[發明專利]微波發送裝置和填充程度測量設備

有效

• 申請號: 201210096850.7
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102706407B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: U·韋格曼;P·安格斯坦;M·戴爾曼
• 申請（專利權）人: 克洛納測量技術有限公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 杜荔南,李家麟

技術領域

本發明涉及用于填充程度測量設備的微波發送裝置，具有電子裝置、微波發送器和波導管，其中波導管內部空間用澆注材料澆注。此外本發明涉及具有這樣的微波發送裝置的填充程度測量設備。

背景技術

填充程度測量設備通常用于監視容器中的液體或者松散材料的填充程度。為此采用的測量方法是多種多樣的，并且包括例如機械的測量方法，例如浮子或者振動傳感器，但是也包括電容式、電感式和光學的測量方法。所采用的測量方法被區分為接觸式和無接觸式測量方法。在無接觸式測量方法中特別經常使用微波范圍和相鄰的頻率范圍中的雷達技術工作。本發明從這樣一種填充程度測量設備和一種在該填充程度測量設備中采用的微波發送裝置出發。

不言而喻，使用按照雷達原理工作的填充程度測量設備和相應的微波發送裝置不僅能夠確定介質在容器中的填充程度，而且更確切地也能夠確定從如下表面到“填充程度測量設備”或者微波發送裝置的任意的距離：該表面反射從測量設備或者從發送裝置發出的微波；盡管如此，填充程度測量設備或者用于這樣的填充程度測量設備的微波發送裝置仍然繼續被討論。

這類填充程度測量設備具有微波發送裝置，其中微波發送裝置包括用于產生微波信號的電子裝置、用于傳導微波信號的波導管、以及微波發送器，其中微波發送器把微波信號輸入耦合到波導管中。該微波信號由波導管傳導，輻射到介質所在的、要確定該介質的填充程度的容器中。該微波信號由容器中的介質反射，并且進入波導管返回到微波發送器，該微波發送器通常也同時充當微波接收器。

從WO 02/16889 A1得知一種用于確定容器中的填充材料的填充程度的設備，該設備具有產生電磁測量信號的信號發生單元并且具有發送/接收單元，該發送/接收單元通過天線在填充材料的表面的方向上發送測量信號并且接收在填充材料的表面反射的回波信號，其中天線由波導組成，波導在輻射方向上在定義形狀的空腔中擴張，并且所述設備具有分析單元，該分析單元根據測量信號的運行時間確定容器中的填充程度。該填充程度測量設備減少沉淀物形成，也就是說通過提供介電的填充材料，介質在設備上的附著幾乎被排除，其中所述介電的填充材料至少部分填滿波導并且幾乎完全填滿天線的擴張的空腔。

US 6,987,481 B2公開了一種雷達填充程度測量設備，該雷達填充程度測量設備能夠用定向耦合器產生并且接收橢圓極化的波。此外，該雷達填充程度測量設備具有單側封閉的波導管，該波導管被用澆注材料澆注。

從現有技術中得知的填充程度測量設備具有不利的結構尺寸，特別當在測量設備的安裝地點缺乏位置，到安裝地點的通路狹窄或者要測量的波導管自身具有小的尺寸時。該結構尺寸尤其是通過下述事實向下限制，即在所使用的微波輻射的頻率預先規定的情況下，為傳導或者引導所使用的微波射束通常采用的帶狀導體和/或波導管部件必須具有最小尺寸，以便該帶狀導體或者波導管部件完全能夠損耗很小地傳導微波輻射。

發明內容

因此本發明的任務在于，說明一種微波發送裝置和使用這種微波發送裝置的填充程度測量設備，所述微波發送裝置和填充程度測量設備是特別緊湊的并且是成本有利的。

上面導出并且指出的任務從開頭描述的微波發送裝置出發通過如下方式解決，即微波發送器和電子裝置具有澆注體(Verguss)。

通過微波發送器和電子裝置具有澆注體，產生一種驚人的優點，即微波發送裝置能夠以緊湊的結構方式實現，因為由于該澆注體為傳導所使用的微波輻射所采用的部件的最小尺寸在所使用的微波輻射的預先規定的頻率下減小。這種效果雖然在帶狀導體的情況下也可以察覺，但是尤其在波導的情況下產生特別大的作用。對此效果負責的是，在澆注體中使用的澆注材料與在現有技術中包圍電子裝置的空氣相比具有更大的介電常數也稱電容率根據波導的幾何結構，每個波導具有所謂的邊界頻率。較大的波導管具有較小的邊界頻率。具有低于邊界頻率的頻率的信號被強烈抑制，并且在波導管中實際上不能傳播。如果提高波導的填充介質的介電常數，則其邊界頻率降低。因此在給定微波發送裝置的工作頻率的情況下，在使用具有提高的介電常數的澆注材料時能夠減小導波部件的結構尺寸。