本發明專利技術提供一種物位計。所述物位計用于檢測與至罐中容納物的表面的距離有關的處理變量，其包括在功能上獨立的包含收發器電路和處理電路的第一電路裝置和第二電路裝置。所述物位計還包括：連接至這些電路裝置的傳輸線探頭，其中，所述傳輸線探頭延伸至罐中的容納物內，并且被配置成允許第一傳輸模式和第二傳輸模式的傳播；以及饋送裝置，其被連接為以在第一傳播模式和第二傳播模式將電磁信號耦合至探頭內。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種雷達物位計，該雷達物位計使用通過導波探頭引導至罐中的電磁波來確定至該罐中的物品表面的距離。
技術介紹
用于測量諸如液體或如同顆粒那樣的固體的填充材料的物位的雷達物位計(RLG)逐漸成為罐、容器等的物位測量的重要方法。先前已知多種不同類型的RLG系統。本申請人的專利US7106247公開了這類系統的例子。由于安全限制、環境定律和需求等，經常需要對容器內的介質的表面物位進行多 次測量，其中，這些測量彼此完全分開并且在功能上彼此獨立。例如，在用于罐車的負載容器的雷達物位測量系統中，需要在功能上獨立干物位測量系統的至少ー個警報功能(例如，溢出警報)。這里，功能獨立性表示一個系統的故障不會導致其它系統不運作。這種獨立性可以通過確保不存在公共電路和布線來實現，即確保不同的測量系統之間必須不存在任何電接觸。實現此的ー個方式是僅安裝至少兩個完全獨立的物位計。然而，為了節約成本，(按照技術要求和規章要求)可以允許共用通常不可能故障的固定機械結構。先前已知幾種這類提供兩個以上功能上獨立的通道的雷達物位測量系統。例如，轉讓至同一受讓人的專利US 6，414，625公開了用于測量包含ー個以上的雷達通道的容器內填充材料的表面物位的設備和方法。使用同一物理天線但電獨立的獨立雷達物位計已發現了低成本的冗余使用。用以將ー個以上的傳感器連接至一個天線的方法是實現例如具有物位傳感器和獨立溢出警報等的系統的非常符合成本效益的方式，并且在用戶和權カ機構之間已被廣泛接受。然而，在一些應用中，使用天線來提供自由傳播信號的雷達物位計不適當，并且使用波導結構來引導這些波。基于傳播機制，現有技術已知三種不同類型的波導結構。第一類型的波導為中空型(例如，適當橫截面的管)，并且在波導的橫截面為波長的一半以上的意義上為“厚”，這很可能因電介質填充而減少。這種波導中的電磁場通常具有沿著傳播方向的至少ー個場分量。當用于雷達物位應用時，這種類型的波導被稱為“蒸餾管(still pipe)”，并且必須進行鑿孔以使得內部物位與外部相同。第二類型的波導結構是具有兩個以上的導體(conductor)的傳輸線路，諸如雙線或同軸線。傳輸線波導的直徑比所傳輸的波的直徑小得多，并且ー個典型特征是電磁場為橫向或TEM型(橫向電磁場)。對于使用(波長為300mm以上的)IGHz以下的信號的實際物位測量應用，通常使用直徑為3 20mm的輸送線。過小的直徑將增加電阻損耗并且可能導致材料堵塞和機械強度的問題。最后，第三類型的波導結構是表面波導(SWG)，諸如具有或不具有介電涂層的單線傳輸線或管。與波長(4 8mm是IGHz以下使用的公共SWG直徑)相比較，表面波導可以非常薄，但這些表面波導沿著傳播方向還具有場并且在SWG外部也具有場。與傳輸線探頭相對比，由于布線外側存在場，因此需要更多的自由空間。在單金屬連線的情況下，諸如不銹鋼的不良電導體是適當的。單連線(single wire)探頭非常實用，并且針對物位測量的使用是魯棒性好。因而，第二類型和第三類型的波導結構的直徑都比所傳輸的波的波長小得多。在雷達物位測量應用中，這類波導通常被稱為“探頭”，并且檢測原理有時被稱為導波雷達(GffR)。最常見的類型使用無載波的短脈沖(約Ins)，并且占據大致0. I IGHz的頻率范圍。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供ー種使用傳輸線探頭的多通道物位計。由以下的物位計來實現本專利技術的該目的和其它目的該物位計用于檢測與至罐中的容納物的表面的距離有關的處理變量，所述物位計包括第一電路裝置和第二電路裝 置，其中，所述第一電路裝置包括用于生成、發送和接收第一電磁信號的第一收發器電路，以及連接至所述第一收發器電路的第一處理電路，所述第一處理電路用于確定第一處理變量，所述第二電路裝置包括用于生成、發送和接收第二電磁信號的第二收發器電路，以及連接至所述第二收發器電路的第二處理電路，所述第二處理電路用于確定第二處理變量，其中，所述第一電路裝置和所述第二電路裝置在功能上獨立。所述物位計還包括連接至所述第一電路裝置和所述第二電路裝置的一個傳輸線探頭，所述傳輸線探頭延伸至所述罐中的容納物內，并被配置為將所述第一電磁信號和所述第二電磁信號引導朝向所述容納物并使所述第一電磁信號和所述第二電磁信號進入所述容納物中，并且將所反射的信號引導回至第一電路裝置和第二電路裝置，其中，所述傳輸線探頭被配置為允許第一傳輸模式和第ニ傳輸模式的傳播，以及饋送裝置，其被連接為接收所述第一電磁信號并以第一傳播模式將所述第一電磁信號耦合至所述傳輸線探頭內，并且被連接為接收所述第二電磁信號并以第二傳播模式將所述第二電磁信號耦合至所述傳輸線探頭內。本專利技術基于以下的實現在大多情況下，傳輸線探頭可被設計成允許兩個以上的傳輸模式，并且可以通過功能上獨立的通道來使用這些模式。根據該設計，兩個電路裝置經由饋送裝置連接至一個傳輸線探頭，確保信號以不同的傳播模式耦合至探頭。這使得這些電路裝置能夠在與不同的電路裝置相關聯的信號之間進行區分，由此有效地提供兩個測量通道。使用不同的模式在通道之間提供了隔離，從而確保這些通道之間的泄漏少或無泄漏。結果，無需將第一電磁信號和第二電磁信號彼此區分開。事實上，根據優選實施例，第一電子單元和第二電子單元被設計成傳輸相同的電磁信號，即頻率和振幅行為相同的信號。因此，電路裝置可能在功能上相同，并且最優選地，多個樣本來自同一制造エ藝。這使得系統可以高效地進行制造。兩個基本上相同的単元僅連接至饋送裝置，饋送裝置連接至傳輸線探頭。探頭可以是雙線探頭，并且在這種情況下，饋送裝置可被配置為將第一信號作為TEM模式在這些線之間進行饋送，并且利用這些線中的至少ー個將第二信號作為SWG模式來饋送。優選地，TEM模式信號相對于SWG模式信號成反相。可選地，探頭可以是具有中央引線和鑿孔的護罩的同軸線，鑿孔的護罩允許信號在其外表面上傳播。在這種情況下，饋送裝置可被配置為沿著中央引線傳輸第一信號(TEM模式)，并且沿著護罩的外表面傳輸第二信號(SWG模式)。可以采用許多其它類型的傳輸線，并且通過使用三個(或更多個)導體，可以創建TEM類型的兩種(或，比導體的數量少ー個)獨立的傳播模式。附圖說明將參考示出本專利技術的當前優選實施例的附圖來更詳細地說明本專利技術。圖I示意性示出配備有根據本專利技術實施例的導波雷達物位計的罐。圖2更詳細地示意性示出圖I的物位計。圖3a和3b示意性示出連接至雙線探頭的圖2的饋送裝置的兩個示例。圖4示出根據本專利技術實施例的同軸線探頭的連接。 圖4a示出圖4中同軸線的間隔元件。圖5示出根據至本專利技術實施例的三連線探頭的連接。圖5a示出圖5的探頭的間隔元件。具體實施例方式在本詳細說明中，參考使用脈沖信號的雷達物位計系統以及通過測量發射脈沖和反射脈沖之間的時間的填充物位確定來主要論述根據本專利技術的雷達物位計系統的各種實施例。然而，對于本領域的技術人員顯而易見，本專利技術的教導等同地適用于利用用于通過例如頻率調制連續波(FMWC)測量來確定填充物位的相位信息的雷達物位計系統。當使用載波調制的脈沖時，還可以利用相位信息。圖I示意性示出根據本專利技術實施例的雷達物位計系統1，其中，雷達物位計系統I包括至少兩個測量電子單元2a、2b，這兩個測量電子單元2a、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種物位計(1)，用于檢測與至罐(5)中的容納物的表面的距離有關的處理變量，所述物位計包括：第一電路裝置(2a)，其包括：用于生成、發送和接收第一電磁信號的第一收發器電路，以及連接至所述第一收發器電路的第一處理電路，所述第一處理電路用于確定第一處理變量，第二電路裝置(2b)，其包括：用于生成、發送和接收第二電磁信號的第二收發器電路，以及連接至所述第二收發器電路的第二處理電路，所述第二處理電路用于確定第二處理變量，所述第一電路裝置和所述第二電路裝置在功能上獨立，連接至所述第一電路裝置和所述第二電路裝置的一個傳輸線探頭(3)，所述傳輸線探頭延伸至所述罐的容納物中，并且被配置為將所述第一電磁信號和所述第二電磁信號朝向所述容納物引導并使所述第一電磁信號和所述第二電磁信號進入所述容納物中，并且將所反射的信號引導回至第一電路裝置和第二電路裝置，其中，所述傳輸線探頭被配置為允許第一傳輸模式和第二傳輸模式的傳播，饋送裝置(4)，其被連接為接收所述第一電磁信號并以第一傳播模式將所述第一電磁信號耦合至所述傳輸線探頭內，并且被連接為接收所述第二電磁信號并以第二傳播模式將所述第二電磁信號耦合至所述傳輸線探頭內。...
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：奧洛夫·愛德華松，
申請(專利權)人：羅斯蒙特儲罐雷達股份公司，
類型：發明
國別省市：
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