电子装置和天线装在一个盒子中的高度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种非接触式测量容器（７）中装料装填高度的雷达装填高度测量装置（１）。本发明专利技术的雷达装填高度测量装置包括：电子装置（４），用于产生发射信号和测定装料的反射返回信号；天线装置（６ａ；６ｂ），连接于电子装置（４），适合于沿装料方向辐射由电子装置（４）产生的发射信号，适合于接收从装料表面反射的反射信号，还适合于将这些信号输送到电子装置（４）；盒子（２，３，１６），该盒子形成空腔（１１），该空腔至少对于容器（７）中的气氛是气密的，电子装置（４）和天线装置（６ａ；６ｂ）装在该内腔中。采用这种结构可以以技术上简单的方式和成本低的方式防止天线装置（６ａ；６ｂ）和电子装置（４）暴露于腐蚀性的外界环境和防止受到化学腐蚀或机械磨损。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种雷达装料高度测量装置，该装置利用微波非接触式测量容器等中的装料高度。这种雷达装料高度测量装置主要用于装料高度的连续测量以及用于容器中例如仓库中任何要求种类装料料位的极限高度测量。然而上述这种装料高度测量装置也可以用于测量例如河道中流体介质的液位高度。在这种情况下，该装置配置在水道的上面和桥的下面，或者以任何其它方式配置。在本专利技术的情况下，术语“容器”应该也包括这种环境状态。装料可以是固体或者是液体形状，或者可以是固体或液体的混合物。采用雷达信号即微波信号，特别是很短的微波脉冲来测定装料高度。简言之，本专利技术按以下方式工作在电子装置中产生信号(很短的微波脉冲或者频率调制的微波信号)，然后该信号用天线装置发送到要测量的装料表面。然后该信号在装料表面上反射，并由天线装置接收。由此可以根据信号的时间迟延测定装料的高度。
技术介绍
雷达装填高度测量装置通常形成为可以装在一个容器内，或者装在容器上面，使得天线本身穿过容器盖上的开口。装有电子装置的盒子原则上配置在容器的外面。为了固定雷达装填高度测量装置，主要采用法兰和螺纹固定装置。该法兰固定装置的特征在于，雷达装填高度测量装置具有有孔的板状法兰连接部分，该连接部分穿过中心通孔，将雷达装填高度测量的电子装置连接于发射和接收天线。这里所说的电子装置是指装填高度测量装置的一部分，这一部分至少产生从天线装置向装填材料发射的信号。该法兰固定装置可以放在容器出口的相应容器法兰的顶部上，并用螺钉拧在上面。在用螺纹固定装置时，雷达装填高度测量装置通常在其四周形成螺纹(外螺纹)，然后将该螺纹拧入到具有内螺纹的容器开口上。两种固定方法具有某些共同特征。用法兰固定装置和用螺纹固定装置时，电子装置和天线装置均位于容器壁的两个不同相对侧面上。在两种固定方式中，盒子仅用于安装电子装置，而分开的天线装置总是连接于此盒子。在天线单元和盒子之间的连接部分通常至少形成一个连接缝，该缝必须用适当的密封装置密封。因为这种连接缝或密封缝位于容器内，所以它暴露在容器的气氛中，因此必须相应设计成能够防腐蚀，以便确保容器的气密性。另外，采用这种现有的固定装置，所有的天线装置都具有一个容易受到粘污的问题。这种粘污是由容器中装的装填材料引起的，因为这些装填材料总是装在容器内部。事实上，这种雷达装填高度测量装置总是用在化学腐蚀性的环境中，或者用在食品工业中。因此为了保护天线装置不受到粘污，并尽可能防止化学腐蚀或者机械磨损，众所周知，在现有技术中，用一层固体介电材料(例如PP、PVDF、PTFE)层将天线包起来，或者用这样一种材料仅将喇叭形天线部件的漏斗部分填满。这种雷达装填高度测量装置已经由例如VEGA Grieshaber KG公司制造，并在市场上出售，其商品名称为“Vegapuls41”或者“Vegapuls43”。专利技术概要按照本专利技术的一个方面，用于非接触式测量容器中装填材料装填高度的创新性雷达装填高度测量装置的例示性实施例包括电子装置和天线单元。该电子装置用于发生发射信号和处理信号，以及按照情况用于测定从装填材料的材料表面反射的返回信号。该天线单元连接于电子装置，并适合于发射电子装置产生的发射信号，并接收从装填材料表面反射的返回信号，并将这些信号传到电子装置。本专利技术的雷达装填高度测量装置的这一例示性实施例还包括完全密封电子装置和天线装置二者的一个盒子。该盒子至少由两个盒子部分组成，这些盒子部分彼此连接形成一个空腔，该空腔对于容器中的气氛至少是气密的，而电子装置和天线装置均装在该空腔内。换言之，本专利技术例示性实施例中的雷达装填高度测量装置首先包括一个安装电子装置和天线单元二者的单一盒子。在本专利技术的另一例示性实施例中，盒子的盒子部分具有开口，通过该开口可以插入和安装电子装置和天线装置二者。在工作时，该开口密封地连接于另一用作盖子的盒子部分，或者连接于具有第二开口的另一盒子部分。例如采用将两个盒子部分不可拆地焊接在一起或粘接在一起便可确保盒子对周围气氛和/或容器的内部进行气密密封。利用上述不可拆开的连接方法，基本上可以不用其它的任何密封部件。在本专利技术的另一例示性实施例中，盒子部分可以用螺纹连接装置或者用螺钉连接起来。利用各个盒子部分的气密连接，可以形成单一的安装电子装置和天线装置二者的盒子内部。将电子装置和天线装置热者装在这种单一的整体内部便不需要在各个分开的盒子内部空腔之间连接价钱高的电缆和通过电缆的开口。采用本专利技术的雷达装填测量装置便不需要这种结构。这种结构由于密封问题在过去一直是缺点。因此由盒子形成的雷达装填高度测量装置的内部可以完全与周围大气分开。在雷达装填高度测量装置的内部和周围大气之间的唯一连接是向雷达装料高度测量装置输送电源的和进行信号交换所必须的电源线。另外，雷达装填高度测量装置的内部完全与包围该装置的气氛分开，在本专利技术的一个例示性实施例中，外界气氛绝不能进入该内部。在本专利技术的另一例示性实施例中，雷达装填高度测量装置还具有从外面操作的插销，电源线可以插入到该插销中，因而可以代替上面的电源连接线。因此，本专利技术的雷达装料高度测量装置提供了这样的优点，即天线装置和电子装置均配置在由盒子形成的单一内部空间中，从而可以由盒子气密地包围，由此可以在腐蚀性环境状况下防止这些装置不受到化学腐蚀和/或机械磨损。另外，可以确保能将小型的雷达装填高度测量装置简单地安装在容器的任何需要位置上，或者装在其它测量装置上。在本专利技术的另一例示性实施例中，该盒子包括尽可能少地单独部件，从而可以尽量减少在各个盒子部分连接处的缝隙。在另一例示性实施例中，雷达装填高度测量装置的盒子本身是一种整体的塑料构件，这种构件可以通过在组装电子装置和天线装置之后将各个盒子部分焊接或者粘接在一起而达到这种整体结构。雷达装填高度测量装置例如在与辐射方向相反的侧面上具有适当固定装置。在本专利技术的另一例示性实施例中，该雷达装填高度测量装置具有喇叭形的天线。该喇叭形天线可以被充填或者不被充填。作为充填材料可以采用例如介电材料如PP、PVDF或者PTFE。该雷达装填高度测量装置在与辐射方向相反的侧面上具有适当的固定装置。按照上述实施例，雷达装填高度测量装置利用该固定装置整体地固定在容器盖上。为此，不需要在容器盖上打孔。在不需要这种孔或者不可能打这种孔的应用中，这是特别有利的。例如在水箱结实的钢筋水泥外壳上形成这种安装雷达装填高度测量装置的孔是很不利的，或者是不可能的。在这种情况下，架空安装这种新颖雷达装填高度测量装置是特别有利的，因为可以采用周知的销钉和上述固定装置将该装置固定在容器顶部的内部。本实施例的特别有利之处在于，各种有关的容器不一定要进行特别的加工来安装雷达装填高度测量装置。因此容器不一定像先前的情况那样要具有出口或者是螺纹。除采用销钉进行安装外，雷达装填高度测量装置当然也可以用任何其它合适的装置例如粘接剂固定在容器壁上。按照本专利技术的另一例示性实施例，雷达装填高度测量装置具有块状天线，该块状天线包括要求的电子装置(RF)组件以及数字电路和电源装置。雷达装填高度测量装置的其余构件，如果没有其它情况，与上述实施例相同。本例示性实施例特别有利之处在于，由于采用具有块状天线的雷达装填高度测量装置，所以该雷达装填高度测量装置可以做得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于非接触式测量容器（７）中装填材料装填高度的雷达装填高度测量装置（１），包括：　电子装置（４），用于产生发射信号和处理从装填料表面反射的返回信号；天线装置（６ａ；６ｂ），连接于电子装置（４），适合于沿装填材料的方向发射 由电子装置（４）产生的发射信号和适合于接收从装填材料反射的反射信号，并适合于使这些信号传送到电子装置（４）；盒子（２，３），具有内腔（１１），该内腔至少对容器（７）中的气氛是气密的，在该内腔（１１）中装有电子装置（４）和天线装置（６ ａ；６ｂ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟弗费伦巴赫，于尔根莫茨尔，丹尼尔舒尔特海斯，卡尔格里斯鲍姆，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]