专利名称：具有电介质棒连接的雷达料位计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用电磁波确定料箱中的产品的填充料位的雷达料位计。该料位计包括电子单元，该电子单元包括用于传送和接收电磁波的收发器电路，以及连接到收发器电路并且适于基于传送波和反射波之间的关系确定过程变量的处理电路。
背景技术：
用于测量诸如液体或者如颗粒的固体的填充材料的料位的雷达料位计量(RLG) 是用于料箱、容器等中的料位计量的日益重要的方法。许多不同类型的RLG系统是已知的。 在受让于Rosemount Tank Radar公司的US 7 106 247中公开了这种系统的一个示例，并且该示例包括料箱内部的天线和料箱外部的包含收发器电路和处理电路的电子单元。存在许多方法将电子单元与料箱中的天线连接，典型地包括某种波导结构或同轴连接器。然而，在一些应用中，有用的是布置RLG的电子单元以便可容易地更换和交换。此外，在一些应用中，期望将若干个提供功能独立的测量通道的电子单元连接到同一天线。使用同一物理天线但是以其他方式电气独立的独立雷达料位计以低成本提供了冗余。例如， 将不止一个传感器连接到一个天线是用于实现具有料位传感器和独立填满警报等的系统的极为成本有效的方法，并且在用户和官方中获得了广泛的接受。在受让于Rosemount Tank Radar公司的WO 03/025523中公开了这种使用若干个通道用于馈送同一个天线的系统的一个示例。图1示出了该类型的现有技术布置的示例， 三个电子单元101、102、103与连接到天线(未示出)的波导104连接。这些电子单元借助于例如转门结105的连接装置连接到波导。这些电子单元使用诸如同轴连接器的传统端子连接到连接装置。电子单元中的一个连接到将具有第一偏振的能量耦合到波导中的第一探针106。其他两个电子单元经由作为转门结的一部分的功分器108连接到第二探针107。在受让于Rosemount Tank Radar公司的US 7，701, 385中公开了另一示例。在该情况下，两个或更多个电子单元被组合以形成菠萝片形，其孔可以形成波导的一部分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有连接到同一天线的一个或若干个可容易更换的电子单元的雷达料位计量系统。根据本发明的一个方面，该目的通过一种使用电磁信号确定料箱中的产品的过程变量的雷达料位计实现，其包括电子单元，该电子单元包括安装部分和电路部分，该电路部分包括用于传送和接收电磁信号的收发器电路、连接到收发器电路并且适于基于传送信号和接收信号之间的关系确定填充料位的处理电路、以及定向耦合器。该料位计进一步包括信号传播装置，其被布置为将电磁信号导向料箱中并且返回从料箱反射的电磁信号；以及波导结构，其被布置为在电子单元和信号传播装置之间引导电磁信号，该波导结构包括电介质材料的棒。该安装部分限定了开口并且能够可拆卸地安装在电介质棒上，从而棒通过该开口延伸并且至少部分地被该开口围绕。该安装部分被进一步布置为使电路部分相对于棒固定，从而所述定向耦合器处于耦合收发器电路和棒之间的信号的位置。“能够可拆卸地安装”旨在意味着单元可由本领域的技术人员更换，而不需要额外的设备。根据本发明的雷达料位计例如在故障或升级的情况下便利了电子单元的更换。由于不存在金属连接，因此安装不是严格的。每个安装部分可以简单地推进或拉出电介质棒。 应当注意，在其中料箱包含加压或有毒内容物并且相对于外部密封的情况下，可以在维持料箱密封的情况下从棒拆卸电子单元。同时，电介质棒实现了针对和来自每个电子单元的极为简单的、成本有效的和可靠的馈送。定向耦合器确保了传送功率被向下导向天线并且可以以相同方式接收反射功率。 通过该定向耦合结构，具有相同偏振的两个或者可能三个单元可以彼此堆叠，但是具有可接受的功率损失并且假设存在某些信号参数的充分区别。注意，偏振典型地提供约18至 20dB的信号隔离，而定向耦合典型地提供约15至20dB的信号隔离。安装部分和电路部分可以被形成为一个集成单元，更进一步便利电子单元的任何处置。然而，还可能使安装部分作为分离元件，电路部分可附连到该分离元件。在该情况下， 有可能在不移除安装部分的情况下从棒拆卸电路部分。根据一个实施例，电介质棒适于用作表面波导。在该情况下，该棒未被任何传导包围物围绕，并且因此该设计有效地防止沿波导的任何气体泄漏。在该情况下，天线可以是棒天线并且电介质棒可以是天线的延伸。这提供了机械上极为简单和鲁棒的系统。可替选地，波导结构可以进一步包括用于使电介质棒表面波导与中空波导匹配的中间变换结构。对于某些类型的天线，可能期望针对中空波导的变换。“中空”波导在这里指的是其中传导材料包围中空空间的波导，该中空空间可以是空的或者填充有适当的电介质材料。中空波导可以是具有适当横截面的管状的，并且在优选实施例中其具有圆形横截面。根据另一实施例，电介质棒被传导包围物围绕以便形成中空(但是电介质填充的)波导。在该情况下，对开口定界的安装部分的壁可以形成传导包围物的一部分。当若干个电子单元连接到同一天线时，本发明是有用的。在该情况下，电介质棒应具有允许若干个电子单元彼此相叠地沿棒布置的长度。因而这些单元在棒的轴向方向上彼此叠置。这些单元可以彼此相叠安放，或者可以通过适当的距离元件隔开，或者可以借助于适当的紧固元件固定在期望位置。每个电子单元可以提供功能独立的测量通道。例如，在用于油船的雷达料位计量系统中，需要至少一个在功能上独立于料位测量系统的填满警报。这里的功能独立意味着一个通道中的故障不应使另一通道不可操作，从而仍可以在其他通道中执行料位测量。这里的通道被限定为所有电子装置，包括微波传送器和接收器，需要其生成、传送、分送和接收直到微波波导的微波信号。这种独立可以通过确保不存在公共电路和线缆来实现。然而，可以共享例如通常不会发生故障的固定机械构造。分离通道中使用的微波信号必须可以彼此区别。这可以通过生成用于不同通道的具有例如不同偏振、不同调制、不同频率或者在时间上隔开的微波信号来布置。为了确保功能独立，每个电子单元可以相对其他电子单元电子地和流电地分隔。 表述“电子地和流电地分隔”在这里应被理解为意味着电子单元彼此电气分隔并且隔离。典型地，但非必需地，电子单元还被形成为物理上单独的单元，它们单独地安装在电介质棒上。两个电子单元可以被布置为传送具有不同偏振的波以实现通道的分隔。例如，适于传送线性偏振辐射的两个电子单元可以相对于彼此旋转90度。这确保了从这些电子单元中的第一电子单元发射的电磁波具有与从这些电子单元中的第二电子单元发射的电磁波正交的偏振。如果实现圆偏振，则较之发射波，由于表面界面中的反射，反射波将具有相反的偏振。因此，在该情况下，所有单元将典型地以相同偏振(例如RHCP(右旋圆偏振))传送并且以相同偏振(例如LHCP (左旋圆偏振))接收。这样通道的分隔将通过定向耦合并且可能通过另外的可区别特征来完成。在一些情况下，例如当超过两个电子单元连接到棒时，可以借助于除了偏振以外的特征使从第一电子单元传送的电磁波区别于从第二电子单元传送的电磁波。这些特征的示例包括定时、分隔的频率范围、频率调制等。在其中三个电子单元布置在棒上的情形下，它们可以相对于彼此旋转120度。这使用偏振和至少一个其他可区别的特征的组合实现了通道的分隔。
现将参照附图更详细地描述本发明，附图示出了本发明的当前优选的实施例。图1是根据现有技术的、若干个电子单元如何连接到同一波导的示意图。图2示出了实现本发明的第一实施例的雷达料位计的平面视图。图3示出了实现本发明的第二实施例的雷达料位计的平面视图。图4至6示出了适用于图2和3中的雷达料位计的电子单元之间的耦合的各种示例。图7是根据本发明的实施例的若干个电子单元如何连接到波导的示意图。图8示意性地示出了根据本发明的另一实施例的电子单元的几何设计。图9示意性地示出了均具有一个电子单元的实施例。
具体实施例方式图2示意性地示出了安装到料箱2的箱顶的根据本发明的实施例的雷达料位计1。简言之，料位计1是用于确定料箱2中容纳的填充材料3的填充料位L的示例性雷达料位计。填充材料3可以是诸如油、精炼产品、化学和液化气体的产品，或者可以是诸如谷物、颗粒或煤的具有粉末或颗粒形式的固体材料。料箱2可以是静止的或者布置在诸如油轮的移动交通工具上。料位计的工作原理是将微波信号传送到料箱中并且从料箱接收反射信号。微波信号由填充材料和周围气氛4之间的界面(即填充材料的上表面幻，或者不同填充材料(例如油和水)之间的界面反射。分析反射信号以确定到该界面的距离。雷达料位计1包括一个或若干个(在图示情况下，两个)电子单元6，即6a、6b，将参照图4至6更详细地描述这些电子单元。电子单元包括电路部分，该电路部分包括用于传送和接收微波信号的收发器电路以及用于基于从料箱反射的接收信号确定容器的填充料位的处理电路。
电子单元6a、6b以及诸如通信接口和电源和/或功率管理电路(未示出)的任何另外的电路被壳体7所围绕，其优选地提供电路的气密密封。该系统进一步包括布置在料箱2内部的用于将微波信号传送到料箱2中并且接收反射信号的天线8，以及用于在电子单元6a、6b和天线8之间引导微波信号的波导结构9。 天线8可以用作用于发射输出电磁波的传送器并且用作用于接收反射回波信号的接收器。 图2中的天线8是棒天线。然而，也可以使用其他类型的天线或信号传播装置，包括诸如喇叭天线(参见图3)的自由传播天线、固定或可移动抛物面天线、圆锥天线以及诸如静管 (still pipe)、传送线路或探针的波导。雷达料位计1典型地布置在料箱2的外部，并且波导结构9随后通过安装在料箱 2的箱顶中的安装结构11中的孔10突出到容器中。如果需要，向开口 10提供密封12，其被布置为在维持气密密封的同时允许电磁信号穿过容器的壁，以便防止容器内容物从容器逸出ο波导结构9包括电介质材料的棒13，其从电子单元6朝向天线8延伸。每个电子单元6具有安装部分，其限定了使其能够可拆卸地安装在棒13上的开口 14。在图示情况下，安装部分由壳体自身形成。例如，如图示情况中的那样，单元6可以是环形的，具有中心开口 14。电介质棒13不必完全由单元6a、6b围绕，单元6a、6b可以具有例如部分环形形状。可替选地，安装部分是例如具有环的形式的分立部件，并且电子单元的电路部分于是可能可释放地附连到安装部分。单元6a安装在棒13上，从而棒13通过开口 14延伸。在图示情况下，单元6a中的开口 14围绕棒13，并且单元6a因而从顶部安装到棒13上。如果单元6a的相对旋转是重要的，诸如在正交偏振的情况下，则优选地通过适当的引导部件来确保单元的取向。如图 2中所示，棒13可以例如在其轴向方向上配备有槽22，并且单元6a、6b可以配备有装配在这些槽中的突出22。在开口 14仅部分地围绕棒13的情况下，单元6可以可替选地从侧面安装。例如在棒13具有方形或矩形横截面，并且单元6具有位于一个其侧面中的矩形开口的情况下， 这是可能的。这在图8中示出。该实施例的一个优点在于通过从矩形棒13的不同侧面安装各单元，可以容易地确保电子单元6a、6b之间的90度的相对旋转。电子单元6a、6b被布置为将例如微波信号的电磁波导向棒13中，并且接收反射信号。出于该目的，单元6a、6b可以配备有定向耦合器，其连接到收发器电路并且适于将传送微波信号耦合到延伸通过开口 14的电介质棒13中并且外耦合(out-couple)来自电介质棒13的反射微波信号。这将在下文中参照图4至6更详细地描述。为了提供彼此独立的若干个料位测量，可以将若干个电子单元6a、6b布置在棒13 上。这样每个单元eaJb被布置为在分立通道上传送微波信号，即来自不同单元6a、6b的信号可以彼此区别，并且不会彼此干扰。可以在电子单元6a、6b之间提供适当的匹配。该匹配可以被形成为两个相邻的单元6a、6b之间的安装在棒13上的电介质或金属材料的管或套，并且将在下文中参照图4至 6更详细地描述。这种套可以与单元6分离或者与其集成。由于图2中的电介质棒被布置为用作表面波导，因此其未被任何传导套包围。开口 14的内部可以是开放的或者被适当的电介质壁封闭。为了使单元6a、6b彼此分隔适当的距离，诸如塑料环或套的距离元件20可以被布置在相邻的单元6a、6b之间。这将在下文中参照图4和5更详细地描述。波导终止部15可以被布置在棒13的相对于天线8的远端16。终止部15适于抑制或吸收到达棒13的远端16的微波能量，以便避免末端中的反射引起将由电子单元6a、6b 接收的可能的干扰回波。终止部15还可以适于锁定或固定安装在棒13上的电子单元6a、 6b。如图2中图示的实施例中的那样，当天线8是棒天线时，电介质棒13可以简单地是天线的延伸。在其他情况下，如将在示出喇叭天线的图3中图示的，或者在抛物面天线的情况下，波导结构9可以有利地包括中间变换结构，其布置在棒和不同类型的波导之间。此外，电介质棒13可以延伸通过料箱2和壳体7之间的通风空间17。棒13随后穿过壳体7的底壁中的开口 18到达通风空间17，并且随后继续到达料箱2。如同料箱2中的开口 10，开口 18可以通过密封19进行密封，允许电磁信号通过但是针对外部环境保护内部的电子装置。通风空间17可以例如由附连到料箱2的箱顶并且支承壳体7的穿孔环23 形成。可替选地，环23可以由自动地创建通风空间的诸如钉销的其他适当的支承物替换。适当的匹配元件M可以被布置为与料箱开口 10相邻，以确保具有不同厚度的围绕的传导材料之间的匹配。应当注意，单元6a、6b中的一个可以由环形距离元件替换，该环形距离元件具有与电子单元大致相同的厚度。例如如果棒13被制造为适于两个单元的标准长度，则这可能是有利的。这样环形元件25可以在单元6下方或上方安装在棒13上以便创建相同的总轴向延伸，由此仍允许终止部15锁定单元6。这在图9中示出。图3中图示的雷达料位计的基本原理与图2中图示的原理相似。然而，在该情况下，天线31是喇叭天线，并且这里的电介质棒13形成了中空波导32的填充。“中空”波导指的是其中传导材料包围中空空间的波导，该中空空间可以是空的或者填充有适当的电介质材料。电磁波被弓丨导跨越中空波导的整个横截面。在优选实施例中， 横截面是90度对称的，例如基本上圆形的横截面。在图示示例中，棒13 —直延伸到天线31，并且结束于喇叭的上端。棒的下梢33是尖角的，以形成波导和天线之间的匹配变换。天线的喇叭可以进一步由电介质材料(未示出)密封。可替选地，波导结构9可以包括针对诸如空的中空波导的不同类型的中空波导的变换。在图3中，每个电子单元6a、6b的开口 14具有传导材料的内壁34，并且任何距离元件35也形成有内壁，其面对棒，由传导材料制成。结果，电介质棒13完全被传导层围绕， 以便形成中空波导32。这将在图6中更详细地描述。若干种定向耦合结构在本领域中是公知的并且将参照图4至6讨论适当的实现方案的几个示例。参照图4和5描述的实施例适合如图2中公开的实现方案，其中电介质棒用作表面波导(未被传导层围绕)。相反，参照图6描述的实施例适合如图3中公开的实现方案，其中电介质棒形成中空波导的一部分。在图如中，每个单元6包括支承所需电路(例如收发器电路和处理电路)的柔性印刷电路板(PCB)41，其容纳在诸如塑料的非传导材料的壳体42中。PCB 41包括延伸通过壳体的内壁44中的开口的唇部分43，以便延伸到开口 14中。如图4b中所示，唇43具有形成长度为四分之一波长的传送线路的电路路径(这里的“波长”涉及雷达料位计的操作频率处棒材料中的波长)。当单元6安装在棒13上时，唇43弯曲以便沿棒13的外表面布置。因而四分之一波传送线路将在棒的轴向方向上延伸，并且用作定向耦合。唇43的弯曲可以在安装时通过棒13实现，或者在安装之前通过可以插入到开口 14中的分立的套45实现。在该情况下唇43将夹在内壁44和套45之间。为了允许在减少电路图案的损坏风险的情况下使PCB 41弯曲，壁44可以具有平滑的下缘47，柔性PCB 41 可以抵靠在该下缘47上。套45还可以有利地用作径向方向上的引导物，确保棒13上的单元6的正确对准。 套45可以进一步包括壳体42底部下方的凸缘部分46，其用作相邻单元6之间的距离元件 (对应于图2中的距离元件20)。在图中，与图4中的情况相似，单元6再次包括PCB 51和壳体52。在该实施例中，耦合元件53安装在PCB上以便在单元被安装到电介质棒13上时与电介质棒13接近。 耦合元件53可以具有本身已知的类型，并且适于提供从PCB 51上的电路到用作表面波导的棒13的电磁波的定向耦合。为了确保耦合元件53和棒13之间的令人满意的耦合，该实施例中的壳体52不具有任何面对开口 14的内壁。为了确保棒13的径向方向上的令人满意的引导，单元可以进一步包括引导套M， 其附连到壳体52的底部。如图釙中指示的，第二耦合元件53'可以相对于第一元件成90度布置。该布置将使得能够以圆偏振进行信号的传送和接收，这在一些实现方案中可能是有利的。在图6a中，与图4和5中的情况相似，单元6再次包括PCB 61和壳体62，并且耦合元件63再次安装在PCB上以便被布置为在单元被安装到棒13上时与棒13接近。然而， 在该示例中，电介质耦合元件包括两个馈送点64、65，它们具有四分之一波长的竖直距离， 并且被布置为突出到单元6的开口 14中。两个馈送点被馈以90度相差，由此确保一个方向上的电磁波的传送。这里的棒13配备有槽68，其中馈送点64、65可以延伸到该槽中。如上文参照图2 讨论的，该槽还将用作引导物，确保单元6的正确的径向取向。传送波的方向将是从在时间上领先的馈送点(即通过最短传送线路连接)到在时间上落后的馈送点(即通过最长传送线路连接)。出于该原因，有利的是，将PCB 61布置在单元6的顶部，从而耦合元件63朝向料箱向下突出。这样与料箱最接近的馈送点65还将是具有到PCB 61的最长传送线路的馈送点。该实施例中的壳体62优选地包括传导内壁66，其围绕开口 14。于是馈送点64、65 在该套66中延伸通过开口，并且与其隔离。壳体可以进一步配备有传导套部分67，其布置在壳体62的底部下方。如同图如中的凸缘部分46，该套67将用作引导物，确保单元6的正确对准，并且还用作确保相邻单元 6之间的正确距离的距离元件。通过传导内壁66和传导套67，单元6将形成围绕电介质棒13的连续传导包围物， 因而创建中空波导，如参照图3讨论的那样。
如图6b中指示的，具有第二对馈送点64'的第二耦合元件63'可以相对于第一对成90度布置。在该情况下，显然棒13需要配备有第二槽68'。与图恥中的实施例相似，这允许以圆偏振进行信号的传送和接收。如图4至6中图示的，定向耦合结构43、53、63可以布置在与收发器电路相同的印刷电路板(PCB)41、51、61上。耦合结构集中到一个PCB可以实现更好的性能(绝缘和匹配)，并且对于生产是相对成本有效的和简单的。因而，将关于每个通道的所有关键的微波功能集中到一个PCB是极为成本有效的解决方案。此外，存在从TX/RX模块到天线的极短的微波路径，这对于例如小距离处的良好测量性能而言是重要的性质。定向耦合器结构应被设计用于收发器电路和天线之间的适当程度的耦合。这可以被量化为进入的向上的波(反射信号)在到达PCB上的输入之前的衰减。该衰减是用作部件的任何定向耦合器的典型的规范参数。在相当弱的耦合(诸如-IOdB)的情况下，最下面的电子单元接收到的信号将减少约-10dB。在下一电子单元处，波导结构中的信号降低，因此递送到第二单元的信号将减少-10. 5dB。第三单元(如果所有三个单元使用相同的偏振) 将仅接收-lldB，这是因为波导中的信号仍略弱。为了不损失过多的信号，耦合应是较强的，但是这也将使去往下一单元的信号减少。一种获得可用信号的最优分割的方法是沿波导布置不同的耦合。通过图6a/6b中示出的耦合，由于耦合强烈地依赖于探针64的刺入深度，因此这布置起来相当简单。如果电介质棒13由特殊设计的塑料片覆盖，则其可以被布置为以不均勻的方式略微偏心，从而最下面的单元的探针具有小于下一单元的刺入(=较小的耦合)，该下一单元又具有小于最上面的单元的耦合(如果堆叠三个单元)。耦合强度的适当变化可以典型地通过按Imm量级改变刺入深度来完成。如果棒被设计用于三个相同的电子单元，则耦合可以被布置为使得最下面的单元获得来自天线的反射回波的1/4，下一单元获得剩余的1/3并且最上面的单元获得剩余的 1/2。这样每个单元以及终止部15均获得总信号功率的1/4。对于两个单元(具有相同的偏振)堆叠的情况，套可以被布置为使得最下面的单元获得1/3的功率，并且上面的单元获得剩余功率的1/2。在该情况下两个单元和终止部均获得1/3。对于另一最优化方案，套可以被设计为具有针对最下面的单元的强耦合以及针对第二和第三单元的较弱的耦合，这是因为当信号强时在高料位处关于高料位警报的使用是活跃的。图7示意性地图示了根据本发明的实施例的将三个电子单元6a、6b、6c连接到公共波导。较之图1中图示的现有技术，波导包括电介质棒13，其朝向天线(图7中未示出) 引导来自所有三个电子单元6的电磁信号。每个电子单元6的定向耦合分别实现了与每个单元6相关联的每个测量通道的分离。在图7中，两个单元6a、6b可以被布置为具有不同的偏振(例如正交线性偏振)。 第三单元6c具有与一个其他单元相同的偏振，并且优选地可以借助于除了偏振以外的特性使来自该单元的信号区别于来自其他单元的信号。这些特征包括时间和频率。还可能的是，所有三个单元使用相同的偏振，诸如左旋或右旋圆偏振。这里公开的雷达料位计可容易地安装在料箱上。首先，信号传播装置和波导结构被安装到料箱的箱顶中的适当的安装结构，其优选地是用于该目的的安装凸缘。该凸缘可以由适当的密封提供。电介质棒被布置为从料箱的箱顶基本上竖直延伸，并且在棒上一个或若干个电子单元被安装为使得棒通过每个单元中的开口延伸。这样每个单元的定向耦合器将相对于棒固定以实现从单元传送的和从料箱接收的信号的定向耦合。在安装之后，可以在不需要特殊工具的情况下容易地在现场从棒移除单元，用于维护或更换。在使用中，收发器电路传送通过定向耦合器43、53、63耦合到电介质棒13的微波信号。信号通过棒13通过容器顶11被引导并且被引导至将信号发射到料箱2中的天线8、 31。微波信号传播到料箱2中并且通过料箱中存在的任何阻抗变换而被反射。特别地，微波由料箱中的材料3的表面5反射。该反射被称为表面回波。包括任何表面回波的反射微波由天线8、31接收，并且由波导结构9引导回到定向耦合器43、53、63，并且经由收发器电路传送到处理电路。处理电路基于传送信号和接收信号确定到表面5的距离。接收信号可以由处理器处理，该处理器具有用于分析信号以便于确定填充料位的软件，并且该处理器优选地是基于微处理器的电路。由信号处理器实现的功能和算法(其中一些可以被实施为硬件并且其中一些可以被实施为软件)本身在本领域中是已知的并且在本申请中将不做进一步讨论。雷达料位计可以经由信号导线等耦合到远程位置(例如控制室)。本领域的技术人员应认识到，本发明绝非限于以上描述的优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内许多修改和变化是可能的。例如，电子单元6的几何外观和设计可以不同于图示示例，并且可以是例如矩形的、半环形的、或者限定可通过其插入电介质棒的开口的任何其他形状。此外，单元6和棒13之间的信号耦合可以通过可替选的方法实现。在其中电子单元6的安装部分能够从电路部分拆卸的情况下，安装部分被布置为允许定向耦合器与棒操作接触。
权利要求
1.一种使用电磁信号确定料箱O)中的产品的填充料位(L)的雷达料位计，包括电子单元(6)，包括安装部分和电路部分，所述电路部分包括用于传送和接收电磁信号的收发器电路、连接到所述收发器电路并且适于基于传送信号和接收信号之间的关系确定所述填充料位的处理电路、以及定向耦合器(43 ；53 ；63)；信号传播装置(8 ；33)，被布置为将电磁信号导向所述料箱中并且返回从所述料箱反射的电磁信号；以及波导结构(9)，被布置为在所述电子单元和所述信号传播装置之间引导所述电磁信号， 所述波导结构包括电介质材料的棒(13)，其中所述安装部分限定了开口(14)并且能够可拆卸地安装在所述电介质棒(13)上， 从而所述棒通过所述开口延伸并且至少部分地被所述开口围绕，以及其中所述安装部分被布置为使所述电路部分相对于所述棒固定，从而所述定向耦合器处于耦合所述收发器电路和所述棒之间的信号的位置。
2.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中所述电介质棒适于用作表面波导。
3.根据权利要求2所述的雷达料位计，其中所述信号传播装置是棒天线(8)并且所述电介质棒是所述天线的延伸。
4.根据权利要求1或2所述的雷达料位计，其中所述波导结构(9)进一步包括用于使所述电介质棒与中空波导匹配的中间变换结构。
5.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中所述棒(1 由传导包围物(34、3幻围绕以形成中空波导。
6.根据权利要求5所述的雷达料位计，其中对所述开口(14)定界的所述安装部分的壁 (34)形成所述传导包围物的一部分。
7.根据权利要求1所述的雷达料位计，包括在所述电介质棒(1 上轴向分离布置的至少两个电子单元(6a、6b)，其中所述电介质棒延伸通过所有安装部分。
8.根据权利要求7所述的雷达料位计，其中每个电子单元(6a、6b)提供在功能上独立的测量通道。
9.根据权利要求7或8所述的雷达料位计，包括两个电子单元，该两个电子单元适于传送相对于彼此旋转90度的线性偏振辐射，从而从这些电子单元中的第一电子单元发射的电磁波具有与从这些电子单元中的第二电子单元发射的电磁波正交的偏振。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的雷达料位计，包括两个电子单元，所述两个电子单元被布置为传送具有圆偏振的电磁波。
11.根据权利要求7至8中任一项所述的雷达料位计，其中能够借助于除了偏振以外的特征使从第一电子单元传送的电磁波区别于从第二电子单元传送的电磁波。
12.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中每个安装部分具有环形形状，其具有基本上位于中心的开口。
13.根据权利要求1所述的雷达料位计，其中所述安装部分和所述电路部分被形成为一个集成单元。
14.根据权利要求1所述的雷达料位计，进一步包括波导终止部(15)，相对于所述信号传播装置(8;3；3)布置在所述棒(1 的远端，该终止部适于吸收到达所述终止部的任何微波能量。
15.一种用于组装根据权利要求1所述的雷达料位计的方法，包括 提供用于安装在料箱的箱顶中的安装结构(11)，使所述信号传播装置(8 ；33)以及连接到所述信号传播装置的所述波导结构(9)附连到所述安装结构，将所述电子单元(6)的所述安装部分安装在所述棒(1 上，从而所述棒延伸通过所述开口(14)，并且从而相对于所述棒固定所述电路部分，使得所述定向耦合器处于耦合所述收发器电路和所述棒之间的信号的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括将第二电子单元安装在所述棒上。
17.根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括将所述安装结构安装在料箱(2)的箱顶中，从而所述电介质棒从所述箱顶基本上竖直地延伸。
全文摘要
一种使用电磁信号确定料箱(2)中的产品的填充料位的雷达料位计包括电子单元(6)，其包括收发器电路、被布置为将电磁信号导向料箱中并且返回从料箱反射的电磁信号的信号传播装置以及定向耦合器。该料位计还包括波导结构(9)，其包括电介质材料的棒(13)。电子单元的安装部分限定开口(14)并且能够可拆卸地安装在电介质棒上，从而棒通过开口延伸并且至少部分地被开口围绕。安装部分还被布置为使电路部分相对棒固定，从而所述定向耦合器处于耦合收发器电路和棒之间的信号的位置。根据本发明的雷达料位计例如在故障或升级的情况下便利了电子单元的更换。同时，电介质棒实现了针对和来自每个电子单元的极为简单的、成本有效的和可靠的馈送。
文档编号G01F23/284GK102486393SQ201110289898
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月20日 优先权日2010年12月2日
发明者奥洛夫·爱德华松 申请人:罗斯蒙特储罐雷达股份公司