[發(fā)明專利]罐布置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710093072.9
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN108225483B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧洛夫·愛德華松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅斯蒙特儲(chǔ)罐雷達(dá)股份公司
• 主分類號(hào): G01F23/284
• 分類號(hào): 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: 王萍;李春暉

一種罐布置，其包括安裝在罐中的導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)，并且具有延伸穿過通道的單導(dǎo)線傳輸線探頭，所述通道穿過罐中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。沿著單導(dǎo)線傳輸線探頭的延伸穿過通道的部分，所述布置包括適于減小沿單導(dǎo)線傳輸線探頭傳播的電磁信號(hào)的傳播場(chǎng)的傳播場(chǎng)限制結(jié)構(gòu)。利用該設(shè)計(jì)，傳播場(chǎng)的徑向延伸可以局部地減小，使得允許信號(hào)功率的足夠部分通過通道。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的罐布置。

背景技術(shù)

雷達(dá)物位計(jì)系統(tǒng)廣泛用于測(cè)量容納在罐中的產(chǎn)品的過程變量，例如填充物位、溫度、壓力等。雷達(dá)物位測(cè)量通常借助于非接觸測(cè)量(由此電磁信號(hào)朝向容納在罐中的產(chǎn)品輻射)或者借助于接觸測(cè)量(通常被稱為導(dǎo)波雷達(dá)(guided wave radar，GWR)，由此電磁信號(hào)沿傳輸線探頭被引導(dǎo)朝向產(chǎn)品并進(jìn)入產(chǎn)品中)來(lái)執(zhí)行。傳輸線探頭通常從罐的頂部至底部豎直地布置。電磁信號(hào)隨后在產(chǎn)品的表面處被反射，并且反射的信號(hào)由包括在雷達(dá)物位計(jì)系統(tǒng)中的接收器或收發(fā)器接收。基于傳送的信號(hào)和反射的信號(hào)，可以確定至產(chǎn)品表面的距離。

雷達(dá)物位計(jì)(radar level gauge，RLG)——特別是非接觸RLG——的性能可能受到罐中的導(dǎo)電元件或結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響，可能干擾物位檢測(cè)，使其不可靠?？梢酝ㄟ^提供延伸到罐中的某種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來(lái)減少或避免這樣的干擾，從而確保發(fā)送的信號(hào)和反射的信號(hào)具有受限制的傳播模式。因?yàn)樾盘?hào)被或多或少地限制到探頭，所以導(dǎo)波RLG通常較少受到來(lái)自罐中的結(jié)構(gòu)的干擾的影響。然而，在單導(dǎo)線傳輸線探頭(即，具有僅一個(gè)單導(dǎo)體的傳輸線探頭)的情況下，信號(hào)的傳播場(chǎng)將在圍繞探頭的某一半徑內(nèi)具有徑向延伸。

在一些應(yīng)用中，罐可以設(shè)置有在探頭需要通過的RLG的操作范圍內(nèi)具有窄通道(例如，具有1m或更小的直徑)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如，中間板)。這樣的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例是中間板，以在不使用中間板時(shí)提供對(duì)罐的手動(dòng)接近。另一個(gè)示例是為罐提供機(jī)械強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。如果該通道比傳播場(chǎng)的徑向延伸更窄，則信號(hào)的功率將減小。約5％的功率損耗通常足以顯著降低GWR的性能。

通常，當(dāng)罐呈現(xiàn)比單導(dǎo)線傳輸探頭的傳播場(chǎng)更窄的通道時(shí)，探頭被涂覆有例如PTFE以顯著減少傳播場(chǎng)的徑向延伸。然而，該解決方案的缺點(diǎn)是較昂貴的探頭以及電阻損耗的增加，電阻損耗的增加導(dǎo)致來(lái)自表面的回波較弱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于通過罐中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的通道的單導(dǎo)線傳輸線探頭的改進(jìn)的解決方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過一種罐布置來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的，所述罐布置包括：罐，其具有罐頂部和由導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包圍的通道，通道位于罐頂部下方的位置處并且具有比所述位置處的罐橫截面小的通道橫截面；以及導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)，其安裝在罐中用于確定容納在罐中的產(chǎn)品的填充物位。導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)包括：收發(fā)器電路，其用于生成和傳送操作頻率范圍內(nèi)的電磁傳送信號(hào)以及接收電磁返回信號(hào)；單導(dǎo)線傳輸線探頭，其連接至收發(fā)器電路并且通過罐入口延伸到罐中，并且被配置成將來(lái)自收發(fā)器電路的電磁傳送信號(hào)引導(dǎo)至產(chǎn)品的表面并且返回由于電磁傳送信號(hào)被表面反射而產(chǎn)生的電磁返回信號(hào)；處理電路，其連接至收發(fā)器并且被配置成基于電磁傳送信號(hào)與電磁返回信號(hào)之間的關(guān)系來(lái)確定填充物位。單導(dǎo)線傳輸線探頭包括：連接至罐入口并且從罐入口延伸一段距離至位于通道上方的點(diǎn)的第一部分；完全位于通道下方的第二部分；以及將第一部分和第二部分彼此連接并且延伸穿過通道的第三部分，其中，沿第一部分和第二部分傳播的操作頻率范圍內(nèi)的電磁信號(hào)的傳播場(chǎng)具有第一徑向延伸。該布置還包括沿單導(dǎo)線傳輸線探頭的第三部分布置的傳播場(chǎng)限制結(jié)構(gòu)，所述傳播場(chǎng)限制結(jié)構(gòu)適于使沿單導(dǎo)線傳輸線探頭的第三部分傳播的操作頻率范圍內(nèi)的電磁信號(hào)的傳播場(chǎng)具有第二徑向延伸，其中，第二徑向延伸小于第一徑向延伸。