填充料位测量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种模块化雷达料位测量设备(1)，其能够被制造成紧凑的。为此目的，根据本发明专利技术的雷达料位测量设备的高频模块(11，12，120)在设备壳体(131)内借助于弹簧元件(130，133)被偏置，使得高频模块(11，12，120)的波导区段(120)以对应的力压靠天线装置(10)的对应的高频连接件(100)。从而确保了高频模块(11，12，120)借助于波导区段(100，120)与天线装置(10)的无间隙且因此低干扰的连接。这简化了料位测量设备(1)的模块化设计。在这种情况下，特别是在高频模块(11，12，120)朝向天线装置(10)容纳到设备壳体(13)的测量设备颈部(131)中的情况下，料位测量设备(1)能够被涉及成非常紧凑的。凑的。凑的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】填充料位测量设备


[0001]本专利技术涉及一种紧凑的模块化料位测量设备。

技术介绍

[0002]在过程自动化中，对应的现场设备用于捕获相关的过程参数。为了获取相应的过程参数，因此在对应的现场设备中实现合适的测量原理，以便获取例如填充料位、流量、压力、温度、pH值、氧化还原电位或电导率作为过程参数。Endress+Hauser公司制造和销售多种这样的现场设备。
[0003]为了测量容器中的填充材料的填充料位，已经建立了非接触式测量方法，因为它们稳固并且需要最少的维护。无接触测量方法的另一个优点在于能够准连续地测量填充料位的能力。因此，基于雷达的测量方法主要用于连续填充料位测量领域(在本专利申请的上下文中，术语“雷达”是指频率在0.03GHz和300GHz之间的信号或电磁波)。一种已建立的测量方法是FMCW(“调频连续波”)。例如，在公开的专利申请DE 10 2013 108 490 A1中描述了基于FMCW的填充料位测量方法。
[0004]原则上，基于雷达的料位测量设备的天线装置将被附接成与容器内部直接接触，因为在天线装置和填充材料之间不存在雷达信号不可渗透的屏障。相比之下，料位测量设备的电子模块——诸如用于高频信号生成的雷达专用高频模块——以及用于数据处理和数据传输的其它单元在容器外部容纳在单独的设备壳体中。这是因为主要出于防爆目的而通常需要有源模块——即，通电模块——和无源天线装置之间的空间分离。为此，设备壳体包括测量设备颈部(neck)，天线装置经由该测量设备颈部机械连接到设备壳体。在这种情况下，朝向天线装置的对应的防爆屏障被布置在测量设备颈部中。除了防爆要求之外或作为防爆要求的替代，测量设备颈部可能必须满足进一步的保护功能。取决于应用，高温、高压或危险气体在容器内部占主导地位。因此，取决于应用，测量设备颈部必须起到压力密封、温度屏障和/或介质密封的作用。
[0005]为了使设备壳体和位于其中的(接口)模块不仅能够用在料位测量设备中，而且还可以作为用于其它现场设备类型的平台，并且为了使设备壳体能够被设计为总体上更加紧凑，专用于基于雷达的料位测量设备的高频模块能够被容纳在测量设备颈部中。然而，由于特殊的隔热和防爆要求，测量设备颈部的空间条件极其有限。为此，很难将雷达专用高频模块容纳在测量设备颈部。特别是在模块化设计的情况下，高频模块到天线装置的连接也是具有挑战性的，因为连接必须被设计成可释放的，并且对应的波导区段之间的任何插头连接增加了高频干扰的风险。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种紧凑的模块化料位测量设备。
[0007]本专利技术借助于一种基于雷达的料位测量设备来实现该目的，该基于雷达的料位测量设备用于确定容器中的填充料位，并且包括以下组件：
[0008]‑
天线装置，其能够经由高频连接件控制，并且借助于该天线装置，雷达信号能够在每种情况下朝向填充材料被发送，并且借助于该天线装置，在雷达信号在填充材料表面上反射之后，能够在每种情况下接收对应的接收信号，
[0009]‑
高频模块，其包括：
[0010]o发射/接收单元，其被设计成根据定义的测量原理生成雷达信号，并且在雷达信号在填充材料表面上反射之后，根据实现的测量原理基于对应的接收信号来确定填充料位，还包括：
[0011]o电子封装，在该电子封装中布置有发射/接收单元，使得发射/接收单元和第二波导区段能够为了防爆的目的借助于灌封直到馈通部而被封闭在电子封装内，并且包括：
[0012]o第二波导区段，为了传输雷达信号，该第二波导区段被连接到发射/接收单元，使得第二波导段被引导出电子封装，
[0013]‑
设备壳体，其邻近天线装置并且高频模块被布置在设备壳体中，或者高频模块被布置在设备壳体的测量设备颈部中，以及
[0014]‑
弹簧元件，该弹簧元件将高频模块或电子封装偏置抵靠设备壳体或测量设备颈部，使得被引导出的第二波导区段在公共波导轴线的方向上以对应的力压靠在高频连接件上。
[0015]根据本专利技术的弹簧元件确保了高频模块经由波导区段或对应的高频连接件与天线装置的无间隙并且因此低干扰的连接，其结果是简化了料位测量设备的模块化设计。在这种情况下，特别是在高频连接件和波导区段被设计为中空导体的情况下，通过挤压降低了HF干扰敏感性。在这种情况下，如果为了使天线装置电解耦而在高频连接件和波导区段之间布置双向形状配合的电隔离件，则也能够应用根据本专利技术的挤压波导区段的原理。
[0016]特别是在设备壳体包括测量设备颈部作为朝向天线装置的热解耦的情况下，根据本专利技术的电子模块的挤压具有有利的效果。在这种情况下，要连接到天线装置的高频模块能够在根据本专利技术的偏置下布置在测量设备颈部中。一方面，这节省了实际设备壳体中的空间。另一方面，这种设计使天线装置和高频模块之间的高频路径的长度最小化，从而进一步降低了填充料位测量范围内的HF干扰敏感性。
[0017]在本专利技术的意义上，高频模块或其波导区段是在压力下还是在张力下被弹簧元件压靠在高频连接件上并没有被固定规定。因此，弹簧元件可以设计为压力弹簧和拉伸弹簧。如果弹簧元件被设计为压力弹簧，则压力弹簧将被布置在电子封装的与波导区段相对的外侧上，以用于偏置设备壳体内或测量设备颈部内的高频模块。如果弹簧元件被设计为拉伸弹簧，则拉伸弹簧将被布置在电子封装的面向波导区段的外侧上，以用于偏置设备壳体内或测量设备颈部内的高频模块。取决于设计，弹簧元件因此能够被设计为例如一个或多个波形弹簧、螺旋弹簧或碟形弹簧。
[0018]为了使高频模块在制造期间能够简单且安全地插入到设备壳体或测量设备颈部中，可以设计具有至少一个这样的引导元件的料位测量设备，使得高频模块在设备壳体内或测量设备颈部内沿着高频连接件或波导区段的公共波导轴线被引导。这确保了波导区段在安装期间以精确配合与高频连接件对接。
[0019]在本专利技术的范围内，术语“单元”或“模块”原则上被理解为意指适当设计用于预期目的——例如为了高频生成或作为接口——的任何电子电路。取决于需要，对应的单元因
此可以是用于生成或处理对应的模拟信号的模拟电路。然而，该单元也可以是数字电路(诸如FPGA)，或者与程序交互的存储介质。在这种情况下，程序被设计成执行对应的方法步骤或应用相应单元的必要计算操作。在这种情况下，在本专利技术的意义上，测量设备的各种电子单元或模块也能够潜在地访问公共的物理存储器或借助于相同的物理数字电路来操作。具体地，用于经由波导控制天线装置的发射/接收单元能够是基于例如FMCW方法或脉冲传输时间方法。
附图说明
[0020]参考以下附图更详细地解释本专利技术。在附图中：
[0021]图1示出了容器上的基于雷达的料位测量设备，
[0022]图2示出了根据本专利技术的料位测量设备的横截面图，以及
[0023]图3示出了在波导区段的区域中的料位测量设备的详细视图。
具体实施方式
[0024]为了基本理解基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定填充材料(2)的填充料位(L)的基于雷达的料位测量设备，包括以下部件：
‑
天线装置(10)，所述天线装置能够经由高频连接件(100)控制，并且o借助于所述天线装置(10)，雷达信号(S
HF
)能够在每种情况下朝向所述填充材料(2)被发送，以及o借助于所述天线装置(10)，在所述雷达信号(S
HF
)在填充材料表面上反射之后，接收信号(R
HF
)能够在每种情况下被接收，
‑
高频模块(11，12，120)，所述高频模块包括：o发射/接收单元(11)，所述发射/接收单元被设计成生成所述雷达信号(S
HF
)，并且在所述雷达信号(S
HF
)在填充材料表面上反射之后，基于对应的接收信号(R
HF
)来确定所述填充料位(L)，包括：o电子封装(12)，在所述电子封装中布置有所述发射/接收单元(11)，并且包括：o第二波导区段(120)，为了传输雷达信号(S
HF
，R
HF
)，所述第二波导区段(120)被连接到所述发射/接收单元(11)，使得所述第二波导区段(120)被引导出所述电子封装(12)，
‑
设备壳体(13)，所述设备壳体被连接到所述天线装置(10)，并且所述高频模块(11，12，120)被布置在所述设备壳体(13)中，以及
‑
弹簧元件(130，133)，所述高频模块(11，12，120)借助于所述弹簧元件(130，133)抵靠所述设备壳体(13)被偏置，使得所述波导区段(120)在公共波导轴线(a)的方向上以对应的力压靠在所述高频连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪尔克，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：