本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的包含安全裝置的雷達(dá)物位計。

背景技術(shù)：

具有這種安全裝置的雷達(dá)物位計在現(xiàn)有技術(shù)(例如US 8,009,085B2)中是已知的，并且該雷達(dá)物位計示出了用于產(chǎn)生電磁波的信號發(fā)生器和用于將電磁波發(fā)射到容器中以及用于接收從容器反射的電磁波的天線，其中安全裝置構(gòu)造為適于檢查雷達(dá)物位計的功能性。為此，現(xiàn)有技術(shù)中所示出的安全裝置包括反射器和調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置構(gòu)造為適于將反射器至少在其中反射器反射電磁波的第一位置和其中反射器以減波的方式反射電磁波的第二位置之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的雷達(dá)物位計通常用在構(gòu)造成用于儲存各種材料的容器(通常是儲罐或筒倉)中。例如，食物、飲料、藥物或燃料存儲在這樣的儲罐或筒倉中，因此需要無接觸的填充物位測量。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，上述雷達(dá)物位計或可選擇地基于超聲的填充物位計被稱為無接觸填充物位測量技術(shù)。這里，雷達(dá)物位計基于它們的高測量精度和低故障易感性而得到廣泛使用。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的雷達(dá)物位計通常經(jīng)由凸緣緊固在儲罐或筒倉的上部區(qū)域中，其中電子元件配置在儲罐或筒倉的殼體的外部并且雷達(dá)物位計的天線配置在儲罐或筒倉的殼體的內(nèi)部。天線以適當(dāng)?shù)姆绞綄?zhǔn)，使得可以在朝向存儲在容器內(nèi)部的填充材料的方向上發(fā)送電磁波(即，特別是雷達(dá)信號)，并且使得天線可以接收由所述材料反射的電磁波。這里，基于發(fā)射電磁信號和接收被反射的電磁信號之間的時間差，可以測定容器內(nèi)部的填充物位。這里，潛在的測量方式是脈沖雷達(dá)方式以及頻率-調(diào)制的連續(xù)波方法，在脈沖雷達(dá)方式中，雷達(dá)脈沖沿待測量貨物的方向發(fā)射，并在那里被反射，然后通過測定穿行時間來測定填充物位，在頻率-調(diào)制的連續(xù)波方法中，頻率調(diào)制的高頻信號以逐漸增加的頻率發(fā)射，然后從發(fā)射信號和接收信號之間的頻率差來確定填充物位。

為了對雷達(dá)物位計進(jìn)行功能控制，特別是為了測試其在安全相關(guān)的最大填充物位(在該填充物位時自動保護(hù)系統(tǒng)防止任何進(jìn)一步的填充)以及可能的其他相關(guān)填充物位時的功能性，有必要提供一種可以說明在所述最大填充物位時的功能性的安全裝置。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中已知的是，在安全測試的過程中將反射器手動地移動到雷達(dá)物位計的輻射路徑中以在此處進(jìn)行測試，即使在容器的較低填充物位的情況下，通過將在所希望的填充物位處的反射器插入到雷達(dá)物位計的輻射路徑中而如此在該填充物位處產(chǎn)生反射，也可以檢查物位計在所希望的填充物位時的功能。

在安全相關(guān)的測量應(yīng)用中，通常設(shè)置用于檢測填充物位或限位的額外傳感器以便產(chǎn)生冗余。此外，通常還監(jiān)測各個儲罐的溫度和/或壓力。這里，在現(xiàn)有技術(shù)中已知的應(yīng)用中，以下這種情況被認(rèn)為是不利的，除了已經(jīng)設(shè)置的具有集成的安全裝置的雷達(dá)物位計之外，還必須提供用于其他傳感器和儲罐的更多的組裝選擇。這里，這被認(rèn)為是特別不利的，原因是額外的組裝開口(例如凸緣)增大了整個系統(tǒng)的故障(例如關(guān)于緊密密封方面)的易感性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中已知的且設(shè)置有安全裝置的雷達(dá)物位計，從而避免現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺點(diǎn)。

這個目的通過包括權(quán)利要求1的特征的雷達(dá)物位計來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)物位計具有用于產(chǎn)生電磁波的信號發(fā)生器和用于向容器中發(fā)射電磁波以及用于接收從所述容器反射的電磁波的天線，并且所述雷達(dá)物位計包括用于測試所述雷達(dá)物位計的功能性或用于改善所述雷達(dá)物位計的測量質(zhì)量的安全裝置，其中所述安全裝置包括反射器和調(diào)節(jié)裝置和/或減波裝置，并且所述安全裝置構(gòu)造為適于將所述反射器和/或所述減波裝置至少在其中所述反射器反射電磁波的第一位置和其中所述反射器以減波的方式反射電磁波的第二位置之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述雷達(dá)物位計的特征在于，所述安全裝置包括用于確定所述容器中的測量的至少一個額外傳感器。例如，吸收材料或漫射體可以用作減波裝置，當(dāng)從天線側(cè)觀看時其覆蓋或遮蔽反射器，這樣所發(fā)射的電磁波只有減小程度的反射。

通過根據(jù)本發(fā)明的配置，另外的傳感器在雷達(dá)物位計中與安全裝置集成一體，從而可以免去額外的緊固裝置(例如凸緣)以及該緊固裝置在容器中所需的開口。

在特別有益的實施方案中，至少一個額外傳感器配置在所述安全裝置上和/或集成在所述安全裝置中。這樣，額外傳感器變得可以遠(yuǎn)離信號發(fā)生器和天線并且配置在測量高度處(例如，自動保護(hù)系統(tǒng)防止任何進(jìn)一步的填充的安全相關(guān)的最大填充物位處或其他相關(guān)填充物位處)。此外，通過配置在安全裝置上或集成在安全裝置中實現(xiàn)了以下效果，與現(xiàn)有技術(shù)中具有安全裝置的雷達(dá)物位計相比，這里不需要額外的空間并且因而可以仍然使用現(xiàn)有的緊固裝置(例如凸緣)。

例如，所述額外傳感器可以構(gòu)造為填充物位傳感器和/或限位傳感器。這里，通過提供額外填充物位傳感器和/或限位傳感器，產(chǎn)生了用于雷達(dá)物位計的測量的冗余，使得至少在安全臨界區(qū)域中，至少一個第二測量可用于檢查真實性。

這里，例如，所述額外傳感器可以構(gòu)造為電容式操作填充物位傳感器和/或電容式操作限位傳感器。為此，在特別有益的實施方案中，所述安全裝置設(shè)置有接收和引導(dǎo)調(diào)節(jié)裝置的引導(dǎo)管，其中所述引導(dǎo)管構(gòu)造為所述電容式傳感器的電極。在這個實施方案中，隔離件配置在引導(dǎo)管和調(diào)節(jié)裝置之間，以將引導(dǎo)管和調(diào)節(jié)裝置電隔離開。

另外或可選擇地，另一個傳感器可以形成為振動傳感器。

這里，作為另一個傳感器或額外傳感器，當(dāng)在管中樞轉(zhuǎn)有溫度傳感器時，在管中可以具有浮動傳感器、利用高頻操作的電容測量傳感器或超聲傳感器。

在其中額外傳感器構(gòu)造為振動傳感器的一個實施方案中，例如，通過額外傳感器，可以檢測在安全裝置的下端處的限位，使得除了利用反射器的安全測試相關(guān)的填充物位之外，這里還可以檢測限位以用于確保雷達(dá)物位計的測量。

所述額外傳感器也可以成角度地配置在所述安全裝置上，使得所述額外傳感器不需要額外的結(jié)構(gòu)長度，這將促成額外傳感器在較低填充物位的情況下的配置。

這里，特別地，所述額外傳感器可以與所述調(diào)節(jié)裝置連接并且優(yōu)選地配置在所述調(diào)節(jié)裝置上。這里，特別地，所述額外傳感器可以集成在所述反射器中或顯示出構(gòu)造為反射器的傳感器殼體。

例如，如果振動傳感器用作額外傳感器，那么其可以構(gòu)造成具有充當(dāng)反射器的傳感器殼體，并且例如配置成與安全裝置的縱向軸線和/或天線的主發(fā)射方向成45°～90°的角度。這里，額外傳感器可以通過調(diào)節(jié)裝置樞轉(zhuǎn)到雷達(dá)物位計的輻射路徑中，使得其可以反射由天線發(fā)射的電磁波以用于安全檢查，并且同時在正常操作中，即，當(dāng)將額外傳感器從雷達(dá)物位計的輻射路徑樞轉(zhuǎn)出時，允許檢測限位。

另外或可選擇地，其配置可以顯示出溫度傳感器和/或壓力傳感器。例如，由于在氣體介質(zhì)(也適用于液體介質(zhì))中的溫度和壓力與安全性高度相關(guān)的事實，這里可能產(chǎn)生額外的安全性測量。這同樣也適用于液體介質(zhì)。此外，本發(fā)明還可以用于具有引導(dǎo)的雷達(dá)波的TDR(時域反射測量)系統(tǒng)、脈沖雷達(dá)系統(tǒng)以及FMCW(頻率調(diào)制的連續(xù)波)系統(tǒng)。

附圖說明

在下文中，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。圖中示出了：

圖1示出了包含額外傳感器和激活的安全裝置的雷達(dá)物位計的第一示例性實施方案的原理示意圖，

圖2示出了圖1的具有未激活的安全裝置的雷達(dá)物位計，

圖3示出了具有構(gòu)造有反射器的額外傳感器的雷達(dá)物位計的第二示例性實施方案，和

圖4示出了具有電容式填充物位傳感器的雷達(dá)物位計的第三示例性實施方案。

具體實施方式

圖1示出了具有安全裝置5的雷達(dá)物位計1的第一示例性實施方案，該安全裝置用于測試?yán)走_(dá)物位計1在安全相關(guān)的最大填充物位時的功能性。

雷達(dá)物位計1包括信號發(fā)生器和在目前的情況下構(gòu)造為具有主發(fā)射方向A的喇叭天線的天線3。安全裝置5設(shè)置有經(jīng)由調(diào)節(jié)裝置9樞轉(zhuǎn)地配置的反射器7，以用于雷達(dá)物位計1的功能測試。在圖1所示的第一位置I，反射器7被樞轉(zhuǎn)到雷達(dá)物位計1的輻射路徑中，因而將由天線3發(fā)射的電磁波反射回到天線3，從而使得在與反射器7的安裝高度相對應(yīng)的填充物位處產(chǎn)生回波。這樣，可以檢查雷達(dá)物位計1是否可靠地檢測了在反射器7的高度處的填充物位。

在本示例性實施方案中，安全裝置5具有管狀殼體11，通過該管狀殼體調(diào)節(jié)裝置9從容器4的外部作用在反射器7上。在本示例性實施方案中，示出了反射器7與調(diào)節(jié)裝置9的機(jī)械連接，這里也可以進(jìn)行其他連接，例如經(jīng)由電驅(qū)動、氣動連接或磁性連接。

在殼體11的內(nèi)部，相對于天線3的主發(fā)射方向A平行定向地配置有額外傳感器12，其在目前的情況下構(gòu)造為振動限位開關(guān)。額外傳感器12經(jīng)由連接線15與在目前的情況下設(shè)置在配置在容器4外部的電子元件殼體中的傳感器電子元件連接，從而可以處理傳感器信號。

雷達(dá)物位計1以及具有配置在其上的額外傳感器12的安全裝置5經(jīng)由共同的緊固用凸緣6緊固在容器4上，以便監(jiān)測其填充物位。這里，通過凸緣連接，可以形成容器4相對于環(huán)境的可靠密封，從而特別是在加壓和/或有毒介質(zhì)的應(yīng)用的情況下確保高安全性。

圖2示出了圖1的配置的第二位置II，其中安全裝置5的反射器7被從雷達(dá)物位計1的輻射路徑中樞轉(zhuǎn)出，使得反射器7不會反射由天線3發(fā)射的電磁波。在其中安全裝置5被停用的第二位置II，其處配置有反射器7的安全相關(guān)的填充物位仍然可以由額外傳感器12(在目前的情況下為振動限位開關(guān))監(jiān)測。這里，以這種方式可以確保即使在雷達(dá)物位計1發(fā)生故障的情況下，也可以在該安全臨界填充物位處產(chǎn)生可靠的測量信號，并且還可以防止容器4的額外填充。

圖3示出了具有額外傳感器12的雷達(dá)物位計1的第二示例性實施方案，在目前的情況下，也構(gòu)造為振動限位開關(guān)的額外傳感器12包括適當(dāng)?shù)貥?gòu)成的傳感器殼體13并且所述傳感器殼體同時充當(dāng)安全裝置5的反射器7。

在本示例性實施方案中，額外傳感器12由調(diào)節(jié)裝置9以樞轉(zhuǎn)方式支撐在安全裝置5的殼體11上，從而使得額外傳感器12既可以樞轉(zhuǎn)到雷達(dá)物位計1的輻射路徑中，也可以從雷達(dá)物位計的輻射路徑中樞轉(zhuǎn)出來。理想地，這里，額外傳感器12被配置為使得沿天線3的方向取向的傳感器殼體13的表面顯示為與天線3的主發(fā)射方向A成45°～90°的角度。這樣如圖3所示，當(dāng)額外傳感器12處于第一位置I時，由天線3發(fā)射的電磁波可以被反射，從而在由安全裝置5監(jiān)測的填充物位處產(chǎn)生可靠的回波信號。

圖4示出了具有安全裝置5的雷達(dá)物位計1的第三示例性實施方案，在目前的情況下，安全裝置5具有其中調(diào)節(jié)裝置9被引導(dǎo)并由隔離件16隔離的引導(dǎo)管10。這里，本示例性實施方案中的引導(dǎo)管10構(gòu)造為電容式填充物位傳感器的電極，允許連續(xù)地測量設(shè)置有安全裝置5的區(qū)域中的填充物位。

可選擇地，可以將反射器7構(gòu)造為電容式限位傳感器。這里，引導(dǎo)管充當(dāng)可以與容器協(xié)同配合的對電極。

所有上述示例性實施方案的共同點(diǎn)在于，通過所示的配置，可以以節(jié)省空間和冗余的方式監(jiān)測容器4的臨界填充物位，從而提高測量安全性。該冗余測量裝置允許至少暫時地監(jiān)測第一測量結(jié)果。

在示出的示例性實施方案中，第二傳感器與第一傳感器配置在同一凸緣上。然而，其也可以僅配置在同一容器中并且利用另外的凸緣緊固。然而，優(yōu)選配置在一個凸緣上。

附圖標(biāo)記列表

1 雷達(dá)物位計 3 天線

4 容器 5 安全裝置

6 緊固用凸緣 7 反射器

9 調(diào)節(jié)裝置 10 引導(dǎo)管

11 殼體 12 額外傳感器

13 傳感器殼體 15 連接線

16 隔離件 A 發(fā)射方向

I 第一位置 II 第二位置