JP3062137B2 - マイクロ波により動作する充填状態測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波により
動作する充填状態測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】充填状態測定では、マイクロ波がアンテ
ナによって充填物の表面に送信され、表面で反射された
エコー波が受信される。エコー振幅を距離の関数として
表すエコー関数が形成され、このエコー関数から実際の
有効エコーおよびその伝搬時間が検出される。伝搬時間
から充填物表面とアンテナとの間隔が検出される。

【０００３】比較的に短い距離を反射マイクロ波を用い
て測定することのできる公知のすべての方法を適用する
ことができる。もっとも良く知られた例は、パルスレー
ダーおよび周波数変調持続波レーダー（ＦＭＣＷレー
ダ）である。

【０００４】パルスレーダーでは、周期的に短いマイク
ロ波送信パルス（以下、波束と称する）が送信され、こ
れが充填物表面から反射され、間隔に依存する伝搬時間
後に再び受信される。受信された信号振幅は時間の関数
としてエコー関数を表す。このエコー関数の各値は、ア
ンテナから所定の間隔で反射されたエコーの振幅に相当
する。

【０００５】周波数変調持続波方法では、周期的に線形
に周波数変調された連続マイクロ波が（例えば鋸歯関数
に従って）送信される。従って受信されたエコー信号の
周波数は瞬時周波数、すなわち受信された時点で送信信
号が有する周波数に対して周波数差を有しており、この
周波数差はエコー信号の伝搬時間に依存する。送信信号
と受信信号との間の周波数差は、２つの信号を混合し、
混合信号のフーリエスペクトルを評価することによって
得られる。従ってこの周波数差は反射面とアンテナとの
間隔に相応する。さらに、フーリエ変換によって得られ
た周波数スペクトルのスペクトルラインの振幅はエコー
振幅に相応する。従ってこのフーリエスペクトルはこの
場合、エコー関数を表す。

【０００６】マイクロ波によって動作する充填状態測定
装置は非常に多くの工業分野、例えば化学工業または食
品製造業で使用される。典型的には容器内の充填状態が
測定される。この容器は通常は開口部を有し、この開口
部にはパイプまたはフランジが測定装置を固定するため
に設けられている。

【０００７】ロッド状アンテナ（しばしばロッドアンテ
ナまたは誘電性棒送信器と称される）が、容器開口部の
直径が小さい場合には常に有利に使用される。ロッドア
ンテナはホーン形送信器に比較して小さな外径を有す
る。

【０００８】ＤＥ−Ａ４４０５８５５には、マイクロ波
によって動作する、容器に固定された充填状態測定装置
が記載されている。この測定装置はケーシングと、ケー
シングに固定されたロッド状アンテナを有し、このアン
テナは容器内を指し、誘電性材料からなる。

【０００９】ＤＥ−Ａ４４４３０５５には、マイクロ波
によって動作する充填状態測定装置が記載されている。
この測定装置では誘電材料からなるロッド状アンテナに
相互に間隔をおいて金属要素が配置されている。この金
属要素は相互に電気的に接続されている。この金属要素
は一方ではマイクロ波を束ねるために用い、他方では誘
電性ロッドアンテナの静電気帯電を阻止するために用い
る。

【００１０】前記のマイクロ波によって動作する充填状
態測定装置の欠点は、ロッドアンテナがマイクロ波ビー
ムを実質的に前方に主ローブとして容器内部に送信する
が、その指向性特性のためにアンテナ軸に対して垂直に
も副ローブの形で放射することである。典型的には第１
副ローブの振幅は主ローブの振幅以下わずか２０ｄＢか
ら２５ｄＢである。ＤＥ−Ａ４４４３０５５に記載され
た金属要素を用いた集束によってさらに改善されるが、
これは半径方向放射を阻止するには適しない。

【００１１】マイクロ波ビームの半径方向に送信される
成分は少なくとも部分的に容器の開口部縁部および測定
装置固定部で反射され、このことにより測定を甚だ妨害
することもあるノイズビームとなる。このノイズビーム
は測定装置固定部の高さが非常に低いとき、例えばわず
か数ｃｍであるときにすでに発生する。ノイズビームの
成分は測定装置の構造に依存し、例えば管状のパイプに
測定装置が固定されている場合にはとくに大きい。

【００１２】このノイズビームは、例えば送信されたマ
イクロ波エネルギーの成分が容器に達せず直接パイプで
反射され、続いてアンテナにより受信されるか、または
パイプで多重反射が生じることによって発生する。この
反射または多重反射は短時間で送信すべきマイクロ波パ
ルスのアーチファクト延長につながる。しかしパルスレ
ーダー法による充填物測定は、測定信号の伝搬時間が送
信パルスの持続時間および前記のノイズ信号が消滅する
時間より大きい場合にだけ実行することができる。ＦＭ
ＣＷ方法に対しても同様のことが当てはまり、測定信号
の周波数シフトはノイズ信号の周波数シフトよりも大き
くなければならない。

【００１３】測定装置固定部、例えばパイプとアンテナ
との間隔が小さければ小さいほど、アンテナのサブフィ
ールドにおけるマイクロ波の伝播に対する作用が大き
い。

【００１４】充填状態測定に使用するマイクロ波ビーム
はアンテナから充填物に直接送信され、そこから直接ア
ンテナに反射される。そのようなマイクロ波ビームの他
にノイズビームも測定装置固定部における少なくとも１
つの反射を介した経路を経てアンテナに達する。このこ
とにより伝搬時間測定にエラーが発生し、ひいては測定
結果にもエラーが生じる。

【００１５】前記の充填状態測定装置の別の欠点は、例
えば凝水または湿気によってアンテナと容器固定部との
間で直接的電気接続が形成されてしまうことである。こ
のような短絡は同軸線路の短絡と全く同じように、送信
器へマイクロ波エネルギーがすべて反射されることにつ
ながり、マイクロ波の送信を阻止する。

【００１６】たとえこのような短絡が生じなくても、凝
水および／または湿気は非常に不利に作用する。なぜな
らこれらはマイクロ波の伝播と反射に直接的な影響を及
ぼすからである。例えば直接的には装置構造的にわずか
しか発生しないノイズビームが凝水および／または湿気
によって、充填状態測定が不可能になるまで増大するこ
とがある。このことはとくに不利である。なぜなら、装
置使用者は信頼性の高い測定装置を使用していることを
前提としているからである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アン
テナが測定装置固定部の領域ではマイクロ波を送信せ
ず、測定装置固定部の領域では反射されたマイクロ波を
受信しない、マイクロ波により動作する充填状態測定装
置を提供することである。

【００１８】本発明の別の課題は、送信出力が凝水また
は湿気によって影響を受けない測定装置を提供すること
である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、冒頭に述べた充填状態測定装置において、充填状態
測定装置は、容器に固定されており、かつケーシング
と、該ケーシングに固定されたロッド状アンテナとを有
し、前記アンテナは容器方向を指し、かつポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリフェニレンサル
フィド（ＰＰＳ）である誘電体からなり、アンテナの、
ケーシングに隣接する部分は金属スリーブによって取り
囲まれているように構成して解決される。

【００２０】上記課題はまた本発明により、充填状態測
定装置は、容器に固定されており、かつケーシングと、
該ケーシングに成形されたスリーブと、該スリーブに固
定されたロッド状のアンテナとを有し、前記アンテナは
容器方向を指し、かつポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）またはポリフェニレンサルフィド（ＰＰＳ）で
ある誘電体からなるように構成して解決される。

【００２１】

【発明の実施の形態】第１の解決手段の改善実施例によ
れば、マイクロ波は同軸線路を介して、ケーシングに挿
入された励振素子に供給される。

【００２２】本発明の別の実施例によれば、アンテナは
金属スリーブにより取り囲まれた全シリンダと、これに
成形され、容器内部空間に向けられた送信アンテナとを
有する。

【００２３】本発明の別の実施例では、スリーブが管で
あり、容器内部空間に向いた方の管端部は斜めに切られ
ている。

【００２４】本発明の別の実施例によれば、スリーブは
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる保護
スリーブによって取り囲まれている。

【００２５】本発明の別の実施例によれば、ケーシング
部分にアンテナが固定されており、このケーシング部分
は片側が短絡された円状中空導体であり、スリーブは短
絡された円状中空導体の延長部であり、スリーブとアン
テナの固定されたケーシング部分とは同じ電位にある。

【００２６】本発明の別の実施例によれば、スリーブの
内径はアンテナの固定されたケーシング部分の内径より
も大きい。

【００２７】本発明の別の実施例によれば、ケーシング
に隣接する領域の保護スリーブには、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるフランジが成型されて
いる。

【００２８】本発明の別の実施例によれば、送信ロッド
は全シリンダとねじを介してねじ留めされており、全シ
リンダはケーシングに固定されたアンテナ部分とねじを
介してねじ留めされており、アンテナはケーシングに挿
入されるか、またはねじ込まれる。

【００２９】本発明の別の実施例によれば、マイクロ波
はスリーブにより案内される同軸線を介して、スリーブ
のアンテナ側部分に配置された励振素子に供給され、こ
の励振素子は例えば基体に配置された送信ワイヤであ
る。

【００３０】本発明の利点は、スリーブによって測定装
置固定部の領域からアンテナに到達するマイクロ波ビー
ムが完全に消滅されることである。送信すべきマイクロ
波ビームはスリーブの内部で容器に導かれる。従って測
定装置固定部の領域ではマイクロ波ビームが送信され
ず、受信もされない。

【００３１】本発明の利点は、充填状態測定装置の送信
出力が湿気または凝水によって影響を受けないことであ
る。スリーブと測定装置固定部との電気導電接続は何の
作用も引き起こさない。

【００３２】第１の解決手段による充填状態測定装置で
は、スリーブが外側導体の役目を引き受け、内部空間を
シールドする。金属スリーブはマイクロ波に対して鏡の
ように作用する。典型的には容器は接地される。スリー
ブと測定装置固定部とを有利にはアース電位に接地す
る。

【００３３】前記充填状態測定装置に対して述べたこと
は第２の解決手段にも当てはまる。しかしここでは、励
振素子の容器側に存在するスリーブ部分に対してだけ当
てはまる。励振素子の容器反対側に配置されたスリーブ
部分では、電気シールドはこれに延在する同軸線路によ
って行われ、この同軸線路はスリーブによって機械的に
保護されている。

【００３４】

【実施例】本発明のさらなる利点を、図面と２つの実施
例に基づいて詳細に説明する。

【００３５】同じ部材には同じ符号が付してある。

【００３６】図１にはマイクロ波によって動作する第１
の解決手段が概略的に示されている。測定装置固定部と
してパイプ２を用い、このパイプに充填状態測定装置１
が固定されている。パイプ２は管状であり、容器３の円
形開口部３１に、例えば溶接で取り付けられている。容
器３には媒体が入っている。

【００３７】充填状態測定装置１は、この媒体の容器内
における充填レベルを検出するのに用いる。ケーシング
１１が設けられており、このケーシングは鉢または片側
端部が閉鎖された管の形状を有する。このケーシング１
１には、鉢開口部または管開口部の開放部下にフランジ
１２が成形されている。パイプ２は容器反対側に相応す
る対向フランジ２１を有する。フランジ１２と対向フラ
ンジ２１はねじによって相互に結合されており、鉢開口
部または管開口部が容器３の開口部３１に向き、ケーシ
ング１１とパイプ２の対称軸は一致するようになってい
る。

【００３８】マイクロ波は図示しないマイクロ波発生器
により形成され、同軸線路４を介して、横方向からケー
シング１１に挿入された励振素子５に供給される。

【００３９】マイクロ波発生器は例えばパルスレーダー
装置、ＦＭＣＷ装置または連続発振形マイクロ波発振器
である。

【００４０】ケーシング１１は導電材料、例えばアルミ
ニウム、特殊鋼、または導電材料に被覆されたプラスチ
ックからなり、円形横断面を有する。従ってその幾何形
状は短絡された円形中空導体であり、この中で送信すべ
きマイクロ波モードが形成される。マイクロ波の放射方
向は矢印６によって示されている。

【００４１】ケーシング１１には誘電材料からなるロッ
ド状アンテナ７が固定されている。アンテナ７はケーシ
ング１１の内部空間を、励振素子５を収容するために設
けられている切欠部まで完全に占め、開口部３１を通っ
て容器３にまで延在している。

【００４２】アンテナはロッド状であり３つの部分を有
する。すなわち、ケーシング１１に固定された第１の部
分７０、これに隣接する全シリンダ７１およびこれの容
器に向いた側の端部側で成形され、容器内部空間に向け
られた送信ロッド７２である。３つの部分すべては誘電
材料、有利にはまたはポリフェニレンサルフィド（ＰＰ
Ｓ）からなる。両方との加工の容易な材料であり、高い
化学的安定性を有する。

【００４３】部分７０には端部側に外ねじ７０１が設け
られている。この外ねじには、内ねじを備えた相応の開
口部を有する全シリンダ７１がねじ留めされている。全
シリンダ７１は送信ロッド７２に隣接する端部に、内ね
じ７１１を有する開口部を有する。この内ねじ７１１に
は、送信ロッド７２の相応に成形された突起７２１がね
じ込まれている。もちろん、アンテナ部分を他の形式で
接合することもでき、また一体的なアンテナを使用する
こともできる。

【００４４】部分７０はケーシング１１に同じようにね
じによって固定することができる。しかし実施例では後
で説明するように別の固定方法が選択されている。

【００４５】ケーシング１１のアンテナ７が固定されて
いる部分、およびアンテナ７は他の横断幾何形状を有す
ることもできる。この幾何形状は送信されるモードおよ
び送信周波数と一致することができる。短絡された円形
中空導体と相応する円形アンテナ横断面の幾何形状は、
このような幾何形状では優れた前方ローブを有する放射
特性の得られるモードが伝播可能であるという点で有利
である。

【００４６】パイプ２に存在するアンテナ７の部分は金
属スリーブ８によって覆われている。スリーブ８は例え
ば特殊鋼からなり、アンテナ７に直接当接している。図
１の実施例では、スリーブ８はアンテナと同じように管
形であり、全シリンダ７１を密に取り囲んでいる。スリ
ーブ８をアンテナ７に密に当接させることは、これによ
りマイクロ波に対してインピーダンス跳躍の生じる境界
面、すなわちスリーブ８とアンテナ７との間の面がわず
かしか存在しないようにするために必要なことである。
その他の境界面は例えば閉鎖された空泡により生じ、ス
リーブ８のＱを中空導体の延長部として悪化させる。

【００４７】スリーブ８をこのように密に当接させるこ
とは、スリーブ８に配置すべきアンテナ９の部分を、こ
こでは全シリンダ７１をスリーブ８に挿入する前に冷却
することによって達成される。冷却によって収縮した全
シリンダ７１はスリーブ８に挿入され、後で行う加熱の
際に膨張する。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）は制限された程度で液状化材料であるから、全シリ
ンダ７１はスリーブ８の内側幾何形状に適合する。ポリ
フェニレンサルフィド（ＰＰＳ）は、スチールに非常に
よく似た熱膨張係数を有する材料である。ポリフェニレ
ンサルフィド（ＰＰＳ）からなる構成部材はわずかな加
工公差で製造することができ、温度について金属スリー
ブ８と実質的に同じ特性を有する。

【００４８】全シリンダ７１とスリーブ８との軸方向の
長さは有利には、パイプ２の高さと同じである。スリー
ブ８がマイクロ波に対して鏡のように作用することによ
って、パイプの領域でアンテナ７に発生し得るすべての
マイクロ波ビームが消滅する。従ってこの領域からのノ
イズ信号は受信されない。

【００４９】スリーブ８は、アンテナ７が固定されてい
るケーシング１の部分と同じ電位にある。図１の実施例
ではこのことは、スリーブ８をリングディスク状端面８
１と直接ケーシング１で当接するようにして行う。スリ
ーブ８は従って、ケーシング１１により形成された短絡
円形中空導体の延長部である。

【００５０】スリーブ８の送信ロッド側の端部にはイン
ピーダンス跳躍が発生する。ちょうど切断された管でイ
ンピーダンス跳躍が発生せず、インピーダンスが連続的
に移行するようにするため、図２に示した第１の解決手
段の充填状態測定装置ではスリーブ８’が使用される。
このスリーブ８’の送信ロッド側端部は斜めに切り取ら
れた形状を有する。すなわち、管延長軸の垂直に対して
斜めに切断されている。切断部の経過は図２に破線で示
されている。

【００５１】例えば湿気または付着物によって生じた短
絡は充填状態測定装置の送信特性に何の作用も及ぼさな
い。容器３とケーシング１１が接地されていることを前
提にすれば、パイプ２とアンテナ７との間の導電接続
は、スリーブ８がない場合の同軸線路４の内側導体と同
軸線路４の外側導体との短絡に相当することとなる。な
ぜなら内側導体は励振素子５を介してアンテナ７と接続
されており、同軸導体４の外側導体は励振素子５とケー
シング１１を介してパイプ２と接続されているからであ
る。

【００５２】実験によって、その内径がアンテナ７が固
定されているケーシング１１部分の内径よりも大きなス
リーブ８を使用すると有利であることが判明した。この
ことにより損失出力と分散を顕著に低減することができ
る。この利点をパルスレーダー法と関連するととくに有
利である。短いパルスは大きな帯域幅を備えた周波数ス
ペクトルを有する。

【００５３】実施例ではスリーブ８は保護スリーブ９に
よって取り囲まれている。この保護スリーブはスリーブ
８の円筒状外側外套に密に当接している。このためにス
リーブは図示の実施例では管状であり、その送信ロッド
側端部に半径方向に管内部へ延在する肩９１を有する。
肩９１は中心を貫通する孔部を有し、孔部は内ねじを有
している。送信ロッド７２の突起７２１は、全シリンダ
７１に固定する際この孔部を通ってねじ込まれる。

【００５４】保護スリーブ９は有利には同じように化学
的に安定性の高い材料、例えばポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＦＥ）からなる。すべての素子に対して同じ
材料を使用することは、すべての素子が同じ不都合な条
件を持つことを保証する。保護スリーブ９は送信および
受信特性に決して影響を及ぼさない。保護スリーブは、
スリーブ８に対して単に安価な材料を使用できるという
利点をもたらす。なぜなら保護スリーブはスリーブ８を
湿気から保護するほかに、スリーブが化学的侵襲媒体ま
たは破壊媒体と接触することを阻止するからである。

【００５５】本発明の充填状態測定装置を製造する際
に、保護スリーブ９は加熱される。これによって保護ス
リーブは膨張し、わずかに変形可能となる。この加熱状
態で保護スリーブ９はスリーブ８の上にスライドされ
る。後で行われる冷却の際に保護スリーブ９はスリーブ
８に収縮する。

【００５６】保護スリーブ９にはケーシング側端部にリ
ングディスク状のフランジ９２が成形されている。この
フランジはケーシング１１のフランジ１２に対して平行
に延在し、フランジ１２と対向フランジ２１との間に挟
まれている。保護スリーブ９はアンテナ７としっかり固
定されているから、フランジ９２を挟むことによってア
ンテナ７はケーシング１１に固定される。

【００５７】有利にはフランジ９２は密閉に適した材
料、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）か
らなり、フランジ９２は容器開口部の密閉部を形成す
る。

【００５８】図３は、第２の解決手段による、マイクロ
波で動作する充填状態測定装置を示す。同じようにパイ
プ２が容器３に固定されている。前記の充填状態測定装
置と全く同じようにケーシング１１を有し、ケーシング
にはフランジ１２が成形されており、このフランジはパ
イプ２に配置された対向フランジ２１に固定されてい
る。フランジ１２と対向フランジ２１との間にはリング
ディスク状のパッキン１２１が配置されている。このパ
ッキンは例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）からなる。

【００５９】ケーシング１１には、容器３の方向を指す
スリーブ８ａが成形されている。図３に示した実施例で
は、スリーブ８ａは金属、例えばスチールまたは特殊鋼
からなる管であり、ケーシング１１に溶接されている。
ケーシング１１は容器３の方向に貫通して配置された開
口部１３を有し、その内径は実施例ではスリーブ８ａの
内径と同じである。内径は異なるようにすることもでき
る。

【００６０】スリーブ８ａにはロッド状アンテナ７が固
定されている。前記の実施例と全く同じように、アンテ
ナ７は全シリンダ７１ａと、これに成形され、容器内部
空間を指す送信ロッド７２を有する。またアンテナは誘
電性材料、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）またはポリフェニレンサルフィド（ＰＰＳ）からな
る。全シリンダ７１ａはスリーブ８ａの容器側部分によ
って取り囲まれており、ここに全シリンダ７１ａに成形
された外ねじ７４を用いてねじ込まれている。

【００６１】スリーブ８ａのアンテナ側部分には励振素
子５が配置されている。この素子にはマイクロ波が、ケ
ーシング１の開口部１３とスリーブ８ａを通って案内さ
れる同軸線路４を介して供給される。

【００６２】励振素子５は基体５１に配置された送信ワ
イヤであり、同軸導体４の内側導体と接続されている。
このために基体５１を通る貫通案内部が設けられてい
る。基体５１はディスク状であり、金属からなる。アン
テナに向いた方向で基体５１の前に配置されたスリーブ
８ａの部分は基体５１と共に短絡された円形中空導体を
形成する。この円形中空導体にマイクロ波が送信ワイヤ
５によって入力結合される。基体５１の前に誘電材料、
例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または
ポリフェニレンサルフィド（ＰＰＳ）からなるシリンダ
７５が配置されている。このシリンダは送信ワイヤを収
容するための溝状切欠部を有する。

【００６３】スリーブ８ａの軸方向の長さは有利には測
定装置固定部の高さと同じであるか、または長い。ここ
ではパイプ２の高さと同じである。アンテナ７は測定装
置固定部の領域ではマイクロ波を送信せず、マイクロ波
の受信もしない。送信出力も、例えばパイプ２とスリー
ブ８ａとの間に存在する凝水または湿気によって影響を
受けない。

【００６４】励振素子５の容器側にあるスリーブ８ａの
部分は外側導体の機能を有し、内部空間をシールドす
る。金属スリーブ８ａはマイクロ波に対して鏡にように
作用する。典型的には容器は接地されている。スリーブ
８ａも測定装置固定部、ここではパイプ２も有利にはア
ース電位に接続されている。

【００６５】励振素子５の容器反対側に配置されたスリ
ーブ８ａの部分では、電気シールドがこの中に延在する
同軸線路４によって行われる。この同軸線路はスリーブ
８ａによって機械的に保護されている。

【００６６】第２の解決手段による、マイクロ波によっ
て動作する充填状態測定装置にも第１の解決手段と同じ
ように、容器内部空間を指すスリーブ８ａ端部が斜めに
なるような手段が設けられている。同じようにスリーブ
８ａを、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から
なる保護スリーブによって取り囲むことができる。その
ために例えば全シリンダ７１ａの容器側端部と送信ロッ
ド７２の全シリンダ側の幾何形状は、図１の全シリンダ
７１および送信ロッド７２の幾何形状と同じように構成
されている。図１に示された保護スリーブ９はここでも
加熱状態でスリーブ８ａの上にスライドされる。択一的
に保護スリーブをスリーブ８ａにスライドし、端部側で
例えばアンテナ７の送信ロッド７２と溶接することもで
きる。さらに保護スリーブにケーシング１１に隣接する
領域で、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から
なるフランジを成形することができる。このようなフラ
ンジがフランジ１２と対向フランジ２１との間に挟まれ
た外側リング面を有していれば、パッキン１２１を省略
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロ波により動作する充填状態測定装置の
第１実施例の断面図である。

【図２】片側の端部が斜めに切り取られた実施例の断面
図である。

【図３】第２実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 充填状態測定装置 ２ パイプ ３ 容器 ４ 同軸線路 ５ 励振素子 ７ アンテナ １１ ケーシング １２ フランジ ７１ 全シリンダ ７２ 送信ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス−ペーター オーベルレ ドイツ連邦共和国 ヴァイルハイム シ ュタインバッハシュトラーセ １ (56)参考文献 特開 平４−230106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−100331（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−199640（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 23/284

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波により動作する充填状態測定
   装置であって、 該充填状態測定装置は、容器（３）に固定されており、
   かつ ケーシング（１１）と、該ケーシング（１１）に固
   定されたロッド状アンテナ（７）とを有し、 前記アンテナは容器（３）方向を指し、かつポリテトラ
   フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリフェニレンサ
   ルフィド（ＰＰＳ）である誘電体からなり、 アンテナ（７）の、ケーシング（３）に隣接する部分は
   金属スリーブ（８，８’）によって取り囲まれている、
   ことを特徴とする充填状態測定装置。
2. 【請求項２】 マイクロ波により動作する充填状態測定
   装置であって、 該充填状態測定装置は、容器（３）に固定されており、
   かつ ケーシング（１１）と、該ケーシング（１１）に成
   形されたスリーブ（８ａ）と、該スリーブ（８ａ）に固
   定されたロッド状のアンテナ（７）とを有し、 前記アンテナは容器（３）方向を指し、かつポリテトラ
   フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリフェニレンサ
   ルフィド（ＰＰＳ）である誘電体からなる、ことを特徴
   とする充填状態測定装置。
3. 【請求項３】 マイクロ波が同軸線路（４）を介して、
   ケーシング（１１）に導入された励振素子（５）に供給
   される、請求項１記載の充填所帯測定装置。
4. 【請求項４】 アンテナ（７）は、スリーブ（８、
   ８’、８ａ）により取り囲まれた全シリンダ（７１，７
   １ａ）と、該全シリンダに成形され、容器内部空間の方
   に向いた送信ロッド（７２）とを有する、請求項１また
   は２記載の充填状態測定装置。
5. 【請求項５】 スリーブ（８’）は管であり、該管の容
   器内部空間に向いた端部が斜めに切り取られている、請
   求項４記載の充填状態測定装置。
6. 【請求項６】 スリーブ（８，８’）は、ポリテトラフ
   ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる保護スリーブ
   （９）によって取り囲まれている、請求項１または２記
   載の充填状態測定装置。
7. 【請求項７】 アンテナ（７）が固定されたケーシング
   （１１）の部分は片側で短絡された円形中空導体であ
   り、 スリーブ（８，８’）は当該円形中空導体の延長部であ
   り、 スリーブ（８，８’）と、アンテナ（７）の固定された
   ケーシング（１１）の部分とは同じ電気電位に接続され
   ている、請求項１記載の充填状態測定装置。
8. 【請求項８】 スリーブ（８，８’）の内径は、アンテ
   ナ（７）が固定されているケーシング（１１）の部分の
   内径よりも大きい、請求項７記載の充填状態測定装置。
9. 【請求項９】 保護スリーブ（９）には、ケーシング
   （１１）に隣接する領域で、ポリテトラフルオロエチレ
   ン（ＰＴＦＥ）からなるフランジ（７２）が成形されて
   いる、請求項６記載の充填状態測定装置。
10. 【請求項１０】 送信ロッド（７２）は全シリンダ（７
    １）とねじを介してねじ留めされており、 全シリンダ（７１）は、ケーシング（１１）に固定され
    たアンテナ（７）部分とねじを介してねじ留めされてお
    り、 アンテナ（７）はケーシング（１１）に差し込まれる
    か、またはねじ込まれている、請求項１記載の充填状態
    測定装置。
11. 【請求項１１】 マイクロ波が、スリーブ（８ａ）を通
    って案内された同軸線路（４）を介して、スリーブ
    （８’）のアンテナ側部分に配置さえた励振素子（５）
    に供給される、請求項２記載の充填状態測定装置。
12. 【請求項１２】 励振素子（５）は、基体（５１）に配
    置された送信ワイヤである、請求項１１記載の充填状態
    測定装置。