用于填充水平雷达的电势分隔的制作方法

专利名称：用于填充水平雷达的电势分隔的制作方法
用于填充水平雷达的电势分隔本发明涉及填充水平的测量。具体而言，本发明涉及一种带有电势分 隔的用于确定罐中的填充水平的填充水平雷达、 一种天线、以及一种用于 确定罐中的填充7K平的方法。出于有关测量技术的考虑以及出于安全的原因，可以将雷达传感器的 供电线的电势与通常为金属的填充水平容器的电势分隔。这可以例如使测 量过程中的噪声的影响减小，并且降低对测量信号的干扰的敏感度。此夕卜， 这样的绝缘可以使例如有关避免失火的安全性增加，其中短路或者供电线 或填充水平雷达的电子器件的缺陷可以导致失火。这样，不希望的火花放电能够导致例如给料材料(feed material)的着火或损坏。此外，这样的绝缘可用于给料材料与电子器件的热分隔，这在罐内部 与罐周围存在大温差的情况下特别有必要。WO 2005/038414涉及用于4吏填充水平雷达绝缘的方法和i殳备。为此， 将电绝缘体设置成横跨波导(以下也称为空心导体)的开口端。空心导体 的另一端向天线馈送信号。绝缘体直接位于电子器件处，或者它将空心导 体分隔成下空心导体和上空心导体。本发明的一个目的;l提出用于填充水平雷达的改进的电势分隔。根据本发明的一个示例性实施例，提供了 一种用于确定罐中的填充水 平的带有电势分隔的填充水平雷达，包括用于发射和/或接收电磁波的 天线；用于将电磁波馈送给天线的馈送装置(feed device);以及用于使 天线与馈送装置绝缘的分隔元件；其中，分隔元件直接设置在天线处。以这种方式，可以在天线与空心导体之间直接提供电势分隔。这样， 设置于例如给料材料容器内部的天线与设置于例如填充水平容器外的空 心导体绝缘。这样，尤其提供了容器的内部与容器的外部之间的绝缘。根据本发明的另 一个示例性实施例，分隔元件设计成使天线在直至规 定电压的电压与馈送装置电绝缘。例如，如此设置分隔元件的尺度，以便 保证在直至规定的最大电压的电压的充分电绝缘。此外，根据本发明的另一个示例性实施例，分隔元件设计成使天线与馈送装置热绝缘。这在例如罐内部的热状况^^持恒定并与外部热影响绝 缘的情况下是特别有利的。具体而言，在容器的内部与容器的外部之间存 在大温差的情况下，这样的热绝缘会是相当有利的。类似地，在容器内的温度处于极端状态的情况下，可能有利的是使这 些温度远离电子器件，以免温度对功能造成任何影响，或甚至造成电子器 件的故障。根据本发明的另一个示例性实施例，馈送装置包括空心导体(波导) 和辐射源，其中辐射源设计成产生电磁波，空心导体设计成将电磁波从辐 射源传导到天线。这样，天线通过空心导体连接到辐射源，其中空心导体和天线通过分 隔元件相互绝缘。这样的绝缘可以是电绝缘和热绝缘两者。根据本发明的另一个示例性实施例，分隔元件包括电介质。这样的电 介质可以具有好的电绝缘特性，通常还可以提供令人满意的热绝缘特性， 并且可以特别适合于建立绝缘层。根据本发明的另 一个示例性实施例，分隔元件是包括一层固体电介质 材料的电介质阻挡件。这样的层可以容易地制造，并且特点是具有好的电绝缘特性和好的击 穿电压。根据本发明的另 一个实施例，分隔元件与馈送装置之间或分隔元件与 天线之间的连接以这样一种方式建立，以便将馈送装置保持为能够相对于 天线旋转。这样，例如可以提供带有内置电路的传感器外壳与天线子组件 之间的可旋转性。这可以改进填充水平雷达的灵活性，因为变化的环境条 件或安装条件通常会要求传感器外壳处于其它位置。此外，由于干扰性的容器安装(除了待测量的填充水平表面之外，该 干扰性的容器安装还会产生反射并从而使测量更加困难)，能够使从天线 所发射的电磁波的偏振旋转通常会是有利的。借助于这种偏振的旋转，某 些不想要的反射可以被最小化，从而使对给料材料的测量变得更加可靠和 更加准确。为此，使整个填充水平传感器在它的安装位置旋转至今一直是 惯常的做法。对于带有法兰附件的传感器，这意味着必须拆卸法兰的所有安装螺钉，以及，对应于法兰的孔分度(hole division),例如以卯。或60。 的步幅旋转法兰。因此，不可能对偏振进行超出孔分度所限定的递增跨度 的精细调节。在带有旋进螺紋的传感器的情况下，必须通过对应地旋转旋进螺紋来 使偏M转，这尽管能够产生对应的精细递增，但就螺紋的密封功能而言 仍是有问题的。借助于本发明所提出的分隔元件与馈送装置之间或分隔元件与天线之间的可旋转性，可以使偏4Mt转，而无需对天线进行旋转一天线通常以 机械方式牢固地连接到法兰或旋进螺紋。在法兰附件或旋进螺紋的位置不变的情况下，可以通过旋转(可能与 传感器外壳耦合的)馈送装置、以任何想要的精细程度使偏振旋转，而不 用任何安装操作且不会妨碍容器的密封。根据本发明的另 一个示例性实施例，分隔元件与馈送装置之间或分隔元件与天线之间的连接设计成可脱离的(unclippable )。通过为填充水平雷达i殳计可拆卸且可脱离的连接(填充水平雷达的整 个上部可以借助该连接从天线拉出)，可以以筒单的方式将电子器件连同 空心导体(如果存在的话)移除或调换。这可以提高雷达的灵活性，特别 是在维修或维护的情况下，因为上部(外部)部件子组件可以以筒单的方 式拆除，无需将法兰从天线上移除或将天线以某种其它方式从填充水平容 器的盖子上拆卸。根据本发明的另 一个示例性实施例，分隔元件与馈送装置之间或分隔 元件与天线之间的连接是气密的或不透水的。以这种方式，可以防止天线侧的罐与馈送装置侧的外部环境之间的物 质传输。这样，例如能够防止对天线上方的填充水平雷达的腐蚀或某种其 它的损伤或破坏。此外，以这种方式，可以防止固态、液态或气态物质非 期望地i^罐中。而且，可以避免罐的内部与罐的外部之间的压力变得相 等。根据本发明的另一个示例性实施例，填充水平雷达进一步包括测量电 路，用于产生由天线发射的微波信号，以及/或者用于测量天线接收到的 电磁波，其中该测量电路至少部分地与分隔元件相结合。通过将测量电路与分隔元件至少部分地相结合，可以节省空间。才艮据本发明的另一个示例性实施例，天线设计为喇叭形天线或抛物线 形天线。以这种方式，可以使各种天线与馈送装置的电势绝缘，或者使各 种天线与馈送装置热分隔。才艮据本发明的另 一个示例性实施例，空心导体i殳计为圆形空心导体或 矩形空心导体。才艮据本发明的另 一个示例性实施例，天线^:计为抛物线形天线，其中， 馈送装置包括带有第一区域的空心导体。在该设置中，空心导体的第一区 域伸进抛物线形天线，其中，分隔剂(separation agent)部分地包覆空心 导体。这样，借助于分隔元件，对天线进行馈送的空心导体可以与抛物线形 天线以及与连接到所述抛物线形天线的附件法兰绝缘。根据本发明的另一个示例性实施例，分隔元件完全包覆空心导体的第 一区域。以这种方式，可以通过完整的封套，例如电介质封套4吏对天线进 行馈送的空心导体完全绝缘。根据本发明的另一个示例性实施例，提出了一种用于发射和/或接收 电磁波的天线，其中，该天线包括用于使天线与馈送装置绝缘的分隔元件。 馈送装置设计成将电磁波馈送给天线。才艮据本发明的这个示例性实施例，分隔元件形成天线的一部分，其结 果是可以保证天线与连接到所述天线的馈送装置的绝缘。这样的天线可,皮用作填充水平雷达的模块化部件，其中，即使使用了 不同的电子器件和波导，天线与电子器件之间的绝缘也得以保证。根据本发明的另 一个示例性实施例，分隔元件设计成使天线与馈送装 置热绝缘，或者设计成使天线(在直至规定电压的电压)与馈送装置电绝 缘。此外，分隔元件可以包括电介质，例如包括一层固体电介质材料的电 介质阻挡件形式的电介质。特别地，可以将天线保持为能够相对于馈送装置旋转，其中，分隔元 件形成轴承装置的一部分。此外，提出了用于确定罐中的填充水平的方法，其中将电磁波馈送给 天线。此外，电磁波由天线发射和/接收，并且，分隔元件产生天线与馈 送装置的绝缘，其中分隔元件直接设置在天线处。以这种方式提供了一种方法，通过该方法可以确定罐中的填充7JC平， 其中，可以产生(外部)馈送装置和连接到其上的电子器件与(填充水平 罐内部的)天线之间的电势分隔。在该设置中，可以直接在天线处产生电 势分隔。根据本发明的另 一个示例性实施例，电磁波由辐射源产生并通过空心 导体从辐射源引导到天线。在该设置中，空心导体和辐射源形成馈送装置 的一部分并从而借助于分隔元件与天线绝缘。本发明的其它示例性实施例在从属权利要求中提出。下面参考附图对本发明的优选示例性实施例进行描述。图1示出了才艮据本发明的一个示例性实施例的填充水平雷达的电势 分隔。图2示出了才艮据本发明的另 一个示例性实施例的天线的电势分隔。图3示出了根据本发明的另一个示例性实施例的抛物线形天线的电 势分隔。图4示出了根据本发明的另一个示例性实施例的抛物线形天线的另 外的电势分隔。图5示出了才艮据本发明的另一个示例性实施例的电势分隔。在以下对附图的描述中，相同的或类似的元件使用相同的标号。图1示出了才艮据本发明一个示例性实施例的带有电势分隔的填充水 平雷达的一部分。如图1所示，该装置包括空心导体1 (即波导)，其 用来传导电磁波；天线2,用于发射和/或接收电磁波；以及分隔元件3， 用于使天线2与空心导体1绝缘。如图1所示，分隔元件3直接设置在天 线2处。为此，天线2包括连接元件5。分隔元件3可以例如气相沉积或 以其它方式沉积到连接元件5上。当然，分隔元件3还可以粘在或夹在连 接元件上，或以某种其它方式附着。空心导体1包^i史置在分隔元件3的另一侧的第二连接元件4。分隔元件可以设计成包括一层固体电介质材料的电介质阻挡件的形 式。为此，分隔元件3的厚度可以足以提供足够的电绝缘。例如，该厚度 可以如此设置只有空心导体1与天线2之间的某一最大电压才能通过分 隔元件3在这两个元件1、 2之间产生可以觉察到的电流传导。例如，这 样的分隔元件3的典型厚度是0.5 mm。当然，分隔元件3还可以iUI"或 者(例如，如果最大电压较低的话)它可以薄一些。空心导体1用于传导电磁波，特别是例如频率为6到85 GHz的微波。 空心导体l和天线2当然还可以设计成传导、检测或发射更高频率的电磁 辐射。此外，还可以传导、检测或发射频率低于6GHz的电磁辐射换到节能运转的转换判断时，以早于第九发明的时间转换到节能运 转。因此，根据第十发明由于积极地进行了节能运转，所以在该冷 冻装置中能够进行重视节能性的运转。
还有，在第H~ —发明中，当节能运转的一个循环所需要的时间比规定的设定时间短时，则自动地转换到通常运转。也就是，在本 发明中当在节能运转时压缩机11的启停次数为高频率时，则从节能 运转转换到通常运转。因此，能够减少压缩机11的启停次数，并能 够延长压缩机ll的寿命。
进而，在第十二发明中当压缩机11的累积启停次数高于最大限 度的启停次数时，则禁止进行节能运转。由此，虽然压缩机ll的零 部件寿命缩短，但是能够事前防止由于节能运转而造成的压缩机11 反复启停的问题。因此，能够实现压缩机11的高寿命化，并能够确 保该冷冻装置的可靠性。


图1是表示实施例中的冷冻装置概略构成的管道系统图。图2是表示在实施例中的冷冻装置运转时制冷剂流动的管道系 统图。图3是在实施例中的冷冻装置处于节能运转模式时对第 一动作 到第三动作进行说明的时间图表。图4是用来说明实施例中的冷冻装置之通常运转模式和节能运 转模式间的切换控制的控制流程图。(符号说明)
1 冷冻装置10 制冷剂回路11 压缩机14 冷却热交换器(蒸发器) 16 库内风扇35 吸入比例阀(流量调整阀、能力调节部件)根据本发明的其他变形，该框架的横截面可以具有-r形状；-T形状；-+形状；-J形状；-U形状；或-F形状。在一些变形中，特别是上面的后三个中，该框架至少嵌入该板的边缘。在一些变形中，该框架仅仅形成所述烧烤装置的上部烧烤表面的轮 廓的整个部分或者一部分，而在其他变形中，特别是在后面的变形中， 该框架形成了烧烤装置的上部烧烤表面的整个轮廓或者一部分轮廓和 该装置的至少一个侧壁的全部或者一部分。另外可以对于同一个框架组合多个变形，并且可以实施该板的边缘 部分和根据一个变形的该框架之间的配合，并且可以实施根据另一变形 该板的边缘的另一部分和框架之间的配合。术语"边缘"(bord)在本发明中是指这样一个空间其端部之一 由该板的上部边沿、该板的狭侧和该板的下部边沿限定，而术语"边沿" (bordure)是指一个上部表面或者下部表面，其一个端部用该板的狭侧 限定。所述框架具有在该板的所述烧烤表面之上的至少1毫米最好至少2 毫米厚度e,以便允许形成保持和/或者防止流出的凸缘，但是它还可以 具有3亳米尤其是4毫米或者更大的厚度，以便充分有效。为了该凸缘充分有效，该框架具有至少2毫米，最好至少4毫米相 对该板的狭侧向所述板的中央收缩的宽度1。该烧烤板还可以具有密封件，特别是一种黏合和/或者密封的插入到 该框架的壁和该相邻板的表面之间的连接件，特别是插入到与该板的烧 烤表面相邻的框架的一个表面和所述烧烤表面之间。本发明的烧烤板还可以包含一些控制装置。这些控制装置最好集成 到所述框架中。另外，构成所述框架的材料，最好，具有超过100摄氏度尤其是超 过120摄氏度的抗热强度，即，其性能，尤其是机械性能在这样的温度的可靠性。在这个装置中，分隔元件3和第二电介质体10可以是不同的 体。然而，它们也可以包括连续件，以便同时提供绝缘和改进的耦合。本发明特别适用于填充水平测量设备，然而，决不限于这个领域的应 用。任何要求发射或接收电磁波的天线与对应的馈送装置绝缘的情况下都 可以〗吏用。此外，应当指出的是，"包括" 一词并不排除其它的元件或步骤，而 且，"一"或"一个"并不排除多个。此外，应当指出的是，针对上述实 施例之一所描述的特征或步骤可以与其它上述实施例的特征或步骤结合 使用。权利要求中的标号不具有限制性。
权利要求
1.一种带有电势分隔的用于确定罐中的填充水平的填充水平雷达，所述填充水平雷达包括用于发射和/或接收电磁波的天线；用于将所述电磁波馈送给所述天线的馈送装置；用于将所述天线与所述馈送装置隔离的分隔元件；其中，所述分隔元件直接设置在天线处。
2. 根据权利要求1的填充水平雷达，其中，所述分隔元件设计成使所述天线在直至规定电压的电压与所述 馈送装置电绝缘。
3. 根据权利要求1或2的填充水平雷达，其中所述分隔元件i殳计成使所述天线与所述馈送装置热绝缘。
4. 根据权利要求1到3之一的填充水平雷达， 其中，所述馈送装置包括波导和辐射源；其中，所述辐射源设计成产生所述电磁波；以及其中，所述波导设计成将所述电磁波从所述辐射源传导到所述天线。
5. 根据权利要求1到4之一的填充水平雷达， 其中，所述分隔元件包括电介质。
6. 根据权利要求5的填充水平雷达，其中，所述分隔元件是包括一层固体电介质材料的电介质阻挡件。
7. 根据前述权利要求之一的填充水平雷达，其中，所述分隔元件与所述馈送装置之间或所述分隔元件与所述天线 之间的连接以这样一种方式形成即，将所述馈送装置保持为能够相对于 所述天线旋转。
8. 根据前述权利要求之一的填充水平雷达，其中，所述分隔元件与所述馈送装置之间或所述分隔元件与所述天线 之间的所述连接设计成使所述馈送装置能够从所述天线脱离。
9. 根据所述前述权利要求之一的所述填充水平雷达，其中，所述分隔元件与所述馈送装置之间或所述分隔元件与所述天线 之间的所述连接是气密的或不透水的。
10. 根据前述权利要求之一的填充水平雷达，进一步包括用于测量所述天线所接收到的电磁波的测量电路； 其中所述测量电路至少部分地与所述分隔元件相结合。
11. 根据前述权利要求之一的填充水平雷达， 其中，所述天线设计为喇叭形天线或抛物线形天线。
12. 根据所述权利要求之一的填充水平雷达， 其中所述波导设计为圆形空心导体或矩形波导。
13. 才艮据前述权利要求之一的填充水平雷达， 其中，所述天线设计为抛物线形天线；其中，所述馈送装置包括带有第一区域的波导；其中，所述波导的所述第一区域伸进所述抛物线形天线；以及其中，所述分隔元件部分地包覆所述波导。
14. 根据权利要求13的填充水平雷达，其中所述分隔元件完全包覆所述波导的所述第 一 区域。
15. —种用于发射和/或接收电磁波的天线，其中，所述天线包括用于将所述天线与馈送装置绝缘的分隔元件； 其中，所述馈送装置设计成向所述天线馈送给所述电磁波。
16. 根据权利要求15的天线，其中所述分隔元件设计成使所述天线在直至规定电压的电压与所述 馈送装置电绝缘。
17. 根据权利要求15或权利要求16的天线，其中所述分隔元件设计成使所述天线与所述馈送装置热绝缘。
18. 根据权利要求15到17之一的天线， 其中，所述分隔元件包括电介质。
19. 根据权利要求15到18之一的天线，其中，所述分隔元件是包括一层固体电介质材料的电介质阻挡件。
20. 根据权利要求15到19之一的天线，其中，所述分隔元件与所述馈送装置之间或所述分隔元件与所述天线 之间的连接以这样一种方式形成即，将所述馈送装置保持为能够相对于 所述天线旋转。
21. 才艮据权利要求15到20之一的天线，其中，所述分隔元件与所述馈送装置之间或所述分隔元件与所述天线 之间的所述连接设计成使所述馈送装置能够从所述天线脱离。
22. 根据权利要求15到21之一的天线，，其中，所述分隔元件与所述馈送装置之间或所述分隔元件与所述天线 之间的所述连接是气密的或不透水的。
23. 根据权利要求15到22之一的天线，进一步包括用于测量所述天线所接收到的电磁波的测量电路； 其中所述测量电路至少部分地与所述分隔元件相结合。
24. 根据权利要求15到23之一的天线，其中，所述天线i殳计为喇叭形天线或抛物线形天线。
25. —种用于确定罐中的填充水平的方法，包括以下步骤 通过馈送装置将电磁波馈送给天线； 通过所述天线发射和/或接收电磁波； 借助于分隔元件将所述天线与所述馈送装置绝缘；其中，所述分隔元件直接i殳置在所述天线处。
26. 根据权利要求25的方法，进一步包括以下步骤 通过辐射源产生所述电磁波； 通过波导将所述电磁波从所述辐射源传导到所述天线； 其中，所述馈送装置包括所述波导和所述辐射源。
27. 根据权利要求25或26的方法，进一步包括以下步骤 借助于测量电路，测量所述天线所接收到的所述电磁波；其中所述测量电路至少部分地与所述分隔元件相结合。
全文摘要
出于安全的原因，雷达传感器的供电线的电势可以与填充水平容器的电势分隔。根据本发明的一个示例性实施例提供了一种带有电势分隔的填充水平雷达，该填充水平雷达包括使天线与馈送装置绝缘的分隔元件，其中，分隔元件直接设置在天线处，或形成天线的一部分。以这种方式提供了天线与容器外部的绝缘。
文档编号G01F23/284GK101233392SQ200680028132
公开日2008年7月30日 申请日期2006年8月2日 优先权日2005年8月4日
发明者丹尼尔·舒尔特海斯, 卡尔·格里斯鲍姆, 约瑟夫·费伦巴赫 申请人:Vega格里沙贝两合公司