一种雷达物位计系统，用于确定包含在储罐中的产品的填充物位，包括：收发器，用于产生、发送和接收电磁信号；天线，被配置成把发送的电磁信号引向包含在所述储罐中的产品的表面，并且把由发送的电磁信号遇到的阻抗转变部分处的反射所产生的反射电磁信号返回到所述收发器；和空心波导，用于连接所述收发器和所述天线以便在它们之间引导所述电磁信号。密封部件被设置成用于密封所述波导以便防止流体从所述储罐内部进入所述波导；并且所述雷达物位计系统进一步包括处理电路，被连接到所述收发器并且被配置为根据所述反射的电磁信号来确定所述填充物位。所述雷达物位计系统进一步包括泄漏指示部件，该泄漏指示部件以当由所述密封部件处的流体的泄漏所产生的力作用于其上时使所述泄漏指示部件移动的方式可移动地设置在所述空心波导内部；并且以所述泄漏指示部件的移动导致空心波导的至少一个微波传播特性改变的方式来配置所述空心波导。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定包含在储罐中的产品的填充物位的雷达物位计系统(radar level gauge system)，以及在雷达物位计系统中检测流体泄漏的方法。
技术介绍
雷达物位计系统当前正用在用于精确确定填充物位的多种应用领域中。为了通过雷达物位计系统确定产品的填充物位，通常通过天线向产品表面发射和传播电磁信号，在产品表面信号被反射。雷达物位计系统接收反射信号，通过将发射信号与接收信号相比较确定基准位置与产品表面之间的距离。根据这个距离，可以确定填充物位。当前在市场上销售的大多数雷达物位计系统是根据脉冲的发射与它在产品表面上的反射的接收之间的时间差来确定到包含在储罐中的产品的表面的距离的系统，或者根据发射的调频信号与它在表面上的反射之间的相差来确定到表面的距离的系统。后一种类型的系统一般称为FMCW(调频连续波)型。还存在作为上述两种类型的混合体的雷达物位计系统。在许多应用中，尤其是当储罐中的产品是诸如液体或气体的流体时，防止在雷达物位计系统处发生从储罐内部到储罐外部的泄漏是重要的。为此，雷达物位计系统通常配有至少一个处理密封件。在雷达物位计系统的密封件失效的情况下，可能有害的流体将从储罐泄漏到周围大气中。根据用于使与泄漏相关联的产品危险性和/或损失最小化的一种手段，US 2006/0225499公开了一种包含主密封件、次密封件和保险密封件的密封系统。在主密封件和次密封件失效的情况下，使来自储罐内部的气体以提供听得见或有香味的通知的方式通过保险密封件从储罐泄漏出去。尽管这种手段提供了从储罐泄漏的指示，但看起来仍然有改进的空间，尤其是在从远程位置检测泄漏的能力和/或泄漏检测的可靠性方面。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述及其它缺点，本专利技术的一般目的是提供一种改进的雷达物位计系统。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于确定包含在储罐中的产品的填充物位的雷达物位计系统，所述雷达物位计系统包含收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；天线，设置成将发射的电磁信号引向包含在储罐中的产品的表面，并且使在发射的电磁信号遇到的阻抗转变部分处的反射引起的反射电磁信号返回到所述收发器；空心波导，与所述收发器和所述天线连接以便在其间引导电磁信号；密封部件，设置成密封所述波导以防止流体从储罐内部流入所述波导中；以及处理电路，与所述收发器连接并配置成根据反射的电磁信号确定填充物位，其中，所述雷达物位计系统进一步包含泄漏指示部件，以所述密封部件处流体的泄漏引起的力作用在其上时使所述泄漏指示部件移动的方式可移动地设置在所述空心波导的内部；并且以所述泄漏指示部件的移动使所述空心波导的至少一种微波传播特性发生变化的方式配置所述空心波导。所述储罐可以是能够容纳产品的任何容器或器皿，可以是金属的，或部分或全部非金属的，开口的，半开口的，或封闭的。在本申请的上下文中，术语“空心波导”应该理解为包含被导电外壳围住的电介质的波导。在这样的波导中，电磁波通过与导电外壳相互作用而被包含在其中。取决于空心波导的期望传播特性，导电外壳可以是连续导电表面，或可以或多或少带些孔隙。而且，空心波导可以具有诸如圆形或长方形的各种横截面，并且在其不同区段上可以具有不同横截此外，被导电外壳围住的电介质可以是任何适当电介质。为了允许泄漏指示部件移动，包含在根据本专利技术各种实施例的雷达物位计系统中的空心波导至少在泄漏指示部件附近可以有利地包含像空气那样的可变形或易于移动/漂移的电介质。应该注意到，所述收发器可以直接通过所述空心波导与所述天线连接，或经由设置在所述收发器与所述空心波导之间的电缆或其它连接部件与所述天线连接。“流体”是受到任何力而改变其形状并且往往流动或与容纳它的任何腔体的轮廓一致的物质。因此，术语“流体”包括例如气体和液体。在本申请的上下文中，“微波传播特性”应该理解成包括通过空心波导的微波的任何传播特性。这样的微波传播特性可以包括，例如，波导支持的模式的截止频率、波导的反射和传输特性等。而且，应该注意到，所述处理电路可以作为分立的物理部件、单个部件内的分立硬件块、或由一个或多个微处理器执行的软件的任何一种而被提供。本专利技术基于这样的认识，S卩，可以通过将空心波导中泄漏处理流体的存在转换成空心波导的至少一种微波传播特性的可检测变化来实现改进的泄漏检测。本专利技术人进一步认识到，可以通过以泄漏指示部件的移动引起空心波导的至少一种微波传播特性的变化的方式将泄漏指示部件设置在空心波导的内部，来将泄漏处理流体的存在转换成至少一种微波传播特性的变化。微波传播特性的变化可以通过包含在雷达物位计系统中的处理电路来检测，它可以提供指示发生泄漏的信号，从而使泄漏能够得到迅速和/或远程检测。据此，能够采取可以有效地使泄漏否则可能引起的产品的任何损害和/或损失最小化的行动。另外，由于不需要附加检测器或其它感测装备来检测泄漏，所以根据本专利技术的雷达物位计系统提供的泄漏检测能力在成本上是划算的。为了能够可靠检测泄漏，所述空心波导可以配置成在所述泄漏指示部件移动之后增强发射电磁信号在空心波导中的反射。这种增强的反射可以例如通过改变空心波导的截止频率来实现。所述泄漏指示部件可以有利地包含可移动地设置在所述空心波导中以便至少暂时密封所述空心波导的塞子(plug)。因此，所述塞子起“次密封件”的作用，使得在密封部件-“主密封件”失效的情况下，在所述空心波导中建立压力。当压力足够高时，作用在所述塞子上的力将使所述塞子相对于所述空心波导移动，导致微波传播特性的期望变化。所述塞子的密封功能可以以各种方式实现，例如，利用诸如一个或几个0形环、C 形环等的弹性部件将所述塞子设置在压配合装置中。而且，所述塞子可以设置成当受到密封部件处的流体泄漏引起的力时，沿着所述空心波导的导波方向移动。在管状空心波导的情况下，这意味着所述塞子可以设置成沿着所述空心波导的轴向移动。据此，可以相对容易和方便地实现所述空心波导的微波传播特性的可检测变化。为了提供当不存在泄漏时的高传输率和当由于密封部件处的泄漏使所述泄漏指示部件移动时微波传播特性的可检测变化的期望组合，所述空心波导可以局部适用于补偿所述泄漏指示部件对所述空心波导的微波传播特性的影响。当以塞子的形式提供所述泄漏指示部件时，所述空心波导因此可以包含设置所述塞子的具有(导电外壳的)缩小的内部横截面的部分。为了便于生产所述空心波导，这个具有缩小的内部横截面的部分可以有利地通过设置在所述空心波导中的至少部分导电的套筒部件来限定。根据一个实施例，所述塞子可以至少部分地由介电材料制成，所述介电材料具有与所述空心波导内的相邻介电材料的介电常数不同的介电常数。应该注意到，在所述空心波导内的相邻介电材料是空气的情况下，任何介电塞子都具有比空气的介电常数高的介电常数。通过将至少部分介电的塞子放置在所述空心波导的具有局部缩小横截面的部分中，可以补偿所述塞子的较高介电常数，以便所述塞子对于所述波导引导的电磁信号来说实际上是不可见的。当所述介电塞子离开所述空心波导的具有局部缩小横截面的该部分时，可以实现所述空心波导的微波传播特性的显著变化，这就允许方便和可靠地检测泄漏。根据另一个实施例，所述雷达物位计系统可以包含设置在所述空心波导中的至少部分介电的间隔部件，该塞子可以是导电的；并且可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种雷达物位计系统，用于确定包含在储罐中的产品的填充物位，所述雷达物位计系统包括：收发器，用于产生、发送和接收电磁信号；天线，被设置成把发送的电磁信号引向包含在所述储罐中的产品的表面，并且把由发送的电磁信号所遇到的阻抗转变部分处的反射所产生的反射电磁信号返回到所述收发器；空心波导，用于连接所述收发器和所述天线以便在它们之间引导所述电磁信号；密封部件，被设置成密封所述波导以便防止流体从所述储罐内部进入所述波导；和处理电路，被连接到所述收发器并且被配置为根据所述反射的电磁信号来确定所述填充物位，其中：所述雷达物位计系统进一步包括泄漏指示部件，该泄漏指示部件以下述方式可移动地设置在所述空心波导内部，即，当由所述密封部件处的流体泄漏所产生的力作用于该泄漏指示部件上时使该泄漏指示部件移动；并且以下述方式来配置所述空心波导，即，所述泄漏指示部件的移动导致空心波导的至少一个微波传播特性改变。
【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：CJ·罗斯，
申请(专利权)人：罗斯蒙特雷达液位股份公司，
类型：发明
国别省市：SE
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