雷達料位計系統(tǒng)和反射器裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于雷達料位計的驗證測試的反射器裝置并涉及一種包括這種反射器裝置的雷達料位計系統(tǒng)。反射器裝置包括：柔性伸長構件，用于附接至料箱中的固定結構；配重，能夠附接至柔性伸長構件；以及反射器構件，用于對撞擊在反射器板上的電磁信號進行反射。配重被配置成以配重的取向確定反射器構件的取向的方式耦接至反射器構件。
【專利說明】雷達料位計系統(tǒng)和反射器裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷達料位計和反射器裝置。

【背景技術】
[0002]雷達料位計廣泛地用于測量容納在料箱中的產品的填充料位。雷達料位測量總體上通過朝向容納在料箱中的產品傳播電磁發(fā)射信號并接收由發(fā)射信號在產品的表面處的反射產生的電磁表面反射信號來執(zhí)行。
[0003]所發(fā)射的電磁信號可以朝向容納在料箱中的產品輻射，或可以通過發(fā)射線路探針朝向產品引導并進入產品中。后者通常也被稱作導波雷達(GWR)。
[0004]基于發(fā)射信號和表面反射信號，可以確定至產品的表面的距離。可以根據該距離推斷填充料位。
[0005]雷達料位計通常被歸類為脈沖系統(tǒng)或者調頻連續(xù)波(FMCW)系統(tǒng)。在脈沖系統(tǒng)中，朝向產品的表面發(fā)射脈沖，并且基于脈沖至表面并返回至雷達料位計的飛行時間確定至表面的距離。在FMCW系統(tǒng)中，朝向表面發(fā)射具有時變頻率的信號并且基于所發(fā)射的信號與同時接收的信號之間的頻率(和/或相位)差來確定距離。還存在所謂的脈沖FMCW系統(tǒng)。
[0006]在一些情況下雷達料位計用于雷達料位計的故障可能會導致危險情形的應用。
[0007]例如，具有防溢功能的雷達料位計必須極為可靠。
[0008]為確保雷達料位計特別是具有防溢功能的雷達料位計的可靠性，由此減小諸如溢出的危險情形的風險，采取了各種措施。例如，雷達料位計和其他重要的設備可以設計成實現如國際標準IEC/EN61508定義的某個安全整體性水平(SIL)。根據該標準，與安全相關的系統(tǒng)可以滿足對從SILl至SIL4的不同的安全整體性水平的需要，其中SIL4代表最高的安全整體性水平并且SILl代表最低的安全整體性水平。
[0009]系統(tǒng)的SIL等級根據需求與故障的概率相關，該概率又為故障率和驗證測試之間的時間的函數。為了維持某個SIL等級，因而有必要以根據SIL等級規(guī)定的規(guī)則的間隔執(zhí)行驗證測試。例如，驗證測試可能需要每年執(zhí)行。
[0010]驗證測試通常由SIL等級系統(tǒng)的制造商指定，并且適當地執(zhí)行驗證測試是系統(tǒng)用戶的責任。
實用新型內容
[0011]鑒于現有技術的上述和其他缺點，本實用新型的總體目的在于提供一種雷達料位計系統(tǒng)的改進的驗證測試。
[0012]根據本實用新型的第一方面，因此提供了一種用于確定料箱中的產品的填充料位的雷達料位計系統(tǒng)，該雷達料位計系統(tǒng)包括:收發(fā)器，用于產生、發(fā)射以及接收電磁信號；信號傳播裝置，連接至收發(fā)器并且被設置成朝向料箱中的產品傳播來自收發(fā)器的電磁發(fā)射信號，并將由電磁發(fā)射信號在產品表面處的反射產生的電磁表面反射信號返回至收發(fā)器；反射器裝置，包括:柔性伸長構件，附接在料箱內的附接位置處；反射器構件，沿著柔性伸長構件設置并與附接位置間隔開；以及配重，以配重的取向確定反射器構件的取向的方式耦接至反射器構件，其中，反射器構件被設置成將電磁發(fā)射信號朝向收發(fā)器向回反射，作為電磁反射器信號；以及處理電路，耦接至收發(fā)器并被配置成基于發(fā)射信號和反射器信號來確定驗證測試料位。
[0013]料箱可以是能夠容納產品的任何容器或器皿，并且可以是金屬的或者部分或全部非金屬的、開放的、半開放的或封閉的。
[0014]收發(fā)器可以是能夠發(fā)射和接收電磁信號的一個功能單元，或者可以是包括分離的發(fā)射單元和接收單元的系統(tǒng)。
[0015]處理電路可以設置成分離的設備或單個的設備，并且可以通過硬件、軟件或硬件與軟件的組合來實現。
[0016]信號傳播裝置可以是能夠傳播電磁發(fā)射信號的任何裝置。例如，信號傳播裝置可以包括天線或發(fā)射線路探針。
[0017]在任何情況下，信號傳播裝置均可以說是根據“傳播圖樣”傳播電磁發(fā)射信號，該“傳播圖樣”應被理解為來自傳播裝置的傳播能量的分布。傳播裝置的傳播圖樣的示例為輻射天線的“天線波瓣”。再者，在信號傳播裝置包括發(fā)射線路探針的情況下，通過發(fā)射線路探針引導的微波可以延伸至探針的外部，能量密度隨著距發(fā)射線路探針的距離的增大而減小。
[0018]由于反射器裝置的伸長構件是柔性的(能夠易于彎曲)，因此其在料箱內的總的延伸量通常由作用在配重上的重力來確定。因此，柔性伸長構件通常可以在料箱內豎直地延伸。
[0019]反射器構件在反射器平面中可以具有第一最大延伸量，并且配重在與該反射器平面平行的平面中可以具有小于所述第一最大延伸量的第二最大延伸量。
[0020]反射器構件通?？梢曰旧纤降匮由?，就是說，可以具有比豎直延伸量大得多的水平延伸量。
[0021]反射器裝置的反射器構件可以至少部分地位于信號傳播設備的傳播圖樣內。
[0022]柔性伸長構件可以為線材，該線材可以為金屬的或非金屬的。此外，這種線材可以包括單個細絲或多個細絲。替選地，柔性伸長構件可以以諸如織帶的形式的任意其他形式設置。
[0023]在下文中，通常使用術語“線材”而非術語“柔性伸長構件”。這絕非應被解釋為限制本實用新型的范圍。
[0024]應當理解，反射器構件不一定需要由(機加工的)板來形成，但是其可以例如替選地由多個銷和/或多個板形成。
[0025]本實用新型基于如下實現方案:通過提供包括線材或另一柔性伸長構件和耦接至線材的反射器構件，其中線材中掛有配重，可以改進雷達料位計系統(tǒng)的測試的重復性和可靠性。配重將至少局部地保持線材豎直。由于反射器構件耦接至配重，這接著允許反射器構件的可重復的且堅固的設置。
[0026]例如，反射器構件可以水平地設置。在這種情況下，反射器構件可以以反射器構件垂直于配重的延伸方向的方式耦接至該配重。
[0027]因此，由于反射構件的取向將通過重力作用于配重而被自行調節(jié)，所以本實用新型的各個實施方式提供了雷達料位計系統(tǒng)的可靠的驗證測試。
[0028]此外，本實用新型的各個實施方式提供了相對簡易的安裝和/或關于安裝誤差的減小的風險。
[0029]反射器裝置還可以有利地以反射器構件設置在已知的用于料箱的溢出警告料位上方的料位處的方式構造。
[0030]此外，線材可以有利地穿過反射器構件的質心并穿過配重的質心。
[0031]在為盤形反射器板的情況下，反射器構件可以有利地具有比配重的諸如直徑的橫向尺寸大得多的諸如直徑的橫向尺寸。例如，反射器構件的(最大的)橫向尺寸可以為配重的最大的橫向尺寸的至少兩倍。優(yōu)選地，反射器構件的(最大的)橫向尺寸可以為配重的最大的橫向尺寸的至少三倍。
[0032]此外，配重的豎直尺寸(長度)可以比反射器構件的厚度大得多。例如，配重的長度可以為反射器構件的厚度的至少四倍。
[0033]根據各個實施方式，配重和反射器構件可以利用諸如螺栓和/或螺母的至少一個可釋放的緊固件彼此耦接。
[0034]替選地，配重和反射器構件可以是一體的反射器組件的不同部分。這種一體的反射器組件可以通過單件材料形成或者可以通過已經例如通過焊接接合在一起的兩件或更多件材料形成。
[0035]此外，根據各個實施方式，反射器構件可以有利地設置在配重與附接位置之間。換句話說，配重可以設置在反射器構件的下方。在料箱的內部配置使得附接位置未直接位于反射器構件的預期位置的上方的實施方式中，可能需要線材在反射器構件上方某處彎曲。例如，反射器構件可以緊靠料箱內部的結構，并且反射器構件下方的配重的設置可以從而導致線材以反射器構件變得按預期方式設置的方式進行彎曲。
[0036]配重的諸如密度和尺寸的性質應當使得配重提供足夠的扭矩以使線材彎曲，并且由此在必要的情況下將反射器構件重新定向。需要多大的扭矩將取決于諸如特定的安裝、線材的性質(其彎曲的容易程度)以及反射器構件尺寸的多種因素。對于本領域的技術人員而言直接的是通過簡單的計算和/或有限的試錯法測試來確定配重的適當尺寸。
[0037]在許多情況下，如果配重沿著線材延伸的距離大于在垂直于線材的方向上的反射器構件最大延伸量的一半，則可謂有益的。
[0038]根據各個實施方式，配重可以具有封閉線材的內表面，并且反射器裝置還可以包括設置成用于抵靠配重的內表面按壓線材的至少一個可釋放的配重緊固件。
[0039]這是將配重附接至線材的便捷方式，并且還允許通過釋放配重緊固件、移動配重并且然后重新緊固緊固件來對反射器構件的豎直位置進行一些調節(jié)。
[0040]在根據本實用新型的雷達料位計的各個實施方式中，反射器裝置可以有利地附接至信號傳播裝置。
[0041]為了允許將反射器裝置簡單地附接至信號傳播裝置，反射器裝置還可以有利地包括夾持至信號傳播裝置的夾持構件。該夾持構件提供了現存雷達料位計系統(tǒng)的簡單升級。
[0042]在信號傳播裝置包括具有外周的輻射導向構件的實施方式中，反射器裝置的夾持構件可以有利地圍繞輻射導向構件的外周延伸。
[0043]例如，如果輻射導向構件為拋物形天線的反射器，則夾持設備可以沿著反射器的邊沿延伸。
[0044]如果輻射導向構件為角狀天線，則夾持設備可以沿著角狀天線的邊沿延伸。
[0045]根據各個實施方式，反射器板可以是多孔的，以有助于例如通過潑灑而可能與反射器板相接觸的產品的滴落。穿過多孔的板的孔的尺寸和/或位置可以被選擇成與所使用的電磁信號的頻率相匹配。在電磁發(fā)射信號為具有載波頻率的調制載波的實施方式中，穿過多孔的反射器板的孔在仍然以載波頻率反射微波的同時可以盡可能地更大。
[0046]在傳播裝置被配置成使得利用定向天線將電磁信號朝向料箱中的產品輻射的實施方式中，傳播圖樣(或天線波瓣)通常可以由角度定義。
[0047]為了使反射器構件位于傳播圖樣內，因此可以有利地提供用于反射器構件的不同豎直位置的不同尺寸的反射器構件。相比從附接位置至反射器構件的較長豎直距離，從附接位置至反射器構件的較短豎直距離將需要具有更大的水平延伸量的反射器構件。
[0048]在其他實施方式中，信號傳播裝置可以包括在料箱內豎直地延伸的管路以及設置在管路的頂部開口處的天線；并且線材可以附接至該管路。這種類型的豎直延伸管路通常被稱作靜止管路。
[0049]在這些實施方式中，附接位置可以有利地與管路的壁相鄰，以使由靠近管路的頂端部的附接位置引起的任何反射最小。
[0050]然而，反射器構件可以有利地至少具有設置在管路的中心處以提供適當的回波的反射表面部。由于微波功率在管路的中心處具有其最大值，因此這特別是在使用低損失傳播模式TEOl時的情況。
[0051]因此，在各個實施方式中，線材可以不從附接位置豎直地延伸至反射器構件，但是從管路的內壁至線材的距離可以從附接位置至反射器構件逐漸增大。反射器構件將在接觸點處安置在管路的內壁上，并且線材將通過因設置在反射器構件的下方的配重而作用在線材上的扭矩圍繞該接觸點彎曲。
[0052]通過在反射器構件的下方設置配重，因此可以同時實現附接位置靠近管路的內壁的設置、內壁與線材之間的距離逐漸增大的設置、以及管路的縱向軸線處的水平反射器構件的設置。
[0053]為了在靠近管路的內壁的附接位置處提供反射器裝置的線材的便捷附接，反射器裝置可以有利地包括穿過頂部開口插入管路中的夾持構件。
[0054]靜止管路的外徑可以根據所謂的清單進行指定和標準化。然而，壁厚度可因不同的安裝而變化。這意味著內徑可因不同的安裝而變化。為了便于處理這種情況，夾持構件可以有利地具有可調節(jié)的直徑。
[0055]根據實施方式，夾持構件可以被設置為用于管路的可調節(jié)內套筒，其中該內套筒可以具有用于安置在套筒的頂端表面上的徑向延伸部。
[0056]此外，反射器裝置可以包括附接至線材的附接構件，該附接構件的直徑大于線材的直徑；并且夾持構件可以包括用于與附接構件相互作用以將反射器裝置附接至夾持構件的接收構件。
[0057]例如，該接收構件可以以具有在其中形成的孔的徑向凸出支承件的形式設置。該孔可以有利地從側部開放以允許線材的簡單插入。這種側開口可以充分大以允許線材從該側部插入，并且充分小以防止接收構件穿過該側開口。以這種方式，就可以將簡單插入與固定插入相結合，從而減小在安裝或移除時將反射器裝置落入管路中的風險。
[0058]為了進一步減小安裝故障的風險，反射器裝置還可以包括能夠附接至附接構件的額外的線材。這種額外的線材可在反射器裝置插入管路中之前臨時附接至料箱內部或外部的固定結構。因此，在反射器裝置應當落入管路的情況下也可容易地取回反射器裝置。
[0059]根據本實用新型的各個實施方式，反射器構件可以被配置成有助于料箱中的填充料位通過管路的人工測量，例如通過所謂的人工檢尺的方式。為此，反射器構件可以具有與內切反射器構件的圓形的總表面積的至少一半相對應的數個開口。有利地，反射器構件可以具有五個或更少的開口。
[0060]例如，反射器構件可以包括中心部、外周部以及連接該中心部與外周部的至少兩個臂。
[0061]為了減小反將射器裝置安裝在料箱中或從料箱中移除時擦出火花的風險，反射器裝置可以至少部分地由諸如青銅或黃銅或類似材料的無火花材料制成。
[0062]在雷達料位計系統(tǒng)能夠在填充料位測量狀態(tài)與驗證測試狀態(tài)之間被控制的實施方式中，反射器裝置可以有利地在填充料位測量狀態(tài)與驗證測試狀態(tài)下基本上相同地設置和配置。
[0063]此外，根據本實用新型的各個實施方式的雷達料位計可以有利地包括在填充料位測量系統(tǒng)中，還包括接收來自雷達料位計的測量信號的主系統(tǒng)。
[0064]對于雷達料位計系統(tǒng)中的模擬輸出接口而言，填充料位可以作為4mA與20mA之間的電流而被傳遞。高料位警告限制可以與該范圍內的電流相對應。替選地，高料位警告限制可以設定在雷達料位計處，該雷達料位計從而可以被配置成通過具有例如21.75mA (4mA至20mA的范圍之外的電流)的警告電流來傳遞溢出狀況。
[0065]在許多領域的應用中，提供了一種數字通信鏈接。這將提供傳遞對當前的操作狀況的若干指示的可能性。例如，警告和所確定的填充料位可以彼此獨立地傳遞。
[0066]根據各個實施方式，填充料位測量還可以包括設置成測量料箱中的產品的填充料位的額外的填充料位測量設備。
[0067]根據本實用新型的第二方面，提供了一種用于雷達料位計的驗證測試的反射器裝置，該反射器裝置包括:線材，用于附接至料箱中的固定結構；配重，能夠附接至該線材；以及反射器構件，用于對撞擊在反射器構件上的電磁信號進行反射。
[0068]在各個實施方式中，反射器裝置可以包括具有不同直徑的多個盤。
[0069]本實用新型的該第二方面的實施方式和通過本實用新型的該第二方面獲得的效果在很大程度上與上文針對本實用新型的第一方面描述的實施方式和效果類似。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0070]現將參照示出了本實用新型的當前優(yōu)選實施方式的附圖對本實用新型的這些和其他方面進行更加詳細的描述，在附圖中:
[0071]圖1示意性地示出了包括根據本實用新型的第一實施方式的雷達料位計系統(tǒng)以及主系統(tǒng)的填充料位測量系統(tǒng)；
[0072]圖2為圖1中的雷達料位計系統(tǒng)的放大視圖；
[0073]圖3a至圖3c示意性地示出了用于料箱中的不同豎直位置的不同反射器板的使用；
[0074]圖4示意性地示出了包括根據本實用新型的第二實施方式的雷達料位計系統(tǒng)以及主系統(tǒng)的填充料位測量系統(tǒng)；
[0075]圖5為圖4中的雷達料位計系統(tǒng)的放大視圖；
[0076]圖6為圖5中的雷達料位計系統(tǒng)的反射器裝置包括的夾持構件的透視圖；
[0077]圖7為圖5中的雷達料位計系統(tǒng)的反射器裝置包括的線材的透視圖；
[0078]圖8a至圖Sb為圖5中的雷達料位計系統(tǒng)的反射器裝置包括的示例反射器板的透視圖；
[0079]圖9示意性地示出了包括根據本實用新型的第三實施方式的雷達料位計系統(tǒng)以及主系統(tǒng)的填充料位測量系統(tǒng)；以及
[0080]圖10為圖9中的雷達料位計系統(tǒng)的放大視圖。

【具體實施方式】
[0081]在本實用新型的詳細描述中，參照包括借助于可釋放的緊固件附接至配重的反射器板的反射器裝置主要討論了根據本實用新型的各方面的雷達料位計系統(tǒng)和反射器裝置的各種實施方式。
[0082]應當注意，這絕非限制本實用新型的范圍，本實用新型的范圍例如同樣包括其他類型的反射器構件以及反射器構件未附接至配重或利用另一種緊固件附接至配重的實施方式。例如，反射器構件可以以附接至配重的一個或若干個銷的形式設置。
[0083]圖1示意性地示出了包括根據本實用新型的第一實施方式的雷達料位計系統(tǒng)2以及作為控制室示出的主系統(tǒng)10的料位測量系統(tǒng)I。
[0084]雷達料位計系統(tǒng)2被安裝以測量容納在料箱4中的產品3的填充料位。雷達料位計系統(tǒng)2包括測量單元6、呈拋物形天線7的形式的傳播裝置以及反射器裝置8。測量單元6包括(圖1中未示出)收發(fā)器、處理電路以及通信接口。
[0085]將在以下參照圖2和圖3a至圖3c更加詳細地描述反射器裝置8，該反射器裝置8包括設置在反射器料位Lk處的反射器板，該反射器料位Lk可有利地對應于用于料箱4的溢出警告料位。
[0086]收發(fā)器被配置成產生、發(fā)射以及接收電磁信號，處理電路連接至收發(fā)器并且被配置成基于接收到的作為發(fā)射信號在產品3的表面11處的反射的電磁信號來確定產品3的填充料位Ls，并且通信接口連接至處理電路并被配置成允許與主系統(tǒng)10通信。在圖1的示例實施方式中，雷達料位計2與主系統(tǒng)10之間的通信被指示為無線通信。替選地，通信例如可在模擬和/或數字的有線通信信道上進行。例如，通信信道可以為雙線式4-20mA回路并且填充料位可以通過在雙線式4-20mA回路上提供與填充料位相對應的某個電流來傳遞。數字數據還可以利用HART協(xié)議跨越該4-20mA回路被發(fā)送。此外，可以使用諸如網絡通信協(xié)議(Modbus)或基金會現場總線(Fieldbus)的純數字通信協(xié)議。
[0087]如圖1中可見，料箱4配備有可以用于確定填充料位Ls的額外的雷達料位計系統(tǒng)
15。在雷達料位計系統(tǒng)2包括兩個分離的測量通道的情況下，也可以使用所謂的二合一解決方案，有效地使得兩個雷達料位計共享同一天線7。
[0088]另外，料箱4包括檢查艙口 16，該檢查艙口 16允許訪問料箱4的內部，使得例如能夠進行用于手動地確定填充料位Ls的人工檢尺。
[0089]圖1中的雷達料位計系統(tǒng)2被配置成允許填充料位測量系統(tǒng)I的操作者執(zhí)行雷達料位計2自身的以及填充料位測量系統(tǒng)I整體的可靠的驗證測試。
[0090]現在將參照圖2對圖1中的雷達料位計系統(tǒng)2，并且特別地對包括在雷達料位計系統(tǒng)2中的反射器裝置8進行描述。
[0091]如圖2中所示，反射器裝置8包括夾持構件20、柔性金屬線材21、反射器板22以及配重23。
[0092]夾持構件20圍繞拋物形天線7的邊沿夾持并包括提供用于將柔性線材21附接至拋物形天線7的附接位置的固定結構24。
[0093]線材21經由固定至線材21的此處呈黃銅棒25的形式的附接構件附接至夾持構件20。
[0094]配重23利用抵靠配重23的內表面按壓線材21的配重緊固件26a、26b附接至線材21的端部。反射器板22轉而借助于此處呈螺母27的形式的可釋放的緊固件連接至配重23的上表面。
[0095]基本上圓柱形的配重23沿著線材延伸的距離Lw大于反射器板22的橫向尺寸(此處為直徑Dp)的一半。配重23將使得線材21從附接位置豎直地延伸，并且該配重23還自動地對準反射器板22以將水平反射表面呈現給天線7。通過相對于線材21和反射器板22適當地確定配重23的尺寸，即使在例如由于不均勻的產品污染或出于其他原因而應當改變反射器板22的性質的情況下，配重23也可以保持反射器板22水平。
[0096]由于配重23和反射器板22以反射器板22抵靠配重23的上表面按壓配重23的方式連接，因此配重23的取向將決定反射器板22的取向。用于確保配重23控制由配重23和反射器板22形成的反射器結構的取向的最相關的設計參數是配重23的質量以及從反射器板22至配重23的質心的距離。
[0097]如在圖2中所示，配重23的橫向尺寸(直徑)Dw基本上小于反射器板22的橫向尺寸Dp。例如，Dw可以比Dp的一半更小。
[0098]在穿過自由空間朝向料箱4中的產品3的表面11輻射發(fā)射信號的雷達料位計系統(tǒng)中，傳播圖樣通常將由與天線7以增大的距離分岔開的天線波瓣形成。示例分叉度可約為相對于豎直方向5°。由于配重23使得天線裝置8的線材21豎直地延伸，這意味著對于沿著線材21距天線7的不同豎直距離而言，給定橫向尺寸Dp的反射器板22將以不同方式與來自天線7的傳播圖樣相互作用。
[0099]圖3a至圖3b中示意性地示出了這種現象，圖3a至圖3b示出了具有天線7的邊沿處的附接位置與反射器板22之間的不同豎直距離的三種不同的反射器裝置配置。利用圖3a至圖3c中略微傾斜的虛線示意性地指示了傳播圖樣。
[0100]在該實施方式中，為了提供用于不同豎直距離的適當的反射器信號，反射器裝置8以具有不同直徑的三個不同反射器板22a至22c的成套部件的形式設置，其中每個反射器板應當用于安裝在相應的豎直距離間隔內。替選地，反射器板22可以被配置成使得其橫向尺寸例如能夠借助于可滑動或可折疊的部件調節(jié)。
[0101]作為說明性示例，可以根據下表來提供安裝指示。
[0102]
豎直距離間隔(m) I反射器板直徑(mm)

A: 1.0 彡距離〈2.5 200
B:2.5 彡距離〈3.8 135
C:3.8彡距離彡5.0~90
[0103]現在將參照圖4對包括根據本實用新型的第二實施方式的雷達料位計系統(tǒng)30的填充料位測量系統(tǒng)I進行描述。圖4中示出的填充料位測量系統(tǒng)I與上文參照圖1描述的填充料位測量系統(tǒng)的不同之處在于，圖4中的雷達料位計30安裝在靜止管路33的頂端部處，該靜止管路33安裝在料箱4中。
[0104]如圖4中所示，雷達料位計系統(tǒng)30包括反射器裝置31，下文將參照圖5更詳細地描述該反射器裝置31，圖5為圖4中的雷達料位計系統(tǒng)30的示意性透視圖。
[0105]雷達料位計系統(tǒng)30包括測量單元6、信號傳播裝置和反射器裝置31，該信號傳播裝置包括此處以由圓錐形雷達罩保護的陣列天線的形式設置的天線7和靜止管路33。
[0106]類似于以上參照圖2描述的反射器裝置8，圖5中的反射器裝置31包括與天線裝置相互作用的夾持構件36、柔性線材21、附接至線材21的配重23、以及連接至配重23的反射器板34。
[0107]如下文將進一步描述的，反射器裝置31包括附接至線材21的此處呈青銅棒的形式的附接構件38，并且夾持構件36包括用于與該附接構件相互作用以將反射器裝置31的其余部分附接至夾持構件36的接收構件39。
[0108]如圖5中所示，由接收構件39限定的附接位置被設置成與靜止管路33的內壁相鄰，以便不會不合需要地干擾天線7輻射的發(fā)射信號。
[0109]然而，還如圖5中所示，反射器板34的中心設置在靜止管路33的中心處或靠近該靜止管路33的中心。這意味著在本實施方式中線材21不會從附接位置豎直地延伸至反射器板34。
[0110]為了保持反射器板34水平，線材21借助于配重23提供的扭矩繞反射器板34與靜止管路33的內表面之間的接觸點40略微彎曲。
[0111]還如圖5中所示，靜止管路33具有用于允許靜止管路33的內部與外部之間流體連通的多個孔41。如下文將更詳細描述的，反射器板34的各個實施方式呈現比孔41的橫向尺寸更大的外周部，使得孔41不會干擾反射器板34 (使得反射器板34不會卡在孔41中)。
[0112]現將參照圖6、圖7以及圖8a至圖Sb對圖5中的反射器裝置31的各個部分進行描述。
[0113]圖6示意性地示出了包括在反射器裝置31中的夾持構件36。如上文提到的，夾持構件包括呈開放環(huán)的形式的接收構件，其中開口 43大于線材21的直徑但小于線材21的頂端部處的青銅棒38的直徑。
[0114]如圖6中示意性指示的，夾持構件36還包括調節(jié)裝置44和此處設置為凸緣45的徑向延伸部。通過該調節(jié)裝置，可以調節(jié)夾持構件36的直徑，使得其可以容置具有不同內徑的靜止管路，并且凸緣45被配置成安置在靜止管路33的頂端部上以限定靜止管路33的頂端部與用于線材21的附接位置之間的豎直距離。
[0115]圖7示意性地示出了包括在反射器裝置31中線材21的頂端部以及連接至線材21的附接構件38。
[0116]附接構件38設置有環(huán)形凸起47，該環(huán)形凸起47具有比夾持構件36的接收構件39中的孔更大的直徑(參照圖6)，使得當線材21從夾持構件36懸掛時環(huán)形凸起47安置在接收構件39上。
[0117]還額外地提供了安全線材48，其附接至附接構件38的頂端部并且在其端部處具有用于在反射器裝置31的安裝期間臨時附接至料箱4的豎鉤49。
[0118]現將參照圖8a至圖Sb對可有利地在靜止管路33中使用的兩個示例性反射器板34a和34b進行描述。
[0119]首先參照圖8a，反射器板34a包括環(huán)形中心部50、三個外周部51a至51c以及使中心部50與各個外周部51a至51c連接的三個臂52a至52c。
[0120]當反射器板34a如圖5中所示安裝在靜止管路33中時，中心部50、臂52a至52c、外周部51a至51c以及靜止管路33的內壁將限定空間。通過這些空間，將使得能夠通過人工檢尺進行填充料位測量。
[0121 ] 現在轉向圖8b，其中示出的第二示例性反射器板35b與上文參照圖8a描述的反射器板的不同之處在于外周部53為環(huán)形的。
[0122]現將參照圖9對包括根據本實用新型的第三實施方式的雷達料位計系統(tǒng)60的填充料位測量系統(tǒng)I進行描述。圖9中示出的填充料位測量系統(tǒng)I與上文參照圖1至圖4描述的填充料位測量系統(tǒng)的不同之處在于，圖9中的雷達料位計60為安裝在“處理料箱”的頂部處的GWR (導波雷達)類型的雷達料位計。
[0123]如圖9中所示，雷達料位計系統(tǒng)60包括呈從測量單元6朝向產品3延伸并延伸到該產品3中的發(fā)射線路探針61的形式的信號傳播裝置。在圖9中的示例性實施方式中，發(fā)射線路探針61為單引線探針，其具有附接在其端部處以保持線材探針筆直且豎直的配重62。通過與前文參照圖1和圖4已描述的類似的方式，圖9中的GWR類型雷達料位計系統(tǒng)60還包括反射器裝置63，該反射器裝置63以反射器板22至少部分地位于發(fā)射線路探針61的傳播圖樣內的方式設置成與發(fā)射線路探針61相鄰。
[0124]當雷達料位計60處于操作中時，其朝向產品3的表面11發(fā)射電磁發(fā)射信號ST。電磁發(fā)射信號St由發(fā)射線路探針61引導，并且當發(fā)射信號St遇到阻抗過渡時，發(fā)射信號的功率的一部分作為具有與從測量單元6至阻抗過渡(并返回)的距離相對應的飛行時間的回波，朝向雷達料位計60的測量單元6向回反射。
[0125]來自發(fā)射信號St遇到的不同阻抗過渡的回波(與發(fā)射信號St —起)可用于形成回波曲線65。圖9中的回波曲線65從頂部到底部包括與收發(fā)器與發(fā)射線路探針之間的連接處的阻抗過渡對應的置信回波67、由反射器板22處的反射產生的基準反射器回波68、由產品3的表面11處的反射產生的表面回波69、以及由發(fā)射線路探針61的端部處的反射產生的探針端部回波70。
[0126]例如通過對回波曲線65中的不同的回波進行識別和分析，可以確定基準反射器料位Lk和填充料位Ls。
[0127]如圖10中所示，雷達料位計60包括用于在料箱4處安裝雷達料位計60的凸緣71。在目前示出的示例中，用于反射器裝置63的附接位置以固定至凸緣71的金屬環(huán)73的形式設置。為了將線材21附接至環(huán)73，如在圖10中示意性地示出的，線材21的端部處設置有豎鉤72。
[0128]在權利要求中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一個(a或an)”不排除多個。在互不相同的從屬權利要求中陳述特定措施的純粹的事實并非表明不能有利地使用這些措施的結合。
【權利要求】
1.一種用于確定料箱中的產品的填充料位的雷達料位計系統(tǒng)，所述雷達料位計系統(tǒng)包括: 收發(fā)器，所述收發(fā)器用于產生、發(fā)射以及接收電磁信號； 信號傳播裝置，所述信號傳播裝置連接至所述收發(fā)器并且設置成朝向所述料箱中的所述產品傳播來自所述收發(fā)器的電磁發(fā)射信號，并且將由所述電磁發(fā)射信號在所述產品的表面處的反射產生的電磁表面反射信號返回至所述收發(fā)器； 反射器裝置，所述反射器裝置包括: 柔性伸長構件，所述柔性伸長構件附接在所述料箱內的附接位置處； 反射器構件，所述反射器構件沿著所述柔性伸長構件設置并與所述附接位置間隔開；以及 配重，所述配重以所述配重的取向確定所述反射器構件的取向的方式耦接至所述反射器構件， 其中，所述反射器構件被設置成將所述電磁發(fā)射信號朝向所述收發(fā)器向回反射，作為電磁反射器信號；以及 處理電路，所述處理電路耦接至所述收發(fā)器并被配置成基于所述發(fā)射信號和所述反射器信號來確定驗證測試料位。
2.根據權利要求1所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述配重和所述反射器構件利用至少一個能夠釋放的緊固件彼此連接。
3.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器構件設置在所述配重與所述附接位置之間。
4.根據權利要求3所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述配重具有上表面，并且所述反射器構件具有下表面， 所述反射器構件的所述下表面安置在所述配重的所述上表面上。
5.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中: 所述反射器構件在與所述柔性伸長構件的延伸方向垂直的平面中呈現最大反射器構件延伸量；以及 所述配重沿著所述柔性伸長構件延伸的距離大于所述最大反射器構件延伸量的一半。
6.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述配重具有封閉所述柔性伸長構件的內表面。
7.根據權利要求6所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器裝置還包括至少一個配重緊固件，其被設置成用于抵靠所述配重的所述內表面按壓所述柔性伸長構件。
8.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述柔性伸長構件附接至所述信號傳播裝置。
9.根據權利要求8所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述附接位置位于所述信號傳播裝置的外周處。
10.根據權利要求8所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器裝置還包括夾持至所述信號傳播裝置的夾持構件。
11.根據權利要求10所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述信號傳播裝置包括具有外周的輻射導向構件， 所述反射器裝置的所述夾持構件繞所述輻射導向構件的所述外周延伸。
12.根據權利要求11所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述輻射導向構件是天線反射器， 所述夾持構件沿著所述天線反射器的邊沿延伸。
13.根據權利要求11所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述輻射導向構件為角狀天線， 所述夾持構件沿著所述角狀天線的邊沿延伸。
14.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器構件為多孔的反射器板。
15.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器構件基本上是盤形的。
16.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中: 所述信號傳播裝置包括在料箱中豎直地延伸的管路和在所述管路的頂部開口處設置的天線；以及 所述柔性伸長構件附接至所述管路。
17.根據權利要求16所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器裝置設置在所述管路的內部。
18.根據權利要求17所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器裝置包括穿過所述頂部開口插入所述管路中的夾持構件。
19.根據權利要求18所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述夾持構件具有能夠調節(jié)的直徑。
20.根據權利要求18所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述夾持構件包括用于安置在所述管路的頂端部表面上的徑向延伸部。
21.根據權利要求18所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中: 所述反射器裝置還包括附接至所述柔性伸長構件的附接構件，所述附接構件的直徑大于所述柔性伸長構件的直徑；以及 所述夾持構件包括用于與所述附接構件相互作用以將所述反射器裝置的其余部分附接至所述夾持構件的接收構件。
22.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述反射器構件包括中心部、夕卜周部以及連接所述中心部和所述外周部的至少兩個臂。
23.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述柔性伸長構件為線材。
24.根據權利要求23所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述線材為包括多個細絲的金屬線材。
25.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述配重由無火花材料制成。
26.根據權利要求25所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述無火花材料是青銅。
27.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述處理電路還被配置成基于所述發(fā)射信號和所述表面反射信號來確定所述料箱中的所述填充料位。
28.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述處理電路還被配置成提供驗證測試信號。
29.根據權利要求1或2所述的雷達料位計系統(tǒng)，其中，所述雷達料位計在填充料位測量狀態(tài)與驗證測試狀態(tài)之間被控制，以及 其中，在所述驗證測試狀態(tài)下，所述處理電路被配置成: 基于所述反射器信號確定驗證測試料位；以及 提供所述驗證測試料位以允許基于所述驗證測試料位確定驗證測試結果。
30.一種用于雷達料位計的驗證測試的反射器裝置，所述反射器裝置包括: 柔性伸長構件，所述柔性伸長構件用于附接至料箱中的固定結構； 配重，所述配重能夠附接至所述柔性伸長構件；以及 反射器構件，所述反射器構件用于對撞擊在所述反射器板上的電磁信號進行反射， 其中，所述配重被配置成以所述配重的取向確定所述反射器構件的取向的方式耦接至所述反射器構件。
31.根據權利要求30所述的反射器裝置，還包括用于將所述反射器構件連接至所述配重的能夠釋放的緊固件。
32.根據權利要求30或31所述的反射器裝置，其中: 所述反射器構件呈現最大反射器構件延伸量；以及 所述配重被配置成沿著所述柔性伸長構件延伸的距離大于所述最大反射器構件延伸量的一半。
33.根據權利要求30或31所述的反射器裝置，還包括: 夾持構件，所述夾持構件具有用于將所述柔性伸長構件附接至所述夾持構件的附接構件。
34.根據權利要求33所述的反射器裝置，其中，所述柔性伸長構件是線材，并且所述夾持構件的附接構件是線材附接構件。
35.根據權利要求33所述的反射器裝置，其中，所述夾持構件被配置成抵靠包括在雷達料位計系統(tǒng)中的天線的外周進行夾持。
36.根據權利要求30或31所述的反射器裝置，其中，所述反射器構件為多孔的盤。
37.根據權利要求30或31所述的反射器裝置，包括具有不同的最大延伸量的多個反射器構件。
38.根據權利要求33所述的反射器裝置，其中，所述夾持構件被配置成抵靠包括在雷達料位計系統(tǒng)中的管路的內表面進行夾持。
39.根據權利要求38所述的反射器裝置，其中: 所述反射器裝置還包括附接至所述柔性伸長構件的附接構件，所述附接構件的直徑大于所述柔性伸長構件的直徑；以及 所述夾持構件包括用于與所述附接構件相互作用以將所述反射器裝置附接至所述夾持構件的接收構件。
40.根據權利要求30所述的反射器裝置，其中，所述反射器構件包括中心部、外周部以及連接所述中心部和所述外周部的至少兩個臂。
【文檔編號】G01F23/284GK203940901SQ201420062716
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權日:2013年11月12日
【發(fā)明者】特諾斯·科爾斯博, 比約恩·林德布拉德 申請人:羅斯蒙特儲罐雷達股份公司