[发明专利]微波发送装置和填充程度测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于填充程度测量设备的微波发送装置，具有电子装置、微波发送器和波导管，其中波导管内部空间用浇注材料浇注。此外本发明涉及具有这样的微波发送装置的填充程度测量设备。

背景技术

填充程度测量设备通常用于监视容器中的液体或者松散材料的填充程度。为此采用的测量方法是多种多样的，并且包括例如机械的测量方法，例如浮子或者振动传感器，但是也包括电容式、电感式和光学的测量方法。所采用的测量方法被区分为接触式和无接触式测量方法。在无接触式测量方法中特别经常使用微波范围和相邻的频率范围中的雷达技术工作。本发明从这样一种填充程度测量设备和一种在该填充程度测量设备中采用的微波发送装置出发。

不言而喻，使用按照雷达原理工作的填充程度测量设备和相应的微波发送装置不仅能够确定介质在容器中的填充程度，而且更确切地也能够确定从如下表面到“填充程度测量设备”或者微波发送装置的任意的距离：该表面反射从测量设备或者从发送装置发出的微波；尽管如此，填充程度测量设备或者用于这样的填充程度测量设备的微波发送装置仍然继续被讨论。

这类填充程度测量设备具有微波发送装置，其中微波发送装置包括用于产生微波信号的电子装置、用于传导微波信号的波导管、以及微波发送器，其中微波发送器把微波信号输入耦合到波导管中。该微波信号由波导管传导，辐射到介质所在的、要确定该介质的填充程度的容器中。该微波信号由容器中的介质反射，并且进入波导管返回到微波发送器，该微波发送器通常也同时充当微波接收器。

从WO 02/16889 A1得知一种用于确定容器中的填充材料的填充程度的设备，该设备具有产生电磁测量信号的信号发生单元并且具有发送/接收单元，该发送/接收单元通过天线在填充材料的表面的方向上发送测量信号并且接收在填充材料的表面反射的回波信号，其中天线由波导组成，波导在辐射方向上在定义形状的空腔中扩张，并且所述设备具有分析单元，该分析单元根据测量信号的运行时间确定容器中的填充程度。该填充程度测量设备减少沉淀物形成，也就是说通过提供介电的填充材料，介质在设备上的附着几乎被排除，其中所述介电的填充材料至少部分填满波导并且几乎完全填满天线的扩张的空腔。

US 6,987,481 B2公开了一种雷达填充程度测量设备，该雷达填充程度测量设备能够用定向耦合器产生并且接收椭圆极化的波。此外，该雷达填充程度测量设备具有单侧封闭的波导管，该波导管被用浇注材料浇注。

从现有技术中得知的填充程度测量设备具有不利的结构尺寸，特别当在测量设备的安装地点缺乏位置，到安装地点的通路狭窄或者要测量的波导管自身具有小的尺寸时。该结构尺寸尤其是通过下述事实向下限制，即在所使用的微波辐射的频率预先规定的情况下，为传导或者引导所使用的微波射束通常采用的带状导体和/或波导管部件必须具有最小尺寸，以便该带状导体或者波导管部件完全能够损耗很小地传导微波辐射。

发明内容

因此本发明的任务在于，说明一种微波发送装置和使用这种微波发送装置的填充程度测量设备，所述微波发送装置和填充程度测量设备是特别紧凑的并且是成本有利的。

上面导出并且指出的任务从开头描述的微波发送装置出发通过如下方式解决，即微波发送器和电子装置具有浇注体(Verguss)。

通过微波发送器和电子装置具有浇注体，产生一种惊人的优点，即微波发送装置能够以紧凑的结构方式实现，因为由于该浇注体为传导所使用的微波辐射所采用的部件的最小尺寸在所使用的微波辐射的预先规定的频率下减小。这种效果虽然在带状导体的情况下也可以察觉，但是尤其在波导的情况下产生特别大的作用。对此效果负责的是，在浇注体中使用的浇注材料与在现有技术中包围电子装置的空气相比具有更大的介电常数也称电容率根据波导的几何结构，每个波导具有所谓的边界频率。较大的波导管具有较小的边界频率。具有低于边界频率的频率的信号被强烈抑制，并且在波导管中实际上不能传播。如果提高波导的填充介质的介电常数，则其边界频率降低。因此在给定微波发送装置的工作频率的情况下，在使用具有提高的介电常数的浇注材料时能够减小导波部件的结构尺寸。