专利名称：用于在管状的空心体中输入耦合或输出耦合微波的天线装置以及用于借助于这样的天线 ...的制作方法
用于在管状的空心体中输入耦合或输出耦合微波的天线装置 以及用于借助于这样的天线装置来测量质量流量的装置
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于在管状的空心 体中输入耦合或输出耦合微波的天线装置以及一种根据权利要求11 的前序部分的用于借助于这样的天线装置在管状的空心体中测量质 量流量的装置。
为了通过大气或在空心体中传输高频能量已经公开了天线装置， 这种天线装置在所述介质中辐射电磁高频波，这种电磁高频波可通过 这样的天线装置再接收。这样的天线装置用于将电信号转换成电磁波 或将电磁波转换成电信号。这种装置用于传输信息或用于评价传输空 间。特别是在测量技术中，经常通过使用微波频率范围中的高频波来 检测介电介质中固体或微粒的距离、速度或分布并且通过专用的分析 处理或测量装置测定它们的大小或量。为此，待测量的固体或微粒必 须到达辐射区域中或辐射区域必须定向到测量物体上，其中，辐射可 通过不同地构造的天线装置来进行。
由EP 0 703 447 Bl公开了用于借助于微波射束来测量管路中多 相流的体积含量的方法和装置。为此，在被穿流的管路的圆周上设置 有一排微波天线，这些微波天线将微波能量馈入到管路中，其中，输 入耦合的微波能量同时被另一个微波天线检测。通过输出耦合的微波 能量的积分来求得所传播的微波场中存在于流中的微粒体积含量。为 此，在管的圆周上对称地设置有十二个偶极天线对，这些偶极天线对 与流动方向正交地并且与径向方向垂直地将微波能量入射到被穿流
的管路中。偶极天线对是交叉地设置的偶极子，这些偶极子由多个彼
此焊接的小的管件组成并且设置在管内壁的圆周上。这样的天线在制 造方面非常麻烦并且至少在管横截面较小的情况下影响穿流的多相
微粒流，由此，这样的天线优选在管路直径较大的情况下使用。
由DE 101 37 009 Cl公开了另一种用于测定圆的管状的空心体中 微粒流的质量流量的微波测量方法。为此，在管壁中设置有一个开口， 在该开口中装入一个喇叭形天线，由耿氏二极管产生的微波能量通过 该天线经由一个波导输入耦合到管内部。这种辐射到流动通道中的电 磁波通过微粒流反射并且同时又被喇叭形天线接收以及导送给作为 反射接收器的肖特基二极管。在此，反射程度表示一个由固体物质部 分反射的电磁射束在流动通道的整个横截面上的函数。由测量信号的 时间变化曲线形成对时间的导数，该导数表示用于在测量范围中微粒 分布浓度的尺度。通过后面的桥式整流器电路由导出的测量信号在数 学上构成积分，该积分的数值应表示用于流动通道中质量流量的尺 度。在此，该喇叭形天线基本上仅在横截面上使微波能量入射到流动 通道中，由此在轴向方向上仅有一个小的测量区域可利用，通过该测 量区域仅允许获得有限的测量精度。
由DE 44 06 046 C2公开了另一种微波测量装置，利用该微波测 量装置可定量地确定气动的输送管道中的粉末质量流量。为此，在输 送管道的外壳上安置一个微波谐振器，该微波谐振器基本上由谐振腔 构成，在该谐振腔中高频天线产生微波场。因为该输送管道显然构造 成塑料软管，所以电磁微波穿过输送管道壁并且通过穿流的物质微粒 在其幅值方面衰减并且在其谐振频率方面变化。由此测量管内部每单 位体积的粉末质量。同时，借助于两个间隔开的电极还检测穿流的微 粒流的速度并且借助于测量出的体积质量计算输送强度或流量。但是 这样的微波输入耦合具有差的效率，因为产生的微波射束的大部分在
管外部辐射并且因此不再可输出耦合以便分析处理测量信号。因此， 这样的测量装置需要用于入射的相对高的微波能量或测量技术上的 高的分析处理投入，以便获得足够的测量精度。
由EP 0 717 269 A2公开了另一种微波测量方法和一种相应的装 置，在该装置中可检测在管状的气动的输送管道中的质量通过量。为 此，为了馈入微波在管壁的圆周上设置有三个耦合开口，微波能量借 助于波导、同轴线导体或带状导体引入到这些耦合开口并且可输入耦 合到管状的输送管道中。与输入耦合开口轴向间隔开地在管壁中设置 有另外一些同类型的输出耦合开口 ，输入耦合的微波能量通过这些输 出耦合开口再输出耦合。为了可在整个输送管道横截面上足够精确地 检测多相的波动的微粒流，设置有三个输入耦合开口和三个输出耦合 开口 ，微波能量脉冲式地相继输入耦合和输出耦合到这些输入耦合开 口和输出耦合开口中。为了测定输送强度，输出耦合的微波不仅根据 它们在幅值上的衰减而且根据它们的相移与一个没有输送管道负载 情况下的参考值相比较。与该参考值的偏差在此与测量段上的负载密 度成比例。通过互相关性附加地测定输送速度，由该输送速度通过与 测量段上的负载密度相乘可计算输送强度或质量流量。
在此使用的耦合开口或耦合缝槽基本上均匀地在两个轴向的管 方向上馈入微波能量，由此，馈入的微波能量在测量方向上最大50% 可供分析处理。因此为了在输送管内部在必需的测量段长度上精确地 分析处理输入耦合的微波能量需要相对高的微波能量，所述微波能量 通过未定向的传播也可导致反射，这种反射干扰测量信号并且仅可通 过合适的时间窗并且因此仅可在脉冲工作中减少。但为此需要相对高 的投入来输入耦合和输出耦合微波能量以及分析处理该微波能量。
DE 94 12 243 Ul中公开了一种用于将微波输入耦合到管状的空 心体中来测量处于其中的体积含量的专用的天线装置，该天线装置可 在空心体的一个轴向方向上辐射微波。该天线装置用于测量管状容器 中的填充水平并且具有一个棒状辐射天线，该棒状辐射天线在管状的 空心体的一个轴向的纵向方向上幅射微波能量，其辐射能量在该方向 上具有高的效率。但在穿流的管状的空心体中，该棒状辐射天线位于 输送流中并且在此不仅仅干扰微粒流，而且视磨蚀遭受该微粒流的磨 损。
由DE 198 00 306A1公开了另一种用于测量管状的空心体中的填 充水平的天线装置，该天线装置提出借助于所谓的扁平的补丁元件来 轴向定向地输入耦合微波。为此，在波导的端面末端上设置有一个平 面的辐射元件，该辐射元件基本上由一个扁平的能导电的金属片构 成，该金属片安置在板状的介电衬底上。在该介电衬底上方安置有一 个导电的层或金属波导后壁的一部分，通过该金属波导后壁输入耦合 高频能量。为此，在管壁外部设置有一个同轴线连接端，在该同轴线 连接端中内导体与补丁元件以及外导体与金属管壁或能导电的层相 连接。在此，输送的微波能量通过该扁平的补丁元件仅在一个轴向方 向上输入耦合到管状的波导中，由此，通过这种天线装置在测量方向 上几乎辐射全部微波能量，由此可在测量段上在输出耦合实现时达到 高的效率。但是如果将这样的补丁元件嵌入到可穿流的输送管中，则 该补丁元件必须横向地设置在输送流中并且也会显著地影响微粒流 并且经受通过微粒流造成的磨损。
因此，本发明的任务在于，提供一种用于将电磁高频能量输入耦 合或输出耦合到可穿流的管状的空心体中的天线装置，该天线装置可 高效率地输入耦合并且尽可能少地影响或改变空心体的内部区域。同 时要利用这种天线装置提供一种用于检测这种形式的管状的空心体 中的质量流量的装置。
该任务通过权利要求1和权利要求11中说明的本发明来解决。本
发明的进一步构型和有利的实施例在从属权利要求中给出。
本发明具有的优点是，通过将补丁元件对装入到内管壁中而形成 在空心体中的组合，在该空心体中，可穿流的管的内横截面保持不变。 由此同时避免在粉末状或液态的多相介质穿流时产生涡流，所述多相 介质的未被阻碍的穿流对于后面的过程常常是必要的。在此，尤其是 由两个彼此对置地设置的弯曲的补丁元件的组合被证实是有利的，因 为由此作为电磁波的能传播的微波可在整个横截面区域上均匀传播， 通过所述微波可精确地检测通过多相微粒流引起的介电性波动。但通 过这样组合的天线装置也可高效率地在开放的管状的波导中进行另 外的长的高频传输，所述高频传输尤其是由于定向的输入耦合而很少 受干扰。通过在内管壁中使用这样组合的补丁元件，例如可通过同轴 线导体连接端以简单方式进行微波馈入或输出耦合，通过该微波馈入 或输出耦合出现相对小的损失，尤其是在定向输入稱合的情况下。
在本发明的一个特殊的构型中提出，相对于补丁元件宽度偏心地 设置微波能量的馈入，这具有的优点是，由此在管状的空心体中进行 轴向定向的波传播，由此提高了传播方向上的效率并且同时减少了输 出耦合时通过反射的波传播造成的干扰。由此，不仅可改善微粒分布 或质量流量测定时的测量精度，而且由此也可提高开放的波导结构中 微波传播的传输质量。因为为了纯粹的传输目的也可由此获得输入耦
合部位与输出耦合部位之间远高于50%的效率。因此有利地用相对小 的输入耦合能量可获得相对长的微波传输段或在测量段预给定的情 况下获得高的测量精度。
这样的天线装置也可有利地作为电容使用，所输送的微粒部分可 通过这种电容静电充电并且因此在其它部位上可被探测例如以确定 流速。
借助于附图中所示的实施例对本发明进行详细说明。附图表示-
图1具有组合的天线装置的圆波导的示意性的侧视图； 图2具有组合的天线装置的圆波导的示意性的前视图3 在输入耦合部位上圆波导的横截面中基波(TEu模)的示 意性场力线分布图4圆波导中的天线装置上的带状导体输入耦合。
在该附图的图1中示出了一个用于在作为波导的管状的空心体1 中高频馈入或高频输出耦合的天线装置，该天线装置由所谓的补丁元 件2、 3组成，这些补丁元件组合在管状的空心体1的内壁5中。
管状的空心体1表示一个如用于在水泥工业中气动地输送煤粉的 简单的圆管的一个局部，该圆管优选用金属制成。但空心体l也可以 表示一个不是被确定用于输送的波导，该波导例如在微波技术中用于 传输高频波。
在当前的实施例中提出，借助于两个天线装置来定量地测定在构 造成输送管的空心体1中穿流的煤粉微粒。但通过这样的天线装置也 可检测其它微粒流或液体流，这种微粒流或液体流借助于它们在所观 测的频率范围中的介电特性来与微粒流或液体流的密度相关地不仅 在波的数值方面而且在波的相位方面影响所述波。
为了可在测量技术上借助于电磁波来检测输送管1中由输送介质 空气中的煤粉构成的这种多相微粒流，优选使用千兆赫范围内的微 波。为此必须至少在一个部位上将微波输入耦合到输送管内部并且在 另一个部位上再将其输出耦合，以便分析处理穿流的煤粉-空气混合物 对输入耦合的影响。
为此，本发明提出了一种用于输入耦合或输出耦合微波能量的天 线装置，该天线装置构造成所谓的补丁天线。在此，该天线装置包括 一个或多个彼此对置地设置在管内壁5中的补丁元件对2、 3，所述补 丁元件对由矩形的能导电的金属件构成。各个补丁元件2、 3具有可
预确定的长度L和不同于该长度的宽度W并且优选由具有传导性很 好的层例如薄铜片的衬底构成，该传导性很好的层在其纵向方向上相 对于输送管1的纵向方向横向地安置。在此，补丁元件对2、 3不是 像通常那样构造成平面的，而是与管内壁5的弯曲的面一致地匹配并 且彼此绝缘地装入一个凹部中。补丁元件2、 3在此这样组合在管内 壁5中，使得这些补丁元件的曲率半径等于内壁半径的曲率半径。
优选该天线装置构造成分开的环状的管件，该管件可嵌入到作为 联接器式的小的中间件4的、现有的管系统l中。为此设置有一个分 开的金属环，该金属环的直径这样确定，使得在该金属环中可夹入或 旋入现有的输送管端部。在此，所述的实施例的出发点在于具有约 32mm内直径的中间件4，在该中间件中，优选可传播在基模(TE 模)中具有从约5.5GHz起的频率的微波。但也可使用较大或较小的 管状的空心体1或中间件4，在所述空心体或中间件中可输入耦合具 有较低或较高频率的能相应传播的微波。
附图的图2中详细示出了作为管状的空心体1的所述天线中间件 4的横截面。如从该图中可看到的那样，这两个彼此对置的补丁元件 2、 3相对于在管纵向方向上延伸的中间平面6对称地安置在管内壁5 的凹部中并且由此构成一个组合在输送管1中的天线对。这两个补丁 元件2、 3相对于外部的能传导的环状壁或管外壁7通过一个介电衬 底8电绝缘地设置。第一补丁元件2在此从外部设置有一个用于馈入 微波能量的同轴线连接端9，该同轴线连接端的外导体10与外部的环 状壁7电连接并且该同轴线连接端的内导体11与第一补丁元件2电连 接。天线对的第二补丁元件3不包括电连接端并且基本上用于微波的 射束形成和微波传播方向的调节。为了改善天线装置的方向性，也可 在第二补丁元件3中进行附加的微波馈入。
为了改善效率以及降低干扰，第一补丁元件2中微波能量的输入
优选不在它的两个中心线12、 13的交叉点在中央导入，而是在管纵 向方向上偏心地导入。所以，内导体ll设置在补丁元件2的正交于纵 向棱边14延伸的但是相对于与纵向棱边14平行地延伸的横向中心线 12错位的纵向中心线13上，由此得到向着输送管1的纵向方向的定 向的辐射。因此，优选也在第二补丁元件3中设置一个与内导体连接 端11对置的适配元件16，该适配元件使用于高频波的第二补丁元件3 电隔绝地与管外壁7相连接。但是，根据本发明的天线装置也可在中 心馈入的情况下嵌入到第一补丁元件2中并且没有用于输入耦合和输 出耦合微波能量的适配元件16。
前述实施例产生一种根据下面的物理方法到管状的空心体中的 微波馈入
在作为电磁高频波的优选大于等于5.5GHz的微波能量通过同轴 线连接端9馈入时和在中心馈入到矩形的第一补丁元件2中时，在该 第一补丁元件的两个纵向棱边14上形成电场。在此情况下，第一补 丁元件2的长度L这样确定，使得在输送管1中可传播基模(TE -波)中的驻波。长度L以公知的方式由半波长入/2的多倍和由于弯曲 的面的实验适配来计算，由此，对于第一补丁元件2优选得出约30mm 的长度。因为在补丁元件中如果所有四个棱边14、 15通过它们的预 给定的长度处于谐振中则原则上可在所有这些棱边上辐射，所以对于 补丁元件2、 3的宽度W优选仅仅例如选择为长度L的一半。由此不
仅在基模中而且在其余传播模中在很大程度上在横向棱边15上避免 了传播效应，由此对于第一补丁元件2基本上仅进行在管纵向方向上 的微波辐射。但是在中心馈入时在两个纵向方向上均匀地发生辐射， 由此在测量段预给定的情况下在两侧传播时，仅在一个方向上将辐射 的微波能量的最大仅50%在期望的方向上传播并且以相同形式的输出 耦合可输出耦合辐射的微波能量的最大25%。这对于测量目的虽然足
够，但是由于其它传播方向的干扰反射而会导致分析处理投入提高或 必要时会导致有用信息损失。
为了使电场均匀传播通过管横截面，设置有对置的第二补丁元件
3，借助于该第二补丁元件可优选对于多相微粒流精确地检测在整个 横截面上的分布，而不需要其它绕圆周分布的附加的微波输入耦合。
附图的图3中示出了采用相对于管纵向方向偏心馈入并且在第二 补丁元件3中具有适配元件16的情况下进行微波输入耦合时的场力 线分布图。在此示意性地示出了纵向棱边14上的场力线分布，该纵 向棱边显示出朝管纵向方向上的定向的辐射。在此，箭头17描述输 送管l内部的电场的方向和强度。由强度可看出，两个补丁元件2、 3 处于谐振中。在此，输送管1内部的场力线分布相应于所述一个TEu-波以及由此相应于圆波导内部的所述一个能传播的波。通过激励补丁 元件的微波的相移得到最初在输送管1的仅一个纵向方向上的定向的 辐射，由此在测量段的方向上几乎可辐射全部微波能量。因此，通过 这样定向的射束，效率提高到大于90%，这使得有用信号分量与入射 的微波分量的比例约为0.9。因为在这样定向的射束的情况下几乎没 有出现反射微波，所以干扰信号分量也非常小，由此无需时间上脉冲 的同步的输入耦合和输出耦合。
这样定向的辐射这样来获得在第一补丁元件2的两个纵向棱边 14之间由于偏心输入耦合而出现相移。这如下来引起在纵向棱边 14处在辐射方向上存在最大的场强，而在对置的纵向棱边上场强具有 最小值并且由此优选仅得到在测量方向上的辐射。方向性的增强同时 在第二补丁元件3中通过适配元件16引起。该适配元件16优选也偏 心地错位，更确切地说是相对于内导体连接端的馈入点精确对置。只 要该适配元件16没有处于最小场强中，就由此产生第二补丁上场分 布的变化，该第二补丁导致进行辐射的纵向棱边14之间的相移。通
过用于两个纵向棱边之间相移的这两种可能性，能在空心体内部传播
的微波的传播方向可在在两个纵向方向上50%与在一个纵向方向上大 于90%之间任意调节。
通过组合在管状的空心体1的管内壁5中的这种天线装置，能传 播的电磁高频波不仅可输入耦合而且在所设置的传输段之后可再输 出耦合。但优选这种天线装置用于在测量技术上分析处理被输入偶合 的微波能量。因此，以多个优选约lm的波长的预给定管距离各设置 至少一个用于输入耦合微波能量的天线对和至少一个用于输出耦合 微波能量的另外的天线对。现在如果在作为测量段的所述管区段中存 在穿流的空气-煤粉混合物，则由此该混合物的介电特性相对于空气或 真空中的参考值变化。即使在负载波动的情况下煤粉微粒含量在测量 段上每测量周期发生变化，这也导致衰减的变化和相对于被输入耦合 的微波能量的相移。在微波信号的幅值以及相位与例如仅空气流过的 波导的情况下的所设置的参考值相比较时可确定测量段中的煤粉含 量。尤其是在微波输入耦合被定向的情况下，在测量段的端部上还可 输出耦合一个相对大的在很大程度上不受干扰的信号分量，由此，微 波幅值的衰减或相移几乎仅仅与测量段上的煤粉含量相关，由此也可 通过简单的分析处理方法就得到精确的测量结果。为了提高测量精 度，在管内壁中也可设置多个各用于输入耦合和输出耦合的天线对。 这些天线对优选彼此相对在管壁的圆周上错位90。地设置，由此，能
传播的微波不发生干扰影响。
借助于基于多普勒效应的频移或借助于负载波动的相关性也可 通过流量测量装置附加地测定穿流速度。由测量段内的煤粉微粒含量 乘以输送速度或穿流速度同时用相应的电子分析处理装置也可确定 定量地作为输送强度或在总量上作为输送量的质量流量。在实际的实 验中通过用于确定输送强度的这种装置在煤粉含量在空气中平均约
5%的情况下得到0.5%的密度测量精度。
附图的图4中示出了该天线装置的另一个实施例。在该天线装置 中，也在一个构造成输送管1的管状的空心体中组合有一个由两个彼 此对置的矩形的扁平的补丁元件2、 3构成的天线对。这些补丁元件 在此也如已经针对图1和图2所述的那样构造并且与能导电的管外壁 7电绝缘地设置在一个凹部中。该天线装置与图1和图2中所示的天 线装置的区别仅仅在于微波输入耦合或输出耦合的方式。为此，在中 心或朝其下偏心地设置的第一补丁元件2的环状体或管状体的能导电 的部分中设置有一个用于所谓孔径耦合的耦合孔18或耦合缝槽。
在孔18或缝槽的上方固定有一些用于引入微波能量的带状导体 19。在此，在孔径耦合的情况下也优选需要例如大于等于在可比较的 管横截面的情况下的5.5GHz的微波频率，以便在输送管1的内室中 产生能传播的微波。管状的空心体1中确定的微波频率的传播能力基 本上取决于波导的高通特性，根据该高通特性在基模以下的较低的频 率不能传播。在此，基模TEn模中微波的输入耦合具有优点对于相 位测量可能发生干扰作用的较低的频率不能传播。
通过这样的孔径耦合也可设置用于以预给定的轴向距离输出耦 合的其它天线装置，由此形成用于测定例如煤粉密度的测量段。借助 于相关性测量，通过流量测量装置也可附加地测定粉尘速度，由此， 由粉尘密度和测量段的容积以及与流速的乘积可计算质量流量或输 送强度。但在这样的孔径耦合的情况下效率由于管内室外部的附加辐 射而比在同轴线耦合的情况下明显变坏，由此，这种形式的耦合优选 仅出于成本原因或位置原因才设置。
由组合的补丁元件对2、 3构成的这种天线装置同时也可作为平 板电容器使用，因为在这两个补丁元件2、 3之间存在空气或其它电 介质。现在如果在这两个补丁元件2、 3上施加高电压，则例如穿流
的煤粉微粒通过在补丁元件2、 3之间建立的电场而静电充电。这些 电荷可在输送方向上又通过其它补丁元件对2、 3检测并且例如被分 析处理用于作为流量测量装置和类似装置的速度测量装置。
权利要求
1.天线装置，用于将电磁高频波、尤其是微波输入耦合或输出耦合到一个管状的空心体(1)中，该天线装置具有至少一个辐射元件，所述辐射元件构造成扁平的补丁元件(2，3)并且安置在该空心体(1)的管外壁部分(7)内部的介电衬底(8)上并且包括一个将高频能量通过该管外壁(7)输送给至少一个补丁元件(2)的能量输送装置，其特征在于所述辐射元件组合在该空心体(1)的管内壁(5)中并且通过弯曲的面与该空心体(1)的弯曲的纵向壁相适配，其中，该补丁元件(2，3)构造成矩形的并且以其纵向侧(14)横向于空心体纵向方向来设置，并且与进行馈入的第一补丁元件(2)对置地在该管内壁(5)中还设置有至少一个另外的类似的第二补丁元件(3)。
2. 根据权利要求1的天线装置，其特征在于该第一补丁元件(2) 和该第二补丁元件(3)构成一个天线对，该天线对设置在该介电衬 底(8)下面该管状的空心体(1)的管外壁(7)的凹部中，其中， 该天线对(2， 3)相对于该空心体(1)的金属的管外壁(7)电绝缘。
3. 根据权利要求1或2的天线装置，其特征在于该天线对这样 设置在该空心体(1)的管内壁(5)的凹部中并且这样与该管内壁(5) 的圆形面相适配，使得通过该天线对的横截面保持不变。
4. 根据前述权利要求中一项的天线装置，其特征在于该天线对 由一个平的能导电的面构成，该面的纵向棱边(14)这样确定尺寸， 使得在该管状的空心体(1)中一个波能在其基模(TE 模)或更高 的模态中传播，其中，该补丁元件(2， 3)的宽度(W)比该补丁元 件的长度(L)短并且在此情况下这样确定尺寸，使得在该补丁元件 的横向棱边(15)上波不可传播但用于射束形成。
5. 根据前述权利要求中一项的天线装置，其特征在于 一个天线 对的补丁元件(2， 3)相对于在该管状的空心体(1)的纵向方向上 延伸的中间平面(6)对称地设置。
6. 根据前述权利要求中一项的天线装置，其特征在于用于输入 耦合或输出耦合高频能量的该补丁元件(2， 3)与一个同轴线连接端(9)、波导连接端或带状导体连接端(19)电连接，所述同轴线连接 端、波导连接端或带状导体连接端通过该管外壁(7)馈入或输出耦 合高频能量。
7. 根据前述权利要求中一项的天线装置，其特征在于该管状的 空心体(1)构造成联接器式的中间件(4), 一个天线对的补丁元件(2， 3)组合在该中间件的管内壁(5)中，其中，该中间件(4)可 安装在一个具有保持相同的内横截面的传导的波导中或输送管(O 中。
8. 根据前述权利要求中一项的天线装置，其特征在于所述高频 能量可通过一个同轴线连接端(9)的内导体(11)或通过一个带状导 体连接端(19)的耦合孔(18)或耦合缝槽在中间输入耦合或输出耦 合到第一补丁元件(2)中。
9. 根据权利要求1至7中一项的天线装置，其特征在于所述高 频能量可相对于第一补丁元件(2)的横向中心线(12)偏心地通过 一个同轴线连接端(9)的内导体(11)或通过一个带状导体连接端(19) 的管外壁(7)中的耦合孔(18)或耦合缝槽输入耦合或输出耦合到 该第一补丁元件中，其中，与补丁元件中心的偏差这样来确定，使得 在能传播的模态中在很大程度上仅在该管状体(1)的所设置的一个 纵向方向上进行定向的微波传播。
10. 根据权利要求9的天线装置，其特征在于与该第一补丁元件 (2)的偏心的输入耦合点或输出耦合点对置地在该第二补丁元件(3)上同样设置有一个或多个偏心地设置的适配元件(16)或其它用于该 管外壁(7)的馈入元件，这些馈入元件用于在该管状的空心体(1) 中定向传播波。
11. 用于借助于根据权利要求1至10中一项的至少两个天线装置 来测量质量流量的装置，其特征在于所述两个天线装置在一个输送 管区段(1)中轴向上间隔开地设置并且形成一个测量段，其中，能 传播的微波借助于至少一个天线装置输入耦合到该管状的空心体(1 ) 中并且在该测量段的端部上通过至少一个第二天线装置再输出耦合， 并且通过一个分析处理装置在该测量段上相对于所设置的参考值求 得输入耦合的微波幅值的衰减和/或微波的相移，这些参考值表示输送 介质中微粒流的密度值。
12. 根据权利要求11的用于测量质量流量的装置，其特征在于 相应地为了微波的输入耦合和输出耦合各设置有至少两个天线对(2，3)，其中， 一个进行输入耦合的天线对相对于另一个进行输入耦合的 天线对错位90°地设置在该管内壁(5)的圆周上并且与相应地也错 位90°的进行输出耦合的天线对形成一个平行的测量段。
13. 根据权利要求11或12的用于测量质量流量的装置，其特征在 于借助于一个流量测量装置测定微粒流的流速并且由此通过该分析 处理装置借助于测量段内部的流量密度计算出作为输送强度和/或输 送量的质量流量。
全文摘要
本发明涉及一种天线装置，用于将电磁高频波、尤其是微波输入耦合或输出耦合到一个管状的空心体(1)中。该天线装置具有至少一个扁平的补丁元件(2，3)作为辐射元件，所述补丁元件安置在该空心体(1)的管外壁部分(7)内部的介电衬底(8)上。该天线装置的特征在于所述辐射元件组合在该空心体(1)的管内壁(5)中并且通过弯曲的面与该空心体(1)的弯曲的纵向壁相适配。在此，所述补丁元件(2，3)构造成矩形的并且以其纵向侧(14)横向于空心体纵向方向来设置，其中，与进行馈入的第一补丁元件(2)对置地在该管内壁(5)中还组合有至少一个另外的类似的第二补丁元件(3)。由输入管区段中至少两个这样的彼此轴向间隔开地设置的天线装置构成一个用于测量质量流量的装置。在此，由输送介质中的微粒流密度和微粒流的流速计算表示输送强度或输送量的质量流量。
文档编号G01F1/76GK101103256SQ200580040413
公开日2008年1月9日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者A·佩尼尔施克, B·阿伦贝里, R·雅各比 申请人:申克公司