JP2911843B2 - センサ装置 - Google Patents
センサ装置Info
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- JP2911843B2 JP2911843B2 JP8336987A JP33698796A JP2911843B2 JP 2911843 B2 JP2911843 B2 JP 2911843B2 JP 8336987 A JP8336987 A JP 8336987A JP 33698796 A JP33698796 A JP 33698796A JP 2911843 B2 JP2911843 B2 JP 2911843B2
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- flange
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス変量を測
定するために信号ラインから容器へおよび容器から電気
パルスを伝送するセンサ装置に関する。
定するために信号ラインから容器へおよび容器から電気
パルスを伝送するセンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロセス産業や貯蔵産業では長らく、レ
ベル、流れ、温度等のようなプロセスパラメータを測定
するために種々異なる形式の機器が利用されてきた。
（機械式、容量式、超音波式、液圧式等のような）数多
くの異なる技術によって、多数の適用事例に対する解決
手段が提供されている。しかし、解決手段の得られる利
用可能な技術がなかったり、あるいはリーズナブルなコ
ストでは上記のような解決手段の得られない他の多くの
適用事例が残っている。そして、レベル測定システムに
よって恩恵を受けられる数多くの適用事例にとっては、
現在のところ利用可能な測定システムはあまりにもコス
トがかかる。
ベル、流れ、温度等のようなプロセスパラメータを測定
するために種々異なる形式の機器が利用されてきた。
（機械式、容量式、超音波式、液圧式等のような）数多
くの異なる技術によって、多数の適用事例に対する解決
手段が提供されている。しかし、解決手段の得られる利
用可能な技術がなかったり、あるいはリーズナブルなコ
ストでは上記のような解決手段の得られない他の多くの
適用事例が残っている。そして、レベル測定システムに
よって恩恵を受けられる数多くの適用事例にとっては、
現在のところ利用可能な測定システムはあまりにもコス
トがかかる。
【０００３】大量の石油貯蔵のようなある種の適用事例
の場合、被測定物質の価値は、著しく高い所要精度のた
めに必要とされるハイコストのレベル測定システムの利
用を正当化するのに十分に高いものである。このような
高価な測定システムであれば、サーボタンクゲージング
システムまたは周波数変調形連続波レーダシステムを設
けることができる。
の場合、被測定物質の価値は、著しく高い所要精度のた
めに必要とされるハイコストのレベル測定システムの利
用を正当化するのに十分に高いものである。このような
高価な測定システムであれば、サーボタンクゲージング
システムまたは周波数変調形連続波レーダシステムを設
けることができる。
【０００４】製造物の品質の保持、資源の節約、安全性
の改善等のため製造物のレベル測定の必要性が高いとこ
ろで適用される多数の事例が存在する。しかしながら、
あるプラントに対しその測定システムを十分に装備させ
ることができるようにするには、コストのもっと小さい
測定システムが必要である。
の改善等のため製造物のレベル測定の必要性が高いとこ
ろで適用される多数の事例が存在する。しかしながら、
あるプラントに対しその測定システムを十分に装備させ
ることができるようにするには、コストのもっと小さい
測定システムが必要である。
【０００５】さらに、慣用の測定手法以外の手法を要求
するある種のプロセス測定事例も存在する。たとえば、
レベル測定中に高温および高圧の性能の要求される適用
事例は、典型的には容量式測定に依らざるを得ない。し
かしながら従来の容量式測定システムは、物質特性の変
化に起因して誤りが生じやすい。また、容量式測定技術
の生得的な特性ゆえに、そのような容量式レベル測定技
術を２つ以上の液体層を含む容器で使用することはでき
ない。
するある種のプロセス測定事例も存在する。たとえば、
レベル測定中に高温および高圧の性能の要求される適用
事例は、典型的には容量式測定に依らざるを得ない。し
かしながら従来の容量式測定システムは、物質特性の変
化に起因して誤りが生じやすい。また、容量式測定技術
の生得的な特性ゆえに、そのような容量式レベル測定技
術を２つ以上の液体層を含む容器で使用することはでき
ない。
【０００６】超音波式飛行時間型技術によって物質特性
変化のようなレベル指示変化にかかわる問題が低減され
たが、超音波式レベル測定センサは高温や高圧のもとで
は、あるいは真空状態においては機能しない。しかも、
このような超音波式センサは音響ノイズに対し許容範囲
が小さい。
変化のようなレベル指示変化にかかわる問題が低減され
たが、超音波式レベル測定センサは高温や高圧のもとで
は、あるいは真空状態においては機能しない。しかも、
このような超音波式センサは音響ノイズに対し許容範囲
が小さい。
【０００７】これらの問題点を解決するための１つの技
術的な試みは導波パルスを利用することである。それら
のパルスはデュアルプローブ伝送ラインに沿って貯蔵さ
れた物質へ伝達され、流体レベルと相関関係にあるプロ
ーブのインピーダンス変化によって反射する。この場
合、プロセス電子装置により飛行時間型信号が意味のあ
る流体レベル示度へ変換される。従来の導波パルス技術
は、高品質の短いパルスを生成しそのような短期間のイ
ベントに対し飛行時間を測定するのに必要な機器の性質
上、きわめて高価である。さらに上記のようなプローブ
は構造が単純ではなく、簡単な容量式レベルプローブに
比べ製造コストが高い。
術的な試みは導波パルスを利用することである。それら
のパルスはデュアルプローブ伝送ラインに沿って貯蔵さ
れた物質へ伝達され、流体レベルと相関関係にあるプロ
ーブのインピーダンス変化によって反射する。この場
合、プロセス電子装置により飛行時間型信号が意味のあ
る流体レベル示度へ変換される。従来の導波パルス技術
は、高品質の短いパルスを生成しそのような短期間のイ
ベントに対し飛行時間を測定するのに必要な機器の性質
上、きわめて高価である。さらに上記のようなプローブ
は構造が単純ではなく、簡単な容量式レベルプローブに
比べ製造コストが高い。
【０００８】さて、National Laboratory System によ
る最近の開発によれば、著しく安価な回路を用いて低電
力の高速パルスを生成しそれらの戻りの時間を測定する
ことができる。たとえばアメリカ合衆国特許第５，３４
５，４７１号および５，３６１，０７０号公報を参照。
しかしながらこの新しい技術だけでは、プロセスおよび
貯蔵物測定での適用にレベル測定技術を浸透させること
はできない。この新しい技術により生成されるパルスは
広帯域であり、したがって方形波パルスではない。ま
た、生成されたパルスはきわめて低い電力レベルを有し
ている。その種のパルスは１００ＭＨｚまたはそれ以上
の周波数であり、１ｎＷまたはそれ以下の平均電力レベ
ルを有している。これらのファクタによって新たに引き
起こされる問題点とは、プローブに沿ってパルスを伝送
して戻し、戻ってきたパルスを処理して解釈するという
ことを克服しなければならない点である。
る最近の開発によれば、著しく安価な回路を用いて低電
力の高速パルスを生成しそれらの戻りの時間を測定する
ことができる。たとえばアメリカ合衆国特許第５，３４
５，４７１号および５，３６１，０７０号公報を参照。
しかしながらこの新しい技術だけでは、プロセスおよび
貯蔵物測定での適用にレベル測定技術を浸透させること
はできない。この新しい技術により生成されるパルスは
広帯域であり、したがって方形波パルスではない。ま
た、生成されたパルスはきわめて低い電力レベルを有し
ている。その種のパルスは１００ＭＨｚまたはそれ以上
の周波数であり、１ｎＷまたはそれ以下の平均電力レベ
ルを有している。これらのファクタによって新たに引き
起こされる問題点とは、プローブに沿ってパルスを伝送
して戻し、戻ってきたパルスを処理して解釈するという
ことを克服しなければならない点である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、低電力の高周波パルスをプローブに沿って伝送
し、それらのパルスの戻すようにしたセンサ装置を提供
することにある。
題は、低電力の高周波パルスをプローブに沿って伝送
し、それらのパルスの戻すようにしたセンサ装置を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、容器と結合される形状で構成された下部フランジが
設けられており、該下部フランジは、その頭部面に隣り
合って配置され外側へ向かってテーパ状にされた面によ
り規定される中央開口部を有するよう形成されており、
外側へ向かってテーパ状にされた第１の面および内側へ
向かってテーパ状にされた第２の面を含む頭部と、該頭
部から延びていく細長い導電性部分とを有する導電性の
プローブエレメントが設けられており、前記頭部の第１
のテーパ状面は、前記下部フランジのテーパ状面と係合
する形状で構成されていて、下部フランジへ向かう方向
での前記プローブエレメントの動きが防止され、前記下
部フランジにプローブエレメントが固定されるよう下部
フランジに結合される形状で構成された上部フランジが
設けられており、該上部フランジは、その底部面に隣り
合って配置され内側へ向かってテーパ状にされた面によ
り規定される中央開口部を有しており、前記上部フラン
ジのテーパ状面は、前記プローブエレメントの第２のテ
ーパ状面と係合する形状で構成されていて、上部フラン
ジへ向かう方向でのプローブエレメントの動きが防止さ
れ、前記プローブエレメントと結合される電気コネクタ
が設けられており、該コネクタは、前記プローブエレメ
ントに信号ラインが結合される形状で構成されているこ
とにより解決される。
は、容器と結合される形状で構成された下部フランジが
設けられており、該下部フランジは、その頭部面に隣り
合って配置され外側へ向かってテーパ状にされた面によ
り規定される中央開口部を有するよう形成されており、
外側へ向かってテーパ状にされた第１の面および内側へ
向かってテーパ状にされた第２の面を含む頭部と、該頭
部から延びていく細長い導電性部分とを有する導電性の
プローブエレメントが設けられており、前記頭部の第１
のテーパ状面は、前記下部フランジのテーパ状面と係合
する形状で構成されていて、下部フランジへ向かう方向
での前記プローブエレメントの動きが防止され、前記下
部フランジにプローブエレメントが固定されるよう下部
フランジに結合される形状で構成された上部フランジが
設けられており、該上部フランジは、その底部面に隣り
合って配置され内側へ向かってテーパ状にされた面によ
り規定される中央開口部を有しており、前記上部フラン
ジのテーパ状面は、前記プローブエレメントの第２のテ
ーパ状面と係合する形状で構成されていて、上部フラン
ジへ向かう方向でのプローブエレメントの動きが防止さ
れ、前記プローブエレメントと結合される電気コネクタ
が設けられており、該コネクタは、前記プローブエレメ
ントに信号ラインが結合される形状で構成されているこ
とにより解決される。
【００１１】さらに上記の課題は、請求項９、１６、２
２、２４、２９に記載の構成により解決される。
２、２４、２９に記載の構成により解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】現在のところ、伝送ラインとして
経済的に機能を果たせ、典型的な工業プロセスや貯蔵環
境に耐えられる一方で容器の保全性が維持されるよう
な、工業的に都合のよいセンサは存在しない。
経済的に機能を果たせ、典型的な工業プロセスや貯蔵環
境に耐えられる一方で容器の保全性が維持されるよう
な、工業的に都合のよいセンサは存在しない。
【００１３】本発明は、工業プロセスの種々の測定のた
めのセンサとして適合された単一導体表面波伝送ライン
（Ｇ線路、Goubau line ）に係わるものである。そして
本発明によれば、伝送ライン機能だけでなく基準パルス
手段、検知機能、プロセスコネクション取付機能、セン
サ固定手段およびプロセス密封手段のすべてがただ１つ
の構造体に組み込まれ、これはフランジやねじ付き結合
部のような標準の工業的マウンティング要求と両立性が
とられている。本発明による装置は、工業的環境におけ
る厳しい役割の要求にもかなうものであり、高温、高湿
度、高圧、強い化学的作用、大きな静電気、粒状材料に
おける強い引き落とし力、ならびに強い電磁作用のある
領域に設置するのに適している。このセンサ装置はプロ
セス測定システムエレクトロニクスと電気的に接続さ
れ、これによってその電力および信号の処理が行われ
る。このセンサ装置は殊に、システムエレクトロニクス
により供給される高速、低電力、高周波の広帯域パルス
を処理するように設計されている。
めのセンサとして適合された単一導体表面波伝送ライン
（Ｇ線路、Goubau line ）に係わるものである。そして
本発明によれば、伝送ライン機能だけでなく基準パルス
手段、検知機能、プロセスコネクション取付機能、セン
サ固定手段およびプロセス密封手段のすべてがただ１つ
の構造体に組み込まれ、これはフランジやねじ付き結合
部のような標準の工業的マウンティング要求と両立性が
とられている。本発明による装置は、工業的環境におけ
る厳しい役割の要求にもかなうものであり、高温、高湿
度、高圧、強い化学的作用、大きな静電気、粒状材料に
おける強い引き落とし力、ならびに強い電磁作用のある
領域に設置するのに適している。このセンサ装置はプロ
セス測定システムエレクトロニクスと電気的に接続さ
れ、これによってその電力および信号の処理が行われ
る。このセンサ装置は殊に、システムエレクトロニクス
により供給される高速、低電力、高周波の広帯域パルス
を処理するように設計されている。
【００１４】本発明によるセンサ装置は殊に、プロセス
容器や貯蔵容器内の物質レベルの測定に適合したもので
あるが、それに限定されるものではない。このセンサ装
置を流動性、組成、誘電率、水分率等のような他のプロ
セス変量の測定にも利用できることは自明である。本明
細書中で用いられている用語”容器”は、パイプ、シュ
ート、ビン、タンク、リザーバあるいは他のあらゆる貯
蔵容器のことも指す。このような貯蔵容器には、燃料タ
ンクや多数の車両用ないし自動車用流体貯蔵システムす
なわちエンジンオイル、圧媒液、ブレーキ液、ワイパー
液、冷却液、パワーステアリング液、トランスミッショ
ン液および燃料のためのリザーバも含ませることができ
る。
容器や貯蔵容器内の物質レベルの測定に適合したもので
あるが、それに限定されるものではない。このセンサ装
置を流動性、組成、誘電率、水分率等のような他のプロ
セス変量の測定にも利用できることは自明である。本明
細書中で用いられている用語”容器”は、パイプ、シュ
ート、ビン、タンク、リザーバあるいは他のあらゆる貯
蔵容器のことも指す。このような貯蔵容器には、燃料タ
ンクや多数の車両用ないし自動車用流体貯蔵システムす
なわちエンジンオイル、圧媒液、ブレーキ液、ワイパー
液、冷却液、パワーステアリング液、トランスミッショ
ン液および燃料のためのリザーバも含ませることができ
る。
【００１５】本発明によれば、慣用の同軸（さもなけれ
ばデュアル）ケーブルの伝送ラインに代わるものとして
安価な単一導体伝送ラインに沿って電磁エネルギーが伝
えられる。Ｇ線路は、経済的なロッドまたはケーブルプ
ローブ（つまりツインまたはデュアル導体の手法の代わ
りとなる単一導体）が望まれるような、レベル測定セン
サのための適用事例に向いている。単一導体による手法
によって、新しいパルス生成および検出技術の利点が得
られるだけでなく、経済的な容量式レベルプローブと同
じようにプローブを構成することができる。
ばデュアル）ケーブルの伝送ラインに代わるものとして
安価な単一導体伝送ラインに沿って電磁エネルギーが伝
えられる。Ｇ線路は、経済的なロッドまたはケーブルプ
ローブ（つまりツインまたはデュアル導体の手法の代わ
りとなる単一導体）が望まれるような、レベル測定セン
サのための適用事例に向いている。単一導体による手法
によって、新しいパルス生成および検出技術の利点が得
られるだけでなく、経済的な容量式レベルプローブと同
じようにプローブを構成することができる。
【００１６】既述のように、単一伝送ラインをプロセス
測定プローブに単純に組み込んだだけでは、先に挙げた
工業的環境の厳しさには耐えられない。また、標準的な
容量式レベルプローブは、そのアセンブリ内に存在する
インピーダンスの不連続性に起因して、高速パルスの伝
送には適合していない。
測定プローブに単純に組み込んだだけでは、先に挙げた
工業的環境の厳しさには耐えられない。また、標準的な
容量式レベルプローブは、そのアセンブリ内に存在する
インピーダンスの不連続性に起因して、高速パルスの伝
送には適合していない。
【００１７】本発明によれば、プローブエレメントと伝
送ラインの組み合わせられたセンサ装置の取り付け、締
結、固定ならびに密封を改善することにより、新しい安
価なパルス技術の利用に付随する問題点が解決される。
そして本発明によればこれらの特徴的構成が実現される
一方で、パルス送り出し、ケーブルからの滑らかなイン
ピーダンス推移、基準パルスコントロール、伝送された
パルスのコントロールと反射したパルスのコントロール
の両方を含む取付部を介した伝送、ならびに所望のモー
ドでの伝播の容易化を含むＧ線路の電気的な動作が保持
される。
送ラインの組み合わせられたセンサ装置の取り付け、締
結、固定ならびに密封を改善することにより、新しい安
価なパルス技術の利用に付随する問題点が解決される。
そして本発明によればこれらの特徴的構成が実現される
一方で、パルス送り出し、ケーブルからの滑らかなイン
ピーダンス推移、基準パルスコントロール、伝送された
パルスのコントロールと反射したパルスのコントロール
の両方を含む取付部を介した伝送、ならびに所望のモー
ドでの伝播の容易化を含むＧ線路の電気的な動作が保持
される。
【００１８】本発明の１つの観点によれば、プロセスパ
ラメータを測定するため信号ラインから容器へ電気パル
スを伝送するためにセンサ装置が設けられている。この
センサ装置には、容器と結合される形状で構成された下
部フランジが設けられている。下部フランジは、その頭
部面と隣り合って配置され半径方向で外側へ向かってテ
ーパ状にされた面により規定される中央開口部を有する
形状で構成されている。さらにこのセンサ装置には、半
径方向で外側へ向かってテーパ状にされた第１の面と第
２の面を有する頭部と、この頭部から延びていく細長い
導電性部分とを有する導電性のプローブエレメントも設
けられている。頭部における第１のテーパ状面は下部フ
ランジのテーパ状面と係合する形状で構成されており、
これによって下部フランジのへ向かう方向でのプローブ
エレメントの動きが防止される。さらにこのセンサ装置
には、下部フランジと結合される形状で構成された上部
フランジが設けられており、これによってプローブエレ
メントが下部フランジに固定される。上部フランジは、
その底部面と隣り合って配置され半径方向で外側へ向か
ってテーパ状にされた面により規定される中央開口部を
有している。上部フランジのテーパ状面はプローブエレ
メントの第２のテーパ状面と係合される形状で構成され
ており、これによって上部フランジへ向かう方向でのプ
ローブエレメントの動きが防止される。さらにこのセン
サ装置には、上部フランジと結合される送り出しプレー
トと、プローブエレメントと結合される電気コネクタも
設けられている。このコネクタは、信号ラインがプロー
ブエレメントと結合される形状で構成されている。
ラメータを測定するため信号ラインから容器へ電気パル
スを伝送するためにセンサ装置が設けられている。この
センサ装置には、容器と結合される形状で構成された下
部フランジが設けられている。下部フランジは、その頭
部面と隣り合って配置され半径方向で外側へ向かってテ
ーパ状にされた面により規定される中央開口部を有する
形状で構成されている。さらにこのセンサ装置には、半
径方向で外側へ向かってテーパ状にされた第１の面と第
２の面を有する頭部と、この頭部から延びていく細長い
導電性部分とを有する導電性のプローブエレメントも設
けられている。頭部における第１のテーパ状面は下部フ
ランジのテーパ状面と係合する形状で構成されており、
これによって下部フランジのへ向かう方向でのプローブ
エレメントの動きが防止される。さらにこのセンサ装置
には、下部フランジと結合される形状で構成された上部
フランジが設けられており、これによってプローブエレ
メントが下部フランジに固定される。上部フランジは、
その底部面と隣り合って配置され半径方向で外側へ向か
ってテーパ状にされた面により規定される中央開口部を
有している。上部フランジのテーパ状面はプローブエレ
メントの第２のテーパ状面と係合される形状で構成され
ており、これによって上部フランジへ向かう方向でのプ
ローブエレメントの動きが防止される。さらにこのセン
サ装置には、上部フランジと結合される送り出しプレー
トと、プローブエレメントと結合される電気コネクタも
設けられている。このコネクタは、信号ラインがプロー
ブエレメントと結合される形状で構成されている。
【００１９】実例として示す実施形態によれば、プロー
ブエレメントは絶縁体で被覆されている。この絶縁体に
プローブエレメントの頭部と隣り合った太さ増加部分を
設けることができ、これによってプローブエレメントと
上部および下部フランジとの間の密封が改善される。た
とえばプローブエレメント、上部および下部フランジな
らびに送り出しプレートは、ステンレス鋼により形成さ
れる。
ブエレメントは絶縁体で被覆されている。この絶縁体に
プローブエレメントの頭部と隣り合った太さ増加部分を
設けることができ、これによってプローブエレメントと
上部および下部フランジとの間の密封が改善される。た
とえばプローブエレメント、上部および下部フランジな
らびに送り出しプレートは、ステンレス鋼により形成さ
れる。
【００２０】実例と示す１つの実施形態によれば、下部
フランジのテーパ状面は、この下部フランジの頭部面か
ら下へ向かって延びる方向で収束し、上部フランジのテ
ーパ状面は、この上部フランジの底部面から上へ向かっ
て延びる方向で収束している。プローブエレメントにお
ける第２のテーパ状面は、このプローブエレメントの上
端から下へ向かって延びる方向で拡開する錐面であり、
プローブエレメントにおける第１のテーパ状面は、第２
のテーパ状面から下へ向かって延びる方向で収束する錐
面である。
フランジのテーパ状面は、この下部フランジの頭部面か
ら下へ向かって延びる方向で収束し、上部フランジのテ
ーパ状面は、この上部フランジの底部面から上へ向かっ
て延びる方向で収束している。プローブエレメントにお
ける第２のテーパ状面は、このプローブエレメントの上
端から下へ向かって延びる方向で拡開する錐面であり、
プローブエレメントにおける第１のテーパ状面は、第２
のテーパ状面から下へ向かって延びる方向で収束する錐
面である。
【００２１】実例として挙げる別の実施形態によれば、
下部フランジの中央開口部は、前記の頭部面と隣り合っ
て半径方向に広がる空洞部を有する形状で構成されてい
る。下部フランジのテーパ状面は、下部フランジの空洞
部内に配置された別個の挿入物により形成されている。
上部フランジの中央開口部は、前記の底部面と隣り合っ
て半径方向に広がる空洞部を有する形状で構成されてい
る。上部フランジのテーパ状面は、上部フランジの空洞
部内に配置された別個の挿入物により形成されている。
これらの挿入物は、たとえば非導電性材料により形成さ
れている。
下部フランジの中央開口部は、前記の頭部面と隣り合っ
て半径方向に広がる空洞部を有する形状で構成されてい
る。下部フランジのテーパ状面は、下部フランジの空洞
部内に配置された別個の挿入物により形成されている。
上部フランジの中央開口部は、前記の底部面と隣り合っ
て半径方向に広がる空洞部を有する形状で構成されてい
る。上部フランジのテーパ状面は、上部フランジの空洞
部内に配置された別個の挿入物により形成されている。
これらの挿入物は、たとえば非導電性材料により形成さ
れている。
【００２２】また実例としての実施形態によれば、信号
ラインは信号導体とアース導体を有している。また、電
気コネクタは、信号導体がプローブエレメントと結合さ
れアース導体が送り出しプレートと結合される形状で構
成されている。送り出しプレートと上部フランジは、電
気パルスが信号ラインからプローブエレメントへ動く
と、信号ライン上に反射基準パルスが生成されるように
構成されている。１つの実例としての実施形態によれば
センサ装置にはさらに、プローブエレメントと送り出し
プレートとの間に接続された静電放電抵抗または複素イ
ンピーダンス回路網が設けられている。
ラインは信号導体とアース導体を有している。また、電
気コネクタは、信号導体がプローブエレメントと結合さ
れアース導体が送り出しプレートと結合される形状で構
成されている。送り出しプレートと上部フランジは、電
気パルスが信号ラインからプローブエレメントへ動く
と、信号ライン上に反射基準パルスが生成されるように
構成されている。１つの実例としての実施形態によれば
センサ装置にはさらに、プローブエレメントと送り出し
プレートとの間に接続された静電放電抵抗または複素イ
ンピーダンス回路網が設けられている。
【００２３】本発明の別の観点によれば、プロセスパラ
メータを測定するため信号ラインから容器へ電気パルス
を伝送するためにセンサ装置が設けられている。このセ
ンサ装置には、容器と結合される形状で構成された下部
フランジが設けられている。この下部フランジは、その
頭部面と底部面との間に延在する中央開口部を有する形
状で構成されている。さらにこのセンサ装置には、下部
フランジの開口部を通って延在する導電性プローブエレ
メントと、プローブエレメントを下部フランジに固定す
るため下部フランジと結合される形状で構成された上部
フランジが設けられている。上部フランジは、プローブ
エレメントの上端を受容するためこの上部フランジの頭
部面と底部面との間に延在する中央開口部を有してい
る。さらにこのセンサ装置には、プローブエレメントと
下部フランジを密封するための第１の密封部と、プロー
ブエレメントと上部フランジを密封するための第２の密
封部とが設けられている。下部フランジの頭部面は上部
フランジの底部面から間隔をおいて配置されており、こ
れによって第１の密封部を通る物質がそれらの間を流出
できるようになる。さらにこのセンサ装置には、上部フ
ランジと結合される送り出しプレートと、プローブエレ
メントと結合される電気コネクタも設けられている。こ
の電気コネクタは、信号ラインがプローブエレメントと
接続されるように構成されている。
メータを測定するため信号ラインから容器へ電気パルス
を伝送するためにセンサ装置が設けられている。このセ
ンサ装置には、容器と結合される形状で構成された下部
フランジが設けられている。この下部フランジは、その
頭部面と底部面との間に延在する中央開口部を有する形
状で構成されている。さらにこのセンサ装置には、下部
フランジの開口部を通って延在する導電性プローブエレ
メントと、プローブエレメントを下部フランジに固定す
るため下部フランジと結合される形状で構成された上部
フランジが設けられている。上部フランジは、プローブ
エレメントの上端を受容するためこの上部フランジの頭
部面と底部面との間に延在する中央開口部を有してい
る。さらにこのセンサ装置には、プローブエレメントと
下部フランジを密封するための第１の密封部と、プロー
ブエレメントと上部フランジを密封するための第２の密
封部とが設けられている。下部フランジの頭部面は上部
フランジの底部面から間隔をおいて配置されており、こ
れによって第１の密封部を通る物質がそれらの間を流出
できるようになる。さらにこのセンサ装置には、上部フ
ランジと結合される送り出しプレートと、プローブエレ
メントと結合される電気コネクタも設けられている。こ
の電気コネクタは、信号ラインがプローブエレメントと
接続されるように構成されている。
【００２４】１つの実施形態によれば第１の密封部は、
下部フランジの頭部面と隣り合って配置され半径方向で
外側へ向かってテーパ状にされた面により形成されてい
る。その際、下部フランジの頭部面は、プローブエレメ
ント上に形成され半径方向で外側へ向かってテーパ状に
された第１の面と係合する。さらに第２の密封部は、上
部フランジの底部面と隣り合って配置され半径方向で外
側へ向かってテーパ状にされた面により形成されてい
る。その際、上部フランジの底部面は、プローブエレメ
ントの第２のテーパ状面と係合する。
下部フランジの頭部面と隣り合って配置され半径方向で
外側へ向かってテーパ状にされた面により形成されてい
る。その際、下部フランジの頭部面は、プローブエレメ
ント上に形成され半径方向で外側へ向かってテーパ状に
された第１の面と係合する。さらに第２の密封部は、上
部フランジの底部面と隣り合って配置され半径方向で外
側へ向かってテーパ状にされた面により形成されてい
る。その際、上部フランジの底部面は、プローブエレメ
ントの第２のテーパ状面と係合する。
【００２５】別の実施形態によれば下部フランジの中央
開口部は、前記の頭部面と隣り合い半径方向に広がる空
洞部を有する形状で構成されており、下部フランジのテ
ーパ状面は、下部フランジの空洞部内に配置された別個
の下部挿入物により形成されている。上部フランジの中
央開口部は、前記の底部面と隣り合って半径方向に広が
る空洞部を有する形状で構成されており、上部フランジ
のテーパ状面は、上部フランジの空洞部内に配置された
別個の上部挿入物により形成されている。たとえば上部
フランジと下部フランジは導電性材料で形成されてお
り、上部挿入物と下部挿入物は非導電性材料で形成され
ている。
開口部は、前記の頭部面と隣り合い半径方向に広がる空
洞部を有する形状で構成されており、下部フランジのテ
ーパ状面は、下部フランジの空洞部内に配置された別個
の下部挿入物により形成されている。上部フランジの中
央開口部は、前記の底部面と隣り合って半径方向に広が
る空洞部を有する形状で構成されており、上部フランジ
のテーパ状面は、上部フランジの空洞部内に配置された
別個の上部挿入物により形成されている。たとえば上部
フランジと下部フランジは導電性材料で形成されてお
り、上部挿入物と下部挿入物は非導電性材料で形成され
ている。
【００２６】さらに本発明の別の実施形態によれば、プ
ロセスパラメータを測定するため信号ラインから容器へ
電気パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられてい
る。このセンサ装置には、長手方向に沿って少なくとも
２つの異なる断面寸法をもつ頭部を備えた導電性プロー
ブエレメントと、容器と結合される形状で構成された下
部フランジが設けられている。下部フランジは、プロー
ブエレメントを受容するためその頭部面と底部面との間
に延在する中央開口部を有する形状で構成されている。
下部フランジにおけるこの中央開口部は、下部フランジ
の頭部面と底部面との間で少なくとも２つの異なる断面
寸法を有しており、これによって下部フランジと隣り合
うプローブエレメントにおけるインピーダンス変化が最
小に抑えられる。さらにこのセンサ装置には、プローブ
エレメントを下部フランジと固定するため下部フランジ
と結合される形状で構成された上部フランジも設けられ
ている。この上部フランジは、プローブエレメントの上
端を受容するため上部フランジの頭部面と底部面との間
に延在する中央開口部を有している。上部フランジの中
央開口部は、上部フランジの頭部面と底部面との間で少
なくとも２つの異なる断面寸法を有しており、これによ
って上部フランジと隣り合うプローブエレメントにおけ
るインピーダンス変化が最小に抑えられる。さらにこの
センサ装置には、上部フランジと結合される送り出しプ
レートと、プローブエレメントと結合される電気コネク
タが設けられている。このコネクタは、信号ラインがプ
ローブエレメントと接続されるように構成されている。
ロセスパラメータを測定するため信号ラインから容器へ
電気パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられてい
る。このセンサ装置には、長手方向に沿って少なくとも
２つの異なる断面寸法をもつ頭部を備えた導電性プロー
ブエレメントと、容器と結合される形状で構成された下
部フランジが設けられている。下部フランジは、プロー
ブエレメントを受容するためその頭部面と底部面との間
に延在する中央開口部を有する形状で構成されている。
下部フランジにおけるこの中央開口部は、下部フランジ
の頭部面と底部面との間で少なくとも２つの異なる断面
寸法を有しており、これによって下部フランジと隣り合
うプローブエレメントにおけるインピーダンス変化が最
小に抑えられる。さらにこのセンサ装置には、プローブ
エレメントを下部フランジと固定するため下部フランジ
と結合される形状で構成された上部フランジも設けられ
ている。この上部フランジは、プローブエレメントの上
端を受容するため上部フランジの頭部面と底部面との間
に延在する中央開口部を有している。上部フランジの中
央開口部は、上部フランジの頭部面と底部面との間で少
なくとも２つの異なる断面寸法を有しており、これによ
って上部フランジと隣り合うプローブエレメントにおけ
るインピーダンス変化が最小に抑えられる。さらにこの
センサ装置には、上部フランジと結合される送り出しプ
レートと、プローブエレメントと結合される電気コネク
タが設けられている。このコネクタは、信号ラインがプ
ローブエレメントと接続されるように構成されている。
【００２７】１つの実施形態によれば、下部フランジの
中央開口部は、その頭部面と隣り合って配置され半径方
向に外側へ向かってテーパ状にされた面により規定され
ており、プローブエレメントは、半径方向で外側へ向か
ってテーパ状にされた第１および第２の面をもつ頭部
と、この頭部から延びていく細長い導電性部分とを有し
ている。頭部における第１のテーパ状面は、下部フラン
ジのテーパ状面と係合する形状で構成されており、これ
により下部フランジへ向かう方向でのプローブエレメン
トの動きが防止される。上部フランジの中央開口部は、
上部フランジの底部面と隣り合って配置され半径方向で
外側へ向かってテーパ状にされた面により規定されてい
る。上部フランジのテーパ状面は、プローブエレメント
の第２のテーパ状面と係合する形状で構成されており、
これによって上部フランジへ向かう方向でのプローブエ
レメントの動きが防止される。
中央開口部は、その頭部面と隣り合って配置され半径方
向に外側へ向かってテーパ状にされた面により規定され
ており、プローブエレメントは、半径方向で外側へ向か
ってテーパ状にされた第１および第２の面をもつ頭部
と、この頭部から延びていく細長い導電性部分とを有し
ている。頭部における第１のテーパ状面は、下部フラン
ジのテーパ状面と係合する形状で構成されており、これ
により下部フランジへ向かう方向でのプローブエレメン
トの動きが防止される。上部フランジの中央開口部は、
上部フランジの底部面と隣り合って配置され半径方向で
外側へ向かってテーパ状にされた面により規定されてい
る。上部フランジのテーパ状面は、プローブエレメント
の第２のテーパ状面と係合する形状で構成されており、
これによって上部フランジへ向かう方向でのプローブエ
レメントの動きが防止される。
【００２８】さらに別の実施形態によれば下部フランジ
の中央開口部は、前記の頭部面と隣り合って半径方向で
広がる空洞部を有する形状で構成されており、上部フラ
ンジの中央開口部は、前記の底部面と隣り合って半径方
向で広がる空洞部を有する形状で構成されている。必要
に応じて、下部フランジの空洞部内に別個の下部挿入物
を配置させることもでき、さらに上部フランジの空洞部
内に別個の上部挿入物を配置させることもできる。これ
らの上部挿入物および下部挿入物は、プローブエレメン
トの頭部と係合する形状で構成されている。
の中央開口部は、前記の頭部面と隣り合って半径方向で
広がる空洞部を有する形状で構成されており、上部フラ
ンジの中央開口部は、前記の底部面と隣り合って半径方
向で広がる空洞部を有する形状で構成されている。必要
に応じて、下部フランジの空洞部内に別個の下部挿入物
を配置させることもでき、さらに上部フランジの空洞部
内に別個の上部挿入物を配置させることもできる。これ
らの上部挿入物および下部挿入物は、プローブエレメン
トの頭部と係合する形状で構成されている。
【００２９】本発明のさらに別の観点によれば、プロセ
スパラメータを測定するため信号ラインから容器へ電気
パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられている。
このセンサ装置は、上部取付部と下部取付部を有するケ
ーシングを備えている。下部取付部は、その底端と隣り
合うテーパ状面を有する形状で構成されている。さらに
このセンサ装置には、テーパ状面を有する頭部とこの頭
部から延びていく細長い導電性部分を有する導電性のプ
ローブエレメントが設けられている。頭部のテーパ状面
は下部取付部のテーパ状面と係合する形状で構成されて
おり、これによって取付部へ向かう方向でのプローブエ
レメントの動きが防止される。また、導電性プローブエ
レメントの頭部の上に誘電体挿入物が配置されており、
円錐状の移行部分を成すピンは、この誘電体挿入物の周
囲に形成された下部フランジと、プローブエレメントを
取付部と固定するためピンとプローブエレメントを結合
するねじ付き部材を有している。
スパラメータを測定するため信号ラインから容器へ電気
パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられている。
このセンサ装置は、上部取付部と下部取付部を有するケ
ーシングを備えている。下部取付部は、その底端と隣り
合うテーパ状面を有する形状で構成されている。さらに
このセンサ装置には、テーパ状面を有する頭部とこの頭
部から延びていく細長い導電性部分を有する導電性のプ
ローブエレメントが設けられている。頭部のテーパ状面
は下部取付部のテーパ状面と係合する形状で構成されて
おり、これによって取付部へ向かう方向でのプローブエ
レメントの動きが防止される。また、導電性プローブエ
レメントの頭部の上に誘電体挿入物が配置されており、
円錐状の移行部分を成すピンは、この誘電体挿入物の周
囲に形成された下部フランジと、プローブエレメントを
取付部と固定するためピンとプローブエレメントを結合
するねじ付き部材を有している。
【００３０】この実施形態によれば、誘電体挿入物、ピ
ンおよびプローブエレメントに対し上へ向かう方向のバ
イアス力を生じさせるため、誘電体挿入物と取付部のフ
ランジとの間にばねが配置されている。さらにこのセン
サ装置には、円錐状の移行部を成すピンと結合される電
気コネクタが設けられている。このコネクタは、信号ラ
インがプローブエレメントと接続されるように構成され
ている。
ンおよびプローブエレメントに対し上へ向かう方向のバ
イアス力を生じさせるため、誘電体挿入物と取付部のフ
ランジとの間にばねが配置されている。さらにこのセン
サ装置には、円錐状の移行部を成すピンと結合される電
気コネクタが設けられている。このコネクタは、信号ラ
インがプローブエレメントと接続されるように構成され
ている。
【００３１】本発明のさらに別の観点によれば、プロセ
スパラメータを測定するため信号ラインから容器へ電気
パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられている。
このセンサ装置には、容器と結合される形状で構成され
た取付部と、所定の直径を有する導電性のプローブエレ
メントが設けられている。このプローブエレメントは、
その頭部面と隣り合う直径減少部分を有する形状で構成
されている。さらにこのプローブエレメントは、直径減
少部分への移行部を成すテーパ状部分を有している。
スパラメータを測定するため信号ラインから容器へ電気
パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられている。
このセンサ装置には、容器と結合される形状で構成され
た取付部と、所定の直径を有する導電性のプローブエレ
メントが設けられている。このプローブエレメントは、
その頭部面と隣り合う直径減少部分を有する形状で構成
されている。さらにこのプローブエレメントは、直径減
少部分への移行部を成すテーパ状部分を有している。
【００３２】この実施形態の場合、取付部内に誘電体挿
入物が配置されている。誘電体挿入物は、取付部へ向か
う方向でのプローブエレメントの動きを防止する内側へ
向かってテーパ状にされた部分と、外側へ向かってテー
パ状にされた部分とを有している。
入物が配置されている。誘電体挿入物は、取付部へ向か
う方向でのプローブエレメントの動きを防止する内側へ
向かってテーパ状にされた部分と、外側へ向かってテー
パ状にされた部分とを有している。
【００３３】さらにこの実施形態によれば、プローブエ
レメントの上端に導電性のピンが結合されている。この
導電性のピンは、誘電体挿入物において外側へ向かって
テーパ状にされた部分と係合させるため、プローブエレ
メントの直径減少部分の直径よりも大きい直径を有して
おり、これによって取付部から離れる方向でのプローブ
エレメントの動きが防止される。さらにこのピンには電
気コネクタが結合されており、このコネクタは導電性の
ピンを通って信号ラインがプローブエレメントと接続さ
れるように構成されている。
レメントの上端に導電性のピンが結合されている。この
導電性のピンは、誘電体挿入物において外側へ向かって
テーパ状にされた部分と係合させるため、プローブエレ
メントの直径減少部分の直径よりも大きい直径を有して
おり、これによって取付部から離れる方向でのプローブ
エレメントの動きが防止される。さらにこのピンには電
気コネクタが結合されており、このコネクタは導電性の
ピンを通って信号ラインがプローブエレメントと接続さ
れるように構成されている。
【００３４】本発明のさらに別の観点によれば、プロセ
ス変量を測定するため信号ラインから容器へおよび容器
から電気パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられ
ている。このセンサ装置には、容器と結合される形状で
構成された取付部が設けられている。そしてこの取付部
は、第１のテーパ状面により規定される中央開口部を有
する形状で構成されている。この場合、誘電体挿入物
に、この取付部の第１のテーパ状面と係合する形状で構
成された第２のテーパ状面が設けられており、これによ
って取付部から離れる方向での誘電体挿入物の動きが防
止される。さらにこの誘電体挿入物には、第３のテーパ
状面も設けられている。
ス変量を測定するため信号ラインから容器へおよび容器
から電気パルスを伝送するためにセンサ装置が設けられ
ている。このセンサ装置には、容器と結合される形状で
構成された取付部が設けられている。そしてこの取付部
は、第１のテーパ状面により規定される中央開口部を有
する形状で構成されている。この場合、誘電体挿入物
に、この取付部の第１のテーパ状面と係合する形状で構
成された第２のテーパ状面が設けられており、これによ
って取付部から離れる方向での誘電体挿入物の動きが防
止される。さらにこの誘電体挿入物には、第３のテーパ
状面も設けられている。
【００３５】この実施形態の場合、移行部を成す導電性
のピンに、誘電体挿入物における第３のテーパ状面と係
合する形状で構成された第４のテーパ状面が設けられて
いる。
のピンに、誘電体挿入物における第３のテーパ状面と係
合する形状で構成された第４のテーパ状面が設けられて
いる。
【００３６】さらにこの実施形態の場合、移行部を成す
ピンと誘電体挿入物の上に金属製挿入物も配置されてい
る。この金属製挿入物は、取付部内で誘電体挿入物を固
定するため取付部と結合されている。また、導電性のフ
レキシブルまたはリジッドなプローブエレメント移行部
を成すピンと結合されており、これは誘電体挿入物を通
って容器まで下へ向かって延在している。移行部を成す
ピンに電気コネクタが結合されており、このコネクタは
移行部を成すピンを通って信号ラインがプローブエレメ
ントと接続されるように構成されている。
ピンと誘電体挿入物の上に金属製挿入物も配置されてい
る。この金属製挿入物は、取付部内で誘電体挿入物を固
定するため取付部と結合されている。また、導電性のフ
レキシブルまたはリジッドなプローブエレメント移行部
を成すピンと結合されており、これは誘電体挿入物を通
って容器まで下へ向かって延在している。移行部を成す
ピンに電気コネクタが結合されており、このコネクタは
移行部を成すピンを通って信号ラインがプローブエレメ
ントと接続されるように構成されている。
【００３７】実施形態の各々において、移行部を成すピ
ンとコネクタのうち少なくとも一方が開口部を有し、移
行部を成すピンとコネクタのうち他方がこの開口部とス
ライド可能に係合するピンを有するように構成され、こ
れによって電気接続を保持しながらも取付部に対し相対
的にプローブエレメントが動けるようになる。
ンとコネクタのうち少なくとも一方が開口部を有し、移
行部を成すピンとコネクタのうち他方がこの開口部とス
ライド可能に係合するピンを有するように構成され、こ
れによって電気接続を保持しながらも取付部に対し相対
的にプローブエレメントが動けるようになる。
【００３８】目下のところ本発明の最良の実行形態を実
例として示した以下の有利な実施形態の詳細な説明を考
察することで、当業者にとって本発明のその他の目的、
特徴および利点は自明である。
例として示した以下の有利な実施形態の詳細な説明を考
察することで、当業者にとって本発明のその他の目的、
特徴および利点は自明である。
【００３９】次に、図面を参照しながら本発明の実施形
態について詳細に説明する。
態について詳細に説明する。
【００４０】
【実施例】図１には、プロセス測定用の表面波伝送線路
センサ装置の動作について略示されている。装置１０
は、貯蔵容器１４内に貯蔵されている液体１２のような
プロセス変量のレベル測定での使用に適合されている。
センサ装置の動作について略示されている。装置１０
は、貯蔵容器１４内に貯蔵されている液体１２のような
プロセス変量のレベル測定での使用に適合されている。
【００４１】本発明では、単一導体伝送ライン１８を容
器１４の頭部面２０に固定するための機械的な取付器具
１６が設けられている（図２の容器フランジ３４参
照）。機械的な取付器具１６を介して、トランシーバ２
２は単一導体１８に沿って矢印２４の方向へパルスを伝
送することができる。パルスが液体１２の表面２６に達
すると、反射パルスが導体１８に沿って矢印２８の方向
へ戻る。
器１４の頭部面２０に固定するための機械的な取付器具
１６が設けられている（図２の容器フランジ３４参
照）。機械的な取付器具１６を介して、トランシーバ２
２は単一導体１８に沿って矢印２４の方向へパルスを伝
送することができる。パルスが液体１２の表面２６に達
すると、反射パルスが導体１８に沿って矢印２８の方向
へ戻る。
【００４２】トランシーバ２２は処理回路を有してお
り、この処理回路は反射したパルスを検出して戻ってき
たパルスを解釈し、容器１４内における液体１２のレベ
ルを指示する出力信号を発生させる。有利にはトランシ
ーバ２２は、１ｎＷまたはそれ以下の平均電力あるいは
１μＷまたはそれ以下のピーク電力のような著しく小さ
い電力レベルで広帯域のパルスを伝送する。この場合、
パルスの周波数は１００ＭＨｚまたはそれよりも大きい
とよい。
り、この処理回路は反射したパルスを検出して戻ってき
たパルスを解釈し、容器１４内における液体１２のレベ
ルを指示する出力信号を発生させる。有利にはトランシ
ーバ２２は、１ｎＷまたはそれ以下の平均電力あるいは
１μＷまたはそれ以下のピーク電力のような著しく小さ
い電力レベルで広帯域のパルスを伝送する。この場合、
パルスの周波数は１００ＭＨｚまたはそれよりも大きい
とよい。
【００４３】本発明は機械的な取付器具１６にかかわる
ものである。そして本発明による改良された表面波伝送
ラインセンサ装置によれば、プロセスレベル測定のため
に多数の機能が提供される。まず最初の機能としては挙
げられるのは、容器、パイプ、シュート、ビンあるいは
その他のプロセス環境に対しセンサ装置を固定するため
の取付機能である。本発明によるセンサ装置の２番目の
機能として挙げられるのは、容器の内部領域と周囲環境
との間で密封が行われることである。本発明によるセン
サ装置のさらに別の機能によれば、単一導体伝送ライン
に沿って伝送される広帯域の低電力パルスを許容するこ
とのできる実用的な広帯域伝送ラインが得られる。
ものである。そして本発明による改良された表面波伝送
ラインセンサ装置によれば、プロセスレベル測定のため
に多数の機能が提供される。まず最初の機能としては挙
げられるのは、容器、パイプ、シュート、ビンあるいは
その他のプロセス環境に対しセンサ装置を固定するため
の取付機能である。本発明によるセンサ装置の２番目の
機能として挙げられるのは、容器の内部領域と周囲環境
との間で密封が行われることである。本発明によるセン
サ装置のさらに別の機能によれば、単一導体伝送ライン
に沿って伝送される広帯域の低電力パルスを許容するこ
とのできる実用的な広帯域伝送ラインが得られる。
【００４４】図２および図３には本発明による装置の詳
細図が示されている。センサ３０として機械的なアセン
ブリ全体が示されている。センサ３０には、これを容器
１４における取付フランジ３４に固定するためのプロセ
スコネクションつまり下部フランジ３２が設けられてい
る。センサ３０はプローブエレメント３６も有してお
り、これはプローブ３６の遠端部４０が容器１４内まで
延在するよう下部フランジ３２に形成された開口部３８
を通って挿入され、これにより単一導体が形成される。
下部フランジ３２は、適切な締結部材４２により容器の
フランジ３４と結合される。この締結部材は、下部フラ
ンジ３２に形成された開口部４４とフランジ３４に形成
された開口部３５を通って延在している。必要に応じて
容器のフランジ３４と螺合させるため、下部フランジ３
２の直径を外側のねじ切り部分で低減させることができ
るのは自明である。
細図が示されている。センサ３０として機械的なアセン
ブリ全体が示されている。センサ３０には、これを容器
１４における取付フランジ３４に固定するためのプロセ
スコネクションつまり下部フランジ３２が設けられてい
る。センサ３０はプローブエレメント３６も有してお
り、これはプローブ３６の遠端部４０が容器１４内まで
延在するよう下部フランジ３２に形成された開口部３８
を通って挿入され、これにより単一導体が形成される。
下部フランジ３２は、適切な締結部材４２により容器の
フランジ３４と結合される。この締結部材は、下部フラ
ンジ３２に形成された開口部４４とフランジ３４に形成
された開口部３５を通って延在している。必要に応じて
容器のフランジ３４と螺合させるため、下部フランジ３
２の直径を外側のねじ切り部分で低減させることができ
るのは自明である。
【００４５】下部フランジ３２については図４と図５に
最もよく描かれている。下部フランジ３２は、間隔をお
いて配置された４つのねじ付き開口部４６を有してい
る。プローブエレメント３６を収容するための中央開口
部３８は、あとで述べるようにプローブエレメント３６
の密封を改善し滑らかなインピーダンス推移を生じさせ
るため、外側へ向かってテーパをもたせた表面４８を有
するように形成されている。テーパ状表面４８は、下部
フランジ３２の頭部面３３から下側へ向かって延びる方
向で収束している。有利には、フランジ３２はステンレ
ス鋼または他の金属材料により形成されている。本発明
によれば、フランジ３２を他の耐蝕性の非導電性材料に
より形成してもよいことは自明である。
最もよく描かれている。下部フランジ３２は、間隔をお
いて配置された４つのねじ付き開口部４６を有してい
る。プローブエレメント３６を収容するための中央開口
部３８は、あとで述べるようにプローブエレメント３６
の密封を改善し滑らかなインピーダンス推移を生じさせ
るため、外側へ向かってテーパをもたせた表面４８を有
するように形成されている。テーパ状表面４８は、下部
フランジ３２の頭部面３３から下側へ向かって延びる方
向で収束している。有利には、フランジ３２はステンレ
ス鋼または他の金属材料により形成されている。本発明
によれば、フランジ３２を他の耐蝕性の非導電性材料に
より形成してもよいことは自明である。
【００４６】プローブエレメント３６は図６に最もよく
示されている。プローブエレメント３６はステンレス鋼
または他の金属材料から成る単一内部導体５０を有して
おり、これは概ねシリンダ状の長く伸びた本体部分５２
および直径の増大している頭部５４を有している。頭部
５４は、ねじ付き開口部５６と外側へ向かってテーパを
もたせた表面５８，６０を有している。テーパ状表面５
８は、プローブの頭部端５７から下側へ向かう方向で延
在する拡開した円錐形の表面である。テーパ状表面６０
は、テーパ状表面５８から下側へ向かう方向で延在する
収束する円錐形の表面である。
示されている。プローブエレメント３６はステンレス鋼
または他の金属材料から成る単一内部導体５０を有して
おり、これは概ねシリンダ状の長く伸びた本体部分５２
および直径の増大している頭部５４を有している。頭部
５４は、ねじ付き開口部５６と外側へ向かってテーパを
もたせた表面５８，６０を有している。テーパ状表面５
８は、プローブの頭部端５７から下側へ向かう方向で延
在する拡開した円錐形の表面である。テーパ状表面６０
は、テーパ状表面５８から下側へ向かう方向で延在する
収束する円錐形の表面である。
【００４７】有利には導体５０全体は、テフロンまたは
他の絶縁材料から成る少なくとも１つの層６２によりコ
ーティングされている。図示の実施例の場合、導体５０
の頭部５４近くにテフロンの第２の層６４が付加されて
いる。厚さの増大しているこの領域６４を省いてもよい
ことや、テフロンコーティングを頭部５４と隣り合う厚
さの増大された単一の層としてもよいこと、あるいは代
わりとなる材料としてもよいことは自明である。
他の絶縁材料から成る少なくとも１つの層６２によりコ
ーティングされている。図示の実施例の場合、導体５０
の頭部５４近くにテフロンの第２の層６４が付加されて
いる。厚さの増大しているこの領域６４を省いてもよい
ことや、テフロンコーティングを頭部５４と隣り合う厚
さの増大された単一の層としてもよいこと、あるいは代
わりとなる材料としてもよいことは自明である。
【００４８】プローブエレメント３６は下部フランジ３
２に形成された開口部３８を通って下へ向かって挿入さ
れ、これにより頭部５４の下方のテーパ状表面６０が開
口部３８のテーパ状部分４８と係合する。下部フランジ
３２のテーパ状表面４８とプローブエレメント３６のテ
ーパ状表面６０との共働によりプローブエレメント３６
のための保持力が増大し、容器１４外側の外圧力または
容器１４内部の真空または機械的な力により矢印６６の
方向で容器１４中にプローブエレメント３６が押し付け
られるのが防止される。また、テーパ状表面４８と６０
により、プローブ３６と下部フランジ３２との間の密封
が行われる。
２に形成された開口部３８を通って下へ向かって挿入さ
れ、これにより頭部５４の下方のテーパ状表面６０が開
口部３８のテーパ状部分４８と係合する。下部フランジ
３２のテーパ状表面４８とプローブエレメント３６のテ
ーパ状表面６０との共働によりプローブエレメント３６
のための保持力が増大し、容器１４外側の外圧力または
容器１４内部の真空または機械的な力により矢印６６の
方向で容器１４中にプローブエレメント３６が押し付け
られるのが防止される。また、テーパ状表面４８と６０
により、プローブ３６と下部フランジ３２との間の密封
が行われる。
【００４９】本発明によるプローブエレメント３６は、
シングルラインの表面波伝送ラインのための導体として
機能する。図示されているプローブエレメント３６は、
上述のように金属製ロッド５０により構成されている。
他の実施形態によれば、プローブエレメント３６をケー
ブル、ワイヤ、ワイヤロープあるいはフレキシブルにせ
よリジッドにせよその他の導電性の線状の部材により構
成することができる。プローブエレメント３６は円形ま
たは他の横断面形状を有することができ、コーティング
（外装）してもよいししなくてもよい。本発明の場合、
このようなプローブエレメントは、頭部から下へ向かっ
て延在する導体ケーブルまたは他の導体を備えた頭部５
４と同様の頭部を有することになる。プローブエレメン
ト３６の遠端部６２は、システム較正や補償係数に関連
する情報を形成する点で重要である。しかも遠端部６２
の末端部分は、この末端部分の存在するダイレクトな領
域でセンサと接触するプロセス材料に対しセンサがいか
に良好に機能するかに影響を与え得るものである。本発
明による設計によれば、センサの機能を保持しながら種
々異なる末端部分を考慮することができる。たとえば、
ケーブルタイプのプローブにバラストウェイトを設ける
ことができる。特別なバラストの設計またはロッド先端
の構造により、プローブ先端からの情報を改善すること
ができる。成端技術として、プローブエレメント３６の
遠端部を容器１４と機械的および電気的に結合すること
も可能である。
シングルラインの表面波伝送ラインのための導体として
機能する。図示されているプローブエレメント３６は、
上述のように金属製ロッド５０により構成されている。
他の実施形態によれば、プローブエレメント３６をケー
ブル、ワイヤ、ワイヤロープあるいはフレキシブルにせ
よリジッドにせよその他の導電性の線状の部材により構
成することができる。プローブエレメント３６は円形ま
たは他の横断面形状を有することができ、コーティング
（外装）してもよいししなくてもよい。本発明の場合、
このようなプローブエレメントは、頭部から下へ向かっ
て延在する導体ケーブルまたは他の導体を備えた頭部５
４と同様の頭部を有することになる。プローブエレメン
ト３６の遠端部６２は、システム較正や補償係数に関連
する情報を形成する点で重要である。しかも遠端部６２
の末端部分は、この末端部分の存在するダイレクトな領
域でセンサと接触するプロセス材料に対しセンサがいか
に良好に機能するかに影響を与え得るものである。本発
明による設計によれば、センサの機能を保持しながら種
々異なる末端部分を考慮することができる。たとえば、
ケーブルタイプのプローブにバラストウェイトを設ける
ことができる。特別なバラストの設計またはロッド先端
の構造により、プローブ先端からの情報を改善すること
ができる。成端技術として、プローブエレメント３６の
遠端部を容器１４と機械的および電気的に結合すること
も可能である。
【００５０】再び図２および図３を参照すると、プロー
ブエレメント３６を下部フランジ３２に固定するためプ
ローブエレメント３６の上に上部フランジ６８が配置さ
れている。図７および図８には上部フランジ６８の詳細
図が示されている。上部フランジ６８は、開口部７２を
含むように形成された取付部分７０を有している。この
場合、ステンレス鋼ねじ７４が開口部７２を通って延在
し下部フランジ３２のねじ付き開口部４６と螺合して、
上部フランジ６８が下部フランジ３２に固定される。上
部フランジ６８は頭部面７６と底部面７８を有してい
る。上部フランジ６８におけるこれら頭部面７６と底部
面７８との間を中央開口部８０が延在している。中央開
口部８０は、底部面７８と隣り合う位置で外側に向かっ
て拡開するテーパ状面８２を有している。テーパ状面８
２は、底部面７８から上へ向かって延在する方向で収束
している。さらに、第１の組のねじ付き開口部８４が上
部フランジ６８の頭部面７６に形成されている。また、
第２の組のねじ付き開口部８６も下部フランジ６８の頭
部面７６に形成されている。これらの開口部８６は、第
１の組の開口部８４から半径方向に内側へ向かって間隔
をおいて配置されている。
ブエレメント３６を下部フランジ３２に固定するためプ
ローブエレメント３６の上に上部フランジ６８が配置さ
れている。図７および図８には上部フランジ６８の詳細
図が示されている。上部フランジ６８は、開口部７２を
含むように形成された取付部分７０を有している。この
場合、ステンレス鋼ねじ７４が開口部７２を通って延在
し下部フランジ３２のねじ付き開口部４６と螺合して、
上部フランジ６８が下部フランジ３２に固定される。上
部フランジ６８は頭部面７６と底部面７８を有してい
る。上部フランジ６８におけるこれら頭部面７６と底部
面７８との間を中央開口部８０が延在している。中央開
口部８０は、底部面７８と隣り合う位置で外側に向かっ
て拡開するテーパ状面８２を有している。テーパ状面８
２は、底部面７８から上へ向かって延在する方向で収束
している。さらに、第１の組のねじ付き開口部８４が上
部フランジ６８の頭部面７６に形成されている。また、
第２の組のねじ付き開口部８６も下部フランジ６８の頭
部面７６に形成されている。これらの開口部８６は、第
１の組の開口部８４から半径方向に内側へ向かって間隔
をおいて配置されている。
【００５１】上部フランジ６８のテーパ状面８２は、頭
部５４のテーパ状面５８と隣り合うプローブエレメント
３６と係合する。これらのテーパ状面８２と５８との共
働により、容器１４内部の高圧に起因して矢印８８の方
向へプローブエレメント３６の動くのが防止され、さら
にプローブ３６と上部フランジ６８との間の密封が行わ
れる。有利には、上部フランジ６８はステンレス鋼また
は他の金属材料により形成される。本発明によれば、上
部フランジ６８を他の耐蝕性の非導電性材料によっても
形成できることは自明である。
部５４のテーパ状面５８と隣り合うプローブエレメント
３６と係合する。これらのテーパ状面８２と５８との共
働により、容器１４内部の高圧に起因して矢印８８の方
向へプローブエレメント３６の動くのが防止され、さら
にプローブ３６と上部フランジ６８との間の密封が行わ
れる。有利には、上部フランジ６８はステンレス鋼また
は他の金属材料により形成される。本発明によれば、上
部フランジ６８を他の耐蝕性の非導電性材料によっても
形成できることは自明である。
【００５２】上部フランジ６８と下部フランジ３２の共
働により、プローブエレメント３６が容器１４のフラン
ジ３４のようなプロセスコネクションとリジッドに取り
付けないし固定される。プローブエレメント３６は、高
温、高湿および高圧に耐えるよう機械的に十分な結合性
で容器１４に固定される。下部フランジ３２のテーパ状
面４８とプローブエレメント３６のテーパ状面６０との
共働、および上部フランジ６８のテーパ状面８２とプロ
ーブエレメント３６のテーパ状面５８との共働により、
さもなければ正のプロセス圧力により引き起こされる上
部および下部フランジ６８，３２に対し相対的なプロー
ブエレメント３６の外側への運動が防止される。また、
これらテーパ状面の共働により、さもなければ負のプロ
セス圧力、重力、または粘性、摩擦、乱流、撹拌物との
機械的接触のようなプロセス力により引き起こされるプ
ローブエレメント３６の下方への運動も防止される。
働により、プローブエレメント３６が容器１４のフラン
ジ３４のようなプロセスコネクションとリジッドに取り
付けないし固定される。プローブエレメント３６は、高
温、高湿および高圧に耐えるよう機械的に十分な結合性
で容器１４に固定される。下部フランジ３２のテーパ状
面４８とプローブエレメント３６のテーパ状面６０との
共働、および上部フランジ６８のテーパ状面８２とプロ
ーブエレメント３６のテーパ状面５８との共働により、
さもなければ正のプロセス圧力により引き起こされる上
部および下部フランジ６８，３２に対し相対的なプロー
ブエレメント３６の外側への運動が防止される。また、
これらテーパ状面の共働により、さもなければ負のプロ
セス圧力、重力、または粘性、摩擦、乱流、撹拌物との
機械的接触のようなプロセス力により引き起こされるプ
ローブエレメント３６の下方への運動も防止される。
【００５３】下部フランジ３２、プローブエレメント３
６および上部フランジ６８の構造によってプロセス封止
も行われ、これにより収納容器１４外部へガス、液体ま
たは粒状物質のようなプロセス材料が漏れるのが抑えら
れないしは防止される。また、センサ装置３０の改善さ
れた密封構成により、容器が低圧にあるときの外部の要
素の侵入も防止されないしは抑えられる。このような密
封は、電気的および機械的な各エレメント間のスペース
ないしギャップを密に塞ぐ封止材料により行われる。た
とえばプローブエレメント３６をテフロン層６２，６４
でコーティングすることにより、プローブエレメント３
６と上部および下部フランジ６８，３２の間において密
封が改善される。
６および上部フランジ６８の構造によってプロセス封止
も行われ、これにより収納容器１４外部へガス、液体ま
たは粒状物質のようなプロセス材料が漏れるのが抑えら
れないしは防止される。また、センサ装置３０の改善さ
れた密封構成により、容器が低圧にあるときの外部の要
素の侵入も防止されないしは抑えられる。このような密
封は、電気的および機械的な各エレメント間のスペース
ないしギャップを密に塞ぐ封止材料により行われる。た
とえばプローブエレメント３６をテフロン層６２，６４
でコーティングすることにより、プローブエレメント３
６と上部および下部フランジ６８，３２の間において密
封が改善される。
【００５４】センサ装置３０により、温度、圧力および
化学的暴露の広い範囲で長期にわたる密封の保全性が得
られる。このような密封は無圧の容器でも規制され、こ
の場合、圧力ベクトルは大気条件、取付部の水没による
流体頭部圧力の条件、あるいはガス抜きの失敗のような
プロセスの障害により生じる可能性がある。不活性プラ
スチック、エラストマ、または直面する圧力、温度およ
び薬品に適したテフロンコーティング６２，６４のよう
なその他の誘電性材料を用いることで、下部および上部
フランジ３２および６８の金属製表面とプローブエレメ
ント３６の金属製表面との間で密封面が形成される。
化学的暴露の広い範囲で長期にわたる密封の保全性が得
られる。このような密封は無圧の容器でも規制され、こ
の場合、圧力ベクトルは大気条件、取付部の水没による
流体頭部圧力の条件、あるいはガス抜きの失敗のような
プロセスの障害により生じる可能性がある。不活性プラ
スチック、エラストマ、または直面する圧力、温度およ
び薬品に適したテフロンコーティング６２，６４のよう
なその他の誘電性材料を用いることで、下部および上部
フランジ３２および６８の金属製表面とプローブエレメ
ント３６の金属製表面との間で密封面が形成される。
【００５５】図２および図３を参照すると、ステンレス
鋼ねじ９０がプローブエレメント３６のねじ付き開口部
５６へ螺合される。中心導体９４を有する高周波電気コ
ネクタ９２が、中心導体９４を受容するためのねじ９０
に形成された開口部９６と結合される。たとえば高周波
コネクタ９２はＳＭＡコネクタである。
鋼ねじ９０がプローブエレメント３６のねじ付き開口部
５６へ螺合される。中心導体９４を有する高周波電気コ
ネクタ９２が、中心導体９４を受容するためのねじ９０
に形成された開口部９６と結合される。たとえば高周波
コネクタ９２はＳＭＡコネクタである。
【００５６】ステンレス鋼送り出しプレート９８は中央
開口部１００を有しており、これは高周波コネクタ９２
の上に配置される。送り出しプレート９８の構造は図９
に最もよく示されている。送り出しプレート９８は、１
組の外側の開口部１０２と１組の内側の開口部１０４を
有している。外側の開口部１０２は、上部フランジ６８
に形成された開口部８４と整列されている。したがって
送り出しプレート９８は、適切な締結部材１０６により
上部フランジ６８の頭部面７６に固定される。座金１０
８とナット１１０は、送り出しプレート９８の中央部を
高周波コネクタ９２と固定するために用いられる。
開口部１００を有しており、これは高周波コネクタ９２
の上に配置される。送り出しプレート９８の構造は図９
に最もよく示されている。送り出しプレート９８は、１
組の外側の開口部１０２と１組の内側の開口部１０４を
有している。外側の開口部１０２は、上部フランジ６８
に形成された開口部８４と整列されている。したがって
送り出しプレート９８は、適切な締結部材１０６により
上部フランジ６８の頭部面７６に固定される。座金１０
８とナット１１０は、送り出しプレート９８の中央部を
高周波コネクタ９２と固定するために用いられる。
【００５７】本発明による他の実施形態によれば、上部
フランジ６８をプラスチックまたは他の非導電性材料に
より形成できる。この場合でも、送り出しプレート９８
は金属により形成される。しかし、送り出しプレート９
８を上部フランジ６８の頭部面７６または底部面７８と
結合させてもよい。さらにこの実施形態の場合、送り出
しプレート９８を上部フランジ６８内に埋め込むことも
できる。
フランジ６８をプラスチックまたは他の非導電性材料に
より形成できる。この場合でも、送り出しプレート９８
は金属により形成される。しかし、送り出しプレート９
８を上部フランジ６８の頭部面７６または底部面７８と
結合させてもよい。さらにこの実施形態の場合、送り出
しプレート９８を上部フランジ６８内に埋め込むことも
できる。
【００５８】そして高周波コネクタ９２は、たとえばこ
れと結合される第１のＳＭＡコネクタ１１２を介してト
ランシーバおよび処理電子装置と接続される。さらに同
軸ケーブル１１４が第１のＳＭＡコネクタ１１２および
第２のＳＭＡコネクタ１１６と接続されており、この第
２のＳＭＡコネクタ１１６は電気ケーシング１１８内に
配置された処理ユニット（図示せず）と接続されてい
る。図示されているように、電気ケーシング１１８は底
部縁１２０を有しており、これは送り出しプレート９８
に形成された溝１２２にはめ込まれる。ケーシング１１
８は締結部材１２４によりセンサ装置３０に固定され
る。その際、締結部材１２４は電気ケーシング１１８の
開口部および送り出しプレート９８の開口部１０４を通
って上部フランジ６８のねじ付き開口部８４中へと延び
ている。
れと結合される第１のＳＭＡコネクタ１１２を介してト
ランシーバおよび処理電子装置と接続される。さらに同
軸ケーブル１１４が第１のＳＭＡコネクタ１１２および
第２のＳＭＡコネクタ１１６と接続されており、この第
２のＳＭＡコネクタ１１６は電気ケーシング１１８内に
配置された処理ユニット（図示せず）と接続されてい
る。図示されているように、電気ケーシング１１８は底
部縁１２０を有しており、これは送り出しプレート９８
に形成された溝１２２にはめ込まれる。ケーシング１１
８は締結部材１２４によりセンサ装置３０に固定され
る。その際、締結部材１２４は電気ケーシング１１８の
開口部および送り出しプレート９８の開口部１０４を通
って上部フランジ６８のねじ付き開口部８４中へと延び
ている。
【００５９】センサ装置３０により機能的な広帯域伝送
ラインが得られる。同軸ケーブル１１４の中心導体は、
高周波コネクタ９２の中心導体９４を通ってプローブエ
レメント３６と接続される。同軸ケーブル１１４の外側
のシールド導体は、送り出しプレート９８および上部フ
ランジ６８と電気的に接続されている。下部フランジ３
２、プローブエレメント３６、上部フランジ６８および
送り出しプレート９８の形状設定により、マイクロスト
リップ伝送ラインおよび同軸ケーブル１１４からセンサ
装置３０へのコントロールされたインピーダンス推移が
得られる。これらの部材によって、センサ装置３０の固
定および密封に対する機械的な要求を維持しながら、２
ワイヤ伝送ラインからプローブエレメント３６のような
単一のワイヤまたは導体伝送ラインへの移行が行われ
る。
ラインが得られる。同軸ケーブル１１４の中心導体は、
高周波コネクタ９２の中心導体９４を通ってプローブエ
レメント３６と接続される。同軸ケーブル１１４の外側
のシールド導体は、送り出しプレート９８および上部フ
ランジ６８と電気的に接続されている。下部フランジ３
２、プローブエレメント３６、上部フランジ６８および
送り出しプレート９８の形状設定により、マイクロスト
リップ伝送ラインおよび同軸ケーブル１１４からセンサ
装置３０へのコントロールされたインピーダンス推移が
得られる。これらの部材によって、センサ装置３０の固
定および密封に対する機械的な要求を維持しながら、２
ワイヤ伝送ラインからプローブエレメント３６のような
単一のワイヤまたは導体伝送ラインへの移行が行われ
る。
【００６０】本発明による伝送ラインは、Ｇ（Goubau）
送り出し機構のように動作する。しかしながら本発明に
よる送り出し機構は、古典的なＧ（Goubau）コーンとは
異なるものである。パルスの送り出し機構を提供すると
同時にセンサを取り付け密封できるようにした装置構成
を得るようにするため、センサ装置３０により複雑なト
ポロジーならびに材料選択が生じる。
送り出し機構のように動作する。しかしながら本発明に
よる送り出し機構は、古典的なＧ（Goubau）コーンとは
異なるものである。パルスの送り出し機構を提供すると
同時にセンサを取り付け密封できるようにした装置構成
を得るようにするため、センサ装置３０により複雑なト
ポロジーならびに材料選択が生じる。
【００６１】システムエレクトロニクスに対し基準リタ
ーンパルスが供給されるよう、ライン１１４とセンサ３
０との間におけるコントロールされたインピーダンス推
移によって初期反射が得られる。センサ３０により、ケ
ーブル１１４からセンサ３０への移行として生得的な複
素インピーダンス不整合が生成される。このインピーダ
ンス不整合により、始動パルスよりも著しくあとで現れ
る基準パルスにより生成されるパルス自体の開始時点
に”ゼロタイム”検出を行う必要性がなくなる。信号が
５０Ωのケーブル１１４を離れると、信号がセンサ装置
３０に入ったときにインピーダンスが変化する。本発明
は、基準反射信号を供給するために抵抗または他のイン
ピーダンス回路網を使用する必要がない。
ーンパルスが供給されるよう、ライン１１４とセンサ３
０との間におけるコントロールされたインピーダンス推
移によって初期反射が得られる。センサ３０により、ケ
ーブル１１４からセンサ３０への移行として生得的な複
素インピーダンス不整合が生成される。このインピーダ
ンス不整合により、始動パルスよりも著しくあとで現れ
る基準パルスにより生成されるパルス自体の開始時点
に”ゼロタイム”検出を行う必要性がなくなる。信号が
５０Ωのケーブル１１４を離れると、信号がセンサ装置
３０に入ったときにインピーダンスが変化する。本発明
は、基準反射信号を供給するために抵抗または他のイン
ピーダンス回路網を使用する必要がない。
【００６２】本発明によれば最初の変化後に滑らかなイ
ンピーダンス推移が得られ、このためパルスはプローブ
エレメント３６に沿って持続する。上部フランジ６８の
テーパ状面８２とプローブエレメント３６のテーパ状面
５８により、滑らかなインピーダンス推移が得られる。
しかも、プローブ３６のテーパ状面６０と下部フランジ
３２のテーパ状面４８によっても滑らかなインピーダン
ス推移が得られ、これにより伝送される信号に対するこ
のようなインピーダンスの作用が低減される。このよう
にセンサ装置３０の構成により特別な分布制御が行わ
れ、その結果、信号によってもインピーダンスの急激な
変化は生じない。上部フランジ６８および下部フランジ
３２またはプローブエレメント３６において各コンポー
ネントの急激な直径の変化が最小化され、これによりイ
ンピーダンス変化が最小化される。
ンピーダンス推移が得られ、このためパルスはプローブ
エレメント３６に沿って持続する。上部フランジ６８の
テーパ状面８２とプローブエレメント３６のテーパ状面
５８により、滑らかなインピーダンス推移が得られる。
しかも、プローブ３６のテーパ状面６０と下部フランジ
３２のテーパ状面４８によっても滑らかなインピーダン
ス推移が得られ、これにより伝送される信号に対するこ
のようなインピーダンスの作用が低減される。このよう
にセンサ装置３０の構成により特別な分布制御が行わ
れ、その結果、信号によってもインピーダンスの急激な
変化は生じない。上部フランジ６８および下部フランジ
３２またはプローブエレメント３６において各コンポー
ネントの急激な直径の変化が最小化され、これによりイ
ンピーダンス変化が最小化される。
【００６３】このように本発明によれば、ケーブル１１
４とセンサ３０との間の移行部においてだけでなくセン
サ３０全体にわたる経路において、センサインピーダン
スが最適化される。センサ装置３０に全体にわたるイン
ピーダンスは、特有の幾何学的形状によりコントロール
される。このような最適化は、低電力の高周波パルス信
号を用いパルス化されたエネルギーの不所望な反射をコ
ントロールないし最小化しながらプローブエレメント３
６へ伝達される最大エネルギーを確保するうえで重要な
ものである。センサ３０はセンサの全インピーダンスを
著しく最適化する機械的な特徴構成と共働し、そうでな
いとエネルギー伝達がきわめて制限されてしまうことに
なる。この特徴構成には（これに限定されるものではな
いが）、スペーシング、材料選択、形状、ガスの満たさ
れる間隙が含まれる。各部材間のスペーシングの寸法な
らびに形状のような間隙は、重要な要素である。プロセ
スからの信号がきわめて良好であれば、図２〜図９に示
されているセンサ装置の実施形態で十分である。しかし
ながら性能をさらに改善するために、図１０および図１
１に示されているようにフランジ３２と６８に空洞ない
し間隙が形成される。これらの空洞により、取付部全体
にわたるインピーダンスが低減される。
４とセンサ３０との間の移行部においてだけでなくセン
サ３０全体にわたる経路において、センサインピーダン
スが最適化される。センサ装置３０に全体にわたるイン
ピーダンスは、特有の幾何学的形状によりコントロール
される。このような最適化は、低電力の高周波パルス信
号を用いパルス化されたエネルギーの不所望な反射をコ
ントロールないし最小化しながらプローブエレメント３
６へ伝達される最大エネルギーを確保するうえで重要な
ものである。センサ３０はセンサの全インピーダンスを
著しく最適化する機械的な特徴構成と共働し、そうでな
いとエネルギー伝達がきわめて制限されてしまうことに
なる。この特徴構成には（これに限定されるものではな
いが）、スペーシング、材料選択、形状、ガスの満たさ
れる間隙が含まれる。各部材間のスペーシングの寸法な
らびに形状のような間隙は、重要な要素である。プロセ
スからの信号がきわめて良好であれば、図２〜図９に示
されているセンサ装置の実施形態で十分である。しかし
ながら性能をさらに改善するために、図１０および図１
１に示されているようにフランジ３２と６８に空洞ない
し間隙が形成される。これらの空洞により、取付部全体
にわたるインピーダンスが低減される。
【００６４】伝送されたパルスおよび反射したパルスの
特性は、送り出しプレート９８、上部フランジ６８、下
部フランジ３２およびプローブエレメントの幾何学的形
状により定まるインピーダンスによってコントロールさ
れる。このような特性には（これに限定されるものでは
ないが）、パルス幅、振幅、立ち上がり時間、立ち下が
り時間ならびに極性が含まれる。また、センサ装置３０
は上記の幾何学的形状により定まるインピーダンスによ
って、不所望なパルス反射も最小化しコントロールしあ
るいは除去する。
特性は、送り出しプレート９８、上部フランジ６８、下
部フランジ３２およびプローブエレメントの幾何学的形
状により定まるインピーダンスによってコントロールさ
れる。このような特性には（これに限定されるものでは
ないが）、パルス幅、振幅、立ち上がり時間、立ち下が
り時間ならびに極性が含まれる。また、センサ装置３０
は上記の幾何学的形状により定まるインピーダンスによ
って、不所望なパルス反射も最小化しコントロールしあ
るいは除去する。
【００６５】図１０に示されているように、底部面７８
と隣り合う拡開された空洞部１３０を有するよう上部フ
ランジ６８を構成することもできる。短めのテーパ状面
１３２により、開口部８０と拡開された空洞部１３０と
の間の移行部が形成される。図１０の実施形態の場合、
テーパ状面１３２はプローブエレメント３６のテーパ状
面５８と係合するように構成されている。必要に応じ
て、下部フランジ３６も図１０の拡開された空洞部と同
様の形状をもつように構成できることは自明である。
と隣り合う拡開された空洞部１３０を有するよう上部フ
ランジ６８を構成することもできる。短めのテーパ状面
１３２により、開口部８０と拡開された空洞部１３０と
の間の移行部が形成される。図１０の実施形態の場合、
テーパ状面１３２はプローブエレメント３６のテーパ状
面５８と係合するように構成されている。必要に応じ
て、下部フランジ３６も図１０の拡開された空洞部と同
様の形状をもつように構成できることは自明である。
【００６６】図１１には本発明の別の実施形態が示され
ている。この実施形態の場合、下部フランジ３２は開口
部３８と隣り合う拡開された空洞部１３４を有してい
る。上部フランジ６８も、開口部８０と隣り合って形成
された拡開された空洞部１３６を有している。ある種の
状況においては、その他のコンポーネントを設けること
なくそれぞれ下部フランジ３２と上部フランジ６８に形
成された拡開された空洞部１３４および１３６によっ
て、センサ装置３０を利用することができる。別の状況
において、空洞部１３４と１３６は非導電性材料挿入物
１３８および１４０で満たされる。実例として、挿入物
はＰＶＣ、セラミックスまたは他の非導電性材料から成
る。図１１の実施形態の場合、挿入物１３８は、プロー
ブエレメント３６のテーパ状面６０と隣り合うように配
置構成されたテーパ状開口部１４２を有している。さら
に挿入物１４０は、プローブエレメント３６のテーパ状
面５８と係合するように配置構成されたテーパ状開口部
１４４を有する。挿入物１３８と１４０は、典型的には
プローブエレメント３６の動きを抑えたり大きな密封面
積を得るため高圧を受ける場合に使用される。
ている。この実施形態の場合、下部フランジ３２は開口
部３８と隣り合う拡開された空洞部１３４を有してい
る。上部フランジ６８も、開口部８０と隣り合って形成
された拡開された空洞部１３６を有している。ある種の
状況においては、その他のコンポーネントを設けること
なくそれぞれ下部フランジ３２と上部フランジ６８に形
成された拡開された空洞部１３４および１３６によっ
て、センサ装置３０を利用することができる。別の状況
において、空洞部１３４と１３６は非導電性材料挿入物
１３８および１４０で満たされる。実例として、挿入物
はＰＶＣ、セラミックスまたは他の非導電性材料から成
る。図１１の実施形態の場合、挿入物１３８は、プロー
ブエレメント３６のテーパ状面６０と隣り合うように配
置構成されたテーパ状開口部１４２を有している。さら
に挿入物１４０は、プローブエレメント３６のテーパ状
面５８と係合するように配置構成されたテーパ状開口部
１４４を有する。挿入物１３８と１４０は、典型的には
プローブエレメント３６の動きを抑えたり大きな密封面
積を得るため高圧を受ける場合に使用される。
【００６７】センサ装置３０のこのような構成により、
送り出しプレート９８とセンサ３０全体を容器１４の外
側に配置させることができる。外部の送り出し機構は、
センサ３０の複雑なトポロジーにより容器外部の影響か
ら保護ないし遮蔽される。上部フランジ６８と下部フラ
ンジ３２の金属構造部の共働により、送り出しプレート
９８の送り出し動作に応じた電磁的な作用が最小化され
る。
送り出しプレート９８とセンサ３０全体を容器１４の外
側に配置させることができる。外部の送り出し機構は、
センサ３０の複雑なトポロジーにより容器外部の影響か
ら保護ないし遮蔽される。上部フランジ６８と下部フラ
ンジ３２の金属構造部の共働により、送り出しプレート
９８の送り出し動作に応じた電磁的な作用が最小化され
る。
【００６８】さらにセンサ３０は、抵抗成分または複素
インピーダンス回路網の付加によりシステム回路からア
ースへの静電容量の分路を形成することもできる。この
ことは、ねじ９０と高周波コネクタ９２との間に抵抗ま
たはインピーダンス回路網１４６を接続することにより
行われる。抵抗またはインピーダンス回路網は、座金１
０８およびねじ９０の頭部のすぐ下に配置された別の座
金と接続できる。抵抗またはインピーダンス回路網１４
６により放電ブリーダ経路が得られ、これによりシステ
ムエレクトロニクスからの静電容量の分路が形成され
る。
インピーダンス回路網の付加によりシステム回路からア
ースへの静電容量の分路を形成することもできる。この
ことは、ねじ９０と高周波コネクタ９２との間に抵抗ま
たはインピーダンス回路網１４６を接続することにより
行われる。抵抗またはインピーダンス回路網は、座金１
０８およびねじ９０の頭部のすぐ下に配置された別の座
金と接続できる。抵抗またはインピーダンス回路網１４
６により放電ブリーダ経路が得られ、これによりシステ
ムエレクトロニクスからの静電容量の分路が形成され
る。
【００６９】下部フランジ３２のテーパ状面４８と、層
６２，６４により覆われたプローブエレメント３６のテ
ーパ状面６０との間で得られる下方の密封個所によりプ
ロセス密封が得られ、これにより物質が容器１４へ入っ
たり容器１４から出たりしないようになる。たとえ下部
の密封に欠陥があっても、上部フランジ６８のテーパ状
面８２とプローブエレメント３６の被覆されたテーパ状
面５８とにより得られる上方の密封個所によって、電子
ケーシング１１８へは漏れ出た物質が入らないようにな
る。図２に示されているように、上部フランジ６８の底
部面７８と下部フランジ３２の頭部面３３との間にスペ
ースが設けられている。このスペースにより、下方の密
封個所を通過したいかなる漏出物もセンサ装置３０の側
方から散逸させることができる。したがってこのギャッ
プにより、米国電気規準寸法 National Electrical Cod
e の要求（第５０１条）に準拠する漏出の視覚的な指示
ならびにフレームパスの冷却が行われる。
６２，６４により覆われたプローブエレメント３６のテ
ーパ状面６０との間で得られる下方の密封個所によりプ
ロセス密封が得られ、これにより物質が容器１４へ入っ
たり容器１４から出たりしないようになる。たとえ下部
の密封に欠陥があっても、上部フランジ６８のテーパ状
面８２とプローブエレメント３６の被覆されたテーパ状
面５８とにより得られる上方の密封個所によって、電子
ケーシング１１８へは漏れ出た物質が入らないようにな
る。図２に示されているように、上部フランジ６８の底
部面７８と下部フランジ３２の頭部面３３との間にスペ
ースが設けられている。このスペースにより、下方の密
封個所を通過したいかなる漏出物もセンサ装置３０の側
方から散逸させることができる。したがってこのギャッ
プにより、米国電気規準寸法 National Electrical Cod
e の要求（第５０１条）に準拠する漏出の視覚的な指示
ならびにフレームパスの冷却が行われる。
【００７０】図１２には本発明の別の実施形態が示され
ている。この場合、プローブエレメント２０２が容器２
０４に取り付けられるようにセンサ装置２００が構成さ
れている。センサ装置２００には、上部グランド取付部
分２０８と下部グランド取付部分２１０を有するケーシ
ング２０６が設けられている。上部および下部取付部分
２０８および２１０は、有利にはステンレス鋼から成
る。本発明によれば、取付部分２０８および２１０を他
の耐蝕性の材料により形成することもできるのは自明で
ある。ケーシング２０６の内側の面および寸法は、先に
述べたように所望のインピーダンスが得られるように選
定される。上部取付部分２０８は、ねじ山ないし溝２１
２により下部取付部分２１０と螺合されるかまたは溶接
される。
ている。この場合、プローブエレメント２０２が容器２
０４に取り付けられるようにセンサ装置２００が構成さ
れている。センサ装置２００には、上部グランド取付部
分２０８と下部グランド取付部分２１０を有するケーシ
ング２０６が設けられている。上部および下部取付部分
２０８および２１０は、有利にはステンレス鋼から成
る。本発明によれば、取付部分２０８および２１０を他
の耐蝕性の材料により形成することもできるのは自明で
ある。ケーシング２０６の内側の面および寸法は、先に
述べたように所望のインピーダンスが得られるように選
定される。上部取付部分２０８は、ねじ山ないし溝２１
２により下部取付部分２１０と螺合されるかまたは溶接
される。
【００７１】下部取付部分２１０はねじ付き部分２１４
を有しており、これによってセンサ装置２００と容器壁
２０４との間で管接手ねじによる結合を行えるようにな
る。下部取付部分２１０は、プローブエレメント２０２
において外側へ向かってテーパ状にされた上方の面２１
８を係合させるため、テーパ状開口部２１６を有するよ
うに形成されている。また、プローブエレメント２０２
の上端に絶縁層２２０を設けるとよい。有利には、絶縁
層は２２０はテフロンである。下部取付部分２１０のテ
ーパ状部分２１６は、絶縁層２２０で被覆され外側へ向
かってテーパ状にされた部分２１８と係合し、これによ
ってプローブエレメントが矢印２２２の方向へ動くのが
防止される。
を有しており、これによってセンサ装置２００と容器壁
２０４との間で管接手ねじによる結合を行えるようにな
る。下部取付部分２１０は、プローブエレメント２０２
において外側へ向かってテーパ状にされた上方の面２１
８を係合させるため、テーパ状開口部２１６を有するよ
うに形成されている。また、プローブエレメント２０２
の上端に絶縁層２２０を設けるとよい。有利には、絶縁
層は２２０はテフロンである。下部取付部分２１０のテ
ーパ状部分２１６は、絶縁層２２０で被覆され外側へ向
かってテーパ状にされた部分２１８と係合し、これによ
ってプローブエレメントが矢印２２２の方向へ動くのが
防止される。
【００７２】さらにセンサ装置２００は、ケーシング２
０６内に配置された誘電体挿入物２２４を有している。
有利には、挿入物２２４はプラスチックまたはセラミッ
クス材料から成る。誘電体挿入物２２４は機械的な機能
も果たすし、所望のインピーダンスを生じさせることで
電気的な機能も果たす。ケーシング２０６は、誘電体２
２４の上に配置された開放部分２２６を有している。こ
れに代わる実施形態として、あとで述べるようにプロー
ブエレメント２０２への高周波信号伝送を改善するた
め、必要に応じて領域２２６をプラスチックまたはセラ
ミックスのような他の誘電体で充填することもできる。
いずれの場合でも領域２２６の形状ならびに寸法は、所
望のインピーダンスに最適化されるよう選定される。
０６内に配置された誘電体挿入物２２４を有している。
有利には、挿入物２２４はプラスチックまたはセラミッ
クス材料から成る。誘電体挿入物２２４は機械的な機能
も果たすし、所望のインピーダンスを生じさせることで
電気的な機能も果たす。ケーシング２０６は、誘電体２
２４の上に配置された開放部分２２６を有している。こ
れに代わる実施形態として、あとで述べるようにプロー
ブエレメント２０２への高周波信号伝送を改善するた
め、必要に応じて領域２２６をプラスチックまたはセラ
ミックスのような他の誘電体で充填することもできる。
いずれの場合でも領域２２６の形状ならびに寸法は、所
望のインピーダンスに最適化されるよう選定される。
【００７３】誘電体挿入物２２４と下部取付部分２１０
の底部フランジ２３２との間に、ばね２２８が設けられ
ている。このため、ばね２２８により矢印２２２の方向
で、上方へ向かうバイアス力が誘電体挿入物２２４へ加
わる。
の底部フランジ２３２との間に、ばね２２８が設けられ
ている。このため、ばね２２８により矢印２２２の方向
で、上方へ向かうバイアス力が誘電体挿入物２２４へ加
わる。
【００７４】プローブエレメント２０２は、ねじ付き円
錐ピン２３４により誘電体挿入物２２４と結合されてい
る。ピン２３４をステンレス鋼により形成すると有利で
あるが、他の耐蝕性材料を用いることもできる。ピン２
３４は、上端に形成された開口部２３８をもつ円錐体部
分２３６を有している。円錐体部分２３６は、周囲に対
するインピーダンス関係が最適化されるような形状で構
成されている。ピン２３４は、誘電体挿入物２２４の頭
部面２４２と係合するように構成された下部フランジ２
４０を有している。さらにピン２３４は、プローブエレ
メント２０２の上部ねじ付き部分２４６と結合されるよ
うに構成されたねじ付き部材２４４も有しており、これ
によって挿入物２２４に対しプローブエレメント２０２
が確実に固定される。
錐ピン２３４により誘電体挿入物２２４と結合されてい
る。ピン２３４をステンレス鋼により形成すると有利で
あるが、他の耐蝕性材料を用いることもできる。ピン２
３４は、上端に形成された開口部２３８をもつ円錐体部
分２３６を有している。円錐体部分２３６は、周囲に対
するインピーダンス関係が最適化されるような形状で構
成されている。ピン２３４は、誘電体挿入物２２４の頭
部面２４２と係合するように構成された下部フランジ２
４０を有している。さらにピン２３４は、プローブエレ
メント２０２の上部ねじ付き部分２４６と結合されるよ
うに構成されたねじ付き部材２４４も有しており、これ
によって挿入物２２４に対しプローブエレメント２０２
が確実に固定される。
【００７５】上部取付部分２０８の開口部２５０内に
は、高周波コネクタ２４８たとえばＳＭＡまたはＢＮＣ
形のコネクタが配置されている。そして高周波コネクタ
２４８は、円錐ピン２３４の開口部２３８内に配置され
たピン２５１を有している。このためピン２５１は、プ
ローブエレメント２０２がケーシング２０６に対し相対
的にいくらか動けるよう、開口部２３８内でスライド可
能である。たとえばプローブエレメントは、絶縁層２２
０が薄くなったことに起因して、あるいは上方へ向かう
圧力またはばねの作用に起因して、矢印２２２の方向で
上へ向かってわずかに動くことができる。ピン２５１
は、開口部２３８内または高周波コネクタ２４８（ＳＭ
ＡまたはＢＮＣ）の雌形部分内で自由に浮いた状態にあ
る。雌形コネクタ２４８であれば、コネクタ２４８内に
開口部を形成し、円錐ピン２３４の上にピンを配置する
ように構成することは自明である。したがってプローブ
エレメント２０２がケーシング２０６に対し相対的に上
方または下方へ動いた場合、コネクタ２４８とプローブ
エレメント２０２との間の電気接続が維持されるよう、
ピン２５１は開口部２３８内でスライドする。
は、高周波コネクタ２４８たとえばＳＭＡまたはＢＮＣ
形のコネクタが配置されている。そして高周波コネクタ
２４８は、円錐ピン２３４の開口部２３８内に配置され
たピン２５１を有している。このためピン２５１は、プ
ローブエレメント２０２がケーシング２０６に対し相対
的にいくらか動けるよう、開口部２３８内でスライド可
能である。たとえばプローブエレメントは、絶縁層２２
０が薄くなったことに起因して、あるいは上方へ向かう
圧力またはばねの作用に起因して、矢印２２２の方向で
上へ向かってわずかに動くことができる。ピン２５１
は、開口部２３８内または高周波コネクタ２４８（ＳＭ
ＡまたはＢＮＣ）の雌形部分内で自由に浮いた状態にあ
る。雌形コネクタ２４８であれば、コネクタ２４８内に
開口部を形成し、円錐ピン２３４の上にピンを配置する
ように構成することは自明である。したがってプローブ
エレメント２０２がケーシング２０６に対し相対的に上
方または下方へ動いた場合、コネクタ２４８とプローブ
エレメント２０２との間の電気接続が維持されるよう、
ピン２５１は開口部２３８内でスライドする。
【００７６】図１〜図１１の実施形態とは異なり、プロ
ーブエレメント２０２において上方へ向かってテーパ状
にされた部分２１８だけが下部取付部分２１０と係合す
る。プローブエレメント２０２は、円錐状に推移するピ
ン２３４により適所に保持される。ピン２３４は誘電体
挿入物２２４の頭部面２４２と係合し、プローブエレメ
ント２０２の頭部面２５３は誘電体挿入物２２４の底部
面２５２と係合する。ねじ付き部材２４４がプローブエ
レメント２０２のねじ付き部分２４６内でしっかりと締
められると、テーパ状部分２１８は矢印２２２の方向で
上方に動き、その結果、テーパ状部分２１８上の絶縁層
２２０は、下部取付部分２１０のテーパ状部分２１６と
係合する。ばね２２８により矢印２２２の方向でバイア
ス力が生じ、これによってプローブエレメント２０２は
下部取付部分２１０の錐面２１６に対し確実に密封され
るようになる。たとえば、使用中に絶縁層２２０が薄く
なると、ばね２２８によってプローブエレメント２０２
が上方へ動かされることになり、このことでテーパ状面
２１６に対しプローブエレメントが密封しなおされる。
ーブエレメント２０２において上方へ向かってテーパ状
にされた部分２１８だけが下部取付部分２１０と係合す
る。プローブエレメント２０２は、円錐状に推移するピ
ン２３４により適所に保持される。ピン２３４は誘電体
挿入物２２４の頭部面２４２と係合し、プローブエレメ
ント２０２の頭部面２５３は誘電体挿入物２２４の底部
面２５２と係合する。ねじ付き部材２４４がプローブエ
レメント２０２のねじ付き部分２４６内でしっかりと締
められると、テーパ状部分２１８は矢印２２２の方向で
上方に動き、その結果、テーパ状部分２１８上の絶縁層
２２０は、下部取付部分２１０のテーパ状部分２１６と
係合する。ばね２２８により矢印２２２の方向でバイア
ス力が生じ、これによってプローブエレメント２０２は
下部取付部分２１０の錐面２１６に対し確実に密封され
るようになる。たとえば、使用中に絶縁層２２０が薄く
なると、ばね２２８によってプローブエレメント２０２
が上方へ動かされることになり、このことでテーパ状面
２１６に対しプローブエレメントが密封しなおされる。
【００７７】このセンサ装置２００により、高周波コネ
クタ２４８からプローブ２０２への高周波ＴＤＲ信号の
伝送が可能になる。センサ装置２００の各部材のインピ
ーダンスは、高周波信号におけるインピーダンス変化の
レートがコントロールされるように選定される。また、
信号伝送に作用を及ぼす急激なインピーダンス変化が最
小に抑えられるよう、センサ２００の各コンポーネント
間のスペースも選定される。たとえば、必要に応じて円
錐体部分２３６の角度を変えることができる。また、誘
電体挿入物２２４の誘電率も調整できる。さらに、ケー
シング２０６の開放領域２２６内に誘電体を配置させて
もよい。
クタ２４８からプローブ２０２への高周波ＴＤＲ信号の
伝送が可能になる。センサ装置２００の各部材のインピ
ーダンスは、高周波信号におけるインピーダンス変化の
レートがコントロールされるように選定される。また、
信号伝送に作用を及ぼす急激なインピーダンス変化が最
小に抑えられるよう、センサ２００の各コンポーネント
間のスペースも選定される。たとえば、必要に応じて円
錐体部分２３６の角度を変えることができる。また、誘
電体挿入物２２４の誘電率も調整できる。さらに、ケー
シング２０６の開放領域２２６内に誘電体を配置させて
もよい。
【００７８】このセンサ装置２００により、ＴＤＲプロ
ーブエレメント２０２への高周波コネクションに対しプ
ロセス信頼性のあるひずみ解放が得られる。また、この
センサ装置２００の構造により、小さいねじ付き取付部
分でプローブエレメント２０２を容器２０４に取り付け
ることができる。さらにセンサ装置２００により、危険
なロケーションにおいて十分な密封面積とフレームパス
長が得られる。
ーブエレメント２０２への高周波コネクションに対しプ
ロセス信頼性のあるひずみ解放が得られる。また、この
センサ装置２００の構造により、小さいねじ付き取付部
分でプローブエレメント２０２を容器２０４に取り付け
ることができる。さらにセンサ装置２００により、危険
なロケーションにおいて十分な密封面積とフレームパス
長が得られる。
【００７９】図１３には本発明の別の実施形態が示され
ている。この場合、プローブエレメント３０２を容器３
０４と結合するためにセンサ装置３００が設けられてい
る。図１３の実施形態は、プローブエレメントをケーシ
ング３０６と固定するために”逆にされた”テーパを用
いている。ケーシング３０６は、ステンレス鋼から成る
上部グランド部分３０８により形成されている。やは
り、これには他の耐蝕性材料を用いてもよい。グランド
部分３０８は、ねじ付きまたは溝付きの上部開口部３１
０とねじ付きの内側部分３１２を有している。所望のイ
ンピーダンスが得られるよう、ケーシング３０６の内面
および寸法が選定される。グランド部分３０８へ金属製
挿入物３１４が螺合されており、あるいはその代案とし
て金属製挿入物３１４をばね部材および保持リング（図
示せず）によりスナップ止めにして保持することもでき
る。有利には、挿入物３１４はステンレス鋼である。さ
らに金属製挿入物３１４は、空気で満たされた円錐状空
洞部３１６を有している。必要に応じて、空洞部３１６
を他の誘電体で満たしてもよい。空洞部３１６の円錐形
状は、所望のインピーダンスが得られるように選定され
る。
ている。この場合、プローブエレメント３０２を容器３
０４と結合するためにセンサ装置３００が設けられてい
る。図１３の実施形態は、プローブエレメントをケーシ
ング３０６と固定するために”逆にされた”テーパを用
いている。ケーシング３０６は、ステンレス鋼から成る
上部グランド部分３０８により形成されている。やは
り、これには他の耐蝕性材料を用いてもよい。グランド
部分３０８は、ねじ付きまたは溝付きの上部開口部３１
０とねじ付きの内側部分３１２を有している。所望のイ
ンピーダンスが得られるよう、ケーシング３０６の内面
および寸法が選定される。グランド部分３０８へ金属製
挿入物３１４が螺合されており、あるいはその代案とし
て金属製挿入物３１４をばね部材および保持リング（図
示せず）によりスナップ止めにして保持することもでき
る。有利には、挿入物３１４はステンレス鋼である。さ
らに金属製挿入物３１４は、空気で満たされた円錐状空
洞部３１６を有している。必要に応じて、空洞部３１６
を他の誘電体で満たしてもよい。空洞部３１６の円錐形
状は、所望のインピーダンスが得られるように選定され
る。
【００８０】空洞部３１６内に、円錐形スチールナット
３１８が配置されている。円錐形スチールナット３１８
は、周囲に対するインピーダンス関係が最適化されるよ
うな形状で構成される。高周波電気コネクタ３２０有利
にはＳＭＡまたはＢＮＣコネクタは、上部で直径の減少
するピン３１９を介して円錐形ナット３１８の上端と結
合されており、これはプローブエレメント３０２がいく
らか動けるよう、コネクタ３２０の開口部３２１内でス
ライド可能である。この場合、開口部３２１とピン３１
９の位置を逆にしてもよい。グランド部分３０８内に
は、下部誘電体挿入物部分３２２も設けられている。下
部誘電体挿入物３２２は内部開口部３２４を有し、所望
のインピーダンスが得られるように選定された形状、寸
法ならびに材料を有している。
３１８が配置されている。円錐形スチールナット３１８
は、周囲に対するインピーダンス関係が最適化されるよ
うな形状で構成される。高周波電気コネクタ３２０有利
にはＳＭＡまたはＢＮＣコネクタは、上部で直径の減少
するピン３１９を介して円錐形ナット３１８の上端と結
合されており、これはプローブエレメント３０２がいく
らか動けるよう、コネクタ３２０の開口部３２１内でス
ライド可能である。この場合、開口部３２１とピン３１
９の位置を逆にしてもよい。グランド部分３０８内に
は、下部誘電体挿入物部分３２２も設けられている。下
部誘電体挿入物３２２は内部開口部３２４を有し、所望
のインピーダンスが得られるように選定された形状、寸
法ならびに材料を有している。
【００８１】プローブエレメント３０２は、直径減少部
分３２６が設けられるように構成されている。プローブ
エレメント３０２のこの直径減少部分３２６の一方の端
部に、テーパ状部分３２８が形成されている。さらにプ
ローブエレメント３０２は、上端におす形ねじ付き部材
３３２を有している。その際、テフロンのような絶縁体
３３４をプローブエレメント３０２の外側に設けるとよ
い。
分３２６が設けられるように構成されている。プローブ
エレメント３０２のこの直径減少部分３２６の一方の端
部に、テーパ状部分３２８が形成されている。さらにプ
ローブエレメント３０２は、上端におす形ねじ付き部材
３３２を有している。その際、テフロンのような絶縁体
３３４をプローブエレメント３０２の外側に設けるとよ
い。
【００８２】取り付けにおいて、プローブエレメント３
０２は矢印３３６の方向でケーシング３０６に挿入され
る。そして円錐形ナット３１８のめす形ねじ付き部分３
３８がプローブエレメントの上部ねじ付き部材３３２に
螺合され、これによってプローブエレメントがケーシン
グ３０６に固定される。円錐形ナット３１８は、誘電体
挿入物３２２のテーパ状面３４２に対し外側に向かって
この挿入物３３４に力が加わるように構成された底部テ
ーパ状面３４０を有しており、これによってケーシング
３０６内にプローブエレメントが保持され、プローブエ
レメント３０２が矢印３４４の方向に動くのが防止され
る。プローブエレメント３０２のテーパ状部分３２８
は、プローブエレメント３０２が矢印３３６の方向に動
くのを防ぐよう、誘電体挿入物３２２のテーパ状部分３
４６と係合する。
０２は矢印３３６の方向でケーシング３０６に挿入され
る。そして円錐形ナット３１８のめす形ねじ付き部分３
３８がプローブエレメントの上部ねじ付き部材３３２に
螺合され、これによってプローブエレメントがケーシン
グ３０６に固定される。円錐形ナット３１８は、誘電体
挿入物３２２のテーパ状面３４２に対し外側に向かって
この挿入物３３４に力が加わるように構成された底部テ
ーパ状面３４０を有しており、これによってケーシング
３０６内にプローブエレメントが保持され、プローブエ
レメント３０２が矢印３４４の方向に動くのが防止され
る。プローブエレメント３０２のテーパ状部分３２８
は、プローブエレメント３０２が矢印３３６の方向に動
くのを防ぐよう、誘電体挿入物３２２のテーパ状部分３
４６と係合する。
【００８３】センサ装置３００のこの実施形態によれ
ば、センサ装置３００における種々の部材間のインピー
ダンス推移のコントロールが改善される。先に挙げた実
施形態で示したプローブエレメントの膨らみのある２つ
のテーパ状部分は、このプローブエレメント３０２では
なくなっているので、このプローブエレメント３０２の
構成によってプローブエレメントの外径とセンサ装置３
００における各取付部材の直径との比の保持が容易にな
る。したがってプローブエレメント３０２のこのような
構成は、センサ装置３００におけるインピーダンス変化
を最小に抑えるのに役立つ。
ば、センサ装置３００における種々の部材間のインピー
ダンス推移のコントロールが改善される。先に挙げた実
施形態で示したプローブエレメントの膨らみのある２つ
のテーパ状部分は、このプローブエレメント３０２では
なくなっているので、このプローブエレメント３０２の
構成によってプローブエレメントの外径とセンサ装置３
００における各取付部材の直径との比の保持が容易にな
る。したがってプローブエレメント３０２のこのような
構成は、センサ装置３００におけるインピーダンス変化
を最小に抑えるのに役立つ。
【００８４】さらにセンサ装置３００によりケーシング
３０６の全体の寸法を小さくすることができる一方、高
周波ＴＤＲ信号を高周波コネクタ３２０からプローブエ
レメント３０２へ伝達可能にするために所望のインピー
ダンス推移が保持される。
３０６の全体の寸法を小さくすることができる一方、高
周波ＴＤＲ信号を高周波コネクタ３２０からプローブエ
レメント３０２へ伝達可能にするために所望のインピー
ダンス推移が保持される。
【００８５】必要に応じて、インピーダンス推移を改善
するため開放領域３１６を適切な誘電体で満たすことが
できる。また、インピーダンス変化または推移をコント
ロールするため、誘電体挿入物３１４または円錐形ナッ
ト３１８におけるテーパの角度を変えることもできる。
図３を参照して先に説明した静電放電回路網をセンサ装
置３００においても使用できることや、前述のばねバイ
アス部材のようにこれまでの図面で説明してきたその他
の部材を装置３００に組み込めることは自明である。有
利には、適切な締結部材を用いて送り出しプレート３４
６がグランド部分３０８の上端と結合される。
するため開放領域３１６を適切な誘電体で満たすことが
できる。また、インピーダンス変化または推移をコント
ロールするため、誘電体挿入物３１４または円錐形ナッ
ト３１８におけるテーパの角度を変えることもできる。
図３を参照して先に説明した静電放電回路網をセンサ装
置３００においても使用できることや、前述のばねバイ
アス部材のようにこれまでの図面で説明してきたその他
の部材を装置３００に組み込めることは自明である。有
利には、適切な締結部材を用いて送り出しプレート３４
６がグランド部分３０８の上端と結合される。
【００８６】図１４には本発明のさらに別の実施形態が
示されている。この場合、プローブエレメント４０２を
容器４０４と結合するためにセンサ装置４００が設けら
れている。有利には、プローブエレメント４０２はフレ
キシブルなケーブル、ロッドまたワイヤロープのプロー
ブエレメントである。このセンサ装置４００には上部取
付グランド部分４０６が設けられており、これは容器４
０４のねじ付き部分４１０と結合される下部ねじ付き部
分４０８を有する。所望のインピーダンスが得られるよ
う、装置４００の内面および寸法が選定される。
示されている。この場合、プローブエレメント４０２を
容器４０４と結合するためにセンサ装置４００が設けら
れている。有利には、プローブエレメント４０２はフレ
キシブルなケーブル、ロッドまたワイヤロープのプロー
ブエレメントである。このセンサ装置４００には上部取
付グランド部分４０６が設けられており、これは容器４
０４のねじ付き部分４１０と結合される下部ねじ付き部
分４０８を有する。所望のインピーダンスが得られるよ
う、装置４００の内面および寸法が選定される。
【００８７】上部グランド部分４０６は、ねじ付き（ま
たは溝付き）上部内側部分４１２、内側へ向かってテー
パ状にされた部分４１４、および底部フランジ４１６に
より構成されている。取付部分４０６の底端部近くに、
第１の誘電体挿入物４１８が配置されている。この誘電
体挿入物４１８は、取付部分４０６のフランジ４１６と
係合する外側フランジ４２０を有している。そしてこの
誘電体挿入物４１８と隣り合って、Ｏリング導体密封部
４２２が配置されている。さらに第１の誘電体挿入物４
１８の上には誘電体ウェハ４２４が配置されており、こ
れによってＯリング４２２のための一方の連続的な座台
が形成され、挿入物４１８により他方の座台が形成され
る。
たは溝付き）上部内側部分４１２、内側へ向かってテー
パ状にされた部分４１４、および底部フランジ４１６に
より構成されている。取付部分４０６の底端部近くに、
第１の誘電体挿入物４１８が配置されている。この誘電
体挿入物４１８は、取付部分４０６のフランジ４１６と
係合する外側フランジ４２０を有している。そしてこの
誘電体挿入物４１８と隣り合って、Ｏリング導体密封部
４２２が配置されている。さらに第１の誘電体挿入物４
１８の上には誘電体ウェハ４２４が配置されており、こ
れによってＯリング４２２のための一方の連続的な座台
が形成され、挿入物４１８により他方の座台が形成され
る。
【００８８】取付部分４０６の内側の領域には、第２の
誘電体挿入物４２６も配置されている。この挿入物４２
６は２つまたはそれ以上の部分から成るように構成して
もよいし、あるいは単一の部分から成るように構成して
もよい。図１４に示されている実施形態の場合、挿入物
４２６は２つの部分から成るように構成されている。こ
の第２の誘電体挿入物４２６は、取付部分４０６のテー
パ状部分４１４と係合するよう円錐状ないしテーパ状に
形成された外側の側壁４２８を有するように構成されて
いる。さらにこの場合、所望のインピーダンスが得られ
るよう取付部分４０６の形状、寸法ならびに材料が選定
される。したがって第２の誘電体挿入物４２６により、
取付部分４０６内部にプローブエレメント４０２を保持
するための保持力が得られる。換言すれば、誘電体挿入
物４２６におけるテーパ状の外面４２８により、プロー
ブエレメントが矢印４３０の方向に動くのが防止され
る。挿入物４２６が２つの部分から成るこの実施形態の
場合、挿入物４２６の上にＯリング密封部４３２が設け
られており、これにより組み立て中、挿入物４２６の２
つの部分が取付部分４０６のテーパ状面４１４内でセン
タリングされて保持されるようになる。挿入物４２６が
単一の部分から成る実施形態では、Ｏリング４３２は用
いられない。
誘電体挿入物４２６も配置されている。この挿入物４２
６は２つまたはそれ以上の部分から成るように構成して
もよいし、あるいは単一の部分から成るように構成して
もよい。図１４に示されている実施形態の場合、挿入物
４２６は２つの部分から成るように構成されている。こ
の第２の誘電体挿入物４２６は、取付部分４０６のテー
パ状部分４１４と係合するよう円錐状ないしテーパ状に
形成された外側の側壁４２８を有するように構成されて
いる。さらにこの場合、所望のインピーダンスが得られ
るよう取付部分４０６の形状、寸法ならびに材料が選定
される。したがって第２の誘電体挿入物４２６により、
取付部分４０６内部にプローブエレメント４０２を保持
するための保持力が得られる。換言すれば、誘電体挿入
物４２６におけるテーパ状の外面４２８により、プロー
ブエレメントが矢印４３０の方向に動くのが防止され
る。挿入物４２６が２つの部分から成るこの実施形態の
場合、挿入物４２６の上にＯリング密封部４３２が設け
られており、これにより組み立て中、挿入物４２６の２
つの部分が取付部分４０６のテーパ状面４１４内でセン
タリングされて保持されるようになる。挿入物４２６が
単一の部分から成る実施形態では、Ｏリング４３２は用
いられない。
【００８９】第２の挿入物４２６の上に第２の誘電体ウ
ェハ４３４が配置されている。この場合、プロセス材料
の通過に対し誘電体ウェハ４３４を密封するため、外側
のＯリング４３６と内側のＯリング４３８が設けられて
いる。さらにプローブエレメント４０２の上端４４２
に、電気的な移行部を成すコネクタ４４０が結合されて
いる。このコネクタ４４０はステンレス鋼から成る。図
示されているように、上端４４２は位置４４４で示され
ているねじ付き結合部、はんだ付け等のような適切な機
械的接続によりコネクタ４４０と結合されている。
ェハ４３４が配置されている。この場合、プロセス材料
の通過に対し誘電体ウェハ４３４を密封するため、外側
のＯリング４３６と内側のＯリング４３８が設けられて
いる。さらにプローブエレメント４０２の上端４４２
に、電気的な移行部を成すコネクタ４４０が結合されて
いる。このコネクタ４４０はステンレス鋼から成る。図
示されているように、上端４４２は位置４４４で示され
ているねじ付き結合部、はんだ付け等のような適切な機
械的接続によりコネクタ４４０と結合されている。
【００９０】コネクタ４４０は、テーパ状ないし円錐状
の上方部分４４６とテーパ状ないし円錐状の下方部分４
４８を有している。円錐部分４４６は、周囲に対するイ
ンピーダンス関係が最適化されるような形状で構成され
ている。下方の円錐部分４４８は、コネクタ４４０が矢
印４３０の方向に動くのを防止するよう、挿入物４２６
のテーパ状部分４５０と係合するような形状で構成され
ている。さらにテーパ状の下方部分４４８は、Ｏリング
４３６と４３８による密封を容易にするために用いられ
るウェハ４３４に形成されたテーパ状部分４５２とも係
合している。
の上方部分４４６とテーパ状ないし円錐状の下方部分４
４８を有している。円錐部分４４６は、周囲に対するイ
ンピーダンス関係が最適化されるような形状で構成され
ている。下方の円錐部分４４８は、コネクタ４４０が矢
印４３０の方向に動くのを防止するよう、挿入物４２６
のテーパ状部分４５０と係合するような形状で構成され
ている。さらにテーパ状の下方部分４４８は、Ｏリング
４３６と４３８による密封を容易にするために用いられ
るウェハ４３４に形成されたテーパ状部分４５２とも係
合している。
【００９１】取付部分４０６の上端に、金属製挿入物４
５４が螺合されており、あるいは代案としてばね部材お
よび保持部材（図示せず）により保持されている。この
挿入物４５４は、ケーシング４０６におけるフランジ４
５５と係合している。有利には挿入物４５４はステンレ
ス鋼から成るが、他の耐蝕性材料により形成することも
できる。さらに挿入物４５４は、コネクタ４４０を取り
囲む円錐開口部４５６を有している。高周波ＴＤＲ電気
信号の電気的な伝達を改善するため、必要に応じてこの
開放スペース４５６を他の誘電体で満たすこともでき
る。開放スペース４５６の形状、寸法ならびに材料は、
所望のインピーダンスが得られるように選定される。
５４が螺合されており、あるいは代案としてばね部材お
よび保持部材（図示せず）により保持されている。この
挿入物４５４は、ケーシング４０６におけるフランジ４
５５と係合している。有利には挿入物４５４はステンレ
ス鋼から成るが、他の耐蝕性材料により形成することも
できる。さらに挿入物４５４は、コネクタ４４０を取り
囲む円錐開口部４５６を有している。高周波ＴＤＲ電気
信号の電気的な伝達を改善するため、必要に応じてこの
開放スペース４５６を他の誘電体で満たすこともでき
る。開放スペース４５６の形状、寸法ならびに材料は、
所望のインピーダンスが得られるように選定される。
【００９２】高周波電気コネクタ４５８有利にはＳＭＡ
コネクタは、高周波ケーブルとプローブエレメント４０
２との間の電気接続が得られるよう、コネクタ４４０の
上端と接続されている。さらにコネクタ４４０の上端４
５７は、プローブエレメント４０２がいくらか動けるよ
うコネクタ４５８における開口部４５９内でスライド可
能である。コネクタ４４０の上端４５７に開口部を形成
し、コネクタ４５８にこの開口部とスライドするように
係合するピンを設けることもできる。挿入物４５４は、
ねじ付きまたはねじなし開口部４６０へ挿入される工具
により取り付けられる。図示されているように、プロー
ブエレメント４０２はテフロンのような絶縁体４６２で
被覆されている。必要に応じて、絶縁層を設けずにプロ
ーブエレメント４０２を使用することもできる。
コネクタは、高周波ケーブルとプローブエレメント４０
２との間の電気接続が得られるよう、コネクタ４４０の
上端と接続されている。さらにコネクタ４４０の上端４
５７は、プローブエレメント４０２がいくらか動けるよ
うコネクタ４５８における開口部４５９内でスライド可
能である。コネクタ４４０の上端４５７に開口部を形成
し、コネクタ４５８にこの開口部とスライドするように
係合するピンを設けることもできる。挿入物４５４は、
ねじ付きまたはねじなし開口部４６０へ挿入される工具
により取り付けられる。図示されているように、プロー
ブエレメント４０２はテフロンのような絶縁体４６２で
被覆されている。必要に応じて、絶縁層を設けずにプロ
ーブエレメント４０２を使用することもできる。
【００９３】センサ装置４００の取り付けにおいて現場
での修理を容易にする目的で、容器４０４への取り付け
前にプローブエレメント４０２の上端４４２を円錐形の
コネクタ４４０と結合することができる。取付部分４０
６を容器４０４と結合した後、誘電体挿入物４２６に形
成された開口部４６４を通して、プローブエレメント４
０２を下側へ向かって容器４０４へ挿入することができ
る。先に述べたように、コネクタ４４０のテーパ状部分
４４８と挿入物４２６のテーパ状面４５０との係合によ
り、矢印４３０の方向にプローブエレメント４０２の動
くのが防止される。さらに、誘電体挿入物４２６のテー
パ状の外面４２８と取付部分４０４のテーパ状の内側の
側壁４１４との係合により、矢印４３０の方向での動き
が防止される。
での修理を容易にする目的で、容器４０４への取り付け
前にプローブエレメント４０２の上端４４２を円錐形の
コネクタ４４０と結合することができる。取付部分４０
６を容器４０４と結合した後、誘電体挿入物４２６に形
成された開口部４６４を通して、プローブエレメント４
０２を下側へ向かって容器４０４へ挿入することができ
る。先に述べたように、コネクタ４４０のテーパ状部分
４４８と挿入物４２６のテーパ状面４５０との係合によ
り、矢印４３０の方向にプローブエレメント４０２の動
くのが防止される。さらに、誘電体挿入物４２６のテー
パ状の外面４２８と取付部分４０４のテーパ状の内側の
側壁４１４との係合により、矢印４３０の方向での動き
が防止される。
【００９４】挿入物４１８、ウェハ４２４、挿入物４２
６、ウェハ４３４ならびに領域４５６の誘電率は、コネ
クタ４５８から接続ピン４４０を介してプローブエレメ
ント４０２へ至る電気信号により生じるインピーダンス
推移が最小に抑えられるように選定される。したがって
センサ装置４００のこのような構成によって、容器４０
４の内容物を測定するためにプローブエレメント４０２
に沿って高周波ＴＤＲ信号を伝送できるようになる。
６、ウェハ４３４ならびに領域４５６の誘電率は、コネ
クタ４５８から接続ピン４４０を介してプローブエレメ
ント４０２へ至る電気信号により生じるインピーダンス
推移が最小に抑えられるように選定される。したがって
センサ装置４００のこのような構成によって、容器４０
４の内容物を測定するためにプローブエレメント４０２
に沿って高周波ＴＤＲ信号を伝送できるようになる。
【００９５】いくつかの有利な実施形態を参照しながら
本発明について詳細に説明してきたが、特許請求の範囲
に記載された本発明の枠内で様々な変形を行うことがで
きる。
本発明について詳細に説明してきたが、特許請求の範囲
に記載された本発明の枠内で様々な変形を行うことがで
きる。
【図１】容器内の液体のようなプロセス変量のレベルを
測定するための単一導体レベルセンサの概略図である。
測定するための単一導体レベルセンサの概略図である。
【図２】容器のタンクフランジに取り付けられた本発明
の第１の実施形態を示す断面図である。
の第１の実施形態を示す断面図である。
【図３】図２の装置構成の分解組立図である。
【図４】タンクフランジに本発明によるセンサ装置を結
合するための下部プロセスコネクションの平面図であ
る。
合するための下部プロセスコネクションの平面図であ
る。
【図５】図４のライン５−５に沿ってカットした断面図
である。
である。
【図６】単一導体プローブエレメントの断面図である。
【図７】本発明による上部取付部の平面図である。
【図８】図７のライン８−８に沿ってカットした断面図
である。
である。
【図９】本発明による送り出しプレートの平面図であ
る。
る。
【図１０】本発明による上部取り付けフランジの別の実
施形態の断面図である。
施形態の断面図である。
【図１１】上部フランジと下部フランジの変形実施形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１２】プローブエレメントを容器に取り付けるため
のセンサ装置の別の実施形態を示す断面図である。
のセンサ装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１３】プローブエレメントを容器に取り付けるため
のセンサ装置のさらに別の実施形態を示す断面図であ
る。
のセンサ装置のさらに別の実施形態を示す断面図であ
る。
【図１４】有利にはケーブル、ロッド、ワイヤローププ
ローブであるプローブエレメントを容器に取り付けるた
めの本発明のさらに別の実施形態を示す図である。
ローブであるプローブエレメントを容器に取り付けるた
めの本発明のさらに別の実施形態を示す図である。
１６ 取付器具 １４ 容器 １８ 単一導体 ２２ トランシーバ ３０ センサ ３２ 下部フランジ ３４ 取付フランジ ３６ プローブエレメント ３８ 中央開口部 ６８ 上部フランジ ８０ 中央開口部
フロントページの続き (72)発明者 ケネス エル パーデュ アメリカ合衆国 インディアナ フラン クリン サウス セヴンティーフィフス ウエスト 2721 (72)発明者 ベルント グリーガー アメリカ合衆国 インディアナ グリー ンウッド パーマー レイン 347 ア パートメント イー (72)発明者 ドナルド デー カミングズ アメリカ合衆国 インディアナ グリー ンウッド サウス ヘヴン ロード 990 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 23/28
Claims (35)
- 【請求項１】 プロセス変量を測定するために信号ライ
ンから容器へおよび容器から電気パルスを伝送するセン
サ装置において、 容器と結合される形状で構成された下部フランジが設け
られており、該下部フランジは、その頭部面に隣り合っ
て配置され外側へ向かってテーパ状にされた面により規
定される中央開口部を有するよう形成されており、 外側へ向かってテーパ状にされた第１の面および内側へ
向かってテーパ状にされた第２の面を含む頭部と、該頭
部から延びていく細長い導電性部分とを有する導電性の
プローブエレメントが設けられており、前記頭部の第１
のテーパ状面は、前記下部フランジのテーパ状面と係合
する形状で構成されていて、下部フランジへ向かう方向
での前記プローブエレメントの動きが防止され、 前記下部フランジにプローブエレメントが固定されるよ
う下部フランジに結合される形状で構成された上部フラ
ンジが設けられており、該上部フランジは、その底部面
に隣り合って配置され内側へ向かってテーパ状にされた
面により規定される中央開口部を有しており、前記上部
フランジのテーパ状面は、前記プローブエレメントの第
２のテーパ状面と係合する形状で構成されていて、上部
フランジへ向かう方向でのプローブエレメントの動きが
防止され、 前記プローブエレメントと結合される電気コネクタが設
けられており、該コネクタは、前記プローブエレメント
に信号ラインが結合される形状で構成されていることを
特徴とする、 プロセス変量を測定するために信号ラインから容器へお
よび容器から電気パルスを伝送するセンサ装置。 - 【請求項２】 前記上部フランジと結合される送り出し
プレートが設けられている、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記プローブエレメントは絶縁体で覆わ
れている、請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記下部フランジのテーパ状面は、該下
部フランジの頭部面から下へ向かって延びる方向で収束
し、前記上部フランジのテーパ状面は、該上部フランジ
の底部面から上へ向かって延びる方向で収束する、請求
項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記プローブエレメントの第２のテーパ
状面は、該プローブエレメントの上端から下へ向かって
延びる方向で拡開する錐面であり、前記プローブエレメ
ントの第１のテーパ状面は、前記第２のテーパ状面から
下へ向かって延びる方向で収束する錐面である、請求項
４記載の装置。 - 【請求項６】 前記下部フランジの頭部面は前記上部フ
ランジの底部面から間隔をおいて配置され、前記下部フ
ランジの中央開口部を通る物質を前記の頭部面と底部面
との間で流出させる、請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記下部フランジの中央開口部は、前記
頭部面と隣り合って半径方向に広がる空洞部を有する形
状で構成されており、前記下部フランジのテーパ状面
は、該下部フランジの空洞部内に配置された別個の挿入
物により形成されている、請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 前記上部フランジの中央開口部は、前記
底部面と隣り合って半径方向に広がる空洞部を有する形
状で構成されており、前記上部フランジのテーパ状面
は、該上部フランジの空洞部内に配置された別個の挿入
物により形成されている、請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 プロセス変量を測定するために信号ライ
ンから容器へおよび容器から電気パルスを伝送するセン
サ装置において、 容器と結合される形状で構成された下部フランジが設け
られており、該下部フランジは、その頭部面と底部面と
の間に延びる中央開口部を有する形状で構成されてお
り、 前記下部フランジの中央開口部を通って延在する導電性
のプローブエレメントと、 前記プローブエレメントを前記下部フランジと固定する
ために該下部フランジと結合される形状で構成された上
部フランジが設けられており、該上部フランジは、前記
プローブエレメントの上端を受容するため該上部フラン
ジの頭部面と底部面との間に延びる中央開口部を有して
おり、 前記のプローブエレメントと下部フランジを密封するた
めの第１の密封部と、 前記のプローブエレメントと上部フランジを密封するた
めの第２の密封部が設けられており、前記下部フランジ
の頭部面は前記上部フランジの底部面から間隔をおいて
配置され、前記第１の密封部を通る物質をそれらの間で
流出させ、 前記プローブエレメントと結合される電気コネクタが設
けられており、該コネクタは前記信号ラインを前記プロ
ーブエレメントと結合する形状で構成されていることを
特徴とする、 プロセス変量を測定するために信号ラインから容器へお
よび容器から電気パルスを伝送するセンサ装置。 - 【請求項１０】 前記上部フランジと結合される送り出
しプレートが設けられており、アース線を該送り出しプ
レートと結合する形状で前記コネクタが構成されてい
る、請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 前記第１の密封部は、前記下部フラン
ジの頭部面と隣り合って配置され外側へ向かってテーパ
状にされた面により形成されており、前記下部フランジ
の頭部面は、前記プローブエレメント上に形成され外側
へ向かってテーパ状にされた第１の面と係合し、前記第
２の密封部は、前記上部フランジの底部面と隣り合って
配置され内側へ向かってテーパ状にされた面により形成
されており、前記上部フランジの底部面は、前記プロー
ブエレメントにおいて内側に向かってテーパ状に形成さ
れた第２の面と係合する、請求項９記載の装置。 - 【請求項１２】 前記下部フランジのテーパ状面は、該
下部フランジの頭部面から下に向かって延びる方向で収
束し、前記上部フランジのテーパ状面は、該上部フラン
ジの底部面から上へ向かって延びる方向で収束する、請
求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 前記プローブエレメントの第２のテー
パ状面は、該プローブエレメントの上端から下へ向かっ
て延びる方向で拡開する錐面であり、前記プローブエレ
メントの第１のテーパ状面は、前記第２のテーパ状面か
ら下へ向かって延びる方向で収束する錐面である、請求
項１２記載の装置。 - 【請求項１４】 前記下部フランジの中央開口部は、前
記頭部面と隣り合って半径方向に広がる空洞部を有する
形状で構成されており、前記下部フランジのテーパ状面
は、該下部フランジの空洞部内に配置された別個の下部
挿入物により形成されている、請求項１１記載の装置。 - 【請求項１５】 前記上部フランジの中央開口部は、前
記底部面と隣り合って半径方向に広がる空洞部を有する
形状で構成されており、前記上部フランジのテーパ状面
は、該上部フランジの空洞部内に配置された別個の上部
挿入物により形成されている、請求項１４記載の装置。 - 【請求項１６】 プロセス変量を測定するために信号ラ
インから容器へおよび容器から電気パルスを伝送するセ
ンサ装置において、 導電性のプローブエレメントが設けられており、該プロ
ーブエレメントは、長手方向に沿ってそれぞれ異なる少
なくとも２つの断面寸法ををもつ頭部を有しており、 容器と結合される形状で構成された下部フランジが設け
られており、該下部フランジは、前記プローブエレメン
トを受容するため該下部フランジの頭部面と底部面との
間に延びる中央開口部を有する形状で構成されており、
該下部フランジの中央開口部は、該下部フランジの頭部
面と底部面との間でそれぞれ異なる少なくとも２つの断
面寸法を有し、該下部フランジと隣り合うプローブエレ
メントにおけるインピーダンス変化が最小に抑えられ、 前記プローブエレメントを前記下部フランジと固定する
ため該下部フランジに結合される形状で構成された上部
フランジが設けられており、該上部フランジは、前記プ
ローブエレメントの上端を受容するため該上部フランジ
の頭部面と底部面との間に延びる中央開口部を有してお
り、該上部フランジ中央開口部は、該上部フランジの頭
部面と底部面との間でそれぞれ異なる少なくとも２つの
断面寸法を有し、該上部フランジと隣り合うプローブエ
レメントにおけるインピーダンス変化が最小に抑えら
れ、 前記プローブエレメントと結合される電気コネクタが設
けられており、該電気コネクタは、前記信号ラインを前
記プローブエレメントと結合する形状で構成されている
ことを特徴とする、 プロセス変量を測定するために信号ラインから容器へお
よび容器から電気パルスを伝送するセンサ装置。 - 【請求項１７】 前記上部フランジと結合される送り出
しプレートが設けられており、アース線を該送り出しプ
レートと結合する形状で前記コネクタが構成されてい
る、請求項１６記載の装置。 - 【請求項１８】 前記下部フランジの中央開口部は、該
下部フランジの頭部面と隣り合って配置され外側へ向か
ってテーパ状にされた面により規定されており、前記プ
ローブエレメントは、外側へ向かってテーパ状にされた
第１の面および内側へ向かってテーパ状にされた第２の
面をもつ頭部と、該頭部から延びていく細長い導電性部
分とを有しており、 前記頭部の第１のテーパ状面は、前記下部フランジのテ
ーパ状面と係合する形状で構成されていて、下部フラン
ジへ向かう方向で前記プローブエレメントの動くのが止
され、 前記上部フランジの中央開口部は、該上部フランジの底
部面と隣り合って配置され内側へ向かってテーパ状にさ
れた面により規定されており、 前記上部フランジのテーパ状面は、前記プローブエレメ
ントの第２のテーパ状面と係合する形状で構成されてい
て、前記上部フランジへ向かう方向での該プローブエレ
メントの動きが防止される、 請求項１６記載の装置。 - 【請求項１９】 前記下部フランジの中央開口部は、前
記頭部面と隣り合い半径方向に広がる空洞部を有する形
状で構成されており、前記上部フランジの中央開口部
は、前記底部面と隣り合い半径方向に広がる空洞部を有
する形状で構成されている、請求項１６記載の装置。 - 【請求項２０】 前記下部フランジの空洞部内に配置さ
れた別個の下部挿入物と、前記上部フランジの空洞部内
に配置された別個の上部挿入物とが設けられており、該
上部挿入物と下部挿入物は、前記プローブエレメントの
頭部と係合する形状で構成されている、請求項１９記載
の装置。 - 【請求項２１】 前記下部フランジの半径方向に広がる
空洞部と隣り合うテーパ状の移行部と、前記上部フラン
ジの半径方向に広がる空洞部と隣り合うテーパ状の移行
部とが設けられている、請求項１９記載の装置。 - 【請求項２２】 プロセス変量を測定するために信号ラ
インから容器へおよび容器から電気パルスを伝送するセ
ンサ装置において、 容器と結合される形状で構成された取付部が設けられて
おり、該取付部はその底端と隣り合うテーパ状面を有し
ており、 テーパ状面を有する頭部と、該頭部から延びていく細長
い導電性部分とを有する導電性のプローブエレメントが
設けられており、前記頭部のテーパ状面は、前記取付部
のテーパ状面と係合する形状で構成されていて、該取付
部へ向かう方向での前記プローブエレメントの動きが防
止され、 前記導電性のプローブエレメントの頭部の上に配置され
た誘電体挿入物と、 円錐形の移行部分を成すピンが設けられており、該ピン
は、前記誘電体挿入物に隣接する形状で構成された下部
フランジと、前記プローブエレメントを取付部に固定す
るため該ピンをプローブエレメントと結合するためのね
じ付き部材とを有しており、 前記誘電体挿入物と前記取付部のフランジとの間にばね
が配置されていて、前記誘電体挿入物、ピンおよびプロ
ーブエレメントに対し上へ向かう方向のバイアス力が形
成され、 円錐形の移行部分を成す前記ピンと結合される電気コネ
クタが設けられており、前記信号ラインがプローブエレ
メントと結合される形状で前記コネクタが構成されてい
ることを特徴とする、 プロセス変量を測定するために信号ラインから容器へお
よび容器から電気パルスを伝送するセンサ装置。 - 【請求項２３】 円錐形の移行部分を成す前記ピンと前
記電気コネクタのうち少なくとも一方は開口部を有し、
円錐形の移行部分を成す前記のピンと前記電気コネクタ
のうち他方は、前記開口部とスライド可能に係合するピ
ンを有していて、前記プローブエレメントが前記取付部
に対し相対的にいくらか動けるように構成されている、
請求項２２記載の装置。 - 【請求項２４】 プロセス変量を測定するために信号ラ
インから容器へおよび容器から電気パルスを伝送するセ
ンサ装置において、 容器と結合される形状で構成された取付部と、 所定の直径を有する導電性のプローブエレメントが設け
られており、該プローブエレメントはその上端と隣り合
う直径減少部分を有する形状で構成されており、前記プ
ローブエレメントから前記直径減少部分への移行部を成
すテーパ状部分が設けられており、 前記取付部内に誘電体挿入物が配置されており、該誘電
体挿入物は、前記取付部へ向かう方向での前記プローブ
エレメントの動きを防止するため内側へ向かってテーパ
状にされた部分と、外側へ向かってテーパ状にされた部
分とを有しており、 前記プローブエレメントの上端と結合される導電性のピ
ンが設けられており、該導電性のピンは、前記プローブ
エレメントの直径減少部分における直径よりも大きい直
径を有していて、前記誘電体挿入物における外側へ向か
ってテーパ状にされた部分と係合し、前記取付部から離
れる方向での前記プローブエレメントの動きが防止さ
れ、 前記ピンと結合される電気コネクタが設けられており、
該コネクタは、前記導電性のピンを通って信号ラインが
プローブエレメントと結合される形状で構成されている
ことを特徴とする、 プロセス変量を測定するために信号ラインから容器へお
よび容器から電気パルスを伝送するセンサ装置。 - 【請求項２５】 前記電気コネクタと前記導電性のピン
のうち少なくとも一方は開口部を有しており、前記取付
部に対し相対的に前記プローブエレメントが動けるよ
う、前記電気コネクタと前記導電性のピンのうち他方は
前記開口部とスライド可能に係合する、請求項２４記載
の装置。 - 【請求項２６】 前記導電性のピンは円錐状に形成され
た移行部分を有する、請求項２４記載の装置。 - 【請求項２７】 前記の円錐状に形成された部分は、前
記電気コネクタと隣り合う第１の直径と、前記プローブ
エレメントと隣り合う第２の直径を有しており、前記第
２の直径は第１の直径よりも大きい、請求項２６記載の
装置。 - 【請求項２８】 前記取付部内に前記第１の誘電体挿入
物を保持するため、前記第１の誘電体挿入物の上で前記
取付部と結合される第２の誘電体挿入物が設けられてい
る、請求項２４記載の装置。 - 【請求項２９】 プロセス変量を測定するために信号ラ
インから容器へおよび容器から電気パルスを伝送するセ
ンサ装置において、 容器と結合される形状で構成された取付部が設けられて
おり、該取付部は、第１のテーパ状面により規定される
中央開口部を有する形状で構成されており、 少なくとも１つの誘電体挿入物が設けられており、該少
なくとも１つの誘電体挿入物は、前記取付部から離れる
方向での該少なくとも１つの誘電体挿入物の動きを防止
するため前記取付部の第１のテーパ状面と係合される形
状で構成された第２のテーパ状面と、第３のテーパ状面
を有しており、 移行部を成す導電性のピンが設けられており、該ピン
は、前記少なくとも１つの誘電体挿入物の第３のテーパ
状面と係合される形状で構成された第４のテーパ状面を
有しており、 移行部を成す前記ピンおよび前記少なくとも１つの誘電
体挿入物の上に金属製挿入物が配置されており、該金属
製挿入物は、前記取付部内に前記少なくとも１つの誘電
体挿入物が固定されるよう前記取付部と結合されてお
り、 移行部を成す前記ピンと結合され前記少なくとも１つの
誘電体挿入物を通って容器へと下方へ延びる導電性のプ
ローブエレメントと、 移行部を成す前記ピンと結合される電気コネクタが設け
られており、該電気コネクタは、移行部を成す前記ピン
を通って信号ラインが前記プローブと結合される形状で
構成されていることを特徴とする、 プロセス変量を測定するために信号ラインから容器へお
よび容器から電気パルスを伝送するセンサ装置。 - 【請求項３０】 前記電気コネクタと前記導電性のピン
のうち少なくとも一方は開口部を有しており、前記取付
部に対し相対的に前記プローブエレメントが動けるよ
う、前記電気コネクタと前記導電性のピンのうち他方は
前記開口部と係合される、請求項２９記載の装置。 - 【請求項３１】 前記少なくとも１つの誘電体挿入物の
下の取付部の底端に隣り合って別の誘電体挿入物が配置
されている、請求項２９記載の装置。 - 【請求項３２】 前記の別の誘電体挿入物とプローブエ
レメントとの間にＯリング密封部が配置されている、請
求項３１記載の装置。 - 【請求項３３】 前記少なくとも１つの誘電体挿入物と
前記別の誘電体挿入物との間に、前記プローブエレメン
トを取り囲む誘電体ウェハが設けられている、請求項３
１記載の装置。 - 【請求項３４】 前記少なくとも１つの誘電体挿入物と
前記金属製挿入物との間に誘電体ウェハが配置されてい
る、請求項２９記載の装置。 - 【請求項３５】 前記のウェハと移行部分を成すピンと
の間に第１のＯリング密封部が配置されており、前記取
付部と前記ウェハの外周との間に第２のＯリング密封部
が配置されている、請求項３４記載の装置。
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