[实用新型]具有减小的探针反射端的导波雷达物位计系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及如下导波雷达物位计系统，该导波雷达物位计系统包括单导体探针以及用于保持柔性单导体探针基本上竖直地准直的探针准直部件。

背景技术

雷达物位计(RLG)系统广泛应用于确定罐中所容纳的物品的填充物位。通常借助非接触式测量或通常被称为导波雷达(GWR)的接触式测量来执行雷达物位计量，其中，在非接触式测量中，朝向罐中所容纳的物品辐射电磁信号，在接触式测量中，通过用作波导装置的传输线探针朝向物品引导电磁信号并将其导入物品中。探针通常被布置成从罐顶部朝向罐底部竖直延伸。在探针为柔性单导体探针的情况下，可以借助附接至柔性单导体探针的底端的配重将探针保持为基本上竖直。

电磁发射信号由收发器生成并通过探针朝向罐中物品的表面传播，并且由于发射信号在该表面处的反射而产生的电磁反射信号朝向收发器向回传播。

基于该发射信号和反射信号可以确定至物品表面的距离。

目前市场上的大部分雷达物位计系统或者是所谓的脉冲雷达物位计系统或者是基于发射扫频(调频)信号与该发射扫频信号在罐中所容纳的物品的表面处的反射之间的相位差的变化来确定距该表面的距离的系统，其中，所述脉冲雷达物位计系统基于发射脉冲与接收脉冲在表面处的反射之间的时间差来确定距物品表面的距离。后一类型的系统通常被称为FMCW(调频连续波)类型。通常用于GWR的脉冲系统使用以被称为TDR(时域反射技术)的方式处理的短DC脉冲(约1ns)序列。

在任何情况下，发射信号通常不仅在由罐空气与物品表面之间的界面构成的阻抗过渡处反射，而且在发射信号所遇到的若干其它阻抗过渡处反射。在GWR系统的情况下，一个这样的阻抗过渡通常发生在收发器与探针之间的连接处，并且另一这样的阻抗过渡发生在探针的底端处。探针的底端处的阻抗过渡可能使得难以精确地确定接近探针的底端处的填充物位。

实用新型内容

鉴于以上内容，本实用新型的总体目的是提供一种改进的导波雷达物位计系统，特别是用于在接近导波雷达物位计系统中所包括的探针的底端处的改进的填充物位确定的导波雷达物位计系统。

因而，根据本实用新型提供了一种导波雷达物位计系统，用于确定罐中所容纳的物品的填充物位，所述导波雷达物位计系统包括：收发器，用于生成、发射以及接收在具有中心频率的预定频率范围内的电磁信号；柔性单导体探针，所述柔性单导体探针具有连接至所述收发器的第一端，并且朝向所述物品延伸且进入所述物品中至所述柔性单导体探针的第二端，用于将来自所述收发器的电磁发射信号通过罐空气朝向所述物品的表面引导，以及朝向所述收发器返回由于所述发射信号在所述表面处的反射而产生的电磁表面反射信号；探针准直部件，其附接至所述柔性单导体探针的所述第二端，用于保持所述柔性单导体探针基本上竖直地从所述第一端延伸至所述第二端，所述探针准直部件沿着比所述中心频率处所述发射信号的波长的一半长的竖直距离呈现随着距所述柔性单导体探针的所述第一端的距离增加而增加的水平延伸；以及处理电路，其连接至所述收发器，用于基于所述发射信号和所述表面反射信号来确定所述填充物位。

罐可以为能够容纳物品的任何容器或器皿。

“收发器”可以为能够发射和接收电磁信号的一个功能单元，或者可以为包括独立的发射器单元和接收器单元的系统。

柔性单导体探针可以包括线或线缆，并且可以基本上是易弯曲的。

本实用新型基于下述认识：可以使用如下导波雷达物位计系统来精确地测量填充物位的范围，该导波雷达物位计系统具有柔性单导体探针以及用于保持柔性单导体探针基本上笔直及竖直的探针准直部件；填充物位的范围可以通过如下方式增加：将探针准直部件成形为提供从探针的阻抗到探针准直部件的阻抗的逐渐阻抗过渡(在探针准直部件的成形部分之下，或者在成形部分的端部)。

此外，本发明人认识到这可以通过如下方式实现：构造导电的探针准直部件，使得探针准直部件沿着比发射信号的中心波长的一半长的竖直距离呈现随着距柔性探针的第一端的距离增加而增加的水平延伸。

这将提供在探针准直部件在物品的表面之上以及在探针准直部件浸没在介电常数约为2.25或更小的物品(例如石油)中时的平滑阻抗过渡。因此，与当前使用的探针准直部件(基本上圆柱形的配重)相比，在探针与探针准直部件之间的界面处的反射信号(回波)将被忽略，这继而意味着可以更精确地测量接近探针与探针准直部件之间的界面处的填充物位。