雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】包括用于產(chǎn)生和發(fā)射特定波長(zhǎng)(λ)的電磁波的信號(hào)發(fā)生器(3)的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(1)包括由至少兩個(gè)部分組成的直的測(cè)量管(5)，所述測(cè)量管包括在連接位置(7)處連接在一起的第一測(cè)量管段(51)和第二測(cè)量管段(52)，其中，第一測(cè)量管段(51)和第二測(cè)量管段(52)各自的連接側(cè)端部(53，54)彼此對(duì)應(yīng)并且被傾斜地切割，使得各個(gè)連接側(cè)端部(53，54)的周向端部邊緣(55，56)在測(cè)量管(5)的縱向方向(L)上延伸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種物位測(cè)量設(shè)備，該物位測(cè)量設(shè)備包括用于產(chǎn)生和發(fā)射特定波長(zhǎng)的電磁波的信號(hào)發(fā)生器。在此情況下，通過(guò)所謂的測(cè)量管來(lái)測(cè)量物位(level)，其中測(cè)量管例如能夠被設(shè)計(jì)成容器中的立管或旁路管并且作為用于引導(dǎo)電磁波的波導(dǎo)而針對(duì)電磁波發(fā)揮作用。這種類(lèi)型的物位測(cè)量設(shè)備通常用于測(cè)量液體的物位，其中測(cè)量管被設(shè)計(jì)成圓柱形管，且填充材料(即，尤其是液體)進(jìn)入該圓柱形管。所發(fā)射的在測(cè)量管中受到引導(dǎo)的電磁波在填充介質(zhì)的交界面處至少被部分地反射，使得通過(guò)測(cè)量穿行時(shí)間來(lái)確定測(cè)量管內(nèi)部的介質(zhì)的物位。
[0003]這種類(lèi)型的物位測(cè)量設(shè)備尤其適用于液體，例如溶劑或者液化氣以及具有泡沫的液體，以及適合于具有較低的介電傳導(dǎo)率ε的填充材料。
[0004]圖6示出了用于在容器100中測(cè)量物位的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備I的兩個(gè)應(yīng)用示例。用于引導(dǎo)由信號(hào)發(fā)生器3產(chǎn)生和發(fā)射的電磁波的測(cè)量管5可被設(shè)計(jì)成所謂的立管58(如在圖6的左側(cè)部分中示出)，或者被設(shè)計(jì)成與容器100的側(cè)邊連接的旁路管57。不管是在立管58中還是在旁路管57中都可以布置額外的測(cè)量探針。
[0005]在此，旁路管57通過(guò)流體通路59連接到容器100的主室，從而旁路管57中的物位代表容器100中的物位。在本實(shí)施例中，立管58被設(shè)計(jì)成底側(cè)開(kāi)口并且必要時(shí)設(shè)置有額外開(kāi)口的管，從而立管58中的物位也代表容器100的物位。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的構(gòu)造中，已知的是，立管58或者旁路管57分別被設(shè)計(jì)成由兩個(gè)或以上的部分制造。例如根據(jù)可用的管長(zhǎng)度或者其它要求，這種分割實(shí)施方式在例如裝配期間有利于方便處理。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，這種測(cè)量管5例如由兩個(gè)部分組成，即第一測(cè)量管段51以及與其連接的第二測(cè)量管段52。在將各個(gè)測(cè)量管段組裝在一起時(shí)，以垂直于測(cè)量管段的縱向軸線(xiàn)的方式在長(zhǎng)度上切割測(cè)量管段，并接著將各個(gè)測(cè)量管段51，52在連接位置7處彼此焊接。
[0008]在現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的處理中，發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題:一方面，在連接位置7處，在尺寸穩(wěn)定性的方面，尤其是在測(cè)量管段51，52的嚴(yán)格對(duì)齊和連接方面存在問(wèn)題，而且，另一方面，在連接位置7處，在發(fā)射的電磁波的額外反射的方面存在問(wèn)題，從而由于電磁波的強(qiáng)度的緣故而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)失真或者不能使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種由至少兩個(gè)部分組成的直測(cè)量管的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備，以避免現(xiàn)有技術(shù)中已知的問(wèn)題。
[0010]該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備包括用于產(chǎn)生和發(fā)射特定波長(zhǎng)的電磁波的信號(hào)發(fā)生器以及由至少兩個(gè)部分組成的測(cè)量管，測(cè)量管包括在連接位置處連接的第一測(cè)量管段和第二測(cè)量管段，并且第一測(cè)量管段和第二測(cè)量管段各自的連接側(cè)端部彼此對(duì)應(yīng)并且被傾斜地切斷，使得各個(gè)連接側(cè)端部的周向端部邊緣在測(cè)量管的縱向方向上具有縱向延伸度。
[0012]測(cè)量管段優(yōu)選地被設(shè)計(jì)成直的并彼此對(duì)應(yīng)，并且優(yōu)選地各個(gè)測(cè)量管段被切割成使得周向端部邊緣在測(cè)量管的縱向方向上具有所發(fā)射的電磁波的至少一半的波長(zhǎng)的縱向延伸度。
[0013]本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)“縱向延伸度”被定義為周向端部邊緣沿測(cè)量管的縱向方向在連接位置的區(qū)域中的投影。
[0014]本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)“被傾斜地切割”被定義為被顯著傾斜地切割，即尤其不僅僅是例如由制造公差引起的無(wú)窮小的傾斜。
[0015]通過(guò)兩個(gè)測(cè)量管段的連接位置的這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了如下目的:首先，電磁波在連接位置處產(chǎn)生的反射不會(huì)以距離雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備的信號(hào)發(fā)生器的相同距離出現(xiàn)在連接位置的全部點(diǎn)處，并且由此，周向分布的反射不會(huì)在所接收的信號(hào)中產(chǎn)生具有高幅值的單個(gè)峰值，而是在縱向延伸上產(chǎn)生相應(yīng)分布;且再者，由于反射優(yōu)選地偏移了所發(fā)射的電磁波的至少半個(gè)波長(zhǎng)，相消干涉實(shí)現(xiàn)了在連接位置處出現(xiàn)的反射的額外衰減。
[0016]在另外的實(shí)施例中，測(cè)量管可被設(shè)置成彎曲。這樣設(shè)計(jì)例如經(jīng)常應(yīng)用在船舶的壓載艙中，其中這些壓載艙的多角設(shè)計(jì)排除了對(duì)直測(cè)量管的使用。在這種情況下，測(cè)量管的縱向方向必須在連接位置處局部地確定。
[0017]通過(guò)使周向端部邊緣在所發(fā)射的電磁波的至少一個(gè)、優(yōu)選至少兩個(gè)且進(jìn)一步優(yōu)選至少三個(gè)或者四個(gè)的波長(zhǎng)上延伸，能夠?qū)崿F(xiàn)在連接位置處反射的信號(hào)的進(jìn)一步傳播以及由此實(shí)現(xiàn)最大地出現(xiàn)的幅值的衰減。通過(guò)這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了反射在較大區(qū)域上的分布，從而一方面使最大幅值在整體上下降并且另一方面能夠?qū)τ卺槍?duì)多個(gè)位置實(shí)現(xiàn)相消干涉。
[0018]當(dāng)測(cè)量管段被傾斜地切割時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)特別簡(jiǎn)單的實(shí)施例，其中在這種情況下，由周向端部邊緣定義的平面與測(cè)量管段的縱向方向構(gòu)成角度。所述角度(測(cè)量管段以該角度被傾斜地切割)不大于85°，優(yōu)選地不大于75°，且進(jìn)一步優(yōu)選地不大于60°，其中，這種情況下，對(duì)于彼此相鄰的測(cè)量管段來(lái)說(shuō)，優(yōu)選地選擇具有相反符號(hào)的相同角度。通過(guò)這種設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)測(cè)量管段之間的盡可能無(wú)縫的連接。
[0019]當(dāng)?shù)谝粶y(cè)量管段和第二測(cè)量管段通過(guò)襯套連接時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)測(cè)量管段的簡(jiǎn)單連接。第一測(cè)量管段和第二測(cè)量管段在它們的連接側(cè)端部處被襯套在外側(cè)包圍，并且因此實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)測(cè)量管段的相對(duì)彼此的直的對(duì)齊并且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固。在測(cè)量管作為立管的實(shí)施例中，這種利用襯套的插接連接足以用于兩個(gè)測(cè)量管段的連接，其中，為了額外的固定，額外地將測(cè)量管段與測(cè)量管段優(yōu)選焊接。原則上，可以在周向上進(jìn)行這種焊接，使得通過(guò)例如在襯套的起始部和終止部處的焊縫可以在測(cè)量管中引入額外的缺陷，并接著所有這些缺陷處于遠(yuǎn)離信號(hào)發(fā)生器的位置處。
[0020]因此，襯套優(yōu)選地具有縱向槽，其中，測(cè)量管段和襯套在該縱向槽中被彼此焊接。在此情況下，優(yōu)選地，該焊接可以?xún)H在縱向方向上實(shí)現(xiàn)，其中可替換的是，也可以考慮橫向方向上的焊接的實(shí)施例。這種焊縫優(yōu)選地相對(duì)于測(cè)量管的縱向方向傾斜地延伸。
[0021]在襯套被設(shè)計(jì)成在縱向方向上被分割并進(jìn)而優(yōu)選地由兩個(gè)部分組成時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方式。為了將測(cè)量管段彼此連接，這些部分例如可以被設(shè)計(jì)成兩個(gè)半殼或者三個(gè)三分之一殼。在一個(gè)實(shí)施方式中，成套的這兩個(gè)部分也可以被設(shè)計(jì)成U型材或者L型材。
[0022]焊接優(yōu)選地沿著半殼或者U型材的縱向邊緣實(shí)現(xiàn)，其中，為了避免反射，測(cè)量管段優(yōu)選地沒(méi)有在連接位置的區(qū)域中被焊接到半殼或者U或者L型材。
[0023]除縱向槽之外，襯套還可以在連接位置的區(qū)域中具有開(kāi)口，以用于檢查測(cè)量管段彼此的適當(dāng)對(duì)齊。
[0024]在本發(fā)明的另外的實(shí)施方式中，第一測(cè)量管段和第二測(cè)量管段通過(guò)至少一個(gè)法蘭彼此連接。由法蘭實(shí)現(xiàn)的連接的優(yōu)點(diǎn)在于，法蘭能夠在測(cè)量管的未裝配的狀態(tài)下被安裝在測(cè)量管段上，并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的工作條件。在法蘭被固定在兩個(gè)測(cè)量管段上時(shí)(其中該法蘭優(yōu)選地被焊接到各個(gè)測(cè)量管段，并且測(cè)量管段通過(guò)法蘭彼此夾緊)，這種設(shè)計(jì)可以產(chǎn)生有利的影響。法蘭的這種應(yīng)用利用了已經(jīng)得到測(cè)試且可靠的連接技術(shù)，但這種技術(shù)尤其在使用測(cè)量管作為旁路時(shí)通常不能夠在不使用額外的密封系統(tǒng)的情況下進(jìn)行管理。
[0025]作為將法蘭固定到每個(gè)測(cè)量管段上的替代方案，可以將法蘭固定在一個(gè)測(cè)量管段上法蘭，并且在另一個(gè)測(cè)量管段上可以?xún)?yōu)選通過(guò)焊接來(lái)固定保持環(huán)，其中測(cè)量管段通過(guò)法蘭和鎖緊法蘭彼此夾緊，其中鎖緊法蘭嚙合保持環(huán)。相對(duì)于具有兩個(gè)法蘭的實(shí)施方式，這種實(shí)施方式的另外的優(yōu)點(diǎn)在于:具有保持環(huán)的測(cè)量管部段能夠相對(duì)于具有法蘭的測(cè)量管段旋轉(zhuǎn)，從而能夠特別簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)測(cè)量管段彼此之間的最佳對(duì)齊。
[0026]在所有前述的變形例中，所發(fā)射的穿透到測(cè)量管段之間的通常不可避免的小間隙中的電磁波能夠輻射到外部，從而降低了額外的反射。
[0027]在所有前述的實(shí)施方式中，也能夠提供粘性連接，以代替焊接。
[0028]在另一實(shí)施方式中，測(cè)量管段被周向地彼此焊接，這尤其適合于作為旁路的應(yīng)用，這是因?yàn)樵谶@種實(shí)施方式中不需要額外的密封系統(tǒng)。在連接位置處具有周向焊接的相應(yīng)實(shí)施方式可以同樣應(yīng)用在立管的區(qū)域中，這是因?yàn)檫@種實(shí)施方式不需要諸如前述的法蘭和襯套等額外部件。
[0029]尤其在將具有不同的內(nèi)直徑的管彼此連接的結(jié)構(gòu)中，在連接位置處產(chǎn)生的反射的幅值減小。在此情況下，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的連接位置的實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)在連接位置處產(chǎn)生的反射的幅值的明顯降低。此外，可以在如下管的情況下觀察到相同的效果，這些管在縱向方向上沒(méi)有精確地彼此放置，而是它們的對(duì)齊以小的角度彼此偏離，使得至少在測(cè)量管的周向上的位置處產(chǎn)生小的間隙。此外，在存在垂直變化的情況下，即在彼此錯(cuò)置的測(cè)量管段并未精確地彼此放置并且由此出現(xiàn)周向縫隙時(shí)，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了明顯改善的結(jié)果。
[0030]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的措施也可以檢測(cè)例如具有較低的介電常數(shù)的測(cè)量介質(zhì)的表面的較小回聲。實(shí)現(xiàn)使信噪比增加的整體目標(biāo)，并進(jìn)而通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的措施明顯提高了測(cè)量精確度。通過(guò)前述的措施，可以使在連接位置處出現(xiàn)的干擾噪聲傳播，并且使它們的幅值降低了 20至25dB的平均值。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]接下來(lái)參考附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0032]在這些附圖中:
[0033]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備的側(cè)視圖。
[0034]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的連接位置。
[0035]圖3示出了測(cè)量管段的連接側(cè)端部的立體圖。
[0036]圖4a至4e示出了不同的連接選項(xiàng)。
[0037]圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)和根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的測(cè)量結(jié)果的比較。
[0038]圖6示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量結(jié)構(gòu)(已經(jīng)說(shuō)明)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]圖1示出了用于測(cè)定箱或者容器100中的物位的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備I。圖1以側(cè)視圖示出雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備I，其中，在波適配器(wave adapter)的后面的后側(cè)區(qū)域中布置有信號(hào)發(fā)生器3以及電子評(píng)估單元。然而，在本實(shí)施例中，沒(méi)有更詳細(xì)地示出信號(hào)發(fā)生器和電子評(píng)估單元。信號(hào)發(fā)生器3被設(shè)計(jì)成適于以大約I納秒的長(zhǎng)度且以大約26GHz的頻率發(fā)射電磁波包(electromagnetic wave packet)。用于測(cè)量填充材料物位的其它典型頻率的范圍為
5.8GHz 至 6.3GHz、1GHz、24GHz 至 27GHz 或者 75GHz 至 83GHz。
[0040]特定波長(zhǎng)λ的電磁波可通過(guò)波適配器耦合到測(cè)量管5中，該測(cè)量管作為波導(dǎo)而針對(duì)電磁波發(fā)揮作用。電磁波在測(cè)量管5中沿著位于容器100內(nèi)的填充材料的方向被引導(dǎo)，并且在填充材料與位于填充材料上方的介質(zhì)(尤其是，空氣或者其它氣體)之間的分界面處被反射。接著，可通過(guò)測(cè)量電磁波包的穿行時(shí)間來(lái)計(jì)算容器100內(nèi)部的物位。除了分界面(S卩，填充材料的表面)處的反射之外，在第一測(cè)量管段51和第二測(cè)量管段52之間的連接位置處也產(chǎn)生反射。在現(xiàn)有技術(shù)中，尤其是連接位置7處的反射的基本影響在于:例如在填充材料具有低的介電常數(shù)ε時(shí)，連接位置7處的反射與連接位置7的區(qū)域中的填充材料的表面處的反射疊加，從而顯著地劣化了所采取的測(cè)量的可靠性。
[0041]在圖1所示的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備I中，測(cè)量管5由兩個(gè)部分構(gòu)成，即第一測(cè)量管段51和第二測(cè)量管段52。第一測(cè)量管段51和第二測(cè)量管段52在連接位置7處彼此連接;在本實(shí)施例中，它們彼此焊接。
[0042]在本實(shí)施例中，連接位置7被設(shè)計(jì)成使得第一測(cè)量管段51的第一連接側(cè)端部53和第二測(cè)量管段52的第二連接側(cè)端部54彼此對(duì)應(yīng)并且被傾斜地切割，從而在從整體上看時(shí)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量管5的直線(xiàn)設(shè)計(jì)。
[0043]此外，圖1示出了測(cè)量管5的縱向方向L，其中，在具有圓柱形狀的測(cè)量管的情況下，縱向方向例如由對(duì)稱(chēng)軸確定。
[0044]圖2示出了圖1中的測(cè)量管5的連接位置7的放大圖。圖1中的測(cè)量管5在圖2中的圖示中旋轉(zhuǎn)了 90°，其中兩個(gè)測(cè)量管段51，52還沒(méi)有完全地彼此連接。
[0045]在本實(shí)施例中，兩個(gè)測(cè)量管段51，52相對(duì)于測(cè)量管5的縱向方向L以70°的角度α被切割。因此，在縱向方向L上看時(shí)，第二測(cè)量管段52的周向端部邊緣55的相對(duì)于測(cè)量管段51最靠前的點(diǎn)64相對(duì)于周向端部邊緣55的最靠后的點(diǎn)64偏移了縱向延伸度(longitudinalextent)a。由此，周向端部邊緣55的整體在縱向延伸度a上延伸。在本實(shí)施例中，測(cè)量管5具有85mm的直徑，其中70°的角度α導(dǎo)致前部點(diǎn)64和后部點(diǎn)65之間的29mm的差異。在26GHz的測(cè)量頻率(對(duì)應(yīng)于大約11.5mm的波長(zhǎng)λ)的情況下，在本實(shí)施例中使可能出現(xiàn)的各個(gè)反射分布在發(fā)射的電磁波的大致三個(gè)波長(zhǎng)λ上。于是，測(cè)量管段51，52各自的連接側(cè)端部53，54的周向端部邊緣55，56在測(cè)量管5的軸向方向L上的投影為相應(yīng)的測(cè)量管段51，52的最靠前的點(diǎn)64和最靠后的點(diǎn)65之間的間距。在被傾斜地切割的管的情況下尤其容易地看出該特征，但同時(shí)也能夠想象出相應(yīng)的端部邊緣55，56的更復(fù)雜的輪廓。
[0046]圖2示出的測(cè)量管段51，52例如可以直接彼此焊接，通過(guò)法蘭連接或者襯套連接彼此連接或者以其它方式連接。
[0047]圖3示出了圖2中的第一測(cè)量管段51的立體圖。該附圖非常清晰地示出了第一測(cè)量管段51的第一連接側(cè)端部53的第一周向端部邊緣55。在本實(shí)施例中，第二測(cè)量管段52以及它的具有第二周向端部邊緣56的第二連接側(cè)端部54被相應(yīng)地設(shè)計(jì)，但沒(méi)有被詳細(xì)地示出。
[0048]圖4a至4c示出了用于將兩個(gè)測(cè)量管段51，52彼此連接的多個(gè)可能選項(xiàng)，其中，這些選項(xiàng)能夠替換如圖1和2所示的焊接。
[0049]圖4a示出了第一測(cè)量管段51通過(guò)襯套11連接到第二測(cè)量管段52。在本實(shí)施例中，襯套11被設(shè)計(jì)成適于在外側(cè)包封測(cè)量管段51，52并且按照形狀鎖定的方式包裹這些測(cè)量管段。襯套11具有縱向槽60，這些縱向槽60從襯套的相對(duì)端部被引入。在本實(shí)施例中，在從端部看時(shí)，在襯套11中在約三分之一的長(zhǎng)度上切入有縱向槽。除了縱向槽60之外，襯套11還具有開(kāi)口61，這些開(kāi)口61沿縱向方向中心地布置并分布在襯套的周邊;且在本實(shí)施例中，這些開(kāi)口被設(shè)計(jì)成圓形的鉆孔。根據(jù)圖4a，測(cè)量管段51，52被插入到襯套11中，使得測(cè)量管段51，52之間的連接位置7布置在開(kāi)口61的區(qū)域中。由此，這些開(kāi)口61允許針對(duì)各個(gè)測(cè)量管段51，52的端部53，54的構(gòu)造中的縫隙形成或者其它變化對(duì)連接位置7進(jìn)行檢查。除了通過(guò)襯套11實(shí)現(xiàn)插接連接之外，還可以將測(cè)量管段51，52焊接到襯套11。在這種情況下，優(yōu)選地，用于將測(cè)量管段51，52與襯套I連接的焊縫10沿著縱向槽60的縱向邊緣被引導(dǎo)，使得能夠避免在周向方向上延伸并可能由焊縫10引起的其它缺陷。在本實(shí)施例中，焊縫10優(yōu)選地在縱向方向中被引導(dǎo)，但是它們也能夠以分段的方式在測(cè)量管5的周向方向上延伸。
[0050]圖4b示出了測(cè)量管段51，52通過(guò)兩個(gè)法蘭13彼此連接，這兩個(gè)法蘭例如通過(guò)焊縫10被固定到各個(gè)測(cè)量管段51，52的端部上。接著，這兩個(gè)法蘭13通過(guò)夾緊螺栓16被彼此夾緊，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量管段51，52的穩(wěn)固連接。用于將法蘭13固定在測(cè)量管段51，52上的焊縫10可以周向地形成或者通過(guò)各個(gè)點(diǎn)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的點(diǎn)焊接的優(yōu)點(diǎn)在于避免了如前所述的會(huì)在測(cè)量管內(nèi)部導(dǎo)致缺陷的周向焊縫。
[0051]圖4c示出了連接的第三變形例，其中，測(cè)量管段51設(shè)置有夾緊環(huán)15，并且第二測(cè)量管段52設(shè)置有法蘭13。夾緊環(huán)15和法蘭13可以按照類(lèi)似于圖4b中的法蘭13的方式通過(guò)焊縫10周向地連接到相應(yīng)的測(cè)量管段51，52或者通過(guò)各個(gè)點(diǎn)焊接連接到相應(yīng)的測(cè)量管段51，52。在圖4c示出的實(shí)施例中，通過(guò)鎖緊法蘭(compress1n flange) 14實(shí)現(xiàn)兩個(gè)測(cè)量管段51，52的連接，鎖緊法蘭14嚙合夾緊環(huán)15并且通過(guò)夾緊螺栓16被夾緊到第二測(cè)量管段52上的法蘭13。根據(jù)圖4c的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)夾緊環(huán)15能夠輕易地實(shí)現(xiàn)第一測(cè)量管段51在徑向方向上相對(duì)于第二測(cè)量管段52的對(duì)準(zhǔn)并且不會(huì)由于如圖4b示出的法蘭13中的鉆孔而變得困難。
[0052]圖4d示出了通過(guò)兩個(gè)U型材12實(shí)現(xiàn)第一測(cè)量管段51與第二測(cè)量管段52的連接的替代方案。在本實(shí)施例中，兩個(gè)U型材12被設(shè)計(jì)成適于抵靠在測(cè)量管段51，52的外側(cè)并因此在縱向方向上穩(wěn)定測(cè)量管段。因此，測(cè)量管段51，52處于兩個(gè)U型材12中，使得連接位置7沿縱向方向大約中心地布置。為了進(jìn)一步穩(wěn)定，測(cè)量管段51，52還附加地與U型材12焊接。在此情況下，優(yōu)選地，為了將測(cè)量管段51，52與U型材12連接，焊縫10沿著U型材12的縱向邊緣被引導(dǎo)，使得能夠避免由焊縫10引起且在周向方向上延伸的其它缺陷。為了進(jìn)一步避免其它潛在缺陷，焊縫10在連接位置7的區(qū)域中具有中斷部17，從而能夠避免在測(cè)量管段51，52內(nèi)部中由焊接處理導(dǎo)致的任意鼓包。
[0053]作為焊接的替代，也可以考慮粘性連接。
[0054]圖4e示出了圖4d中的實(shí)施例的橫截面。在該圖示中，能夠清楚地看到在本實(shí)施例中使用U型材12來(lái)連接測(cè)量管段51，52。通過(guò)使用這樣的U型材，可以在同時(shí)優(yōu)化成本的情況下實(shí)現(xiàn)測(cè)量管段51，52的簡(jiǎn)單的彼此對(duì)齊。尤其是通?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)部件，從而不需要制造經(jīng)過(guò)特定調(diào)整的特定組件。
[0055]圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)的測(cè)量曲線(xiàn)(曲線(xiàn)71)和根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的測(cè)量曲線(xiàn)(曲線(xiàn)52)以進(jìn)行比較。這兩個(gè)比較曲線(xiàn)分別示出了相應(yīng)情形下的回聲曲線(xiàn)，所述回聲曲線(xiàn)由物位測(cè)量設(shè)備I記錄，其中測(cè)定的穿行時(shí)間值已經(jīng)被換算成以米為單位的距離并且被示出在橫坐標(biāo)上。在縱坐標(biāo)上示出了相應(yīng)的距離處的相應(yīng)測(cè)定信號(hào)幅值。
[0056]對(duì)于本示例的測(cè)量的情況，使用了具有總長(zhǎng)度為3.5m且具有位于2.3m處的連接位置的測(cè)量管5。在此情況下，曲線(xiàn)71示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量曲線(xiàn)，其中在2.3m距離的連接位置處測(cè)量出具有65dB的幅值的回聲信號(hào)，并且在3.5m距離的管端部處測(cè)量出具有IlOdB的幅值的回聲信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，如圖1至4所示，在2.3m的連接位置7處的回聲信號(hào)的最大幅值降低了 25dB至40dB，然而，在3.5m的管端部處測(cè)量出相同的幅值llOdB。在回聲信號(hào)的傳播中以及在連接位置7的不同的點(diǎn)處出現(xiàn)的各個(gè)反射的相消干涉中看出用于降低連接位置7的缺陷處的回聲的決定性效果。在整體上，這種方式顯著增加了信噪比，并由此增加了測(cè)量精度。
[0057]前面說(shuō)明的相消干涉已經(jīng)存在于發(fā)射的電磁波的至少半個(gè)波長(zhǎng)的連接位置的縱向延伸度處。然而，如果連接位置7在發(fā)射出的電磁波的多倍波長(zhǎng)上延伸時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)明顯的改善。
[0058]參考標(biāo)號(hào)列表
[0059]I 雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備3 信號(hào)發(fā)生器
[0060]5 測(cè)量管7 連接位置
[0061]9 繩狀或者棒狀探針10焊縫
[0062]11 套筒12 U型材/殼
[0063]13法蘭14鎖緊法蘭
[0064]15保持環(huán)16夾緊螺栓
[0065]17中斷部51第一測(cè)量管段
[0066]52第二測(cè)量管段 53第一連接側(cè)端部
[0067]54第二連接側(cè)端部 55第一端部邊緣
[0068]56第二端部邊緣 57旁路
[0069]58立管59流體通路
[0070]60縱向槽61開(kāi)口
[0071]64前部點(diǎn)65后部點(diǎn)
[0072]71第一測(cè)量曲線(xiàn) 72第二測(cè)量曲線(xiàn)
[0073]100箱、容器L 縱向方向
[0074]λ 波長(zhǎng)α 角度
[0075]a 縱向延伸度
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種包括用于產(chǎn)生和發(fā)射特定波長(zhǎng)(λ)的電磁波的信號(hào)發(fā)生器(3)的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(1)， 所述雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備包括由至少兩個(gè)部分組成的測(cè)量管(5)，所述測(cè)量管包括在連接位置(7)處連接的第一測(cè)量管段(51)和第二測(cè)量管段(52)， 其特征在于，所述第一測(cè)量管段(51)和所述第二測(cè)量管段(52)各自的連接側(cè)端部(53，54)彼此對(duì)應(yīng)且被傾斜地切割，使得各個(gè)所述連接側(cè)端部(53，54)的周向端部邊緣(55，56)在所述測(cè)量管(5)的縱向方向(L)上延伸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述第一測(cè)量管段(51)和所述第二測(cè)量管段(52)按照如下方式被切割:各個(gè)所述連接側(cè)端部(53，54)的所述周向端部邊緣(55，56)沿所述測(cè)量管(5)的縱向方向(L)至少在所發(fā)射的電磁波的至少一半的波長(zhǎng)(λ)上延伸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述周向端部邊緣(55，56)在所發(fā)射的電磁波的至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)，進(jìn)一步優(yōu)選至少三個(gè)或者四個(gè)的波長(zhǎng)(入)上延伸。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述測(cè)量管段(51，52)被傾斜地切割，其中由所述周向端部邊緣(55，56)定義的平面與所述測(cè)量管段的縱向方向(L)構(gòu)成角度(α)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述角度(α)不大于85°，優(yōu)選地不大于75°，且進(jìn)一步優(yōu)選地不大于60°。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述第一測(cè)量管段(51)和所述第二測(cè)量管段(52)通過(guò)襯套(11)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述第一測(cè)量管段(51)和所述第二測(cè)量管段(52)在它們的所述連接側(cè)端部(53，54)處在外側(cè)被所述襯套(11)包裹。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述襯套(11)被焊接到所述測(cè)量管段(51，52)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述襯套(11)具有縱向槽(60)，并且優(yōu)選地，所述測(cè)量管段(51，52)和所述襯套(11)在所述縱向槽(60)中被焊接。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述襯套(11)在縱向方向上被分割并且優(yōu)選地由兩個(gè)部段(12)組成。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述兩個(gè)部分(12)被設(shè)計(jì)成半殼、部分殼、U型材或者L型材。12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，額外地或替代地，所述部分(12)優(yōu)選地在縱向方向上粘接到與所述測(cè)量管段(51，52)。13.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述第一測(cè)量管段(51)和所述第二測(cè)量管段(52)通過(guò)至少一個(gè)法蘭(13)連接。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，法蘭(13)被固定在且優(yōu)選地被焊接至所述兩個(gè)測(cè)量管段，并且所述測(cè)量管段(51，52)通過(guò)所述法蘭(13)彼此夾緊。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，法蘭(13)被固定在且優(yōu)選地被焊接至一個(gè)所述測(cè)量管段(51，52)，且保持環(huán)(15)被固定在且優(yōu)選地被焊至另一個(gè)所述測(cè)量管段(51，52)，并且所述測(cè)量管段(51，52)通過(guò)所述法蘭(13)和鎖緊法蘭(14)彼此夾緊，其中所述鎖緊法蘭嚙合所述保持環(huán)(15)。16.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，17.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)物位測(cè)量設(shè)備(I)，其特征在于，所述測(cè)量管段(51，52)被周向地彼此焊接。
【文檔編號(hào)】G01F23/284GK105874306SQ201480064399
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年5月28日
【發(fā)明人】京特·基奇, 弗里茨·倫克, 克勞斯·金茨勒, 于爾根·莫茨爾
【申請(qǐng)人】Vega格里沙貝兩合公司