JPH04503407A - レーダレベルゲージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レーダレベルゲージ装置 本発明は、容器内の流体、すなわち流動性または顆粒状物質、好適には、超過圧 で濃縮されガスのレベルを計測する装置であって、壁面に設けた比較的に小さい 多数の孔を介して、前記流体と連通ずることにより、管内の流体が容器内と同一 レベルになるようにした縦管、この縦管を介して、偏波自在のマイクロ波信号を 送るとともに、このマイクロ波信号を通すに足る大きさの断面積を有するトラン スミツター、反射されたマイクロ波信号を受信するレシーバ−１および反射され たマイクロ波の反射位置を特定するようになっている電子装置を備える装置に関 する。

この種の装置は、特に、原油およびその生成物である石油製品にとって、ますま す重要になってきている。

ここでいう容器とは、１台のタンカーの全積載部の各部を構成する大型コンテナ 、またはこれよりさらに大型の致方立方メートルの容積を有する通常円柱形の陸 おきタンクを意味する。

測定精度に対する要求がますます高まってきており、これに付随して、例えば天 然ガス、ブタン、またはプロパン等の、超過圧濃縮ガス収容する容器におけるレ ベル計測装置に対する要素が、特に高くなってきている。

常温では流体である、通常の石油製品の場合には、当該石油製品が、満杯であっ ても、容器を開けて無理なくゲージを較正できる。

超過圧濃縮ガスが入った容器のレベルを計測する場合には、例外的に容器を開け て較正することができる。また、マイクロ波信号の伝搬速度は、ガス内圧によっ て決まるため、上記の型の装置を較正する装置が要求されている。

本発明によると、超過圧濃縮ガスが入っている場合でも、簡単に較正できる上記 の型式の装置は、好適には９０度の相対角度を形成する第１および第２偏波面に おいて、トランスミツターから出されたマイクロ波信号を偏波するように配設さ れた偏波手段、および第２偏波面より、第１偏波面において、マイクロ波信号を 、実質的により強く反射できるように縦管内に配設された、少くとも１個の反射 リアクタンスを備えていることを特徴としている。

前記縦管は１通常、円柱形であるが同一長さの２つの主軸を有する四角形または 楕円形の断面等の断面部が、９０度対称をなすものであれば良い。

偏波自在マイクロ波信号としては、好適には■（，１モードを示すものが、使用 されるが、Ｅ１１モード等の、その他の回転非対称モードも考えられる。縦管の 断面寸法は、高モードの通過を可能にするように決められることが多い。

本発明の装置の好適実施例では、トランスミツターは、１モード、主に１４□１ モードで伝搬する円形導波管からなっている。

一方、偏波手段については、公知の要領で種々の形状に形成できる。適切な実施 例では、その平面が前記導波管の対称軸と実質的に平行するように導波管の直径 全体にわたって延びるポリマー等の誘電材からなるほぼ平らなプレートからなっ ている。ただしこの場合、導波管は、適切には円形の断面形状を有している。

前記プレートは好適には、その平面が２位置で４５度の角度を形成するように、 ２位置で導波管の対称軸を中心として回転しうるようにされている。

偏波手段の好ましい別の実施例では、誘電材プレートの代わりに、１枚または２ 枚の金属平板を用いている。この場合も導波管の直径全体にわたらない程度に、 その平面が導波管の対称軸と実質的に平行するように設置される。平板は、対応 して回転しうる。

偏波手段の別な適切な実施例では、該手段は導波管の一部を構成している。この 場合、導波管は長円形の断面を有し、この導波管部は、好適には２位置における その縦形対称面が４５度の角度をなすように、２位置間で対称軸を中心として、 任意に回転できるようにされている。

同様に、前記リアクタンスについても、種々の形状に形成できる。好適な実施例 では、このリアクタンスは、その縦方向が縦管の縦軸に対して直角をなし、かつ 好適には、縦管を通って直径方向に延びるように配設された、かなり細い金属ビ ンで形成されている。

さらに、リアクタンスについては、好適にはその縦方向が縦貫の縦軸に対して直 角をなすように配設された縦管の壁にあけた孔で構成することもできる。

この孔は、比較的小さい管の孔よりかなり大きくすることができるが、これは、 必然的ではなく、較正に際しては、適切なフィルタを設える電子装置を用いるた め、リアクタンスの反射位置を測定できる。

縦管内に１つのりアクタンスを設けるだけで充分であるが、実際には、数個設け た方が好ましい。リアクタンスが流体面下である場合、すなわち流体の位置が上 昇した場合は反射しない。

次に、添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の装置の概略的斜視図である。

第２Ａ図は、偏光手段の概略的斜視図である。

第２Ｂ図および第２Ｃ図は、第２Ａ図に示す偏光手段の作用を示す図である。

第３Ａ図乃至第３Ｄ図は、偏光手段の種々の実施例の、概略的断面図である。

第４図および第４Ｂ図は、それぞれ、本発明によるリアクタンスの実施例の概略 的斜視図、および断面図である。

第５Ａ図および第５Ｂ図は、それぞれ、リアクタンスの別の実施例の概略的斜視 図および横断面図である。

第６Ａ図および第６Ｂ図は、それぞれ、リアクタンスのさらに別の実施例の概略 斜視図、および横断面図である。

第１図において（１）は、濃縮ガス等の流体を収容する容器（図示せず）内に固 着された、円柱形の縦管である。ただしその全長は示されず、上下部分だけを示 しである。

この縦管の壁には、比較的小さい多数の孔が設けられており、容器から縦管の内 部へ流体を連通させることにより、縦管内と容器間の流体が、同一レベルになる ようにしている。

（３）は、容器の上限部すなわちルーフであり、その上には、ユニット体（４） が固着されている。ユニット体（４）は、この場合Ｈ１１モードで、偏波マイク ロ波信号を送出するトランスミツター（図示せず）、反射されたマイクロ波信号 を受信するレシーバ−１およびこの反射マイクロ波信号の反射位置を決定する電 子装置からなっている。

また、トランスミツターは、図１に符号（５）で示す円形導波管からなっている 。

この導波管の一部（６）は、偏波手段で構成されており、互いに４５度の距離を 保って２位置間を回転する。

この導波管の一部（６）には、該部の直径全体にわたって延びるポリマ材からな る平板（７）が装着されており、その平面は、導波管（５）の対称軸と平行して いる。

導波管（５）は、保護管（８）で包囲されており、円錐中間部（９）を介して、 管（１）に達している。

縦管（１）の下部には、比較的細い金属ビン（１０）が、その直径が縦管（１） の縦方向に対して直角になるようにして装着されている。

金属ビン（１０）は、ユニット体（４）のレシーバ−で受信された放出マイクロ 波信号を、限定的に反射させ、電子装置を介してゲージの較正を行なう、リアク タンスで構成されている。

ユニット体（４）は、トランスミツターおよびレシーバ−と共に、金属ビン（ｌ Ｏ）に対して相対的に固定されている。

第２Ａ図は、導波管の一部（６）に、平板（７）、すなわち使用される偏波手段 を設置した状態を示している。

第２Ｂ図および第２Ｃ図は、入って来るマイクロ波信号の伝搬状況を示す概略図 であり、Ｈ１１モードを用いている。

平板（７）上のフィールド（Ｅ）の中心ベクトルは、（Ｅ）で示されている。

平板（７）が、ベクトル（Ｅ）に対して直角である場合は、フィールド（Ｅ）に は何ら影響がない、一方、図２０に示すように、平板（７）がベクトル（Ｅ）に 対して、４５度を成す場合は、平板（７）下方（Ｅｐ）に、９０度回転される。

（Ｅ）を、成分（Ｅｌ）および（Ｅ２）に分割すると、成分（Ｅ２）は平板と平 行する方向に向い、１８０度移相され、成分（Ｅｌ）はそのままの状態を保つ。

（Ｅｐ）は、前記のように（Ｅ）に対して９０度回転された成分（Ｅｌ）および （Ｅ３）を合成したベクトルである。

フィールド（Ｅ）の中心ベクトルを、金属ビン（ｌＯ）に対して直角に保って、 マイクロ波信号を放出すると、レシーバ−には、比較的齢信号しか反射されない が、金属ビンが流体表面近くにある場合は、金属ビンは流体表面の遠方に反射さ れた信号にほとんど作用しない。

一方、フィールド（Ｅ）の中心ベクトルは、９０度偏波された状態で放出される と、金属ビン（１０）によって、最大強度で反射されるため、検量することがで きる。

第１図には、１本の金属ビン（１０）Ｌか示されていないが、実際には、前記の とおり、別々のレベルに設定された数本のビンを使用する。流体表面上に位置す る金属ビンだけが、信号を反射させる。

第３図は、偏波手段の４つの異なる実施例の概略的断面図を、左右に分けて示し ている。

第３Ａ、図は、４５度回転されて入って来るマイクロ波信号を偏波できるように する長円形の断面を有する導波管部を示している。

第３Ｂ、図および第３Ｂ２図は、導波管の円形断面部全長に満たない金属ビン（ １２）を示している。

第３Ｇ＋図および第３Ｇ２図は、円形導波管の壁面に設けたレール（１３）形状 の金属板を示している。

第３Ｄ、図および第３Ｄ２図は、直径方向に挿入自在の金属平板（１４）を配し た導波管を示している。

第４図は、リアクタンスの別の実施例を示し、第４Ａ図および第４Ｂ図は、それ ぞれかなり細い金属ビン（ｌＯ）を備える実施例の斜視図および断面図を示して いる。

第５Ａ図および第５Ｂ図に示す実施例は、直径方向にシンメトリに装着された１ 対のペグ（５）を備えている。

第６Ａ図および第６Ｂ図に示す実施例は、その円周に孔（１１）を備えている。

偏波手段については、流体を入れた容器の作動条件に全く関係なく、手動または 遠隔制御で調整できる。

ｉｇ　１ Ｆｉｇ°３ Ｆｉｇ　４ ＦＩＧ　６ 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器内の流体、すなわち流動性または顆粒状物質、好敵には超過圧下で濃 縮するガスのレベルを計測する装置であって、壁部に設けた多数の比較的小さい 孔で、前記流体と連通することにより、その内部の流体レベルが、容器内のレベ ルと同一になるように構成された縦管と、前記縦管を介して、偏波自在のマイク ロ波信号を送出するとともに、前記マイクロ波信号を通過させるのに充分な大き さの断面を有するトランスミッターと、 反射されたマイクロ波信号の反射位置を特定しうるようになっている電子装置と を備えており、かつ 好敵には、９０度の相対角度を形成する第１および第２偏波面において、前記ト ランスミッターから放射されたマイクロ波信号を、偏波できるように配設された 偏波手段（６）（７）および 前記第１偏波面において、前記第２偏波面よりかなり強く、前記マイクロ波信号 を反射させるように前記縦管（１）内に配設された少なくとも１個の反射リアク タンス（１０）を備えていることを特徴とする装置。
2. （２）前記トランスミッターが、１モード、好敵にはＨ１１モードで伝搬する円 形導波管（５）からなることを特徴とする請求の範囲（１）に記載の装置。
3. （３）前記偏波手段が、ポリマー等の誘電材で形成された実質的に平らなプレー ト（７）からなり、その平面が前記導波管の対称軸と実質的に平行となるように 、前記導波管の直径全体にわたって延びるように配設されており、前記プレート が前記その平面が２位置において、４５度の角度を形成するように、前記導波管 の対称軸を中心として、２位置間で回転できるようになっていることを特徴とす る請求の範囲（１）または（２）に記載の装置。
4. （４）前記偏波手段が、その平面が前記導波管の直径全体にわたらない程度に、 前記導波管の対称軸と、ほぼ平行となるように配設された少くとも１枚の金属平 板からなり、前記平板が、前記平板の平面が２位置において、４５度の角度を形 成するように、前記導波管の対称軸を中心として、２位置間で回転できるように なっていることを特徴とする請求の範囲（１）または（２）に記載の装置。
5. （５）前記偏波手段が、長円形の断面形を有する導波管（３Ａ）の一部であり、 前記導波管の一部が、その縦対称平面が２位置間で４５度の角度を形成するよう に、対称軸を中心として２位置間で任意に回転できるように配設されていること を特徴とする請求の範囲（１）または（２）に記載の装置。
6. （６）前記リアクタンスが、その縦方向が、前記管（１）の縦軸に対して直角に 、好敵には前記管（１）の直径方向に延びるように配設された、比較的細い金属 ピン（１０）で形成されていることを特徴とする請求の範囲（１）乃至（５）の いずれかに記載の装置。
7. （７）前記リアクタンスが、その縦方向が、前記管（１）の縦軸に対して直角に なるように前記管の壁面に設けられた孔（１１）で形成されていることを特徴と する請求の範囲（１）乃至（５）のいずれかに記載の装置。