按照雷达原理工作的料位测量系统技术方案

按照雷达原理工作的料位测量系统。描述和示出了按照雷达原理工作的用于测量位于容器中的介质的料位的料位测量系统，其中设置用于发送电磁信号的信号发送设备，其中设置生成电磁信号的电子设备，并且其中设置压力密封的和/或扩散密封的隔离元件。本发明专利技术所基于的任务在于，说明一种允许使用较高频信号的料位测量系统。在所讨论的料位测量系统中，通过将电子设备构成为多件式的来解决该任务。一个部件构成为信号生成部件。信号生成部件和电子设备的另一部件构成为空间上互相分开的独立单元。通信设备布置在信号生成部件和所述另一部件之间，并且压力密封的和/或扩散密封的隔离元件布置在所述另一部件和信号发送设备之间。

【技术实现步骤摘要】
按照雷达原理工作的料位测量系统
本专利技术涉及一种按照雷达原理工作的、用于测量位于容器中的介质的料位（Füllstand）的料位测量系统。在此，在料位测量系统中设置用于发送电磁信号的信号发送设备、生成要由信号发送设备发送的至少一个电磁信号的电子设备、以及压力密封的和/或扩散密封的隔离元件。
技术介绍
这样的料位测量系统常常也称作为贮罐水平探测雷达（TLPR）系统，并用于测量诸如贮罐或料仓的容器中的料位。在这种雷达测量设备中应用了利用物理规则的运行时间方法，即所发送的电磁信号的运行路段等于运行时间和传播速度的乘积。在测量容器中的介质（例如液体或散料）的料位的情况下，运行路段相当于在辐射和重新接收电磁信号的天线和介质表面之间的双倍距离。根据所谓的回波函数或数字化的包络线来确定有用回波信号（也就是在介质表面上所反射的信号）和该有用回波信号的运行时间。包络线代表了作为“天线-介质表面”间距的函数的回波信号的振幅。可以从在天线到容器底面的已知距离和介质表面到天线的由测量所确定的距离之间的差值中计算出料位。例如将其天线空腔至少部分地用介电插入物充填的天线（参阅例如DE102008020036A1）用于大多是微波辐射的电磁信号的发送和接收。按照要测量其料位的介质的种类而定，或者按照环境条件的种类而定，料位测量设备有时受到了极端的负荷（例如高温或高压）。此外可能需要将在容器和测量设备之间的接口由于防爆而必须构造成压力密封的和扩散密封的。因此在现有技术中，至少例如生成要发送的信号或分析检测到的信号的电子设备被从实际过程中取消。测量设备的一部分、尤其是天线保留在容器内。于是，由电子设备所生成的发送信号大多经过作为信号引导体的波导被传输给天线。为了也达到在容器的内部空间和外部空间之间的所需的隔离，例如将气密密封的隔离元件引入到波导中（参阅例如DE202009009102U1）。种隔离元件例如可以通过使用金属玻璃（Metaglas）来生成。这在此涉及被压力密封和扩散密封地引入到金属凸缘中的玻璃片。隔离元件在此大多位于波导的内部，并且在这里满足了至少两个任务：一方面因此生成了容器的压力密封和扩散密封的封闭，另一方面得出了在容器之内和之外的防爆区之间的区域隔离。类似的情况适用于以“时域反射计（TimeDomainReflectometry,TDR）”已知的线路连接的料位测量系统。尤其是在雷达信号的（例如大于60GHz的）较高频率下，在波导中不利的是，由于要经过波导传输的信号的小的波长，应将所使用的波导的直径构造得小。但是，（特别是直径、间隙尺寸、或波导过渡的）机械公差由此强烈地起作用，以至于尤其是通过采用金属玻璃和随之而来的结构上的过渡的解决方案强化地导致差的信号质量。此外在高频下由于制造原因不能像例如在低频的雷达系统中常见的那样实现椎体结构，所述椎体结构构成了对于高频信号的阻抗匹配。在波导长度对于运行时间的、与频率有关的影响方面存在附加的问题，这导致信号的分散。如果使用了（大于2GHz的）高的带宽，该问题尤其重要。最后在高频信号的情况下已证明为几乎不可能的是，以芯片之外的线路结构的形式从生成信号的芯片引导信号。因此可能需要将信号发送设备、即天线集成在芯片上。例如在DE102009049676A1中描述了将测量设备的电子设备分成用于实际测量的部件和用于分析测量信号的部件，该DE102009049676A1描述了借助压力测量进行汽车油箱中的料位测量。在此在油箱中的传感器部件和位于其之外的分析部件之间存在无线连接。US2004/0100281A1描述了一种雷达料位测量设备的示例，该雷达料位测量设备具有在鉴于防爆而不同的空间之间的电流隔离。
技术实现思路
因此本专利技术所基于的任务在于，说明一种按照雷达原理工作并且配备了压力密封的和/或扩散密封的隔离元件的料位测量系统，该料位测量系统允许使用较高频的信号。解决了之前推导出的和所指出的任务的本专利技术料位测量系统的特征首先和主要在于，电子设备构成为多件式的。多件式的电子设备的至少一个部件构成为用于生成要发送的电磁信号的信号生成部件。此外，信号生成部件和电子设备的至少另一部件构成为空间上互相分开的独立单元，并且通信设备布置在信号生成部件和所述至少另一部件之间，使得在任何情况下实现在信号生成部件和电子设备的所述另一部件之间的信号连接。此外，在所述另一部件和信号发送设备之间布置压力密封的和/或扩散密封的隔离元件。电子设备在设计上被分成至少两个部件。一个部件尤其是用于信号生成和分配给信号发送设备的部件。此外，还有至少另一部件。在现有技术中，信号生成部件和另一部件大多集中在一个单元中。在这里所述的本专利技术料位测量系统中在电子设备的至少两个互相离开的部件之间的空间上的分开，也允许将一个部件布置在容器之内并且将至少另一部件布置在容器之外。由此，电子设备的部件可能经受例如有关防爆的不同条件，并且它们因此也可以不同地构成。通信设备和压力密封的和/或扩散密封的隔离元件互相协调为，使得压力密封的和/或扩散密封的隔离元件不妨碍在电子设备或电子设备的信号生成部件和信号发送设备之间的通过通信设备所建立的信号连接。在一种变型方案中，压力密封的和/或扩散密封的隔离元件至少部分地以电流隔离的方式构成。一种有利的构型规定了，电子设备的另一部件生成这样的信号——所述信号然后经过通信设备和/或经过压力密封的和/或扩散密封的隔离元件被传输，所述信号与要由信号生成部件生成的电磁信号的频率的频率间隔是足够大的，以便实现简单的设计方案和无干扰的运行。如果通信设备例如是玻璃纤维，则由电子设备的另一部件所生成的信号的频率可以大于要由信号生成部件生成的电磁信号的频率。在其他情况下更不成问题的是，由电子设备的部件所生成的信号的频率小于要由信号生成部件生成的电磁信号的频率。根据最后所述的构型，信号在电子设备内传输，所述信号无论如何都比由电子设备或由电子设备的信号生成部件所生成的并且经过信号发送设备所辐射的电磁信号频率低并且因此可以较简单地操作。因此可以用巧妙的方式避免在高频下、例如在大于60GHz的频率下在基于雷达原理的料位测量系统中所产生的缺点和问题。在一种有利的构型中，将信号生成部件和信号发送设备构成为有关联的单元。在此情况下涉及示范性地是芯片的信号生成部件和尤其是天线的信号发送设备的上面所讨论的集成。这种集成尤其因此是可能的，因为信号生成部件与其他电子组成部分是分离的，并且因为信号生成部件由此也可以较小地或紧凑地构造以直接装配到天线上。在一种构型中，压力密封的和/或扩散密封的隔离元件构成为通信设备的组成部分。由于不必经过通信设备来传输具有在由信号生成部件所生成的电磁信号的频率高度上的频率的这种信号，因此也可以将在现有技术中使得有必要阻抗匹配的隔离元件添加到通信设备中，而不出现现有技术的问题。以下的构型涉及通信设备。在此，通信设备根据一种构型部分地或全部地是电缆。替代或补充地，所述通信设备至少部分地构成为波导或至少部分地构成用于光学信号传输。在此按照一般的理解，电缆是金属丝的用绝缘材料包裹的、用于传导电能或电信号的单芯的或多芯的复合物。通信设备在此例如用于传输数据和/或电磁信号和/或电能。以下的构型专注于电子设备的与信号生成部件分离的另一部件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种按照雷达原理工作的用于测量位于容器中的介质的料位的料位测量系统（1），其中设置至少一个用于发送电磁信号的信号发送设备（2），其中设置至少一个电子设备（3），所述电子设备生成要由信号发送设备（2）发送的至少一个电磁信号，并且其中设置至少一个压力密封的和/或扩散密封的隔离元件（6），其特征在于，所述电子设备（3）构成为多件式的，多件式的电子设备（3）的至少一个部件构成为用于生成要发送的电磁信号的信号生成部件（7），信号生成部件（7）和电子设备（3）的至少另一部件（8）构成为空间上互相分开的独立单元，在信号生成部件（7）和至少另一部件（8）之间布置通信设备（4），并且在所述另一部件（8）和信号发送设备（2）之间布置压力密封的和/或扩散密封的隔离元件（6）。

【技术特征摘要】
2012.02.02 DE 102012001911.41.一种按照雷达原理工作的用于测量位于容器中的介质的料位的料位测量系统（1），其中设置至少一个用于发送电磁信号的信号发送设备（2），其中设置至少一个电子设备（3），所述电子设备生成要由信号发送设备（2）发送的至少一个电磁信号，并且其中设置至少一个压力密封的和/或扩散密封的隔离元件（6），其特征在于，所述电子设备（3）构成为多件式的，多件式的电子设备（3）的至少一个部件构成为用于生成要发送的电磁信号的信号生成部件（7），信号生成部件（7）和电子设备（3）的至少另一部件（8）构成为空间上互相分开的独立单元，在信号生成部件（7）和至少另一部件（8）之间布置通信设备（4），并且在所述另一部件（8）和信号发送设备（2）之间布置压力密封的和/或扩散密封的隔离元件（6），其中所述另一部件（8）只生成并且经过通信设备（4）和/或经过压力密封的和/或扩散密封的隔离元件（6）向信号生成部件（7）传输这样的信号，所述信号的频率与要由信号生成部件（7）生成的电磁信号的频率有间隔，并且其中所述间隔大得足以实现无干扰的运行。2.按照权利要求1的料位测量系统（1），其特征在于，由所述另一部件（8）所生成的信号的频率小于由信号生成部件（7）所生成的电磁信号的频率。3.按照权利要求1或2的料位测量系统（1），其特征在于，信号生成部件（7）和信号发送设备（2）构成为有关联的单元。4.按照权利要求1或2的料位测量系统（1），其特征在于，压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：M戴尔曼，M格丁，U韦格曼，N波尔，
申请(专利权)人：克洛纳测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：