RU2769541C2 - Радиолокационное измерительное устройство, имеющее плосковыпуклую линзу - Google Patents

Радиолокационное измерительное устройство, имеющее плосковыпуклую линзу Download PDF

Info

Publication number
RU2769541C2
RU2769541C2 RU2020105601A RU2020105601A RU2769541C2 RU 2769541 C2 RU2769541 C2 RU 2769541C2 RU 2020105601 A RU2020105601 A RU 2020105601A RU 2020105601 A RU2020105601 A RU 2020105601A RU 2769541 C2 RU2769541 C2 RU 2769541C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
measuring device
plano
convex lens
radar measuring
Prior art date
Application number
RU2020105601A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020105601A (ru
RU2020105601A3 (ru
Inventor
Штеффен ВЕЛЬДЕ
Левин ДИТЕРЛЕ
Original Assignee
Фега Грисхабер Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фега Грисхабер Кг filed Critical Фега Грисхабер Кг
Publication of RU2020105601A publication Critical patent/RU2020105601A/ru
Publication of RU2020105601A3 publication Critical patent/RU2020105601A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2769541C2 publication Critical patent/RU2769541C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/08—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for modifying the radiation pattern of a radiating horn in which it is located
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Группа изобретений касается радиолокационного измерительного устройства для контроля уровня наполнения и/или предельного уровня, способа монтажа радиолокационного измерительного устройства и радиолокационной измерительной системы. Техническим результатом изобретения является обеспечение снижения протяженности измерительного устройства и упрощение его монтажа. Радиолокационное измерительное устройство (100) для контроля уровня наполнения и/или предельного уровня содержит источник (102) радиолокационных сигналов, предназначенный для создания и/или передачи радиолокационного сигнала, антенную систему (104), предназначенную для ориентирования этого радиолокационного сигнала, и плосковыпуклую линзу (106), имеющую плоскую, в частности обращенную к наполнителю, сторону, предназначенную для фокусирования ориентированного радиолокационного сигнала. При этом радиолокационное измерительное устройство (100) предназначено, чтобы плоской стороной (110) плосковыпуклой линзы (106) по меньшей мере частично размещаться на емкости (108) и образовывать контактную поверхность (112) между плосковыпуклой линзой (106) и емкостью (108). Радиолокационное измерительное устройство (100) включает в себя корпус (120), в котором расположена антенная система (104). При этом корпус (120) имеет по меньшей мере одну нижнюю сторону (122), которая по меньшей мере частично образована плосковыпуклой линзой (106). Причем выпуклая сторона плосковыпуклой линзы (106) вдается в антенную систему. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет европейской патентной заявки № 19 156 513.4, поданной 11 февраля 2019 г., которая путем ссылки в полном объеме включается в настоящий документ.
Область изобретения
Изобретение касается радиолокационного измерительного устройства для контроля уровня наполнения и/или предельного уровня, способа монтажа радиолокационного измерительного устройства и радиолокационной измерительной системы.
Техническое основание
В автоматизации технологических процессов разнообразно применяются радиолокационные датчики для определения уровня наполнения и/или предельного уровня. В некоторых случаях применения с помощью радиолокационного датчика может осуществляться измерение сквозь стенку емкости. Это может осуществляться с помощью радиолокационных датчиков, которые для нахождения уровня наполнения или, соответственно, предельного уровня в емкости располагаются на определенном расстоянии от емкости. При этом расстояние между антенной радиолокационного датчика и емкостью выбирается так, чтобы она находилась в дальнем поле антенны. Это может, в частности, иметь то преимущество, что образуется приблизительно плоский фронт волны, прежде чем волна проникает сквозь стенку емкости. Это расположение может требовать большой площади из-за необходимого расстояния между радиолокационным датчиком и стенкой емкости, так что именно в чувствительных к конструктивному пространству случаях применения, таких как, например, мобильные емкости, возникают проблемы, связанные с площадью и/или расположением.
Краткое изложение изобретения
С помощью описанных далее вариантов осуществления изобретения может предпочтительным образом предоставляться улучшенное радиолокационное измерительное устройство.
Один из аспектов касается радиолокационного измерительного устройства для контроля уровня наполнения и/или предельного уровня, имеющего источник радиолокационных сигналов, который предназначен для того, чтобы создавать, посылать и/или принимать радиолокационный сигнал. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство имеет антенную систему, которая предназначена для того, чтобы ориентировать этот радиолокационный сигнал. Также радиолокационное измерительное устройство имеет плосковыпуклую линзу, имеющую плоскую, в частности обращенную к наполнителю, сторону, которая предназначена для того, чтобы фокусировать ориентированный радиолокационный сигнал. При этом плоская сторона плосковыпуклой линзы выполнена в качестве контактной поверхности, чтобы размещаться на емкости во время измерения уровня наполнения и/или предельного уровня наполнителя в емкости.
Может быть преимуществом, что это радиолокационное измерительное устройство имеет значительно уменьшенную длину протяженности, так как линза может располагаться непосредственно на емкости и, таким образом, не расположена на предопределенном расстоянии от стенки емкости. Это экономит конструктивное пространство, которое может использоваться для других компонентов. Дополнительно радиолокационное измерительное устройство может значительно проще монтироваться, так как радиолокационное измерительное устройство может устанавливаться на емкости плоской стороной плосковыпуклой линзы непосредственно с помощью соединения. В частности, клеевое соединение позволяет крепить радиолокационное измерительное устройство на емкости без других вспомогательных средств. Правда, из-за непосредственного монтажа на наружной стенке емкости могут ухудшаться высокочастотные свойства радиолокационного измерительного устройства, однако преимущества непосредственного монтажа, а также непосредственного контактирования могут превосходить эти возможные недостатки.
Источник радиолокационных сигналов представляет собой, в частности, полупроводниковый чип, который имеет генератор радиолокационных сигналов и радиолокационную антенну. При этом источник радиолокационных сигналов может также представлять собой альтернативные варианты осуществления, которые способны создавать, посылать и/или принимать радиолокационный сигнал. Кроме того, источник радиолокационных сигналов может быть предназначен для того, чтобы принимать радиолокационный сигнал, при этом, в частности, радиолокационная антенна разработана для того, чтобы как посылать, так и принимать радиолокационный сигнал.
Дополнительно радиолокационное измерительное устройство может включать в себя антенную систему, которая предназначена для того, чтобы ориентировать радиолокационный сигнал, так что могут значительно улучшаться свойства отражения, а также подавление боковых лепестков. При этом антенная система может быть закреплена непосредственно на источнике радиолокационных сигналов, а на другой стороне антенной системы помещаться плосковыпуклая линза. Антенная система может быть разработана таким образом, чтобы она ориентировала как передаваемые радиолокационные сигналы, так и принимаемые радиолокационные сигналы.
Также радиолокационное измерительное устройство может иметь плосковыпуклую линзу, имеющую плоскую сторону, которая может быть обращена к наполнителю. Причем эта плосковыпуклая линза может быть предназначена для того, чтобы фокусировать ориентированный радиолокационный сигнал. Наряду с плоской стороной, плосковыпуклая линза может также иметь выпуклую сторону. При этом выпуклая сторона линзы может вдаваться в антенную систему. Кроме того, плосковыпуклая линза может иметь плоскую сторону, которая предназначена для того, чтобы по меньшей мере частично размещаться на емкости. В частности, плоская сторона плосковыпуклой линзы может быть разработана таким образом, чтобы она фиксировалась на емкости, так чтобы плосковыпуклая линза удерживала на емкости все радиолокационное измерительное устройство. При этом плосковыпуклая линза может образовывать контактную поверхность между плосковыпуклой линзой и емкостью, когда плоская сторона плосковыпуклой линзы плоскостным образом размещается на емкости. Плоская сторона плосковыпуклой линзы может также иметь легкую кривизну, так чтобы между плосковыпуклой линзой и емкостью возникала сплошная контактная поверхность, если эта емкость имеет круглое поперечное сечение. Альтернативно радиолокационное измерительное устройство может быть предназначено для того, чтобы по меньшей мере частично размещаться на плоской стороне плосковыпуклой линзы на емкости и образовывать контактную поверхность между плосковыпуклой линзой и емкостью. Также радиолокационное измерительное устройство может располагаться на наружной стороне, а также на внутренней стороне емкости. Альтернативно радиолокационное измерительное устройство может также располагаться на и/или в трубе, байпасе или тому подобном.
По одному из примерных вариантов осуществления плосковыпуклая линза может устанавливаться на емкости с помощью соединения с силовым, с геометрическим замыканием и/или замыканием по материалу (неразъемного соединения), в частности с помощью клеевого соединения, так чтобы радиолокационное измерительное устройство было закреплено на емкости. Антенная система может представлять собой планарную антенну, планарную антенну, имеющую рупорную антенну и/или рупорную антенну. В одном из примерных вариантов осуществления радиолокационное измерительное устройство может быть зафиксировано на емкости двухсторонней клейкой лентой или подобными клеящими средствами. Например, плосковыпуклая линза может устанавливаться на емкости с помощью винтового или прессового соединения. Также плосковыпуклая линза может располагаться на емкости с геометрическим замыканием с помощью байонетного затвора. Также плосковыпуклая линза может устанавливаться на емкости с помощью соединения с замыканием по материалу, такого как, например, ультразвуковая сварка или фрикционная сварка. Преимуществом этого варианта осуществления может быть, что с помощью соединения с замыканием по материалу радиолокационное измерительное устройство может быстро и просто создавать контакт на емкости, так что осуществляется сокращение времени монтажа и вместе с тем затрат.
По одному из примерных вариантов осуществления плосковыпуклая линза может быть изготовлена из того же самого материала, в частности полимерного композита, что и по меньшей мере некоторая часть емкости. Например, как плосковыпуклая линза, так и емкость могут быть изготовлены из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Альтернативные полимеры, которые имеют проницаемость, подобную ПЭВП, тоже возможны. Кроме того, полимерный композит может также иметь усилительные элементы, такие как, например, короткие стекловолокна или карбоновые волокна. При этом емкость может быть полностью и/или частично изготовлена из полимерного композита. Предпочтительно некоторая часть емкости может быть изготовлена из того же самого материала, что и плосковыпуклая линза, так чтобы на контактной поверхности на плосковыпуклой линзе и емкости оба компонента были изготовлены из одного и того же материала. Преимуществом этой системы может быть, что при адаптации проницаемости этих двух компонентов улучшаются свойства отражения и подавление боковых лепестков, так как имеют место особенно малые скачки импеданса.
По одному из примерных вариантов осуществления антенная система может иметь рупорную антенну, при этом выпуклая сторона плосковыпуклой линзы может иметь диаметр, который соответствует максимальному внутреннему диаметру рупорной антенны. При этом линза может иметь выпуклую сторону, которая может быть выполнена, в частности, вращательно-симметрично. Эта выпуклая сторона плосковыпуклой линзы может при этом вдаваться в рупорную антенну, так чтобы периметр выпуклой стороны соответствовал максимальному внутреннему диаметру рупорной антенны. При этом антенная система может быть также образована рупорной антенной. Это может, в частности, помогать фокусировке радиолокационных сигналов, так как полностью используется имеющаяся в распоряжении площадь рупорной антенны и/или плосковыпуклой линзы, и при этом может происходить равномерная фокусировка радиолокационных сигналов.
По одному из примерных вариантов осуществления отношение поверхности выпуклой стороны плосковыпуклой линзы к плоской стороне плосковыпуклой линзы может лежать между 0,5 и 5. Поверхность выпуклой стороны и/или плоской стороны может представлять собой площадь, которая указывается в мм2 и/или см2. При этом величина поверхности выпуклой стороны может соотноситься с поверхностью плоской стороны плосковыпуклой линзы. Причем это отношение может лежать между 0,5 и 5. Отношение между поверхностью выпуклой стороны и плоской стороны может, в частности, описывать кривизну выпуклой стороны. Предпочтительно отношение между выпуклой стороной и плосковыпуклой стороной может лежать между 0,8 и 3, особенно предпочтительно между 0,9 и 2. При отношении между 0,9 и 2 неожиданным образом удалось констатировать значительное улучшение свойств отражения и подавления боковых лепестков.
По одному из примерных вариантов осуществления радиолокационное измерительное устройство может включать в себя корпус, причем в этом корпусе расположены антенная система и/или источник радиолокационных сигналов. Кроме того, корпус может иметь по меньшей мере одну нижнюю сторону, причем эта нижняя сторона по меньшей мере частично образована и/или может образовываться плосковыпуклой линзой. Кроме того, нижняя сторона может по меньшей мере частично размещаться я на емкости. Другими словами, радиолокационное измерительное устройство может иметь корпус, в котором могут быть расположены антенная система и/или источник радиолокационных сигналов, и этот корпус может монтироваться на емкости. Нижняя сторона корпуса образуется плосковыпуклой линзой, так что плоская сторона плосковыпуклой линзы может прилегать к емкости. Это может давать то преимущество, что корпус может располагаться непосредственно на емкости, и при этом не требуется никакое другое вспомогательное средство. Кроме того, может осуществляться интеграция функций, так как плосковыпуклая линза как фокусирует радиолокационный сигнал, так и крепит на емкости все компоненты радиолокационного измерительного устройства.
По одному из примерных вариантов осуществления плосковыпуклая линза может состоять из того же самого материала, что и остальной корпус. Другими словами, корпус и плосковыпуклая линза могут быть изготовлены из одного и того же материала, например, полимерного композита, так чтобы два компонента могли соединяться друг с другом, например, способом сварки, таким как ультразвуковая сварка. Альтернативно компоненты радиолокационного измерительного устройства могут также изготавливаться цельно способом многокомпонентного литья под давлением. Это может иметь то преимущество, что при согласовании друг с другом материалов сокращается или, соответственно, упрощается процесс стыкования и/или монтаж в целом, и при этом возникает эффект экономии затрат. При этом цельный вариант может также способствовать уплотнению радиолокационного измерительного устройства.
По одному из примерных вариантов осуществления выпуклую сторону плосковыпуклой линзы может по меньшей мере частично охватывать в окружном направлении буртик линзы. Дополнительно этот буртик линзы может быть выполнен параллельно плоской стороне плосковыпуклой линзы, при этом буртик линзы образует по меньшей мере некоторую часть нижней стороны. Другими словами, сторона плосковыпуклой линзы, которая тоже включает в себя выпуклую сторону, может дополнительно иметь буртик линзы, который выполнен параллельно плоской стороне. Буртик линзы может также образовывать некоторую часть нижней стороны корпуса, так чтобы увеличивалась контактная поверхность между плосковыпуклой линзой и емкостью. Это может иметь то преимущество, что у антенной системы, которая не покрывает всю нижнюю сторону корпуса, буртик линзы может полностью образовывать нижнюю сторону корпуса.
По одному из примерных вариантов осуществления корпус может наполняться наполнительной массой, в частности заливочной массой, причем эта наполнительная масса может быть разработана для того, чтобы защищать антенную систему и/или источник радиолокационных сигналов от влаги. Другими словами, корпус после монтажа антенной системы и/или радиолокационного источника сигналов может полностью наполняться наполнительной массой, такой как, например, пена или гель, так чтобы все компоненты внутри корпуса защищались от влаги. Это может иметь то преимущество, что радиолокационное измерительное устройство может применяться даже в сложных ситуациях, например, в условиях сильного ветра. Например, наполнительная масса или, соответственно, заливочная масса может применяться для радиолокационных измерительных устройств, которым нужен допуск взрывозащиты.
По одному из примерных вариантов осуществления радиолокационное измерительное устройство может иметь аккумулятор энергии, который может быть разработан для того, чтобы длительно снабжать радиолокационное измерительное устройство энергией. Этот аккумулятор энергии представляет собой предпочтительно литиево-ионный аккумулятор или какой-либо сравнимый аккумулятор энергии, который предпочтительно также может заряжаться индуктивно. Этот аккумулятор энергии может быть также расположен в корпусе. Преимуществом этого варианта осуществления может быть, что радиолокационное измерительное устройство может также действовать автономно, так что оно не привязано к какому-либо внешнему источнику электрического тока.
По одному из примерных вариантов осуществления антенная система и плосковыпуклая линза может соединяться и/или быть соединяемой с помощью соединения с геометрическим, с силовым замыканием и/или замыкания по материалу. В одном из вариантов осуществления плосковыпуклая линза может крепиться к антенной системе с помощью клеевого соединения. Альтернативно могут также применяться винтовое соединение, байонетный затвор или соединение с силовым замыканием, такое как, например, винтовое соединение. Преимуществом этого варианта осуществления может быть, что линза и антенная система соединяются друг с другом только при монтаже плосковыпуклой линзы, так что, например, плосковыпуклая линза может образовывать нижнюю сторону корпуса.
По одному из примерных вариантов осуществления соединение с геометрическим, с силовым замыканием и/или замыканием по материалу между антенной системой и плосковыпуклой линзой может иметь уплотнение, которое предназначено для того, чтобы в антенную систему и/или источник радиолокационных сигналов не могли проникать загрязнения и/или влага. Это уплотнение может предусматриваться как на наружной стороне антенной системы, так и на внутренней стороне антенной системы. При этом плосковыпуклая линза может иметь выемку, в которой может располагаться уплотнение, так что при монтаже плосковыпуклой линзы на антенной системе образуется уплотнение между антенной системой и плосковыпуклой линзой. Это уплотнение может представлять собой круглое кольцо или что-либо сравнимое. Преимуществом этого варианта осуществления может быть, что улучшается уплотнение соединения между плосковыпуклой линзой и антенной системой, так что внутренняя сторона антенной системы, а также внутренняя сторона плосковыпуклой линзы защищены от загрязнений и/или влаги, и при этом может обеспечиваться увеличенный срок службы радиолокационного измерительного устройства.
По одному из примерных вариантов осуществления антенная система и плосковыпуклая линза может выполняться вращательно-симметрично. При этом как антенная система, так и плосковыпуклая линза может быть выполнена каждая вращательно-симметрично. Альтернативно антенная система и плосковыпуклая линза могут выполняться вращательно-симметрично друг относительно друга. Преимуществом вращательно-симметричного исполнения антенной системы и плосковыпуклой линзы может быть, что может упрощаться монтаж плосковыпуклой линзы на антенной системе.
Другой аспект касается способа монтажа радиолокационного измерительного устройства, в частности как описано выше и ниже. Этот способ может включать в себя этап, на котором может выполняться соединение, в частности при помощи клея, между плоской поверхностью линзы радиолокационного измерительного устройства и емкостью. Другими словами, плоская поверхность линзы радиолокационного измерительного устройства устанавливается непосредственно на емкость. В одном из примеров осуществления соединение может выполняться при помощи клея или самоклеящейся клейкой ленты между линзой и емкостью. Альтернативно соединение может также выполняться способом ультразвуковой сварки между линзой и емкостью. Преимуществом этого варианта осуществления может быть, что при помощи непосредственного контактирования может экономиться время монтажа, а также радиолокационное измерительное устройство при помощи вспомогательного средства может размещаться в труднодоступных местах.
Другой аспект касается радиолокационной измерительной системы, которая имеет радиолокационное измерительное устройство, как описано выше и ниже. Кроме того, эта радиолокационная измерительная система может иметь емкость, которая предназначена для помещения какой-либо среды. При этом радиолокационное измерительное устройство может по меньшей мере частично размещаться на емкости и образовывать контактную поверхность. Кроме того, емкость может не иметь выемки и/или приемного (посадочного) устройства на контактной поверхности. Другими словами, радиолокационное измерительное устройство может монтироваться на емкости, при этом монтаж образует между радиолокационным устройством и емкостью контактную поверхность, при этом на контактной поверхности емкость не имеет выемки или приемного устройства. Это может иметь то преимущество, что емкость не должна модифицироваться для монтажа радиолокационного измерительного устройства, что может приводить к сокращению времени монтажа, а также издержек монтажа.
Далее, радиолокационная измерительная система может иметь радиолокационное измерительное устройство и емкость, которые на своей контактной поверхности по меньшей мере частично имеют по существу одинаковую проницаемость. По существу одинаковая проницаемость означает в этой связи отклонение проницаемости на плюс/минус 100% от проницаемости радиолокационного измерительного устройства, в частности плосковыпуклой линзы. Преимущество этого варианта осуществления может быть в том, что возникают наименьшие возможные скачки импеданса, которые приводят к улучшенному свойству отражения и/или подавлению боковых лепестков.
Признаки и элементы радиолокационного измерительного устройства, которые описаны выше и ниже, могут представлять собой признаки, элементы и этапы способа, которые описаны выше и ниже, и наоборот.
Далее примеры осуществления изобретения описываются со ссылкой на фигуры.
Краткое описание фигур
На фиг.1 показано схематичное сечение плосковыпуклой линзы по одному из примеров осуществления.
На фиг.2 показано схематичное сечение плосковыпуклой линзы по одному из примеров осуществления.
На фиг.3 показано схематичное сечение радиолокационного измерительного устройства по одному из примеров осуществления.
На фиг.4 показано схематичное сечение радиолокационного измерительного устройства по одному из примеров осуществления.
На фиг.5 показано схематичное сечение радиолокационного измерительного устройства по одному из примеров осуществления.
На фиг.6 показано схематичное сечение радиолокационного измерительного устройства по одному из примеров осуществления.
На фиг.7 показана блок-схема для иллюстрации этапов способа монтажа радиолокационного измерительного устройства по одному из примеров осуществления.
Фигуры являются лишь схематичными и выполнены без соблюдения масштаба. На фигурах одинаковые, одинаково действующие или подобные элементы могут быть снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями.
Детальное описание примеров осуществления
На фиг.1 показана плосковыпуклая линза 106 по одному из примеров осуществления. Эта плосковыпуклая линза 106 имеет плоскую сторону 110, а также противоположно плоской стороне выпуклую сторону 114. При этом плоская сторона 110 может фиксироваться на емкости 108. Выпуклая сторона 114 может фиксироваться на антенной системе 104.
На фиг.2 показана плосковыпуклая линза 106 по одному из примеров осуществления. Эта плосковыпуклая линза 106 имеет плоскую сторону 110 и выпуклую сторону 114. Кроме того, плосковыпуклая линза 106 имеет буртик 124 линзы, который распространяется в окружном направлении вокруг выпуклой стороны 114. При этом буртик 124 линзы может образовывать площадь для фиксации радиолокационного измерительного устройства 100 на емкости 108.
На фиг.3 показано радиолокационное измерительное устройство 100 по одному из примеров осуществления. Радиолокационное измерительное устройство 100 имеет источник 102 радиолокационных сигналов, на котором расположена антенная система 104. На антенной системе 104 расположена плосковыпуклая линза 106. Плосковыпуклая линза 106 имеет плоскую сторону 110 и выпуклую сторону 114. Выпуклая сторона 114 вдается в антенную систему 104. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство 100 имеет корпус 120. Корпус 120 имеет нижнюю сторону 122, которая образуется плоской стороной 110 плосковыпуклой линзы 106. При этом плоская сторона 110 плосковыпуклой линзы 106 имеет буртик 124 линзы, который тоже образует часть нижней стороны 122.
На фиг.4 показано радиолокационное измерительное устройство 100 по одному из примеров осуществления. Радиолокационное измерительное устройство 100 имеет источник 102 радиолокационных сигналов, на котором расположена антенная система 104. На антенной системе 104 расположена плосковыпуклая линза 106. Плосковыпуклая линза имеет выпуклую сторону 114, которая имеет такой же диаметр, что и максимальный внутренний диаметр 118 антенной системы 104. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство смонтировано на емкости 108, при этом плосковыпуклая линза 106 плоскостным образом размещается на емкости 108. В частности, соединение между плосковыпуклой линзой 106 и емкостью может создаваться с помощью клеевого соединения.
На фиг.5 показана радиолокационная измерительная система 200, которая имеет радиолокационное измерительное устройство 100, а также емкость 108, в которой помещается среда 130. Радиолокационное измерительное устройство 100 расположено на емкости 108 с помощью плосковыпуклой линзы 106. Плосковыпуклая линза 106 является частью корпуса 120 радиолокационного измерительного устройства 100. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство 100 имеет источник 102 радиолокационных сигналов, на котором расположена антенная система 104. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство имеет аккумулятор 126 энергии для снабжения энергией радиолокационного измерительного устройства 100, который тоже расположен в корпусе 120 радиолокационного измерительного устройства 100.
На фиг.6 показано радиолокационное измерительное устройство 100 по одному из примеров осуществления. Радиолокационное измерительное устройство 100 имеет плосковыпуклую линзу 106, которая разработана для того, чтобы монтироваться на уплотнении 128, установленном на антенной системе 104. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство 100 имеет источник 102 радиолокационных сигналов. Уплотнение 128 установлено предпочтительно между плосковыпуклой линзой 106 и антенной системой 104, так что в антенную систему 104 не попадают влага или загрязнения. Кроме того, радиолокационное измерительное устройство 100 с помощью плосковыпуклой линзы 106 расположено на емкости 108.
На фиг.7 показана блок-схема для иллюстрации этапов способа монтажа радиолокационного измерительного устройства 100 по одному из примеров осуществления. Если не описано иное, радиолокационное измерительное устройство 100 имеет те же самые элементы и признаки, что и радиолокационное измерительное устройство фиг.1-6.
На этапе S1 выполняется соединение между плоской поверхностью 110 линзы радиолокационного измерительного устройства 100 и емкостью 108. Это соединение может создаваться, в частности, при помощи клея или соединения с замыканием по материалу, с геометрическим и/или силовым замыканием.
В дополнение следует указать, что «включающий в себя» и «имеющий» не исключает наличия других элементов, и неопределенные артикли «один» или «одно» не исключают множества. Далее, следует указать, что признаки, которые были описаны со ссылкой на один из вышеприведенных примеров осуществления, могут также применяться в комбинации с другими признаками других вышеописанных примеров осуществления. Ссылочные обозначения в пунктах формулы изобретения не должны считаться ограничениями.

Claims (31)

1. Радиолокационное измерительное устройство (100) для контроля уровня наполнения и/или предельного уровня, содержащее:
- источник (102) радиолокационных сигналов, выполненный для генерирования, передачи и/или приема радиолокационного сигнала;
- антенную систему (104), выполненную для ориентирования радиолокационного сигнала;
- плосковыпуклую линзу (106), имеющую плоскую, в частности обращенную к наполнителю, сторону, выполненную для фокусирования ориентированного радиолокационного сигнала,
при этом плоская сторона (110) плосковыпуклой линзы (106) выполнена в качестве контактной поверхности (112), чтобы располагаться на емкости (108) во время измерения уровня наполнения и/или предельного уровня наполнителя в емкости (108),
при этом радиолокационное измерительное устройство (100) включает в себя корпус (120),
при этом в корпусе (120) расположена антенная система (104),
при этом корпус (120) имеет по меньшей мере одну нижнюю сторону (122),
при этом нижняя сторона (122) по меньшей мере частично образована плосковыпуклой линзой (106),
при этом выпуклая сторона плосковыпуклой линзы (106) вдается в антенную систему.
2. Радиолокационное измерительное устройство по п. 1, при этом плосковыпуклая линза (106) выполнена с возможностью установки на емкости (108) с помощью соединения с силовым, с геометрическим замыканием и/или замыканием по материалу, в частности с помощью клеевого соединения, так что радиолокационное измерительное устройство (100) закреплено на емкости (108).
3. Радиолокационное измерительное устройство по одному из предыдущих пунктов, при этом плосковыпуклая линза (106) изготовлена из того же самого материала, в частности полимерного композита, что и по меньшей мере одна часть емкости (108).
4. Радиолокационное измерительное устройство по одному из предыдущих пунктов, при этом антенная система (104) имеет рупорную антенну,
при этом выпуклая сторона (114) плосковыпуклой линзы (106) имеет диаметр (116), который соответствует максимальному внутреннему диаметру (118) рупорной антенны.
5. Радиолокационное измерительное устройство по п. 4, при этом отношение поверхности выпуклой стороны (114) плосковыпуклой линзы (106) к плоской стороне (110) плосковыпуклой линзы (106) лежит между 0,5 и 5.
6. Радиолокационное измерительное устройство по одному из предыдущих пунктов, при этом в корпусе (120) расположен источник (102) радиолокационных сигналов.
7. Радиолокационное измерительное устройство по п. 6, при этом плосковыпуклая линза (106) состоит из того же самого материала, что и остальной корпус.
8. Радиолокационное измерительное устройство по одному из пп. 4-7, при этом выпуклую сторону (114) плосковыпуклой линзы (106) по меньшей мере частично охватывает в окружном направлении буртик (124) линзы,
при этом буртик (124) линзы выполнен параллельно плоской стороне (110) плосковыпуклой линзы (106) и при этом буртик (124) линзы образует по меньшей мере одну часть нижней стороны (122).
9. Радиолокационное измерительное устройство по п. 6, при этом корпус (120) заполнен наполнительной массой, которая выполнена для защиты антенной системы (104) и/или источника (102) радиолокационных сигналов от влаги.
10. Радиолокационное измерительное устройство по одному из предыдущих пунктов, при этом радиолокационное измерительное устройство (100) имеет аккумулятор (126) энергии, который разработан для того, чтобы длительно снабжать радиолокационное измерительное устройство (100) энергией.
11. Радиолокационное измерительное устройство по одному из предыдущих пунктов, при этом антенная система (104) и плосковыпуклая линза (106) соединены и/или соединяемы с помощью соединения с геометрическим, с силовым замыканием и/или замыкания по материалу.
12. Радиолокационное измерительное устройство по п. 11, при этом соединение с геометрическим, с силовым замыканием и/или замыканием по материалу между антенной системой (104) и плосковыпуклой линзой имеет уплотнение (128), которое выполнено для того, чтобы в антенную систему (104) и/или источник (102) радиолокационных сигналов не могли проникать загрязнения и/или влага.
13. Способ монтажа радиолокационного измерительного устройства по одному из пп. 1-12 на емкости, включающий в себя этап:
выполнения (S1) соединения, в частности при помощи клея, между плоской поверхностью линзы радиолокационного измерительного устройства и емкостью.
14. Радиолокационная измерительная система, включающая в себя:
- радиолокационное измерительное устройство по одному из пп. 1-12;
- емкость (108), предназначенную для размещения среды (130),
при этом радиолокационное измерительное устройство (100) по меньшей мере частично располагается на емкости (108) и образует контактную поверхность (112),
при этом емкость (108) не имеет выемки и/или приемного устройства на контактной поверхности (112).
15. Радиолокационная измерительная система по п. 14, при этом радиолокационное измерительное устройство (100) и емкость (108) на контактной поверхности (112) по меньшей мере частично имеют по существу одинаковую проницаемость.
RU2020105601A 2019-02-11 2020-02-06 Радиолокационное измерительное устройство, имеющее плосковыпуклую линзу RU2769541C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19156513.4A EP3693711B1 (de) 2019-02-11 2019-02-11 Radarmessvorrichtung mit plankonvexer linse
EP19156513.4 2019-02-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020105601A RU2020105601A (ru) 2021-08-06
RU2020105601A3 RU2020105601A3 (ru) 2022-01-28
RU2769541C2 true RU2769541C2 (ru) 2022-04-01

Family

ID=65408996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105601A RU2769541C2 (ru) 2019-02-11 2020-02-06 Радиолокационное измерительное устройство, имеющее плосковыпуклую линзу

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11243108B2 (ru)
EP (1) EP3693711B1 (ru)
KR (1) KR102330194B1 (ru)
CN (1) CN111551233B (ru)
HU (1) HUE055323T2 (ru)
RU (1) RU2769541C2 (ru)
TW (1) TWI835991B (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3971611A1 (de) * 2020-09-17 2022-03-23 VEGA Grieshaber KG Radarmessgerät
EP4266013A1 (en) 2022-04-20 2023-10-25 Rosemount Tank Radar AB Radar level gauge system having an antenna assembly with a non-plastic dielectric antenna body
DE102022128393A1 (de) * 2022-10-26 2024-05-02 Endress+Hauser SE+Co. KG Ortsauflösende Füllstandsmessung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566321A (en) * 1985-01-18 1986-01-28 Transamerica Delaval Inc. Microwave tank-contents level measuring assembly with lens-obturated wall-opening
WO2002050954A2 (en) * 2000-12-21 2002-06-27 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. A microwave horn antenna for level measurement systems
DE102012016120A1 (de) * 2012-08-15 2014-02-20 Krohne Messtechnik Gmbh Mikrowellenfenster und nach dem Radar-Prinzip arbeitendes Füllstandmesssystem
RU2564453C1 (ru) * 2014-07-15 2015-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Бесконтактный радарный уровнемер для измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах аэс
DE102016217614A1 (de) * 2016-09-15 2018-03-15 Vega Grieshaber Kg Antennenanordnung
RU2653578C1 (ru) * 2017-06-08 2018-05-11 Акционерное общество "ЛИМАКО" Радиолокационный уровнемер для измерения объема сыпучих продуктов в резервуарах

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE441306B (sv) * 1984-04-25 1985-09-23 Saab Marine Electronics Sett och anordning for metning av nivan hos ett i en behallare forvarat flytande material
US4670754A (en) * 1985-12-30 1987-06-02 Transamerica Delaval, Inc. Microwave tank-contents level measuring assembly with a phase controlled lens
DE4025326C2 (de) * 1990-05-10 1994-03-03 Krieg Gunther Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Flüssigkeitshöhe einer bewegten Flüssigkeit in einem Behälter
DE4336494C2 (de) * 1993-10-26 1995-11-02 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zur Füllstandsmessung in Behältern
DE10040943A1 (de) * 2000-08-21 2002-03-07 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
US6661389B2 (en) * 2000-11-20 2003-12-09 Vega Grieshaber Kg Horn antenna for a radar device
CN1592845B (zh) * 2001-11-26 2010-05-05 Vega格里沙贝两合公司 用于液位测量装置的天线系统
US6891513B2 (en) * 2001-11-26 2005-05-10 Vega Greishaber, Kg Antenna system for a level measurement apparatus
DE102005022493A1 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter
DE102005036846B4 (de) * 2005-08-04 2016-11-24 Vega Grieshaber Kg Vorrichtung zum Messen eines Füllstands
DE102005056042B4 (de) * 2005-11-24 2015-11-05 Vega Grieshaber Kg Metallisierter Kunststoffantennentrichter für ein Füllstandradar
DE102006003742A1 (de) * 2006-01-25 2007-08-02 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter
DE102008036963A1 (de) * 2008-08-08 2010-02-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Ermittlung und/oder Überwachung des Füllstandes und/oder des Durchflusses eines Mediums
US8842038B2 (en) * 2010-12-30 2014-09-23 Rosemount Tank Radar Ab High frequency mode generator for radar level gauge
DE102011013737A1 (de) 2011-03-11 2012-09-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Satellit
US8797207B2 (en) * 2011-04-18 2014-08-05 Vega Grieshaber Kg Filling level measuring device antenna cover
CN102751572A (zh) * 2011-04-18 2012-10-24 Vega格里沙贝两合公司 填充水平测量装置天线盖
EP2584652B1 (en) * 2011-10-21 2013-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Horn antenna for a radar device
US9046406B2 (en) * 2012-04-11 2015-06-02 Honeywell International Inc. Advanced antenna protection for radars in level gauging and other applications
DE102013106978A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Antennenanordnung für ein Füllstandsmessgerät
US9404787B2 (en) * 2014-02-26 2016-08-02 Finetek Co., Ltd. Level measuring device with an integratable lens antenna
EP3168581B1 (de) * 2015-11-13 2022-01-19 VEGA Grieshaber KG Hornantenne und radar-füllstandmessgerät mit einer hornantenne
EP3168579A1 (de) * 2015-11-13 2017-05-17 VEGA Grieshaber KG Hornantenne
DE102016218162B4 (de) 2016-09-21 2023-07-13 Vega Grieshaber Kg Füllstandradargerät mit Linsenantenne mit Abtropfkante
CN107870021A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 桓达科技股份有限公司 具有除尘结构的雷达波物位计
US20180106886A1 (en) * 2016-10-14 2018-04-19 Finetek Co., Ltd. Radar level transmitter with dust removing structures
JP6838250B2 (ja) * 2017-06-05 2021-03-03 日立Astemo株式会社 アンテナ、アレーアンテナ、レーダ装置及び車載システム
US10969265B2 (en) * 2018-10-11 2021-04-06 Rosemount Tank Radar Ab Gauging instrument intended to be sealingly mounted on a nozzle of a tank

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566321A (en) * 1985-01-18 1986-01-28 Transamerica Delaval Inc. Microwave tank-contents level measuring assembly with lens-obturated wall-opening
WO2002050954A2 (en) * 2000-12-21 2002-06-27 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. A microwave horn antenna for level measurement systems
DE102012016120A1 (de) * 2012-08-15 2014-02-20 Krohne Messtechnik Gmbh Mikrowellenfenster und nach dem Radar-Prinzip arbeitendes Füllstandmesssystem
RU2564453C1 (ru) * 2014-07-15 2015-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Бесконтактный радарный уровнемер для измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах аэс
DE102016217614A1 (de) * 2016-09-15 2018-03-15 Vega Grieshaber Kg Antennenanordnung
RU2653578C1 (ru) * 2017-06-08 2018-05-11 Акционерное общество "ЛИМАКО" Радиолокационный уровнемер для измерения объема сыпучих продуктов в резервуарах

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020105601A (ru) 2021-08-06
US20200256718A1 (en) 2020-08-13
EP3693711B1 (de) 2021-06-02
CN111551233B (zh) 2022-11-18
KR102330194B1 (ko) 2021-11-23
TWI835991B (zh) 2024-03-21
KR20200099082A (ko) 2020-08-21
EP3693711A1 (de) 2020-08-12
HUE055323T2 (hu) 2021-11-29
CN111551233A (zh) 2020-08-18
RU2020105601A3 (ru) 2022-01-28
TW202040871A (zh) 2020-11-01
US11243108B2 (en) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2769541C2 (ru) Радиолокационное измерительное устройство, имеющее плосковыпуклую линзу
US11860023B2 (en) Radar sensor for fill level or point level measurement
EP1493003B1 (en) Level measurement device having electronics and antenna in one housing
DK2698869T3 (en) Microwave window and level measuring system operating according to the radar principle
US8763463B2 (en) Ultrasonic sensor
KR101665772B1 (ko) 가열된 안테나
KR102134625B1 (ko) 고압가스 저장용 압력용기
US20020066314A1 (en) Fill level gauge
CN104048731B (zh) 高温高压雷达物位计
US20210318159A1 (en) Radar sensor for object detection
US20130113500A1 (en) Fill-level measuring device for ascertaining and monitoring fill level of a medium located in the process space of a container by means of a microwave travel time measuring method
CA3024257A1 (en) Static flow meter
AU2009325699B2 (en) Device for acquiring information regarding the inside of a tire
US20040136271A1 (en) Sonar transducer
US20210215525A1 (en) Battery-operated measurement device
KR102135587B1 (ko) 가스량 측정이 가능한 고감도 초음파 센서
CN110356733A (zh) 防爆信标及液体储存罐
CN207407964U (zh) 一种结构紧凑型雷达料位计
RU2777143C1 (ru) Радарный датчик для обнаружения объектов
CN111896074A (zh) 具有密封介电填充构件和结构加强元件的雷达物位计
JP6757046B1 (ja) 高圧ガス貯蔵用圧力容器
CN116642443A (zh) 一种用于非金属管道的无源无线应变检测系统及方法
KR101963732B1 (ko) 액체 레벨 측정용 초음파 트랜스듀서
CN115752641A (zh) 非接触式液位及容量的测量系统和测量方法