JPH09127231A - 充填状態測定装置 - Google Patents

充填状態測定装置

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JPH09127231A
JPH09127231A JP8225637A JP22563796A JPH09127231A JP H09127231 A JPH09127231 A JP H09127231A JP 8225637 A JP8225637 A JP 8225637A JP 22563796 A JP22563796 A JP 22563796A JP H09127231 A JPH09127231 A JP H09127231A
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JP
Japan
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measuring device
radar
input coupling
filling state
radar wave
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Application number
JP8225637A
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English (en)
Inventor
Ronald Van Der Pol
ファン デル ポール ロナルト
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Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • G01F23/28Indicating 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
    • G01F23/284Electromagnetic waves

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御および評価回路1と、レーダ周波数回路
2と、レーダ波入力結合エレメント3とを具備した、レ
ーダ原理に従って動作する充填状態測定装置を、凝水の
問題が生じないで、レーダ周波数を高めることを可能に
するように改良する。 【解決手段】 少なくとも前記レーダ周波数回路が周囲
に対して気密に封鎖されている領域4に配設されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御および評価回
路と、レーダ周波数回路と、レーダ波入力結合エレメン
トとを具備した、レーダ原理に従って動作する充填状態
測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーダ原理に従って動作する充填状態測
定装置は工業分野において広範に侵透しかつ普及してい
る。通例、この種の充填状態測定装置は、容器中に存在
する媒体、一般には液体の充填状態を求める。レーダ原
理に従って動作する充填状態測定装置では普通、レーダ
波の一層高い周波数を使用する傾向にある。レーダ波の
周波数が高くなればなる程、アンテナ利得、ひいては充
填状態測定装置の精度も高くなる。更に、レーダ波に対
する周波数が比較的高い場合は、放射角は一層小さくな
り、従って容器中に存在する媒体に対する集束度も改善
される。
【0003】しかしレーダ波に対する周波数を所望通り
高めると、種々の問題が生じる。この場合極めて重大な
問題とは、充填状態測定装置を工業分野に使用する際に
まさに生じる、充填状態測定装置の種々の部品における
凝水の形成である。これは、充填状態測定装置の周囲に
おける温度変動が原因で生じる。この凝水形成によっ
て、レーダ周波数回路の部品において、振動技術特性が
状況によっては著しい影響を受けることになる。これに
対する対抗措置として、従来技術では、レーダ周波数回
路に湿気を防止するラッカを施すことが提案されてい
る。しかし非常に高いレーダ周波数では、湿気防止ラッ
カ層に凝水が付着するだけで既に、レーダ周波数回路の
振動技術特性に影響がある。湿気防止ラッカ層はこのよ
うな場合、誘電体層を形成し、その誘電率は、凝水の受
容によって、特性に影響を及ぼす範囲において変化す
る。中空導体ないしアンテナにレーダ波を入力結合する
レーダ波入力結合エレメントも、周波数が高くなるに従
って凝水の影響を受け易くなることが認められている。
レーダ波入力結合エレメントの寸法はレーダ波の波長に
相関しているので、レーダ波入力結合エレメントの寸法
が小さくなるに従って結露する凝水層の影響は増大す
る。従って結果的に、凝水層によって惹き起こされる、
レーダ原理に従って動作する充填状態測定装置の“測定
エラー”(mismaging)はレーダ周波数の周波数が高く
なるに従って同様に増大する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、レーダ原理に従って動作する公知の充填状態測定装
置を、レーダ周波数を高めることができ、しかもその場
合に凝水形成によって何等問題が生じることがないよう
に構成しかつ改良することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、少なくともレーダ周波数回路が周囲に対して気密に
封鎖されている領域内に配設されていることによって解
決される。本発明の手段によって、充填状態測定装置の
周囲に温度変動があった場合にも、レーダ周波数回路に
凝水形成は生じないことが保証されている。従って、レ
ーダ周波数回路の電気的な特性も影響を受けない。
【0006】勿論レーダ周波数回路上にではないが、気
密に封鎖されている領域においてなお湿気を吸収する材
料が配置されているとき、本発明の充填状態測定装置の
非常に長い作動持続時間においても、気密に封鎖された
空間に比較的長い時間にわたって浸入した少量の湿気が
レーダ周波数回路に影響を及ぼすことはないことが保証
されている。
【0007】レーダ波入力結合エレメントにおける凝水
形成を妨げるために、第1に、レーダ波入力結合エレメ
ントを、それが加熱可能であるように構成することがで
きる。
【0008】この手段に対して択一的に、本発明の充填
状態測定装置を、レーダ波入力結合エレメントを同様
に、周囲に対して気密に封鎖されている領域に配設する
ことによって改良することができる。これにより、レー
ダ周波数回路に対してと同様に、レーダ波入力結合エレ
メントにも凝水がことがないことが保証されている。
【0009】その場合レーダ周波数回路およびレーダ波
入力結合エレメントが共通に、周囲に対して気密に封鎖
されている領域に配設されているとき、レーダ周波数回
路およびレーダ波入力結合エレメントの基板を一体に構
成すると有利である。この手段によって、レーダ周波数
回路およびレーダ波入力結合エレメントの間に、従来の
ように、なにかと問題の多い高周波同軸ケーブルを使用
する必要をなくすことができる。
【0010】レーダ波入力結合エレメントに対する、周
囲に対して気密に封鎖されている領域は、レーダ波入力
結合エレメントに、気密の、レーダ波を透過する、誘電
体隔離エレメントを配属させることによって実現するこ
とができる。この隔離エレメントが直接または中空導体
変成器を介してレーダ波入力結合エレメントに連結され
ているとき、例えば封鎖された領域に残る湿気の影響自
体は著しく低減されている。隔離エレメントは有利に
は、低減されるインピーダンスを考慮して、レーダ波を
送波するアンテナに整合されている。
【0011】レーダ波が連続している中空導体に沿って
検出すべき媒体の表面まで達する場合に対しては、本発
明の充填状態測定装置を、レーダ波を受け取る中空導体
が2つの中空導体領域を隔離する1つの隔離エレメント
を有するように構成すると、有利である。即ちこの場
合、レーダ波入力結合エレメントを気密に封鎖する領域
が形成される。
【0012】本発明の充填状態測定装置の最後に述べた
2つの実施例において、隔離エレメントがその周囲に沿
って導電性の層を備えているようにすれば、有利であ
る。これにより隔離エレメントはこの部分においてそれ
自体で中空導体を形成する。
【0013】レーダ波に対する隔離エレメントの特別良
好な放射特性は例えば、隔離エレメントをレーダ波入力
結合エレメントとは反対の方の側においてホーン形状に
構成することによって実現することができる。隔離エレ
メントのこのホーン形状の構成を以て、隔離エレメント
がレーダ波を放射する端面の外側に導電性の層または中
実に封鎖されているスリーブを備えているようにするこ
とによって、特別適した実施例が実現され得る。この手
段によって、ここでも、隔離エレメントの放射特性に対
する凝水の影響ができるだけ大幅に低減されていること
が保証されている。
【0014】レーダ入力結合エレメントとは反対の側に
おける隔離エレメントのホーン形状の構成に対して択一
的な例は、ロッド形放射器としての実施例である。
【0015】更に、レーダ入力結合エレメントまたは隔
離エレメントの、周囲に接触している表面を防食性に実
現することによって、本発明の充填状態測定装置を攻撃
性の雰囲気を有する容器内にも使用可能であることを保
証することができる。
【0016】ところで個々には、レーダ原理に従って動
作する本発明の充填状態測定装置を構成および改良する
多数の可能性がある。このために一方において請求項1
の従属請求項、他方において図面と関連した有利な実施
例の説明を参照されたい。
【0017】
【発明の実施の形態】次に本発明を図示の実施例につき
図面を用いて詳細に説明する。
【0018】レーダ原理に従って動作する充填状態測定
装置の図示の実施例は、略示されているにすぎない制御
および評価回路1と、数ギガヘルツの領域におけるレー
ダ周波数を発生するのに適しているレーダ周波数回路2
と、レーダ波入力結合エレメント3とを有している。
【0019】図1に図示の、本発明の充填状態測定装置
の実施例では、レーダ周波数回路2もレーダ波入力結合
エレメント3も周囲に対して気密に封鎖されている領域
4内に配設されている。
【0020】制御および評価回路1の方向において、領
域4のシールは実質的に、レーダ周波数回路の給電線路
6,7並びに信号線路8を制御および評価回路1に接続
する気密の導体接続用ブッシュ5によって行われる。
【0021】充填状態測定装置の図示の実施例におい
て、レーダ周波数回路2およびレーダ波入力結合エレメ
ント3の基板は一体に実現されている。
【0022】気密に封鎖された領域4の、略示されてい
るにすぎない容器9内に存在する、図示されていない検
知すべき媒体の方向におけるシールは、気密の、レーダ
波を透過する誘電体隔離エレメント10を介して行われ
る。
【0023】図1に図示された、本発明の充填状態測定
装置において、中空導体11が図示されていない媒体の
方向に延在しているので、隔離エレメント10は中空導
体11の2つの中空導体領域を気密に相互に隔離する。
隔離エレメント10は図示の実施例において、レーダ波
入力結合エレメント3とは反対の側においてホーン状に
形成されている。
【0024】工業分野において、本発明の形式の充填状
態測定装置は爆発の危険のある領域にも規則的に使用さ
れる。本発明の充填状態測定装置は、このような爆発の
危険のある領域における使用に、気密に封鎖された領域
4をまた耐圧に封鎖することによって特別簡単に整合さ
れる。更に、制御および評価回路1、レーダ周波数回路
2およびレーダ波入力結合エレメント3がそれ自体公知
の防爆形の、ここでは略示されているにすぎないケーシ
ング12内に配設されているとき、全体として防爆形の
充填状態測定装置が生じる。
【0025】レーダ周波数回路のみが気密に封鎖された
領域内にある図示されていない例に対しては、爆発のお
それがある領域に使用するために、高い表面抵抗の誘電
体から成るレーダ波入力結合エレメントを使用している
場合、爆発の危険がある領域において表面の大きさが許
容される最大の値を上回らないように、レーダ周波数を
高く選択し、かつレーダ波入力結合エレメントの表面を
小さく選択できるようにすることが必要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の充填状態測定装置の断面の概略図であ
る。
【符号の説明】
1 制御および評価回路、 2 レーダ周波数回路、
3 レーダ波入力結合エレメント、 4 気密領域、
10 隔離エレメント

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御および評価回路(1)と、レーダ周
    波数回路(2)と、レーダ波入力結合エレメント(3)
    とを具備した、レーダ原理に従って動作する充填状態測
    定装置において、少なくとも前記レーダ周波数回路
    (2)が周囲に対して気密に封鎖されている領域(4)
    内に配設さ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】 前記気密に封鎖されている領域(4)
    に、湿気を吸収する材料が配置されている請求項1記載
    の充填状態測定装置。
  3. 【請求項3】 前記レーダ波入力結合エレメント(3)
    は加熱可能である請求項1または2記載の充填状態測定
    装置。
  4. 【請求項4】 前記レーダ波入力結合エレメント(3)
    は周囲に対して気密に封鎖されている領域(4)内に配
    設されている請求項1または2記載の充填状態測定装
    置。
  5. 【請求項5】 前記レーダ周波数回路(2)および前記
    レーダ波入力結合エレメント(3)は、一体に実現され
    ている基板上に形成されている請求項4記載の充填状態
    測定装置。
  6. 【請求項6】 前記レーダ波入力結合エレメント(3)
    に、気密であって、レーダ波を透過する、誘電体の隔離
    エレメント(10)が対応配設されている請求項4また
    は5記載の充填状態測定装置。
  7. 【請求項7】 前記隔離エレメント(10)は、直接ま
    たは中空導体変成器を介して前記レーダ波入力結合エレ
    メント(3)に結合されている請求項6記載の充填状態
    測定装置。
  8. 【請求項8】 前記隔離エレメント(10)は、低減さ
    れるインピーダンスを考慮して、レーダ波を送波するア
    ンテナに整合されている請求項6または7記載の充填状
    態測定装置。
  9. 【請求項9】 レーダ波を受波する前記中空導体は、2
    つの中空導体領域を隔離する隔離エレメント(10)を
    有している請求項6または7記載の充填状態測定装置。
  10. 【請求項10】 前記隔離エレメント(10)は、その
    周囲に沿って導電性の層を備えている請求項8または8
    記載の充填状態測定装置。
  11. 【請求項11】 前記隔離エレメント(10)は、前記
    レーダ波入力結合エレメント(3)とは反対の側におい
    てホーン形状に構成されている請求項8から10までの
    いずれか1項記載の充填状態測定装置。
  12. 【請求項12】 前記隔離エレメント(10)は、レー
    ダ波を放射する端面の外側に、導電性の層または心合わ
    せされて接続されているスリーブを備えている請求項1
    1記載の充填状態測定装置。
  13. 【請求項13】 前記隔離エレメント(10)は、前記
    レーダ波入力結合エレメント(3)とは反対の側におい
    てロッド形放射器として実現されている請求項8から1
    0までのいずれか1項記載の充填状態測定装置。
  14. 【請求項14】 前記レーダ波入力結合エレメント
    (3)または前記隔離エレメント(10)の、周囲と接
    触している表面が、耐食性に実現されている請求項1か
    ら13までのいずれか1項記載の充填状態測定装置。
JP8225637A 1995-09-05 1996-08-27 充填状態測定装置 Pending JPH09127231A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE1995132646 DE19532646A1 (de) 1995-09-05 1995-09-05 Füllstandsmeßgerät
DE19532646.6 1995-09-05

Publications (1)

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JPH09127231A true JPH09127231A (ja) 1997-05-16

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ID=7771244

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EP (1) EP0762089A3 (ja)
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DE (1) DE19532646A1 (ja)

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