DE19617963C2 - Antenneneinrichtung für ein Füllstandmeß-Radargerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinrichtung für ein Füll­ standmeß-Radargerät gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Antenneneinrichtungen für Füllstandmeßgeräte, die mit Mikro­ wellen arbeiten, sind hinlänglich bekannt und werden bei­ spielsweise zur kontinuierlichen Füllstandmessung sowohl bei Flüssigkeiten als auch bei Schüttgütern eingesetzt. Das Meß­ prinzip beruht darauf, kurze Mikrowellenimpulse von einem Hochfrequenzstrahler (MF-Strahler) auszusenden. In einem kombinierten Sende- und Empfangssystem werden die vom Füllgut reflektierten Impulse erfaßt und durch Laufzeitmessung dieser Impulse der Abstand zum Füllgut ermittelt.

Die Einkopplung der Mikrowellen in das Behälterinnere erfolgt über einen geeigneten MF-Strahler, wobei darauf zu achten ist, daß sich im Behälter keinerlei temperatur- sowie korrosions­ empfindliche Komponenten der Antenneneinrichtung befinden.

Bei der Verwendung solcher mit Mikrowellen arbeitenden Füll­ standmeßgeräte ist es notwendig, eine gute Abdichtung zwischen Behälterinnenraum und dem elektronischen Teil der Antennenein­ richtung zu gewährleisten. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Füllstand in Behältern, wie z. B. Industrietanks, bestimmt werden soll, in denen bei hohen oder niedrigen Be­ triebstemperaturen Unter- oder Überdrücke herrschen und der Behälter explosible und/oder hochaggressive und/oder toxische Medien enthält. Die Antenneneinrichtung muß demzufol­ ge möglichst temperatur-, druck- und korrosionsbeständig aus­ gebildet sein. Darüber hinaus muß die Antenneneinrichtung den Zulassungsvorschriften zum Einsatz in explosionsgefährdeten Betriebsstätten entsprechen. Die Antenneneinrichtung muß ins­ besondere den harmonisierten Europäischen Normen "Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche" bzw. der ElexV Ex-Zone 0 sowie Ex-Zone 1 entsprechen. Ex-Zone 0 umfaßt hierbei Bereiche, in denen gefährliche, explosionsfähige Atmo­ sphäre ständig oder langzeitig vorhanden ist, während die Zone 1 Bereiche umfaßt, in denen damit zu rechnen ist, daß gefähr­ liche explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt.

Um die Mikrowellen möglichst eng gebündelt auf die Füllgut­ oberfläche zu lenken, werden regelmäßig sogenannte Hochgewinn­ antennen bei den Füllstandmeß-Radargeräten eingesetzt. Hier­ bei ist die Divergenz, d. h. der Öffnungswinkel eines Anten­ nenstrahls umgekehrt proportional zu ihrem Größen-/ Wellenlän­ genverhältnis. Dies hat zur Folge, daß bei gegebener Wellen­ länge und diversen konstruktiven Randbedingungen, Öffnungs­ winkel von einigen Grad bis etwa 40° gebrauchsübliche Dimen­ sionen darstellen.

Die bei der Füllstandmessung mittels Mikrowellen am meisten verbreitete Antenneneinrichtung ist die Hornantenne. Eine üblicherweise aus Metall bestehende Trichterkonstruktion be­ stimmt mit ihrer Geometrie die Antennencharakteristika, wie z. B. Gewinn, Divergenz und Strahlungsdiagramm. Das Trichtermate­ rial wird vorzugsweise aus weitgehend chemisch resistenten Metallen hergestellt. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 93 12 251 ist ein Füllstandmeß-Radargerät be­ kannt, bei dem zwischen Erregerteil eines Hohlleiter-Anten­ nensystems und dem Gehäuse des Sende- und Empfangsteils eine diffusions- und druckdichte Glasdurchführung angeordnet ist, welche eine Füllstandmessung mit Hornantennen auch in Behäl­ tern mit brennbaren und/oder explosiblen Medien erlaubt.

Die Hornantenne ist für die meisten Anwendungen der beste Kompromiß zwischen den Anforderungen Divergenz, Druck, Tempe­ ratur, chemischer Beständigkeit und Herstellungsaufwand.

Für hochgenaue Messungen und bei Messungen für größere Distan­ zen und schwach reflektierende Füllgüter werden teilweise Parabolantennen eingesetzt. Diese Parabolantennen haben im allgemeinen einen größeren Durchmesser als Hornantennen, wo­ durch eine schärfere Bündelung und damit eine kleinere Di­ vergenz des Mikrowellenstrahls möglich ist. Allerdings sind solche Parabolantennen aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Abmessungen nicht oder nur aufwendig in gebräuchlichen Rohr­ stutzen montierbar. Spezielle und damit aufwendige Befesti­ gungsvorrichtungen sind notwendig.

In einigen Anwendungsfällen sind ausschließlich Kunststoffe gegenüber dem Füllgut und dessen Dämpfen chemisch beständig. Um diese Resistenz zu erreichen, können die vorstehend genann­ ten Antenneneinrichtungen entweder beschichtet oder vor solche Antennen entsprechende Fenster, vorzugsweise aus Polytetra­ fluorethylen (PTFE), montiert werden.

Darüber hinaus sind mittlerweile auch dielektrische Stabanten­ nen für das Abstrahlen von Mikrowellen bekannt, wie beispiels­ weise die Druckschrift "IEEE Transactions on Antennas and Propagation", Vol. AP-30, No. 1, Januar 1982, S. 4-58, zeigt. Diese dielektrischen Stabantennen bestehen im wesentli­ chen aus einem Hohlleiter, an dessen Ende ein sich vorzugs­ weise verjüngender Stab aus dielektrischem Material sitzt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 94 12 243 ist ebenfalls eine dielektrische Stabantenne für ein Füll­ standmeß-Radargerät bekannt. Eine hohe chemische Beständig­ keit, Druckfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit wird dadurch erreicht, daß die dielektrische Stabantenne auf ihrer dem Behälter zugewandten Seite mit einer korrosionsbeständigen und für die elektromagnetischen Wellen durchlässigen Schutz­ schicht, vorzugsweise aus Email, Kunststoff oder Keramik, überzogen ist. Diese bekannte Konstruktion ermöglicht die Montage der dielektrischen Stabantenne in relativ dünnen Rohr­ stutzen unter Beibehaltung eines erforderlichen geringen Öff­ nungswinkels.

Aus der nachveröffentlichten DE 195 10 484 A1 ist ebenfalls eine Antenneneinrichtung für ein Füllstand-Radargerät bekannt, die einen dielektrischen Stabstrahler zum Abstrahlen von Mi­ krowellen in einen Innenraum eines Behälters aufweist. Das Dielektrikum des dielektrischen Stabstrahlers oder die leit­ fähige Beschichtung des dielektrischen Stabstrahlers weist im wesentlichen einen Imaginärteil kleiner als 1/3 des Realteils der komplexen Dielektrizitätszahl auf und hat einen Oberflä­ chenwiderstand von maximal 10⁸ Ohm. Hierdurch soll gewähr­ leistet sein, daß einerseits die Mikrowellenausbreitung nicht wesentlich beeinflußt oder gedämpft ist und daß andererseits elektrische Oberflächenladungen, die z. B. zu Funken und damit zu Einschränkungen für den Einsatz des Füllstandsmessers in explosionsgefährdeten Bereichen führen können, verhindert werden.

Aus DE 44 05 855 A1 ist ebenfalls ein Stabstrahler eines Füll­ standmeßgerätes bekannt. Dieser Stabstrahler ist jedoch nicht mit einer leitenden Oberflächenbeschichtung versehen.

Es hat sich herausgestellt, daß insbesondere bei Füllstand­ messungen in explosionsgefährdeten Bereichen, also Ex-Zonen 0 und 1, dielektrische Stabstrahler aus Sicherheitsgründen nicht ohne weiteres einsetzbar sind. Der dielektrische Stab kann sich nämlich insbesondere beim Befüllvorgang des Behäl­ ters durch Reibung aufladen, so daß als Folge hoher elektro­ statischer Feldstärke ein Funke entsteht, der zu einem Zünden des explosionsfähigen Gemisches führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anten­ neneinrichtung für ein Füllstandmeß-Radargerät mit dielektri­ schem Stabstrahler so weiterzubilden, daß ein Einsatz selbst in explosionsgefährdeten Bereichen ohne weiteres möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Antenneneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Die Erfindung beruht darauf, die äußere Oberfläche des Stab­ strahlers elektrisch leitfähig zu gestalten, so daß ein elek­ trostatisches Aufladen des Stabstrahlers ausgeschlossen ist. Es muß hierbei dafür gesorgt werden, daß der Oberflächenwider­ stand des Stabstrahlers kleiner als etwa 10⁶ Ohm ist. Die untere Grenze für den Oberflächenwiderstand der Oberfläche des Stabstrahlers liegt bei etwa 10² Ohm. Dieser untere Grenzwert stellt sicher, daß der Stabstrahler die eingekoppelte MF-Ener­ gie tatsächlich abstrahlt und nicht nach innen zurückreflek­ tiert, wie dies der Fall wäre, wenn als Oberfläche beispiels­ weise eine Metallschicht vorgesehen würde. Solche Metall­ schichten weisen einen deutlich geringeren Oberflächenwider­ stand als 10² Ohm auf. Die elektrisch leitende Oberfläche des Stabstrahlers ist erfindungsgemäß an einen geerdeten Antennen­ masseanschluß angeschlossen, so daß der Ableitwiderstand des Stabstrahlers gegen Erde kleiner als 10⁶ Ohm ist.

Die Oberfläche des erfindungsgemäßen Stabstrahlers muß aus einem solchen Stoff bestehen, daß er einerseits genügend leit­ fähig ist, um die sich an der Oberfläche ansammelnden Ladun­ gen, insbesondere bei Befüllvorgang eines Behälters, in den der Stabstrahler ragt, abzuführen und damit den EX-Vorschrif­ ten zu genügen, der aber andererseits eine Welle noch führen und abstrahlen kann.

Unter Oberflächenwiderstand ist im Rahmen der Erfindung der elektrische Widerstand zwischen zwei auf die Oberfläche des Stoffes gesetzten Elektroden zu verstehen. Die Prüfverfahren zur Ermittlung des Oberflächenwiderstandes sind in zwei Nor­ men, nämlich DIN IEC93 und DIN IEC167 in der Version vom De­ zember 1993 beschrieben. In diesen Normen, auf die ausdrück­ lich zum Zwecke der Offenbarung hiermit Bezug genommen wird, ist ersichtlich, wie ein Stoff vorbereitet und vermessen wer­ den muß, um den Parameter Oberflächenwiderstand zu erhalten. Mit dem Stabstrahler nach der Erfindung kann eine statische Aufladung des Strahlerstabes dank des verhältnismäßig niedri­ gen Oberflächenwiderstandes im Vergleich zu reinem Dielektri­ kum verhindert werden. Die an der Oberfläche des Stabstrahlers insbesondere bei einem Befüllvorgang eines Behälters entste­ henden Ladungen können somit sicher abgeleitet werden. Al­ lerdings muß hierbei sichergestellt sein, daß der Stabstrahler mit seiner elektrisch leitfähigen Oberfläche an den Antennen­ masseanschluß, d. h. Bezugspotential bzw. Behältererde, an­ geschlossen ist. Da der Behälterflansch in der Regel aus Me­ tall besteht und der Behälter geerdet ist, ist es deshalb notwendig, daß die Oberfläche des Stabstrahlers mit dem Behäl­ terflansch elektrisch leitend in Verbindung steht.

Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist, daß die Leit­ fähigkeit an der Oberfläche des Stabstrahlers in den genannten Grenzen liegt. Im Inneren des Stabstrahlers ist eine solche elektrische Leitfähigkeit nicht gefordert, d. h. die Leit­ fähigkeit kann zum Kern des Strahlers hin kontinuierlich, stufig oder sprunghaft abnehmen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, den gesamten Stabstrahler aus dem gleichem Material herzustel­ len.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stabstrahlers mit elektrisch leitfähiger Oberfläche ist der sogenannte Ableit­ widerstand kleiner als 10⁶ Ohm eingestellt. Dies bedeutet im Sinne der EX-Zone-Vorschriften, daß der Stabstrahler elektro­ statisch geerdet ist. In diesem Zusammenhang ist unter Ableit­ widerstand eines Gegenstandes der elektrische Widerstand zu verstehen, der zwischen einer an den Gegenstand angelegten Elektrode und Erde gemessen wird. Die Berührungsfläche der Meßelektrode mit dem Gegenstand, vorliegend also dem Stab­ strahler, darf 20 cm² nicht übersteigen. Dies entspricht einer Messung nach DIN 51953. Beim erfindungsgemäßen Stabstrahler wird der Gleitwiderstand an der Spitze des Stabstrahlers gegen Erde, also z. B. dem Behälterflansch gemessen Dank der elektrischen leitfähigen Oberfläche des Stabstrahlers ist dieser Ableitwiderstand sicher kleiner als 106 Ohm.

Obwohl der Stabstrahler erfindungsgemäß vollständig aus dem gleichen Material bestehen kann, bietet es sich an, den Stabstrahler lediglich mit einer Schicht zu versehen, die die forderte elektrische Leitfähigkeit aufweist. Diese Schicht kann z. B. eine Dicke kleiner von etwa 2 mm, vorzugsweise etwa 0,2 mm bis 0,5 mm, aufweisen. Ein solcher lediglich an seiner Oberfläche mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehener Stabstrahler weist eine geringere Dämpfung auf, als der oben erwähnte Stabstrahler aus vollständig gleichem Material. Der Kern des Stabstrahlers besteht hierbei vorzugsweise aus einem reinen Dielektrikum, z. B. Polypropylen, Polystyrol oder vor­ zugsweise PTFE.

Wenngleich die elektrisch leitfähige Oberfläche nach Art einer Hülse auf den Stabstrahler aufgesetzt werden kann, bietet es sich an, die elektrisch leitfähige Oberfläche durch Auf­ schrumpfen, Aufspritzen oder Umwickeln und Verschweißen der Oberflächenschicht zu realisieren.

Der dielektrische Stabstrahler kann beispielsweise, wie er­ wähnt, aus Polystyrol, Polypropylen oder PTFE oder einer Mi­ schung dieser Dielektrika bestehen. Obwohl als leitfähige Oberfläche jedes Material geeignet ist, das den erwähnten Oberflächenwiderstand aufweist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ein Materialgemisch aus Kunststoff/Leitpigmenten oder Kunststoff/Kohle oder Kunststoff/Graphit zu verwenden. Unter Leitpigmente sind in diesem Fall Mikrometallteilchen, z. B. Mikrometallkugeln zu verstehen, die dem Kunststoff bei­ gemischt werden.

Als Kunststoff kann beispielsweise wiederum Polystyrol, Poly­ propylen oder vorzugsweise PTFE eingesetzt werden. Untersu­ chungen haben gezeigt, daß zur Erzielung der notwendigen Leit­ fähigkeit dem Kunststoff etwa 0,5% bis etwa 5,0% Leitpigmen­ te zugemischt werden sollten. Sofern als Mischstoff Kohle bzw. Graphit verwendet wird, sollte dieser Stoff mit etwa 10% bis 30% dem Kunststoff zugemischt werden.

Neben der Möglichkeit, den gesamten Stabstrahler aus dem gleichen Material herzustellen oder lediglich dessen Ober­ fläche mit einer elektrisch leitfähigen Schicht zu versehen, besteht auch die Möglichkeit, den Stabstrahlerkern aus einem reinen Dielektrikum zu bilden und dessen Oberfläche mit einer gitterförmigen oder spiralförmigen Struktur aus leitfähigem Material, das den geforderten Oberflächenwiderstand sicher­ stellt, herzustellen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennen­ einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anten­ neneinrichtung nach der Erfindung und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Antennen­ einrichtung nach der Erfindung.

In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennen­ einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Behälterflansch 13 eines nicht näher gezeigten Behälters 5, dessen Füllstand mit einem Füll­ standmeßgerät ermittelt werden soll. Der Behälterflansch 13 weist eine beispielsweise kreisförmige Öffnung 4 auf, die in einen Innenraum des Behälters 5 führt. Auf den Behälterflansch 13 ist die Gehäuseunterseite des Füllstandmeßgerätes montiert.

Das Füllstandmeßgerät ist ebenfalls lediglich ausschnittsweise anhand der in einem Flansch 1 der Gehäuseunterseite sitzenden Antenneneinrichtung gezeigt. Der Flansch 1 des Gehäuses des Füllstandmeßgerätes weist eine kreisförmige Öffnung auf, in der die Antenneneinrichtung sitzt. Die Öffnungen des Flansches 1 des Füllstandmeßgerätes und des Behälterflansches 13 sind konzentrisch übereinander angeordnet.

In der Öffnung des Flansches 1 des Füllstandmeßgerätes sitzt ein becherförmiger Metallmantel 6, der ein Hohlleitersystem bildet. Der Metallmantel 6 weist eine rohrförmige Seitenwan­ dung 6a auf, welche an ihrem dem Behälter 5 abgewandten Ende mit einer Deckelwandung 6b abschließt. An dem anderen Ende der Seitenwandung 6a schließt sich eine kreisförmige Flanschaufla­ ge 6c an, die zwischen dem Flansch 1 und dem Behälterflansch 13 liegt. Die Flanschauflage 6c weist im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ebenfalls eine Öffnung auf, die der Öffnung der rohrförmigen Seitenwandung 6a entspricht.

Der becherartige Metallmantel 6 mit seiner Deckelwandung 6b, der Seitenwandung 6a und der Flanschauflage 6c ist vorzugs­ weise einstückig ausgebildet und besteht aus Metall. In dem becherförmigen Metallmantel 6 sitzt das eine Ende eines Stabstrahlers 3, der sich in Richtung Behälter kegelförmig verjüngt. Zur Einkopplung von MF-Energie in den Stabstrahler 3 ist in der Seitenwandung 6a des Metallmantels 6 eine radiale Bohrung vorgesehen, in welcher eine Koaxialbuchse 12 sitzt. Innerhalb des Stabstrahlers 3 ist ein Erregerelement 11 an­ geordnet, das mit der Koaxialbuchse 12 elektrisch in Verbin­ dung steht. Die Koaxialbuchse 12 ist außerhalb des Metall­ mantels 6 mit einer Zuleitung 16 versehen, um die MF-Energie dem Erregerelement 11 zuzuführen.

Erfindungsgemäß ist der Stabstrahler 3 mindestens, wie Fig. 1 zeigt, an seiner um die Stabstrahlerachse X herumlaufenden Umfangsfläche mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche 10 versehen, die im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 als separate Schicht ausgebildet ist. Diese Schicht kann beispielsweise eine Dicke von kleiner 2 mm, vorzugsweise etwa zwischen 0,2 mm und 0,5 mm aufweisen.

In Fig. 1 ist die vordere Stirnseite des Stabstrahlers 3 nicht mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche 10 versehen. Diese Stirnseite kann jedoch, wie Fig. 1a zeigt, ebenfalls von einer elektrisch leitfähigen Oberfläche bedeckt sein.

Der dielektrische Stabstrahler 3 kann beispielsweise aus Poly­ styrol, Polypropylen oder vorzugsweise aus PTFE bestehen. Die die dielektrisch leitfähige Oberfläche 10 bildende Schicht ist vorzugsweise ein leitfähiger Kunststoff. Dieser leitfähige Kunststoff kann beispielsweise aus den erwähnten Materialien Polystyrol, Polypropylen oder PTFE bestehen, dem entweder Leitpigmente oder Kohle oder Graphit zugemischt wurden, um den geforderten Oberflächenwiderstand zwischen etwa 10² Ohm und 10⁶ Ohm zu erreichen.

Wesentlich ist, daß die elektrisch leitfähige Oberfläche 10 des Stabstrahlers 3 an Erde, d. h. an Behältermasse, ange­ schlossen ist. Dies wird, wie das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 zeigt, dadurch erreicht, daß die elektrisch leitfähige Oberfläche 10 mit dem Metallmantel 6 großflächig in Berührung steht. Der Metallmantel 6 ist darüber hinaus zwischen dem Behälterflansch 13 und dem Flansch 1 des Füllstandmeßgerätes eingespannt, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch geeignete Schraubmittel, die durch die Bohrungen 14, 15 ge­ führt werden, erreicht wird. Damit besteht eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Behälter 5, der geerdet ist und der elektrisch leitfähigen Oberfläche 10 des Stabstrahlers 3.

Obwohl in Fig. 1 die Flanschauflage 6c vorgesehen ist, ist diese nicht zwingend notwendig. Vielmehr kann die Seitenwan­ dung 6a des Metallmantels 6 direkt an den Flansch 1 an­ geschweißt werden. Es muß jedoch auf jeden Fall dafür gesorgt werden, daß die elektrisch leitende Oberfläche 10 des Stab­ strahlers 3 mit dem Behälterflansch 13 elektrisch in Kontakt ist.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Antenneneinrichtung dargestellt. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der gesamte Stabstrahler aus gleichem Material hergestellt. Der Stabstrahler 3 kann beispielsweise vollständig aus einem Material hergestellt sein, wie er im Zusammenhang mit Fig. 1 bei der Erläuterung der Oberflächenschicht 10 diskutiert wurde.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel verfügt der Stabstrah­ ler 3 über ein plattenförmiges Element 3a, das orthogonal zur Stabstrahlerachse X angeordnet ist und einstückig mit dem Stabstrahler 3 in Verbindung steht. Dieses plattenförmige Teil 3a wird, ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 die Flanschauflage 6c, zwischen den Behälterflansch 13 und den Flansch 1 des Füllstandmeßgerätes eingeklemmt. Hierdurch wird eine gute Malterung des gesamten Stabstrahlers 3 sicherge­ stellt. Der Stabstrahler ist im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel teilweise von einer gitterförmigen Struktur überzogen, die aus elektrisch leitfähigem Kunststoff gebildet ist, der die erwähnten Oberflächeneigenschaften aufweist. Im einzelnen ist der in den Behälter 5 ragende Stiel des Stabstrahlers 3 und die dem Behälter 5 zugewandte, gesamte Oberfläche des plattenförmigen Elementes 3a von der leitfähigen, gitterförmi­ gen Struktur überzogen. Die gitterförmige Struktur ist durch das flächige Anliegen am metallischen Behälterflansch an Er­ dungspotential angeschlossen. Anstelle dieser gitterförmigen Struktur könnte auch beispielsweise eine spiralförmige Ober­ flächenstruktur des elektrisch leitfähigen Materials auf den Stabstrahler 3 aufgebracht werden. Obwohl diese Realisierungs­ möglichkeit mit einer spiralförmigen oder gitterförmigen Ober­ flächenstruktur eines elektrisch leitfähigen Materials ver­ hältnismäßig aufwendig herzustellen ist, ist auch mit einer solchen Lösung das Ziel erreicht, einen Stabstrahler zur Ver­ fügung zu stellen, der in explosionsgefährdeter Umgebung ohne weiteres einsetzbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Flansch
3 Stabstrahler
4 Öffnung
5 Behälter
6 Metallmantel
10 leitfähige Oberfläche
11 Erregerelement
12 Koaxialbuchse
13 Behälterflansch/Antennenmasseanschluß
14 Bohrung
15 Bohrung
16 Zuleitung
6a Seitenwandung
6b Deckelwandung
6c Flanschauflage
3a Flanschauflage

Claims (11)

1. Antenneneinrichtung für ein Füllstand-Radargerät mit einem dielektrischen Stabstrahler (3) zum Abstrahlen von Mikrowellen entlang einer Hauptabstrahlrichtung (A) in einen Innenraum eines Behälters (5) und mit einer Vorrichtung (11) zum Einkoppeln von HF-Energie in den Stabstrahler (3), dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens die in den Behälter (5) ragende und um die Stab­ strahlerlängsachse verlaufende Umfangsfläche des Stab­ strahlers (3) eine elektrisch leitfähige Oberfläche (10) aufweist mit einem Oberflächenwiderstand von etwa 102 Ohm bis etwa 10¹⁶ Ohm und daß diese elektrisch leit­ fähige Oberfläche (10) mit einem geerdeten Antennenmas­ seanschluß (13) elektrisch verbunden ist, so daß der Ableitwiderstand des Stabstrahlers (3) gegen Erde klei­ ner 10⁶ Ohm ist.

2. Antenneneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in Hauptabstrahlrichtung (A) vorde­ re Stirnseite des Stabstrahlers (3) eine elektrisch leit­ fähige Oberfläche aufweist.

3. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Oberfläche (10) eine Dicke von weniger als etwa 2 mm aufweist.

4. Antenneneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dicke der leitfähigen Oberfläche (10) zwi­ schen 0,2 mm und 0,5 mm beträgt.

5. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Stabstrah­ ler (3) aus Polystyrol, Propylen oder Polytetrafluorethy­ len oder einer Mischung dieser Materialien besteht und von der leitfähigen Oberfläche (10) umgeben ist.

6. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Oberfläche (10) hülsenförmig auf dem Stabstrahler (3) angeordnet ist und aus einem Materialgemisch besteht, das durch die Kombination Kunst stoff/Leitpigmente oder Kunststoff/Kohle oder Kunststoff/Graphit gebildet ist.

7. Antenneneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Kunststoff, insbesondere PTFE, etwa 0,5% bis 5% Leitpigmente zugemischt sind.

8. Antenneneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Kunststoff, insbesondere PTFE, etwa 10% bis 30% Kohle oder Graphit zugemischt ist.

9. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Stabstrahler aus dem gleichen Material besteht.

10. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Oberfläche (10) als spiral- oder gitterförmige Struktur auf der Oberfläche des Stabstrahlers (3) aufgebracht ist.

11. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenmasseanschluß (13) ein metallischer Flansch des Behälters (5) ist und dieser metallische Flansch elektrisch mit der Oberfläche (10) des Stabstrahlers (3) in Verbindung steht.