CN210664663U - 一种具有喇叭口天线的雷达物位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有喇叭口天线的雷达物位计，涉及雷达物位计技术领域，解决了现有技术中存在的雷达物位计存在近端盲区的技术问题。包括表头、传感器和喇叭口天线，传感器构造为柱状结构，表头和喇叭口天线分别连接至传感器的两端，传感器内部形成有波导，波导沿传感器的轴向贯通，波导包括相互分隔的发射波导和接收波导，喇叭口天线构造为第一端开口小于第二端开口的筒状结构，喇叭口天线的第一端与波导连通，喇叭口天线内形成有相互分隔的发射天线和接收天线，发射天线与发射波导连通，接收天线与接收波导连通。本实用新型用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量。

Description

一种具有喇叭口天线的雷达物位计

技术领域

本实用新型涉及雷达物位计相关技术领域，尤其是涉及一种具有喇叭口天线的雷达物位计。

背景技术

雷达物位计作为一种非接触式测量工具，在现代工业物位测量领域中有广泛的应用。雷达物位测量的原理是：电磁波由波导+天线结构发射，到达被测物表面，在被测物表面反射后又被天线接收，通过发射和接收电磁波的时间差就能计算出电磁波发射位置到被测物表面之间的距离，从而实现物位测量。

雷达物位计有多种不同形式的天线：抛物面天线、棒式天线、喇叭口天线、水滴天线、锥面天线等。在实际应用中，需要根据测量介质和测量条件选择匹配的天线。其中带有棒式天线的雷达物位计主要来测量酸、碱、等化学制剂或这些化学制剂的生产过程中间物料，以及含有这些化学制剂的溶液或废水。

雷达物位计在储罐液位测量方面有着非常广泛的应用，但是高位测量盲区一直是困扰雷达物位计生产厂家的巨大难题。雷达物位计在使用上绝大多数是安装在储罐上方一个圆形的开孔上，现有的雷达物位计都是单探头，都是简单的采用了收发一体的微波信号收发通路。由于通路上各个连接点的阻抗匹配无法做到完美发射信号在没有飞出天线之前就被微波通路上的反射点反射回来。直接在微波通路上反射回来的信号与被测物料表面反射回来的信号一样被信号的接收回路进行处理，导致雷达物位计普遍在0点附近有个巨大的近端干扰回波，这个巨大的近端干扰回波有时会从0点延伸至2-3米的位置。导致雷达物位计具有距离越近噪声越高的致命缺点。反映到测量上就是雷达物位计近端都会有一个盲区，液位越高雷达物位计测量越不可靠，以致现场测量出现误报和溢罐事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有喇叭口天线的雷达物位计，至少用于解决现有技术中存在的雷达物位计存在较大的近端盲区的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的具有喇叭口天线的雷达物位计，包括表头、传感器和喇叭口天线，所述传感器构造为柱状结构，所述表头和所述喇叭口天线分别连接至所述传感器的两端，

所述传感器内部形成有波导，所述波导沿所述传感器的轴向贯通，所述波导包括相互分隔的发射波导和接收波导，

所述喇叭口天线构造为第一端开口小于第二端开口的筒状结构，所述喇叭口天线的第一端与所述波导连通，所述喇叭口天线内形成有相互分隔的发射天线和接收天线，所述发射天线与所述发射波导连通形成发射通路，所述接收天线与所述接收波导连通形成接收通路。

优选地，所述波导构造为形成在所述传感器内沿其轴向贯通的通孔，在所述通孔内沿轴向设置隔板，所述隔板将所述通孔分隔成所述发射波导和所述接收波导。

优选地，所述传感器内设置有沿轴向贯通的安装孔，所述波导由波导管构成，所述波导管安装在所述安装孔内，

所述波导管构造为整体结构，在其内部设置隔板，所述隔板将所述波导管内部分隔成所述发射波导和所述接收波导；或者，所述波导管构造为分体结构，由相互独立的第一管和第二管对接形成，所述第一管内部形成所述发射波导，所述第二管内部形成所述接收波导。

优选地，所述波导管的外壁设置有第一连接结构，所述安装孔的内壁上设置有第二连接结构，所述第一连接结构和所述第二连接结构连接。

优选地，所述传感器的外壁上设置有安装结构和夹持部，所述夹持部为在所述传感器的外壁上沿其周向形成的多面体结构，所述安装结构位于所述夹持部的下侧。

优选地，所述喇叭口天线的第一端设置有天线连接结构，所述天线连接结构与所述传感器的端面连接。

优选地，所述喇叭口天线构造为整体结构，在所述喇叭口天线的内设置天线分隔板，所述天线分隔板将所述喇叭口天线内部分隔成所述发射天线和所述接收天线；

或者，

所述喇叭口天线构造为分体结构，包括相互独立的第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线对接形成所述喇叭口天线，

所述第一天线内部构成所述发射天线，所述第二天线内部构成所述接收天线。

优选地，还包括防护罩，所述防护罩设置在所述喇叭口天线的第二端，对所述喇叭口天线的第二端进行封堵。

优选地，所述喇叭口天线上靠近第二端的位置设置有防护罩连接结构，所述防护罩与所述防护罩连接结构连接。

优选地，所述喇叭口天线还包括延伸部，所述延伸部横截面与所述喇叭口天线的第一端形状相同，所述延伸部从所述喇叭口天线的第一端向远离其第二端的方向延伸，所述天线连接结构形成在所述延伸部的端部。

本实用新型的有益效果为：具有喇叭口天线的雷达物位计的发射通路和接收通路相互分隔，从而可以避免发射信号和接收信号相互干扰的情况发生，进而解决了近端盲区的问题，使测量可靠性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本实用新型提供的具有喇叭口天线的雷达物位计的结构示意图；

图2示出具有喇叭口天线的雷达物位计的爆炸结构示意图；

图3示出具有喇叭口天线的雷达物位计的装配状态剖面示意图；

图4示出具有喇叭口天线的雷达物位计的分解状态剖面示意图；

图5示出喇叭口天线设置延伸部的雷达物位计的爆炸结构示意图；

图6示出设置有防护罩的具有喇叭口天线的雷达物位计的结构示意图。

图中：10、表头；20、传感器；21、安装结构；22、夹持部；23、内凹结构；30、喇叭口天线；31、第一天线；32、第二天线；33、延伸部；40、波导管；41、第一管；42、第二管；43、环形凸台结构；50、防护罩。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1、图2所示，本实用新型提供的具有喇叭口天线的雷达物位计包括表头10、传感器20和喇叭口天线30，所述传感器20构造为柱状结构，所述表头10和所述喇叭口天线30分别连接至所述传感器20的两端，所述传感器20内部形成有波导，所述波导沿所述传感器20的轴向贯通，所述波导包括相互分隔的发射波导和接收波导，所述喇叭口天线30构造为第一端开口小于第二端开口的筒状结构，所述喇叭口天线30的第一端与所述波导连通，所述喇叭口天线30内形成有相互分隔的发射天线和接收天线，所述发射天线与所述发射波导连通形成发射通路，所述接收天线与所述接收波导连通形成接收通路。

所述传感器20位于所述表头10和所述喇叭口天线30之间，用于传输信号，所述传感器20内设置有通孔，所述通孔沿所述传感器20的轴向贯通，所述传感器20的外壁上设置有安装结构21和夹持部22，所述夹持部22为在所述传感器20的外壁上沿其周向形成的多面体结构，所述安装结构21优选构造为外螺纹结构，并位于所述夹持部22的下侧，所述安装结构21用于与容器进行连接，以对雷达物位计进行安装。优选地，还可以在所述传感器20的外壁上设置法兰结构，以替代所述安装结构21对雷达物位计进行安装。优选地，所述传感器20为304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢，等耐腐蚀、强度较好的材质，使其可以避免被腐蚀或者被破坏。

所述传感器20的第一端与所述喇叭口天线30连接，所述传感器20的第二端与所述表头10连接，优选地，所述传感器20的第二端伸入到所述表头10的壳体内，并与所述表头10进行连接，例如可以通过卡簧、卡扣、螺纹等结构进行连接，所述传感器20上还设置有密封槽，所述密封槽内可以设置密封结构对所述传感器20与所述表头10之间进行密封。

优选地，所述通孔构成所述波导，用于传输电磁波信号，进一步地，在所述通孔内沿其轴向设置隔板，所述隔板将所述通孔分隔成相互分隔的两部分，即所述发射波导和所述接收波导。

或者，如图3、图4所示，所述传感器20内的通孔构成安装孔，所述安装孔内安装波导管40，所述波导形成在所述波导管40内，所述波导管40外壁上设置有第一连接结构，所述安装孔内壁上设置有第二连接结构，所述第一连接结构与所述第二连接结构连接，将所述波导管40固定在所述安装孔内。优选地，所述第一连接结构构造为设置在所述波导管40外壁上的外螺纹，所述第二连接结构构造为设置在所述安装孔内壁上的内螺纹。或者，所述波导管40和所述传感器20之间还可以通过其他结构进行连接，例如顶丝、卡扣、卡接弹簧、限位柱等结构，只要能将所述波导管40固定在所述传感器20内部即可，以方便后续传感器20与其他部件的装配。

进一步地，所述第一连接结构形成在所述波导管40的第一端，所述波导管40的第一端设置有沿径向向外侧形成的环形凸台结构43，在所述环形凸台结构43的外壁上形成所述第一连接结构，以方便所述外螺纹的加工。优选地，如图4所示，在所述环形凸台结构43上还形成有密封槽，所述密封槽用于安装密封结构，所述密封结构优选为O型圈密封、胶垫密封、石墨环密封等，对所述传感器20和所述波导管40之间进行密封。在安装状态时，所述密封槽位于所述第一连接结构的下侧。

如图4所示，在所述传感器20的第一端的端面上沿轴向向内侧形成有内凹结构23，所述内凹结构23径向上的尺寸大于所述安装孔的径向尺寸，所述第二连接结构在所述内凹结构23的侧壁上形成，所述第一连接结构与所述第二连接结构连接时，所述波导管40上的环形凸台结构43嵌入到所述内凹结构23内，使所述波导管40的第一端与所述传感器20的第一端面平齐，以方便所述喇叭口天线30的安装。

优选地，所述波导管40的第二端伸入到所述表头10内，以方便与所述表头10内的相关部件进行连接。例如在所述波导管40的第二端可以设置连接结构，例如设置连接法兰等。

所述波导管40可以构造为整体结构，在其内部设置隔板，所述隔板沿所述波导管40的轴向设置，将所述波导管40的内部分隔成所述发射波导和所述接收波导。

优选地，在本实施例中，所述波导管40构造为分体结构，包括相互独立的第一管41和第二管42，优选地，所述第一管41和所述第二管42均由曲面结构和平面结构构成，其截面构造为类似D形结构，所述第一管41和所述第二管42的平面结构相同，使两者的平面结构对接后两者的曲面结构形成圆柱面，并能够安装到所述安装孔内。或者，在其他实施例中，所述第一管41和所述第二管42还可以构造为截面为任意形状的管状结构，例如其截面可以是多边形或任意不规则形状，只要能够装入到所述传感器20的安装孔内即可。所述环形凸台结构43分成两部分分别位于所述第一管41和所述第二管42上，对接后形成完整的外螺纹结构。

进一步地，在所述第一管41和所述第二管42上还可以设置紧固结构，例如在平面结构上设置卡扣等结构，使所述第一管41和所述第二管42可以连接到一起，方便将两者同时精确地装入到所述安装孔内。

所述波导管40可以由金属材质构成，例如可选用铝、304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢等，或者，还可以由非金属材质构成，并在内壁上喷涂导电漆，所述导电漆为PP喷涂导电漆、PBT喷涂导电漆等。

所述喇叭口天线30构造为第一端开口尺寸小于第二端开口尺寸的筒状结构，即所述喇叭口天线30构造为从第一端向第二端为发散装的结构。所述喇叭口天线30的第一端设置有天线连接结构，所述天线连接结构与所述传感器20的端面连接。优选地，所述天线连接结构可以是在所述喇叭口天线30的第一端形成的法兰结构，在所述传感器20的第一端端面上形成有螺纹孔，通过螺栓可以将所述喇叭口天线30固定到所述传感器20的第一端面上，使所喇叭口天线30与所述波导连通，且所述喇叭口天线30的第一端开口尺寸与所述波导的第一端开口相同。

所述喇叭口天线30构造为整体结构，在所述喇叭口天线30内设置天线分隔板，所述天线分隔板将所述喇叭口天线30内部分隔成所述发射天线和所述接收天线。所述发射天线与所述发射波导相对并连通，所述接收天线与所述接收波导相对并连通。

或者，所述喇叭口天线30构造为分体结构，包括相互独立的第一天线31和第二天线32，所述第一天线31和所述第二天线32对接形成所述喇叭口天线30，所述第一天线31内部构成所述发射天线，所述第二天线32内部构成所述接收天线。所述第一天线31和所述第二天线32均包括平面结构和曲面结构，两者的所述平面结构对接即形成所述喇叭口天线30。优选地，在所述第一天线31和所述第二天线32上设置紧固结构，将两者连接到一起，以方便所述喇叭口天线30与所述传感器20连接，所述紧固结构可以是设置在平面结构上的螺钉、卡扣等。

优选地，如图5所示，所述喇叭口天线30还包括延伸部33，所述延伸部33从所述喇叭口天线30的第一端向远离其第二端的方向延伸，所述延伸部33横截面与所述喇叭口天线30的第一端形状相同，所述连接结构形成在所述延伸部33的端部，所述延伸部33内也形成有分别与所述发射天线和接收天线连通的通路。也即所述延伸部33使所述喇叭口天线30的长度更长，可以适用一些特殊的容器上，或者，所述延伸部33还可以在一些特殊使用场景时调整所述喇叭口天线30的第二端的端口位置，从而可以避免一些结构对所述喇叭口天线30收发信号造成干扰。当所述喇叭口天线30为整体结构时，所述延伸部33与所述喇叭口天线30一体形成；当所述喇叭口天线30为分体结构时，所述延伸部33分成两部分，并分别与所述第一天线31和所述第二天线32一体形成。或者，在其他实施方式中，所述喇叭口天线30与所述延伸部33还可以分体形成，例如，当所述喇叭口天线30为整体结构时，所述延伸部33可以构造为整体结构也可以为分体结构，当所述喇叭口天线30为分体结构时，所述延伸部33同样可以构造为整体结构或分体结构，只要所述延伸部33能够与所述喇叭口天线30连接，并使两者内部通路相互连通即可。

所述喇叭口天线30优选由金属材质构成，例如可选用铝、304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢等。

进一步地，如图5、图6所示，还包括防护罩50，所述防护罩50设置在所述喇叭口天线30的第二端，通过所述防护罩50对所述喇叭口天线30的第二端进行封堵，起到避免异物进入到所述喇叭口天线30内部的作用。

所述防护罩50构造为帽形结构，在所述喇叭口天线30上靠近第二端的位置设置有防护罩连接结构，所述防护罩50通过所述防护罩连接结构连接到所述喇叭口天线30上，对其第二端开口进行封堵。优选地，所述防护罩连接结构为在所述喇叭口天线30外壁上形成的外螺纹，所述外螺纹的上侧设置限位结构优选为环形凸起，对所述防护罩50进行限位，所述防护罩50内部形成有内螺纹，所述防护罩50通过螺纹连接到所述喇叭口天线30上。

优选地，当设置有所述防护罩50时，所述喇叭口天线30的平面结构(或天线隔板)从所述喇叭口天线30的第二端开口伸出并与所述防护罩50抵接。进一步地，平面结构(或天线隔板)伸出部分的形状与所述防护罩50底壁形状适配，使伸出部分的边缘全部与所述防护罩50抵接。

优选地，所述防护罩50的底壁构造为外凸或内凹的结构，例如为向外凸出的锥形结构，以利于附着在所述防护罩50上的水滴、粉尘等滑落，或者，为了便于加工，所述防护罩50的底面还可以构造为平面结构。

所述防护罩50的材质为材质是塑料材质，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲醛(POM)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。

本实用新型提供的具有喇叭口天线的雷达物位计的发射通路和接收通路相互分隔，从而可以避免发射信号和接收信号相互干扰的情况发生，进而解决了近端盲区的问题，使测量可靠性更高。进一步地，通过设置防护罩对喇叭口天线的第二端开口进行封堵，避免异物进入造成信号传输通路堵塞，提高了雷达物位计的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，包括表头、传感器和喇叭口天线，所述传感器构造为柱状结构，所述表头和所述喇叭口天线分别连接至所述传感器的两端，

所述传感器内部形成有波导，所述波导沿所述传感器的轴向贯通，所述波导包括相互分隔的发射波导和接收波导，

所述喇叭口天线构造为第一端开口小于第二端开口的筒状结构，所述喇叭口天线的第一端与所述波导连通，所述喇叭口天线内形成有相互分隔的发射天线和接收天线，所述发射天线与所述发射波导连通形成发射通路，所述接收天线与所述接收波导连通形成接收通路。

2.根据权利要求1所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述波导构造为形成在所述传感器内沿其轴向贯通的通孔，在所述通孔内沿轴向设置隔板，所述隔板将所述通孔分隔成所述发射波导和所述接收波导。

3.根据权利要求1所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述传感器内设置有沿轴向贯通的安装孔，所述波导由波导管构成，所述波导管安装在所述安装孔内，

所述波导管构造为整体结构，在其内部设置隔板，所述隔板将所述波导管内部分隔成所述发射波导和所述接收波导；或者，所述波导管构造为分体结构，由相互独立的第一管和第二管对接形成，所述第一管内部形成所述发射波导，所述第二管内部形成所述接收波导。

4.根据权利要求3所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述波导管的外壁设置有第一连接结构，所述安装孔的内壁上设置有第二连接结构，所述第一连接结构和所述第二连接结构连接。

5.根据权利要求1所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述传感器的外壁上设置有安装结构和夹持部，所述夹持部为在所述传感器的外壁上沿其周向形成的多面体结构，所述安装结构位于所述夹持部的下侧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述喇叭口天线的第一端设置有天线连接结构，所述天线连接结构与所述传感器的端面连接。

7.根据权利要求6所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述喇叭口天线构造为整体结构，在所述喇叭口天线的内设置天线分隔板，所述天线分隔板将所述喇叭口天线内部分隔成所述发射天线和所述接收天线；

或者，

所述喇叭口天线构造为分体结构，包括相互独立的第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线对接形成所述喇叭口天线，

所述第一天线内部构成所述发射天线，所述第二天线内部构成所述接收天线。

8.根据权利要求6所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩设置在所述喇叭口天线的第二端，对所述喇叭口天线的第二端进行封堵。

9.根据权利要求6所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述喇叭口天线上靠近第二端的位置设置有防护罩连接结构，所述防护罩与所述防护罩连接结构连接。

10.根据权利要求6所述的具有喇叭口天线的雷达物位计，其特征在于，所述喇叭口天线还包括延伸部，所述延伸部横截面与所述喇叭口天线的第一端形状相同，所述延伸部从所述喇叭口天线的第一端向远离其第二端的方向延伸，所述天线连接结构形成在所述延伸部的端部。

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