测量交通工具的罐中的液位的设备和方法，相关设置的罐、交通工具、以及制造方法技术

本发明专利技术涉及测量交通工具的罐中的液位的设备和方法，相关设置的罐、交通工具、以及制造方法。本发明专利技术提出一种用于测量交通工具的罐中的液体的液位的液位测量设备，所述液位测量设备包括：要安装在罐的顶部区域中的多频带波导缝隙天线，该多频带波导缝隙天线具有波导和与波导间隔开地布置的多个缝隙，这些缝隙具有不同的尺寸以使其具有不同的共振频率，以便分别放射出具有不同频率的雷达波；能够与波导联接的雷达发射器，该雷达发射器用于向多频带波导缝隙天线馈送具有不同共振频率的雷达波；用于经由多频带波导缝隙天线来接收被反射的具有不同频率的雷达波的雷达接收器；以及用于借助被反射的雷达波来检测罐中的液体的液位和空间分布的评估单元。间分布的评估单元。间分布的评估单元。

【技术实现步骤摘要】
测量交通工具的罐中的液位的设备和方法，相关设置的罐、交通工具、以及制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于测量交通工具的罐中的液体的液位的液位测量设备。本专利技术还涉及一种用于交通工具的罐以及一种对应地设有罐的交通工具，尤其空中交通工具，例如航空器。本专利技术还涉及一种用于制造液位测量设备的要布置在罐中的元件的制造方法。最后，本专利技术涉及一种用于测量交通工具的罐中的液体的液位的液位测量方法。

技术介绍

[0002]存在用于进行液位测量的不同测量方法和测量设备。参考文献[1]中概述了目前已知并且在市场上可用的方法：
[0003][1]液位测量
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维基百科。从互联网上在以下链接下载：https://de.wikipedia.org/wiki/F
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llstandmessung am 09.07.2021。
[0004]相应地，借助于雷达进行液位测量在原则上是已知的，其中雷达波通过天线被放射到液体上并且根据在液体表面上被反射的雷达波的飞行时间(Laufzeit)来得出填充高度。在文献[2][0005][2]，，Auswahlkriterien f
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r Radarsysteme zur F
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llstandmessung in der Chemischen Industrie“,Michael J.Heim und Andreas Mayr,ATP Automatisierungstechnische Praxis 2/2001,Februar 2001[“化学工业中用于进行液位测量的雷达系统的选择标准”，Michael J.Heim和Andreas Mayr，ATP自动化技术实践，2/2001，2001年2月]中
[0006]汇编了雷达液位测量设备的原则上的元件和其设计标准。
[0007]本专利技术尤其涉及对应以节约CO2的燃料(如尤其氢气)运行的、较环保的现代交通工具(尤其空中交通工具)的罐的液位测量。在空中交通工具中，非常期望的是尽可能准确地确定燃料的填充量。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出的目的在于，提供可以在交通工具、尤其空中交通工具中的罐的情况下以及在新型燃料介质的情况下实现更准确的液位测量的设备和方法。
[0009]为了实现该目的，本专利技术提出根据权利要求1所述的液位测量设备和根据并列权利要求所述的液位测量方法。液位测量设备的天线的有利用途以及制造方法在其他的并列权利要求中给出。
[0010]有利设计方案是从属权利要求的主题。
[0011]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提出一种用于测量交通工具的罐中的液体的液位的液位测量设备，该液位测量设备包括：要安装在罐的顶部区域中的至少一个多波长缝隙天线，该至少一个多波长缝隙天线具有波导和与波导间隔开地布置的多个缝隙，这些缝隙具有不同的尺寸以使其具有不同的共振频率，以便分别放射出具有不同波长的雷达波；
[0012]能够与波导联接的雷达发射器，该雷达发射器用于向多波长缝隙天线馈送具有不同共振频率的雷达波；
[0013]用于经由多波长缝隙天线来接收被反射的具有不同频率的雷达波的雷达接收器；以及用于借助被反射的雷达波来检测罐中的液体的液位和空间分布的评估单元。
[0014]优选的是，波导是具有一系列缝隙的矩形管。
[0015]优选的是，评估单元被设计成用于根据液位和空间分布来确定罐中的液体的量。
[0016]优选的是，至少设置有要在罐的顶部区域中彼此相距一定间距地安装的第一多频带波导缝隙天线和第二多频带波导缝隙天线，这些多频带波导缝隙天线分别具有波导和与波导间隔开地布置的多个缝隙，其中液位测量设备被设计成用于借助由第一多频带波导缝隙天线和第二多频带波导缝隙天线发送和接收的雷达波来检测液体的空间分布。
[0017]优选地，这些多频带波导缝隙天线(它们各自具有波导和在其中在第一方向上以一定间距间隔开地设置的、具有不同尺寸的缝隙)中的多个多频带波导缝隙天线被布置成在第二方向上彼此间隔开。针对每个天线可以各自设置有自身的雷达发射器和自身的雷达接收器，其中借助雷达接收器的信号来进行评估。然而根据所使用的雷达类型还可以实现：将发射器和接收器联接至多个天线并且通过其他方式方法(不同频率、不同发射时间和接收时间等)来指配来自不同天线的信号。
[0018]因此，可以实现测量在多个轴线上的空间分布。
[0019]还可以平行地、彼此相距一定间距地使用这些液位测量设备中的多个液位测量设备，以将测量扩展到两个轴线上。
[0020]这尤其有利于交通工具并且更尤其有利于空中交通工具(如航空器)，因为交通工具可以围绕不同的轴线运动。例如，航空器在飞行期间具有俯仰轴线角度和翻滚轴线角度。此外，动态效果(如加速、制动、振动、沿曲线飞行或行驶等)也可能在较短时间内形成液体的表面的极为不同的轮廓。尽管如此，利用这样的多轴测量系统仍可以实现准确地检测液位和空间分布并且因此还可以实现更准确地实时检测填充量。
[0021]根据另一方面，本专利技术提供一种用于交通工具的罐，该罐包括根据上述设计方案之一所述的液位测量设备，其中多波长缝隙天线布置在罐式容器内部的顶部区域中，并且其中雷达发射器和雷达接收器以及评估单元布置在罐式容器的外部。
[0022]优选的是，罐式容器由金属和/或复合材料形成。
[0023]优选的是，罐是用于液态气体、尤其液态氢气的液态气体罐。
[0024]优选的是，罐是航空器罐。
[0025]根据另一方面，本专利技术提供一种交通工具、尤其是空中交通工具，更尤其是航空器，该交通工具包括根据上述权利要求之一所述的罐。
[0026]根据另一方面，本专利技术提供一种用于制造用于根据上述设计方案之一所述的液位测量设备的多波长缝隙天线的方法，该方法包括：借助于3D
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EM模拟工具来得出缝隙的尺寸，以及设置由金属型材或金属管构成的、具有对应尺寸的缝隙的波导。
[0027]根据再另一方面，本专利技术提供一种用于测量交通工具、尤其空中交通工具中的罐的液位的方法，该方法包括：在罐的顶部区域中设置多波长缝隙天线，其中多波长缝隙天线具有波导和间隔开地布置在波导上的多个缝隙，这些缝隙具有不同的尺寸以使其具有不同的共振频率；
[0028]将具有不同共振频率的雷达波与波导耦合，使得具有不同共振频率的雷达波在不同的缝隙处被放射到所述罐中的液体的表面上；
[0029]借助于多波长缝隙天线来接收被反射的具有不同频率的雷达波；以及借助被反射的雷达波来检测罐中的液体的液位和空间分布。
[0030]优选的是，测量交通工具上的储气罐中的液态气体的液位和空间分布。
[0031]优选的是，测量空中交通工具上的液态氢气容器中的液态氢气的液位和空间分布。
[0032]优选的是，根据液位和空间分布来得出罐中的填充量。
[0033]本专利技术的实施例涉及在LH2罐(液态氢气罐)中用多频带缝隙波导雷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量交通工具(10)的罐(14)中的液体的液位的液位测量设备(18)，所述液位测量设备包括：要安装在所述罐(14)的顶部区域中的至少一个多频带波导缝隙天线(24)，所述至少一个多频带波导缝隙天线具有波导(25)和与所述波导(25)间隔开地布置的多个缝隙(26
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1至26
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5)，所述缝隙具有不同的尺寸以使其具有不同的共振频率(F1～F5)，以便分别放射出具有不同频率(F1～F5)的雷达波(29
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2至29
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5)；能够与所述波导(25)联接的至少一个雷达发射器(30)，所述至少一个雷达发射器用于向所述多频带波导缝隙天线(24)馈送具有不同共振频率(F1～F5)的雷达波；用于经由所述多频带波导缝隙天线(24)来接收被反射的具有不同频率(F1～F5)的雷达波(36
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5)的至少一个雷达接收器(32)；以及用于借助被反射的所述雷达波(36
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5)来检测所述罐(14)中的所述液体的液位和空间分布的评估单元(34)。2.根据权利要求1所述的液位测量设备(18)，其特征在于，所述波导(25)是具有一系列切口以形成所述缝隙(26
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5)的金属矩形管(27)。3.根据权利要求1或2之一所述的液位测量设备(18)，其特征在于，所述评估单元(34)被设计成用于根据所述液位和所述空间分布来确定所述罐(14)中的液体的量。4.根据前述权利要求之一所述的液位测量设备(18)，其特征在于，至少设置有布置在所述罐(14)的顶部区域中的第一多频带波导缝隙天线和第二多频带波导缝隙天线(24，24a)，所述多频带波导缝隙天线分别具有所述波导(25)和与所述波导(25)间隔开地布置的多个缝隙(26
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5)并且是彼此相距一定间距地安装的，其中所述液位测量设备(18)被设计成用于借助由所述第一多频带波导缝隙天线和所述第二多频带波导缝隙天线(24，24a)发送和接收的雷达波(36
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5)来检测所述液体的空间分布。5.一种用于交通工具的罐(14)，所述罐包括根据前述权利要求之一所述的液位测量设备(18)，其中所述至少一个多频带波导缝隙天线(24)布置在罐式容器(22)内部的顶部区域中，并且其中所述雷达发射器(30)和所述雷达接收器(32)以及所述评估单元布置在所述罐式容器(22)的外部并且与所述波导(25)联接。6.根据权利要求5所述的罐(14)，6.1其中所述罐式容器(22)由金属和/或复合材料形成，和/或6.2其中所述罐(14)是用于液态气体、尤其液态氢气的液态气体罐，和/或6.3其中所述罐(14)是航空器罐。7.根据权利要求5或6所述的罐(14)，至少包括根据权利要求1至4之一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：空中客车简化股份公司，
类型：发明
国别省市：