本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的包括安全裝置的雷達(dá)物位測量儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)(例如，US 8,009,085 B2)披露了具有這種安全裝置的雷達(dá)物位測量儀，雷達(dá)物位測量儀具有用于生成電磁波的信號(hào)發(fā)生器和用于將電磁波發(fā)射至容器中并從容器接收反射的電磁波的天線，安全裝置被適當(dāng)?shù)貥?gòu)造成檢查雷達(dá)物位測量儀的功能性。為此目的，現(xiàn)有技術(shù)中披露的安全裝置包括反射器和調(diào)節(jié)裝置，這二者被適當(dāng)?shù)貥?gòu)造成至少在反射器反射電磁波的第一位置與反射器以減弱方式(reduced fashion)反射電磁波的第二位置之間調(diào)節(jié)反射器。

現(xiàn)有技術(shù)披露的雷達(dá)物位測量儀通常在用于存儲(chǔ)各種材料的容器(通常為儲(chǔ)罐或儲(chǔ)槽)中使用。例如，可將食物、飲料、藥物或燃油儲(chǔ)存在這種儲(chǔ)罐或儲(chǔ)槽中，因而需要非接觸式物位測量。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如上述雷達(dá)物位測量儀或基于超聲波的物位測量儀被稱為非接觸式物位測量技術(shù)。由于雷達(dá)物位測量儀的高精度測量和不容易受故障影響的特性，雷達(dá)物位測量儀被廣泛使用。

通常，現(xiàn)有技術(shù)中披露的雷達(dá)物位測量儀經(jīng)由凸緣被緊固在儲(chǔ)罐或儲(chǔ)槽的上部區(qū)域中，其中，電子器件布置在殼體外部，并且雷達(dá)物位測量儀的天線布置在雷達(dá)物位測量儀內(nèi)部。以適當(dāng)方式使天線定向，使得可以沿著朝向被存儲(chǔ)在容器內(nèi)的填充材料的方向發(fā)送電磁波(即，特別是雷達(dá)信號(hào))，并且天線可接收由材料反射的電磁波。基于發(fā)射電磁信號(hào)時(shí)與接收反射電磁信號(hào)時(shí)之間的時(shí)間差，可確定容器內(nèi)部的填充物位。

為了檢查雷達(dá)物位測量儀的功能性，特別是為了檢查其在與安全相關(guān)的最大物位(在該物位處，自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)會(huì)防止任何進(jìn)一步的填充)或可能其它相關(guān)物位處的功能性，需要提供一種安全裝置，以允許對最大物位處的功能性進(jìn)行相關(guān)設(shè)定。為此目的，在現(xiàn)有技術(shù)中已知的是，即使在容器的較低物位的情況下，在安全測試期間也要手動(dòng)地將反射器移動(dòng)到雷達(dá)物位測量儀的輻射路徑中以便進(jìn)行測試，以通過將在該物位處的反射器插入到雷達(dá)物位測量儀的輻射路徑中并由此在期望物位處產(chǎn)生反射來檢查物位測量儀在期望物位處的功能性。

在現(xiàn)有技術(shù)的雷達(dá)物位測量儀中，人們認(rèn)知的缺點(diǎn)還在于，由于機(jī)械構(gòu)造的原因，已知的裝置通常不能與環(huán)境隔絕或者難以密封，因此不能任意地或僅在非常有限的程度上應(yīng)用于有毒和/或加壓物質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺點(diǎn)，并提供一種沒有任何這些缺點(diǎn)的進(jìn)一步開發(fā)的雷達(dá)物位測量儀以及安全裝置。

通過包括權(quán)利要求1的特征的雷達(dá)物位測量儀以及具有權(quán)利要求16的特征的安全裝置實(shí)現(xiàn)上述目的。

根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)物位測量儀具有用于生成電磁波的信號(hào)發(fā)生器、用于將電磁波發(fā)射至容器中并從容器接收反射的電磁波的天線以及用于檢查雷達(dá)物位測量儀的功能性和/或提高雷達(dá)物位測量儀的測量品質(zhì)的安全裝置，安全裝置包括反射器和調(diào)節(jié)裝置并且/或者包括減弱裝置，并被適當(dāng)?shù)貥?gòu)造成至少在反射器反射電磁波的第一位置與反射器以減弱方式反射電磁波的第二位置之間調(diào)節(jié)反射器和/或減弱裝置，雷達(dá)物位測量儀的特征在于，調(diào)節(jié)裝置以非接觸方式作用于反射器和/或減弱裝置。

由于緊固裝置以非接觸方式作用于反射器和/或減弱裝置，因此能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)裝置和反射器和/或減弱裝置插入至容器中，并特別以密封方式互相隔離地對它們進(jìn)行操作。借助調(diào)節(jié)裝置和反射器和/或減弱裝置之間的密封，能夠避免用于將調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)動(dòng)從儲(chǔ)罐的外部耦合到儲(chǔ)罐中并以此方式作用于反射器和/或減弱裝置的機(jī)械通道，使得在整體上能夠相對于環(huán)境可靠地密封容器/儲(chǔ)罐。

例如，可通過調(diào)節(jié)裝置和反射器和/或減弱裝置之間的磁耦合來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置對反射器和/或減弱裝置的非接觸作用。通過這種磁耦合，可將調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)動(dòng)容易地且相對可靠地傳遞給反射器和/或減弱單元。

在第一實(shí)施例中，調(diào)節(jié)裝置將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給反射器和/或減弱裝置，使得可特別地使磁耦合力保持較低。

在替代實(shí)施例中，調(diào)節(jié)裝置將線性運(yùn)動(dòng)傳遞給反射器和/或減弱裝置。通過傳遞線性運(yùn)動(dòng)，例如，在第二位置處可通過重力實(shí)現(xiàn)安全裝置的復(fù)位，在該位置，安全裝置會(huì)減弱發(fā)射的電磁波或避免它們的反射。以此方式，在安全裝置出現(xiàn)故障的情況下也可確保雷達(dá)物位測量儀的功能性。

理想地，調(diào)節(jié)裝置在殼體中布置成優(yōu)選地以壓力密閉的方式與測量環(huán)境隔離。例如，殼體可經(jīng)由焊縫或其它密封裝置連接至緊固凸緣，例如，在殼體和凸緣之間設(shè)置有密封件。

以此方式，以壓力密閉和防擴(kuò)散的方式非常可靠地將調(diào)節(jié)裝置與測量環(huán)境隔離，特別地能夠在加壓和/或有毒介質(zhì)中使用調(diào)節(jié)裝置。

優(yōu)選地，調(diào)節(jié)裝置布置在殼體內(nèi)部，且反射器和/或減弱裝置布置在殼體外部。例如，殼體可被構(gòu)造成在端部封閉并且突出到容器中的圓筒，殼體連接至緊固凸緣。這種布置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全裝置朝向雷達(dá)物位測量儀的天線的預(yù)定定向，使得不需要額外的校準(zhǔn)和對準(zhǔn)。

優(yōu)選地，反射器在其端部處布置在殼體上，使得能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)裝置和反射器和/或減弱裝置之間的簡單相互作用。

例如，安全裝置可被構(gòu)造成在無任何操作干預(yù)的情況下自動(dòng)地轉(zhuǎn)移至第二位置，并因此例如在調(diào)節(jié)裝置存在缺陷的情況下也可保證雷達(dá)物位測量儀的操作。

當(dāng)調(diào)節(jié)裝置和/或反射器和/或減弱裝置具有至少一個(gè)永磁體時(shí)，可實(shí)現(xiàn)特別有利的磁耦合。通過被合適地構(gòu)造的永磁體，可產(chǎn)生良好的磁耦合，通過吸引和/或排斥作用使磁體的磁極相對于彼此定向，由此進(jìn)行從第一位置到第二位置的可靠切換，反之亦然。

例如，減弱裝置可被構(gòu)造成能夠相對于反射器移動(dòng)的護(hù)套，例如，通過調(diào)節(jié)裝置垂直向上地拉動(dòng)減弱裝置，并由此使反射器暴露。例如，反射器可相對于天線的主發(fā)射方向垂直地布置，且在第二位置優(yōu)選地被護(hù)套超出。以此方式，反射器也可被構(gòu)造成用于減弱裝置的止擋件，從而實(shí)現(xiàn)了特別簡單的機(jī)械裝置。

這里，例如，減弱裝置可被構(gòu)造成在第二位置以遠(yuǎn)離天線的方式反射電磁波，使得相對于第一位置，反射的電磁波減弱。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，雷達(dá)物位測量儀可具有用于監(jiān)測反射器和/或減弱裝置和/或調(diào)節(jié)裝置的位置的傳感器，從而也能夠獲得用于監(jiān)測反射器和/或減弱裝置的位置的電子器件。以此方式，盡管將調(diào)節(jié)裝置與反射器和/或減弱裝置進(jìn)行空間隔離，但是依然能夠檢測容器內(nèi)部的實(shí)際條件，從而能夠提供調(diào)節(jié)裝置是否可靠地作用于反射器和/或減弱裝置的信息。

除具有安全裝置的雷達(dá)物位測量儀之外，還提供了用于改裝安全裝置的可能方案。因此，本發(fā)明也涉及用于具有上述特征的雷達(dá)物位測量儀的安全裝置。

附圖說明

在下文中，參照附圖更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖包括：

圖1是包括位于第一位置處的安全裝置的雷達(dá)物位測量儀的原理的示意圖；

圖2是包括位于第二位置處的安全裝置的圖1的雷達(dá)物位測量儀；

圖3示出包括位于第一位置處的具有旋轉(zhuǎn)反射器的安全裝置的雷達(dá)物位測量儀的另一個(gè)實(shí)施例；

圖4是位于第二位置處的圖3的雷達(dá)物位測量儀；

圖5是包括位于第一位置處的旋轉(zhuǎn)地構(gòu)造的減弱裝置的雷達(dá)物位測量儀；以及

圖6是位于第二位置處的圖5的雷達(dá)物位測量儀。

具體實(shí)施方式

圖1示出了具有安全裝置5的雷達(dá)物位測量儀1，安全裝置5位于第一位置I處，在該位置，安全裝置5的反射器7反射由雷達(dá)物位測量儀1的天線3發(fā)射的電磁波。在本實(shí)施例中，雷達(dá)物位測量儀1被構(gòu)造成具有天線3，在此情況下，天線被構(gòu)造成喇叭天線。然而，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，這里也能夠采用其它天線形式。

在本實(shí)施例中，安全裝置5被構(gòu)造成圓柱形殼體10，其中，在靠近容器的端部處，反射器7布置成以垂直于天線3的主發(fā)射方向A的方式定向。殼體10以平行于雷達(dá)物位測量儀1的方式布置在固定凸緣6中，并已經(jīng)由工廠以此方式進(jìn)行定向并與物位測量儀1匹配。安全裝置5還包括減弱裝置15，減弱裝置15被構(gòu)造成在殼體上可軸向地偏移的護(hù)套。減弱裝置15的靠近凸緣的一端處包括兩個(gè)永磁體12，這兩個(gè)永磁體與布置在設(shè)置于殼體10中的調(diào)節(jié)裝置9上的其它兩個(gè)永磁體12配合。為了更好地保護(hù)裝置免受故障，可在整個(gè)長度上分布地布置有額外的磁體。

通過減弱單元15和調(diào)節(jié)裝置9上的永磁體12之間的磁耦合，能夠克服反射器7(其在端部處布置在殼體10上)的重力來提升被構(gòu)造成護(hù)套的減弱裝置15，在此情況下，反射器也用作止擋件，并如圖1所示地暴露以反射由天線3發(fā)射的電磁波。在本實(shí)施例中，例如，殼體10可例如通過焊接周向地連接到緊固凸緣6，從而得到壓力密閉和防擴(kuò)散的布置。以此方式，圖1所示的具有安全裝置5的雷達(dá)物位測量儀1也可用于有毒和/或加壓介質(zhì)。

為了使磁耦合穿過殼體10，殼體10需要至少部分地由非磁性材料制成，例如不銹鋼。

可以以手動(dòng)、氣動(dòng)或電氣的方式激活調(diào)節(jié)裝置9(在本示例中，未更詳細(xì)地說明)。特別地，調(diào)節(jié)裝置9的手動(dòng)操作和氣動(dòng)操作是優(yōu)選的，這是因?yàn)檫@樣可以以特別簡單的方式獲得不容易受調(diào)節(jié)故障影響的特性。

圖2示出了圖1的具有位于第二位置處的安全裝置5的雷達(dá)物位測量儀1，在該位置，減弱裝置15將由天線3發(fā)射的電磁波反射至相對于天線3的主發(fā)射方向A平行地定向的區(qū)域，并由此沿著朝向填充材料的方向上引導(dǎo)電磁波。與圖1示出的第一位置I相比，這顯著地減弱反射，使得安全裝置5基本上被停用。在圖2示出的位置，還可清楚地看出，本實(shí)施例中的反射器7用作減弱裝置15的止擋件。

在圖1和圖2示出的實(shí)施例中，如果出于任何原因以不可靠的方式操作調(diào)節(jié)裝置9和減弱裝置15之間的磁耦合，那么額外地，重力作用確保減弱裝置15自動(dòng)地切換到第二位置II，從而保證雷達(dá)物位測量儀1的正常運(yùn)行。

圖3示出了具有安全裝置5的雷達(dá)物位測量儀1的實(shí)施例，其中，安全裝置5處于第一位置I。在本實(shí)施例中也通過磁耦合實(shí)現(xiàn)圖4示出的從第一位置I到第二位置II的切換，磁耦合由兩個(gè)永磁體12實(shí)現(xiàn)，在本實(shí)施例中，反射器7被以可旋轉(zhuǎn)方式構(gòu)造。在本實(shí)施例中，如果調(diào)節(jié)裝置9沿其縱軸旋轉(zhuǎn)，那么經(jīng)由布置在調(diào)節(jié)裝置9側(cè)和反射器7側(cè)的永磁體12，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被傳遞至反射器7，使得反射器可從第一位置I移動(dòng)至第二位置II。如從圖3和圖4中可進(jìn)一步看出，反射器7布置在第一位置I，從而反射由天線3發(fā)射的電磁輻射。在第二位置II，反射器7被從天線3的輻射路徑中移除，從而沒有發(fā)生反射。類似于圖1和圖2示出的實(shí)施例，必須強(qiáng)調(diào)的是，殼體10以壓力密閉且防擴(kuò)散的方式連接至凸緣6，并由此可以以有利的方式應(yīng)用安全裝置。

圖5和圖6示出了雷達(dá)物位測量儀1的另一個(gè)實(shí)施例，并且在本實(shí)施例中，也用于圖1和圖2的第一實(shí)施例的減弱裝置15被以非對稱和可旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)造。在圖5示出的第一位置，減弱裝置15布置成使得反射器7的一部分暴露，并由此可對由天線3發(fā)射的電磁輻射進(jìn)行反射。在圖6示出的第二位置II，減弱裝置15布置成圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)了180°，并當(dāng)從天線3觀察時(shí)，減弱裝置通過其非對稱構(gòu)造完全覆蓋反射器7，使得由天線3發(fā)射的任何電磁輻射被減弱裝置15被進(jìn)一步減弱，或者如圖6所示，電磁輻射被進(jìn)一步朝向填充材料反射。在任何情況下，重要的是，相對于第一位置I，通過反射器7在朝向天線3的方向上返回的信號(hào)被減弱。

類似于先前的實(shí)施例，在減弱裝置15的情況下，經(jīng)由布置在調(diào)節(jié)裝置9側(cè)和布置在減弱裝置15側(cè)的永磁體12來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置9與安全裝置5之間的耦合。它們將調(diào)節(jié)裝置9的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)傳遞至減弱裝置15。

附圖標(biāo)記列表

1 雷達(dá)物位測量儀 3 天線

4 容器 5 安全裝置

6 緊固凸緣 7 反射器

9 調(diào)節(jié)裝置 10 殼體

12 永磁體 15 減弱裝置/護(hù)套

A 發(fā)射方向 I 第一位置

II 第二位置