專利名稱：用于確定及監控容器中的介質的料位的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用高頻測量信號的行程時間測量方法確定及監 控容器中的介質的料位的裝置，其具有由天線接入區域和天線區域構 成的天線或者由探頭接入區域和延伸進入容器的測量探頭區域構成的 波導，其中在天線接入區域、天線區域、探頭接入區域和/或測量探頭 區域中存在的空腔至少部分被介電填充體填充。
背景技術：
用于確定及監控容器中的料位的相應裝置頻繁用于自動化和過程 控制技術的測量儀表中。例如，申請人以商標Levelflex禾P Micropilot 生產并銷售測量儀表，其基于行程時間測量方法工作并且用于確定和/ 或監控容器中的介質的料位。在引導微波方法或者時域反射測量法或 者TDR測量方法(時域反射)中，高頻脈沖被沿Sommerfeld或Goubau 波導或者沿同軸波導而發送并且部分被以圍繞波導的介質的介電常數 跳變(所謂的DK值)而反射回來。另夕卜，例如在自由輻射的行程時間 測量方法中，微波被通過喇叭天線發送入自由空間或者過程空間，并 且在測量信號的依賴于距離的行程時間之后，在介質表面反射的回波 被喇叭天線接收。基于發送高頻脈沖和接收回波信號之間的時間間隔， 可以確定從測量儀表到介質表面的距離。考慮容器內部的幾何形狀， 可以確定介質的料位作為相對或絕對量。行程時間測量方法可以基本 上分為兩種確定方法第一確定方法依據行程時間測量，其需要對于
所經過的路程的脈沖序列調制信號；第二種廣泛使用的確定方法依據 確定當前發送的被持續調頻的高頻信號與接收的反射的高頻信號 (FMCW - Frequency-Modulated Continuous Wave，調頻連續波)之間
的頻率差。通常，在下面的實施例中并不限于某一種確定方法。
這些用于確定料位的自動化及過程控制技術的測量儀表經常用于 具有侵蝕性介質的過程中。為了保護測量儀表的傳感器單元(例如波 導、喇叭天線或陣列天線)不受介質的高頻技術引起的溫度和化學影 響，傳感器單元由保護元件(例如，屏蔽罩、或介電材料制成填充體) 相對于侵蝕性介質保護。利用這種保護元件保護傳感器的原因一方面 是防止傳感器單元的部件被介質腐蝕，另一方面是防止例如在自由輻 射的天線的空腔或在波導的接入單元的空腔中形成固體沉積或冷凝 物。在自由輻射的天線和波導的空腔中固體沉積物和冷凝物的形成簡 稱為"沉積形成"，其直接影響高頻測量信號的傳播特性和反射特性。 通過沉積形成，在測量信號中產生干擾信號，并且這種干擾信號能夠 覆蓋料位的反射信號，使得測量儀表不再適于料位確定。為了避免傳 感器單元的這些測量技術中高度敏感區域中的沉積，它們完全由微波
透射介電材料填充。
在以下專利文獻中公開了喇叭天線，其被介電材料完全填充，以 提高對于介質的高頻技術的熱和化學影響的耐受力。
在DE 100 40 943 Al中給出了一種用于料位測量的喇叭天線，其 至少部分被填充介電材料。
在DE 100 57 441 Al中公開了一種用于雷達設備的喇叭天線，其 天線至少部分被填充介電材料填充物并且/或者整個喇叭天線被介電材 料填充并完全包圍。進一步，填充物這樣實施在過程側，使得它形成 法蘭板作為密封元件。
另外，從以下專利文獻已知波導的接入單元，其至少部分被由介 電材料制成的填充體填充。
DE 100 19 129 Al公開了一種由介電材料填充的接入單元，其能 夠在很大程度上消除傳感器上的結構件和/或沉積形成對于傳感器的測
量精度及測量敏感度的影響。這是通過延長接入單元的介電填充體而 實現的，從而結構件位于電磁波輻射入的區域之外。
EP 1 069 649 Al公開了簡單結構的波導的另一實施例，其將單線 波導和多線波導的優點結合，其中它與容器安裝沒有交互作用并且以 簡單的方式清除沉積或沉淀。這是通過至少部分以介介電圍繞過程中 的多線波導而實現的，從而在各個波導之間不能形成沉積。
現有技術中的傳感器單元的保護元件的所有實施形式的缺點在 于，高頻測量信號的電磁波被保護元件的介電材料強烈影響。
發明內容
于是，本發明的目的是提供一種裝置，其對于產生的電磁測量信 號的影響最小并且因而提高了裝置的效率及測量精度。
該目的在本發明的一個實施例中通過以下特征實現介電填充體
在內部具有至少一個密封的空隙體積，并且該密封的空隙體積這樣實
現，使得介電填充體具有預定的波阻并且/或者高頻測量信號具有預定
的傳播特性。現有技術中已知的料位測量儀表具有喇叭天線或波導，
其在天線接入區域、天線區域、探頭接入區域和/或測量探頭區域中的
空腔完全被介電材料制成的填充體填充。通過空腔的這種填充，在這
些區域中不能收集過程的介質或環境空氣，從而在空腔中不能沉積介
質或形成冷凝物。然而， 一個缺點是，介電填充體的介電材料影響高
頻測量信號的電磁波的波阻，并從而也影響產生的電磁波接入波導或
喇叭天線的效率。例如，波導的接入區域應當被這樣實現，使得在發 送/接收單元產生的測量信號的電磁波被幾乎無損耗地引導并且沒有信
號損失地接入桿/纜元件。在喇叭天線的情況中也是同樣，在這種情況 中，在發送/接收單元中產生的測量信號的電磁波應當盡可能小地由介 電填充體衰減并且它們的輻射特性盡可能小地改變。在由空氣或特殊 氣體填充的區域，電磁波幾乎完全不受影響。為了將"通過介電填充
體避免在利用電磁波工作的料位測量儀表的空腔中的沉積形成"與"在 通過空氣或特殊氣體傳導的情況中較小地影響電磁波"這兩個優點相 結合，本發明提供了一種介電填充體，其完全填充空腔并且為了匹配 波阻而具有至少一個密封的空隙體積。這里例如工業陶瓷和/或合成材
料用作介電材料。
根據本發明的一個特別優選的實施例，介電填充體具有至少一個 由合成材料制成的空隙體積。具有優點的是，利用注塑方法或等靜壓 制方法由耐腐蝕的合成材料制造介電填充體。
在本發明的另一個優選實施例中，介電填充體由多個零件制成。 在合成材料的注塑方法中，難以制造具有精確限定的空隙體積的介電 填充體。對于以任何方法制造的陶瓷材料介電填充體也是這樣的。為 此，往往必須將介電填充體實施為由至少兩個零件構成。
在本發明的一個實施例中，介電填充體的零件被利用材料接合的 連接技術而密封地連接在一起。多零件的介電填充體被利用材料接合 的連接(例如，焊接或粘結)而連接在一起，使得在內部形成至少一 個密封的空隙體積。超聲焊接技術在這里特別適合，其中多零件構成 的介電填充體的接合點或支持面被產生的摩擦熱彼此熔化。
本發明的一個優選實施例中，利用力接合的連接技術將介電填充 體的零件密封連接在一起。
另一連接技術是力接合的連接，其通過例如螺釘、錨接或旋接而 將多零件介電填充體連接在一起，從而在內部形成至少一個密封的空 隙體積。
在本發明的一個優選實施例中，氣體或混合氣體被引入介電填充 體的空隙體積。為了檢查密封的空隙體積的密封性，在制造過程期間，
在填充體的密封的空隙體積中包圍特殊氣體，例如氦氣，并且利用泄 漏測量儀表或氣體測量儀表測量可能的逃逸氣體。通過這種測試，可 以在多零件實施例中檢査空隙體積的密封性。引入特殊氣體的另一優 點在于，通過干燥的和/或疏水的氣體將潮濕空氣排出空隙體積，從而 在發生溫度變化的情況中不會形成冷凝物。進一步，通過在空隙體積 中使用特殊氣體，可以匹配波阻。
在本發明的另一具有優點的實施例中，在介電填充體的空隙體積 中提供具有低介電常數的介電填充材料，其不會影響高頻測量信號的 傳播特性。
在通過空隙體積的構造匹配填充體的波阻的另一變型中，空隙體 積被填充介電固體或介電液體，其介電常數小于介電填充體的材料。 在這種情況中，通過利用介電填充材料完全填充，也實現了介電填充 體的空隙體積的密封。另外，通過將特定的介電填充材料引入至少一 個空隙體積，還可以合適地匹配例如喇叭天線的輻射特性或傳播特性 或者波導的接入單元的接入特性。
在本發明的一個優選實施例中，在介電填充體的空隙體積中提供 至少一個支撐元件。為了提高具有至少一個空隙體積的介電填充體的 機械穩定性和抗壓性，支撐元件被引入空隙體積，其均勻地分配從外 部作用于介電填充體的機械力。通過支撐元件的力分配這樣實現，使 得在在作用的機械力下，介電填充體的形狀在特定的極限范圍內幾乎 沒有改變。
根據本發明的一個優選實施例，提供探頭緊固元件，其抗扭轉且 居中地設置于介電填充體中。波導的桿/纜元件由介電填充體支持。桿/ 纜元件的固定例如通過合型地引入介電填充體的探頭緊固元件(例如， 六角螺釘)實現，從而桿/纜元件可更換。由于探頭緊固元件在介電填 充體中以及介電填充體在探頭連接殼體中合型的配合，所以可以通過
探頭連接殼體相對于桿/纜元件的簡單的反轉運動而實現桿/纜元件的 置換。
在本發明的一個非常有優點的變型中，介電的氣密和/或疏水涂層 施加于介電填充體的表面上。通過利用介電的氣密和/或疏水材料涂敷 介電填充體，防止液體介質或冷凝物通過毛細作用移入在介電填充體 和喇叭天線殼體或過程連接殼體之間可能的間隙。另一方面，公開了 擴散隔膜，用于防止介質擴散通過介電填充體的材料進入空隙體積。 還可以在測量信號的電磁波被引導以及它們的輻射特性或波阻匹配的 區域中，為介電填充體提供導電涂層。通過這種導電涂層，滲入間隙 的介質或冷凝物不能影響波阻和電磁波的反射性能。這種導電涂層必 須導電地接觸喇叭天線殼體或過程連接殼體。
現在根據附圖中示出的不同實施例描述并解釋本發明。為了簡化， 相同的零件具有相同的附圖標記。附圖中
圖1是裝置的總體示意圖，其安裝在容器上，用于利用本發明的 喇叭天線確定及監控容器中的介質的料位；
圖2是具有喇叭天線的裝置的第一實施例的示意圖3是圖2的喇叭天線的多零件介電填充體的第一實施例的示意
圖4是第一實施例沿圖3的切割平面A-A的剖面圖5是喇叭天線的多零件介電填充體的第二實施例的示意圖6是第二實施例沿圖5的切割平面B-B的剖面圖； 圖7是裝置的總體示意圖，其安裝在容器上，用于利用本發明的 波導確定及監控容器中的介質的料位；
圖8是具有波導的裝置的第三實施例的示意性剖面圖9是圖8的介電填充體的第三實施例的透視圖IO是圖8的介電填充體的第三實施例的示意性剖面圖；和
圖11是具有介質棒輻射器的裝置的第四實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1顯示了本發明的裝置1的應用的例子，其具有天線IO,特別 是喇叭天線10.1。在圖1中，裝置1或測量儀表通過緊固元件16安裝
在容器4的接管31中的法蘭15上。天線IO本身可以分為兩個基本區
域接入區域7和天線區域8。
裝置或測量儀表1包括在測量變換器23中的發送/接收單元22， 在該發送/接收單元中產生高頻測量信號6。通過接入元件24，高頻測 量信號6被以特定的模式(例如，TE模式)引入天線10的接入區域7 或中空導體。接入天線10的高頻測量信號6作為發送信號S被介電填 充體12的材料從天線IO輻射入具有預定輻射特性的過程空間5。往往 期望具有平面波陣面的高頻測量信號6的輻射特性。高頻測量信號6 的這種期望的輻射特性是這樣實現的基于介電填充體12的構成，例 如通過根據本發明的空隙體積13和/或通過匹配元件12.4，將波阻與天 線10中的高頻測量信號6的傳播特性適當地匹配。發送入過程空間5 的發送信號S或高頻測量信號6在介質3的表面上作為反射信號R被 反射，并在一定的行程時間之后再次由測量變換器23中的發送/接收單 元22接收。通過高頻測量信號6的行程時間以及利用容器4的幾何形 狀，確定容器4中的介質3的料位2。
測量變換器23中的調節/分析單元21的任務是，通過利用信號處 理和特殊的信號分析算法進一步處理高頻測量信號6并由其結果確定 行程時間或料位2，分析接收的回波或高頻測量信號6的反射信號R。
通過電源線19為裝置1提供需要的能量。調節/分析單元21通過 總線接口 20和現場總線18與未明確示出的遠程控制臺和/或另一裝置 1或現場設備通信。當裝置1是所謂的二線制現場設備時，通信和供電 僅僅通過現場總線18而由兩條導線同時實現，省略了用于為裝置1供 電的額外的電源線19。經由現場總線18的數據傳輸或通信是例如基于 CAN-、 HART-、 PROFIBUS DP陽、PROFIBUS FMS陽、PROFIBUS PA-或FOUNDATION FIELDBUS標準實現的。
圖2至5顯示了本發明的喇叭天線10.1或喇叭狀天線，其由導電材 料制成，其空腔35至少部分被填充介電填充體12。于是，為避免沉積 形成或腐蝕，介電填充體12作為保護元件或過程隔離元件而被引入喇 叭天線10.1的空腔35。這里顯示的法蘭板12.3是對于過程空間5的密封 件。介電填充體12作為喇叭天線10.1的無源元件，將有源元件(如接入 單元24和測量變換器23)與過程空間5中的介質3隔離，該有源元件由 喇叭天線殼體37的法蘭15和容器4的接管31之間的法蘭板12.3密封。這 個介電填充體12作為保護元件或過程隔離元件而防止喇叭天線10.1直 接接觸過程的介質3以及在空腔35中形成冷凝物。喇叭天線10.1例如由 金屬(例如，不銹鋼)或導電的合成材料制成。介電填充體12由介電 材料制成，特別是聚醚酮(PEK、 PEEK)、.聚四氟乙烯(PTFE)或全 氟垸氧基共聚物(PFA)。其它合適的材料或衍生物例如有聚氯三 氟乙烯(PCTFE)、乙烯-氯代三氟乙烯(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯 (ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)和氟代乙烯-丙 烯(FEP)。這些合成材料具有良好的化學及物理材料性能，例如，對 幾乎所有化學品的耐久性、非常耐高溫、良好的微波透射性以及良好 的HF性能，從而這些材料適用于過程測量技術的測量儀表中的介電填 充體12。介電填充體12的構造受到制造中的可行性的約束。在本發明 的喇叭天線10.1的介電填充體12的實施例中，為了更好的HF性能或者 波阻的更好匹配，至少一個空隙體積13被引入介電填充體12。介電填 充體12的制造通過介電材料或合成材料的機械切削、注塑或等靜壓而 實現。合成材料，例如聚醚酮的注塑優選用作制造方法。由于制造的 本性，在注塑方法中在介電填充體12的注塑件中不能制造很好限定的 閉合的空隙體積13。為此，介電填充體12由多個零件實現，包括基體 12.1和蓋12.2，它們由不同材料制成。這些零件利用材料接合的連接技 術連接，產生持久的密封接合點30。
對于這種應用可以考慮多種材料接合連接技術，例如接合點30的 粘接或焊接。已經證明具有優點的是利用超聲焊接技術將介電填充體
12的各個部件的接合點30連接起來。為此，由基體12.1和蓋12.2構 成的零件被利用限定的壓力在接合點30接觸。然后，至少一個零件(例 如蓋12.2)通過振動元件執行振動運動，從而通過摩擦熱引起材料的 限于局部的熔化過程并且在接合點30發生零件的焊接。具有優點的， 焊接步驟是在干燥的保護氣體氣氛中執行的，從而這種干燥氣體在一 定壓力下處于焊接的介電填充體12的空隙體積13中，或者干燥氣體 (例如氮氣、氦氣、氬氣)特別地被引入空隙體積13中。這種氣體具 有兩個功能 一方面，含水蒸氣的空氣被這種氣體排出空隙體積13， 使得在溫度改變的情況中不會在其中形成冷凝；另一方面，可以利用 這種氣體檢查接合點30處的焊接的密封性。為此，在生產過程中利用 氣體傳感器檢査由于擴散或泄漏而從焊接的介電填充體12逃逸的氣 體。在氣體選擇中應當注意，高頻測量信號6盡可能少地被該氣體影 響。可以用作介電填充體12的附加填充材料的還有具有較低介電常數 ej勺特殊的液體和固體，其對于高頻測量信號6沒有或僅有輕微影響。
正如圖11詳細示出的，本發明還可應用于所謂的介電棒輻射器 10.2中。在這種介電棒輻射器的情況中，將高頻測量信號6輻射入過 程空間5的天線元件實施為由介電材料制成的棒。為了匹配輻射天線 10的高頻測量信號的輻射特性，這個輻射元件在某些方面被實施為介 電填充體12，其在天線接入區域7.1的空腔35中具有合適的密封的空 隙體積13。棒輻射器10.2例如由基體12.1和蓋12.2構成，它們彼此 密封地連接；或者棒輻射器被利用注塑方法而制造為單件產品。關于 基體12.1與蓋12.2的連接技術以及測量變換器的驅動及其構造，這里 沒有詳細介紹并且可以參考本說明書的其它部分。
圖3和4顯示了介電填充體12的一個實施例，其基體12.1由空 隙體積13而完全中空，從而僅僅保留了薄壁。在這個實施例中，喇叭 天線10.1的波阻的匹配在喇叭天線中被優化；然而，介電填充體12沒有過高的機械穩定性和耐壓性。帶有包含這種介電填充體12的喇叭天 線10.1的測量儀表可以應用于不會發生較大壓力及溫度改變的過程
中。如圖5和6所示，為了提高介電填充體12的耐壓性和機械穩定性， 支撐元件14被插入空隙體積13中。由于這個例子涉及截頭圓錐狀的 喇叭天線，所以支撐元件14為了機械穩定性而以輻條狀放射對稱地設 置。然而，也可以應用支撐元件14的其它實施例。
在附圖中沒有詳細示出的本發明的另一實施例中，利用合適地選 擇性滲透的薄膜封閉例如通過注塑制造的介電填充體12，該填充體具 有部分向過程氣氛敞開的空隙體積13。這個薄膜一方面使得能夠實現 氣體分子交換并且另一方面使得水不能進入空隙體積13。
為保證在介電填充體12和鄰接的過程空間5之間反射較少且波阻 匹配的過渡，介電填充體12面向過程空間5的面被實施為匹配元件 12.4，其例如具有截頭圓錐的形狀。以這種方式，例如能夠在經過喇叭 幾何形狀期間產生的各個波區域之間的相差被均衡，并且高頻測量信 號6被作為發送信號S而以平面波陣面輻射。然而，也可以提供平面 的、凹入的或凸出的過渡幾何形狀，以用于形成期望的輻射特性。
如圖l所示，高頻測量信號6通過接入元件24引入構造為圓形的 或矩形中空導體的接入區域7。優選地，中空導體或接入區域7被實施 為形成TE波模式。在這個接入區域7中，介電填充體12裝備有匹配 元件12.4，例如錐形尖端或階梯棱錐，以保證從填充了空氣的中空導 體到填充了介電材料的中空導體的良好匹配。通過喇叭天線10.1的接 入區域7中的匹配，避免輸入的高頻測量信號6在這個接入區域7中 被部分反射并因而衰減。喇叭天線10.1的接入區域7也可以完全由介 電填充體12的介電材料填充。
圖7顯示了本發明的裝置1的一個實施例，其作為時域反射計或 TDR測量系統，用于利用波導11確定容器4中的介質3的連續料位2。裝置1根據行程時間測量方法確定容器4中的介質3或填充物質的料 位2。波導11能夠大體分為兩個區域接入區域7和測量探頭區域9。 這個裝置1例如通過螺絲連接17而安裝在容器4的開口內。高頻測量 信號6的電磁波被經由同軸構成的接入區域7引導通過接管31或螺絲 連接17的區域并接入容器4的過程空間5中在桿/纜元件11.1上的桿 狀或纜狀的測量探頭區域9。通過接入區域7的同軸實施，形成高頻測 量信號6的TEM模式，其顯示了幾乎無損耗且無干擾傳遞高頻測量信 號6的一個優選實施例。在波導11的測量探頭區域9中，在桿/纜元件 11.1的近場區域中產生TM(H模式，用于最優地測量容器4中的介質3 的料位2。
TDR測量方法根據以下測量原理工作在波導11的測量探頭區域 9上，高頻測量信號的電磁波被作為發送信號S而在介質3或過程空間 5的方向上引導，該電磁波由于趨膚效應而在波導11的桿/纜元件11.1 的近場區域中引導，換言之，沿桿/纜元件11.1的表面引導。在包圍的 介質3的介電常數er跳變以及與其相關的波阻改變的情況中，高頻發 送信號S的部分能量至少部分被作為反射信號R而反射。反射信號R 在相反方向上在波導11上傳播回到發送/接收單元22。例如當疊加在 介質3上的氣相的第一介電常數en (特別是空氣en^)小于介質3的 第二介電常數er2時，存在這種不連續。通過對于波速的公式進行換算， 利用高頻測量信號6的測得的行程時間，確定經過的路程。這個路程 差對應于容器4的高度減去容器4中介質3的料位2。假設已知容器4 的高度或者高頻測量信號6的接入位置，由此能夠通過簡單地從容器4 的高度減去測得的高頻測量信號6的渡越路程，而確定容器4中的料 位2。
測量信號6的電磁波例如作為帶寬為0 - 1.5 GHz的脈沖而在發送 /接收單元22中產生，并利用接入元件24而作為發送信號S接入波導 11，例如Sommerfeld波導，如圖7禾B 8所示。還可以使用Goubau波 導；同軸電纜、微帶導體，或者多個桿/纜元件11.1的同軸平行布置，
但它們沒有詳細顯示于附圖中。波導11的桿/纜元件11.1上的反射信
號R由于圍繞的介質3的介電常數er的不連續而傳播回來，它們再次 在發送/接收單元22中被接收和預處理。經過預處理的反射信號R在調 節/分析單元21中被在測量技術和信號技術上分析并調節，使得料位2 的測量值或反射信號R的包絡線所代表的回波信號被經由現場總線18 上的總線接口 20轉發到例如控制臺。
圖8放大且部分以剖面圖顯示了圖7的具有接入元件24和桿/纜 元件11.1的波導11。波導11的接入區域7實施為同軸導體，其例如 具有導電的過程連接殼體36作為外部導體以及導電的桿/纜元件11.1 作為內部導體。桿/纜元件11.1在接入區域7中內嵌于介電材料制成的 介電填充體12中，其將桿/纜元件11.1居中地就位于過程連接殼體36 的空腔35中。通過探頭緊固元件28，桿/纜元件11.1抗扭轉且可更換 地支持于介電填充體12的基體12.1中。探頭緊固元件28例如是普通 的六角螺釘，其在螺帽的端面中具有孔，探頭連接27位于該孔中，該 探頭連接例如為彈簧支承的銷釘的形式且接入高頻測量信號6。利用 (附圖中未詳細示出)在探頭緊固元件28上的外螺紋以及在桿/纜元件 11.1中的相應盲孔螺紋，二者彼此導電連接并且與介電填充體12的基 體12.1力接合地連接。在基體12.1上提供突出狀或拱形的抗扭止動器 12.5，其合型地位于匹配過程連接殼體36的空腔35的壁中的相應配對 物中，并且從而防止介電填充體在過程連接殼體36中扭轉。介電填充 體12的基體12.1中具有埋入的探頭緊固元件28，該基體例如通過超 聲焊接方法而與蓋12.2焊接，從而基體12.1中的空隙體積13被密封 地封閉。介電填充體12自然也能夠單件地實現。這些空隙體積13被 引入介電填充體12的基體12.1，以改善接入元件24的HF性能，并從 而減小高頻測量信號6由于介電填充體12的介電材料的干擾反射。
接觸探頭緊固元件28的探頭連接27被引入玻璃饋通26，該玻璃 饋通實現對于測量變換器23的電子裝置的氣密過程隔離。例如通過同 軸插頭38將探頭連接相對于測量變換器23的面封閉。在過程側，基
體12.1之前的是例如由耐高溫且溫度穩定的材料(例如，陶瓷)制成
的隔板29，其具有密封元件32，例如O形環。這個隔板一方面用于令 改變介電填充體12的材料的腐蝕性介質3或高溫遠離介電填充體12， 并且另一方面用于形成清潔的過程連接，其不允許過程空間5或介質3 中的雜質達到介電填充體12的材料。
介電填充體12的材料已經結合圖1進行了詳細說明。
圖9和10以兩個不同視圖顯示了介電填充體12。圖9從不同視 角提供了兩個三維分解圖，從而更清楚地顯示了本發明的發明主題的 不同方面。填充體12基本由具有空隙體積13和支撐元件14的基體12.1 和蓋12.2構成。兩個部件在接合點30或接觸點正如上面已經說明的， 通過材料接合的連接方法彼此連接，或者它們實施為一件式介電填充 體12。探頭緊固元件28利用墊圈33而居中地位于基體12.1中的空隙 體積。合型的制動元件34位于蓋12.2上但是不能位于基體12.1自身 中，通過該制動元件將探頭緊固元件28或六角螺釘抗扭轉地就位。于 是，桿/纜元件11.1能夠被旋入，而無需對探頭緊固元件28直接施加 任何工具它可以通過相應地固定整個接入元件24而被旋入。附圖標記
1 裝置
2 料位
3 介質
4 容器
5 過程空間
7.1天線接入區域 7.2探頭接入區域
8 天線區域
9 測量探頭區域 10天線
10.1喇叭天線
10.2介質棒輻射器
11波導
11.1桿/纜元件
12填充體
12.1基體
12.2
12.3法蘭板 12.4匹配元件 12.5扭轉止動器 13空隙體積 14支撐元件 15法蘭 16緊固元件 17螺絲連接 18現場總線 19 電源線 20總線接口
21調節/分析單元
22發送/接收單元
23測量變換器
24接入元件
25同軸線
26玻璃饋通
27探頭連接
28探頭緊固元件
29隔板
30接合點
31接管
32密封元件
33墊圈
34制動元件
35空腔
36過程連接殼體 37喇BA天線殼體 38同軸插頭
S 發送信號 R反射信號 er介電常數 ^第一介電常數 &第二介電常數
權利要求
1.利用高頻測量信號(6)的行程時間測量方法確定及監控容器(4)中的介質(3)的料位(2)的裝置(1)，其具有由天線接入區域(7.1)和天線區域(8)構成的天線(10)或者由探頭接入區域(7.2)和延伸進入容器(4)的測量探頭區域(9)構成的波導(11)，其中在天線接入區域(7.1)、天線區域(8)、探頭接入區域(7.2)和/或測量探頭區域(9)中存在的空腔(35)至少部分被介電填充體(12)填充，其特征在于所述介電填充體(12)在內部具有至少一個密封的空隙體積(13)，并且該密封的空隙體積(13)這樣構成，使得所述介電填充體(12)具有預定的波阻并且/或者所述高頻測量信號(6)具有預定的傳播特性。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其中，介電填充體(12)由合成 材料制成。
3. 根據權利要求1或2所述的裝置，其中，介電填充體(12)由 多個零件構成。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其中，介電填充體(12)的零件 被利用材料接合的連接技術而密封地連接在一起。
5. 根據權利要求3所述的裝置，其中，介電填充體(12)的零件 被利用力接合的連接技術而密封地連接在一起。
6. 根據權利要求l所述的裝置，其中，氣體或混合氣體被引入介 電填充體(12)的空隙體積(13)。
7. 根據權利要求l所述的裝置，其中，在介電填充體(12)的空隙體積(13)中提供具有低介電常數(e》的介電填充材料，其不會影 響高頻測量信號(6)的傳播特性。
8. 根據權利要求l所述的裝置，其中，在介電填充體(12)的空 隙體積(13)中提供至少一個支撐元件(14)。
9. 根據權利要求l所述的裝置，其中，提供探頭緊固元件(28)， 其抗扭轉且居中地設置于介電填充體(12)中。
10. 根據前述任一權利要求所述的裝置，其中，介電的氣密和/或 疏水涂層施加于介電填充體(12)的表面上。
全文摘要
本發明涉及一種利用使用高頻測量信號(6)的行程時間測量方法確定及監控容器(4)中的介質(3)的料位(2)的裝置(1)，其具有由天線接入區域(7.1)和天線區域(8)構成的天線(10)或者由探頭接入區域(7.2)和延伸進入容器(4)的測量探頭區域(9)構成的波導(11)，其中在天線接入區域(7.1)、天線區域(8)、探頭接入區域(7.2)和/或測量探頭區域(9)中存在的空腔(35)至少部分被介電填充體(12)填充。根據本發明，介電填充體(12)在內部具有至少一個密封的空隙體積(13)，并且該密封的空隙體積(13)這樣實現，使得介電填充體(12)具有預定的波阻并且/或者高頻測量信號(6)具有預定的傳播特性。
文檔編號G01F23/284GK101375137SQ200780003471
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月8日 優先權日2006年1月25日
發明者拉爾夫·賴梅爾特, 迪爾克·奧斯瓦爾德 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司