DE102012112318A1 - Device for aligning and centering conductor of field device that is used to determine medium level in container at TDR measuring system, has attaching part connected with spacer at connector, which is arranged between regions of conductor - Google Patents

Device for aligning and centering conductor of field device that is used to determine medium level in container at TDR measuring system, has attaching part connected with spacer at connector, which is arranged between regions of conductor Download PDF

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Ralf Reimelt
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    • H01Q13/24—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave constituted by a dielectric or ferromagnetic rod or pipe

Abstract

The device has a surface wave conductor (7) enclosed with an outer pipe in an inner side of a container (5). Two-pieces or multiparts are executed in a connection region over a connector (14) in end regions of sections of the surface wave conductor. An attaching part (19) is connected with a spacer (12) at the connector that is arranged between the end regions of the sections of the surface wave conductor. An axial transition region is decorated at the end regions of the surface wave conductor for adaptation of characteristic impedance in the connection region. The spacer is made of a high temperature-stable material and a composite material e.g. ceramic and plastic.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten und Zentrieren eines Oberflächenwellenleiters eines Feldgerätes, welches zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter eingesetzt ist, wobei über den Oberflächenwellenleiter elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter zumindest teilweise von einem Außenrohr umschlossen ist und ins Innere eines Behälters hineinragt, wobei zumindest ein Abstandshalter vorgesehen ist, der den Oberflächenwellenleiter in dem Außenrohr koaxial zentriert und/oder das verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter mit der Innenwand des Außenrohrs in Kontakt kommt.The present invention relates to a device for aligning and centering a surface waveguide of a field device, which is used for determining the level of a medium in a container, wherein over the surface waveguide electromagnetic waves are guided, which are reflected at the medium surface, wherein the surface waveguide at least partially from an outer tube is enclosed and projects into the interior of a container, wherein at least one spacer is provided, which coaxially centered the surface waveguide in the outer tube and / or prevents the surface waveguide comes into contact with the inner wall of the outer tube.

Ein Messprinzip aus einer Vielzahl von Messmethoden den Füllstand in einem Behälter zu ermitteln, ist das der geführten Mikrowelle bzw. die TDR-Messmethode (Time Domain Reflection). Bei der TDR-Messmethode wird z.B. ein Hochfrequenzsignal entlang eines Sommerfeldschen Oberflächenwellenleiters oder Koaxialwellenleiters ausgesendet, welches bei einem Sprung des DK-Wertes (Dielektrizitätskonstanten) des den Oberflächenwellenleiter umgebenden Mediums teilweise zurückreflektiert wird. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Sendeimpulses und dem Empfang des reflektierten Echosignals lässt sich über die Laufzeit der Füllstand ermittelten. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in Messgeräten der Prozessmesstechnik zu finden. Ein entsprechendes Füllstandsmessgerät wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung Levelflex FMP54 angeboten und vertrieben. Diese Messgeräte werden häufig in der Automations- und Prozesssteuerungstechnik eingesetzt, um eine Prozessvariable wie z.B. Grenzschicht, Füllstand, Dielektrizitätskonstante oder eine andersartige physikalische und/oder chemische Prozessgröße in einem Prozessablauf zu ermitteln. Von der Anmelderin werden beispielsweise Messgeräte unter dem Namen Levelflex produziert und vertrieben, die vorwiegend dazu bestimmt sind, den Füllstand eines Mediums in einem Behälter zu bestimmen und/oder zu überwachen. In einer der Vielzahl von Laufzeit-Messmethode wird beispielsweise nach der Methode der geführten Mikrowelle, Zeitbereichreflektometrie bzw. der TDR-Messmethode (Time Domain Reflection) ein Hochfrequenzimpuls entlang eines Sommerfeldschen Wellenleiters, Goubauschen Wellenleiters oder Koaxialwellenleiters ausgesendet, welcher bei einer Diskontinuität des DK-Wertes (Dielektrizitätskonstanten) des den Wellenleiter umgebenden Mediums teilweise zurückreflektiert wird. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Hochfrequenzimpulses und dem Empfang des reflektierten Echosignals des Mediums lässt sich der Füllstand ermittelten. Das FMCW-Verfahren (Frequency Modulated Continuous Waves), bei dem der Frequenzbereich eines kontinuierlichen Messsignal verändert und die Distanz durch die Frequenzdifferenz des ausgesendeten zum reflektierten Messsignal gemessen wird, ist in dem Zusammenhang mit dem obigen Messprinzip ebenfalls ausführbar. Beim FMCW-Verfahren wird eine kontinuierliche Mikrowelle gesendet, die periodisch linear frequenzmoduliert ist, beispielsweise nach einer Sägezahnfunktion. Die Frequenz des empfangenen Echosignals weist daher gegenüber der Augenblicksfrequenz, die das Sendesignal zum Zeitpunkt des Empfangs hat, eine Frequenzdifferenz auf, die von der Laufzeit des Echosignals abhängt. Die Frequenzdifferenz zwischen Sendesignal und Empfangssignal, die durch Mischung beider Signale und Auswertung des Fourierspektrums des Mischsignals gewonnen werden kann, entspricht somit dem Abstand der reflektierenden Fläche von der Antenne. Ferner entsprechen die Amplituden der Spektrallinien des durch Fouriertransformation gewonnenen Frequenzspektrums den Echoamplituden. Dieses Fourierspektrum stellt daher in diesem Fall die Echofunktion dar.A measuring principle from a variety of measurement methods to determine the level in a container is that of the guided microwave or the TDR measurement method (Time Domain Reflection). In the TDR measurement method, e.g. a high-frequency signal along a Sommerfeld surface waveguide or coaxial waveguide emitted, which is partially reflected back at a jump in the DK value (dielectric constant) of the medium surrounding the surface waveguide. From the time difference between the transmission of the transmitted pulse and the reception of the reflected echo signal can be determined over the term of the level. Such devices can be found, for example, in measuring devices of process measurement technology. A corresponding level gauge is offered and sold by the applicant under the name Levelflex FMP54. These gauges are commonly used in automation and process control technology to provide a process variable, such as a process variable. Determine boundary layer, level, dielectric constant or a different physical and / or chemical process variable in a process flow. By the applicant, for example, measuring instruments are produced and marketed under the name Levelflex, which are mainly intended to determine and / or monitor the level of a medium in a container. In one of the plurality of transit time measurement method, for example, by the guided microwave method, time domain reflectometry or TDR (Time Domain Reflection) measurement method, a high-frequency pulse is emitted along a Sommerfeld waveguide, Goubauschen waveguide or coaxial waveguide, which at a discontinuity of the DK value (Dielectric constant) of the medium surrounding the waveguide is partially reflected back. From the time difference between the emission of the high-frequency pulse and the reception of the reflected echo signal of the medium, the level can be determined. The FMCW method (Frequency Modulated Continuous Waves), in which the frequency range of a continuous measurement signal is changed and the distance is measured by the frequency difference of the emitted to the reflected measurement signal, is also feasible in connection with the above measurement principle. In the FMCW method, a continuous microwave is transmitted that is periodically linearly frequency modulated, for example, according to a sawtooth function. The frequency of the received echo signal therefore has a frequency difference with respect to the instantaneous frequency which the transmission signal has at the time of reception, which depends on the propagation time of the echo signal. The frequency difference between the transmitted signal and the received signal, which can be obtained by mixing both signals and evaluating the Fourier spectrum of the mixed signal, thus corresponds to the distance of the reflecting surface from the antenna. Furthermore, the amplitudes of the spectral lines of the frequency spectrum obtained by Fourier transformation correspond to the echo amplitudes. This Fourier spectrum therefore represents the echo function in this case.

Grundlegend für die beiden Verfahren ist, dass ein stab- oder seilförmiger Oberflächenwellenleiter über eine Öffnung im Behälter, meist durch einen Stutzen, in das Medium hineinragt und es für die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messung wichtig ist, dass der stab- oder seilförmige Oberflächenwellenleiter zur Innenwand des Behälters, Stutzens oder zu einem Koaxialaußenleiter ausgerichtet und zentriert wird. Letzteres ist deshalb notwendig, da in Behältern bei Turbulenzen und Strömungen im Medium der stab- bzw. seilförmige Oberflächenwellenleiter aus seiner an sich gewünschten, vorzugsweise lotrechten Position gedrückt werden kann, wodurch die Position des stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiters zu der Innenwand des Behälters, Stutzens oder zu einem Koaxialaußenleiters verändert wird. Des Weiteren ist eine Positionsänderung des stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiters durch Vibrationen am Gesamtsystem und Resonanzschwingungen ein Grund für eine gestörte Messung mit der geführten Mikrowellen-Technik. Diese Schwingungen können z.B. von verschiedenartigsten Geräten am Behälter z.B. Motoren, Pumpen erzeugt werden.Fundamental to the two methods is that a rod or rope-shaped surface waveguide protrudes into the medium via an opening in the container, usually through a nozzle, and it is important for the reproducibility and accuracy of the measurement that the rod-shaped or rope-shaped surface waveguide to the inner wall the container, neck or to a Koaxialaußenleiter is aligned and centered. The latter is necessary because in vessels in turbulence and currents in the medium of the rod or rope-shaped surface waveguide can be pressed from its desired, preferably vertical position, whereby the position of the rod or rope-shaped surface waveguide to the inner wall of the container, Stutzens or to a Koaxialaußenleiters is changed. Furthermore, a change in position of the rod or cable-shaped surface waveguide due to vibrations in the entire system and resonant vibrations is a reason for a disturbed measurement with the guided microwave technique. These vibrations can be e.g. from a wide variety of devices on the container e.g. Motors, pumps are generated.

Nachteilig bei einer unkontrollierten Positionsänderung des Oberflächenwellenleiters ist, dass aufgrund dessen die Messsituation im Tank verändert wird und die Messergebnisse nicht mehr miteinander vergleichbar sind. Falls der stab- bzw. seilförmige Oberflächenwellenleiter sogar die Innenwand des Behälters, des Stutzens oder eines Koaxialaußenleiters berührt ist eine Ermittlung des Füllstandes nicht mehr möglich. Auch bei stark bewegten Medien, die z.B. durch Befüllvorgänge, Belüftungsprozesse oder Rührwerke verursacht werden, kann es sein, dass sich diese Bewegung des Mediums auf den stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiter überträgt und diese den Oberflächenwellenleiter aus seiner meist lotrechten Position bewegt. Diese Messsituation würde keine reproduzierbaren Messungen ergeben. Falls der stab- bzw. seilförmige Oberflächenwellenleiter die Innenwand des Behälters, des Stutzens oder des Koaxialaußenleiters berührt, ist eine Ermittlung des Füllstandes nicht mehr möglich, da ein elektrischer Kurzschluss entsteht. Ein anderes Problem, das mit den auf den Oberflächenwellenleiter einwirkenden Kräften auftritt, ist, dass die einwirkenden Kräfte eine große mechanische Beanspruchung des Oberflächenwellenleiters darstellen, die die stab- bzw. seilförmige Sonde zerstören können. Diese großen Belastungen des Oberflächenwellenleiters treten besonders durch Kräfteeinwirkungen von zyklischen Bewegungen bzw. Vibrationen des Oberflächenwellenleiters auf.A disadvantage of an uncontrolled change in position of the surface waveguide is that due to the measurement situation in the tank is changed and the measurement results are no longer comparable. If the rod-shaped or rope-shaped surface waveguide touches even the inner wall of the container, the nozzle or a Koaxialaußenleiters a determination of the level is no longer possible. Even with highly agitated media, caused for example by filling operations, ventilation processes or agitators, it may be that this movement of the medium is transmitted to the rod or rope-shaped surface waveguide and this moves the surface waveguide from its mostly vertical position. This measurement situation would not yield reproducible measurements. If the rod or rope-shaped surface waveguide touches the inner wall of the container, the nozzle or the Koaxialaußenleiters, a determination of the level is no longer possible because of an electrical short circuit. Another problem that arises with the forces acting on the surface waveguide is that the applied forces represent a large mechanical stress on the surface waveguide that can destroy the rod-shaped or rope-shaped probe. These large loads of surface waveguide occur especially by forces from cyclic movements or vibrations of the surface waveguide.

Aus diesen Gründen werden Abstandshalter, die den stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiter in ihrer lotrechten Position in Bezug zu der Innenwand des Behälters, Stutzens oder einem Koaxialenaußenleiters halten, angebracht. Diese sollten den Oberflächenwellenleiter in der gewünschten Position fixieren.For these reasons, spacers holding the rod-shaped surface waveguide in its vertical position with respect to the inner wall of the container, neck, or coaxial outer conductor are mounted. These should fix the surface waveguide in the desired position.

In der Offenlegungsschrift DE 101 60 239 A1 ist eine Zentriervorrichtung für eine stab- bzw. seilförmige Messsonde in einem Stutzen beschrieben. In dieser Schrift werden verschiedene Ausführungsformen einer Zentriervorrichtung der Messsonde im Stutzen des Behälters aufgezeigt.In the published patent application DE 101 60 239 A1 is a centering device for a rod or rope-shaped probe in a nozzle described. In this document, various embodiments of a centering device of the probe are shown in the neck of the container.

In der Offenlegungsschrift DE 197 28 280 A1 ist eine Messsonde zur kapazitiven Füllstandsmessung aufgezeigt, welche eine Zentriervorrichtung aufweist, die im Außenrohr des Koaxialleitersystems angeordnet ist. Ein scheibenförmiges Element wird hierzu fest an das Außenrohr geklemmt und durch eine Mittenöffnung in dieser Scheibe, durch die der Innenleiter eingeführt wird, ist der Innenleiter zum Außenrohr justiert.In the published patent application DE 197 28 280 A1 a measuring probe for capacitive level measurement is shown, which has a centering device which is arranged in the outer tube of the coaxial conductor system. A disc-shaped element is firmly clamped to the outer tube and through a central opening in this disc, through which the inner conductor is inserted, the inner conductor is adjusted to the outer tube.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2004 032 965 A1 ist eine hochtemperatur, koaxial aufgebaute Messsonde eines Zeitbereichsreflektometer mit Abstandhalter aus einem temperaturbeständigen Material gezeigt. Diese hochtemperaturbeständigen Materialien haben meist einen hohen DK-Wert, wodurch der Abstandshalter aus diesem Material auf dem Oberflächenwellenleiter Reflexionsstörstellen der ausgesendeten elektromagnetischen Messsignale hervor rufen. Durch Ausnehmungen an dem Oberflächenwellenleiter wird der Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters an dieser Stelle, an der sich die Ausnehmungen befinden, je nach Größe der Ausnehmungen größer. Mit dem Effekt der Vergrößerung des Wellenwiderstandes durch die Ausnehmungen kann man somit den Effekt der Verringerung des Oberflächenwellenwiderstandes des Wellenleiters durch einen an dem Oberflächenwellenleiter angebrachten Abstandshalter aus einem temperaturbeständigen Material mit einem höheren DK-Wert kompensieren. Zur Montage des Abstandshalters an der Stelle der Ausnehmung des einteiligen Oberflächenwellenleiters ist der Abstandshalter zumindest zweiteilig ausgeführt und wird über ein Sicherungselement gehalten. Nachteilig an dieser Anbringungsvariante des mehrteiligen Abstandshalters an einem Oberflächenwellenleiter ist, dass die Montage sehr aufwändig ist und die Montage deshalb ab Werk erfolgen muss.In the published patent application DE 10 2004 032 965 A1 is a high-temperature coaxial probe of a time domain reflectometer with spacers made of a temperature-resistant material shown. These high-temperature-resistant materials usually have a high DK value, as a result of which the spacer made of this material on the surface waveguide causes reflection defects of the emitted electromagnetic measurement signals. By recesses on the surface waveguide, the characteristic impedance of the surface waveguide at this point at which the recesses are, depending on the size of the recesses larger. With the effect of increasing the wave resistance through the recesses, one can thus compensate for the effect of reducing the surface acoustic wave resistance of the waveguide by a spacer made of a temperature resistant material having a higher DK value and attached to the surface waveguide. For mounting the spacer at the location of the recess of the one-piece surface waveguide, the spacer is designed at least in two parts and is held by a securing element. A disadvantage of this mounting variant of the multi-part spacer to a surface waveguide that the assembly is very complex and therefore the installation must be done ex works.

Nach dem Stand der Technik werden für das Messprinzip der geführten Mikrowelle als Materialien für die Abstandshalter hauptsächlich chemisch resistente Materialien mit einem niedrigen DK-Wert bzw. einem ähnlichen DK-Wert wie Luft (εr ≅ 1) eingesetzt, weil jede DK-Wert-Änderung eine Reflexion des ausgesendeten Hochfrequenzsignals verursacht. Je größer der DK-Wertunterschied an dieser Stelle ist, umso mehr Energie des ausgesendeten Hochfrequenzsignals wird dort zurück reflektiert. Somit kann folgendes Problem auftreten: Ist der effektive DK-Sprung, hervorgerufen durch der Abstandshalter auf dem Oberflächenwellenleiter, nahezu gleich oder größer als der Unterschied des DK-Wertes der zu messenden Phasengrenze (z.B. Luft εr ≈ 1 zum Medium εr ≈ 1.4–100), so kann an der Position, an der der Abstandshalter sitzt, kein Messsignal der Phasengrenze des Mediums ermittelt werden. In diesen Fällen kann an dieser Position kein exakter Füllstand bestimmt werden. Infolgedessen werden beispielsweise als Materialien für den Abstandshalter im Allgemeinen spezielle Kunststoffe oder ein Kunststoffgemisch verwendet, da diese meist einen geringen DK-Wert aufweisen. Ein Beispiel hierfür sind die Kunststoffe Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) oder Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), die für diese Anwendung als geeignet anzusehen sind, da sie weder von Lösungsmitteln noch von anderen aggressiven Chemikalien angegriffen werden und dadurch von der Lebensmittel- und Chemischen Industrie als Prozesswerkstoffe im Allgemeinen akzeptiert werden. Ein Nachteil kann beispielsweise darin zu sehen sein, dass Polytetrafluorethylen und Perfluoralkoxypolymere nur dauerwärmebeständig bis ~+250 °C sind, was diese Werkstoffe von einer Hochtemperaturanwendung grundlegend ausschließt. Aus diesem Grund muss beispielsweise für eine Hochtemperaturanwendung ein Material verwendet werden, das höhere Temperaturen übersteht. Als Materialien für diese spezielle Anwendung als Abstandshalter bzw. Zentrierelement sind aber nur wenige Materialien verwendbar. Jedoch haben diese Materialien, die beispielsweise im Hochtemperaturbereich einsetzbar sind, meist den Nachteil, einen hohen DK-Wert aufzuweisen, was eine Verwendung und den Einsatz dieses Materials speziell als Abstandshalter an einer stab- bzw. seilförmigen TDR-Messsonde erschwert. Desweiteren sollte die Montage des Oberflächenwellenleiters mit dem koaxial angeordneten Außenrohr und den Abstandshaltern in einfacher Weise ermöglicht werden.According to the prior art, for the measurement principle of the guided microwave as materials for the spacers mainly chemically resistant materials with a low DK value or a similar DK value as air (ε r ≅ 1) are used because each DK value Change causes a reflection of the emitted high-frequency signal. The larger the DK value difference at this point, the more energy of the emitted high-frequency signal is reflected back there. Thus, the following problem may arise: Is the effective DK jump, caused by the spacer on the surface waveguide, almost equal to or greater than the difference of the DK value of the measured phase boundary (eg, air ε r ≈ 1 to the medium ε r ≈ 1.4- 100), no measurement signal of the phase boundary of the medium can be determined at the position at which the spacer is seated. In these cases, no exact level can be determined at this position. As a result, for example, as materials for the spacer in general special plastics or a plastic mixture is used, since these usually have a low DK value. An example of this is the polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) or perfluoroalkoxy copolymer (PFA) plastics, which are considered suitable for this application as they are not attacked by solvents or other aggressive chemicals, and by the food and chemical industry as process materials are generally accepted. A disadvantage can be seen, for example, in the fact that polytetrafluoroethylene and perfluoroalkoxy polymers are only permanently heat resistant up to + 250 ° C., which fundamentally excludes these materials from a high-temperature application. For this reason, for example, a material that can withstand higher temperatures must be used for a high-temperature application. As materials for this special application as a spacer or centering but only a few materials are used. However, these materials, which are used for example in the high temperature range, usually have the disadvantage of having a high DK value, which is a use and the use this material especially as a spacer on a rod or rope shaped TDR probe difficult. Furthermore, the assembly of the surface waveguide with the coaxially arranged outer tube and the spacers should be made possible in a simple manner.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messsonde für geführte elektromagnetische Wellen vorzuschlagen, die sich durch eine optimierte Wellenwiderstandsanpassung auszeichnet und einfach, kostengünstig und reproduzierbar herzustellen ist.The invention is therefore based on the object to propose a probe for guided electromagnetic waves, which is characterized by an optimized impedance matching and is simple, inexpensive and reproducible to produce.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Oberflächenwellenleiter zumindest zweiteilig oder mehrteilig ausgeführt ist und in einem Verbindungsbereich über ein Verbindungselement in Endbereichen von Teilstücken des Oberflächenwellenleiters mittels eines Befestigungsmittels verbindbar ist, wobei der Abstandshalter an dem Verbindungselement zwischen den Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters im Verbindungsbereich rotationsbeweglich befestig ist, und wobei eine Änderung der Durchmessergeometrie des Oberflächenwellenleiters zumindest in einem axialen Übergangsbereich der Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters hin zur Anpassung des Wellenwiderstands des in dem Verbindungsbereich der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters ausgestaltet ist. Die mehrteilige Ausführung des Oberflächenwellenleiters hat den Vorteil, dass der Anwender bzw. Prozessanlagenbetreiber selbst die Montage des erfindungsgemäßen Oberflächenwellenleiters mit den Abstandshaltern und einem entsprechend Koaxialrohr selbst vornehmen kann. Hierzu ist der Innenleiter bzw. Oberflächenwellenleiter in mehrere Teilstücke in einer oder mehreren Standardgrößen unterteilt, die über Verbindungselemente mechanisch miteinander verbunden werden können. Die Längen des Verbindungsbereichs dieser Verbindungselemente sind in der Art ausgestaltet, dass zwischen den beiden Endstücken der mittels der Verbindungselemente verbundenen Teilstücke zumindest ein Abstand zumindest in der Höhe des Abstandshalters entsteht. Der Abstandshalter ist zwischen den beiden Endstücken bzw. Endbereichen der mittels der Verbindungselemente verbundenen Teilstücke an dem Verbindungselement rotationsbeweglich befestigt. Zur Montage wird der Abstandshalter mit einer vordefinierten Höhe über die beispielsweise mittige Bohrung im Abstandshalter geführt und in den Bohrungen in den Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters mittels einem Befestigungsmittel, z.B. Gewindeverschraubung oder Presspassung, rotationsbeweglich befestigt.This object is achieved in that the surface waveguide is at least in two parts or multipart and connectable in a connection region via a connecting element in end portions of portions of the surface waveguide by means of a fastener, wherein the spacer rotatably movable on the connecting element between the end portions of the sections of the surface waveguide in the connection region is fastened, and wherein a change in the diameter geometry of the surface waveguide is configured at least in an axial transition region of the end portions of the sections of the surface waveguide for adjusting the characteristic impedance in the connection region of the sections of the surface waveguide. The multi-part design of the surface waveguide has the advantage that the user or process plant operator can even make the assembly of the surface waveguide according to the invention with the spacers and a corresponding coaxial tube itself. For this purpose, the inner conductor or surface waveguide is divided into several sections in one or more standard sizes, which can be mechanically connected to each other via connecting elements. The lengths of the connecting region of these connecting elements are designed in such a way that between the two end pieces of the connected by means of the connecting elements sections at least a distance arises at least in the height of the spacer. The spacer is rotatably mounted on the connecting element between the two end pieces or end portions of the connected by means of the connecting elements sections. For mounting, the spacer is guided at a predefined height over, for example, the central bore in the spacer and into the bores in the end regions of the sections of the surface waveguide by means of a fastening means, e.g. Threaded connection or press fit, fixed in a rotationally movable manner.

Der Abstandshalter leistet die Aufgabe, den Oberflächenwellenleiter in der Mitte des Stutzens zu halten und den Oberflächenwellenleiter vor Bewegungen im Stutzen zu bewahren. Die freie Bewegung des Oberflächenwellenleiters im Stutzen verursacht zwei Probleme: Das erste Problem ist die mechanische Beanspruchung des Oberflächenwellenleiters durch die auf ihn einwirkenden Kräfte; das zweite Problem ist der Kurzschluss des Oberflächenwellenleiters mit der Innenwand des Stutzens. Außerdem können beispielsweise am Oberflächenwellenleiter Beschädigungen entstehen, die zum Abreißen der Sonde führen, wenn dieser sich z.B. auf Grund der Bewegung an der Kante des Stutzens zum Behälterinnenraum reibt.The purpose of the spacer is to hold the surface waveguide in the center of the nozzle and to prevent the surface waveguide from moving in the nozzle. The free movement of the surface waveguide in the nozzle causes two problems: The first problem is the mechanical stress of the surface waveguide by the forces acting on it; the second problem is the short circuit of the surface waveguide with the inner wall of the nozzle. In addition, for example, on the surface waveguide damage can occur, which lead to the tearing off of the probe, if this example. due to the movement at the edge of the neck to the container interior rubs.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Änderung der Durchmessergeometrie des Oberflächenwellenleiters so ausgestaltet, dass an dem Oberflächenwellenleiter angebrachtem Abstandshalter der Wellenwiderstand entlang des gesamten Oberflächenwellenleiters im Wesentlichen konstant ist. Durch die Verbindung der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters im Verbindungsbereich mittels des Verbindungselements und dem damit zusammenhängenden Durchmessergeometriesprungs des Oberflächenwellenleiters aufgrund des an dieser Stelle zwischen den Endbereichen der Teilstücke zu befestigenden Abstandshalters wird der Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters an dieser Stelle größer. Mit dem Effekt der Vergrößerung des Wellenwiderstandes durch Durchmessergeometriesprung kann somit den Effekt der Verringerung des Oberflächenwellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiters durch ein an dem Oberflächenwellenleiter angebrachtes Abstandselement aus einem Material mit einem höheren DK-Wert zumindest teilweise kompensiert werden. Die Materialien, die in den Hochtemperaturanwendungen einsetzbar sind, haben im Wesentlichen eine Dielektrizitätskonstante von εr > 2,5 (z.B. Keramiken: εr ≈ 5–10). Die Dimensionierung des Durchmessergeometriesprungs zwischen dem Oberflächenwellenleiter und dem Verbindungselement ist abhängig von der Form und dem DK-Wert des Abstandhalters, d.h. je höher der DK-Wert des Materials des Abstandhalters ist und je mehr Querschnittsfläche der Abstandshalter zwischen dem Oberflächenwellenleiter und dem koaxial angeordnetem Außenrohr ausfüllt, umso größer müssten die Unterschiede der Durchmessergeometrie zwischen dem Oberflächenwellenleiter und dem Verbindungselement ausgestaltet sein. Jedoch ist hierbei auch meist auf die mechanische Stabilität des gesamten Koaxial-Wellenleiter-Systems aus dem mehrteiligen Oberflächenwellenleiter, der über Verbindungselemente mit rotationsbeweglichen Abstandshalter versehen ist, und einem koaxial angeordneten Außenrohr zu beachten. Der Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters lässt dich deshalb nur annähernd angleichen.In a preferred embodiment of the invention, the change in the diameter geometry of the surface waveguide is configured so that the wave resistance along the entire surface waveguide is substantially constant on the spacer attached to the surface waveguide. By connecting the sections of the surface waveguide in the connection region by means of the connecting element and the associated diameter geometry jump of the surface waveguide due to the spacer to be fastened at this point between the end portions of the sections of the characteristic impedance of the surface waveguide is larger at this point. Thus, with the effect of increasing the wave resistance by diameter geometry jump, the effect of reducing the surface acoustic wave resistance of the surface waveguide can be at least partially compensated by a spacer made of a material having a higher DK value attached to the surface waveguide. The materials which can be used in high-temperature applications essentially have a dielectric constant of ε r > 2.5 (eg ceramics: ε r ≈ 5-10). The dimensioning of the Durchmessergeometriesprungs between the surface waveguide and the connecting element is dependent on the shape and the DK value of the spacer, ie the higher the DK value of the material of the spacer and the more cross-sectional area of the spacer between the surface waveguide and the coaxially arranged outer tube fills The larger the differences in the diameter geometry between the surface waveguide and the connecting element would have to be designed. However, in this case too, attention is usually paid to the mechanical stability of the entire coaxial waveguide system from the multi-part surface waveguide, which is provided with rotatable spacers via connecting elements, and a coaxially arranged outer tube. The characteristic impedance of the surface waveguide therefore only approximates you.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Änderung der Durchmessergeometrie des Oberflächenwellenleiters zumindest in dem axialen Übergangsbereich zu den Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters hin als zumindest eine stufenförmige und/oder stetige, kegelförmige Verjüngung der Durchmessergeometrie ausgestaltet. Um noch ein weitere Anpassung des Wellenwiderstands des Oberflächenwellenleiters durchzuführen, wird vorgeschlagen, dass an den Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters der Wellenwiderstand durch eine Änderung der Durchmessergeometrie in einem Übergangsbereich verändert und angepasst werden kann. Hierzu ist in einer vorgebenden Übergangsbereich zum Endbereich der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters hin der Durchmesser des Oberflächenwellenleiters stetig, kegelförmig und/oder stufenförmig verringert bzw. abgedreht worden, wodurch der Wellenwiderstand auf diese Weise erhöht wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the change of Diameter geometry of the surface waveguide designed at least in the axial transition region to the end regions of the sections of the surface waveguide out as at least one step-shaped and / or continuous, conical taper of the diameter geometry. In order to carry out a further adaptation of the characteristic impedance of the surface waveguide, it is proposed that at the end regions of the sections of the surface waveguide the characteristic impedance can be changed and adapted by changing the diameter geometry in a transition region. For this purpose, the diameter of the surface waveguide has been steadily, conically and / or stepped reduced or turned off in a predetermined transition region to the end region of the sections of the surface waveguide, whereby the characteristic impedance is increased in this way.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass der Abstandshalter als ein scheibenförmiges Element ausgestaltet ist. Der Abstandshalter ist hierzu beispielsweise scheibenförmig mit einer vordefinierten Höhe ausgeführt, jedoch ist jegliche Körperform, z.B. kugelförmig, ellipsenförmig, kegelstumpfförmig, pyramidenstumpfförmig usw., in der erfindungsgemäßen Ausrichtevorrichtung anwendbar.An advantageous embodiment of the solution according to the invention can be seen in that the spacer is designed as a disk-shaped element. The spacer is for this purpose, for example, designed disc-shaped with a predefined height, but any body shape, e.g. spherical, ellipsoidal, frusto-conical, truncated pyramid, etc. applicable in the alignment device of the present invention.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beider Varianten der erfindungsgemäßen Lösung schlägt vor, dass der Abstandshalter aus einem scheibenförmigen Element mit innenliegenden Aussparungen und/oder außenliegenden Aussparungen ausgestaltet ist. In der DE 10 2004 032 965 A1 sind mehrere Abstandshalter dargestellt, welche solche innenliegenden Aussparungen und/oder außenliegenden Aussparungen zeigen. Der Kerngedanke liegt darin das Volumen des Abstandhalters, insbesondere in den Randbereichen zum Oberflächenwellenleiter, zu minimieren. Bei innenliegenden Aussparungen an den Abstandshaltern, z.B. durch eingebrachte kleeblattförmige Bohrungen, liegen diese Abstandshalter nur noch teilweise an den Verbindungselementen der Teilstücke des mehrteilig ausgestalteten Oberflächenwellenleiters an. Das elektrische Feld ist an der Oberfläche des Oberflächenwellenleiters am größten und nimmt mit der Entfernung von dem Oberflächenwellenleiter reziprok ab. Aus diesem zuvor beschriebenen Grunde ist in der Nähe des Oberflächenwellenleiters die Wirkung des Abstandselements auf den Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters am größten. Wodurch mittels innenliegenden und/oder außenliegenden Materialaussparungen in den Abstandshaltern einem Minimierung der Fläche bzw. des Volumens, das die Abstandshalter zwischen dem Oberflächenwellenleiter und dem Außenrohr ausfüllen, und somit eine Minimierung der Störeinflüsse des Abstandhalters erreicht wird. Hierbei ist auf folgende Randbedingung bei der Minimierung des Störvolumens des Abstandshalters zu achten, dass die mechanische Stabilität des Abstandshalters jederzeit gewährleistet ist. Bei der Gestaltung der Aussparungen werden insbesondere folgende Aspekte beachtet:

  • – mechanischen Stabilität des Abstandshalters
  • – Konstanz des Wellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiters
  • – nahezu behinderungsfreier Durchfluss des fließenden Mediums
  • – Laufzeitverzögerungen des Signals durch den montierten Abstandshalter
An advantageous embodiment of both variants of the solution according to the invention proposes that the spacer is configured from a disk-shaped element with internal recesses and / or external recesses. In the DE 10 2004 032 965 A1 a plurality of spacers are shown, which show such internal recesses and / or external recesses. The core idea is to minimize the volume of the spacer, in particular in the edge regions to the surface waveguide. With internal recesses on the spacers, for example by introduced cloverleaf-shaped holes, these spacers are only partially on the connecting elements of the sections of the multi-part designed surface waveguide. The electric field is greatest at the surface of the surface waveguide and decreases reciprocally with the distance from the surface waveguide. For the reason described above, in the vicinity of the surface waveguide, the effect of the spacer on the characteristic impedance of the surface waveguide is greatest. Thus, by means of internal and / or external material recesses in the spacers a minimization of the area or the volume, which fill the spacers between the surface waveguide and the outer tube, and thus minimizing the interference of the spacer is achieved. In this case, the following boundary condition for minimizing the disturbing volume of the spacer must be taken into account so that the mechanical stability of the spacer is ensured at all times. When designing the recesses, particular attention is paid to the following aspects:
  • - Mechanical stability of the spacer
  • - Constancy of the characteristic impedance of the surface waveguide
  • - Virtually disability-free flow of the flowing medium
  • - propagation delays of the signal through the mounted spacer

Desweiteren sollte der Abstandshalter das Verbindungselement des Oberflächenwellenleiters auch bündig umschließen. Da der Abstandhalter rotationsbeweglich auf dem Verbindungselements, einem Metallzylinder, Bolzen oder ähnlichem, gelagert ist, ist es vorteilhaft, dass der Abstandshalter mit oder ohne innenliegenden Aussparungen mit den Gleitflächen bündig an dem Verbindungselement anliegt. Dadurch wird die mechanische Stabilität und Beständigkeit des Abstandhalters erhöht.Furthermore, the spacer should also surround the connecting element of the surface waveguide flush. Since the spacer is rotatably mounted on the connecting element, a metal cylinder, bolts or the like, it is advantageous that the spacer rests flush with the connecting element with or without internal recesses with the sliding surfaces. This increases the mechanical stability and durability of the spacer.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass als Befestigungsmittels eine Gewindeverschraubung oder Presspassung des Verbindungselements mit den Endbereichen von den Teilstücken des Oberflächenwellenleiters vorgesehen ist. Wie schon beschrieben ist es vorteilhaft den Abstandshalter mit einer vordefinierten Höhe über eine beispielsweise mittige Bohrung an dem Verbindungselement rotationsbeweglich zu befestigen und mit den Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters mittels einem Befestigungsmittel, z.B. Gewindeverschraubung oder Presspassung, mechanisch und elektromagnetisch im Verbindungsbereich zu verbinden. Hierzu ist das Verbindungselement beispielsweise aus demselben elektrisch leitfähigen Material wie die Teilstücke des Oberflächenwellenleiters und der Abstandshalter aus einem nicht leitfähigen Material ausgeführt. Zur Verschraubung des Verbindungselementes mit den Endbereichen der Teilstücke im Verbindungsbereich sind an den Enden der Verbindungselemente Außengewinde und an den Endstücken der Teilstücke entsprechende Innengewinde ausgestaltet. Wird als Befestigungsmittel eine Presspassung bzw. eine Übermaßpassung zwischen dem Verbindungselement und den Endstücken der Teilstücke verwendet, ist an den Verbindungselement ein Zylinder bzw. Bolzen mit der entsprechenden Oberflächengüte und Maßtoleranz ausgebildet und in den Endstücken eine Bohrung mit der entsprechenden Oberflächengüte und Maßtoleranz eingebracht. Es sind weitere Befestigungsmittel, wie z.B. Bajonettverschluss, Schnappmechanismus, denkbar, die eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem Verbindungselement und den Endbereichen der Teilstücke ermöglichen, welche in den Ausführungsbeispielen, jedoch nicht explizit gezeigt sind.An advantageous embodiment of the solution according to the invention can be seen in the fact that a threaded connection or interference fit of the connecting element with the end regions of the sections of the surface waveguide is provided as fastening means. As already described, it is advantageous to fasten the spacer with a predefined height via a central bore, for example, rotatably on the connecting element and mechanically and electromagnetically connect with the end portions of the sections of the surface waveguide by means of a fastening means, such as threaded or interference fit in the connection area. For this purpose, the connecting element is made for example of the same electrically conductive material as the sections of the surface waveguide and the spacer made of a non-conductive material. For screwing the connecting element with the end regions of the sections in the connecting region, external threads are formed at the ends of the connecting elements and corresponding internal threads are formed at the end sections of the sections. If a press fit or an interference fit between the connecting element and the end pieces of the sections is used as fastening means, a cylinder or bolt with the appropriate surface quality and dimensional tolerance is formed on the connecting element and introduced into the end pieces a hole with the appropriate surface quality and dimensional tolerance. There are other fasteners, such as bayonet lock, snap mechanism, conceivable that a mechanically strong connection between the connecting element and the end portions of the Allow portions which are in the embodiments, but not explicitly shown.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zumindest der beiden Varianten an Befestigungsmittel ist vorgesehen, dass eine Sicherung des Befestigungsmittels des Verbindungselements mit den Endbereichen der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters ausgestaltet ist, indem eine Verpressung in dem Übergangsbereichs des Teilstücks des Oberflächenwellenleiters gegen das montierte Verbindungselement vorgesehen ist. Um das Befestigungsmittel, z.B. die Gewindeverschraubung bzw. Presspassung, des Verbindungselements und der Endbereiche der Teilstücke des Oberflächenwellenleiters zu sichern ist beispielsweise eine Verpressung der Teilstücke im Übergangsbereich vorgesehen. Hierzu wird beispielsweise mittels einer Zange zumindest eine partielle Verformung der Teilstücke im Verbindungsbereich verursacht, die eine Verspannung des Befestigungsmittels in Form der Gewindeverschraubung oder der Presspassung hervorruft. Bei einer Gewindeverschraubung wird durch diese partielle Krafteinwirkung auf das Endstück im Verbindungsbereich eine Verspannung der Gewindeflanken des Innengewindes in den Endstücken der Teilstücke gegenüber den Gewindeflanken des eingeschraubten Verbindungselements erreicht. Eine solche gesicherte Verschraubung lässt sich nur mit einem großen Kraftaufwand wieder lösen. Es sind auch weiter Sicherungsmittel, wie zusätzliches Verkleben des Befestigungsmittels, Einbringung einer Sicherungsschraube, Konterverschraubung mit einer Kontermutter usw. des Befestigungsmittels anwendbar.According to an advantageous embodiment of at least the two variants of fastening means is provided that a securing of the fastening means of the connecting element is configured with the end portions of the sections of the surface waveguide by a compression in the transition region of the portion of the surface waveguide is provided against the assembled connecting element. To fix the attachment means, e.g. To secure the threaded connection or press fit, the connecting element and the end portions of the sections of the surface waveguide, for example, a compression of the sections provided in the transition region. For this purpose, for example, by means of a pair of pliers causes at least partial deformation of the sections in the connection region, which causes a distortion of the fastening means in the form of threaded connection or the press fit. In a threaded connection is achieved by this partial force acting on the tail in the connection area, a tension of the thread flanks of the internal thread in the end pieces of the sections relative to the thread flanks of the screwed connection element. Such a secure screw connection can be solved only with great effort again. There are also further securing means, such as additional bonding of the fastener, insertion of a locking screw, Konterverschraubung with a lock nut, etc. of the fastener applicable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der beiden Varianten der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass Oberflächenwellenleiters aus Teilstücken aus Stabelementen und/oder Seilelementen ausgestaltet ist. Die Teilstücke des Oberflächenwellenleiters können als starre Stabelement und/oder flexible Seilelemente, die im Übergangsbereich oder im Befestigungsmittelbereich zumindest teilweise starr ausgeführt sein müssen, bestehen. Die flexiblen Seilelemente sind beispielsweise Drahtseilelemente, die an den Enden mit Metallbuchsen mit einem entsprechenden Innengewinde zur Befestigung des Verbindungselements versehen sind, ausgeführt. Die Seilelemente können über die in den an den Enden befindliche Metallbuchsen mittels des Verbindungselements im Verbindungsbereich miteinander verschraubt werden. Es ist auch denkbar, dass für bestimmte Anwendungen der Oberflächenwellenleiter aus Stabelementen und Seilelementen bestehen kann.According to an advantageous embodiment of the two variants of the solution according to the invention it is provided that the surface waveguide is configured from sections of rod elements and / or rope elements. The sections of the surface waveguide can be designed as a rigid rod element and / or flexible cable elements, which must be made at least partially rigid in the transition region or in the fastener area. The flexible cable elements are, for example, wire rope elements, which are provided at the ends with metal bushings with a corresponding internal thread for fastening the connecting element executed. The cable elements can be screwed together by means of the metal bushings located at the ends by means of the connecting element in the connecting region. It is also conceivable that for certain applications the surface waveguide may consist of rod elements and cable elements.

Eine vorteilhafte Variante ist darin zu sehen, dass der Abstandshalter aus einem hochtemperaturbeständigen Material, das aus einer Keramik, einem Kunststoff oder eine Verbundmaterial besteht, hergestellt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform beider erfindungsgemäßer Lösungen ist, dass der Abstandshalter aus einem Material, das im Wesentlichen aus einer Keramik und/oder einem Kunststoff besteht, angefertigt ist. Verschiedenste Anforderungen werden an das Material und die Form des Abstandshalters für diese Anwendung gestellt, welche sind:

  • – hohe mechanische Stabilität,
  • – hohe chemische Beständigkeit,
  • – hohe Temperaturbeständigkeit,
  • – geringste Laufzeitverschiebung, und
  • – geringe Reflektion des Hochfrequenzsignals
An advantageous variant is the fact that the spacer is made of a high temperature resistant material, which consists of a ceramic, a plastic or a composite material. A further advantageous embodiment of both inventive solutions is that the spacer made of a material which consists essentially of a ceramic and / or a plastic is made. Various requirements are placed on the material and the shape of the spacer for this application, which are:
  • High mechanical stability,
  • - high chemical resistance,
  • High temperature resistance,
  • - least runtime shift, and
  • - low reflection of the high frequency signal

Für den Abstandshalter müssen Materialien verwendet werden, die aufgrund Ihrer geringen Leitfähigkeit näherungsweise im Bereich von elektrischen Isolatoren anzusiedeln sind. Jedoch kann eine gewisse Leitfähigkeit des Materials zur Sicherheit in Explosionsgefährdeten Bereichen erwünscht sein, damit sich das Material nicht elektrostatisch auflädt und somit es auch keinen Zündfunken gibt. Manche Kunststoffe und technische Keramiken besitzen außerdem eine gute chemische, korrosive und mechanische Stabilität. Die Kunststoffe Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) oder Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA) sind für die Anwendung als Abstandshalter bzw. Zentrierelement bestens geeignet, da diese innert gegen Lösungsmittel und aggressive Chemikalien sind und dadurch von der Lebensmittel- und Chemischen Industrie als Prozesswerkstoff generell akzeptiert werden. Die Materialklasse der Kunststoffe und im Allgemeinen die obig aufgeführten Kunststoffe sind jedoch in Hochtemperaturanwendungen nur bedingt anwendbar. Dadurch lassen sich als Materialien für Hochtemperaturanwendungen im Wesentlichen nur technische Keramiken oder Stoffgemische mit einem Keramikanteil einsetzen, da diese zusätzlich die Spezifikationen der Hochtemperaturanwendungen abdecken. Jedoch weisen diese Keramiken oder Stoffgemische einen hohen DK-Wert (εr ≈ 5–10) auf, wodurch starke Reflexionen auf dem nicht angeglichenen Oberflächenwellenleiter bei fixiertem Abstandshalter verursacht werden. Prinzipiell ist eine Vielzahl von technischen Keramiken für diese Art der Anwendung einsetzbar. Beispiele für einsetzbare technische Keramiken sind Aluminiumoxid (Al2O3) und Zirkoniumoxid (ZrO2). Eine weitere Anforderung an das Material ist, dass die Laufzeitverschiebung des Hochfrequenzsignals aufgrund des angebrachten Abstandshalters möglichst gering ist, wodurch die Genauigkeit der Messung verbessert wird. Der Abstandshalter kann auch aus weiteren Materialien, die die obig angeführten Spezifikationen erfüllen, gefertigt sein.For the spacer materials must be used, which are due to their low conductivity approximately in the range of electrical insulators to settle. However, some conductivity of the material may be desirable for safety in potentially explosive atmospheres so that the material does not become electrostatically charged and thus there is no spark. Some plastics and engineering ceramics also have good chemical, corrosive and mechanical stability. The plastics polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) or perfluoroalkoxy copolymer (PFA) are ideally suited for use as spacers or centering elements, since they are inert against solvents and aggressive chemicals and are therefore generally accepted by the food and chemical industry as a process material , However, the material class of plastics and in general the plastics listed above are only conditionally applicable in high-temperature applications. As a result, as materials for high-temperature applications essentially only technical ceramics or mixtures with a ceramic component can be used, as these additionally cover the specifications of high-temperature applications. However, these ceramics or mixtures have a high DK value (ε r ≈ 5-10), causing strong reflections on the unmatched surface waveguide when the spacer is fixed. In principle, a large number of technical ceramics can be used for this type of application. Examples of usable technical ceramics are aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zirconium oxide (ZrO 2 ). Another requirement for the material is that the propagation delay of the high-frequency signal due to the attached spacer as low as possible, whereby the accuracy of the measurement is improved. The spacer may also be made of other materials that meet the specifications above.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene, in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert. Es zeigt:The invention will be described and explained below with reference to various embodiments shown in the drawings. It shows:

1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Abstandshalters im Stutzen und als Halterung einer stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters in einem TDR-Messsystem, 1 FIG. 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a spacer in the neck and as a holder of a rod-shaped or rope-shaped surface waveguide in a TDR measuring system, FIG.

2: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Abstandshalters eines Oberflächenwellenleiters im Koaxialaußenleiter in einem TDR-Messsystem, 2 FIG. 2: a schematic illustration of an exemplary embodiment of a spacer of a surface waveguide in the coaxial outer conductor in a TDR measuring system, FIG.

3a: eine Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des am Oberflächenleiter mittels des Verbindungselements befestigten Abstandshalters, 3a FIG. 2: a partial view of a first embodiment of the spacer fastened to the surface conductor by means of the connecting element, FIG.

3b: eine Schnittansicht der des am Oberflächenleiter mittels des Verbindungselements befestigten Abstandshalters gemäß der Kennzeichnung B-B der 3a, 3b FIG. 2 is a sectional view of the spacer fastened to the surface conductor by means of the connecting element according to the marking BB of FIG 3a .

4a: eine Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des am Oberflächenleiter mittels des Verbindungselements befestigten Abstandshalters, 4a FIG. 2: a partial view of a second embodiment of the spacer fastened to the surface conductor by means of the connecting element, FIG.

4b: eine Schnittansicht der des am Oberflächenleiter mittels des Verbindungselements befestigten Abstandshalters gemäß der Kennzeichnung B-B der 4a, 4b FIG. 2 is a sectional view of the spacer fastened to the surface conductor by means of the connecting element according to the marking BB of FIG 4a .

In den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind zur besseren Übersicht und zur Vereinfachung Bauteile oder Bauteilgruppen, die sich in ihrem Aufbau und/oder in ihrer Funktion entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures illustrated embodiments of the invention, components or component groups that correspond in their construction and / or in their function, provided with the same reference numerals for clarity and simplicity.

In den 1 und 2 werden die beschriebenen Anwendungsbeispiele von Abstandshaltern 12 in TDR-Messsystemen dargestellt. In der 1 ist ein Feldgerät 1, das nach der TDR-Messmethode den Füllstand 2 in einem Behälter 5 ermittelt, aufgezeigt. Das Feldgerät 1 ist auf einem Stutzen 8 auf dem Behälter 5 angebracht, und die Messsonde mit dem stab- und seilförmiger Oberflächenwellenleiter 7 ist durch den Stutzen 8 in den Prozess- bzw. Messraum des Behälters 5 eingeführt.In the 1 and 2 become the described application examples of spacers 12 shown in TDR measuring systems. In the 1 is a field device 1 , the level according to the TDR measurement method 2 in a container 5 determined, pointed out. The field device 1 is on a neck 8th on the container 5 attached, and the probe with the rod and rope-shaped surface waveguide 7 is through the neck 8th into the process or measuring space of the container 5 introduced.

Die TDR-Messmethode arbeitet nach folgenden Messprinzip: Über den Oberflächenwellenleiter 7 werden Hochfrequenzsignale ausgesandt, die an der Oberfläche des Oberflächenwellenleiters 7 entlang geführt werden. Diese Hochfrequenzsignale werden bei einem DK-Wert-Sprung bzw. einer Änderung des dielektrischen Faktors εr des umgebenden Mediums 3 bzw. einer damit zusammenhängenden Wellenwiderstandsänderung teilweise zurückreflektiert. Die Phasengrenze zwischen der Mediumsoberfläche 4 und der dem Medium 5 überlagerten Gasphase stellt einen solchen DK-Wert-Sprung dar. Über die gemessene Laufzeit des Hochfrequenzsignals bzw. HF-Impulses wird durch eine Umrechnung über die Formel der Wellengeschwindigkeit die zurückgelegte Strecke ermittelt. Diese Differenzstrecke entspricht der Höhe des Behälters 5 minus den Füllstand 2 des Mediums 3 im Behälter 5. Da die Höhe des Behälters 5 bzw. die Position der Einkopplung des Messsignals bekannt ist, lässt sich somit den Füllstand 2 im Behälter 5 bestimmen. Der Abstandshalter 12 im Stutzen 8 zentriert den Oberflächenwellenleiter 7 im Stutzen 8 und verhindert dadurch, dass der Oberflächenwellenleiter 7 die Innenwand 9 des Stutzens 8 berührt. Der im unteren Teil von 1 vorgesehene Abstandshalter 12 bildet zusammen mit dem Befestigungselement 21, das fest an der Innenwand 6 des Behälters 5 angebracht ist, eine einseitige Halterung des Oberflächenwellenleiters 7. Durch diese Halterung wird verhindert, dass sich der Oberflächenwellenleiter 7 durch eine Krafteinwirkung aus seiner gewünschten lotrechten Position bewegt.The TDR measuring method works according to the following measuring principle: Via the surface waveguide 7 High frequency signals are emitted at the surface of the surface waveguide 7 be guided along. These high-frequency signals are at a DK value jump or a change in the dielectric factor ε r of the surrounding medium 3 or a related impedance change partially reflected back. The phase boundary between the medium surface 4 and the medium 5 superimposed gas phase represents such a DK value jump. About the measured transit time of the high frequency signal or RF pulse is calculated by converting the formula of the shaft speed, the distance covered. This difference distance corresponds to the height of the container 5 minus the level 2 of the medium 3 in the container 5 , As the height of the container 5 or the position of the coupling of the measuring signal is known, thus can the level 2 in the container 5 determine. The spacer 12 in the neck 8th centers the surface waveguide 7 in the neck 8th and thereby prevents the surface waveguide 7 the inner wall 9 of the neck 8th touched. The one in the lower part of 1 provided spacers 12 forms together with the fastener 21 firmly attached to the inner wall 6 of the container 5 is attached, a one-sided mounting of the surface waveguide 7 , This holder prevents the surface waveguide 7 moved by a force from its desired vertical position.

Im unteren Endbereich des Oberflächenwellenleiters 7 ist ein Gewicht 22 angebracht. Das Gewicht 22 ist nur bei seilförmigen Oberflächenwellenleitern 7 relevant, da die Drahtseile besonders bei Schüttgütern sich sonst leicht verbiegen lassen und aufgeschwemmt werden können. Das Feldgerät 1 würde dann einen falschen Messwert liefern.In the lower end of the surface waveguide 7 is a weight 22 appropriate. The weight 22 is only for rope-shaped surface waveguides 7 relevant, since the wire ropes can bend easily and be washed up, especially with bulk goods. The field device 1 would then give a wrong reading.

In 2 ist die weitere Anwendungsmöglichkeit des Zentrierelementes 12 als ein Koaxialleitersystem 18 dargestellt. Hier dienen die Abstandshalter 12 dazu den Oberflächenwellenleiter 7 im Koaxialaußenleiter 19 zu zentrieren und das Koaxialleitersystem 18 vor mechanischer Beanspruchung bzw. vor Vibrationseinwirkungen zu schützen. In der 2 ist ein Abstandshalter. Wie schon zuvor erwähnt, handelt es sich bei dem rohrförmigen Gebilde 10 um einen Stutzen 8 oder ein Koaxialaußenleiter 19.In 2 is the further application of the centering 12 as a coaxial conductor system 18 shown. Here are the spacers 12 to the surface waveguide 7 in the coaxial outer conductor 19 center and the coaxial conductor system 18 Protect against mechanical stress or against vibration. In the 2 is a spacer. As mentioned before, it is the tubular structure 10 around a neck 8th or a coaxial outer conductor 19 ,

In den 3a und 3b wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ausrichtung eines Oberflächenwellenleiters 7 eines Feldgeräts 1 mittels eines Abstandshalters 12 gezeigt. Der Oberflächenwellenleiter 7 ist bestehend aus Stabelemente und/oder Seilelementen mehrteilig ausgeführt. Die Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 sind im Verbindungsbereich 13 mittels eines Verbindungselements 14 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 14 wird zur Verbindung der Endbereiche 17 der Teilstücke 18 mittels eines Befestigungsmittels 24, z.B. eine Gewindeverschraubung oder einer Presspassung, verwendet. Der Abstandshalter 12 mit einer vordefinierten Höhe ist über eine beispielsweise mittige Bohrung als innenliegende Aussparung 15 an dem Verbindungselement 14 rotationsbeweglich zwischen den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 im Verbindungsbereich 13 befestigt. Hierzu ist das Verbindungselement 14 beispielsweise aus demselben elektrisch leitfähigen Material, z. B. Stahl, Edelstahl, als die Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 und der Abstandshalter 12 aus einem nicht leitfähigen Material, z.B. Kunststoff, Keramik oder einem Keramik-Kunststoff-Verbundgemisch, ausgeführt. Die Verschraubung des Verbindungselementes 14 mit den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 im Verbindungsbereich 13 erfolgt beispielsweise, indem an den Enden der Verbindungselemente 14 ein Außengewinde und an den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 ein entsprechendes Innengewinde vorgesehen ist. Wird hingegen als Befestigungsmittel 24 im Verbindungsbereich 13 eine Presspassung bzw. eine Übermaßpassung zwischen dem Verbindungselement 14 und den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 verwendet, ist an den Verbindungselement 12 ein Zylinder bzw. Bolzen mit der entsprechenden Oberflächengüte und Maßtoleranz ausgebildet und in den Endbereichen 17 eine Bohrung mit der entsprechenden Oberflächengüte und Maßtoleranz ausgestaltet.In the 3a and 3b is a first embodiment of an inventive alignment of a surface waveguide 7 a field device 1 by means of a spacer 12 shown. The surface waveguide 7 is made up of multi-part consisting of rod elements and / or rope elements. The cuts 18 of the surface waveguide 7 are in the connection area 13 by means of a connecting element 14 connected with each other. The connecting element 14 becomes the connection of the end regions 17 of the cuts 18 by means of a fastener 24 , For example, a threaded or a press fit used. The spacer 12 with a predefined height is about an example central hole as an internal recess 15 on the connecting element 14 rotationally movable between the end regions 17 of the cuts 18 of the surface waveguide 7 in the connection area 13 attached. For this purpose, the connecting element 14 for example, from the same electrically conductive material, for. Steel, Stainless steel, as the cuts 18 of the surface waveguide 7 and the spacer 12 made of a non-conductive material, such as plastic, ceramic or a ceramic-plastic composite mixture. The screw connection of the connecting element 14 with the end areas 17 of the cuts 18 in the connection area 13 takes place, for example, by at the ends of the connecting elements 14 an external thread and at the end areas 17 of the cuts 18 a corresponding internal thread is provided. Will, however, as a fastener 24 in the connection area 13 a press fit or an interference fit between the connecting element 14 and the end areas 17 of the cuts 18 used is on the connecting element 12 a cylinder or bolt formed with the appropriate surface quality and dimensional tolerance and in the end 17 designed a bore with the appropriate surface quality and dimensional tolerance.

Der Oberflächenwellenleiter 7 ist mehrteilig ausgeführt, so dass bei der Herstellung oder vom Anwender selbst unterschiedliche Längen des Oberflächenwellenleiters erzeugt aus den Teilstücken 18 erzeugt werden können. Jedoch müssen nur wenige unterschiedliche Längen dieser Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 vom Produzenten hergestellt und auf Lager gehalten werden. Hierzu ist der Innenleiter bzw. Oberflächenwellenleiter 7 in mehrere Teilstücke 18 in einer oder mehreren Standardgrößen unterteilt, die über Verbindungselemente 14 im Verbindungsbereich 13 mechanisch miteinander verbunden werden können. Die Längen dieser Verbindungselemente 14 sind in der Art ausgestaltet, dass zwischen den beiden Endbereichen 17 der mittels der Verbindungselemente 14 verbundenen Teilstücke 18 im Verbindungsbereich 13 zumindest ein definierter Abstand entsprechend der Höhe des Abstandshalters 12 ausgebildet ist. Die Abstandshalter 12 wird im Verbindungsberiech 13 zwischen den Endbereiche 17 der mittels der Verbindungselemente 14 verbundenen Teilstücke 18 an dem Verbindungselement 14 befestigt, so dass die Abstandshalter 12 von den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 entlang der Rotationsachse des Oberflächenwellenleiters 7 rotationsbeweglich eingegrenzt werden. Zur Montage wird das Verbindungselement 14 über die beispielsweise mittige Bohrung im Abstandshalter 12 rotationsbeweglich eingesetzt und in den Bohrungen in den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 mittels einem Befestigungsmittel 24, z. B. Gewindeverschraubung oder Presspassung, befestigt.The surface waveguide 7 is made of several parts, so that during production or by the user himself different lengths of the surface waveguide generated from the sections 18 can be generated. However, only a few different lengths of these cuts 18 of the surface waveguide 7 Produced by the producer and kept in stock. For this purpose, the inner conductor or surface waveguide 7 in several parts 18 divided into one or more standard sizes that have fasteners 14 in the connection area 13 can be mechanically interconnected. The lengths of these fasteners 14 are designed in the way that between the two end areas 17 the means of fasteners 14 connected sections 18 in the connection area 13 at least a defined distance corresponding to the height of the spacer 12 is trained. The spacers 12 will be in the connection 13 between the end areas 17 the means of fasteners 14 connected sections 18 on the connecting element 14 attached, leaving the spacers 12 from the end areas 17 of the cuts 18 along the axis of rotation of the surface waveguide 7 be rotationally limited. For mounting, the connecting element 14 about the example central hole in the spacer 12 rotatably used and in the holes in the end regions 17 of the cuts 18 of the surface waveguide 7 by means of a fastening means 24 , z. B. threaded or press-fit, attached.

Der Abstandshalter 12 ist als sternförmiges, scheibenförmiges Element mit innenliegenden Aussparungen 15 und außenliegenden Aussparungen 16 ausgestaltet, wobei es sich bei den innenliegenden Aussparung 15 um eine mittig platzierte, kreisrunde Durchgangsbohrung zur bündigen Aufnahme des Verbindungselements 14 und bei der außenliegenden Aussparungen 16 um vier Teilkreiselemente, die aus der der Kreisscheibe ausgeschnitten sind, handelt. Es sind auch weitere Körperformen als Abstandshalter 12 denkbar, die die Kriterien der mechanischen Stabilität des Abstandshalters 12, des nahezu behinderungsfreier Durchflusses des fließfähigen Mediums 3 zwischen Außenrohr 10 und Oberflächenwellenleiter 7, der Konstanz des Wellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiters 7 und der minimalen Laufzeitverzögerungen des Messsignals durch den am Verbindungselement 14 montieren Abstandshalter 12 erfüllen. Solche weiteren Körperformen als Abstandshalter 12 sind beispielsweise in der DE 10 2004 032 965 A1 beschrieben.The spacer 12 is as a star-shaped, disc-shaped element with internal recesses 15 and external recesses 16 configured, it being at the inner recess 15 around a centrally placed, circular through hole for flush mounting of the connecting element 14 and at the outer recesses 16 around four pitch circle elements, which are cut out of the circular disc is. There are also other body shapes as spacers 12 conceivable that meets the criteria of mechanical stability of the spacer 12 , the almost obstruction-free flow of the flowable medium 3 between outer tube 10 and surface waveguides 7 , the constancy of the wave resistance of the surface waveguide 7 and the minimum propagation delays of the measurement signal through the connection element 14 assemble spacers 12 fulfill. Such other body shapes as spacers 12 are for example in the DE 10 2004 032 965 A1 described.

Durch die Verbindung der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 mittels der Verbindungselement 14 im Verbindungsbereich 13 wird ein Sprung in der Durchmessergeometrie 23 des Oberflächenwellenleiters 7 mit einer vorgegebenen Länge, die der Höhe des Abstandselements 12 entspricht, an der Stelle zwischen den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 an dem der Abstandshalters 12 befestigt wird, erzeugt, wodurch der Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters 7 allgemein vergrößert wird. Mit dem Effekt der Vergrößerung des Wellenwiderstandes durch den Sprung der Durchmessergeometrie 23 an der Befestigungsstelle des Abstandhalters 12 kann man somit den Effekt der Verringerung des Oberflächenwellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiters 7 durch ein angebrachtes Abstandshalter 12 an dem Oberflächenwellenleiter 7 aus einem Material mit einem höheren DK-Wert zumindest teilweise kompensieren.By connecting the sections 18 of the surface waveguide 7 by means of the connecting element 14 in the connection area 13 becomes a jump in the diameter geometry 23 of the surface waveguide 7 with a given length, the height of the spacer 12 corresponds, at the location between the end regions 17 of the cuts 18 at the spacer 12 is attached, generating, whereby the characteristic impedance of the surface waveguide 7 is generally increased. With the effect of increasing the wave resistance by jumping the diameter geometry 23 at the attachment point of the spacer 12 Thus, the effect of reducing the surface acoustic wave resistance of the surface waveguide can be obtained 7 through an attached spacer 12 on the surface waveguide 7 from a material with a higher DK value at least partially compensate.

Um noch ein weitere Anpassung des Wellenwiderstands des Oberflächenwellenleiters 7 durchzuführen, wird vorgeschlagen, dass an den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 der Wellenwiderstand durch eine Änderung der Durchmessergeometrie 23 verändert und angepasst werden kann. Hierzu ist in einer vorgebenden Übergangsbereich 25 im Endbereich 17 der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 der Durchmesser 23 des Oberflächenwellenleiters 7 stetig, kegelförmig und/oder stufenförmig verringert bzw. abgedreht worden, wodurch der Wellenwiderstand auf diese Weise erhöht wird. Zur besseren Anpassung des Wellenwiderstandes an die am Oberflächenwellenleiter 7 angebrachten Abstandshalter 12 wird im ersten Ausführungsbeispiel aus 3a und 3b die Durchmessergeometrie 23 des Oberflächenwellenleiters 7 zumindest in dem axialen Übergangsbereich 25 zu den Endbereichen 17 der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 hin als zumindest eine stetige, kegelförmige Verjüngung der Durchmessergeometrie 23 ausgestaltet. Im zweiten Ausführungsbeispiel aus 4a. und 4 ist eine stufenförmige Verjüngung der Durchmessergeometrie 23 der Teilstücke 18 des Oberflächenwellenleiters 7 in den Endbereichen 17 gezeigt. Die Änderung der Durchmessergeometrie 23 gestaltet sich beispielsweise dahingehend, dass der Durchmesser des Oberflächenwellenleiters 7 im Übergangsbereich 25 mit einer Länge von 22 Millimetern zum Abstandshalter 12 hin sich von 16 Millimetern auf 14 Millimeter verjüngt.To still another adaptation of the characteristic impedance of the surface waveguide 7 It is proposed that at the end regions 17 of the cuts 18 of the surface waveguide 7 the characteristic impedance by changing the diameter geometry 23 can be changed and adapted. This is in a predetermined transitional area 25 in the end area 17 of the cuts 18 of the surface waveguide 7 the diameter 23 of the surface waveguide 7 steadily, conically and / or gradually reduced or turned off, whereby the characteristic impedance is increased in this way. For better adaptation of the characteristic impedance to the surface waveguide 7 attached spacers 12 is in the first embodiment 3a and 3b the diameter geometry 23 of the surface waveguide 7 at least in the axial transition region 25 to the end areas 17 of the cuts 18 of the surface waveguide 7 as at least a steady, conical taper of the diameter geometry 23 designed. In the second embodiment 4a , and 4 is a step-shaped taper of the diameter geometry 23 of the cuts 18 of the surface waveguide 7 in the end regions 17 shown. The change of the diameter geometry 23 designed, for example, to the effect that the diameter of the surface waveguide 7 in the transition area 25 with a length of 22 millimeters to the spacer 12 Tapered from 16 millimeters to 14 millimeters.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Feldgerät field device
22
Füllstand level
33
Medium medium
44
Mediumsoberfläche medium surface
55
Behälter container
66
Innenwand des Behälters Inner wall of the container
77
Oberflächenwellenleiter Surface waveguide
88th
Stutzen Support
99
Innenwand des Stutzens Inner wall of the neck
1010
Außenrohr outer tube
1111
Innenwand des Außenrohrs Inner wall of the outer tube
1212
Abstandshalter, Zentrierelement Spacer, centering element
1313
Verbindungsbereich connecting area
1414
Verbindungselement connecting element
1515
innenliegende Aussparungen internal recesses
1616
außenliegende Aussparungen external recesses
1717
Endbereich end
1818
Teilstücke sections
1919
Befestigungsmittel fastener
2020
Innenwand des Koaxialleiteraußenwellenleiters Inner wall of the coaxial conductor outer waveguide
2121
Befestigungselement fastener
2222
Gewicht Weight
2323
Durchmessergeometrie Diameter geometry
2424
Gewindeverschraubung bulkhead fittings
2525
Übergangsbereich Transition area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (12)

Vorrichtung zum Ausrichten und Zentrieren eines Oberflächenwellenleiters (7) eines Feldgerätes (1), welches zur Bestimmung des Füllstandes (2) eines Mediums (3) in einem Behälter (5) eingesetzt ist, wobei über den Oberflächenwellenleiter (7) elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche (4) reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter (7) zumindest teilweise von einem Außenrohr (10) umschlossen ist und ins Innere eines Behälters (5) hineinragt, wobei zumindest ein Abstandshalter (12) vorgesehen ist, der den Oberflächenwellenleiter (7) in dem Außenrohr (10) koaxial zentriert und/oder verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter (7) mit der Innenwand (11) des Außenrohrs (10) in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenwellenleiter (7) zumindest zweiteilig oder mehrteilig ausgeführt ist und in einem Verbindungsbereich (13) über ein Verbindungselement (14) in Endbereichen (17) von Teilstücken (18) des Oberflächenwellenleiters (7) mittels eines Befestigungsmittels (19) verbindbar ist, dass der Abstandshalter (12) an dem Verbindungselement (14) zwischen den Endbereichen (17) der Teilstücke (18) des Oberflächenwellenleiters (7) im Verbindungsbereich (13) rotationsbeweglich befestig ist, und dass eine Änderung der Durchmessergeometrie (23) des Oberflächenwellenleiters (7) zumindest in einem axialen Übergangsbereich (25) der Endbereichen (17) der Teilstücke (18) des Oberflächenwellenleiters (7) hin zur Anpassung des Wellenwiderstands des in dem Verbindungsbereich (13) der Teilstücke (18) des Oberflächenwellenleiters (7) ausgestaltet ist.Device for aligning and centering a surface waveguide ( 7 ) of a field device ( 1 ), which is used to determine the filling level ( 2 ) of a medium ( 3 ) in a container ( 5 ), wherein over the surface waveguide ( 7 ) electromagnetic waves are generated on the medium surface ( 4 ), wherein the surface waveguide ( 7 ) at least partially from an outer tube ( 10 ) and into the interior of a container ( 5 protruding), wherein at least one spacer ( 12 ) is provided, which the surface waveguide ( 7 ) in the outer tube ( 10 ) coaxially centers and / or prevents the surface waveguide ( 7 ) with the inner wall ( 11 ) of the outer tube ( 10 ) comes into contact, characterized in that the surface waveguide ( 7 ) is executed at least in two parts or in several parts and in a connection region ( 13 ) via a connecting element ( 14 ) in end regions ( 17 ) of sections ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) by means of a fastening means ( 19 ) is connectable, that the spacer ( 12 ) on the connecting element ( 14 ) between the end regions ( 17 ) of the cuts ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) in the connection area ( 13 ) is rotationally fixed, and that a change in the diameter geometry ( 23 ) of the surface waveguide ( 7 ) at least in an axial transition region ( 25 ) of the end regions ( 17 ) of the cuts ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) in order to adapt the characteristic impedance in the connection region ( 13 ) of the cuts ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) is configured. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Durchmessergeometrie (23) des Oberflächenwellenleiters (7) so ausgestaltet ist, dass bei an dem Oberflächenwellenleiter (7) angebrachtem Abstandshalter (12) der Wellenwiderstand entlang des gesamten Oberflächenwellenleiters (7) im Wesentlichen konstant ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the change in the diameter geometry ( 23 ) of the surface waveguide ( 7 ) is configured so that at at the surface waveguide ( 7 ) mounted spacer ( 12 ) the characteristic impedance along the entire surface waveguide ( 7 ) is substantially constant. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Durchmessergeometrie (23) des Oberflächenwellenleiters (7) zumindest in dem axialen Übergangsbereich (25) zu den Endbereichen (17) der Teilstücke (18) des Oberflächenwellenleiters (7) hin als zumindest eine stufenförmige Verjüngung der Durchmessergeometrie (23) ausgestaltet ist.Device according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that the change of the diameter geometry ( 23 ) of the surface waveguide ( 7 ) at least in the axial transition region ( 25 ) to the end regions ( 17 ) of the cuts ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) as at least a step-shaped taper of the diameter geometry ( 23 ) is configured. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Durchmessergeometrie (23) des Oberflächenwellenleiters (7) zumindest in dem axialen Übergangsbereich (25) zu den Endbereichen (17) der Teilstücke (18) des Oberflächenwellenleiters (7) hin als eine stetige, kegelförmige Verjüngung der Durchmessergeometrie (23) ausgestaltet ist.Device according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that the change of the diameter geometry ( 23 ) of the surface waveguide ( 7 ) at least in the axial transition region ( 25 ) to the end regions ( 17 ) of the cuts ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) as a continuous, conical taper of the diameter geometry ( 23 ) is configured. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (12) als ein scheibenförmiges Element ausgestaltet ist.Device according to claim 1, characterized in that the spacer ( 12 ) is configured as a disk-shaped element. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (12) aus einem scheibenförmigen Element mit innenliegenden Aussparungen (15) und/oder Außenliegenden Aussparungen (16) ausgestaltet ist.Device according to claim 5, characterized in that the spacer ( 12 ) of a disc-shaped element with internal recesses ( 15 ) and / or outer recesses ( 16 ) is configured. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittels (19) eine Gewindeverschraubung (24) des Verbindungselements (14) mit den Endbereichen (17) von den Teilstücken (18) des Oberflächenwellenleiters (7) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that as fastening means ( 19 ) a threaded connection ( 24 ) of the connecting element ( 14 ) with the end regions ( 17 ) of the sections ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittels (19) eine Presspassung (24) des Verbindungselements (14) mit den Endbereichen (17) von den Teilstücken (18) des Oberflächenwellenleiters (7) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that as fastening means ( 19 ) an interference fit ( 24 ) of the connecting element ( 14 ) with the end regions ( 17 ) of the sections ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherung des Befestigungsmittels (19) des Verbindungselements (14) mit den Endbereichen (17) der Teilstücke (18) des Oberflächenwellenleiters (7) ausgestaltet ist, indem eine Verpressung in dem Übergangsbereichs (25) des Teilstücks (18) des Oberflächenwellenleiters (7) gegen das montierte Verbindungselement (14) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that a fuse of the fastening means ( 19 ) of the connecting element ( 14 ) with the end regions ( 17 ) of the cuts ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) is configured by a compression in the transition region ( 25 ) of the section ( 18 ) of the surface waveguide ( 7 ) against the assembled connecting element ( 14 ) is provided. Vorrichtung nach zumindest einem vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (12) das Verbindungselement (14) des Oberflächenwellenleiters (7) bündig umschließt.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spacer ( 12 ) the connecting element ( 14 ) of the surface waveguide ( 7 ) encloses flush. Vorrichtung nach zumindest einem vorstehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenwellenleiters (7) aus Teilstücken (18) aus Stabelementen und/oder Seilelementen ausgestaltet ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that surface waveguide ( 7 ) of sections ( 18 ) is configured of rod elements and / or rope elements. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (12) aus einem hochtemperaturbeständigen Material, das aus einer Keramik, einem Kunststoff oder eine Verbundmaterial besteht, hergestellt ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spacer ( 12 ) is made of a high temperature resistant material consisting of a ceramic, a plastic or a composite material.
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