当处理隔离部需要高的温度耐受性时，料位测量技术的领域中已知的、用于天线的处理隔离部会导致在邻近区域中劣化的高频特性或者不希望的多次反射。根据本发明专利技术的实施例提供了一种用于料位雷达的具有处理隔离部的平面天线，该平面天线具有耐高温的片状处理隔离部，其设置在平面辐射元件与天线外部区域之间。由此可以提高测量灵敏度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及料位测量。本专利技术尤其是涉及一种用于料位雷达的具有处 理隔离部(Prozesstrennung)的平面天线、 一种具有平面天线的料位雷达 以及一种将这种平面天线用于料位测量的应用。
技术介绍
在料位测量技术中有许多应用，其中存在高温或者高压。过程温度例 如可以达到400°C。压力可以达到160巴或者更高的值。为了能够在这些应用中借助雷达传感器来测量料位，处理端子(即天 线)必须构建为使得其经受住这样的温度或压力而不受损。对此通常使用 如陶瓷、玻璃或者不锈钢的材料。在已知的传感器中用作天线填充物或者密封物的塑料首先不能耐受 高温。这些塑料材料例如是聚四氟乙烯(PTFE)或者聚醚醚酮(PEEK)。如果要用陶瓷或者玻璃替代这些塑料，则由于陶瓷和玻璃的高的介电 常数Sr,在雷达传感器的较高的发射频率的情况下不能容易地达到目的。一方面，尺寸变得非常小，而另一方面由于周围的空气和Sr大的差而 使高频特性劣化。这在6GHz附近的频率的情况下已导致问题，并且特别是在邻近区域 中，传感器的灵敏度会极大地降低。在图1中示出了这种传感器。处理隔离部的另一种可能性在于将陶瓷片用作波导中的窗。在此，厚 度为发射频率的半波长(或者半波长的整数倍)的片用作波导中的"窗"。这在图2中示出。然而，由于片的高Sr, >11射强烈到使得在此由于在邻近 区域中的多次反射而也会强烈地降低灵敏度。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种具有改进的处理隔离部的平面天线。根据本专利技术的一个实施例，提出了一种用于测量料位的料位雷达的、 具有处理隔离部的平面天线，其中该平面天线具有平面的辐射元件，用于 朝着天线的外部区域辐射电磁发射信号，以及具有片状的处理隔离部，用 于使天线的外部区域与天线的内部区域隔离，其中片状的处理隔离部设置 在平面的辐射元件与外部区域之间。平面的辐射元件于是位于片状的处理隔离部的(内侧)背面，并且因 此将发射信号通过处理隔离部辐射进天线的外部区域中。因为辐射元件由 此位于通过处理隔离部对外密封的天线的内部，所以形成了天线的高化学 耐受性以及改进的高频特性。根据本专利技术的另一实施例，处理隔离部实施为陶瓷片或者玻璃片。陶瓷和玻璃都耐受提高的温度和压力，而不会受损。平面的辐射元件例如可以以结构化的金属化物的形式在片状的处理 隔离部的背面实施。根据本专利技术的另一实施例，平面天线还包括金属壁，作为平面辐射元 件的接地面，其中金属壁与平面的辐射元件间隔地设置。根据本专利技术的另 一实施例，在金属壁与处理隔离部之间存在气体或者 真空。通过在金属壁与处理隔离部之间的中间区域中使用具有低介电常数 的介质(或者通过使用真空)，天线的带宽得到最大值。根据本专利技术的另一实施例，处理隔离部具有如下厚度该厚度对应于 电磁发射信号的半波长的整数倍。由此，可以降低发射信号的由于处理隔离部而引起的损耗或者干扰。根据本专利技术的另 一实施例，平面天线还包括在天线的内部区域中环绕 的边缘，用于支持处理隔离部反抗来自外部的压力。例如，天线具有壳体和多个密封环，这些密封环在环绕的边缘、处理隔离部和壳体之间提供密封。以这样的方式提供了能够简单制造但仍非常强健的天线装置，该天线 装置即使在高压力差时也保证了处理隔离。根据本专利技术的另一实施例，密封环实施为石墨环。石墨尤其是良好地 适于对处理隔离部的密封，因为石墨环由于其可压缩性而几乎完全填满了 要密封的部分之间的间隙，并且此外也能导电并且由此也能够保证电连 接。在常用的由弹性体构成的密封环的情况下，形成了以介电方式填充的 空间，该空间会妨碍高频的传播。此外，石墨极其耐高温和耐多种化学物 质。根据本专利技术的另一实施例，密封环分别具有如下宽度该宽度对应于 电磁发射信号的半波长。这导致在由石墨环和壳体的朝着处理隔离部的面形成的、长度为A72 (即半波长)的"短截线(Stichleitung)"的端部上的短路反映为侧壁上的 近似短路，并且因此至外壁中的穿入好像不存在。根据本专利技术的另 一实施例，在天线的内部区域中的环绕的边缘实施为 金属环，其中处理隔离部被熔融、烧结或者收缩到金属环中。根据本专利技术的另 一实施例，在片状的处理隔离部上设置有锥体状的突 出部，以4更有利于液体的滴落。通过这样的方式，可以减低处理隔离部的外部区域的沾污。根据本专利技术的另 一实施例，平面天线还包括至微波模块的高频端子， 其中高频端子实施为同轴输入端。例如，同轴端子可以包括玻璃熔融物，该玻璃熔融物是在易爆区域中 的可靠的区域隔离。根据本专利技术的另一实施例，高频端子实施为带有波导的耦合器。 因此，通过带有波导的耦合器可以激励各个辐射元件。根据本专利技术的另一实施例，设置有至少一个另外的平面辐射元件，该 辐射元件与第 一辐射元件一 同构成贴片天线。于是在此涉及两个或者整数多个的平面辐射元件，这些平面辐射元件 设置在处理隔离部的背面并且共同产生发射信号。所有已知的形状，如矩形、三角形或者圓形都适于作为辐射元件。根据本专利技术的另 一实施例，平面天线包括天线喇叭(Antennenhorn )， 该天线喇p八设置在平面天线的外部区域中，其中平面辐射元件彼此电连 接，使得它们形成阵列。根据本专利技术的另一实施例，平面天线还包括波导，该波导设置在平面 天线的外部区域中，其中平面辐射元件和波导一起作用，使得在平面天线 工作时将电磁的发射信号耦合输入到波导中。随后在波导上例如又可以连接天线。根据本专利技术的另一实施例，给出了一种用于确定罐中的料位的料位雷 达，该料位雷达包括如上面所描述的平面天线。此外，给出了将上面所描述的平面天线用于料位测量的应用。由从属权利要求中得到本专利技术的另外的实施例和优点。附图说明以下参照附图来描述本专利技术的优选的实施例。图1示出了具有由介电体构成的匹配锥体的喇叭天线的示意图。图2示出了具有由介电体构成的窗的喇叭天线的示意图。图3示出了才艮据本专利技术的一个实施例的平面天线的示意图。图4示出了才艮据本专利技术的另一实施例的平面天线的示意图。图5示出了才艮据本专利技术的另一实施例的平面天线的示意图。图6示出了才艮据本专利技术的另一实施例的平面天线的辐射元件阵列的 示意图。图7示出了才艮据本专利技术的一个实施例的具有天线喇叭的平面天线。图8示出了根据本专利技术的一个实施例的具有波导的平面天线。图9示出了根据本专利技术的一个实施例的料位雷达的示意图。图10示出了根据本专利技术的另 一实施例的具有锥体状的凹进部分1001 的平面天线的示意图。附图中的图示是示意性的而非合乎比例的。具体实施例方式在以下的附图描述中，对于相同或者相似的元件使用了相同的参考数字。图1示出了具有由介电体构成的匹配锥体102的喇叭天线101的示意 图。电磁发射信号在此通过波导103和匹配锥体102导入喇叭天线101中， 并且随后朝着填料辐射。如果由介电体构成的匹配锥体102要实施为针对 高温和高压的处理隔离部，则其必须具有相应的耐高温性和抗压性。该匹 配锥体因此不能由塑料来实施，塑料在提高的温度的情况下会熔化。然而， 如果由耐高温的材料如陶瓷或者玻璃来实施匹配锥体102，则由于陶资或 者玻璃材料的高的介电常数而会在信号传输中出现问题。由此会使高频特 性劣化。此外，尺寸必须选择得相应小。图2示出了具有作为处理隔离部的、由介电体构成的窗201和波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量料位的料位雷达的、具有处理隔离部的平面天线，所述平面天线（３００）包括： 平面辐射元件（３０１），用于朝着天线（３００）的外部区域（３０３）辐射电磁发射信号； 片状处理隔离部（３０２），用于使天线的外部区域（３０３） 与天线（３００）的内部区域（３０４）隔离； 其中片状处理隔离部（３０２）设置在平面辐射元件（３０１）与外部区域（３０３）之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔舒尔特海斯，于尔根莫策，约瑟夫费伦巴赫，
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]
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