TW201601380A - 天線裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於量測工具的天線裝置(1)，具有：- 天線(3)，其具有一發射面(5)，- 天線支件(7)，用於可擺動地將該天線固定在一固定裝置(9)上，天線裝置(1)配置在一容器上或另一固定可能物上，例如，配置在散裝貨物倉庫上方，其中該天線支件(7)藉由一夾緊配置(11)而與該固定裝置(9)連接，其中該天線支件(7)形成為一球的球層，其中該球層具有互相平行延伸的覆蓋面和底面(71、71)、包含該球的中點(M)且該發射面(5)配置在該球層的內部。

Description

天線裝置

本發明涉及一種天線裝置，其係用於請求項1之前言所述之量測工具。

由先前技術中已知用於量測工具之各種不同的天線裝置，其具有：一天線；一天線前緣；一天線支件，用於將該天線可擺動地固定在一固定裝置上，以將該天線裝置配置在一容器上，其中該天線支件藉由一夾緊配置而與該固定裝置連接。此種配置方式例如由申請人的EP 1 615 007 B1中已為人所知。

由先前技術中已知一種決定一容器中介質的填充狀態或邊界狀態用的量測工具。一種天線裝置可將量測工具可擺動地固定在容器上，此種天線裝置已揭示在申請人的上述專利文件中。此外，其可取得不同的其它非接觸方式操作的填充狀態量測工具，例如以超聲波原理及/或雷達原理及/或微波原理為主。對應的填充狀態量測工具安裝在容器蓋中且位於該容器之介質的可期待之最大填充狀態的上方以及在該容器的內部中於介質的方向中發出量測信號。所述量測信號在介質的表面上反射至該量測工具且在該量測工具中被偵測出。然後，由反射之量測信號之運行時間可算出容器中該介質的填充狀態。

此外，依據先前技術，邊界量測工具已為人所知，其安裝在一待偵測的填充狀態之高度中且偵測該填充狀態之超出量。

特別是在偵測散裝貨物之填充狀態或邊界狀態時，所發出的量測信號例如須對準廢物錐體之最大處或對準縮小錐體之最小處。所述量測信號亦可由任一容器構件之旁經過。於此，須使量測工具擺動。

在申請人之由先前技術中已為人所知的天線裝置中，此處應追溯到所謂球形支件，其在波配接器(wave adapter)之區域中配置在中空導體上以將量測信號耦合至拋物形天線中。

在習知技術中已為人所知的裝置上，被視為不利的是：此裝置中天線廣泛地伸入至容器內部中以及因此在調整時天線之對準過程主張在容器內部中佔有大的擺動區。特別是在將天線配置在管件中或管套中時，使此種天線的使用變得困難或成為不可能。

本發明的目的是進一步形成一種先前技術中已為人所知的天線裝置，使上述問題不再發生。

上述目的藉由一種具有請求項1之特徵的天線裝置來達成。有利的其它形式繼續描述在附屬的請求項中。

本發明中用於量測工具的天線裝置具有一天線，其具有天線前緣，其中設有一天線支件以便可擺動地將天線固定在一固定裝置上以配置此天線裝置，例 如，將天線固定在例如一散裝貨物倉庫上方的一容器上或一支件上，且其中該天線裝置藉由一夾緊配置而與該固定裝置連接。依據本發明，該天線支件形成為球之球層，其中此球層具有互相平行延伸的覆蓋面及底面、包含該球之中點，以及發射面配置在該球層的內部。

本申請案中，可理解的是一垂直於天線之主發射方向而對準的面係作為該天線的發射面，該面在主發射方向中幾何形狀上朝前地界定該天線。喇叭形天線中，該發射面例如是藉由天線喇叭之環形邊緣所界定的面；拋物形天線中，該發射面係由拋物鏡面之環形邊緣所界定的面；且平面式天線中該發射面係輻射元件之平面所界定的面。

本發明的概念中，球層是球之由二個平行面所界定的區段，該二個平行面以下亦稱為覆蓋面和底面且切割該球。

藉由上述構成，可將本發明的天線裝置之天線擺動至該固定裝置中，此時容器內部中不需額外的空間需求。以此方式，可廣泛地使用本發明的天線裝置且將其安裝在管件中或管套中，管件或管套未提供側向空間使天線不能在容器內部中擺動。

當該夾緊配置藉由該固定管方向和一較佳是二部份形成的夾緊凸緣來形成時，可特別簡易地將該天線裝置固定在該固定裝置上。

當該固定裝置及/或該夾緊凸緣分別具有一用於該天線支件的凹口時，可特別簡易地構成上述夾緊 配置，該凹口之內面對應地構成，較佳是構成為至少區段式的錐狀或球形區段形式。

藉由該固定裝置中各別開口之錐狀或球形區段形式的構成，則該天線支件密封地且可擺動地保持在該夾緊配置中以及可藉此而固定著，該固定裝置例如可構成為夾緊凸緣或螺緊凸緣以將天線裝置固定在容器上而達到該夾緊凸緣的目的。特別是，以此方式可使天線對準而不必將該固定裝置由該容器折開或放鬆。

在一較佳的構成形式中，天線支件具有一極限制動器，用於限制該天線之最大擺動角度。

本申請案中所謂天線的擺動角度是指相對於該固定裝置之表面上的垂直線而言該天線可擺動的角度。

一適當的極限制動器較佳是在外部配置於該天線支件上且例如可形成為較佳是在球的徑向中延伸的環形條片。藉由此種極限制動器，則特別是可防止：該天線支件超過一最大可允許的擺動角度而移位。此種最大可允許的擺動角度例如可藉由下述方式來預設：在超過該角度而擺動時不能確保一種密封性或該天線的可運轉性將受影響。天線的可運轉性之此種影響例如可由下述原因造成：一由天線發出的量測信號未再入射至容器內部而是在該固定容器之方向中發出。

由實際上的考慮而言，最大的擺動角度不應大於25度。特別是，將該最大的擺動角度限制在15度，較佳是10度，這樣是有意義的。

[註：若先前技術已顯示該不同的特徵，附屬請求項之標的為該限制且思及作為次選方案。]

在天線擺動時，特別是為了可足夠地達到天線裝置之穩定性及密封性，則球層之高度較佳是介於球之直徑的1/2至1/4之間。藉由此種構成，可使用該球層之足夠大的外罩面，其在與該夾緊配置一起作用下可造成擺動及密封功能。

天線之主發射方向中，該球的中點較佳是位在球層的中央。因此，可確保該天線支件可良好地夾緊於該夾緊配置中且達成良好的移位可能性。

天線的發射面在天線的主發射方向中較佳是位於該中點之前，此乃因以此方式可使天線在相對於該固定裝置而擺動時亦不會朝向該固定裝置之材料內部發出輻射而是向容器內部發出輻射。

在天線裝置的另一形式中，該夾緊配置具有一密封裝置，其例如可形成為O-環。該密封裝置例如可配置在該固定裝置和該夾緊凸緣之間且作用在該天線支件上，以藉由該密封裝置達成密封作用及夾緊作用。

本發明以下將參考所附的圖式來詳述。

1‧‧‧天線裝置

3‧‧‧天線

4‧‧‧量測電子元件

5‧‧‧發射面

7‧‧‧天線支件

9‧‧‧固定裝置

11‧‧‧夾緊配置

13‧‧‧夾緊凸緣

14‧‧‧夾緊螺栓

16‧‧‧極限制動器

18‧‧‧密封裝置

20‧‧‧沖洗噴嘴

30‧‧‧中空導體

31‧‧‧透鏡

32‧‧‧補綴元件

71‧‧‧覆蓋面

72‧‧‧底面

M‧‧‧中點

h‧‧‧高度

A‧‧‧主發射方向

α‧‧‧擺動角度

第1圖顯示一具有喇叭形天線的天線裝置之第一實施例。

第2圖顯示一具有平面式天線的天線裝置之第二實施例。

第3圖顯示第1圖和第2圖之區段放大圖。

第4圖顯示第2圖之實施例之由下方觀看的俯視圖。

第1圖顯示一具有天線3之天線裝置1之第一實施例，天線3依據第1圖之實施例構成為喇叭形天線。

喇叭形天線3之發射面5在第1圖所示的實施例中藉由天線喇叭之前緣來界定且垂直於喇叭形天線3之主發射方向A而對準。喇叭形天線3的前側藉由透鏡31來封閉，但透鏡31構成為任意的(optional)構件。一量測電子元件4中所產生的量測信號經由一中空導體30而由後側饋入至喇叭形天線3中。此中空導體中亦可另外或額外地一部份或全部以一種介電質(例如，PP或PTFE)來填充。

本實施例中該喇叭形天線3係與天線支件7形成為單件，天線支件7形成在天線3之主發射方向A中的一前方區域中。天線支件7以球層的形式形成。

本申請案中，球層可理解成一球之二個平行的面所界定的區段，其中所述二個平行的面以下亦稱為覆蓋面和底面，其切割該球。

天線支件7係由一夾緊配置11來保持著，該夾緊配置11在本實施例中藉由一夾緊凸緣13與一固定裝置9的共同作用而形成。就像本實施例所示一樣，該固定裝置9可形成為凸緣，藉此可使天線裝置1固定在一容器上。不同於第1圖中所示夾緊凸緣的構成，一種螺緊凸緣或焊接凸緣的構成亦可行。

本實施例中該夾緊凸緣13藉由夾緊螺栓14而與該固定裝置9連接。藉由該夾緊螺栓14之栓緊，使該夾緊凸緣13在該固定裝置9之方向中拉緊且因此使天線支件7相對於該夾緊凸緣13而固定著。該夾緊凸緣13及該固定裝置9具有對應於天線支件7而形成的凹口，凹口中配置著天線支件7。對夾緊作用的產生具有決定性的是：該夾緊凸緣13及該固定裝置9都包括該天線支件7。目前的情況下所謂”包括”是指：由該夾緊凸緣13及該固定裝置9所形成的凹口之最大直徑位於此配置之內部。

本實施例中，其構成方式為：以天線支件7之球區段作為基準之球之中點M位於天線支件7之球層中。本實施例中，天線支件之高度h大約是具基準之球的直徑之1/3。

第2圖顯示天線裝置1之第二實施例，其中天線3在第2圖所示的實施例中構成為平面式天線，其具有多個相鄰配置的補綴(patch)元件32。因此，第2圖所示的實施例中，天線3之發射面5藉由配置著所述補綴元件32之平面來界定。第2圖所示實施例其它不同於第1圖之實施例之處只在於：對應地形成該天線3作為平面式天線，天線3之供電不是經由中空導體30來達成而是經由一供電導線33來達成，該供電導線33使該平面式天線3與該量測電子元件4連接。

此處須指出：第2圖所示的實施例中亦可設置該平面式天線之覆蓋件。

第3圖顯示第1圖和第2圖之區段放大圖，其中由該夾緊凸緣13與該固定裝置9之共同作用可特別良好地辨認這樣所達成之對該天線支件7的夾緊作用。如上所述，該夾緊凸緣13經由該夾緊螺栓14而與該固定裝置9連接，因此不須由容器鬆開該固定裝置9即可擺動該天線支件7。第3圖中另外顯示一極限制動器16，其限制了該天線支件7相對於該夾緊配置11之最大擺動角度α。此極限制動器16在本實施例中形成為一在徑向中延伸的環形條片，其形成在該天線支件7上。

此外，第3圖中顯示一在第1圖和第2圖中為了清楚之故而未顯示的密封裝置18，其須配置在該夾緊凸緣13和該固定裝置9之間，以便對該天線支件7造成一種密封和夾緊作用。此密封裝置18在本實施例中形成為O-環且因此是鄰接於該天線支件7而配置在該固定裝置9之環形的階級上。該夾緊凸緣13具有一個對應於該環形的階級而形成的條片，其施加另一壓力至該密封裝置18且因此壓縮該密封裝置18，以達成較佳的密封作用。

第4圖顯示第1圖或第2圖之配置之由下方觀看的俯視圖。第4圖所示的圖式中，為了清楚之故，未顯示第2圖之各別的補綴元件32。取而代之者，第4圖顯示多個沖洗噴嘴20，其設置在天線支件7中。須構成且配置所述沖洗噴嘴20，使其產生氣流以淨化及冷卻該天線3，該氣流由所述沖洗噴嘴20開始朝徑向而向內對準。本實施例中顯示6個各別的沖洗噴嘴20，但在構 成的形式上亦可具有更多或更少的沖洗噴嘴20或具有一環形的沖洗通道以產生一種流經天線的氣流。

第1圖的實施例中，須配置所述沖洗噴嘴，使受污染的透鏡31淨化。

此處須指出：除了第1圖和第2圖所示的具有天線和平面式天線的實施例以外，其它的天線形式，特別是與-或未與透鏡共同作用，亦是可能的，這並未脫離本發明的構想。

1‧‧‧天線裝置

3‧‧‧天線

4‧‧‧量測電子元件

5‧‧‧發射面

7‧‧‧天線支件

9‧‧‧固定裝置

11‧‧‧夾緊配置

13‧‧‧夾緊凸緣

14‧‧‧夾緊螺栓

30‧‧‧中空導體

31‧‧‧透鏡

M‧‧‧中點

h‧‧‧高度

A‧‧‧主發射方向

Claims (12)

1. 一種用於量測工具的天線裝置(1)，具有：- 天線(3)，其具有一發射面(5)，- 天線支件(7)，用於可擺動地將該天線固定在一固定裝置(9)上，其中該天線支件(7)藉由一夾緊配置(11)而與該固定裝置(9)連接，該天線裝置的特徵為：該天線支件(7)形成為一球的球層，其中該球層具有互相平行延伸的覆蓋面和底面(71、71)、包含該球的中點(M)以及該發射面(5)配置在該球層的內部。
2. 如請求項1之天線裝置(1)，其中該夾緊配置(11)藉由該固定裝置(9)和一夾緊凸緣(13)而形成。
3. 如請求項2之天線裝置(1)，其中該固定裝置(9)具有一用於該天線支件(7)之第一凹口，其內面構成為至少區段式的錐狀或球形區段形式。
4. 如請求項2或3之天線裝置(1)，其中該夾緊凸緣(13)具有第二凹口，其內面構成為至少區段式的錐狀或球形區段形式。
5. 如請求項1至4中任一項之天線裝置(1)，其中該天線支件(7)具有一極限制動器(16)以限制最大的擺動角度(α)。
6. 如請求項5之天線裝置(1)，其中該極限制動器(16)形成為較佳是在該球的徑向中延伸的環形條片。
7. 如請求項5或6之天線裝置(1)，其中該最大的擺動角度(α)是25度，較佳是15度，更佳是10度。
8. 如請求項1至7中任一項之天線裝置(1)，其中該球層之高度(h)較佳是介於該球之直徑的1/2至1/4之間。
9. 如請求項1至8中任一項之天線裝置(1)，其中在該天線之主發射方向中觀看時該球的中點(M)位在該球層的中央。
10. 如請求項9之天線裝置(1)，其中在該天線之主發射方向(A)中觀看時該發射面(5)配置在中點(M)之前。
11. 如請求項1至10中任一項之天線裝置(1)，其中該夾緊配置(11)具有一密封裝置(18)。
12. 如請求項2及11之天線裝置(1)，其中該密封裝置(18)配置在該固定裝置(9)和該夾緊凸緣(13)之間且作用在天線支件(7)上。