DE19703346C2

DE19703346C2 - Parabolic antenna for focusing transmit pulses when measuring the fill level in closed containers

Info

Publication number: DE19703346C2
Application number: DE19703346A
Authority: DE
Inventors: Hans-Josef Schneider
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: DE19703346A1; DE59708036D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Parabolantenne zur Fokussierung von Sendeimpulsen bei einer Messung des Füllstandes in geschlossenen Behältern mit einer kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung, mit welcher Sendeimpulse über die Parabolantenne auf die Oberfläche des Füllgutes, dessen Füllhöhe gemessen werden soll, gerichtet sind und deren Echoimpulse nach der Reflexion auf der Oberfläche des Füllgutes wieder von der kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung über die Parabolantenne empfangen werden, die Antenne zur Durchführung des Meßgerätes durch eine Öffnung des Behälters faltbar ist und aus der Laufzeit der Impulse von der Sendeeinrichtung zur Oberfläche des Füllgutes und zurück zur Empfangseinrichtung der Abstand zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung und der Füllgutoberfläche ermittelt und daraus die Füllhöhe in dem Behälter errechnet und das Füllstandssignal analog und/oder digital zur Weiterverarbeitung ausgegeben wird. Die Weiterverarbeitung kann in einer prozesstechnischen Komponente, wie Schreiber, Anzeiger oder einer prozessnahen Komponente eines Prozessleitsystems oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung erfolgen.The invention relates to a parabolic antenna for focusing of transmission pulses when measuring the level in closed containers with a combined transmission and Receiving device with which transmit pulses over the Parabolic antenna on the surface of the product Level should be measured, directed and their Echo impulses after reflection on the surface of the Filled goods again from the combined transmit and Receive receiving device via the parabolic antenna the antenna to carry out the measuring device an opening of the container is foldable and from the running time the pulses from the transmitter to the surface of the Filling goods and the distance back to the receiving device between the transmitting and receiving device and the The surface of the product is determined and from this the level in the Container calculated and the level signal analog and / or is output digitally for further processing. The Further processing can be done in a process Component, such as recorder, indicator or a process-related Component of a process control system or programmable logic controller.

Als Sende- und Empfangseinrichtungen haben sich Ultraschallsensoren und in vermehrtem Maße Mikrowellensensoren bewährt. Ohne die Anwendung der Erfindung für Ultraschallsensoren auszuschließen, soll davon ausgegangen werden, daß es sich bei dem Füllstandsmeßgerät um ein Mikrowellen-Füllstandsmeßgerät handelt. Aber nicht nur zur Messung des Füllstandes in Behältern oder Tanks werden solche Geräte eingesetzt, sondern auch in verfahrenstechnischen Apparaturen, wie z. B. Reaktoren, Zentrifugen, Mischer, Trichter, Sichter, oder Wärmebehandlungsöfen und ähnliche Einrichtungen, welche in der Lebensmittel-, Pharma-, Bio-, Gen- und Petrochemie Anwendung finden. Außer dem beschriebenen Impulsverfahren (Laufzeitmeßverfahren) kommen auch Geräte nach dem FMCW (Frequenz Modulated Continous Wave) - Verfahren zum Einsatz. Solche Mikrowellen- Füllstandsmeßgeräte sind mit einer Stab- oder einer Hornantenne ausgerüstet.As send and receive devices have Ultrasonic sensors and to an increasing extent Proven microwave sensors. Without using the To rule out invention for ultrasonic sensors be assumed that the Level meter around a microwave level meter acts. But not only for measuring the level in Such devices are used in containers or tanks, but also in process engineering equipment, such as e.g. B. reactors, centrifuges, mixers, funnels, sifters, or heat treatment furnaces and similar devices, which in the food, pharmaceutical, bio, gene and Find petrochemical applications. Except for the one described Devices also come with pulse methods (transit time measurement methods) according to the FMCW (Frequency Modulated Continous Wave) - Procedure for use. Such microwave Level meters are available with a rod or a Horn antenna equipped.

Sehr häufig kommt es in der Prozeßmeßtechnik oder Prozeßleittechnik vor, daß die Füllhöhe eines Mediums unter schwierigen und/oder beengten Raumverhältnissen gemessen werden soll. Nämlich dann, wenn die Oberfläche des Meßmediums einen Großteil der Sendeenergie verschluckt, d. h. die Füllgutoberfläche wellig ist, das Füllgut kleine Dielektrizitätskonstanten um 1,2 bis 2,0 aufweist oder sich die Meßstelle in der Nähe der Behälterwand oder von Rührwerken, Einträgen oder anderen störenden Einbauten befindet. Hinzu kommt, je genauer die Messung erfolgen soll, und je schwieriger die Bedingungen am Meßort sind, um so mehr Wert muß auf ein geeignetes Antennensystem Wert gelegt werden.It very often occurs in process measurement technology or Process control engineering that the fill level of a medium below difficult and / or confined spaces shall be. Namely, when the surface of the Medium swallows a large part of the transmission energy, d. H. the product surface is wavy, the product is small Dielectric constant around 1.2 to 2.0 or the measuring point near the container wall or from Agitators, entries or other disturbing internals located. In addition, the more precise the measurement is made should, and the more difficult the conditions at the measuring site are, in order to so more value must be placed on a suitable antenna system be placed.

Ausgehend von der bekannten Gleichung
Based on the known equation

dabei sind:
P_R - empfangene Leistung; P_T - ausgehende Leistung; D - Durchmesser der Parabolantenne; H - Behälterhöhe, Meßdistanz; δ - Relexionskoeffizient als Funktion von Füllgut, Art der Füllgutoberfläche, usw.; λ - Wellenlänge, ist es in einem solchen Fall dem Fachmann bekannt und üblich, den Sendeimpuls über eine parabolische Antenne zu fokussieren und einen verstärkten gebündelten Impuls auf die Füllgutoberfläche zu richten. Der Einsatz einer solchen Parabolantenne bedeutet zwar eine hohe und auch dem eichamtlichen Verkehr genügende Meßgenauigkeit, aber der Nachteil der bisher verwendeten Parabolantennen liegt darin, daß der Durchmesser von Stab- oder Hornantennen üblicherweise 80-200 mm beträgt, der Durchmesser von bisher bekannten Parabolantennen 200-800 mm, ja sogar 1200 mm groß ist. Dies bedeutet, daß beim Einbau solcher Meßgeräte in bestehende geschlossene Behälter oder andere verfahrenstechnische Apparate Einbauöffnungen mit ebenso großen Durchmessern eingebracht und wieder lösbar mit Deckeln oder Flanschen verschlossen werden müssen. Sehr häufig liegt aber auch der ideale Meßort in einer Entfernung von ca. dem 0,15-fachen bis dem 0,3-fachen des Behälterradius von der Behälterwand entfernt, also an einer Stelle, wo keine so großen Öffnungen in die Behälterwand oder den Deckel eines Behälters eingebracht werden können. Somit steht zwar ein geeignetes, den Sendeimpuls fokussierendes Meßgerät zur Verfügung, das sich jedoch wegen der Größe der dazu notwendigen Öffnung in der Behälterwand nur mit erheblichen Aufwand einbringen läßt.there are:
P _R - received power; P _T - outgoing power; D - diameter of the parabolic antenna; H - container height, measuring distance; δ - coefficient of reflection as a function of product, type of product surface, etc .; λ - wavelength, in such a case it is known and customary for the person skilled in the art to focus the transmit pulse via a parabolic antenna and to direct an amplified, concentrated pulse onto the product surface. The use of such a parabolic antenna means a high level of measurement accuracy, which is also sufficient for official use, but the disadvantage of the parabolic antennas used so far is that the diameter of rod or horn antennas is usually 80-200 mm, the diameter of previously known parabolic antennas 200- 800 mm, even 1200 mm. This means that when such measuring devices are installed in existing closed containers or other process engineering apparatuses, installation openings with equally large diameters have to be introduced and releasably closed again with lids or flanges. Very often, however, the ideal measuring location is at a distance of approximately 0.15 to 0.3 times the container radius from the container wall, i.e. at a location where there are no such large openings in the container wall or the lid of a container can be introduced. Thus, a suitable measuring device focusing on the transmission pulse is available, but because of the size of the opening required for this purpose, it can only be introduced with considerable effort.

Um diesen Nachteil zu beheben, schlägt das Deutsche Patent 195 00 324 einen Antennenreflektor vor, welcher aus mehreren schwenkbaren Reflektorsegmenten besteht und jedes Segment an einen, durch eine Öffnung in den Behälter einbringbaren Befestigungszylinder über ein einachsiges Drehgelenk gelagert ist und die Segmente über ein Stellglied in eine gegenüber der Zylinderachse abgewinkelte Lage verschwenkt werden können. To overcome this disadvantage, the German patent suggests 195 00 324 an antenna reflector in front of which consists of several pivotable reflector segments and each Segment to one, through an opening in the container insertable mounting cylinder over a uniaxial Swivel is supported and the segments over one Actuator in an angled with respect to the cylinder axis Location can be pivoted.

Nachteilig ist bei diesem Antennenreflektor, daß über ein Stellglied ausgelöst, lediglich ein Verschwenken der Reflektorsegmente in eine gegenüber der Zylinderachse abgewinkelte Lage also ein Öffnen erfolgt, während ein zwangsweises Verschwenken der Segmente in eine Lage entlang der Achse des Befestigungszylinders, also ein Schließen, welches allein eine Wiederausführung der Antenne aus dem Behälter ermöglicht, bei der Vorrichtung gemäß diesem Patent nicht vorgesehen ist.The disadvantage of this antenna reflector is that a Actuator triggered, only a pivoting of Reflector segments in one opposite the cylinder axis angled position so opening takes place while a forced swiveling of the segments into one position the axis of the fastening cylinder, i.e. a closing, which alone is a re-execution of the antenna from the Container allows in the device according to this Patent is not provided.

Die rauhen Umweltbedingungen am Meßort innerhalb des Behälters verursachen aber sehr schnell eine solch starke Verschmutzung des Antennenreflektors, daß im Falle einer notwendigen Demontage und Wiederausbringung der Antenne aus dem Behälter ein Schließen unmöglich ist oder doch stark behindert wird, so daß bei versuchter zwangsweiser Schließung des Reflektors sogar mit einer Beschädigung gerechnet werden kann.The harsh environmental conditions at the measuring location within the However, containers very quickly cause such a strong one Pollution of the antenna reflector that in the case of a necessary disassembly and re-deployment of the antenna the container is impossible to close or strong is hindered, so that when attempted inevitable Closure of the reflector even with damage can be expected.

Aus der US-PS 4,683,475 ist ebenfalls ein faltbarer Antennenreflektor bekannt geworden, welcher an Stelle von stabilen Einzelelementen aus einer faltbaren flexiblen metallbeschichteten Folie besteht. Ein axial verschiebbarer Hauptschieber ist mit den Schirmschienen verbunden. Die axiale Verschiebung bewirkt das Öffnen und Zusammenfalten des Antennenreflektors. Obwohl der hier gezeigte Antennenreflektor ebenfalls zum Empfang und der Reflexion von Mikrowellen geeignet ist, liegt die Aufgabe und damit die Gestaltung der Antenne in der Übertragung von hochfrequenten Signalen. Sie ist für den vorliegenden Fall zur Anwendung in der Prozeßtechnik völlig ungeeignet.From US-PS 4,683,475 is also a foldable Antenna reflector has become known, which instead of stable individual elements from a foldable flexible metal-coated film. An axially displaceable The main slide is connected to the shield rails. The axial displacement causes opening and folding of the antenna reflector. Although the one shown here Antenna reflector also for reception and reflection of microwaves is the task and therefore the design of the antenna in the transmission of high-frequency signals. It is for the present case completely unsuitable for use in process technology.

Aus dem Deutschen Patent 36 21 578 ist gleichfalls eine faltbare Parabolantenne bekannt, bei der der Paraboloid aus formstabilen Einzelelementen bzw. Segmenten gebildet wird. From German patent 36 21 578 is also one foldable parabolic antenna known in which the paraboloid is made dimensionally stable individual elements or segments is formed.

Bei dieser Antenne handelt es sich um einen für einen Einsatz im Orbit optimierten Reflektor, der in zusammengefaltetem Zustand zusammen mit einem Sateliten mittels einer Trägerrakete an seinen Einsatzort gebracht und dort entfaltet wird. Ein erneutes Zusammenfalten dieser Antenne ist nicht vorgesehen, sondern eine Möglichkeit zur Justage der Position der Einzelelemente. Eine Verwendung dieser Antenne für die eingangs erwähnte industrielle Füllstandsmeßtechnik ist problematisch.This antenna is one for one Use in orbit optimized reflector, which in folded state together with a satellite brought to its site by means of a launch vehicle and unfolded there. A new folding of these Antenna is not provided, but a way to Adjustment of the position of the individual elements. One use this antenna for the aforementioned industrial Level measurement technology is problematic.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine faltbare Parabolantenne vorzuschlagen, welche in eine Öffnung kleineren Durchmessers eines Behälters eingeführt, im Innern des Behälters sicher geöffnet und im Falle der Notwendigkeit ebenso sicher wieder ausgeführt werden kann.In contrast, the invention is based on the object propose foldable parabolic antenna, which in a Opening of smaller diameter of a container introduced, inside the container safely opened and in the case of Need can be run just as safely again.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This problem is solved by the claim 1 marked features. Embodiments of the invention are marked in the subclaims.

Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher beschrieben werden.The invention will be described in more detail with reference to the drawings become.

Es zeigenShow it

Fig. 1 die Darstellung eines Mikrowellen- Füllstandsmeßgerätes, bei welchem die Parabolantenne angewendet ist; Figure 1 is a representation of a microwave level meter, in which the parabolic antenna is applied.

Fig. 2 einen Abschnitt des in Fig. 1 gezeigten Mikrowellen-Füllstandsmeßgerätes mit einem ersten Ausführungsbeispiel der faltbaren Antenne; FIG. 2 shows a section of the microwave fill level measuring device shown in FIG. 1 with a first exemplary embodiment of the foldable antenna;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der faltbaren Antenne; Fig. 3 shows a second embodiment of the foldable antenna;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der faltbaren Antenne. Fig. 4 shows another embodiment of the foldable antenna.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Füllstandsmeßgerät dargestellt, welches beispielhaft ein Mikrowellen-Füllstandsmeßgerät sein soll. Das Füllstandsmeßgerät dient dazu, die Füllhöhe eines Meßmediums zu ermitteln, welches sich im Innern eines Behälters befindet und den Meßwert analog und/oder digital zur Weiterverarbeitung auszugeben. Dazu ist das Füllstandsmeßgerät 1 mittels eines Geräteflansches 11 mit einem Behälterflansch 20 verschraubt, welcher die Öffnung 21 eines Behälters 2 umschließt. Der Behälter 2 ist durch ein kurzes Stück der Behälterwand oder des Behälterdeckels 22 angedeutet. Das Füllstandsmeßgerät weist ein Gehäuse 12 auf, in dessen Innenraum sich die elektrischen/ elektronischen Bauelemente befinden, mit denen das Füllstandsmeßgerät betrieben und das Meßsignal erzeugt und übertragen wird. In Richtung Behälterinnenraum erstreckt sich von dem Geräteflansch 11 das Antennenrohr 13 an dessen Flansch abgewandten Ende der kombinierte Mikrowellensender und -empfänger 14 angeordnet ist. Zwischen dem Geräteflansch 11 und dem kombinierten Mikrowellensender und -empfänger 14 ist eine Parabolantenne 3 so mit dem Antennenrohr 13 verbunden, daß der Parabolschirm 31 die Symmetrieachse des Antennenrohres 13 symmetrisch umläuft. Dabei ist der Abstand zwischen dem kombinierten Mikrowellensender und -empfänger 14 und der Parabolantenne 3 so gewählt, daß sich der kombinierte Mikrowellensender und -empfänger 14 genau im Brennpunkt der Parabolantenne 3 befindet. Der Sendeteil des kombinierten Mikrowellensenders und -empfängers 14 strahlt eine Mikrowelle in Richtung der Innenwand des Parabolschirms 31 ab. Dieser wird durch die Tangenteneigenschaft des Paraboloiden so reflektiert, daß die Mikrowelle parallel zur Längsachse des Antennenrohres 13 auf das im Innern des Behälters befindliche Füllgut gerichtet ist und nach der Reflexion an der als Reflexionsebene wirkenden Füllgutoberfläche als Echowelle wieder den Parabolschirm 31 der Parabolantenne 3 erreicht, dort erneut reflektiert und nun so gebündelt auf den, im Brennpunkt befindlichen kombinierten Mikrowellensender und -empfänger 14 gerichtet ist.In Fig. 1, 1 is a level measuring device, which is to be an example of a microwave level measuring device. The fill level measuring device is used to determine the fill level of a measuring medium which is located inside a container and to output the measured value in analog and / or digital form for further processing. For this purpose, the fill level measuring device 1 is screwed by means of a device flange 11 to a container flange 20 which encloses the opening 21 of a container 2 . The container 2 is indicated by a short piece of the container wall or the container cover 22 . The fill level measuring device has a housing 12 , in the interior of which are the electrical / electronic components with which the fill level measuring device is operated and the measurement signal is generated and transmitted. In the direction of the interior of the container, the antenna tube 13 extends from the device flange 11 and the combined microwave transmitter and receiver 14 is arranged at the flange end facing away from the latter. Between the device flange 11 and the combined microwave transmitter and receiver 14 , a parabolic antenna 3 is connected to the antenna tube 13 in such a way that the parabolic screen 31 runs symmetrically around the axis of symmetry of the antenna tube 13 . The distance between the combined microwave transmitter and receiver 14 and the parabolic antenna 3 is selected such that the combined microwave transmitter and receiver 14 is located exactly in the focal point of the parabolic antenna 3 . The transmission part of the combined microwave transmitter and receiver 14 emits a microwave in the direction of the inner wall of the parabolic screen 31 . This is reflected by the tangent property of the paraboloid in such a way that the microwave is directed parallel to the longitudinal axis of the antenna tube 13 onto the filling material located in the interior of the container and after reflection on the surface of the filling material acting as a plane of reflection again reaches the parabolic screen 31 of the parabolic antenna 3 as an echo wave. is reflected there again and is now focused on the combined microwave transmitter and receiver 14 located at the focal point.

Um die Parabolantenne 3 im Innern des Behälters 2 anzuordnen, muß die Öffnung 21 dem Außendurchmesser der Antenne 3 entsprechen. Eine solche große Öffnung ist aber sehr häufig gar nicht vorhanden oder nur mit großen Aufwand in die Behälterwand oder den Behälterdeckel einzubringen, oder vorhandene große Flanschöffnungen sind bereits anderweitig vergeben. Außerdem bedeutet das Einbringen einer so großen Öffnung, welche wieder druckdicht verschlossen werden muß, einen erheblichen Aufwand an Arbeit und Kosten. Auch muß dann das Meßgerät über einen so großen Geräteflansch verfügen, daß dessen Durchmesser dem Durchmesser der Behälteröffnung und damit der Parabolantenne entspricht. Um diesem Nachteil abzuhelfen, wurde bereits vorgeschlagen, die Parabolantenne 3 zusammenfaltbar zu gestalten, damit die Antenne im geschlossenem Zustand durch eine wesentlich kleinerer Öffnung der Behälterwand oder des Behälterdeckels eingeführt und im Innern des Behälters geöffnet werden kann. In der Weiterentwicklung dieses Standes der Technik soll die Verschwenkung der Antennenelemente mittels der Verstellvorrichtung 15 geschehen. Der Sechskant 16 deutet diese Verstellmöglichkeiten durch die Wirkung des Drehmomentes eines aufgesteckten Schraubenschlüssels an. Bei der Anwendung solcher Antennen in der Prozeßtechnik sind diese einer enormen Umweltbelastung ausgesetzt. Wechselnde Temperaturen, trockene und feuchte Stäube, anbackende Füllgüter, usw. schränken die Beweglichkeit der Verstellsegmente schon nach kurzer Zeit erheblich ein. Außerdem ist es wichtig, daß zur Erlangung der Funktionsfähigkeit die Öffnung sowie Schließung der Parabolantenne vollkommen erfolgt, deshalb schlägt die Erfindung vor, sowohl das Öffnen wie auch das Schließen der Antenne zwangsbewegt von der Öffnung 21 her auszuführen. Um außerdem im Falle einer Funktionsbeeinträchtigung durch extremen Schmutz, bzw. extremen Anbackungen die Antenne von außen reinigen zu können, ist an dem Antennenrohr 13 eine Reinigungseinrichtung 17, 18 angeordnet. Mit Hilfe von Düsen wird dabei ein Strahl von Druckluft oder eine Reinigungsflüssigkeit auf die Antenne gerichtet und diese dadurch von die Funktion beeinträchtigenden extremen Schmutz, bzw. extremen Anbackungen bei Füllgütern wie Teer, Bitumen und dergleichen, befreit. Eine Zuleitung 19 durchdringt den Flansch 11 und ist somit von außerhalb des Behälters anschließbar.In order to arrange the parabolic antenna 3 inside the container 2 , the opening 21 must correspond to the outside diameter of the antenna 3 . Such a large opening is very often not available at all or can only be introduced into the container wall or the container lid with great effort, or existing large flange openings have already been assigned elsewhere. In addition, the introduction of such a large opening, which must be closed again pressure-tight, means a considerable amount of work and costs. The measuring device must then also have such a large device flange that its diameter corresponds to the diameter of the container opening and thus the parabolic antenna. In order to remedy this disadvantage, it has already been proposed to make the parabolic antenna 3 foldable so that the antenna can be inserted through the opening of the container wall or the container lid in the closed state and opened inside the container. In the further development of this prior art, the pivoting of the antenna elements is to be done by means of the adjusting device 15 . The hexagon 16 indicates these adjustment options through the effect of the torque of an attached wrench. When such antennas are used in process technology, they are exposed to enormous environmental pollution. Changing temperatures, dry and moist dusts, caked filling goods, etc. limit the mobility of the adjustment segments considerably after a short time. In addition, it is important that the opening and closing of the parabolic antenna take place completely in order to achieve the functionality, therefore the invention proposes to forcefully open and close the antenna from the opening 21 . In order to also be able to clean the antenna from the outside in the event of a functional impairment due to extreme dirt or extreme caking, a cleaning device 17 , 18 is arranged on the antenna tube 13 . With the help of nozzles, a jet of compressed air or a cleaning liquid is directed onto the antenna and this frees it from extreme dirt which impairs its function, or extreme caking in the case of filling goods such as tar, bitumen and the like. A feed line 19 penetrates the flange 11 and can thus be connected from outside the container.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier sind mit gleichen Positionszahlen wiederum ein Teil des Füllstandsmeßgerätes 1, der Behälter 2, die Flansche 11 und 20, die Öffnung 21, die Behälterwand 22, und das Antennenrohr 13 gezeigt. Die Parabolantenne 3 ist lediglich durch zwei Schirmschienen 32, 33 dargestellt. Alle weiteren Teile sind der besseren Übersicht wegen weggelassen worden. In Fig. 2 nimmt die linke Schirmschiene 32 eine Position in ausgeschwenkter Lage, also so wie bei geöffneter Antenne und die rechte, gestrichelt dargestellte Schirmschiene 33 eine Lage, bei geschlossener Antenne ein. Die beiden Schirmschienen 32, 33 sind jeweils in einem Schwenklager 42 gelagert. In einer wie rechts gezeigten Lage wird die Antenne durch die Öffnung 21 in den Behälter 2 eingeführt und vor Aufsetzen des Flansches 11 mittels des Stellgetriebes 34 entfaltet. Dazu wird die Spindel 35 mit dem Drehmoment eines auf die Passung 36 aufgesetzten Schlüssels so um ihre Achse gedreht, daß sich der Schieber 37 in Richtung des Lagerringes 38 bewegt. Die Spindel 35 wird über die am Antennenrohr 13 befestigte Spindelmutter 39 translatorisch bewegt. Auf der, dem kombinierten Mikrowellensender und -empfänger 14 zugewandten Seite sind an dem Schieber 37 Aufnahmen 40 angeformt. In die Aufnahmen 40 greifen die kugelförmigen Enden 41 des kurzen Schenkels der Schirmschienen 32, 33 ein. Die parallelen Platten der Aufnahmen 40 stehen mit den kugelförmigen Enden 41 in formschlüssiger Verbindung. Die Bewegung des Schiebers 37 bewirkt die Ausübung eines Momentes auf die kugelförmigen Schenkel 41 der Schirmschienen 32, 33, so daß diese um den Drehpunkt der Schwenklager 42 verschwenkt werden und im Anschlag des Schiebers 37 an dem Lagerring 38 eine genau definierte Stellung einnehmen, welche der Funktionslage der Antenne 3 entspricht. In dieser Lage kann nun das Füllstandsmeßgerät richtig auf den Flansch 20 aufgesetzt und die Flansche 11 und 20 miteinander verschraubt werden. Fig. 2 shows a first embodiment of the invention. Here again, with the same position numbers, a part of the fill level measuring device 1 , the container 2 , the flanges 11 and 20 , the opening 21 , the container wall 22 , and the antenna tube 13 are shown. The parabolic antenna 3 is only represented by two shield rails 32 , 33 . All other parts have been omitted for clarity. In FIG. 2, the left shield rail 32 takes up a position in the pivoted-out position, that is to say as when the antenna is open, and the right shielded rail 33 , shown in broken lines, takes a position when the antenna is closed. The two shield rails 32 , 33 are each mounted in a pivot bearing 42 . In a position as shown on the right, the antenna is inserted through the opening 21 into the container 2 and unfolded by means of the actuating gear 34 before the flange 11 is put on. For this purpose, the spindle 35 is rotated about its axis with the torque of a key placed on the fit 36 such that the slide 37 moves in the direction of the bearing ring 38 . The spindle 35 is moved in a translatory manner via the spindle nut 39 attached to the antenna tube 13 . On the side facing the combined microwave transmitter and receiver 14, receptacles 40 are formed on the slide 37 . The spherical ends 41 of the short leg of the shield rails 32 , 33 engage in the receptacles 40 . The parallel plates of the receptacles 40 are in a positive connection with the spherical ends 41 . The movement of the slide 37 causes a moment to be exerted on the spherical legs 41 of the shield rails 32 , 33 so that they are pivoted about the pivot point of the pivot bearings 42 and assume a precisely defined position in the stop of the slide 37 on the bearing ring 38 , which of the Functional position of the antenna 3 corresponds. In this position, the fill level measuring device can now be placed correctly on the flange 20 and the flanges 11 and 20 screwed together.

Im umgekehrten Sinne übt die Spindel 35 über das Widerlager 43 einen Zug auf den Schieber 37 aus. Durch diesen Zug wird der Schieber in Richtung Öffnung 21 bewegt und formschlüssig die kugelförmigen Schenkel der Schirmschienen 32, 33 so verschwenkt, daß die Schirmschienen eine Lage einnehmen, wie dies auf der rechten Seite dargestellt ist und in welcher die Antenne 3 leicht durch die Öffnung 21 aus dem Behälter 2 geführt werden kann. Es ist nun leicht zu erkennen, daß mit Hilfe des Stellgetriebes 34 selbst bei erheblicher Verschmutzung die Parabolantenne 3 jede Lage einnehmen kann, von ganz geschlossen bis ganz geöffnet.In the opposite sense, the spindle 35 exerts a pull on the slide 37 via the abutment 43 . By this train, the slide is moved in the direction of opening 21 and the spherical legs of the shielding rails 32 , 33 are pivoted so that the shielding rails assume a position as shown on the right-hand side and in which the antenna 3 easily passes through the opening 21 can be guided from the container 2 . It is now easy to see that, with the aid of the actuating gear 34, the parabolic antenna 3 can assume any position, even from considerable contamination, from completely closed to fully open.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich gegenüber der in Fig. 2 gezeigten lediglich dadurch, daß anstelle der Spindel 35 das Antennenrohr 13 selbst mit einem Bewegungsgewinde 51 versehen ist. Anstelle der Aufnahmen 40 zeigt diese Ausführungsform eine Druckplatte 52 in formschlüssiger Verbindung mit den kugelförmigen Schenkeln der Schirmschienen 32, 33. Weiter weist das Antennenrohr 13 eine, das Rohr umlaufende Federhalterung 53 auf. Zwischen der Federhalterung 53 und den Schirmschienen 32, 33, sind Zugfedern 54, 55 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform bewirken die Federelemente 54, 55, daß die Antenne 3 bei Einführung in den Behälter 2 durch die Öffnung 21 sich in einer zusammengefalteten Lage befindet. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 2 geschieht das Aufschwenken der Antenne dadurch, daß der Schieber 37 um seine Achse verdreht und entlang des Gewindes 51 in Richtung Lagerring 38 bewegt wird. Durch diese Bewegung übt die Druckplatte 52 ein Moment auf die kugelförmigen Schenkel der Schirmschienen 32, 33 aus, so daß diese gegen die Wirkung der Zugfedern 54, 55 verschwenkt und geöffnet werden.The embodiment shown in FIG. 3 differs from that shown in FIG. 2 only in that instead of the spindle 35, the antenna tube 13 itself is provided with a movement thread 51 . Instead of the receptacles 40 , this embodiment shows a pressure plate 52 in a positive connection with the spherical legs of the shield rails 32 , 33 . Furthermore, the antenna tube 13 has a spring holder 53 running around the tube. Tension springs 54 , 55 are arranged between the spring holder 53 and the shield rails 32 , 33 . In this embodiment, the spring elements 54 , 55 cause the antenna 3 to be in a folded position when it is introduced into the container 2 through the opening 21 . In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the pivoting open of the antenna takes place in that the slide 37 is rotated about its axis and moved along the thread 51 in the direction of the bearing ring 38 . Through this movement, the pressure plate 52 exerts a moment on the spherical legs of the shield rails 32 , 33 , so that these are pivoted and opened against the action of the tension springs 54 , 55 .

Eine Drehbewegung des Schiebers 37 in die andere Richtung wird zu einer Bewegung des Schiebers 37 in Richtung der Öffnung 21 führen, so daß die Schirmschienen 32, 33 unter der Wirkung der Federkraft der Zugfedern 54, 55 zurück verschwenkt werden. Geschieht die Bewegung des Schiebers 37 weit genug, so werden die beiden Schirmschienen 32, 33 eine Lage einnehmen, in welcher die Antenne geschlossen und leicht aus dem Behälter 2 ausführbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann von der Öffnung 21 aus die Parabolantenne 3 in jede beliebige Lage geöffnet und durch die Wirkung der Zugfedern auch unter Verschmutzung wieder geschlossen werden.A rotary movement of the slide 37 in the other direction will lead to a movement of the slide 37 in the direction of the opening 21 , so that the shield rails 32 , 33 are pivoted back under the action of the spring force of the tension springs 54 , 55 . If the movement of the slide 37 occurs far enough, the two shield rails 32 , 33 will assume a position in which the antenna is closed and can be easily carried out from the container 2 . In this embodiment, too, the parabolic antenna 3 can be opened in any position from the opening 21 and closed again under the action of the tension springs even when it is dirty.

Fig. 4 stellt die Weiterentwicklung der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele dar. Auch hier ist ein kleinerer Abschnitt des Mikrowellen-Füllstandsmeßgerätes 1 dargestellt. Die Darstellung beschränkt sich auf die Parabolantenne 3 und die Stelleinrichtung. Auch in Fig. 4 ist wieder auf der linken Seite die geöffnete und auf der rechten Seite die geschlossene Lage der Parabolantenne aufgezeigt. FIG. 4 shows the further development of the exemplary embodiments shown in FIGS. 2 and 3. Here, too, a smaller section of the microwave level measuring device 1 is shown. The illustration is limited to the parabolic antenna 3 and the actuating device. Also in Fig. 4 is back on the left side of the opened and demonstrated the closed position of the parabolic antenna on the right side.

Die Parabolantenne 3 besteht aus einer Anzahl von Schirmschienen 133, von denen im Ausführungsbeispiel nur 5 dargestellt sind. Zur Einführung durch die Öffnung 21 in den Behälter 2 wird die Antenne eine Form einnehmen, wie sie auf der rechten Seite gezeigt ist. Zur Reflexion der Mikrowellen umspannt die Schirmschiene 133 eine flexible, aus einer temperaturbeständigen, druckfesten, korrosionsbeständigen und gegen statische Aufladungen neutrale faltbare Metallfolie 144. Diese Folie kann beispielsweise aus Stahl, Edelstahl, Aluminium oder einer Nickel-Chrom-Manganlegierung hergestellt sein. Aber auch eine metallisierte Kunststoffolie notwendiger Steifigkeit kann Verwendung finden. Um der Folienantenne die für die Funktion notwendige Steifheit zu verleihen, erstrecken sich zwischen den Schirmschienen 133 Querstreben 134. Diese umlaufen jedoch nicht den gesamten Parabolschirm, sondern lassen symmetrische Abschnitte 135 zwischen benachbarten Schirmschienen frei, durch welche sich die Folie bei Schließen der Antenne einfalten kann. Zum Öffnen und Schließen der Antenne ist an dem Antennenrohr 13 eine Muffe 145 angeformt oder unlösbar verbunden. Entlang ihres Umfanges weist die Muffe 145 sich in axialer Richtung erstreckende Nuten 146 auf. Diese sind symmetrisch mit gleichen Abstand an der Mantelfläche der Muffe 145 vorgesehen. Die Nuten 146 sind üblicherweise in einem spanabhebenden Verfahren hergestellt. Zum Öffnen und Schließen des Schirmes verfügt der Stelltrieb über ein Schraubengetriebe 147. Das Schraubengetriebe 147 ist aus einem Elementenpaar, nämlich dem Schraubenschieber 148 und der Spannmutter 149 gebildet. Ein Haltering 150 umläuft an dem, der Muffe 145 zugewandten Ende die Mantelfläche der Spannmutter 149 in einer Nut. Am Umfang des Halteringes 150 sind Lagerelemente angeformt, an welchen die Spreizstreben 151 eingreifen. Die Verbindung zwischen dem Haltering 150 und der Spannmutter 149 ist in der Passung eines leichten Gleitsatzes ausgeführt, so daß die Lagerelemente des Halteringes 150 ihre Lage am Umfang der Spannmutter 149 auch dann beibehalten, wenn die Spannmutter 149 um die eigenen Achse gedreht wird.The parabolic antenna 3 consists of a number of shield rails 133 , of which only 5 are shown in the exemplary embodiment. For insertion through the opening 21 into the container 2 , the antenna will take a shape as shown on the right side. To reflect the microwaves, the shielding rail 133 spans a flexible metal foil 144 , which is made of a temperature-resistant, pressure-resistant, corrosion-resistant and is neutral against static charges. This foil can be made of steel, stainless steel, aluminum or a nickel-chrome-manganese alloy, for example. A metallized plastic film with the necessary rigidity can also be used. In order to give the film antenna the rigidity necessary for the function, cross struts 134 extend between the shield rails 133 . However, these do not run around the entire parabolic screen, but leave symmetrical sections 135 between adjacent screen rails free, through which the film can fold in when the antenna is closed. For opening and closing of the antenna at the antenna tube 13 is a sleeve 145 is integrally formed or permanently connected. The sleeve 145 has grooves 146 extending in the axial direction along its circumference. These are provided symmetrically at the same distance on the outer surface of the sleeve 145 . The grooves 146 are usually made in a machining process. The actuator has a screw gear 147 for opening and closing the screen. The screw gear 147 is formed from a pair of elements, namely the screw slide 148 and the clamping nut 149 . A retaining ring 150 runs around the outer surface of the clamping nut 149 in a groove at the end facing the sleeve 145 . At the periphery of the retaining ring 150 bearing elements are formed, to intervene at which the expansion braces 151st The connection between the retaining ring 150 and the clamping nut 149 is designed to fit a light sliding block, so that the bearing elements of the retaining ring 150 maintain their position on the circumference of the clamping nut 149 even when the clamping nut 149 is rotated about its own axis.

Weitere Lagerelemente 152 bilden mit dem Schraubschieber 148 eine formschlüssige Funktionseinheit und weisen Führungsrollen auf, über welche die Lagerelemente 152 in den Nuten 146 der Muffe 145 beweglich gelagert sind. Die Lagerelemente 152 bilden das dem Antennenrohr 13 zugewandte Ende der Antennenschienen 133. Sie bilden den Befestigungs- und Drehpunkt und damit die Krone der Parabolantenne 3.Further bearing elements 152 form a form-fitting functional unit with the screw slide 148 and have guide rollers, via which the bearing elements 152 are movably mounted in the grooves 146 of the sleeve 145 . The bearing elements 152 form the end of the antenna rails 133 which faces the antenna tube 13 . They form the attachment and pivot point and thus the crown of the dish 3 .

Durch die mittels der Wirkung eines Drehmomentes auf die Schlüsselflächen 136 ausgeführte Drehbewegung der Spannmutter 149 um ihre eigenen Achse, ist das Schraubengetriebe 147 in Gang gesetzt und bewirkt, daß der Schraubenschieber 148 in Richtung des kombinierten Mikrowellensenders und -empfängers 14 bewegt wird. Gleichzeitig wird damit das Lagerelement 152 in die gleiche Richtung bewegt und die Schirmschienen 133 durch die, einen Benäherbügel bildende Lagerung 153 der Spreizstreben 151 in ihrer Lage festgehalten, so daß die Schirmschienen 133 eine Schwenkbewegung um den Drehpunkt 153 ausführen und sich die Parabolantenne öffnet. Diese Bewegung setzt sich fort, bis die Lagerelemente 152 eine Stellung am Ende der Nuten 146 erreicht haben. Nach Beendigung dieses Vorganges nimmt die Parabolantenne eine Lage ein, wie sie auf der linken Seite der Fig. 4 dargestellt ist. Umgekehrt werden durch die entgegengesetzte Drehung der Spannmutter 149 die Lagerelemente 152 in Richtung der Öffnung 21 bewegt, bis die Rollen den oberen Endpunkt der Nuten 146 erreicht haben und die Schirmschienen 133 wieder ihre ursprüngliche Lage einnehmen.Due to the rotary movement of the clamping nut 149 about its own axis by means of the action of a torque on the key surfaces 136 , the screw gear 147 is set in motion and causes the screw slide 148 to be moved in the direction of the combined microwave transmitter and receiver 14 . At the same time, the bearing element 152 is moved in the same direction and the shield rails 133 are held in position by the mounting 153, which forms a sewing bracket, of the expansion struts 151 , so that the shield rails 133 perform a pivoting movement about the pivot point 153 and the parabolic antenna opens. This movement continues until the bearing elements 152 have reached a position at the end of the grooves 146 . After completing this process, the parabolic antenna assumes a position as shown on the left side of FIG. 4. Conversely, due to the opposite rotation of the clamping nut 149, the bearing elements 152 are moved in the direction of the opening 21 until the rollers have reached the upper end point of the grooves 146 and the shield rails 133 have returned to their original position.

Die metallischen Teile der Parabolantenne sind entweder aus einem gegenüber den Meßmedien beständigen Werkstoff, wie z. B. hochlegierten Stählen ausgeführt oder aber mit einem gegenüber diesen Medien beständigen Kunststoff überzogen. Sie können aber auch aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt sein.The metallic parts of the dish are either out a material resistant to the measuring media, such as e.g. B. high-alloy steels or with a plastic resistant to these media. But you can also use a suitable plastic be made.

Die Ausführung des Gewindes des Schraubengetriebes 147 als ein Feingewinde, z. B. metrisches Feingewinde, z. B. nach DIN 13, erweitert die Möglichkeit der Lagebestimmung der Schirmschienen erheblich. Dadurch kann die Form des Parabolschirmes präzise nach dem größten Wirkungsgrad der Reflexion der Mikrowellenkeule in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Reflexionsebene reproduzierbar eingestellt werden.The execution of the thread of the screw gear 147 as a fine thread, for. B. metric fine thread, e.g. B. according to DIN 13, extends the possibility of determining the position of the shield rails considerably. As a result, the shape of the parabolic screen can be set reproducibly precisely according to the greatest efficiency of the reflection of the microwave lobe, depending on the nature of the reflection plane.

Im Falle des notwendigen Zusammenfaltens der Parabolantenne und Ausführen des Mikrowellenmeßgerätes ergibt die Anwendung eines Schraubengetriebes durch dessen Übersetzung den Vorteil, daß die Antenne trotz einer erheblichen Verschmutzung zwangsbewegt wieder geschlossen werden kann, ohne daß eine Beschädigung von Schirmschienenstreben und Folie erfolgt.If the parabolic antenna has to be folded up and running the microwave meter gives the Application of a screw gear through its translation the advantage that the antenna despite a considerable Pollution can be closed again without damage to the screen rail struts and Slide is done.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsform der aus einer flexiblen Folien gebildeten Parabolantenne beschränkt. Das zwangsweise Schließen und Öffnen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ist auch bei einem aus stabilen Einzelelementen, bzw. Segmenten zusammengesetzten Antennenschirms möglich.Of course, the invention is not limited to that Embodiment of the formed from a flexible film Parabolic antenna limited. The forced closing and Opening by means of the device according to the invention is also for one made of stable individual elements or segments composite antenna shield possible.

Claims

1. Parabolic antenna for focusing transmit pulses when measuring the fill level in closed containers with a combined transmitting and receiving device, with which transmit pulses are directed via the parabolic antenna onto a surface of a medium, the fill level of which is to be measured, and the echo pulses after reflection the surface of the filling material can again be received by the combined transmitting and receiving device via the parabolic antenna, the antenna for carrying out a measuring device being foldable through an opening in the container, characterized in that the parabolic antenna ( 3 ) has a device ( 15 , 34 , 37 , 54 , 55 , 147 ), by means of which a closing folding and opening unfolding of the parabolic screen ( 31 ) is forced.

2. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that by the device ( 15 , 34 , 37 , 54 , 55 , 147 ) the shape of the paraboloid determining shield rails ( 32 , 33 ) are held in any desired position from open to closed.

3. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that the device is formed by an axially movable actuator ( 34 ).

4. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that the device is formed by the interaction of axially movable rotary valve ( 37 ) and spring elements ( 54 , 55 ).

5. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that the device is formed by a screw gear ( 147 ).

6. Parabolic antenna according to claim 3, characterized in that the axial movement of the actuating gear ( 34 ) causes pivoting of shield rails ( 32 , 33 ) about a pivot point ( 42 ).

7. Parabolic antenna according to claim 4, characterized in that pivoting of the screen rails ( 32 , 33 ) about a pivot point ( 41 ) against and / or with the action of the spring elements ( 54 , 55 ).

8. Parabolic antenna according to claim 5, characterized in that the screw gear ( 147 ) is formed from a pair of elements from the screw slide ( 148 ) and clamping nut ( 149 ).

9. parabolic antenna according to claim 5, characterized in that the crown of the parabolic antenna forming ends of the shield rails ( 133 ) as axially in grooves ( 146 ) movable bearing elements ( 152 ) are formed, which the point of engagement of one of the axial movement of the helical gear ( 147 ) caused pivoting movement around a pivot point coinciding with a sewing bracket ( 153 ) of shield rails ( 133 ).

10. Parabolic antenna according to claim 5, characterized in that the parabolic screen ( 31 ) spreading struts ( 151 ) which on the one hand mounted on a retaining ring ( 150 ) of a clamping nut ( 149 ) and on the other hand with a sewing bracket ( 153 ) of screen rails ( 133 ) coinciding with Form pivot points of the pivoting movement of the shield rails ( 133 ).

11. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that the parabolic screen ( 31 ) from a screen rails ( 133 ) and cross struts ( 134 ) formed from a lattice frame and from a flexible film ( 144 ) is formed.

12. Parabolic antenna according to claim 11, characterized in that the film forming the surface of the antenna ( 144 ) is formed from a measuring medium-resistant metal film or a metallized plastic film.

13. Parabolic antenna according to claim 11, characterized in that the parabolic screen ( 31 ) forming the screen rails ( 133 ) and cross struts ( 134 ) made of a media-resistant metal or coated with a media-resistant plastic.

14. Parabolic antenna according to claim 11, characterized in that on the circumference of the parabolic screen ( 31 ) of cross struts ( 134 ) released sections are distributed symmetrically between adjacent screen rails ( 133 ), in which segment of the screen film ( 144 ) fold.

15. Parabolic antenna according to claim 11, characterized in that the screen film ( 144 ) with the screen rails ( 133 ) and cross struts ( 134 ) is connected by gluing or welding.

16. Parabolic antenna according to claim 11, characterized in that the parabolic screen ( 31 ) forming screen rails ( 133 ) and cross struts ( 134 ) are connected by welding.

17. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that the one that triggers the folding and unfolding movement Drive by hand or by means of electrical or pneumatic auxiliary energy takes place.

18. Parabolic antenna according to claim 5, characterized in that the screw mechanism ( 147 ) forming element pair ( 148 , 149 ) has a movement thread, advantageously a fine thread.

19. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that the paraboloid consists of dimensionally stable individual elements or segments is formed.

20. Parabolic antenna according to claim 1, characterized in that it can be cleaned when used together with a level measuring device ( 1 ) by the level measuring device ( 1 ) attached detergent.

21. Parabolic antenna according to claim 20, characterized in that the cleaning means with an outer supply line ( 19 ) connected pneumatic or fluidic cleaning nozzles ( 17 , 18 ).