CN203642995U - 具整合式透镜天线的物位检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有整合式透镜天线的物位检测装置，是于一雷达物位计的信号收发端设有一号角天线与一透镜天线组件，该透镜天线组件包含有一本体与一透镜天线，本体是呈空心状以容置号角天线，本体的一端是设置该透镜天线，本体的另端是与雷达物位计的信号收发端连接，又本体的外侧壁连接有一角度调整装置；由于透镜天线组件是包覆于号角天线的外侧，可避免号角天线受损，且透镜天线组件的本体连接有角度调整装置以调整角度，解决现有雷达物位计容易受损与无法任意调整检测角度的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物位检测装置，尤其涉及一种整合透镜天线与号角天线以减少损坏并可提高频宽的物位检测装置。
背景技术
现有欲检测一物料桶中的物料或液位的高度，是将一超音波物位计或一雷达物位计安装于该物料桶顶端的桶壁，利用超音波或雷达波的来回时间差计算物料或液位的高度，由于雷达物位计相较超音波物位计可得较准确的物料或液位高度，因此雷达物位计已日渐广泛应用于各种物液位检测场所。
常见的雷达物位计主要是利用信号调变方法(FMCW:FrequencyModulated Continuous Waves)检测其发出的电磁波与该电磁波碰到待测物质后反射的时间差以及频率差，算出该雷达物位计与待测物质间的距离，即可换算出该待测物质的高度或准位。请参阅图14所示，该雷达物位计90包含有一座体91以及一与座体91连接的号角天线92，该座体91的顶端呈中空状以供容置一个以上的电路板93，该座体91的底端设有一信号收发器94，该信号收发器94与电路板93间是通过一同轴电缆95电连接，该信号收发器94是通过号角天线92向外发射信号或是通过号角天线92接收反射的信号，以提高信号的指向性与频宽；该号角天线92于开口处设有一透镜天线96以提供密封效果，由于号角天线92具有较佳的指向性，使该雷达物位计90收发的电磁波较为集中而具有检测距离较长的优点。当座体91固定于物料桶的桶壁时，该号角天线92与透镜天线96是伸入物料桶中并暴露于物料桶的气体或液体中，容易受到桶内环境或待测物质影响(如高温、高压或酸性/碱性物质会产生腐蚀)，造成雷达物位计90的号角天线92与透镜天线96损坏无法量测的问题。
由于物料桶一般设计为圆桶状或圆柱状，且物料桶顶端的桶壁通常设计为弧形以增加耐压性，因此当雷达物位计设置于物料桶顶端时，雷达物位计的信号收发端(号角天线92与透镜天线96)即会与待测物质的高度有一角度差，而有实际检测的物液位高度不准确的问题。
实用新型内容
如前揭所述，现有雷达物位计使用开放式的号角天线易有受损问题，且有无法任意调整检测角度造成检测高度误差的问题，因此本实用新型主要目的在提供一具整合式透镜天线的物位检测装置，主要是于雷达物位计的号角天线的相对外侧包覆有透镜天线组件，并于透镜天线组件外侧设有角度调整装置，以同时解决现有号角天线容易受损与无法任意调整角度的问。
为达上述目的，本实用新型提供一种具整合式透镜天线的物位检测装置，包含有一雷达物位计、一号角天线与一透镜天线组件，该雷达物位计具有一信号收发端，该号角天线设于该信号收发端，号角天线的相对外侧设有该透镜天线组件，其中，
该透镜天线组件包含有一呈空心状的本体与一透镜天线，该本体是容置该号角天线，该本体的一端是设置该透镜天线，该本体的另端形成有一开口，该开口是与该信号收发端连接，又该本体的外侧壁形成有一结合部以连接一角度调整装置。
上述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其中该雷达物位计包含有一座体与一转接座，该座体具有一顶端与一底端，其顶端形成有一容置部，该容置部是呈中空状以容置一个以上的电路板，该座体的底端形成有一连接部，该转接座是呈空心柱状，转接座的其中一端与座体底端的连接部连接，转接座的另一端为前述信号收发端以与号角天线及该透镜天线组件的本体连接。
上述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其中该角度调整装置包含有一砌型上法兰与一砌型下法兰，该砌型上法兰的中央形成有一固定孔，该固定孔形成有内螺纹以与本体的结合部形成的多个外螺纹匹配结合，该砌型下法兰的中央形成有一穿孔，该透镜天线是穿出该砌型下法兰的穿孔。
上述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其中该砌型上法兰与砌型下法兰的两端分具有不同砌型角度，旋转或调整该砌型上法兰与砌型下法兰间的相对位置以调整固定孔的角度。
上述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其中该角度调整装置包含有一万向接头结合座与一万向接头法兰承座，该万向接头结合座略呈圆球状而能够旋转地夹设于万向接头法兰承座中，且万向接头结合座的上下两端具有开口，该万向接头结合座上方的开口形成有多个内螺纹以与该透镜天线组件的本体外侧壁的结合部形成的多个外螺纹匹配结合，该透镜天线是穿出该万向接头结合座下方的开口。
上述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其中该万向接头法兰承座包含有一上支撑固定件、一下支撑固定件与一法兰垫片，该上支撑固定件与下支撑固定件分呈圆形漏斗状以夹设万向接头结合座。
上述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其中该角度调整装置包含有一结合座与一转向承座，该结合座的中央形成有一具有多个内螺纹的固定孔，该固定孔是与该透镜天线组件的本体外侧壁的结合部形成的多个外螺纹相接，该结合座的底端是呈弧形，该转向承座的顶端形成有一呈弧形的滑槽，该转向承座的中央处形成有一穿孔，该透镜天线是穿出该转向承座的穿孔，又该结合座底端的弧形是与转向承座的滑槽匹配以供结合座滑移调整角度。
利用前述元件组成的具整合式透镜天线的物位检测装置，由于透镜天线组件的本体与透镜天线是完整包覆于号角天线的外侧，可避免号角天线曝露在高温、高压与酸碱腐蚀环境而受损，且透镜天线组件的本体连接有角度调整装置，当角度调整装置设于物料桶上时，使雷达物位计的信号收发端、号角天线与透镜天线组件可通过角度调整装置调整角度，解决现有雷达物位计容易受损与无法任意调整检测角度的问题。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1是本实用新型第一较佳实施例的立体及局部剖视图；
图2是本实用新型第一较佳实施例的局部分解图；
图3是本实用新型第一较佳实施例的使用示意图(一)；
图4是本实用新型第一较佳实施例的使用示意图(二)；
图5是本实用新型第二较佳实施例的立体及局部剖视图；
图6是本实用新型第二较佳实施例的局部分解图；
图7是本实用新型第二较佳实施例的使用示意图(一)；
图8是本实用新型第二较佳实施例的使用示意图(二)；
图9是本实用新型第三较佳实施例的立体及局部剖视图；
图10是本实用新型第三较佳实施例的局部分解图；
图11是本实用新型第三较佳实施例的使用示意图(一)；
图12是本实用新型第三较佳实施例的使用示意图(二)；
图13是本实用新型第一较佳实施例的透镜天线组件与号角天线结合后的天线反射系数图；
图14是现有雷达物位计的剖视示意图。
其中，附图标记
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：
关于本实用新型的第一较佳实施例，请参阅图1与2所示，该物位检测装置包含有一雷达物位计10与一角度调整装置20，该雷达物位计10包含有依序连接的一座体11、一转接座12、一号角天线13以及一透镜天线组件14，该座体11具有一顶端与一底端，其顶端形成有一容置部111，该容置部111是呈中空状以供容置一个以上的电路板(图中未示)，其底端形成有一连接部112，该转接座12是呈空心柱状，转接座12的其中一端是与座体11底端的连接部112连接，转接座12另端的内部设有与电路板连接的信号收发器(图中未示)以作为信号收发端之用，且作为信号收发端的该端是与呈圆锥型的号角天线13连接，该透镜天线组件14包含有一本体141与一透镜天线142，该本体141是呈空心状以供容置前述号角天线13，本体141的一端是设置该透镜天线142，本体141的另端形成有一开口，该开口是与转接座12连接号角天线13的一端连接，又本体141的外侧壁形成有一结合部143，该结合部143是与前述角度调整装置20连接。
如图2所示，该角度调整装置20包含有一砌型上法兰21与一砌型下法兰22，该砌型上法兰21与砌型下法兰22的两端分具有不同砌型角度(即两端厚度不同)，该砌型上法兰21的中央形成有一固定孔210，该固定孔210形成有多个内螺纹以与透镜天线组件14的本体141外侧壁形成的多个外螺纹匹配结合，该砌型下法兰22的中央形成有一穿孔220，该穿孔220是供透镜天线142穿出。
请参阅图3与4所示，当雷达物位计10设置于一物料桶30的顶端时，该砌型下法兰22是与物料桶30连接，通过旋转或调整该砌型上法兰21与砌型下法兰22间的相对位置，当砌型上法兰21与砌型下法兰22的厚度较厚的一端位于相对的两侧时，可使号角天线13与透镜天线组件14直接向下，当砌型上法兰21与砌型下法兰22的厚度较厚的一端是位于同一侧时，可使雷达物位计10的号角天线13与透镜天线组件14如图3所示朝向左侧发出检测电波(虚线处)或是如图4所示朝向右侧发出检测电波(虚线处)，以检测不同区域或补偿桶壁倾斜时的角度。
关于本实用新型的第二较佳实施例，请参阅图5与6所示，前述雷达物位计10是与另一角度调整装置40连接，该角度调整装置40包含有一万向接头结合座41与一万向接头法兰承座42，该万向接头结合座41略呈圆球状使其可旋转地夹设于万向接头法兰承座42中，且万向接头结合座41的上下两端具有开口，万向接头结合座41上方的开口形成有内螺纹以与透镜天线组件14的本体141外侧壁的结合部143形成的外螺纹匹配结合，该万向接头结合座41上方的开口是供透镜天线组件14穿出。该万向接头法兰承座42包含有一上支撑固定件421、一下支撑固定件422与一法兰垫片423，该上支撑固定件421与下支撑固定件422分呈圆形漏斗状，当下支撑固定件422与法兰垫片423接合后，将万向接头结合座41置于下支撑固定件422中，再将上支撑固定件421与下支撑固定件422相对结合，即可将万向接头结合座41夹设于万向接头法兰承座42中。
请参阅图7与8所示，当雷达物位计10通过角度调整装置40设置于物料桶30的顶端时，该万向接头法兰承座42是与物料桶30连接且万向接头结合座41是可旋转地夹设于万向接头法兰承座42中，可使雷达物位计10的号角天线13与透镜天线141如图7所示朝向左侧或是如图8所示朝向右侧，以检测不同区域或补偿桶壁倾斜时的角度。
关于本实用新型的第三较佳实施例，请参阅图9与10所示，前述雷达物位计10是与再一角度调整装置50连接，该角度调整装置50包含有一结合座51与一转向承座52，该结合座51的中央形成有一具有内螺纹的固定孔510，该固定孔510是与透镜天线组件14的本体141外侧壁的结合部143形成的外螺纹相接，又结合座51的底端是呈弧形，该转向承座52的顶端形成有一呈弧形的滑槽520，又转向承座52的中央处形成有一穿孔521，结合座51底端的弧形是与转向承座52的滑槽520匹配以供结合座51滑移调整角度。
请参阅图11与图12所示，当雷达物位计10设置于物料桶30的顶端时，该转向承座52是与物料桶30连接且该结合座51是可滑动地设于转向承座52的滑槽520中，可使雷达物位计10的号角天线13与透镜天线141如图11所示朝向左侧或是如图12所示朝向右侧，以检测不同区域或补偿桶壁倾斜时的角度。
本实用新型是将号角天线13设于透镜天线组件14中，经整合后组件的反射系数(S11)图是如图13所示，其设计并应用于24.0GHz频带，该反射系数(S11)于24.0GHz到24.512GHz间的反射系数(RL)远低于-10dB以下，符合设计要求，且其反射系数(RL)于-10dB的频宽(BW)高达4.5GHz(25.9GHz-21.4GHz=4.5GHz)，相较现有的雷达物位计具有更大的频宽，并可适用于各种高温、高压、腐蚀等严苛环境。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种具整合式透镜天线的物位检测装置，包含有一雷达物位计、一号角天线与一透镜天线组件，该雷达物位计具有一信号收发端，该号角天线设于该信号收发端，号角天线的相对外侧设有该透镜天线组件，其特征在于，
该透镜天线组件包含有一呈空心状的本体与一透镜天线，该本体是容置该号角天线，该本体的一端是设置该透镜天线，该本体的另端形成有一开口，该开口是与该信号收发端连接，又该本体的外侧壁形成有一结合部以连接一角度调整装置。
2.根据权利要求1所述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其特征在于，该雷达物位计包含有一座体与一转接座，该座体具有一顶端与一底端，其顶端形成有一容置部，该容置部是呈中空状以容置一个以上的电路板，该座体的底端形成有一连接部，该转接座是呈空心柱状，转接座的其中一端与座体底端的连接部连接，转接座的另一端为前述信号收发端以与号角天线及该透镜天线组件的本体连接。
3.根据权利要求1或2所述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其特征在于，该角度调整装置包含有一砌型上法兰与一砌型下法兰，该砌型上法兰的中央形成有一固定孔，该固定孔形成有内螺纹以与本体的结合部形成的多个外螺纹匹配结合，该砌型下法兰的中央形成有一穿孔，该透镜天线是穿出该砌型下法兰的穿孔。
4.根据权利要求3所述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其特征在于，该砌型上法兰与砌型下法兰的两端分具有不同砌型角度，旋转或调整该砌型上法兰与砌型下法兰间的相对位置以调整固定孔的角度。
5.根据权利要求1或2所述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其特征在于，该角度调整装置包含有一万向接头结合座与一万向接头法兰承座，该万向接头结合座略呈圆球状而能够旋转地夹设于万向接头法兰承座中，且万向接头结合座的上下两端具有开口，该万向接头结合座上方的开口形成有多个内螺纹以与该透镜天线组件的本体外侧壁的结合部形成的多个外螺纹匹配结合，该透镜天线是穿出该万向接头结合座下方的开口。
6.根据权利要求5所述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其特征在于，该万向接头法兰承座包含有一上支撑固定件、一下支撑固定件与一法兰垫片，该上支撑固定件与下支撑固定件分呈圆形漏斗状以夹设万向接头结合座。
7.根据权利要求1或2所述的具整合式透镜天线的物位检测装置，其特征在于，该角度调整装置包含有一结合座与一转向承座，该结合座的中央形成有一具有多个内螺纹的固定孔，该固定孔是与该透镜天线组件的本体外侧壁的结合部形成的多个外螺纹相接，该结合座的底端是呈弧形，该转向承座的顶端形成有一呈弧形的滑槽，该转向承座的中央处形成有一穿孔，该透镜天线是穿出该转向承座的穿孔，又该结合座底端的弧形是与转向承座的滑槽匹配以供结合座滑移调整角度。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107389153A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-24 | 九江精密测试技术研究所 | 一种防爆调频连续波雷达物位计 |
| WO2020103596A1 (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-28 | 北京古大仪表有限公司 | 一种雷达物位计 |
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Legal Events
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