专利名称：用于测量输送管中的固体/液体混合物的浓度参数的系统和方法
用于测量输送管中的固体/液体混合物的浓度参数
的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的、用于测量固体/液体 混合物中的浓度的系统。
该系统还涉及用于测量固体/液体混合物中的浓度的方法。此类型 的系统和方法用于，例如，挖掘机的输送管。
为了最优有效地运送输送管中的固体/液体混合物，使用传感器测 量可表示输送过程的性质的过程参数。这些过程参数也可用来(自动) 调节输送过程。
一个过程参数与混合物浓度有关，所述混合物浓度即输送液体(例 如水)中固体物质(例如沙)的浓度。
调节混合物浓度对挖掘过程是重要的。过低的混合物浓度导致效 率低的挖掘过程，因为每单位时间通过输送液体泵送的固体太少。另 一方面，过高的浓度也是不希望的，因为这可能导致管淤塞。因此为 了最优有效的挖掘过程，常规的是在挖掘期间尽可能使混合物浓 度一_其随固体类型、挖掘深度、开挖速度、泵的扬程(lift)、泵 的可用容量以及期望的混合速度而变化一一保持稳定。
为了确定混合物浓度，在挖掘工业中使用借助放射源确定管中混 合物浓度的系统和方法。
可通过测量在通过输送管运送挖掘混合物的过程中通过输送管的
放射性(y )辐射的相对强度，推导出混合物浓度。然而，放射源的 使用存在一些缺陷。
在一些国家，对放射源的运输和/或使用有法律限制。这经常使在 挖掘机上的使用复杂化。将放射源从核电厂运输到挖掘机或存储放射 性物质也不是不受法律限制的。此外，放射源的使用受与辐射保护和 安全有关的各种要求影响。此外，舆论一般不赞成使用放射源。 现有技术利用电磁波确定液体/固体混合物中的密度。 JP 07346080描述了一种借助无线电波辐射测量固体/液体混合物中固体物质的量的系统和方法。天线被置于输送管的外缘上。为了允 许辐射混合物，输送管应该在天线处由塑料材料制成。
JP 07346080的缺点是，无防护地使用无线电波辐射。另外，考 虑到塑料材料对由例如像沙子之类的固体颗粒导致的磨损具有相对较 低的抗性，在例如像挖掘系统之类的、于其中泵送固体/液体混合物的 系统中使用塑料材料管是不希望的。由于挖掘输送管中使用的压力， 塑料材料相对低的耐压强度也可能成为障碍。
本发明的目的是提供一种用于测量固体/液体混合物中的浓度的 系统和方法，该系统和方法相比于根据现有技术的系统没有缺点或具 有较少的缺点。
该目的通过如权利要求l中限定的系统实现。
本发明利用以下事实天线可抵靠管壁定位，从而不会对天线的 电磁机能产生不利的影响。
本发明的优点在于，输送管可完全由金属制成，从而允许相对于 现有技术增加管壁的强度。此外，本发明通过金属管壁从环境中屏蔽
掉从天线发出的辐射，从而提供更好的信噪比，并因此保护环境免受 管中辐射的影响，如此获得了更好的电磁兼容性。因为可将天线直接 定位在管壁上，本发明具有以下优点保护覆盖层可基本不变地经由 天线附接到管壁内侧。
下文中将参照描绘本发明示例性实施方案的各附图更详细描述本 发明。这些示例性实施方案意在仅为了说明的目的，而不限制由权利 要求书限定的本发明的要旨。
在附图中
图1为设有根据本发明的系统的输送管的示意性横截面；
图2为取自图l横截面的一部分的放大图3是天线的示意性平面图4是根据图4的天线的示意性横截面；
图5示出了一替代实施方案；
图6是设有附加的外部电导计的输送管的示意性横截面；以及
7图7示出了一包括多个用于以"层析(tomographic)"图的形式 测量混合物分布的天线的实施方案。
图l是设有根据本发明的系统的输送管T的示意性横截面。输送 管T的一部分充当测量体积V的壳，在该测量体积V中系统可测量固 体/液体混合物M的浓度参数。术语"浓度参数，，指描述固体/液体混 合物的组成的参数，诸如混合物的密度或混合物中固体物质的浓度。
测量体积V的壳设有第一天线Al和第二天线A2，第一和第二天 线A1、 A2为片状天线(patch antenna)类型的。"片状天线"类型 也被称为微带天线。在下文中将更详细分析在本发明中实现这种类型 天线的方式。
天线Al和A2均位于输送管T的在测量体积V中的壁W上。 优选地，第二天线A2位于第一天线Al对面(即，在直接视线 (direct visibility line)上)，测量体积位于第一和第二天线之 间。
壁W衬有覆盖层C,该覆盖层C电气且机械地保护壁W以及第一 和第二天线Al、 A2免受在使用期间含有固体/液体混合物M的测量体 积V影响。
因此，抵靠壁定位天线的可能性为输送管提供了没有障碍物的通 道，用于使混合物沿管流动。
覆盖层C由耐磨介电材料制成，该介电材料是相对耐固体/液体混 合物M的磨蚀作用的。
测量体积的壳的壁W由合适的金属制成，以便能够在运行期间承 受管内出现的压力。另外，这将天线与输送管T外部的环境屏蔽开。
第一发射器Al连接到发射器Rl,用以将无线电信号从发射器Rl 发射到围绕天线Al的介质。
第二天线A2连接到接收器R2，用以将无线电信号从围绕第二天 线A2的介质发射到接收器R2。
在使用期间，发射器R1将具有辐射能量E1的无线电信号发射到 输送管T的含有待测混合物M的测量体积V中。穿过介质传播的无线 电信号(电磁辐射)用箭头RS表示。接收器R2接收在通过测量体积之后具有残余能量E2的无线电信号。
根据混合物的物理性质，诸如介电常数和导磁率，来自电磁场的 能量以原则上可根据由发射器Rl发射到测量体积中的能量El与如接 收器R2所测得的残余能量E2之比率所确定的方式被吸收。
可根据该比率推导混合物M的组成。
此外，关于混合物的更精确信息还可根据无线电信号通过测量体 积时经受的时延获得。
各种形式的可用无线电信号是可能的。例子包括脉沖，其周围振 幅(surrounding amplitude )随时间正弦地变化的信号以及扫频信号。
在图1中，Rl表示一发射器，R2表示一接收器。可用R1和R2表 示既可用作发射器又可用作接收器的收发器，如此测量方向可随意颠 倒。
在一优选实施方案中，收发器Rl和R2连接到诸如计算机之类的 控制单元B，以便能够自动地，可能在一规定时段内和/或按照一可调 模式，测量在混合物M中的能量损失和/或延时。控制单元还可根据获 得的测试结果提供对混合物浓度参数的计算。
图2是在第一实施方案中取自图1的橫截面的一部分的放大图。 在图2中，如在前面的图1中所用的相同参考数字表示相应的部件。
第一和第二片状天线Al、 A2各由一金属基板Pl和一金属带P2组 成，该金属基板P1和金属带P2借助电介质P3彼此隔开。尽管在该 图一一图2 — 一中未示出，但基板P1和带P2连接在一起，如在图4 和5中将更精确图解的。
基板P1与输送管T的壁W接触。由于片状天线A1、 A2的性质， 在壁W与天线的基板Pl之间可能存在导电接触，而这不妨碍天线的功 能(电磁效应)。结果，且与要求天线和壁之间绝缘的其它类型天线 不同，片状天线A1、 A2可有利地非常接近壁W定位。
在该实施方案中，位于壁W与基板Pl之间的是填充有填充物D的 穴。该填充物D用来支撑天线Al、 A2，使得在运行期间输送管T内的 升高的压力不使天线A1、 A2变形。
替代地，板P1的导电功能可由壁W实现，使得可省去板P1。为此，壁w被制成平坦的。
替代地，在该实施方案中，板P1、电介质P3和带P2可弯曲为壁 W的内缘的形状，如此可省去填充物D。
覆盖层C将带P2与在运行期间含有固体/液体混合物M的空间隔开。
填充物D由耐压材料制成，可包括诸如Irathane之类的塑料材料 或其它塑料材料，但也可由例如像氧化铝之类的陶瓷材料制成。
覆盖层C由电绝缘塑料材料一一其对在使用期间沿管流动的固体 /液体混合物M导致的磨损具有高的抗性——制成。例子包括 Irathane。根据该固体/液体混合物的组成，覆盖层C也可由不同的电 绝缘材料或由瓷砖制成，该瓷砖可由或不由塑料材料包住。为了防止 过多量的由片状天线Al发出的能量El经由覆盖层C沿管壁W传播到 片状天线A2，可使覆盖层是局部导电的，例如通过在这些位置处在塑 料材料中掺杂以金属颗粒实现。
图3是在输送管的纵向X上的片状天线的示意性平面图。
天线A1、 A2是"片状天线"类型，"片状天线"类型也被称为"微 带"。典型的微带天线由利用绝缘元件P3与导电矩形基板P1隔开的 细导电矩形带P2组成，该导电矩形带P2也被称为"片"，该绝缘元 件P3也被称为"基底"。这两个空间上隔开的导体P1、 P2本质上形 成微带天线。
为了出于进行密度测量的目的测量无线电信号，重要的是天线性 质是这样的，即使得所用的无线电信号可具有的频率和波长使得测量 体积的直径(即，从第一天线经由测量体积到第二天线的直线距离) 等于无线电信号的至少半波长。
在本发明中，天线的尺寸因此随测量体积的直径而变化而适应该 要求。
结合电磁波的相应所选频率，带P2的长度(平行于输送管T的纵 向X)基本与输送管的直径为同一数量级。带P2的宽度小于带P2的 长度。该宽度可以被修改以致最优化沿壁的定位。天线的连接阻抗随 宽度减小而增大；上述带的宽度还影响天线的辐射轮廓，不过这不妨 碍系统的功能性。根据天线的设计，基板P1的长度可等于或大于带P2的长度。基 板Pl的宽度也可等于或大于带P2的宽度，取决于所希望的天线性能。
将注意到，代替宽度恒定的矩形形状，带P2可具有任何其它宽度 随长度而变化的期望形状，例如在纵向X上逐渐变细的形状。带P2的 伸展宽度使天线相比于具有矩形形状的带P2的天线，能形成具有相对 较大带宽的辐射轮廓。
在一侧，片状天线A1、 A2的带P2包括到基板P1的连接P5。片 状天线A1、 A2还包括用于带P2上的收发器的连接P4。
待测定混合物M的相对介电常数也在天线的设计中起一定作用， 因为这可影响连接阻抗。
绝缘元件P3的介电常数对片的必要尺寸有显著影响，在常规微带 天线中该绝缘元件P3也可由一空气隙组成。
如果元件P3的介电常数与固体/液体混合物的介电常数一致，那 么由天线与固体/液体混合物之间的过渡导致的、来自天线的损失可减 小到最小值。固体/液体混合物的介电常数在选择的频率范围内一般在 10与80之间改变，取决于固体物质的浓度。
在本发明中，绝缘元件P3由介电常数在固体/液体混合物的介电 常数的典型极限以内的材料制成。如果输送液体是水的话，例子包括 这样的聚合物其中混有弄成粉的或细粒的钛酸钡或另一介电常数相 对较高的材料以便提供约80的介电常数。绝缘元件P3也可由具有合 适介电常数的陶瓷层一一例如介电常数为约10的氧化铝一一组成，或 由复合材料组成。鉴于具有高介电常数的材料的高成本价，使用具有 相对较低介电常数的材料可能是所希望的。介电常数低于IO但无论如 何大于1的材料的使用提供了(较便宜的)替代方案一一如果固体/ 液体混合物的电导率保持是有限的则可使用该替代方案，如此次最佳 的天线是足够的。
绝缘元件P3的介电常数相对较高，还确保在发射频率保持不变 时，天线A1、 A2的尺寸可(与介电常数的平方根成比例地)减小。这 对天线在输送管中的实际效用有极大好处，因为这允许天线的尺寸适 应输送管的尺寸。在此方面也重要的是，天线性能是这样的，以致使 所用的无线电信号能够具有的频率和波长使得测量体积(即，输送管)
ii的直径等于至少半波长。
名称"微带"在本发明中仅表示类型，因此"微，，不以任何方式
表示天线的尺寸在常规机栽微带天线具有一至数十毫米的片长度和 宽度的情况下，根据输送管的待辐射直径并根据电磁波的所选频率， 用于本发明的天线可具有一至数十厘米的片长度和宽度 一般地，片 长度与输送管的直径为同一数量级。
在本发明中可在直径在约1 Ocm到约15 Ocm的范围内的输送管中使 用上述系统。
绝缘元件P3和带P2均被埋入覆盖层C。除了保护天线A1、 A2中 的每个以及壁W免受沿管刮擦的固体/液体混合物影响，该覆盖层还扩 大了天线的可能活动范围如果没有绝缘覆盖层C，过大比例的由片 状天线Al发出的能量El将由于导电的结果而在导电固体/液体混合物 中损失掉。覆盖层C防止由导电引起的该损失。另外，覆盖层C影响 天线的谐振频率，并且天线的布置补偿这一点。为了能够调节片状天 线的谐振频率，使用数值模型计算包括覆盖层C的片状天线。
图4是沿线IV-IV截取的、根据图3的天线的示意性横截面。 在图4中，如在之前的附图中所用的相同参考数字表示相应的部件。
绝缘元件P3附接到基板P1。带P2位于绝缘元件P3上。基板P1 经由到带P2的窄头侧的连接P5连接到带P2。
带P2经由连接S连接到收发器R1、 R2。由内导体S、导电保护器 I和绝缘体(未示出)组成的同轴电缆被馈送通过壁W中和绝缘元件 P3中的开口，内导体S经由连接P4与导电带P2电接触，并且导电保 护器I与壁W和/或基板P1电接触。内导体S经由基板P1中和绝缘元 件P3中的馈通件连接到带P2。
图5是在一替代实施方案中取自图l的横截面的一部分的放大图。
在图5中，如在之前的附图中所用的相同参考数字表示相应的部件。
在该替代实施方案中，在壁W上附接有其中可容纳基板的平展隐 藏式表面(flattened, recessed surface) Wl， 其中片状天线Al、 A2可利用基板P1的整个表面区域，与壁W接触。尤其对于直径相对较小的输送管，为了能够安装具有合适尺寸的 片状天线，该替代实施方案可能是有利的。
在另一实施方案中，壁W充当片状天线的基板P1。壁w承担基板
Pl的电磁功能。
图6是设有在又一实施方案中的系统的输送管的示意性横截面。 在图6中，如在之前的附图中所用的相同参考数字表示相应的部件。
在又一实施方案中，除了在图1中已示出的元件，系统还包括一 外部电导计GM,该电导计GM连接到控制单元B，用于发射导电率信号 给控制单元B，并且该电导计GM被配置用于在使用期间测量仅输送液 体的导电率。
该电导计在使用期间基本上位于固体/液体混合物的输送液体中。 已知，电磁波在导电介质中的衰减与介质的导电率以及电磁波的 频率协同地增加。作为该增加的衰减的结果，待使用频率的上限由在 导电介质中的最大可容许信号衰减决定。电磁波的待使用频率的下限 以这种方式选择，即使得以平均混合物组成，两个天线之间至少容纳 半波长。
如上文中所述，固体/液体混合物的密度可根据从第一天线通过测 量体积传送到第二天线的无线电信号的能量损失或时延确定。该能量 损失或该时延与被测量的固体/液体混合物M的有效相对介电常数有 关。组成该混合物的部分(即，固体和液体)本身具有不同的相对介 电常数。
由于测得的相对介电常数对应于在单独(两个)部分的相对介电 常数值之间变化的有效相对介电常数这一事实，上述部分的体积比可 根据测得的相对介电常数确定。
混合物的介电常数可利用电磁波借助辐射测量，传播时间t，其 被定义为波前从第一天线Al到达第二天线A2所需的时间，指示固体/ 液体混合物的视在介电常数(apparent permiUivi ty )。在混合物的 任何导电率的影响都被包含在视在介电常数中的意义上来说，视在介 电常数不同于有效介电常数。
传播时间t由上述天线之一所发出的源信号确定，该源信号将被与由另一天线接收的信号进行比较。固体/液体混合物的浓度可根据无
线电信号在固体/液体混合物中的传播时间tm与无线电信号在仅输送 液体中的传播时间tO之差tr确定。
在系统正常运行期间，根据被规定为tr=tm-tO的传播时间tr的 改变，确定相对于输送液体浓度的固体/液体混合物浓度。
因为信号在仅输送液体中的传播时间t0还依赖于输送液体的导 电率——其一般在对于河水的0.5 S/m和对于海水的4 S/m之间变化， 对导电率的该依赖应被包括在对固体/液体混合物密度的计算中。
为此，(在运行期间)在测量期之前进行校准，在仅输送液体中测 量传播时间t0。倘若在系统的随后正常运行过程中输送液体的导电率 不显著改变的话，可使用该校准。
然而，在系统的正常运行过程中，输送液体的导电率可能改变， 这例如可能在潮水、河口、沿岸水等等中发生。
如果由电导计GM测得的输送液体的导电率显著改变，控制单元B 可使用来自电导计GM的导电率信号来修正从固体/液体混合物获得的 传输时间测量结果。
外部电导计GM测量输送管外部而非其内部的导电率，因为在输送 管中电导计(明显)依赖固体/液体浓度。
在挖掘机的情况下，通过将电导计GM定位在开挖点区域，可在水 中测量导电率，如此测得的导电率尽可能对应于输送液体的导电率。
在校准期间以及在系统正常运行期间，电导计确定仅输送液体的 瞬时导电率。如此确定的导电率变化应用来修正在系统正常运行期间 的传播时间to。
还应注意，在输送液体具有相对较高导电率的情况下，使用尽可 能低的无线电信号频率可能是有利的，因为在该频率，无线电信号经 受相对最小限度的衰减。因为在频率保持恒定时，在导电率相对较高 的介质中的波长减小，这允许在导电率增加时降低发射频率，而不轻 视以下要求以平均混合物组成，两个天线之间必须容纳至少半波长。 通过基于测得的导电率主动调节发射频率，从而对于更宽范围的混合 物导电率，可获得最佳测量。
在本发明的另一实施方案中，两个以上天线被沿测量体积V的壁
14W的内周边相接地定位。所有这些天线以诸如上文中所描述的针对包 括两个天线的系统的方式连接到控制单元。通过在控制单元的控制下， 从一个天线发射信号并借助剩余天线接收发射信号，可在每一介于发 射天线与接收天线之一之间的测量路径上获得关于混合物浓度的信 息。所述两个以上天线连接到控制单元，以^使得该控制单元被配置为， 通过结合每个测量路径测得的混合物浓度，例如以确定管中混合物的 层析图的形式，获得关于整个管直径上混合物浓度分布的数据。
图7示出了包括六个天线Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6的测量系统的 实施例，这六个天线Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6各单独连接到收发器 Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6中的相应一个。这些收发器连接到控制单元 B，该控制单元B被配置用于控制每个收发器(用于发射和/或接收信 号)以及用于从每个收发器接收信号。控制单元B还能够根据所接收 的信号确定关于测量体积M内的混合物浓度分布的信息。
例如，控制单元B控制第一收发器Rl，以经由第一天线A1发射 一无线电信号RS,其它收发器R2-R6被调整为接收该无线电信号(一 旦该信号通过测量体积M)。根据所接收的信号，控制单元然后将关于 测量体积中的混合物组成的信息确定为随从第一天线与每个剩余天线 之间通过的相应测量路径而变化。
控制单元可以循环的(round-robin )方式周期性地执行这种测量， 其中在每种情况下，上述天线之一接连发射无线电信号，其它天线接 收该信号，并且控制单元以合适的方式收集和处理所述信号。
将注意到，以替代形式，控制单元可经由多路复用器连接到上述 收发器。
权利要求
1. 一种用于测量固体/液体混合物(M)的浓度参数的系统，包括测量体积(V)、第一天线(A1 )和至少一个第二天线(A2)，其中-所述第一和第二天线各为片状天线类型，并且每个天线(A1 ；A2)包括一导电基板(P1)、一导电带(P2)和一绝缘元件(P3)，所述绝缘元件(P3)位于所述基板(P1)与所述带(P2)之间，并且所述带在头侧具有一到所述基板(P1)的导电连接(P5)；-所述第一和第二天线通过所述导电基板(P1)附接到所述测量体积的壁(W)，以及-所述测量体积的所述壁(W)由金属制成。
2. 根据权利要求1所述的系统，还包括一用于无线电信号(RS) 的发射器(Rl )、用于所述无线电信号的接收器(R2 )以及一控制单元(B)，其中所述发射器(R1)的输出连接到所述第一天线(A1);所述 接收器(R2)的输入连接到所述第二天线(A2);所述控制单元(B) 连接到所述发射器和所述接收器，并且所述控制单元(B)被配置用于 控制所述发射器和所述接收器。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中所述控制单元(B)连接到 所述发射器的数据输出用于经由所述发射器所产生的无线电信号接收 数据，并且还连接到所述接收器的数据输出用于经由所述接收器所接 收的无线电信号接收数据。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中所述无线电信号的波长被选 择为使得，在使用期间从所述第 一天线经由所述测量体积到所述第二 天线的直线距离基本等于所述无线电信号的至少半波长。
5. 根据权利要求3所述的系统，其中所述控制单元(B)被配置 以在使用期间确定所述固体/液体混合物(M)的浓度参数。
6. 根据权利要求5所述的系统，其中所述系统还包括一电导计 (GM)，所述控制单元(B)连接到所述电导计用于接收导电率信号，并且所述控制单元被配置以在使用期间根据所述导电率信号确定用于 所述浓度参数的导电率修正。
7. 根据权利要求6所述的系统，其中所述电导计(GM)被定位， 以使得在使用期间基本仅测量所述固体/液体混合物(M)中的液体的导电率。
8. 根据权利要求1所述的系统，其中一覆盖层(C)附接到所述 壁(W)以及附接到所述壁的所述第一和第二天线(Al， A2)，用于保 护所述壁和所述天线免受所述固体/液体混合物(M)影响。
9. 根据权利要求1所述的系统，其中填充物(D)被定位在所述 第一和第二天线(Al， A2)中的每一个与所述测量体积(V)的所述壁U)之间。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中用于将一片状天线(Al; A2)容纳在所述基板(Pl)内的所述壁(W)包括一用于所述天线的平 展表面(Wl)。
11. 根据权利要求1所述的系统，其中所述基板(P1 )、电介质(P3) 和导电带(P2)具有曲面结构，使得它们直接连接到所述壁(W)。
12. 根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述壁(W)为一片 状天线(Al; A2)的基板(Pl)。
13. 根据权利要求1所述的系统，其中所述绝缘元件(P3)为电 介质，该电介质具有比空气高的相对介电常数，优选具有所述固体/ 液体混合物中的液体的、与无线电信号的一频率或频率范围相称的相 对介电常数。
14. 根据权利要求13所述的系统，其中所述绝缘元件由塑料材料 /钛酸钡复合物或陶乾材料组成。
15. 根据权利要求13所述的系统，其中所述基板(Pl)和所述带 (P2)在所述测量体积(V)的纵向(X)上延伸，所述带(P2)的长度和所述第一天线与所述第二天线之间的距离基本为同一数量级。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中所述基板(Pl)的长度等 于至少所述带(P2)的长度。
17. 根据权利要求13所述的系统，其中所述第一天线(Al)或所 述第二天线(A2)与所述发射器(Rl)之间的连接相应包括所述接 收器(R2)、 一信号承载导体(S)和另一导体(1)，所述信号承栽导 体连接(P4)到相应天线(Al; A2)的所述带(P2),所述另一导体连 接到所述测量体积(V)的所述壁(W)和/或相应天线(Al; A2)的所 述基板(P2 )。
18. 根据权利要求17所述的系统，其中一馈通件设置在所述绝缘 元件(P3 )以及所述基板(Pl)中，用于所述信号承载导体(S )的馈 通。
19. 根据权利要求13所述的系统，其中所述天线(A1; A2)的所 述带(P2)为矩形。
20. 根据权利要求13所述的系统，其中所述天线(A1; A2)的所 述带(P2)具有随长度而变化的宽度。
21. 根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述控制单元(B) 被配置为在使用期间使来自所述发射器(Rl)的无线电信号的基频随 所述液体的导电率一一其由电导计测得一一而变化，以使得随所测得 的导电率而变化的所述无线电信号的波长基本恒定。
22. 根据任一前述权利要求所述的系统，其中两个以上天线被沿 所述壁(W)的内周边定位，并且其中所述两个以上天线被连接，以使 得在使用期间，在发射天线与每个接收天线之间存在相关联的测量路 径，可以沿该测量路径确定所述混合物浓度，所述控制单元被配置为， 通过结合随所述测量路径而变化的混合物浓度，确定与所述测量体积 中的混合物浓度分布有关的数据。
23. 根据权利要求22所述的系统，其中所述控制单元被配置用于 以循环的方式周期性地进行测量，其中在每种情况下， 一个天线发射 无线电信号，其余天线接收所述信号，并且所述控制单元以合适的方 式收集和处理所述信号。
24. —种用于测量固体/液体混合物(M)的浓度参数的方法，包 括提供用于容纳所述固体/液体混合物(M)的测量体积(V);提供 第一天线(Al )和第二天线(A2)，所述第一天线(Al )和第二天线(A2) 为片状天线类型的天线，每个天线(Al; A2)包括一导电基板(Pl)、 一导电带(P2)和一绝缘元件(P3),其中所述绝缘元件(P3)位于所 述基板(Pl)与所述带(P2)之间，并且所述带在头侧具有一到所述 基板(P1)的连接(P5);所述第一和第二天线中的每一个通过所述导 电基板(Pl)附接到所述测量体积的壁(W)，并且所述测量体积的所 述壁由金属制成。
25. 根据权利要求24所述的方法，还包括通过所述第一天线发射无线电信号，通过所述第二天线接收所述无线电信号，以及根据所 发射的无线电信号与所接收的无线电信号之间的差别确定所述固体/ 液体混合物的浓度参数。
26. 根据权利要求25所述的方法，还包括仅测量所述固体/液 体混合物的液体的导电率，以及借助所测得的所述液体的导电率修正 所述固体/液体混合物的所述浓度参数。
27. 根据权利要求24 - 26中任一项所述的方法，包括提供两个以 上沿所述壁(W)的内周边定位的天线；将所述两个以上天线连接在一 发射天线和每个接收天线之间，以使得在使用期间存在用于确定所述 混合物浓度的相关联测量路径；结合随所述测量路径而变化的混合物 浓度以确定所述测量体积中的混合物浓度分布。
全文摘要
用于测量固体/液体混合物的浓度参数的系统。该系统包括测量体积、第一天线和至少一个第二天线。所述第一和第二天线各为片状天线类型，并且每个天线包括一导电基板、一导电带和一绝缘元件。所述绝缘元件位于所述基板与所述带之间，并且所述带在头侧具有一到所述基板的导电连接。所述第一和第二天线通过所述导电基板附接到所述测量体积的壁，所述测量体积的所述壁由金属制成。
文档编号G01N22/04GK101548179SQ200780044995
公开日2009年9月30日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者A·G·泰瑞斯, C·德凯泽, H·C·W·贝杰瑞克, M·J·C·范伊顿 申请人:Ihc系统股份有限公司