FI73836B - Saett och anordning foer maetning av nivaon hos ett i en behaollare foervarat flytande material. - Google Patents

Description

1 73836

Menetelmä ja laite säiliössä säilytettävän juoksevan aineksen pinnan korkeuden mittaamiseksi. - Sätt och anordning för mät-ning av nivan hos ett i en behallare förvarat flytande material.

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä säiliöön varastoidun juoksevan materiaalin pintakorkeuden mittaamiseksi mik-roaaltosignaalilla, joka syötetään lähettimestä putkimaisen aaltojohtimen läpi, joka ulottuu kohtisuoraan alaspäin säiliön läpi ja on siten yhteydessä säiliöön, että aaltoputkessa olevan materiaalin pinta noudattaa ympäröivän materiaalin pinnan korkeutta, ja joka signaali heijastuu pinnasta takaisin ylös aal-toputken läpi ja ohjautuu vastaanottimeen, jolloin signaalia käytetään elektroniikkayksikössä tapahtuvan signaalin käsittelyn jälkeen säiliössä olevan materiaalin pintakorkeuden määrittämiseksi. Keksinnön kohteena on myös laite tämän menetelmän suorittamiseksi.

Tutkaa voidaan käyttää säiliön, tankin tai vastaavan sisältämän nesteen tai nestemäisen materiaalin pintakorkeuden mittaamiseksi, kuten on esitetty esimerkiksi US patentissa nro 4 044 355. Koska tutka-aaltojen nopeus ilmassa tai muissa kaasuissa on hyvin vakaa, saavutetaan hyvä tarkkuus ja koska tutka-antenni voidaan valmistaa hyvin kestävästä materiaalista, voidaan tällaista pintamittaria käyttää lämpötilaltaan, kemialliselta korroosioltaan ja mekaaniselta rasitukseltaan hyvin vaikeissa olosuhteissa. Koska tutka-antenni voidaan kiinnittää säiliön kannessa olevaan reikään, sen asennus on yksinkertaista ja samoin yksinkertaista on suorittaa huolto ja mahdollinen vaihto.

Tällaisen laitteen käyttöä on tähän mennessä rajoittanut se, että tutkasäde vaatii tietyn tilan säiliössä olevien tukipalk-kien, tikkaiden, putkien jne. seassa. Mikäli käytetään pyöreätä tutka-antennia, jonka halkaisija on D, tutkasäteen käyttökelpoiseksi leveydeksi tulee noin Λ/D radiaania, mutta huomioon- 2 73836 ottaen tutkasäteen epämääräiset rajat pitää esteettömän alueen olla kartio, jonka huippukulma on noin 2 X/D radiaania. tarkoittaa tässä yhteydessä tutkakantoaallon aallonpituutta, joka voi olla esimerkiksi 3 cm. Eri käytännön näkökohtien perusteella antennin halkaisija täytyy pitää tietyissä rajoissa ja kantoaallon aallonpituus on käytännössä rajoitettu alaspäin, koska tutkalähetin ja muut komponentit muodostuvat kalliiksi ja muissa suhteissa kriittisiksi erittäin suurella kantoaallon taajuudella. Tutkasäde ei siis voi olla mielivaltaisen kapea ja monissa käyttötarkoituksissa tämä ei ole lainkaan edullistakaan, esimerkiksi silloin kun laitetta käytetään säiliölaivassa, jonka kulkusyvyys ja kallistuma vaihtelee. Käytännössä voidaan 5 - 15° kulma mainita tyypillisenä tilavaatimuksena ja tämä tarkoittaa sitä, että moniin säiliöihin ei voida asentaa pinta-korkeuden tutkamittauslaitetta, jolla on vapaa tilaeteneminen. Tämä koskee aivan yhtä hyvin säiliöitä tai tankkeja, joissa on niin kutsutut kelluvat katot, eli säiliöitä, joiden katot kelluvat vapaasti sisällön päällä.

Eräs menetelmä mainitun rajoituksen poistamiseksi on ohjata tutka-aallot aaltoputkeen, joka ulottuu alaspäin säiliön läpi. Pintakorkeuden mittausta tällä menetelmällä on tähän mennessä yritetty (katso esimerkiksi US patentti 4 359 908), mutta siihen liittyy suuria käytännön rajoituksia johtuen siitä, että normaalin aaltoputken halkaisija on suhteellisen pieni ollakseen sopiva tutkataajuusalueen käyttämiseksi. Mainitut aalto-putket ovat olleet suorakulmaisia tai pyöreitä sylinterimäisiä metalliputkia, joiden mitat sallivat yksisuuntaisen leviämisen tai etenemisen. Pyöreän aaltoputken kyseessä ollen tämä merkitsee sitä, että aallonpituuden X pitäisi olla 1,3 - 1,7 kertaa putken sisähalkaisija ja tyypillisillä tutkataajuuksilla putken halkaisija on siis vain muutaman cm:n suuruusluokkaa.

Tällaisessa aaltoputkessa on seuraavat ongelmat: - Mikäli säiliö sisältää runsasvahaista raakaöljyä, putki tukkeutuu.

li 3 73836 - Tutka-aaltojen etenemiseen vaikuttaa haitallisesti aaltojoh-dinputkessa oleva reikä, jota tarvitaan nesteen vapaan virtauksen valmistamiseksi uiko- ja sisäpuolen välillä.

- Korroosio putkessa aiheuttaa normaalisti tavattavilla säiliö-korkeuksilla lähetyksen vaimenemista ylhäältä pohjalle, jota on mahdoton hyväksyä. Tästä on välttämätöntä valmistaa putki kalliista materiaalista tai pinnoittaa sen sisäpuoli jalometallilla.

- Etenemis- tai leviämisnopeuteen vaikuttaa voimakkaasti putken mitat ja tutkataajuus ja hyvä tarkkuus edellyttää tästä syystä erittäin voimakkaasti sitä, että nämä suureet ovat vakiot tai tarkasti tiedossa.

Esillä oleva keksintö lähtee siitä oivalluksesta, että nämä ongelmat voidaan ratkaista käyttämällä voimakkaasti ylimitoitettua aaltoputkea, johon tutkasäteily ohjataan siten, että kaikki ei-toivotut aaltoputkimoodit tukahtuvat. Useissa käytännön tapauksissa aaltoputken voidaan olettaa muodostuvan säiliössä tai tankissa olevasta putkesta, mikä merkitsee sitä, että käyttökelpoisen rakenteen pitää kyetä sietämään huomattavia vaihteluita putken mitoituksessa tapaus tapaukselta. Niin ikään on välttämätöntä, että kohtuullinen määrä ruoste- ja öljypinnoi-tusta on hyväksyttävissä.

Pari käytännön tapausten laskutoimitusta voi valaista ylimitoitetun pyöreän aaltoputken käytön merkitystä. Mikäli etäisyys mitataan aaltoputken läpi, saadaan näennäismatka Ls, joka on suurempi kuin todellinen matka L, ja osamäärä voidaan ilmaista kaavalla

Ls = L_ Λ '(A-)* jossa Λ voidaan yllä esitetyllä tavalla asettaa arvoon 3 cm ja /k^on aaltoputken raja-aallon pituus, joka perusmoodilla on 4 73836 1,71 kertaa putken halkaisija. Kaavasta voidaan nähdä, että jos λ^οη suuri verrattuna "\(eli jos putken halkaisija on suuri verrattuna aallonpituuteen Λ )» saadaan mittausarvo Ls#, joka on lähellä todellista L. Mikäli toisaalta aaltoputkella on yksi moodieteneminen, ?v.on 75 - 100 % Teistä ja Ls muodostuu olennaisesti suuremmaksi kuin L. Mikäli nyt kantoaaltotaajuutta ja sen mukana Ά- muutetaan, osamäärä Ls/L muuttuu ja mikäli muutokset ovat pieniä, Ls/L:n suhteellinen muutos muodostuu verrannolliseksi X_:n tai X^:n suhteelliseen muutokseen ja suh-teellisuusvakio derivoinnin ja yksinkertaistamisen jälkeen voidaan antaa ^ 2.

(-£;) L · - ) Z] 3//2·

Normaalilla yksimoodietenemisellä toirivalla aaltoputkella vakio on tyypillisesti 2/3. Raakaöljyn mittaamiseksi tarvitaan mittaustarkkuus noin 10“4' Doka tarkoittaa sitä, että maksimi-virhe 20 metrin matkalla on 2 mm ja sama tarkkuus vaadittaisiin tällöin putken halkaisijalta ja taajuudelta, mikä ei käytännössä ole mahdollista. Mikäli sen sijaan käytetään putkea, jonka halkaisija on esimerkiksi 25 cm ja aallonpituus 3 cm, vakio laskee arvoon 5/1000. Tällöin saavutetaan suhteellinen tarkkuus 10“4 edellyttäen, että halkaisijan ja taajuuden tarkkuus on yhden prosentin luokkaa, mikä on kohtuullinen.

Vaimeneminen aaltoputkessa riippuu resistiivisistä häviöistä seinissä ja niiden laskemistapa löytyy useista aaltoputkia käsittelevistä käsikirjoista, esimerkiksi Marcuvicz: "Waveguide Handbook", McGraw Hill 1951. Kuparisella yksimoodiaaltoputkel-la, jonka halkaisija on noin 2 cm ja λ = 3 cm, vaimeneminen 25 cm pitkän aaltoputken läpi eteen- ja taaksepäin on noin 10 dB. Mikäli käytetään ruostumatonta terästä, vaimeneminen kasvaa noin 10 kertaa suuremmaksi (noin 100 dB), mikä on liikaa tarkan pintakorkeuden mittauksen suorittamiseksi.

Il 5 73836

Mikäli samaa aallonpituutta olevia signaaleja johdetaan sen sijaan halkaisijaltaan esimerkiksi 25 cm olevan putken läpi, vaimeneminen painuu 40 kertaa alhaisemmaksi ja jopa teräsputkella vaimeneminen on tällöin 2,5 dB. Käytännössä vaimeneminen kasvaa putken sisäpinnassa olevan öljykerrostuman johdosta, mutta vähäinen vaimeneminen ihanteellisessa tapauksessa antaa riittävän marginaalin käytön heikkenemiselle.

Syy vaimenemisen vähenemiseen putken halkaisijan suurentuessa on tunnetusti se, että pintavirtaus seiniä vasten vähenee ja tällä on yhtä suuri siirtovaikutus aaltoputkeen. Samasta syystä voidaan tästä syystä sietää huomattavasti useampia reikiä hyvin suuren putken vaippapinnassa kuin olisi mahdollista käyttää halkaisi jäit aan normaalissa aaltoputkessa.

Aikaisemmin on järkeilty, että on hyväksyttävää käyttää aalto-putken perusmoodia, eli Ηχι yllä mainitun käsikirjan merkintäjärjestelmän mukaisesti. Ruosteisten seinien, reikien ja vastaavien vaikutuksen kestokyvyn parantamiseksi olisi kuitenkin edullista käyttää etenemismoodia Hoif joka antaa huomattavasti vähäisemmän virran aaltoputken seinämiin ja tästä syystä vähentää häviöitä. Vähäisten häviöiden lisäksi Hqi moodin eräs tärkeä ominaispiirre on se, että kaikki virtaus putken seinämässä virtaa perifeeriseen suuntaan, jolloin käytetyistä putkiliitok-sista tulevat häiriöt ovat merkityksettömiä.

Tarkan etäisyysmittauksen aikaansaamiseksi putkessa esillä olevan keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti on välttämätöntä, että kaikki ei-toivotut etenemismoodit tukahdutetaan. Mikäli näin ei tapahdu, normaali kaiku tulkitaan useiksi kaiuiksi eri etäisyyksiltä, koska eri etenemismoodeilla on yleensä eri nopeudet putkessa. Tyypillinen tehonylitys vaatimus halutulle moodille voi olla 25 dB ja tämä asettaa suuret vaatimukset mittauslaitteelle putken yläpäässä.

6 73836

Vaatimuksena on yhtäältä se, että emissioenergia ei-toivotuissa moodeissa on riittävän vähäinen ja toisaalta se, että herkkyys tulotehoon ei-toivotuissa moodeissa on riittävän alhainen. Tämä jälkimmäinen vaatimus pitää toteuttaa siitä syystä, että estettäisiin sen tehon pääseminen vastaanottimeen, joka leviää ei-toivottuihin moodeihin putken seinissä olevien reikien kautta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laite säiliössä pidetyn nesteen tai muun juoksevan aineksen pinnan korkeuden tarkaksi määrittämiseksi tutkalla. Tässä suhteessa keksinnön tarkoituksena on erityisesti ratkaista yllä kuvatut ongelmat, jotka muodostuvat käytettäessä aaltoputkena säiliön läpi ulottuvaa putkea. Menetelmän soveltamiseksi maalla oleviin tankkeihin tai säiliöihin, joissa on niin kutsutut kelluvat katot, on erityisenä tarkoituksena saada aikaan tutka-laitteen yksinkertainen asennus, joka ei tee välttämättömäksi tankin tai säiliön laajaa ja kallista uudelleen rakentamista. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen menetelmän ja laitteen tunnusmerkkien perusteella.

Keksintöä selvitetään seuraavaksi yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa on esitetty esimerkki-suoritusmuoto ja joissa:

Kuvio 1 on pystyleikkaus sellaisesta öljysäiliöstä, joka muodostaa keksinnön tärkeän käyttöalan;

Kuvio 2 esittää pystyleikkauksen keksinnön mukaisesta moodi-generaattorista ja kuvion 1 mukaiseen säiliöön ulottuvana aaltoputkena käytetyn putken yläosasta;

Kuvio 3 esittää ylhäältä päin moodisuodatinta, joka on osa kuviossa 2 esitettyä laitetta; il 7 73836

Kuvio 4 esittää alhaalta päin heijastinta, joka on myös osa kuvion 2 mukaista laitetta; ja

Kuvio 5 on leikkauskuva pitkin kuvion 4 viivaa V-V.

Kuviossa 1 esitetty keksinnön käyttötarkoitus on suorittaa pin-takorkeuden mittaus säiliössä 1, joka voidaan asentaa maassa 2 olevalle alustalle ja johon voidaan varastoida suuri määrä öljyä tai jotain muuta juoksevaa materiaalia 3, jota säilytettäessä suojataan niin kutsutulla kelluvalla katolla 4. Tällainen säiliö voi olla hyvin suuri halkaisijan ollessa suuruusluokkaa 100 m, ja koska jokainen korkeusmillimetri edustaa huomattavaa tilavuutta ja suurta taloudellista arvoa, materiaalin pinnan korkeus pitää mitata täsmälleen säiliön sisällön määrittämiseksi mahdollisimman korrektisti.

Säiliön päällä on lava 5, jonne johtavat portaat 6 ja johon on kiinnitetty pinnan mittaamiseksi tarkoitetun putken 7 yläpää. Kelluvassa katossa 4 olevan aukon 8 läpi putki 7 ulottuu pystysuoraan alaspäin säiliön pohjaan, johon se on kiinnitetty. Putki on rei'itetty koko mitaltaan riittävän suurilla ja lähekkäin olevilla rei'illä 9 siten, että putken sisäosa on yhteydessä ulkopuolelle ja putkessa oleva nestepinta 10 noudattaa ympäröivän nesteen pinnan korkeutta eli katon 4 alasivua, katso kuvio 2. Samanlainen putki olemassa olevissa säiliöissä tarkoitettiin alunperin sisältämään uimuri, joka kuuluu mekaaniseen mittauslaitteeseen ja sen halkaisija on tästä syystä tavallisesti niin suuri kuin 20 - 30 cm.

Luonnollisesti on suuriarvoista mikäli siirryttäessä tällaisella varastointirakenteella varustettuun tutkamittausjärjestelmään asennus voidaan perustaa olemassa olevaan säiliörakentee-seen ja täten voidaan käyttää edelleen suurta putkea, joka on järjestetty uiraurimittausta varten. Tässä esitetyn kokoisen öljysäiliön uudelleen rakentaminen tarkoituksena perustaa tutka- 8 73836 mittausjärjestelmä vapaalle antennisäteilylle aiheuttaisi niin suuria kustannuksia ja olisi niin vaikea toteuttaa, erityisesti mikäli säiliössä olisi kelluva katto, että se ei olisi realistinen vaihtoehto.

Keksinnön mukaisesti ratkaistaan ongelma muodostamalla mittausjärjestelmä, joka voidaan asentaa säiliöihin siten, että ne säilyttävät yllä esitetyn suorituskyvyn sillä tavoin, että käytetään säiliöputkea 7 aaltoputkena ja siihen syötetään mikro-aaltosignaali moodigeneraattorilla, joka on kokonaisuutena esitetty viitenumerolla 11, sovitettu putkeen ja järjestetty muodostamaan ainoastaan yksi dominoiva signaalin etenemismoodi.

Esitetyssä esimerkissä moodigeneraattoriin kuuluu sylinterimäi-nen aaltoputki 12, joka on kytketty sama-akselisella johtimella 13 lähettimeen (ei esitetty), joka kuuluu osana elektroniikkayksik-köön, joka on sopivasti sijoitettu lavan 5 yläpuolella olevaan koteloon 14. Aaltoputken 12 halkaisijan pitäisi olla sellainen toimitetun signaalin aallonpituuteen nähden, että vain moodit Hu ja Eqi voidaan lähettää ja symmetrian avulla voidaan saada aikaan se, että vain jälkimmäinen moodi esiintyy signaalissa. Aaltoputki etenee alaspäin suunnattuun primaarisäteilijään 15, joka voidaan muodostaa torviantenniksi ja joka muodostaa anten-nisäteen, jonka keilan leveys on esimerkiksi 609 ja kenttäkuva tyyppiä Eqi siten, että sähkökenttä suuntautuu radiaalisesti.

Esitetyssä esimerkissä on moodigeneraattori kaksoisheijastin-tyyppiä ja käsittää kaksi heijastinta 16, 17 jotka on sijoitettu peräkkäin säteilysuuntaan. Ensin mainittu voi olla tasomainen tai paraboolinen ja siihen kuuluu esimerkiksi muovinen di-elektrinen runko, jonka yksi sivu, edullisesti sen yläsivu, on varustettu kuviossa 3 esitetyllä tavalla sarjalla radiaalisesti ulottuvia johtimia 18, jotka on edullisesti muodostettu painettuna johtokuviona. Johtimien keskinäisen etäisyyden pitäisi olla niin pieni, että torviantennista 15 lähtenyt Eoi-moodi heijastuu pääasiallisesti yhtä hyvin kuin jatkuvassa metallipinnassa.

11 9 73836

Toinen heijastin 17 on tässä esimerkissä tuettu metalliputkella 19, joka muodostaa säiliöputken 7 ylöspäin suuntautuvan jatkeen, ja tämän heijastimen muodon pitäisi olla paraboolinen tai vastaava, jotta heijastimesta 16 ylöspäin haarautuviin suuntiin etenevä tutkasäde muuttuu toisessa heijastuskohdassa tason suuntaiseksi ja suuntautuu kohtisuoraan alaspäin putkessa 19. Heijastimeen 17 voi kuulua myös muovilevy 20, jonka radiaali-sesti torven 15 ulkopuolella oleva yläpinta on metalloitu siten, että levyn 20 koko tämä osa on päällystetty metallikalvol-la 21 (katso poikkileikkaus kuviossa 5). Muovilevyn 20 alapinnassa lukuunottamatta torven halkaisijaa vastaavaa keskiosaa on painettu johdinkuvio, joka muodostuu spiraalimaisista johdoista 22, jotka voivat olla lähekkäin toisiaan kuin alaheijastimen 16 radiaaliset johdot 18. Johtokuvio yhdessä levyn paksuuden (noin 0,25 ^.varsinaisessa dielektrikaatissa) kanssa on luonteeltaan sellainen, että spiraaleihin nähden kohtisuoran E-vektorin omaava sähkömagneettinen aalto heijastuu 180° viiveellä verrattuna aaltoon, jonka E-vektori on yhdensuuntainen spiraalien kanssa. Johtojen spiraalimuoto on sellainen, että sen joka pisteen tangentti muodostaa kulman c>< = 45° saman pisteen kautta spiraalikuvion keskustasta kulkevan säteen kanssa, jolloin lopputulos on se, että alaspäin heijastumalla Egi_moo<ji muuttuu Hgi-moodiksi, eli sähkökenttä asettuu nyt perifeeriseen suuntaan. Muut, ei-toivotut säteilymoodit heijastuvat samanaikaisesti pois. Heijastin 17 voidaan yhdistää primaarisäteilijään 15, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Alaspäin edetessään moodigeneraattorin tällä tavoin muodostama Hgi-moodi kulkee alaheijastimen 16 läpi ja koska Hoi-moodin kentällä on yllä mainittu suunta, signaaliin ei kohdistu olennaisesti vaikutusta sen ohittaessa kentään nähden kohtisuoraan ulottuvat johdot 18 ja niitä tukevan rungon. Tämän jälkeen mik-roaaltosignaali jatkaa alaspäin säiliöputken 7 läpi heijastuak-seen nestepinnasta kohdatessaan sen ja palatakseen antenniin 15 ja koaksiaalikaapeliin 13. Kaapeli johtaa kaikusignaalin elek- 10 738 3 6 troniyksikössä 14 olevaan vastaanottimeen, jossa tapahtuu normaaliin tapaan lähetettyjen ja vastaanotettujen signaalien sekoitus, jolloin materiaalin pintakorkeuden määritys tapahtuu ja perustuu kulkuaikaan, eli etäisyyteen pintaan 10.

Kaikusignaalin kulkiessa ylöspäin putken 7 läpi osa sen tehosta muuttuu reiän 9 takia muiksi etenemismoodeiksi kuin dominoiva Hoi_moodi ja nämä moodit palaavat osittain alaheijastimeen 16. Sen päällä oleva säteittäinen ristikko tai hila 18 estää kuitenkin näitä vääriä kaikuja etenemästä pidemmälle ja pääsemästä antennin 15 sisään. Tässä suhteessa heijastin siis toimii moo-disuodattimena.

Keksintö ei rajoitu tässä esitettyyn ja kuvattuun suoritusmuotoon. Eräässä modifioidussa suoritusmuodossa voi moodigeneraat-torissa heijastimien 16 asemesta olla lähetyslevy, jonka molemmilla sivuilla on kuvion 4 mukainen spiraalikuvio, joka muuttaa ylhäältä tulevan signaalin Εοχ-moodin Ho7:ksi, joka siis muodostuu dominoivaksi moodiksi. Levystä tulevan sädekimpun yhdensuuntaistamiseksi voidaan käyttää linssiä, jolla on sama halkaisija kuin putkella 7.

Eräässä toisessa vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa heijastin 17 voi käsittää metallipinnan, jossa on yllä kuvatun spiraalimuo-don mukaisia poimutuksia.

Kuvatun tai modifioidun rakenteen mukainen mittausjärjestelmä on edullinen sovellettaessa keksintöä suuriin tankkeihin tai säiliöihin, joissa voidaan käyttää aaltoputkena jo olemassa olevaa putkea, jonka halkaisija on 0,2 - 0,5 m. Pienemmässä putkessa voidaan käyttää moodigeneraattorina tavanomaista Hoi " H11 siirtoa, esimerkiksi Mariö-siirtoa yhdistelmänä kar-tiomaisen halkaisijasovitteen kanssa, mutta johtuen tarvittavasta mooditukahdutuksesta tällainen yhdistelmä muodostuu hyvin pitkäksi (useita metrejä) ollakseen käyttökelpoinen monissa 11 73836 kiinnostavissa käytännön tapauksissa. Tietty parannus voidaan saavuttaa käyttämällä ei-kartiomaista suppiloa, jollainen on esitetty artikkelissa "State of the Waveguide Art" julkaisussa MicroWave Journal, december 1982. Tietyissä tapauksissa suppilo saattaa tarjota käytännön ratkaisun yhdessä Hoi:n kanssa dominoivana etenemismoodina edellyttäen, että suppilo voidaan ripustaa putkeen. Pituus on tällöin pienempi haitta ja johtuen Hoi~moodin erityisominaisuuksista muodostuu putken ja suppilon välistä toisiinsa sopivaa muotoa koskeva vaatimus kohtuulliseksi.

Claims (10)

12 73836 Patentt ivaat imukset

1. Menetelmä säiliössä (1) olevan juoksevan aineksen pinnan korkeuden mittaamiseksi käyttämällä mikroaaltosignaalia, joka syötetään lähettimestä aaltojohdinputken (7) läpi, joka putki ulottuu kohtisuoraan alaspäin säiliön läpi ja on yhteydessä siihen siten, että aaltoputkessa olevan materiaalin pinta (10) noudattaa ympäröivän materiaalin pintaa, ja joka signaali heijastuu pinnasta takaisin ylös aaltoputken läpi ja ohjautuu vastaanottimeen, jota käytetään signaalin elektroniikkayksikössä tapahtuvan käsittelyn jälkeen säiliössä olevan aineksen pinnan korkeuden määrittämiseksi, tunnettu siitä, että mikro-aaltosignaalin aallonpituus on useita kertoja pienempi kuin aaltoputken (7) halkaisija ja että mikroaaltosignaali syötetään aaltoputkeen moodigeneraattorin (11) kautta, joka muodostaa olennaisesti vain yhden dominoivan signaalin etenemismoodin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rotaatiosymmetrinen etenemismoodi syötetään moodi-generaattorista (11).

3. Laite säiliössä (1) olevan juoksevan aineksen pinnan korkeuden mittaamiseksi, johon laitteeseen kuuluu lähetin (14) mikro-aaltosignaalin syöttämiseksi aaltojohdinputken (7) läpi, joka putki ulottuu kohtisuoraan alaspäin säiliön läpi ja on yhteydessä siihen siten, että mikroaaltosignaaleja heijastava materiaalipinta aaltoputkessa noudattaa ympäröivän materiaalin pintaa, vastaanotin heijastuneen mikroaaltosignaalin vastaanottamiseksi ja elektroniikkayksikkö, joka on sovitettu määrittämään säiliössä olevan materiaalin pinnan korkeus käyttämällä vastaanotettua signaalia, tunnettu siitä, että lähettimen (14) ja aaltoputken (7) välillä on moodigeneraattori (11), joka on sovitettu muodostamaan olennaisesti vain yksi signaalin dominoiva etenemismoodi, ja että aaltoputken (7) halkaisija on paljon suurempi kuin signaalin aallonpituus. 13 73836

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, jossa signaalin mainittu yksi dominoiva moodi on Hoi-moodi ja aaltoputken (7) poikkileikkaus on pyöreä, tunnettu siitä, että moodi-generaattoriin (11) kuuluu lähettimeen liitetty primaarisätei-lijä (15), joka on sovitettu muuttamaan mikroaaltosignaali Eqi- tyyppiseksi signaaliksi, sekä moodikonvertteri (17), joka muuttaa muunnetun signaalin Hoi-tyyppiseksi signaaliksi, joka syötetään aaltoputken (7) läpi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että moodikonvertteri (17) on alaspäin suunnattu heijastin (17), joka on sovitettu heijastamaan signaali suuntaistasomuo-toon.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että alaspäin suunnattu heijastin (17) on paraboolinen ja käsittää dielektrisen levyn (20), jonka yläpinta (21) on sähköisesti johtava ja jonka alapinnassa on johdinkuvio tai -sarja, joka käsittää spiraalisesti kääntyviä johtoja (22).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että spiraalin muotoisten johtojen (22) tangentti muodostaa johtojen joka pisteessä noin 45°:een kulman (oC) heijastimen (17) säteen kanssa.

8. Jonkun patenttivaatimuksen 3-7 mukainen laite, tunnettu suodattimesta (16), joka on sovitettu vastaanottimen alapuolelle ja järjestetty suodattamaan pois ei-toivotut moodit, joita muodostuu aaltoputkeen (7) esimerkiksi siinä olevien reikien (9) takia.

9. Jonkun patenttivaatimuksen 4-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että suodattimen muodostaa ylöspäin suunnattu heijastin (16), joka on sijoitettu aaltoputken (7) ja primaari-säteilijän (15) väliin ja sovitettu heijastamaan mainittu Eqi- n 73836 tyyppinen mikroaaltosignaali alaspäin suunnattuun heijastimeen (17) siten, että jälkimmäisen heijastama mikroaaltosignaali muuttuu Hoi“tyyppiseksi signaaliksi ja pääsee minkään siihen vaikuttamatta kulkemaan ylöspäin suunnatun heijastimen läpi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ylöspäin suunnatussa heijastimessa (16) on johtokuvio tai -rakenne (18), joka muodostuu säteettäisistä johtimista. 7 3 8 3 6 Potentkrav