CN106197609A - 有管状安装结构的罐的单导体探针雷达物位计系统及方法 - Google Patents

有管状安装结构的罐的单导体探针雷达物位计系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于具有管状安装结构的罐的单导体探针雷达物位计系统及方法。提供了用于具有管状安装结构的罐的雷达物位计系统、罐布置以及在具有管状安装结构的罐处安装雷达物位计系统的方法。雷达物位计系统包括：收发器；单导体探针，该单导体探针延伸穿过管状安装结构；导电屏蔽结构，该导电屏蔽结构与单导体探针径向间隔开并且在安装结构内沿单导体探针延伸；连接构件，该连接构件从屏蔽结构径向延伸以将屏蔽结构电耦合至罐；以及处理电路，该处理电路连接至收发器以确定填充物位。

Description

有管状安装结构的罐的单导体探针雷达物位计系统及方法
技术领域
本发明涉及包括单导体探针的雷达物位计系统(radar level gaugesystem)，并且涉及将包括单导体探针的雷达物位计系统安装在具有管状安装结构的罐处的方法，该管状安装结构从该罐的顶部基本上竖直向上延伸。
背景技术
雷达物位计(RLG)系统被广泛用于确定容纳在罐内的物品(product)的填充物位。通常借助于非接触式测量(通过向容纳在罐中的物品发射电磁信号)或通常被称为导波雷达(GWR)的接触式测量(通过作为波导的传输线探针向物品引导电磁信号并且进入物品)来进行雷达物位计量。该探针通常被布置成从顶部向罐的底部竖直延伸。
由收发器生成并且由探针向罐中的物品的表面传播电磁发送信号，并且向收发器传播回由发送信号在表面处的反射所产生的电磁反射信号。
基于发送信号和反射信号，能够确定至物品的表面的距离。
发送信号通常不仅在罐环境(tank atmosphere)和物品表面之间的界面所构成的阻抗过渡处被反射，而且在发送信号所遇到的若干其它阻抗过渡处被反射。在GWR系统的情况下，一种这样的阻抗过渡通常出现在收发器和探针之间的连接处。收发器可以经由馈通(feed-through)连接至探针。
这样的馈通通常由作为其内导体的具有探针的同轴线、作为其外导体的被附接至罐的连接件或罐壁、以及设置在内导体和外导体之间的电介质构件形成。
因为机械方面足够强的内导体和实际的外导体直径的组合需要，所以远高于约50Ω的馈通阻抗很少是可行的。因此由于其结构，馈通的阻抗通常与典型的同轴电缆的阻抗相似，即约50Ω。
雷达物位计系统通常被安装在从罐的顶部基本上竖直向上延伸的管状安装结构上。在一些情况下，作为代替，管状安装结构可以从罐的侧壁基本上水平地延伸。通常被称为“管口”的管状安装结构可以是以下管道：该管道被焊接至罐并且在其上(外)端处装配有允许附接诸如雷达物位计系统的装置的法兰或装配有盲板法兰。管状安装结构的内径通常可以在0.1至0.2m之间，并且典型长度可以为大约0.2至0.5m。然而，特别是在储罐的顶部，可能存在更加长的管状安装结构的趋势，以针对罐上工作改善人体工程学。
在包括例如竖直延伸的管状安装结构(管口)的罐布置中，在进入罐本身之前，探针通常在安装结构的上端处机械连接至罐，并且经过安装结构的下端穿过安装结构。在安装结构的上端处，探针可以经由穿过罐边界的馈通来电连接至雷达物位计系统的收发器。
对于有时也被称为Goubau探针的单导体探针，已经发现：由探针引导的电磁信号的传播受管状安装结构的影响，特别是当管状安装结构相对窄且高(长)时。
除了具有表面波导的属性之外，管状安装结构内的单导体探针实际上像具有取决于管状安装结构的尺寸的信号传播属性的同轴传输线那样起作用。特别地，管状安装结构内的传输线的阻抗可以为大约150Ω，并且可以在安装之间变化。因此，在馈通和管状安装结构的内部之间的界面处将存在第一阻抗阶跃，并且在管状安装结构的下端处将存在第二阻抗阶跃。
在管状安装结构的下端处的相对大的阻抗阶跃(约150Ω至约370Ω)引起在馈通处的阻抗过渡和在管状安装结构下端处的阻抗过渡之间的多次反射。这样的多次反射可能导致附加的回波信号，其可能干扰相对远低于管状安装结构下端的填充物位测量。
根据US 6 690 320，可以通过下述手段来解决由管状安装结构的端处的反射所引起的问题：在管状安装结构内提供同轴电缆延伸，直到探针离开管状安装结构为止，使得具有同轴延伸的探针具有与收发器和探针之间的馈线相同的阻抗(约50Ω)。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的总体目的在于：提供一种使用单导体探针并且尤其减小了多次反射的影响的改进的填充物位确定，其中该单导体探针延伸穿过罐的顶部处的管状安装结构。
根据本发明的第一方面，因此提供了一种雷达物位计系统，用于确定具有管状安装结构的罐中的物品的填充物位，雷达物位计系统包括：收发器，该收发器用于生成、发送和接收电磁信号；单导体探针，该单导体探针经由布置在管状安装结构的第一端处的馈通来电连接至收发器，该单导体探针从管状安装结构的第一端延伸穿过安装结构，并且经过安装结构的第二端向罐中的物品延伸并且进入罐中的物品，以向物品的表面引导来自收发器的电磁发送信号，并且往回向收发器返回由发送信号在表面处的反射所产生的电磁表面反射信号；导电屏蔽结构，该导电屏蔽结构与单导体探针径向间隔开，并且在安装结构内沿单导体探针延伸；连接构件，该连接构件从屏蔽结构径向延伸以将屏蔽结构电连接至罐；以及处理电路，该处理电路连接至收发器，以基于发送信号和表面反射信号来确定填充物位。
罐可以是能够容纳物品的任何容器或器皿。特别地，罐可以至少部分地是金属的，以便为导电屏蔽结构提供接地。
“收发器”可以是一种能够发送和接收电磁信号的功能单元，或者可以是包括单独的发送器单元和接收器单元的系统。
单导体探针可以是基本上刚性的或柔性的，并且可以由诸如不锈钢的金属制成。
应当理解的是，连接构件可以通过任何附接装置被附接至屏蔽结构，或者可以与屏蔽结构一体形成。
在许多应用中，管状安装结构可以从罐的顶部竖直向上延伸。在这样的情况下，上述管状安装结构的第一端是管状安装结构的上端，并且上述管状安装结构的第二端是管状安装结构的下端。
在其他应用中，管状安装结构可以从罐的侧壁水平地延伸。不论管状安装结构的取向如何，均可能发生上述的多次反射。
本发明基于以下认识：仅提供探针和管状安装结构的内壁之间的屏蔽结构是不够的，而是需要在屏蔽结构和罐之间(例如经由管状安装结构的内壁)建立电连接。本发明人已经发现：如果不这样做，在屏蔽结构的外表面上流动的电流将产生大量双反射，如在背景技术部分中描述的，其可以干扰填充物位的测量。
在本发明的实施方式中，不论屏蔽结构从管状安装结构的第一端处的馈通延伸以及沿屏蔽结构的连接构件的位置如何，与同轴延伸的外导体未电连接至馈通下方的罐的现有技术解决方案相比，将改善测量情况。
期望根据本发明的实施方式的屏蔽结构和连接构件相对易于安装，并且适于管状安装结构的不同尺寸，甚至作为对现有雷达物位计安装的附加。
根据本发明的雷达物位计系统的实施方式，屏蔽结构可以在管状安装结构内从管状安装结构的第一端延伸，并且延伸距离大于从管状安装结构的第一端至管状安装结构的第二端的距离的一半。在具有由屏蔽结构的端和管状安装结构的第二端之间的双反射所产生的残余双反射回波信号的实施方式中，该回波信号将不太可能干扰填充物位的测量，因为与不具有屏蔽结构的情况和具有屏蔽结构但不具有连接构件的情况二者相比，与双反射回波信号相对应的视距(apparent distance)将被减小。
另外，连接构件可以被布置在管状安装结构的第一端和管状安装结构的第二端之间的连接位置处，并且可以在该连接位置处电连接至管状安装结构的内壁。
为了减小上述双反射信号的影响，与管状安装结构的第一端相比，该连接位置可以有益地更靠近管状安装结构的第二端。为了更进一步减小上述双反射信号的影响，可以布置连接构件使得：连接位置和管状安装结构的第二端之间的距离小于该连接位置和管状安装结构的第一端之间的距离的四分之一。
在实施方式中，有益地，屏蔽结构可以是管状的。例如，屏蔽结构可以是具有圆形横截面的金属管。然而，应该注意的是，原则上屏蔽结构可以具有任何横截面。此外，屏蔽结构不一定完全包围单导体探针。例如，可以以具有纵向缝隙的金属管的形式提供屏蔽结构。根据实施方式，这样的缝隙可以宽于单导体探针的直径，以便于在现有的探针周围安装该屏蔽结构。
另外，可以能够松脱地将连接构件附接至屏蔽结构，以允许根据本发明的实施方式的雷达物位计系统适于具有不同管状安装结构的罐。
屏蔽结构和罐之间的电连接可以是导电性连接或电容性连接。有益地，连接构件可以导电连接至屏蔽结构。例如，屏蔽结构和连接构件二者均可以由金属制成，并且可以彼此金属接触。
另外，不论屏蔽结构和连接构件之间的电连接是导电性还是电容性，有益地，连接构件和罐之间的电连接可以是电容性电连接。期望的是：在实践中，与实现稳定的(关于时间不变化)导电(电流)性连接相比，更易于实现连接构件和罐(优选管状安装结构的内壁)之间的稳定的(关于时间不变化)的电容性电连接。针对电磁发送信号的典型频率范围(GHz)的情况尤其如此。
根据各种实施方式，连接构件可以包括金属部分和电介质部分，电介质部分被布置成防止金属部分和管状安装结构的内壁之间的导电连接。由此，提供屏蔽结构和罐(管状安装结构的内壁)之间的稳定阻抗。
为了提供屏蔽结构和管状安装结构的内壁之间的足够好的电连接，同时还允许使用诸如PTFE或类似物(和/或气体)的合适的电介质材料，以下述方式与管状安装结构有关地确定连接构件的尺寸：使连接构件与管状安装结构所形成的电容器的电容为至少约8pF。对于管状安装结构的典型尺寸，这可以通过以下述方式配置连接构件来实现：使连接构件的金属部分与管状安装结构的内壁间隔小于5mm。
此外，根据各种实施方式，可以以下下述方式配置屏蔽结构：使包括探针和屏蔽结构的探针屏蔽结构布置的阻抗与馈通的阻抗的差小于馈通的阻抗的20％。这将显著地进一步减小上述双反射信号。
根据本发明的各种实施方式，雷达物位计系统可以另外包括布置在单导体探针和屏蔽结构的内表面之间的至少一个电介质间隔件，以防止单导体探针和屏蔽结构之间的不希望的接触。该至少一个电介质间隔件可附接至单导体探针。
有益地，电介质间隔件可以被配置成提供基本上彼此抵消的第一反射和第二反射，以提供来自间隔件的非常小的总反射。
例如，电介质间隔件可以沿单导体探针延伸大约发送信号的中心波长的一半。替选地，间隔件可以包括第一间隔件部分和第二间隔件部分，第一间隔件部分与第二间隔件部分沿单导体探针间隔开大约发送信号的中心波长的四分之一。为了进一步减少总反射，间隔件可以包括另外的间隔件部分，其中，每个间隔件部分与相邻的间隔件部分间隔开大约发送信号的中心波长的四分之一。
根据本发明的实施方式，屏蔽结构的端处的阻抗过渡具有已知的大小并且沿单导体探针出现在已知位置处，这使得在软件中处理该阻抗过渡的影响是可行的。
因此，包括在根据本发明的实施方式的雷达物位计系统中的处理电路可以有益地包括信号处理电路，该信号处理电路用于基于发送信号和反射信号来形成回波信号并且去除由上述双反射所产生的回波。
另外，在罐布置中可以有益地包括根据本发明的各种实施方式的雷达物位计系统，该罐布置进一步包括具有从罐的顶部基本上竖直向上延伸的管状安装结构的罐。
根据本发明的第二个方面，提供了一种用于确定具有管状安装结构的罐中的物品的填充物位的雷达物位计系统，该管状安装结构从罐的顶部基本上竖直向上延伸，该雷达物位计系统包括：测量单元，该测量单元包括收发器以及处理电路，收发器用于生成、发送和接收电磁信号，处理电路连接至收发器，以基于发送和接收的电磁信号来确定填充物位；单导体探针，该单导体探针经由馈通电连接至收发器，以基本上竖直地延伸穿过管状安装结构、经过安装结构的下端、向罐中的物品延伸并且进入罐中的物品，以向物品的表面引导来自收发器的电磁发送信号，并且往回向收发器返回由发送信号在该表面处的反射所产生的电磁表面反射信号；导电管状屏蔽结构，该导电管状屏蔽结构与单导体探针径向间隔开，以在安装结构内沿单导体探针延伸；以及多个导电连接构件，所述多个导电连接构件用于将屏蔽结构电连接至管状安装结构的内壁，每个连接构件能够附接至屏蔽结构，并且具有不同的径向延伸，以允许雷达物位计系统适于具有不同内径的管状安装结构。
在现有罐上提供的管状安装结构(管口)的尺寸通常尚未被标准化。因此，不同的罐可能提供有具有不同管口长度和/或内径的管口。
由于提供了一组合适的具有不同外部尺寸的连接构件，所以根据本发明第二方面的实施方式的雷达物位计系统能够被安装在具有管状安装结构(管口)的几乎任何现有的罐处。
本发明的该第二方面的另外的效果和变化与参照本发明的第一方面的上面所描述的那些大部分类似。
根据本发明的第三方面，提供了一种在具有管状安装结构的罐处安装雷达物位计系统的方法，该管状安装结构从罐的顶部基本上竖直向上延伸，该雷达物位计系统包括：测量单元，该测量单元包括收发器和处理电路；单导体探针，该单导体探针电连接至测量单元的收发器。该方法包括以下步骤：在单导体探针周围布置导电管状屏蔽结构；至少确定管状安装结构的直径；在多个连接构件中选择导电连接构件，每个连接构件能够附接至管状屏蔽结构并且具有相互不同的径向延伸；将所选择的连接构件附接至管状屏蔽结构；以及在管状安装结构内布置单导体探针，该单导体探针被附接有所选择的连接构件的管状屏蔽结构所屏蔽。
另外，可以测量管状安装结构的长度，并且如果适用，则可以将屏蔽结构缩短至与管状安装结构的长度类似的长度。
本发明的第三方面的另外的效果和变化与参照本发明的第一方面和第二方面的上面所描述的那些大部分类似。
总之，本发明因此涉及用于具有管状安装结构的罐的雷达物位计系统。该雷达物位计系统包括：收发器；单导体探针，该单导体探针延伸穿过管状安装结构；导电屏蔽结构，该导电屏蔽结构与单导体探针径向间隔开，并且在安装结构内沿单导体探针延伸；连接构件，该连接构件从屏蔽结构径向延伸以将屏蔽结构电耦合至罐；以及处理电路，该处理电路连接至收发器以确定填充物位。
附图说明
现在将参照示出本发明的至少一个示例实施方式的附图来更详细地描述本发明的这些和其它方面，其中：
图1a示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括雷达物位计系统的示例性罐布置；
图1b是包括在图1a中的雷达物位计系统中的测量电子单元的示意图；
图2a是具有屏蔽结构的底部部分的放大横截面图的、图1a中的雷达物位计系统的示意性且部分开放的侧视图，用于示出罐的管状安装结构的内壁和屏蔽结构之间的电耦合；
图2b示意性地示出了在具有和不具有图2a中的连接构件的情况下所实施的测试所产生的回波曲线；
图3示意性地示出了用于安装在具有不同管口尺寸的罐中的雷达物位计系统；以及
图4是示出根据本发明实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
在本详细描述中，参照包括从罐的顶部竖直延伸的管状安装结构(管口)的罐来讨论根据本发明的雷达物位计系统和罐布置的示例性实施方式。此外，本文所描述的单导体传输线探针是借助于重物在罐中保持笔直的软线探针(相对柔韧的探针)。此外，连接构件主要被描述为可拆卸套筒。
应当注意的是，这决不限制本发明的范围，其同样适用于其它雷达物位计系统，诸如通过其他方式(诸如通过将导体探针紧固在罐的底部)软线探针保持笔直的雷达物位计系统，或者具有刚性杆状单导体传输线探针的雷达物位计系统。此外，管状安装结构不必竖直地延伸，而是可以例如基本上水平地延伸以提供从罐的侧面进入罐的内部。而且，只要实现了预期功能，即将屏蔽结构电连接至罐以减少沿屏蔽结构行进的反射，就可以以不同形式提供连接构件，。
图1a示意性地示出了根据本发明的示例实施方式的包括罐布置17的物位测量系统1以及被示出为控制室的主机系统10。
罐布置17包括GWR(导波雷达)类型的雷达物位计系统2和罐4，罐4具有从罐4的顶部竖直延伸的管状安装结构13(通常被称为“管口”)。
安装雷达物位计系统2以测量容纳在罐4中的物品3的填充物位。参照图1a，雷达物位计系统2包括测量单元6和从测量单元6延伸，穿过管状安装结构13，向物品3延伸并进入物品3的单导体探针7的形式的传播装置。在图1a中的示例实施方式中，单导体探针7为导线探针，其具有附接在其端处以保持导线笔直且竖直的重物8。
通过分析由探针7向物品3的表面11引导的发送信号ST以及从表面11往回行进的反射信号SR，测量单元6能够确定基准位置(诸如罐的外部和罐的内部之间的馈通)和物品3的表面11之间的距离，由此能够推断填充物位。应当注意的是，虽然在本文中讨论容纳单一物品3的罐4，但是能够以类似的方式测量沿探针至任何材料界面的距离。
如在图1b中示意性地示出的，测量单元6包括收发器20、处理电路系统21、通信接口22以及用于与控制室10无线通信的通信天线23。
收发器20被配置成生成、发送和接收电磁信号，处理电路系统21连接至收发器20，并且处理电路系统21被配置成基于发送信号ST和反射信号SR来确定物品3的填充物位L。通信接口22连接至处理电路系统21，并且通信接口22被配置成允许经由通信天线23与主机系统10通信。在图1a-b的示例实施方式中，雷达物位计系统2与主机系统10之间的通信10被指示为无线通信。替选地，通信例如可以在基于模拟和/或数字线路的通信信道上进行。例如，通信信道可以为双线4-20mA回路，并且可以通过在双线4-20mA回路上提供与填充物位相对应的某个电流来传达该填充物位。也可以使用HART协议在这样的4-20mA回路上发送数字数据。
此外，虽然未在图1b中示出，但是雷达物位计系统2可以被提供有本地能量存储。替选地或组合地，该雷达物位计系统可以通过专用的电力线或者通过诸如上述双线电流回路的通信线来连接至外部电源。
参照图2a，现在将更加详细地描述图1a中的罐布置17的顶部部分。如图2a中示意性地示出的，雷达物位计系统2包括导电屏蔽结构30，该导电屏蔽结构30与单导体探针7径向间隔开，并且在管状安装结构13内沿单导体探针7、从管状安装结构13的第一端(即上端)处的馈通15向管状安装结构13的第二端(即下端16)延伸。雷达物位计系统2还包括连接构件31，连接构件31从屏蔽结构30径向延伸以将屏蔽结构电耦合至罐4。在图2a中所示的雷达物位计系统2的示例实施方式中，以具有圆形横截面的金属管的形式提供导电屏蔽结构30，并且连接构件31包括金属套筒33，金属套筒33具有适于屏蔽结构30的外径的内径。如图2a中所指示的，连接构件31的金属套筒33通过可松脱的紧固件而附接至并且导电性地耦合至屏蔽结构30，该可松脱的紧固件在此处示出为安装在屏蔽结构30中的对应孔中的固定螺丝34a-b的形式。与管状安装结构13的内径有关地确定金属套筒33的尺寸，以使得沿径向方向在金属套筒33的外表面和管状安装结构13的内壁之间存在间隙。为了经由连接构件31来提供屏蔽结构30和罐4之间的足够的电容性耦合，连接构件的金属套筒33可以被有益地确定尺寸，以使得金属套筒33的外表面和管状安装结构13的内壁之间的间距小于5mm。为了防止连接构件31和罐4之间的不希望的金属接触，连接构件可以包括电介质间隔件，诸如图2a中所示的环状间隔件35。替选地，金属套筒33的径向外表面的一部分或整个径向外表面可以被电介质层覆盖。取决于应用(罐中的物品的属性、温度、压力等)，用于电介质间隔件35(或覆盖金属套筒33的电介质层)的合适材料可以为PTFE或类似物。对于罐计量领域中的普通技术人员来说，选择合适的电介质材料将是简单的。
为了防止探针7和屏蔽结构30之间的不希望的接触，探针7可以被提供有至少一个间隔件40，该间隔件40例如可以由PTFE或合适的陶瓷材料制成。为了减少不希望的反射，若干间隔件可以沿探针7相互间隔开与发送信号的中心波长的四分之一相对应的距离。
如上面在发明内容部分中描述的，以本发明为基础的重要实现在于：应该尽可能地防止所发送的电磁信号沿屏蔽结构(由屏蔽结构引导)向测量单元返回。根据本发明的实施方式，这通过提供将屏蔽结构电耦合至金属罐4的连接构件来实现。
在图2b中，通过分别针对具有和不具有连接构件的图2a中的雷达物位计系统配置的所测量的回波曲线(例如反射信号SR的时间扩展表示)的示意性表示，示出了本发明的实施方式的有效性。
参照图2b，由实线指示第一回波曲线45，并且由点划线表示第二回波曲线46。第一回波曲线45和第二回波曲线46二者均包括基准回波48、管口端回波49、双反射回波(double bounce echo)50和探针端回波51。应当注意的是，当产生了图2b的回波曲线的测量被执行时在罐4中没有物品。
还应当注意的是，在屏蔽结构30的下端与管状安装结构13的下端16基本上一致的简化情况下获得图2b中的回波曲线。当情况并非如此时，会出现具有多个双反射回波的更复杂的情况。
由发送信号在馈通阻抗(通常为50Ω)和探针屏蔽结构布置的阻抗(在该特定的情况下为68Ω)之间的阻抗过渡处的反射产生了基准回波48。由发送信号在管状安装结构13的端处(以及在屏蔽结构30的端处)的阻抗过渡处的反射产生了管口端回波49。管状安装结构以下的阻抗通常为约370Ω。双反射回波50与以下信号相对应：该信号在被收发器20接收到之前，在管口13的端/屏蔽结构30的端处的阻抗过渡处被反射，然后在馈通15处的阻抗过渡处被反射，最后再次在管口13的端/屏蔽结构30的端处被反射。
从第一回波曲线45和第二回波曲线46之间的比较清楚看出：通过提供连接构件31显著地减小了管口端回波49的大小。由于防止或者至少急剧减少在屏蔽结构的外侧上的电流流动，所以在第二回波曲线46中，双反射回波50几乎被完全消除。
通过将探针屏蔽结构阻抗与馈通15的阻抗更好地匹配，甚至还能够进一步减小双反射回波50的大小。
在现有的罐上提供的管状安装结构可以具有广泛变化的尺寸，管状安装结构的内径和长度二者均可以在罐和罐之间不同。为了使罐与现有的管状安装结构(管口)兼容，本发明的方面提供了能够适于不同管口尺寸的雷达物位计系统。现在将参照图3描述这样的雷达物位计系统的示例。
如图3中所示，雷达物位计系统60包括雷达物位计61，雷达物位计61包括上述测量单元6、探针7和重物8。雷达物位计系统60还包括：在这里采用不锈钢管的形式的屏蔽结构30以及具有不同外径的多个连接构件62a-c。如在图3中示意性地指示的，每个连接构件62a-c被提供有上述的可松脱紧固件34a-b(在图3中仅这些中的一个可见)，并且屏蔽结构30被配备有相应的孔(在图3中统一表示为63)，以用于沿屏蔽结构30在不同附接位置处附接和电连接连接构件62a-c中的一个。如图3中所指示的，屏蔽结构30还被提供有用于将屏蔽结构附接至雷达物位计61的装置。在图3的说明性示例中，屏蔽结构30被提供有螺纹部65，并且雷达物位计包括匹配的螺纹部(在图3中未示出)。
根据说明性示例，包括雷达物位计61、屏蔽结构30和选自下表的多个不同连接构件的部件套件可供销售。
管口内径(mm) 连接构件外径(mm) 最小间隔(mm) 最大间隔(mm)
38-44 36 1 4
44-50 42 1 4
50-56 48 1 4
56-62 54 1 4
62-68 60 1 4
68-74 66 1 4
74-80 72 1 4
80-86 78 1 4
86-92 84 1 4
92-98 90 1 4
98-104 96 1 4
在上表中，“最小间隔”和“最大间隔”分别指连接构件和管状安装结构的内壁之间的最小间隔和最大间隔。
最后，现在将参照图4中的流程图并且继续参照图3来描述根据本发明的方法的实施方式。
在第一步骤100中，测量管状安装结构13的尺寸(长度和内径)。之后，在步骤101中，屏蔽结构30被切割成合适的长度，该长度可以合适地与管状安装结构的长度基本上相对应。例如，屏蔽结构可以被切割成当被安装时在管状结构的第二端稍上方处终止。随后，在步骤102中，根据上表选择合适的连接构件。在下一步骤103中，所选择的连接构件被附接至屏蔽结构30，最后，在步骤104中，穿过屏蔽结构30而插入探针7，并且屏蔽结构被附接至雷达物位计61。之后，探针和屏蔽结构准备好插入穿过管状安装结构，并且雷达物位计能够被附接至罐。
本领域技术人员意识到，本发明决不限于上述优选实施方式。与此相反，在所附权利要求的范围内许多修改和变型是可能的。例如，连接构件可以是屏蔽结构的组成部分和/或可以挤压管状安装结构的内壁以提供导电性耦合。此外，应当理解的是，本发明的各种实施方式不限于使用特定雷达物位计量技术，诸如使用脉冲发送信号或FMCW(调频连续波)技术等。

Claims (17)

1.一种雷达物位计系统，用于确定具有管状安装结构的罐中的物品的填充物位，所述雷达物位计系统包括：
收发器，所述收发器用于生成、发送和接收电磁信号；
单导体探针，所述单导体探针经由布置在所述管状安装结构的第一端处的馈通而电连接至所述收发器，所述单导体探针从所述第一端延伸穿过所述管状安装结构，并且经过所述安装结构的第二端向所述罐中的所述物品延伸并且进入所述罐中的所述物品，以向所述物品的表面引导来自所述收发器的电磁发送信号，并且往回向所述收发器返回由所述发送信号在所述表面处的反射所产生的电磁表面反射信号；
导电屏蔽结构，所述导电屏蔽结构与所述单导体探针径向间隔开，并且在所述安装结构内沿所述单导体探针延伸；
连接构件，所述连接构件从所述屏蔽结构径向延伸，以将所述屏蔽结构电连接至所述罐；以及
处理电路，所述处理电路连接至所述收发器，以基于所述发送信号和所述表面反射信号来确定所述填充物位。
2.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述连接构件通过将所述屏蔽结构电连接至所述管状安装结构的内壁来将所述屏蔽结构电连接至所述罐。
3.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述连接构件被布置在所述管状安装结构的所述第一端和所述管状安装结构的所述第二端之间的连接位置处。
4.根据权利要求3所述的雷达物位计系统，其中，与所述管状安装结构的所述第一端相比，所述连接位置更靠近所述管状安装结构的所述第二端。
5.根据权利要求4所述的雷达物位计系统，其中，所述连接位置和所述管状安装结构的所述第二端之间的距离小于所述连接位置和所述管状安装结构的所述第一端之间的距离的四分之一。
6.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述屏蔽结构在所述管状安装结构内从所述管状安装结构的所述第一端延伸，并且延伸距离大于从所述管状安装结构的所述第一端至所述管状安装结构的所述第二端的距离的一半。
7.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述屏蔽结构是管状的。
8.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述连接构件能够松脱地附接至所述屏蔽结构。
9.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述连接构件导电连接至所述屏蔽结构。
10.根据权利要求2所述的雷达物位计系统，其中，所述连接构件被布置和配置成通过所述连接构件和所述管状安装结构的所述内壁之间的电容性耦合来将所述屏蔽结构电连接至所述罐。
11.根据权利要求10所述的雷达物位计系统，其中，所述连接构件包括金属部分和电介质部分，所述电介质部分被布置成防止所述金属部分和所述管状安装结构的所述内壁之间的导电连接。
12.根据权利要求11所述的雷达物位计系统，其中，以下述方式与所述管状安装结构有关地确定所述连接构件的尺寸：使所述连接构件的所述金属部分与所述管状安装结构的所述内壁间隔小于5mm。
13.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，以下述方式配置所述屏蔽结构：使包括所述探针和所述屏蔽结构的探针屏蔽结构布置的阻抗与所述馈通的阻抗的差小于所述馈通的阻抗的20％。
14.根据权利要求1所述的雷达物位计系统，其中，所述雷达物位计系统还包括至少一个间隔件，所述至少一个间隔件被布置在所述单导体探针和所述屏蔽结构的内表面之间，以防止所述单导体探针和所述屏蔽结构之间的不希望的电接触。
15.一种罐布置，包括：
罐，所述罐具有从所述罐的顶部基本上竖直向上延伸的管状安装结构，所述罐容纳要计量的物品；以及
根据权利要求1所述的雷达物位计，所述雷达物位计被附接至所述管状安装结构。
16.一种雷达物位计系统，用于确定具有管状安装结构的罐中的物品的填充物位，所述管状安装结构从所述罐的顶部基本上竖直向上延伸，所述雷达物位计系统包括：
测量单元，包括：
收发器，所述收发器用于生成、发送和接收电磁信号；以及
处理电路，所述处理电路连接至所述收发器，以基于发送和接收的电磁信号来确定所述填充物位；
单导体探针，所述单导体探针经由馈通来电连接至所述收发器，以基本上竖直地延伸穿过所述管状安装结构、经过所述安装结构的下端向所述罐中的所述物品延伸并且进入所述罐中的所述物品，以向所述物品的表面引导来自所述收发器的电磁发送信号，并且往回向所述收发器返回由所述发送信号在所述表面处的反射所产生的电磁表面反射信号；
导电管状屏蔽结构，所述导电管状屏蔽结构与所述单导体探针径向间隔开，以在所述安装结构内沿所述单导体探针延伸；以及
多个导电连接构件，所述多个导电连接构件用于将所述屏蔽结构电连接至所述管状安装结构的内壁，
每个所述连接构件能够附接至所述屏蔽结构，并且具有不同的径向延伸，以允许所述雷达物位计系统适于具有不同内径的管状安装结构。
17.一种在具有管状安装结构的罐处安装雷达物位计系统的方法，所述管状安装结构从所述罐的顶部基本上竖直向上延伸，所述雷达物位计系统包括：
测量单元，所述测量单元包括收发器和处理电路；以及
单导体探针，所述单导体探针电连接至所述测量单元的所述收发器，所述方法包括以下步骤：
在所述单导体探针周围布置导电管状屏蔽结构；
至少确定所述管状安装结构的直径；
基于所述管状安装结构的所述直径，在多个连接构件中选择导电连接构件，每个所述连接构件能够附接至所述管状屏蔽结构并且具有相互不同的径向延伸；
将所选择的连接构件附接至所述管状屏蔽结构；以及
在所述管状安装结构内布置所述单导体探针，所述单导体探针被附接有所选择的连接构件的所述管状屏蔽结构所屏蔽。
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