)制造用于較高頻率的筆束 (pencil-beam)天線更加容易。在US 4，641，139中示出了靜止管道中的模式發(fā)生器的一個(gè)示例。根據(jù)這種設(shè)計(jì)， 在靜止管道的截面中設(shè)置反射曲面，稍微進(jìn)一步向下設(shè)置另一曲面。下表面由傳導(dǎo)輻射圖案構(gòu)成，使其僅能夠透射圓周模式。上表面由螺旋形的“扭轉(zhuǎn)”傳導(dǎo)圖案構(gòu)成，其中，每個(gè)引線與半徑形成45度角。這種螺線圖案在其背后由四分之一波長(zhǎng)的全金屬表面支撐，該組合使徑向場(chǎng)旋轉(zhuǎn)成圓周場(chǎng)，反之亦然。已知扭轉(zhuǎn)反射器和對(duì)于一個(gè)反射透明的片材的組合為 “透明扭轉(zhuǎn)(tran-twist)”反射器，并且在用于線性極化波的許多反射器天線中使用。將由下表面向上表面反射來自環(huán)形輻射體的徑向電磁輻射(Etll模式)。在被上表面反射時(shí)，扭轉(zhuǎn)圖案將使徑向Etll模式旋轉(zhuǎn)成具有圓周電場(chǎng)的Htll模式?，F(xiàn)在，將由下表面中的徑向圖案?jìng)鬏擧tll束，并將其發(fā)射到儲(chǔ)存罐中。在反射時(shí)，表面的曲率產(chǎn)生聚焦效果，保證平行束通過管道的整個(gè)截面發(fā)射到儲(chǔ)存罐中。雖然提供了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但是根據(jù)US 4，641，139的解決方案需要非常小尺度的曲面構(gòu)成，尤其薄塑料片材可能對(duì)于制造具有挑戰(zhàn)性。此外，下表面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可能出現(xiàn)問題，該表面的任何移動(dòng)將影響測(cè)量?jī)x器的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是克服、或者至少減輕上述缺點(diǎn)，并且提供一種具有改進(jìn)的模式發(fā)生器的靜止管道型雷達(dá)料位計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，由雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)該目的和其它目的，該雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)用于確定與到儲(chǔ)存罐中的產(chǎn)品的表面的距離相關(guān)的至少一個(gè)過程變量，該雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)包括收發(fā)器電路，被布置為生成測(cè)量信號(hào)，以及接收反射信號(hào)；處理電路，其連接到收發(fā)器電路，并且被布置為基于測(cè)量信號(hào)和反射信號(hào)之間的關(guān)系來確定過程變量；波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，被布置為向表面引導(dǎo)測(cè)量信號(hào)，以及返回反射信號(hào)；以及輻射體，其連接到收發(fā)器電路，并且被布置為以第一傳播模式將測(cè)量信號(hào)作為工作頻率范圍內(nèi)的電磁波發(fā)射到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中。該系統(tǒng)還包括模式發(fā)生器，適合于將從輻射體發(fā)射的電磁波從第一傳播模式轉(zhuǎn)換為第二傳播模式，其中，模式發(fā)生器包括具有對(duì)工作頻率范圍內(nèi)的電磁波透明的體的形式的透鏡，透鏡被布置在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，并且具有與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的中心軸對(duì)齊的光軸。透鏡具有面向儲(chǔ)存罐的底表面，該底表面適合于透射具有所述第二傳播模式的電磁波，而反射具有所述第一傳播模式的電磁波；以及與底表面相對(duì)的上表面，該上表面適合于反射電磁波，并且在反射時(shí)使所述電磁波的場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，以將所述電磁波的傳播模式從所述第一傳播模式和所述第二傳播模式之一改變?yōu)榱硪粋€(gè)。上表面在面向所述輻射體的區(qū)域中對(duì)于電磁波是透明的。利用這種設(shè)計(jì)，由輻射體向透鏡中發(fā)射的具有第一傳播模式的電磁波在透鏡內(nèi)至少被反射兩次(首先在底表面中，然后在上表面中)。在第二次反射(在透鏡的上表面中) 時(shí)，傳播模式將改變，射出透鏡的電磁波將具有第二傳播模式。在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，由通過熱成形而制造為非平坦的一個(gè)或兩個(gè)薄 PCB(聚乙烯PCB)來產(chǎn)生聚焦效果，與現(xiàn)有技術(shù)的該解決方案相比，根據(jù)本發(fā)明的該方面的透鏡對(duì)于亞毫米精度更穩(wěn)定，并且還使得更容易避免不希望的反射。通過制作透鏡形式的模式生成器，尤其在固體透鏡的情況下，還有效地避免了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題。通過使用光學(xué)元件(透鏡)，可以不僅通過反射，還通過具有不同折射率的介質(zhì)之間的曲線過渡的折射，獲得聚焦效果。例如，底表面可以是凸起的，并且所述透鏡的折射率大于周圍介質(zhì)，因此從儲(chǔ)存罐入射的平行于透鏡的光軸的電磁波在進(jìn)入透鏡時(shí)向光軸折射。然后，入射的波被上表面反射，并且在底表面中第二次被反射。可以選擇下表面的曲率，使得折射和兩次反射的組合效果產(chǎn)生焦點(diǎn)，在焦點(diǎn)處布置輻射體。來自輻射體的輻射然后作為平行束發(fā)射到儲(chǔ)存罐中。透鏡的凸起的下表面還有利于避免該表面上的剩余凝聚。可以使提出的設(shè)計(jì)具有相對(duì)低的輪廓(在管道的軸向上較小的延伸)。為了使透鏡更薄，也可以將上面形成為透鏡。然而，從制造的觀點(diǎn)，基本平坦的上表面最可能是有利的。例如，基本平坦的上表面使得能夠使用用于印刷電路板的傳統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)螺旋圖案。這在設(shè)計(jì)螺旋扭轉(zhuǎn)圖案以及其中心的饋送結(jié)構(gòu)(輻射體)時(shí)提供更大的靈活性。


參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例。圖1示出安裝了雷達(dá)料位計(jì)的浮頂儲(chǔ)存罐。圖2更詳細(xì)地示出了雷達(dá)料位計(jì)。圖3示出螺旋圖案。圖4示出徑向圖案。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雷達(dá)料位計(jì)(RLG)系統(tǒng)1。RLG 1包括安裝在儲(chǔ)存罐3上的電子設(shè)備單元2。儲(chǔ)存罐包含液體4，液體4可以是諸如原油或由原油制造的產(chǎn)品的石油產(chǎn)品，或者以超壓力和/或被冷卻地存儲(chǔ)在容器中的壓縮氣體。 丙烷和丁烷是兩種典型的作為液體存儲(chǔ)的氣體。單元2容納收發(fā)器5，用于發(fā)送微波信號(hào)以及接收反射的微波信號(hào)；以及處理電路6，用于基于發(fā)送的信號(hào)和反射的信號(hào)來確定到反射表面7的距離(或者任何其它阻抗轉(zhuǎn)變)。該系統(tǒng)可以是頻率調(diào)制連續(xù)波(FMCW) RLG系統(tǒng)或者脈沖RLG系統(tǒng)或者任意其它類型的距離測(cè)量雷達(dá)，但是優(yōu)選為前者。RLG系統(tǒng)可以具有以可以調(diào)節(jié)的可變頻率發(fā)射微波信號(hào)的能力。RLG系統(tǒng)還包括基本豎直的管子或者剛性地安裝在儲(chǔ)存罐3中的管子的形式的波導(dǎo)10。這里將該波導(dǎo)稱為靜止管道。在示出的示例中，儲(chǔ)存罐3具有浮頂8，即被布置為要由產(chǎn)品4的上表面支持的蓋。靜止管道10通過浮頂中的開口 9。靜止管道10優(yōu)選是能夠用作微波的波導(dǎo)的金屬材料的，其可以具有任意截面形狀。優(yōu)選圓形截面，并且在許多情況下，靜止管道不是裝置的一部分，而是已有儲(chǔ)存罐結(jié)構(gòu)的一部分。未示出管子的整個(gè)長(zhǎng)度，而僅示出了管子的上、下部分。在管子的壁中，對(duì)管子設(shè)置多個(gè)相對(duì)小的開口 11，這使得能夠?qū)⒘黧w從容器傳送到管子的內(nèi)部，從而使管子中的液體的料位與容器中相同。經(jīng)驗(yàn)顯示，通過在具有顯著大于波長(zhǎng)的直徑的靜止管道中使用 HOl模式，這些孔對(duì)波傳播的影響可忽略。收發(fā)器5包括連接到輻射體的發(fā)送器波導(dǎo)12或者利用探測(cè)器14的饋送器13。輻射體13用作天線，用于將具有第一傳播模式的電磁波發(fā)射到靜止管道10中，并且從管道10 接收電磁波。發(fā)射的波優(yōu)選為諸如Etll模式的圓形對(duì)稱徑向場(chǎng)。在示出的示例中，發(fā)送器波導(dǎo)12是同軸線纜，輻射體13是針對(duì)徑向場(chǎng)設(shè)計(jì)的小喇叭形天線。可能的設(shè)計(jì)是共軸線路的端部向外呈錐形(中心引線和套管兩者)，形成產(chǎn)生徑向場(chǎng)的環(huán)形開口。該開口的外徑可以在介質(zhì)材料的一個(gè)波長(zhǎng)的量級(jí)，即在IOGHz的情況下大約為20mm，在25GHz的情況下大約為8mm。輻射體也可以是產(chǎn)生圓形對(duì)稱徑向場(chǎng)的適合的天線陣列。RLG還包括模式發(fā)生器14，模式發(fā)生器14布置在輻射體13下面的靜止管道10中， 并且適合于將從輻射體13發(fā)射的第一傳播模式的波轉(zhuǎn)換為第二傳播模式的波。 根據(jù)所示出的本發(fā)明的實(shí)施例，模式發(fā)生器是在整個(gè)靜止管道截面上延伸的固體透鏡14。
這里的透鏡14具有面對(duì)輻射體的平坦上表面15和凸起的底表面16。透鏡可以由在相關(guān)頻率范圍內(nèi)，即在I-IOOGHz的量級(jí)內(nèi)對(duì)電磁波透明的任意材料制成。作為示例，透鏡可以由PTFE制成，但是一些更類似汽油的塑料材料(例如聚乙烯)也適用。在具有平坦上表面的情況下，PTFE透鏡可能變得相對(duì)重(對(duì)于20cm的管道大約在2kg的量級(jí))。由于該原因，具有不同質(zhì)、但是由封入透鏡形狀的外殼等中的一些人造介質(zhì)材料(即包括金屬件)、固體或液體材料制成的透鏡是有利的。上表面15適合于反射所有電磁波，并且在反射時(shí)將傳播模式從第一模式改變?yōu)榈诙Ｊ?。底表?6進(jìn)一步適合于透射具有第二傳播模式的電磁波，以及反射具有第一傳播模式的電磁波。在所示出的示例中，第一傳播模式是在徑向上具有圓形對(duì)稱E場(chǎng)的^ll模式，而第二傳播模式是在圓周方向上具有圓形對(duì)稱E場(chǎng)的Htll模式。通過靜止管道的傳播僅利用Htll 模式，但是由于特殊原因，也可以使用Htl2模式和更高模式。在本公開中，不僅針對(duì)長(zhǎng)管道中的穩(wěn)定傳播使用術(shù)語“第一傳播模式”和“第二傳播模式”，還在第一傳播模式和第二傳播模式由于彎曲表面而收斂或者偏離時(shí)使用術(shù)語“第一傳播模式”和“第二傳播模式”。這里，模式發(fā)生器被布置為將波從模式^ll (第一模式)改變?yōu)镠01 (第二模式)。輻射體13因此發(fā)射被旋轉(zhuǎn)成更有利于傳播通過靜止管道10的Htll的模式^llt5這里，用由從透鏡的中心向邊緣延伸的一個(gè)或若干個(gè)螺旋引線17形成的傳導(dǎo)圖案覆蓋透鏡的基本平坦的上表面15。螺旋的切線和螺旋圖案的半徑(即通過透鏡的中心的線)之間的角Y是45度。螺旋圖案之上是與螺旋的距離為λ/4(在材料中)的全金屬表面20 (除了其中心的輻射體之外)。在表面的每個(gè)小部分處，與配線平行的電場(chǎng)將被配線反射，而與配線垂直的電場(chǎng)將被全金屬表面反射。效果是最后的場(chǎng)將相移180°，并且螺旋圖案的結(jié)果是，將發(fā)生所述第一和第二傳播模式之間的偏移。這意味著使具有諸如H01的徑向傳播模式的入射輻射旋轉(zhuǎn)成諸如Etll的圓周場(chǎng)，反之亦然。注意，螺旋圖案不覆蓋透鏡的布置了輻射體的中心區(qū)域。這允許來自輻射體的輻射進(jìn)入透鏡。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將透鏡的上表面上的圖案形成為印刷電路板(PCB) 18。優(yōu)選地， PCB 18具有四分之一波長(zhǎng)的厚度，并且一側(cè)設(shè)置有覆蓋除中心(在該處布置有輻射體13) 以外的整個(gè)PCB的環(huán)形金屬層20，并且在其相對(duì)側(cè)設(shè)置有螺旋圖案形式的結(jié)構(gòu)化金屬層 17 (也不覆蓋中心)。具有其兩個(gè)金屬層17、20的PCB 18布置在透鏡上，螺旋圖案面對(duì)透鏡。由從表面的中心直接向其邊緣延伸的傳導(dǎo)引線18的形式的傳導(dǎo)圖案，提供透鏡的凸起的底表面16。這使得該表面對(duì)以Htll模式傳播的輻射透明，而反射具有徑向傳播模式的輻射。周圍介質(zhì)(例如空氣)和透鏡(這里是PTFE的)之間的轉(zhuǎn)變不僅產(chǎn)生折射，還產(chǎn)生反射。這種反射可能由于作為不希望的模式出現(xiàn)而產(chǎn)生干涉。由于該原因，四分之一波長(zhǎng)的介質(zhì)致密介電材料層對(duì)于提供防反射功能是有利的。該層可以由提供合適密度的諸如四分之一波長(zhǎng)深度的槽的結(jié)構(gòu)化表面形成。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，底表面具有被設(shè)計(jì)為防反射表面的四分之一波長(zhǎng)深度的槽19， 在這種情況下，可以將徑向引線18緊固在槽中?？梢砸苍诘妆砻嫔鲜褂糜∷D案。由于其形狀和其折射率，透鏡將具有束形成器(beam shaper)的效果，使得將來自輻射體13的輻射折射為被發(fā)射到儲(chǔ)存罐中的平行束。從儲(chǔ)存罐接收到的束將相反地在位于輻射體開口處的透鏡的焦點(diǎn)處被收集。優(yōu)選地選擇透鏡的設(shè)計(jì)參數(shù)，使得透鏡的焦點(diǎn)位于接近布置了輻射體13的上平坦表面的中心。如果假設(shè)周圍介質(zhì)是介電常數(shù)為1的空氣，則由下式給出有效焦距F
f=2-Π--Γ
■Jeps-l其中，T是透鏡的厚度，R是曲率半徑，eps是透鏡材料的介電常數(shù)。如果希望焦點(diǎn)在平坦表面的中間，則應(yīng)當(dāng)選擇參數(shù)以給出F = 0。正的F意味著聚焦在平坦表面上方。作為一個(gè)示例，對(duì)于PTFE透鏡，八英寸管道可以具有R= 138mm、T = 57mm。換句話說，對(duì)于PTFE透鏡，厚度應(yīng)當(dāng)為直徑的大約(或更大)，并且曲率半徑應(yīng)當(dāng)為直徑的大約62%。如果兩個(gè)表面都是非平坦的，則需要更詳盡的公式。注意，雖然上面的公式允許曲率和厚度的各種組合，但是也需要透鏡在其邊緣具有足夠的厚度，以提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以用于其被支持。在使用中，第一傳播模式(這里為Etll模式)下的電磁波將從天線發(fā)射到透鏡中。 透鏡的下表面的徑向圖案向上表面反射這些波。當(dāng)?shù)竭_(dá)上表面時(shí)，螺旋圖案將Etll模式的波轉(zhuǎn)換為第二模式(這里為Htll模式)，并且將其反射回下表面。這時(shí)，因?yàn)椴ㄌ幱贖tll模式， 因此下表面是透明的，并且將波發(fā)射到波導(dǎo)中。在反射期間，束已被折射為與靜止管道的軸向延伸平行。透鏡以如下方式轉(zhuǎn)換來自下面的入射電磁波，即從儲(chǔ)存罐內(nèi)部反射的波。來自儲(chǔ)存罐的入射H01模式將透射通過透鏡的下表面，并且由于下表面的曲率而向光軸A折射。下表面中的徑向圖案將反射其它模式的任何輻射。因此，透鏡將起到用于反射波的模式濾波器的作用。然后，透射的輻射被平坦上表面反射。當(dāng)在上表面中進(jìn)行反射時(shí)，螺旋圖案使場(chǎng)的偏振旋轉(zhuǎn)，使Htll模式圓周場(chǎng)旋轉(zhuǎn)成徑向Etll場(chǎng)。由于上表面的平坦形狀，進(jìn)入的束繼續(xù)靠近光軸，并且入射到下表面上。因?yàn)槭F(xiàn)在處于Etll模式，因此其被下表面的徑向結(jié)構(gòu)完全反射。在多次反射之后，E01模式的束將到達(dá)優(yōu)選位于上表面的中心處的透鏡的焦點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明決不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例。相反，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行許多變型和變化。例如，如果環(huán)形圓錐部件的直徑與透鏡的直徑不匹配，則可以將環(huán)形圓錐部件布置在靜止管道中。這是有利的，因?yàn)槠湓试S針對(duì)不同直徑的靜止管道使用一個(gè)尺寸的透鏡。
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，用于確定與到儲(chǔ)存罐(3)中的產(chǎn)品的表面的距離相關(guān)的至少一個(gè)過程變量，所述雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)包括收發(fā)器電路(5)，被布置為生成測(cè)量信號(hào)，以及接收反射信號(hào)；處理電路(6)，其連接到所述收發(fā)器電路，并且被布置為基于所述測(cè)量信號(hào)和所述反射信號(hào)之間的關(guān)系來確定所述過程變量；波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)，被布置為向所述表面引導(dǎo)所述測(cè)量信號(hào)，以及返回所述反射信號(hào)；輻射體(1 ，其連接到所述收發(fā)器電路，并且被布置為以第一傳播模式將所述測(cè)量信號(hào)作為工作頻率范圍內(nèi)的電磁波發(fā)射到所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中；以及模式發(fā)生器，適合于將從所述輻射體發(fā)射的電磁波從第一傳播模式轉(zhuǎn)換為第二傳播模式，其中，所述模式發(fā)生器包括具有對(duì)所述工作頻率范圍內(nèi)的電磁波透明的體的形式的透鏡(14)，所述透鏡被布置在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，并且具有與所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的中心軸對(duì)齊的光軸，所述透鏡具有面向所述儲(chǔ)存罐的底表面(16)，所述底表面適合于透射具有所述第二傳播模式的電磁波，而反射具有所述第一傳播模式的電磁波，所述透鏡具有與所述底表面相對(duì)的上表面(15)，所述上表面適合于反射電磁波，并且在反射時(shí)使所述電磁波的場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，以將所述電磁波的傳播模式從所述第一傳播模式和所述第二傳播模式之一改變?yōu)榱硪粋€(gè)，所述上表面在面向所述輻射體的區(qū)域中對(duì)于電磁波是透明的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述底表面(16)是凸起的，并且所述透鏡的介電常數(shù)(eps)大于周圍介質(zhì)的介電常數(shù)，使得從所述儲(chǔ)存罐入射的與所述透鏡的所述光軸平行的電磁波向所述光軸折射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述上表面(1 基本上是平坦的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述上表面(1 設(shè)置有由螺旋旋轉(zhuǎn)引線形成的傳導(dǎo)圖案，所述傳導(dǎo)圖案適合于將反射波的傳播模式從圓周場(chǎng)旋轉(zhuǎn)成徑向場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，到每個(gè)螺旋引線的每個(gè)切線與從所述傳導(dǎo)圖案的中心延伸的半徑形成45度的角(Y)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述底表面(16)設(shè)置有從所述光軸徑向延伸的引線的傳導(dǎo)圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述透鏡是固體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述透鏡由PTFE制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述透鏡包括封入透鏡形狀的外殼的液體材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述透鏡的焦點(diǎn)位于布置在所述上表面的中心的所述輻射體附近。
全文摘要
一種雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，用于確定與到儲(chǔ)存罐中的產(chǎn)品的表面的距離相關(guān)的至少一個(gè)過程變量，該系統(tǒng)包括收發(fā)器電路；處理電路；波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，被布置為向該表面引導(dǎo)測(cè)量信號(hào)；以及輻射體，其連接到收發(fā)器電路，并且被布置為將測(cè)量信號(hào)發(fā)射到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中。該系統(tǒng)還包括模式發(fā)生器，適合于將從輻射體發(fā)射的電磁波從第一傳播模式轉(zhuǎn)換為第二傳播模式，其中，模式發(fā)生器包括具有對(duì)工作頻率范圍內(nèi)的電磁波透明的體的形式的透鏡。使用這種設(shè)計(jì)，由輻射體發(fā)射到透鏡中的具有第一傳播模式的電磁波將在透鏡內(nèi)被反射至少兩次(首先在底表面中，然后在上表面中)。在第二次反射(在透鏡的上表面中)時(shí)，傳播模式將改變，并且射出透鏡的電磁波將具有第二傳播模式。
文檔編號(hào)G01F23/284GK102564527SQ20111029134
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者奧洛夫·愛德華松 申請(qǐng)人:羅斯蒙特儲(chǔ)罐雷達(dá)股份公司