一种料位测量装置，其用于通过微波传播时间测量方法确定和监控位于容器的工艺空间中的介质料位，其中该装置包括测量发射器和天线单元，其至少由中空导体和辐射元件构成，其中为了工艺隔离，将微波传输型工艺隔离元件插入所述测量发射器和接触所述工艺空间的喇叭形辐射元件之间的中空导体中。根据本发明专利技术，所述工艺隔离元件具体化为中空主体和尖头中空主体区域，中空主体具有至少一个匹配所述中空导体的形状的管状中空主体区域，尖头中空主体区域在辐射元件的方向与所述中空主体区域相邻、并且具有基于所述微波信号的反射或缺少反射而选择的壁厚。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种料位测量装置，其用于通过微波传播时间测量方法确定和监控位于容器的工艺空间(process space)中的介质料位。该装置包括测量发射器和天线单元，其至少由中空导体和辐射元件构成，其中为了工艺隔离，将微波传输型工艺隔离元件插入测量发射器和接触该工艺空间的喇叭形辐射元件之间的中空导体中。受让人在工业自动化和过程控制
中工作并且制造工业测量装置，也称为现场装置。其销售这些现场装置，例如用于容器中的介质料位确定的装置。这些装置包括以商标Micropilot、Levelflex和Deltapilot出售的装置等等。
技术介绍
在大量用于确定容器中料位的测量方法中，一种已知的测量方法是传播时间测量方法。在该测量方法的情况下，例如通过天线设备传输微波，并且检测在介质表面上反射的回波，其中测量信号的传播时间是所传播距离的度量。因此，能够通过一半传播时间确定容器中介质的料位。在该情况下，回波曲线代表根据时间的信号的总行程，其中回波曲线的每个测量值都对应于在位于特定距离的表面上反射的回波信号的振幅。传播时间测量方法本质上分为两种确定方法在时间差方法的情况下，确定宽带信号脉冲对所传播的路径需要的时间。在频率差方法(FMCff——调频连续波)的情况下，将所传输的、调频、高频信号与经反射的、接收的、调频的、高频信号比较。在下文中，无意限制使用哪种具体方法。在特定的工艺应用情况下，测量装置或它们的传感器元件暴露于极端条件，诸如高温、高压和/或化学腐蚀性物质。特别地，微波料位测量装置具有温度和/或压力敏感组件，诸如测量装置电子器件和微波的传输和/或接收元件。此外，微波料位测量装置的天线的辐射特性被介质积聚改变。为了保护测量发射器中的测量电子器件和微波信号耦合结构不受高温、高压和腐蚀性化学物质影响，以及为了保持天线的辐射特性恒定，传感器元件的敏感元件、各个天线被以工艺隔离元件密闭地密封在工艺侧上。此外，通过将密闭地密封的工艺隔离元件结合到喇叭形天线的中空导体中，确保了最大可能的安全性，因为，由于第二“安全元件”，所以在需要进行料位测量装置的维护或维修时，具有诸如内耦合单元/激励器元件或测量装置电子器件的模块测量主动部分与诸如天线的测量被动部分的隔离的工艺仍保持密封。在W02003/046491A1中描述一种用于料位测量的天线，通过至少部分填充电介质材料或盘形或垫圈形电介质元件保护该天线不受腐蚀性化学介质和高温的影响。US5, 115，218B2公开了一种微波传输型工艺隔离元件，其圆锥构成使用布鲁斯特角，布鲁斯特角为通过电介质的辐射能量的完全传输的角度。在W02000/29819A1中示出一种用于旁路管的微波工艺隔离窗，其具有圆锥构成并且通过O形环密闭地密封在容器上的工艺连接喷嘴和装置连接喷嘴之间。在DE 10 2007 026 389 Al中提出一种高温工艺隔离体，其具有衰减或缓冲元件，其通过降低响声(ringing)改善邻近天线的测量。现有技术中所示工艺隔离元件情况下的缺点在于，工艺隔离元件的合成材料和密封弹性体在>200° C的温度范围中不耐用，并且随着温度升高，其非常快地老化，结果是产生渗漏问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是向料位测量装置提供一种反射不良和谐振自由的工艺分离元件，其中工艺分离元件具有高的温度和化学稳定性，并且尤其成本有效和易于制造。该目的通过权利要求1的主题实现。本专利技术的实施例的进一步发展分别包含在从属权利要求2-11的特征中。通过微波传播时间测量方法的用于确定和监控位于容器的工艺空间中的介质料位的本专利技术的料位测量装置包括测量发射器和天线单元，天线单元至少由中空导体和辐射元件构成，其中为了工艺隔离，将微波传输型工艺隔离元件插入测量发射器和接触该工艺空间的喇叭形辐射元件之间的中空导体中。根据本专利技术，工艺隔离元件具体化为电介质中空主体和连接尖头中空主体区域，中空主体具有至少一个匹配中空导体的形状的管状中空主体区域，连接尖头中空主体区域沿辐射元件的方向与管状中空主体区域相邻、并且具有基于微波信号的反射或缺少反射而选择的壁厚。在第一实施例中，工艺隔离元件，尤其是在尖头中空主体区域中选择的壁厚稳定地处于所传输的微波信号波长的约一半，或者处于其整数倍。在第二实施例中，工艺隔离元件，尤其是在尖头中空主体区域中选择的壁厚处于一至五毫米的范围内。在第一或第二实施例中，工艺隔离元件的管状中空主体区域具体化为圆柱体，并且工艺隔离元件的尖头中空主体区域具有朝向工艺空间的圆锥形式。在第一或第二实施例中，工艺隔离元件的管状中空主体区域具体化为矩形柱体，并且工艺隔离元件的尖头中空主体区域具有朝向工艺空间的楔形或金字塔形形式。在有利的实施例中，在工艺隔离元件的管状中空主体区域中的直到尖头中空主体区域处，存在与金属中空导体电连接的金属管，或者存在与金属中空导体电连接的工艺隔离元件的管状中空主体区域的内壁的金属涂层。在尤其有利的实施例中，尖头中空主体区域具有确定的锐角，其中一半该锐角对应于九十度或者直角减去落在尖头中空主体区域的面积上的微波信号的布鲁斯特角。在补充实施例中，工艺隔离元件具有朝向中空导体、在管状中空主体区域上的轴环区域，因此通过螺丝拧紧和/或焊接的喷嘴元件实现了至中空导体的工艺隔离元件的轴环区域的密封夹紧的固定。在另外的实施例中，工艺隔离元件，通过至少一个密封件，尤其是O形环密封件、石墨压缩轴封件或将中空导体密闭地密封的陶瓷-金属焊接的连接，得以密封。为了抑制在电介质主体中可能发生的高频谐振，并且改善天线单元的辐射特性，在中空导体与工艺隔离元件的接头中出现高频衰减材料，尤其是碳化硅垫圈的减震器元件。在实现本专利技术目的的实施例中，工艺隔离元件包括陶瓷材料、合成材料、电介质复合材料，诸如纤维加强的合成材料、陶瓷填充的合成材料或玻璃。由于其耐高压性，所以对技术应用优化的陶瓷材料尤其适合本类型的构造。附图说明结合其中出现本专利技术实施例的优选示例的附图，通过下文说明将明白本专利技术的主题的进一步细节、特征和优点。为了更好地总览和为了简化，附图中所示的对应于其构造和/或功能的实施例的示例的组件或组件组合具有相同参考标记。附图如下所示图1示出具有本专利技术的喇叭形天线和工艺隔离元件的工艺测量技术的料位测量装置的示意性截面图，图2示出本专利技术的工艺隔离元件的实施例的示例的截面图，图3示出用于图2的工艺测量技术的料位测量装置的本专利技术的工艺隔离元件的放大示意图，图4示出本专利技术的工艺隔离元件的三维截面图，以及图5示出本专利技术的工艺隔离元件的透视图。具体实施例方式图1示出根据用于确定介质19的料位F的传播时间测量方法工作的料位测量装置I。如图所示，料位测量装置I安装在容器17的喷嘴上。所示的料位测量装置I由将微波自由地辐射到工艺空间中的辐射元件5，尤其是喇叭形天线和测量发射器21组成。测量发射器21包括至少一个发射/接收单元，其产生传输信号S并且接收微波信号2的反射信号R ;控制/评估单元，其用于微波信号2的信号处理和料位测量装置I的控制；以及，通信单元，其控制通过总线系统的通信以及料位测量装置I的能量供应。在实施例的该示例中，例如，辐射元件5具体化为喇叭形天线。然而，辐射元件5能够为任何已知的天线，诸如棒状天线或平面天线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.13 DE 102010031276.21.一种料位测量装置，其用于通过微波传播时间测量方法确定和监控位于容器的工艺空间中的介质料位，该装置包括测量发射器和天线单元，所述天线单元至少由中空导体和辐射元件构成，其中为了工艺隔离，将微波传输型工艺隔离元件插入所述测量发射器和接触所述工艺空间的喇叭形辐射元件之间的所述中空导体中， 其特征在于 所述工艺隔离元件(6)具体化为中空主体(7)、以及尖头中空主体区域(9)，该中空主体(7)具有至少一个与所述中空导体(4)的形状匹配的管状中空主体区域(8)，所述尖头中空主体区域(9)沿所述辐射元件(5)的方向与所述管状中空主体区域(8)相邻、并且具有基于所述微波信号(2)的反射或缺少反射而选择的壁厚(d)。2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于 所述工艺隔离元件(6)，尤其是在所述尖头中空主体区域(9)中选择的壁厚(d)稳定地处于所传输的微波信号(2)的波长的约一半(X/2)，或者处于其整数倍。3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于 所述工艺隔离元件(6)，尤其是在所述尖头中空主体区域(9)中选择的壁厚(d)处于一至五毫米的范围内。4.根据权利要求1、2或3的至少一项所述的装置， 其特征在于 所述工艺隔离元件(6)的管状中空主体区域(8)具体化为圆柱体，并且所述工艺隔离元件(6)的尖头中空主体区域(9)具有朝向所述工艺空间的圆锥形式。5.根据权利要求1、2或3的至少一项所述的装置， 其特征在于 所述工艺隔离元件(6)的管状中空主体区域(8)具体化为矩...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈琪，埃里克·贝格曼，克劳斯·法伊斯特，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：
国别省市：
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