ITMI981043A1

ITMI981043A1 - FILLING LEVEL MEASURING DEVICE OPERATING WITH MICROWAVE

Info

Publication number: ITMI981043A1
Application number: IT98MI001043A
Authority: IT
Inventors: Vittorino Carrobio; Alberto Bagagli; Wolfgang Lubcke
Original assignee: Endress Hauser Gmbh Co
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-13
Also published as: IT1299237B1

Description

L'invenzione riguarda un apparecchio per la misura del livello di riempimento operante con microonde, disposto su un recipiente o sopra un deposito, con un contenitore, mezzi per il fissaggio dell'apparecchio di misura del livello di riempimento e un'antenna ad asta o a tromba, diretta nel vano interno del recipiente o sul materiale di riempimento di un deposito, per la misura del livello di riempimento in recipienti o su depositi. Per una tale misura del livello di riempimento, vengono trasmesse microonde mediante un'antenna verso la superficie di un materiale di riempimento, e vengono ricevute le onde d'eco riflesse sulla superficie del materiale di riempimento. A tale scopo viene formata una funzione d'eco rappresentante le ampiezze dell'eco in funzione della distanza, dalla quale poi vengono determinati l'eco utile probabile e il suo tempo di propagazione. Dal tempo di propagazione della microonda è poi possibile determinare la distanza fra la superficie del materiale di riempimento e l'antenna. The invention relates to an apparatus for measuring the filling level operating with microwaves, arranged on a container or above a deposit, with a container, means for fixing the filling level measuring apparatus and a rod or rod antenna. horn, directed into the internal compartment of the container or on the filling material of a deposit, for measuring the filling level in containers or on deposits. For such a fill level measurement, microwaves are transmitted via an antenna to the surface of a fill material, and echo waves reflected on the surface of the fill material are received. For this purpose, an echo function is formed representing the echo amplitudes as a function of distance, from which the probable useful echo and its propagation time are then determined. From the propagation time of the microwave it is then possible to determine the distance between the surface of the filling material and the antenna.

Possono venire adottati tutti i procedimenti noti che consentono di misurare distanze relativamente brevi mediante riflessione di microonde. Gli Esempi più noti sono il radar a impulsi e il radar a emissione -continua a modulazione di frequenza (Radar FMCW). All known methods can be used which enable relatively short distances to be measured by microwave reflection. The best known examples are pulse radar and frequency modulated continuous emission radar (FMCW radar).

Coi radar a impulsi vengono emessi periodicamente brevi impulsi di trasmissione a microonde, spesso denominati pacchetti di onde, che vengono riflessi dalla superficie del materiale di riempimento e vengono nuovamente ricevuti dopo un tempo di propagazione dipendente dalla distanza. Pulse radars periodically emit short microwave transmission pulses, often referred to as wave packets, which are reflected off the surface of the filling material and are received again after a distance-dependent propagation time.

Con il procedimento FMCW viene trasmessa una microonda continua, che periodicamente è modulata linearmente in frequenza, per esempio secondo una funzione a denti di sega. La frequenza del segnale d'eco ricevuto presenta quindi rispetto alla frequenza istantanea che ha il segnale di trasmissione all'istante della ricezione una differenza di frequenza, che dipende dal tempo di propagazione del segnale d'eco. La differenza di frequenza tra i segnali in trasmissione e ricezione, che può venire ricavata per miscelazione di entrambi i segnali e analisi dello spettro di Fourier del segnale miscelato, corrisponde quindi alla distanza della superficie riflessa dall'antenna. With the FMCW method, a continuous microwave is transmitted, which is periodically modulated linearly in frequency, for example according to a sawtooth function. The frequency of the received echo signal therefore has a difference in frequency with respect to the instantaneous frequency of the transmission signal at the instant of reception, which depends on the propagation time of the echo signal. The frequency difference between the transmitting and receiving signals, which can be obtained by mixing both signals and analyzing the Fourier spectrum of the mixed signal, therefore corresponds to the distance of the surface reflected by the antenna.

Gli apparecchi di misura del livello di riempimento operanti con microonde vengono impiegati in molti rami dell'industria, per esempio nella chimica o nell'industria dei generi alimentari. Se deve essere misurato il livello di riempimento in recipienti, questi recipienti presentano una apertura alla quale sono collegati comunemente un bocchettone o una flangia per il fissaggio dell'apparecchio di misura del livello di riempimento al recipiente. Molto frequentemente, come antenne vengono impiegate antenne ad asta o radiatori a tromba. Le antenne ad asta vengono impiegate di preferenza ogni qualvolta l'apertura del recipiente presenti un piccolo diametro. Infatti, le antenne ad asta presentano a differenza dei radiatori a tromba un piccolo diametro esterno. Fill level measuring devices operating with microwaves are used in many branches of industry, for example in the chemical or food industry. If the filling level in vessels is to be measured, these vessels have an opening to which a filler neck or flange is commonly connected for fastening the filling level measuring device to the vessel. Very frequently, rod antennas or horn radiators are used as antennas. Rod antennas are preferably used whenever the opening of the container has a small diameter. In fact, rod antennas have, unlike horn radiators, a small external diameter.

In DE-A 4405 855 è descritto un apparecchio di misura del livello di riempimento operante con microonde, fissato ad un recipiente, che presenta un contenitore e un'antenna ad asta, e mediante un collegamento a flangia è fissato al recipiente. DE-A 4405 855 describes a filling level measuring device operating with microwaves, fixed to a container, which has a container and a rod antenna, and is fixed to the container by means of a flange connection.

L'antenna ad asta sporge nel vano interno del recipiente ed è costituita da un dielettrico, in particolare da un politetrafluoroetilene (PTFE). The rod antenna protrudes into the interior of the vessel and is made up of a dielectric, in particular of a polytetrafluoroethylene (PTFE).

L'inconveniente di tale noto apparecchio di misura el livello di riempimento operante con microonde consiste nel fatto che, come per tutti gli apparecchi di misura del livello di riempimento di tale tipo finora noti, l'antenna ad asta emette una radiazione a microonde sia principalmente in avanti, ossia in direzione assiale come lobo principale nell'interno del contenitore, sia anche, per effetto della caratteristica direzionale, lateralmente ossia spostata di alcuni gradi dalla direzione assiale, sotto forma di lobi di radiazione secondari. La direzione dei lobi secondari presenta una netta componente perpendicolare all'asse dell'antenna. The drawback of this known filling level measuring apparatus operating with microwaves consists in the fact that, as with all previously known filling level measuring apparatus of this type, the rod antenna emits microwave radiation mainly forward, i.e. in the axial direction as the main lobe in the interior of the container, and also, due to the directional characteristic, laterally, i.e. displaced by a few degrees from the axial direction, in the form of secondary radiation lobes. The direction of the secondary lobes has a distinct component perpendicular to the antenna axis.

Inoltre, tipicamente l’ampiezza di un primo lobo secondario è soltanto di 15 dB - 25 dB al disotto dell'ampiezza del lobo principale. Tutta questa radiazione influenza negativamente la misura. Furthermore, typically the amplitude of a first secondary lobe is only 15 dB - 25 dB below the amplitude of the main lobe. All this radiation negatively affects the measurement.

Inoltre, la parte trasmessa radialmente della radiazione a microonde viene almeno in parte riflessa dal bordo dell'apertura, del recipiente e dal dispositivo di fissaggio dell'apparecchio di misura rappresenta quindi un altro disturbo, che può ostacolare considerevolmente la misura. La parte radiazione disturbante dipende dal modo di montaggio dell'apparecchio di misura ed è particolarmente grande per apparecchi di misura fissati su bocchettoni tubolari. D’altro canto, è desiderio di molti utenti di tali apparecchi di misura sfruttare fino al limite superiore il vano riempibile a disposizione. Ciò richiede che gli apparecchi di misura vengano disposti di regola su un bocchettone tubolare al di sopra del coperchio del recipiente. Furthermore, the radially transmitted part of the microwave radiation is at least partially reflected by the edge of the opening, the container and the fixing device of the measuring device thus represents another disturbance, which can considerably hinder the measurement. The disturbing radiation part depends on the mounting method of the measuring device and is particularly large for measuring devices fixed on tubular connectors. On the other hand, it is the desire of many users of these measuring devices to exploit the available fillable compartment up to the upper limit. This requires that the measuring devices are usually arranged on a tubular nozzle above the container lid.

Questa radiazione disturbante ultima citata si crea in quanto una parte dell'energia a microonde emessa viene direttamente riflessa dal bocchettone e successivamente viene ancora ricevuta dall'antenna, senza giungere nel recipiente, oppure per il fatto che nel bocchettone si creano riflessioni multiple. Queste riflessioni o riflessioni multiple danno luogo ad un prolungamento artificiale di brevi impulsi a microonde. This last mentioned disturbing radiation is created because a part of the microwave energy emitted is directly reflected by the nozzle and is subsequently received again by the antenna, without reaching the container, or because multiple reflections are created in the nozzle. These reflections or multiple reflections result in an artificial prolongation of short microwave pulses.

Una misura del livello di riempimento con il procedimento del radar a impulsi è però eseguibile soltanto qualora il segnale d’eco giunga nuovamente all'antenna dopo che i segnali di disturbo si siano estinti . A measurement of the filling level with the pulse radar procedure, however, can only be performed if the echo signal reaches the antenna again after the disturbing signals are extinguished.

Per il procedimento FMCW si ha analogamente che lo spostamento di frequenza del segnale di misura deve essere maggiore dello spostamento di frequenza dei segnali di disturbo. Similarly, for the FMCW method, the frequency shift of the measurement signal must be greater than the frequency shift of the interference signals.

Quanto più corta è la distanza in direzione radiale tra il dispositivo di fissaggio dell'apparecchio di misura, per esempio bocchettone, e antenna, tanto maggiori sono le ripercussioni sulla propagazione delle microonde nel campo vicino The shorter the distance in the radial direction between the fastening device of the measuring device, e.g. socket, and antenna, the greater the repercussions on the propagation of microwaves in the near field.

dell'antenna. antenna.

Così, la radiazione di disturbo, che accanto alla radiazione a microonde utilizzata per la misura del livello di riempimento, trasmessa direttamente dall'antenna al materiale di riempimento e ivi direttamente riflessa all'antenna, ha ripercorso la via indiretta con una riflessione nel dispositivo di fissaggio dell'apparecchio di misura, dà luogo ad una determinazione erronea del tempo di propagazione e quindi a risultati di misura erronei. Thus, the interference radiation, which next to the microwave radiation used for the measurement of the filling level, transmitted directly from the antenna to the filling material and directly reflected there by the antenna, has retraced the indirect path with a reflection in the fixing the measuring device, leads to an erroneous determination of the propagation time and therefore to erroneous measuring results.

E' quindi scopo dell'invenzione indicare un apparecchio di misura del livello di riempimento operante con microonde, nel quale gli inconvenienti della tecnica nota siano evitati e non avvenga alcuna alterazione nella potenza di trasmissione. Inoltre, la potenza di trasmissione rimane del tutto inalterata da condensa o altra umidità. It is therefore an object of the invention to indicate an apparatus for measuring the filling level operating with microwaves, in which the drawbacks of the known art are avoided and no alteration in the transmission power occurs. Furthermore, the transmission power remains completely unaffected by condensation or other humidity.

Questo scopo viene raggiunto mediante gli accorgimenti caratterizzati nella rivendicazione principale 1. This object is achieved by means of the expedients characterized in the main claim 1.

Sviluppi dell'invenzione sono caratterizzati nelle rivendicazioni dipendenti. Developments of the invention are characterized in the dependent claims.

L'invenzione verrà meglio descritta con riferimento al disegno. The invention will be better described with reference to the drawing.

Mostrano: la Figura 1, la rappresentazione di un apparecchio di misura del livello di riempimento operante con microonde nel quale è adottata l'invenzione, allo stato montato; The following are shown: Figure 1, the representation of a filling level measuring apparatus operating with microwaves in which the invention is adopted, in the assembled state;

la Figura 2, una vista parzialmente sezionata dell'antenna dell'apparecchio di misura del livello di riempimento di Figura 1, come primo esempio di esecuzione dell'invenzione, e Figure 2, a partially sectional view of the antenna of the filling level measuring apparatus of Figure 1, as a first embodiment of the invention, and

la Figura 3, una vista sezionata di una parte dell'antenna dell'apparecchio di misura del livello di riempimento di Figura 1, come secondo Esempio di esecuzione dell'invenzione . Figure 3, a sectional view of a part of the antenna of the filling level measuring apparatus of Figure 1, as a second embodiment of the invention.

In Figura 1 è rappresentato con 1 un apparecchio dimisura del livello di riempimento operante con microonde, fissato con un recipiente. , L'apparecchio di misura del livello di riempimento può essere un apparecchio radar a impulsi un apparecchio FMCW oppure un oscillatore a microonde oscillante in continuazione. Nel recipiente 2 si trova un materiale di riempimento, e l'apparecchio di misura del livello di riempimento 1 serve per determinare l'altezza di riempimento di questo materiale di riempimento. A tale scopo vengono trasmesse microonde nel recipiente 2 attraverso una antenna adatta 3 rivolta nel recipiente e vengono ricevute le onde d'eco di ritorno flesse dalla superficie del materiale di riempimento. L'antenna ad asta 3 è costituita da un dielettrico, preferibilmente da politetrafluoroetilene (PTFE). In Figure 1, 1 represents an apparatus for measuring the filling level operating with microwaves, fixed with a container. The fill level measuring apparatus may be a pulsed radar apparatus, an FMCW apparatus or a continuously oscillating microwave oscillator. There is a filling material in the vessel 2, and the filling level measuring device 1 serves to determine the filling height of this filling material. For this purpose, microwaves in the vessel 2 are transmitted via a suitable antenna 3 directed into the vessel and the return echo waves bent by the surface of the filling material are received. The rod antenna 3 consists of a dielectric, preferably of polytetrafluoroethylene (PTFE).

L'apparecchio di misura del livello di riempimento 1 è fissato su un bocchettone tubolare 22 del recipiente 2. Per il fissaggio dell'apparecchio di misura del livello di riempimento 1 al recipiente 2 è previsto un collegamento a flangia. Questo è formato dalla flangia 11 dell'apparecchio e dalla flangia 21 del recipiente. In luogo del collegamento a flangia 11, 21 l'apparecchio di misura del livello di riempimento può anche essere avvitato in una apertura della flangia 21 mediante un elemento di avvitamento 31 (Figura 2). La flangia 21 del recipiente e il bocchettone 22 tubolare sono collegati rigidamente mediante collegamenti saldati alla parete 23 del recipiente . The filling level measuring device 1 is fixed to a tubular connection 22 of the container 2. A flange connection is provided for fastening the filling level measuring device 1 to the container 2. This is formed by the flange 11 of the apparatus and the flange 21 of the vessel. Instead of the flange connection 11, 21 the filling level measuring device can also be screwed into an opening of the flange 21 by means of a screw element 31 (Figure 2). The flange 21 of the container and the tubular union 22 are rigidly connected by means of connections welded to the wall 23 of the container.

Nel caso di una radiazione radiale di energia a microonde da parte dell'antenna 3, questa viene riflessa dalla superficie perimetrale interna del bocchettone tubolare 22, provoca riflessioni multiple e influenza il risultato della misura. In the case of a radial radiation of microwave energy from the antenna 3, this is reflected by the inner perimeter surface of the tubular union 22, causes multiple reflections and influences the result of the measurement.

L'apparecchio di misura del livello di riempimento 1 presenta un contenitore 4. Questo si compone delle parti contenitore dell'elettronica 41 e contenitore di accoppiamento 42. Il contenitore dell'elettronica 41 comprende gli elementi di allacciamento per le linee di collegamento, attraverso le quali l'apparecchio di misura del livello di riempimento 1 riceve l'energia elettrica necessaria per il suo funzionamento e il segnale di misura viene trasmesso ad una centrale di sorveglianza disposta a distanza oppure ad un attuatore. Inoltre, il contenitore dell'elettronica 41 comprende il generatore di microonde e il circuito elettrico, mediante il quale l'apparecchio a microonde 1 viene fatto operare. Il contenitore dell'elettronica 1 può anche presentare una unità visualizzatrice , dalla quale il risultato della misura può addizionalmente venire ‘letto direttamente nel sito di misura. The filling level measuring device 1 has a housing 4. This consists of the electronics housing 41 and coupling housing 42 parts. The electronics housing 41 comprises the connecting elements for the connecting lines via the such as the filling level measuring apparatus 1 receives the electrical energy necessary for its operation and the measurement signal is transmitted to a remote monitoring station or to an actuator. Furthermore, the electronics container 41 comprises the microwave generator and the electric circuit, by means of which the microwave appliance 1 is operated. The electronics container 1 can also have a display unit, from which the measurement result can additionally be read directly at the measurement site.

Il contenitore di accoppiamento 42 contiene le parti necessarie per l'accoppiamento delle microonde. A tale scopo un cavo coassiale 24 (nelle Figure 2 e 3) collega l'elemento di eccitazione 25 (nelle Figure 2 e 3) con il generatore di microonde non rappresentato, all'interno del contenitore dell'elettronica 41. Le parti di contenitore 41 e 42 formano una unità di un sol pezzo. Un collegamento a vite non rappresentato collega il contenitore 4 con un bocchettone tubolare 43. A tale scopo, il bocchettone tubolare 43 presenta una filettatura esterna e il contenitore 4 una filettatura interna.per cui il contenitore 4 può venire avvitato sul bocchettone 43. Il bocchettone tubolare 43 è collegato, mediante un collegamento a saldatura, con la flangia 11 dell'apparecchio. L'antenna ad asta 3 penetra attraverso la flangia 11 dell'apparecchio. The coupling container 42 contains the parts necessary for coupling the microwaves. For this purpose, a coaxial cable 24 (in Figures 2 and 3) connects the excitation element 25 (in Figures 2 and 3) with the microwave generator, not shown, inside the electronics container 41. The container parts 41 and 42 form a one piece unit. A screw connection not shown connects the container 4 with a tubular union 43. For this purpose, the tubular union 43 has an external thread and the container 4 has an internal thread. So that the container 4 can be screwed onto the union 43. The union tubular 43 is connected, by means of a welding connection, with the flange 11 of the apparatus. The rod antenna 3 penetrates through the flange 11 of the apparatus.

La Figura 2 mostra un primo esempio di esecuzione dell'invenzione. L'antenna ad asta è qui ancora indicata con 3 in una sezione parziale. Il corpo di sonda 3 è formato dalle due parti punta di sonda 32 e tratto cilindrico cavo 33. Il tratto 33 rappresenta il collegamento tra la punta di sonda 32 e l'elemento di avvitamento 31, mediante il quale l'apparecchio di misura del livello di riempimento 1 può venire fissato in una apertura della flangia 21. A tale scopo, sull'elemento di avvitamento 31 sono ricavate una filettatura esterna 34 e una superficie per chiave 35 per l'applicazione di una chiave per viti. Figure 2 shows a first example of embodiment of the invention. The rod antenna is here again indicated with 3 in a partial section. The probe body 3 is formed by the two parts probe tip 32 and hollow cylindrical portion 33. The portion 33 represents the connection between the probe tip 32 and the screwing element 31, by means of which the level measuring apparatus filling element 1 can be fixed in an opening of the flange 21. For this purpose, an external thread 34 and a wrench surface 35 for the application of a screw wrench are formed on the screwing element 31.

L'elemento di avvitamento 31 in questo esempio di esecuzione è direttamente collegato al contenitore di accoppiamento 42. The screwing element 31 in this embodiment example is directly connected to the coupling housing 42.

Nell'elemento di avvitamento 31 si estende lungo il suo asse di simmetria una apertura cilindrica passante 36. Una prima antenna 37 attraversa l'apertura 36 e, sul lato rivolto alla punta di sonda 32, è eseguita come un cono appuntito. Il tratto 33 è cosituito da un materiale conduttivo, per esempio alluminio, acciaio legato o una materia plastica. In quest'ultimo caso la superficie perimetrale interna del cilindro cavo 33 è rivestita di una materia plastica metallica, elettricamente conduttiva. In the screwing element 31 a through cylindrical opening 36 extends along its axis of symmetry. A first antenna 37 passes through the opening 36 and, on the side facing the probe tip 32, is formed as a pointed cone. The portion 33 is made up of a conductive material, for example aluminum, alloy steel or a plastic material. In the latter case, the inner perimeter surface of the hollow cylinder 33 is coated with an electrically conductive metallic plastic material.

La punta conica della prima antenna 37 sporge nella cavità 38 della parte cilindrica 33. Nella cavità 38 si trova, sul prolungamento dell'asse di simmetria della prima antenna 37, ad una certa distanza da essa, una seconda antenna 39 di forma uguale, la cui punta conica è però rivolta alla punta conica della prima antenna. Entrambe le antenhe sono fatte di un dielettrico, preferibilmente di un politetraf luoroetilene (PTFE). La punta di sonda 32 è ricavata di un sol pezzo nella seconda antenna 39. La forma di esecuzione di un sol pezzo presenta il vantaggio che non si creano brusche variazioni di impe enza tra i due elementi strutturali, e quindi non possono crearsi perdite di energia. The conical tip of the first antenna 37 protrudes into the cavity 38 of the cylindrical part 33. In the cavity 38, on the extension of the symmetry axis of the first antenna 37, at a certain distance from it, a second antenna 39 of the same shape, the whose conical tip is however directed to the conical tip of the first antenna. Both antennas are made of a dielectric, preferably a polytetrafluoroethylene (PTFE). The probe tip 32 is obtained in a single piece in the second antenna 39. The embodiment of a single piece has the advantage that there are no sudden changes in impedance between the two structural elements, and therefore no energy losses can occur. .

La microonda generata dal generatore di microonde disposto nell'interno del contenitore 41 viene trasmessa attraverso la linea coassiale 24 all'elemento eccitatore 25. L'elemento di avvitamento 31 è fatto di un materiale metallico e forma una guida d'onda circolare cortocircuitata, nella quale si forma il modo della microonda da trasmettere. The microwave generated by the microwave generator arranged inside the container 41 is transmitted through the coaxial line 24 to the exciter element 25. The screwing element 31 is made of a metallic material and forms a short-circuited circular waveguide, in the which is formed the way of the microwave to be transmitted.

Preferibilmente l'elemento di avvitamento è fatto di alluminio o acciaio legato. E' anche possibile l'esecuzione in materia plastica. In tal caso l'apertura cilindrica 36 deve essere rivestita di una materia plastica elettricamente conduttiva. La prima antenna 37 trasmette microonde alla seconda antenna 39. La trasmissione della microonda tra le antenne 37 e 39, ossia nella cavità 38, avviene attraverso l'aria. A tale scopo la superficie perimetrale della cavità 38 metallica o con rivestimento metallico agisce da schermatura elettrica con l'effetto di uno specchio e riflette la radiazione a microonde in modo che la regione del dispositivo di fissaggio dell'apparecchio o del recipiente circondante la cavità cilindrica 38 rimanga libera da energia a microonde incidente. Preferably the screwing element is made of aluminum or alloy steel. The execution in plastic is also possible. In this case the cylindrical opening 36 must be coated with an electrically conductive plastic material. The first antenna 37 transmits microwaves to the second antenna 39. The transmission of the microwave between the antennas 37 and 39, ie in the cavity 38, occurs through the air. For this purpose, the perimeter surface of the metal or metal-coated cavity 38 acts as an electrical shield with the effect of a mirror and reflects the microwave radiation so that the region of the device or vessel fixing device surrounding the cylindrical cavity 38 remains free from incident microwave energy.

La trasmissione di microonde attraverso l'aria provoca poche perdite di energia e può quindi avvenire anche attraverso tratti abbastanza lunghi. Le perdite che si verificano nella trasmissione di microonde attraverso un dielettrico sono invece più volte maggiori. Per esempio, ad una frequenza di 6 GHz, le perdite in aria sono di circa 10-4 dB/m, mentre nel polifluoroetilene sono circa di 0,5 dB/m. Soltanto nelle transizioni fra la cavità 38 e le due antenne 37 e 39 si verificano perdite di energia per brusche variazioni di impedenza. Perciò, un altro vantaggio dell'invenzione consiste nel fatto di ottenere un miglioramento della potenza di trasmissione, dato che le perdite per la trasmissione in aria e le perdite nelle transizioni ad un dielettrico sono complessivamente inferiori alle perdite che si vericherebbero se le microonde venissero trasmesse per la stessa distanza attraverso un dielettrico. The transmission of microwaves through the air causes little loss of energy and can therefore also take place over fairly long stretches. The losses that occur in the transmission of microwaves through a dielectric are instead several times greater. For example, at a frequency of 6 GHz, the losses in air are about 10-4 dB / m, while in polyfluoroethylene they are about 0.5 dB / m. Only in the transitions between the cavity 38 and the two antennas 37 and 39 do energy losses occur due to sudden changes in impedance. Therefore, another advantage of the invention consists in the fact of obtaining an improvement of the transmission power, since the losses for the transmission in the air and the losses in the transitions to a dielectric are overall lower than the losses that would occur if the microwaves were transmitted. for the same distance through a dielectric.

La microonda diretta dall'antenna 3 sulla superficie del materiale di riempimento viene ivi riflessa e ricevuta come onda d'eco dall'antenna 3. L'antenna 39 disposta nella cavità 38 trasmette allora a sua volta l'onda d'eco attraverso l'aria all'antenna 37. Le due antenne 39 e 37 agiscono quindi vicendevolmente come trasmittente e ricevente. Un altro esempio di esecuzione dell'invenzione è rappresentato in Figura 3. E' qui mostrato un piccolo pezzo del bocchettone tubolare 43. Il bocchettone tubolare 43 circonda il contenitore e l'eccitatore 45. A differenza del dispositivo di Figura 1, in questo esempio di esecuzione la parete del contenitore dell'eccitatore 45 è attraversata radialmente dall'elemento di accoppiamento 25. Il collegamento elettrico fra l'elemento di accoppiamento 25 e il generatore di microonde non rappresentato è a sua volta formato dal cavo coassiale 24. Il bocchettone tubolare 43 e il contenitore dell'eccitatore 45 sono riuniti insieme mediante un collegamento saldato a costituire una sola unità con la flangia 11 dell'apparecchio. The microwave wave directed by the antenna 3 on the surface of the filling material is reflected there and received as an echo wave by the antenna 3. The antenna 39 arranged in the cavity 38 then in turn transmits the echo wave through the air to the antenna 37. The two antennas 39 and 37 therefore act reciprocally as transmitter and receiver. Another embodiment of the invention is shown in Figure 3. A small piece of the tubular union 43 is shown here. The tubular union 43 surrounds the container and the exciter 45. Unlike the device of Figure 1, in this example of execution, the wall of the container of the exciter 45 is radially crossed by the coupling element 25. The electrical connection between the coupling element 25 and the microwave generator, not shown, is in turn formed by the coaxial cable 24. The tubular union 43 and the container of the exciter 45 are joined together by a welded connection to form a single unit with the flange 11 of the apparatus.

In direzione assiale il contenitore el l'eccitatore 45 è quasi completamente attraversato da una apertura 46. Nella apertura 46 è introdotta la prima antenna 37. La parte cilindrica dell'antenna 37 penetra completamente attraverso l'apertura 46. Il contenitore dell'eccitatore 45 è fatto di un metallo, come l'elemento di avvitamento 31.Può però essere anche fatto di una materia plastica, se la superficie perimetrale dell’apertura 46 è rivestita di una materia plastica elettricamente conduttiva. Sul lato della flangia di apparecchio 11 non rivolto al contenitore dell'eccitatore 45 è fissato mediante un collegamento a flangia 47 un tubo di antenna 48. Il tubo di antenna 48 costituisce il collegamento meccanico non rappresentato con la seconda antenna 39, parimenti non rappresentata. In questo esempio di esecuzione il contenitore di accoppiamento 45 rappresenta la guida d'onda circolare cortocircuitata, nella quale si forma il modo delle microonde da trasmettere. La prima antenna 37 trasmette anche qui microonde alla seconda antenna 39, ossia a sua volta attraverso una cavità 44. La superficie perimetrale metallica o con rivestimento metallico della cavità 44 agisce parimenti da specchio e riflette la radiazione a microonde, per cui anche in questa forma di esecuzione viene impedita una irradiazione di energia a microonde radialmente in direzione degli elementi di fissaggio. In the axial direction the container and the exciter 45 is almost completely crossed by an opening 46. The first antenna 37 is introduced into the opening 46. The cylindrical part of the antenna 37 penetrates completely through the opening 46. The container of the exciter 45 it is made of a metal, such as the screw element 31, but it can also be made of a plastic material, if the peripheral surface of the opening 46 is coated with an electrically conductive plastic material. An antenna tube 48 is fastened to the side of the appliance flange 11 not facing the exciter housing 45 by means of a flange connection 47. The antenna tube 48 forms the mechanical connection not shown with the second antenna 39, likewise not shown. In this embodiment, the coupling container 45 represents the short-circuited circular waveguide, in which the mode of the microwaves to be transmitted is formed. The first antenna 37 also transmits microwaves to the second antenna 39, that is in turn through a cavity 44. The metal or metal-coated peripheral surface of the cavity 44 also acts as a mirror and reflects the microwave radiation, so that even in this form In the embodiment, radiation of microwave energy radially in the direction of the fastening elements is prevented.

Specularmente alla flangia 47 il tubo di antenna 48 termina in un collegamento a flangia, con il cui ausilio la seconda antenna è collegata alla punta di antenna 3. Specularly to the flange 47 the antenna tube 48 ends in a flange connection, with the aid of which the second antenna is connected to the antenna tip 3.

Ovviamente, il cilindro cavo 33 e il tubo di antenna 48 possono avere una sezione trasversale totalmente diversa, che sia compatibile con il modo da trasmettere e con la frequenza di trasmissione. La geometria di una guida d'onda circolare cortocircuitata e di una sezione trasversale di antenna circolare presenta il vantaggio di poter propagare modi che forniscono una caratteristica di radiazione con un lobo anteriore marcato Obviously, the hollow cylinder 33 and the antenna tube 48 can have a totally different cross section, which is compatible with the mode to be transmitted and with the transmission frequency. The geometry of a shorted circular waveguide and a circular antenna cross section has the advantage of being able to propagate modes that provide a radiation characteristic with a marked front lobe

Claims

CLAIMS 1. Microwave-operated fill level measuring apparatus, arranged on a container or above a store, with a container, means for fixing the filling level measuring apparatus, an inward-facing rod antenna of the container or on the filling material of a store, for measuring the filling level in containers or stores, characterized in that the filling level measuring device has a section (33, 48) of the antenna (3) arranged between the coupling element (25) of the microwaves and the rod or horn antenna (32), from which the radial radiation of microwave energy is intercepted.

2. Microwave-operated filling level measuring apparatus, according to claim 1, characterized in that the portion (33, 48) is a metal or metal-coated cavity.

3. Microwave-operated filling level measuring apparatus according to claim 2, characterized in that the hollow cylindrical portion (33, 48) is closed by two antennas (37, 39) facing each other.

4. Microwave-operated filling level measuring apparatus according to claim 3, characterized in that the antennas (37,39) are suitable for both transmitting and receiving microwaves.

5. Fill level measuring apparatus according to claim 1, characterized in that for the interception of the microwave radiation the microwave radiation transmitted by a first antenna (37) through the hollow cylindrical section (33, 48) to a second antenna (39) or vice versa is reflected against the inner perimeter surface of the hollow cylindrical portion (33, 48).