本发明专利技术提供一种物位计。所述物位计用于检测与至罐中容纳物的表面的距离有关的处理变量，其包括在功能上独立的包含收发器电路和处理电路的第一电路装置和第二电路装置。所述物位计还包括：连接至这些电路装置的传输线探头，其中，所述传输线探头延伸至罐中的容纳物内，并且被配置成允许第一传输模式和第二传输模式的传播；以及馈送装置，其被连接为以在第一传播模式和第二传播模式将电磁信号耦合至探头内。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种雷达物位计，该雷达物位计使用通过导波探头引导至罐中的电磁波来确定至该罐中的物品表面的距离。
技术介绍
用于测量诸如液体或如同颗粒那样的固体的填充材料的物位的雷达物位计(RLG)逐渐成为罐、容器等的物位测量的重要方法。先前已知多种不同类型的RLG系统。本申请人的专利US7106247公开了这类系统的例子。由于安全限制、环境定律和需求等，经常需要对容器内的介质的表面物位进行多 次測量，其中，这些测量彼此完全分开并且在功能上彼此独立。例如，在用于罐车的负载容器的雷达物位測量系统中，需要在功能上独立干物位測量系统的至少ー个警报功能(例如，溢出警报)。这里，功能独立性表示一个系统的故障不会导致其它系统不运作。这种独立性可以通过确保不存在公共电路和布线来实现，即确保不同的測量系统之间必须不存在任何电接触。实现此的ー个方式是仅安装至少两个完全独立的物位计。然而，为了节约成本，(按照技术要求和规章要求)可以允许共用通常不可能故障的固定机械结构。先前已知几种这类提供两个以上功能上独立的通道的雷达物位測量系统。例如，转让至同一受让人的专利US 6，414，625公开了用于测量包含ー个以上的雷达通道的容器内填充材料的表面物位的设备和方法。使用同一物理天线但电独立的独立雷达物位计已发现了低成本的冗余使用。用以将ー个以上的传感器连接至一个天线的方法是实现例如具有物位传感器和独立溢出警报等的系统的非常符合成本效益的方式，并且在用户和权カ机构之间已被广泛接受。然而，在一些应用中，使用天线来提供自由传播信号的雷达物位计不适当，并且使用波导结构来引导这些波。基于传播机制，现有技术已知三种不同类型的波导结构。第一类型的波导为中空型(例如，适当横截面的管)，并且在波导的横截面为波长的一半以上的意义上为“厚”，这很可能因电介质填充而減少。这种波导中的电磁场通常具有沿着传播方向的至少ー个场分量。当用于雷达物位应用时，这种类型的波导被称为“蒸馏管(still pipe)”，并且必须进行凿孔以使得内部物位与外部相同。第二类型的波导结构是具有两个以上的导体(conductor)的传输线路，诸如双线或同轴线。传输线波导的直径比所传输的波的直径小得多，并且ー个典型特征是电磁场为横向或TEM型(横向电磁场)。对于使用(波长为300mm以上的)IGHz以下的信号的实际物位测量应用，通常使用直径为3 20mm的输送线。过小的直径将增加电阻损耗并且可能导致材料堵塞和机械强度的问题。最后，第三类型的波导结构是表面波导(SWG)，诸如具有或不具有介电涂层的单线传输线或管。与波长(4 8mm是IGHz以下使用的公共SWG直径)相比较，表面波导可以非常薄，但这些表面波导沿着传播方向还具有场并且在SWG外部也具有场。与传输线探头相对比，由于布线外侧存在场，因此需要更多的自由空间。在单金属连线的情况下，诸如不锈钢的不良电导体是适当的。单连线(single wire)探头非常实用，并且针对物位测量的使用是鲁棒性好。因而，第二类型和第三类型的波导结构的直径都比所传输的波的波长小得多。在雷达物位测量应用中，这类波导通常被称为“探头”，并且检测原理有时被称为导波雷达(GffR)。最常见的类型使用无载波的短脉冲(约Ins)，并且占据大致0. I IGHz的频率范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种使用传输线探头的多通道物位计。由以下的物位计来实现本专利技术的该目的和其它目的该物位计用于检测与至罐中的容纳物的表面的距离有关的处理变量，所述物位计包括第一电路装置和第二电路装 置，其中，所述第一电路装置包括用于生成、发送和接收第一电磁信号的第一收发器电路，以及连接至所述第一收发器电路的第一处理电路，所述第一处理电路用于确定第一处理变量，所述第二电路装置包括用于生成、发送和接收第二电磁信号的第二收发器电路，以及连接至所述第二收发器电路的第二处理电路，所述第二处理电路用于确定第二处理变量，其中，所述第一电路装置和所述第二电路装置在功能上独立。所述物位计还包括连接至所述第一电路装置和所述第二电路装置的一个传输线探头，所述传输线探头延伸至所述罐中的容纳物内，并被配置为将所述第一电磁信号和所述第二电磁信号引导朝向所述容纳物并使所述第一电磁信号和所述第二电磁信号进入所述容纳物中，并且将所反射的信号引导回至第一电路装置和第二电路装置，其中，所述传输线探头被配置为允许第一传输模式和第ニ传输模式的传播，以及馈送装置，其被连接为接收所述第一电磁信号并以第一传播模式将所述第一电磁信号耦合至所述传输线探头内，并且被连接为接收所述第二电磁信号并以第二传播模式将所述第二电磁信号耦合至所述传输线探头内。本专利技术基于以下的实现在大多情况下，传输线探头可被设计成允许两个以上的传输模式，并且可以通过功能上独立的通道来使用这些模式。根据该设计，两个电路装置经由馈送装置连接至一个传输线探头，确保信号以不同的传播模式耦合至探头。这使得这些电路装置能够在与不同的电路装置相关联的信号之间进行区分，由此有效地提供两个测量通道。使用不同的模式在通道之间提供了隔离，从而确保这些通道之间的泄漏少或无泄漏。結果，无需将第一电磁信号和第二电磁信号彼此区分开。事实上，根据优选实施例，第一电子单元和第二电子单元被设计成传输相同的电磁信号，即频率和振幅行为相同的信号。因此，电路装置可能在功能上相同，并且最优选地，多个样本来自同一制造エ艺。这使得系统可以高效地进行制造。两个基本上相同的単元仅连接至馈送装置，馈送装置连接至传输线探头。探头可以是双线探头，并且在这种情况下，馈送装置可被配置为将第一信号作为TEM模式在这些线之间进行馈送，并且利用这些线中的至少ー个将第二信号作为SWG模式来馈送。优选地，TEM模式信号相对于SWG模式信号成反相。可选地，探头可以是具有中央引线和凿孔的护罩的同轴线，凿孔的护罩允许信号在其外表面上传播。在这种情况下，馈送装置可被配置为沿着中央引线传输第一信号(TEM模式)，并且沿着护罩的外表面传输第二信号(SWG模式)。可以采用许多其它类型的传输线，并且通过使用三个(或更多个)导体，可以创建TEM类型的两种(或，比导体的数量少ー个)独立的传播模式。附图说明将參考示出本专利技术的当前优选实施例的附图来更详细地说明本专利技术。图I示意性示出配备有根据本专利技术实施例的导波雷达物位计的罐。图2更详细地示意性示出图I的物位计。图3a和3b示意性示出连接至双线探头的图2的馈送装置的两个示例。图4示出根据本专利技术实施例的同轴线探头的连接。 图4a示出图4中同轴线的间隔元件。图5示出根据至本专利技术实施例的三连线探头的连接。图5a示出图5的探头的间隔元件。具体实施例方式在本详细说明中，參考使用脉冲信号的雷达物位计系统以及通过测量发射脉冲和反射脉冲之间的时间的填充物位确定来主要论述根据本专利技术的雷达物位计系统的各种实施例。然而，对于本领域的技术人员显而易见，本专利技术的教导等同地适用于利用用于通过例如频率调制连续波(FMWC)測量来确定填充物位的相位信息的雷达物位计系统。当使用载波调制的脉冲时，还可以利用相位信息。图I示意性示出根据本专利技术实施例的雷达物位计系统1，其中，雷达物位计系统I包括至少两个測量电子单元2a、2b，这两个測量电子单元2a、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物位计(1)，用于检测与至罐(5)中的容纳物的表面的距离有关的处理变量，所述物位计包括：第一电路装置(2a)，其包括：用于生成、发送和接收第一电磁信号的第一收发器电路，以及连接至所述第一收发器电路的第一处理电路，所述第一处理电路用于确定第一处理变量，第二电路装置(2b)，其包括：用于生成、发送和接收第二电磁信号的第二收发器电路，以及连接至所述第二收发器电路的第二处理电路，所述第二处理电路用于确定第二处理变量，所述第一电路装置和所述第二电路装置在功能上独立，连接至所述第一电路装置和所述第二电路装置的一个传输线探头(3)，所述传输线探头延伸至所述罐的容纳物中，并且被配置为将所述第一电磁信号和所述第二电磁信号朝向所述容纳物引导并使所述第一电磁信号和所述第二电磁信号进入所述容纳物中，并且将所反射的信号引导回至第一电路装置和第二电路装置，其中，所述传输线探头被配置为允许第一传输模式和第二传输模式的传播，馈送装置(4)，其被连接为接收所述第一电磁信号并以第一传播模式将所述第一电磁信号耦合至所述传输线探头内，并且被连接为接收所述第二电磁信号并以第二传播模式将所述第二电磁信号耦合至所述传输线探头内。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥洛夫·爱德华松，
申请(专利权)人：罗斯蒙特储罐雷达股份公司，
类型：发明
国别省市：
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