[發(fā)明專利]包括終端電阻器的同軸探針

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310446906.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN103675367A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克勞斯·金茨勒;于爾根·迭特梅爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號(hào): G01R1/067
• 分類號(hào): G01R1/067;G01F23/284
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;田軍鋒

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年9月25日提交的歐洲專利申請(qǐng)No.12185873.2的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容因此通過參引合并到本文中，并且本申請(qǐng)要求于2012年9月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/705,323的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容因此通過參引合并到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及填充水平測(cè)量。特別地，本發(fā)明涉及用于時(shí)域反射測(cè)量法填充水平測(cè)量?jī)x器的同軸探針以及涉及包括這種同軸探針的時(shí)域反射測(cè)量法填充水平測(cè)量?jī)x器。

背景技術(shù)

時(shí)域反射測(cè)量法或者TDR（Time?Domain?Reflectometer/時(shí)域反射測(cè)量法）是用于確定和分析電磁波和信號(hào)的運(yùn)行長(zhǎng)度和反射特性的方法。

在以TDR為基礎(chǔ)的填充水平測(cè)量?jī)x器中，低能量電磁脈沖通過傳感器的聯(lián)接至導(dǎo)體（也被稱為探針）的電子設(shè)備產(chǎn)生并且沿著該探針進(jìn)行導(dǎo)向。探針通常是同軸波導(dǎo)管、金屬桿或者鋼纜線。

如果該微波脈沖之后碰撞待測(cè)量的介質(zhì)的表面，部分的脈沖在所述表面處被反射并且沿著探針返回至電子設(shè)備，電子設(shè)備則根據(jù)所傳輸?shù)拿}沖與所接收的脈沖之間的時(shí)差計(jì)算填充水平（在納秒的范圍內(nèi)）。

該傳感器能夠?qū)⑺?jì)算的填充水平作為持續(xù)的模擬信號(hào)或者開關(guān)信號(hào)進(jìn)行輸出。本方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果幾乎不會(huì)受待測(cè)量的介質(zhì)的特性例如密度、導(dǎo)電性、和介電常數(shù)的影響、或者受環(huán)境條件例如壓力和溫度的影響，并且不需要易受干涉的移動(dòng)部件。

TDR傳感器的探針確保信號(hào)未受干擾地到達(dá)填充材料。液體、散裝物料和液體中的分界面使用該測(cè)量方法來測(cè)量。

然而，尤其是出于幾何原因，填充水平測(cè)量?jī)x器的測(cè)量精度在探針端部的朝向填充材料的區(qū)域可能受到損害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提高時(shí)域反射測(cè)量法填充水平測(cè)量?jī)x器的測(cè)量精度。

該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的變型在從屬權(quán)利要求中提供。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，詳細(xì)說明了用于時(shí)域反射測(cè)量法填充水平測(cè)量?jī)x器的同軸探針。該探針包括內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體。此外，終端電阻器設(shè)置在內(nèi)部導(dǎo)體中并且與內(nèi)部導(dǎo)體成一體，并且終端電阻器使內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體相互電連接。

終端電阻器具有例如50Ohm的電阻并且允許以相對(duì)較高的精度測(cè)量達(dá)到探針端部的填充水平，或者甚至完全測(cè)量。

終端電阻器安裝在同軸探針的內(nèi)部導(dǎo)體中并且能夠相對(duì)于測(cè)量環(huán)境完全地密封。

出于此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，同軸探針包括擬用于防止在探針的測(cè)量環(huán)境與終端電阻器之間的流體交換的密封裝置。

密封裝置包括例如主體，終端電阻器嵌入該主體中并且該主體位于內(nèi)部導(dǎo)體的朝向待測(cè)量的填充材料的端部中的凹部中。

此處以及在下文中，內(nèi)部導(dǎo)體的“端部”和同軸探針的“端部”應(yīng)理解為意味內(nèi)部導(dǎo)體的“下”端、或者外部導(dǎo)體的“下”端、或者同軸探針的“下”端。該下端是當(dāng)填充水平測(cè)量?jī)x器安裝在容器中時(shí)指向填充材料或者位于填充材料表面下方的端部。一般說來，探針指向下方并且因此該端部是探針的“下”端。

根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式，密封裝置包括密封環(huán)，該密封環(huán)至少部分地嵌入主體中并且用于在主體與內(nèi)部導(dǎo)體之間進(jìn)行密封。出于此目的，密封裝置的主體包括例如外周凹槽，密封環(huán)（例如呈O形環(huán)形式）能夠被壓入該外周凹槽中。

密封裝置和特別是主體還能夠由可模制的塑料材料組成或者包括可模制的塑料材料。特別地，在密封裝置配合在內(nèi)部導(dǎo)體中之后，終端電阻器能夠通過可模制的塑料材料進(jìn)行封裝。在該情況下，不必設(shè)置附加的密封環(huán)。

該可模制的塑料材料例如是全氟烷氧基聚合物（PFA）。

根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式，同軸探針包括彈簧元件，該彈簧元件設(shè)置在終端電阻器與內(nèi)部導(dǎo)體之間并且將終端電阻器連接至內(nèi)部導(dǎo)體。

該接觸還能夠以另外的方式實(shí)現(xiàn)。例如，線繞電阻器的連接線能夠夾持或者壓在另外的淺孔中。在沒有彈簧元件或者導(dǎo)電粘合劑的情況下，該接觸還可以僅僅借助樹脂或者導(dǎo)電的液體實(shí)現(xiàn)。

彈簧元件在電阻器裝設(shè)之前例如已經(jīng)剛性地配合在終端電阻器上并且之后與電阻器一起插入內(nèi)部導(dǎo)體中直到彈簧元件抵靠?jī)?nèi)部導(dǎo)體并且稍微受到壓縮為止。終端電阻器則固定在內(nèi)部導(dǎo)體中使得終端電阻器不再能夠移動(dòng)并且彈簧元件保持承受壓力。