具有洩漏檢測的雷達物位計系統的製作方法
2023-09-11 18:12:55 2
專利名稱：具有洩漏檢測的雷達物位計系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於確定包含在儲罐中的產品的填充物位的雷達物位計系統(radar level gauge system)，以及在雷達物位計系統中檢測流體洩漏的方法。
背景技術：
雷達物位計系統當前正用在用於精確確定填充物位的多種應用領域中。為了通過雷達物位計系統確定產品的填充物位，通常通過天線向產品表面發射和傳播電磁信號，在產品表面信號被反射。雷達物位計系統接收反射信號，通過將發射信號與接收信號相比較確定基準位置與產品表面之間的距離。根據這個距離，可以確定填充物位。當前在市場上銷售的大多數雷達物位計系統是根據脈衝的發射與它在產品表面上的反射的接收之間的時間差來確定到包含在儲罐中的產品的表面的距離的系統，或者根據發射的調頻信號與它在表面上的反射之間的相差來確定到表面的距離的系統。後一種類型的系統一般稱為FMCW(調頻連續波)型。還存在作為上述兩種類型的混合體的雷達物位計系統。在許多應用中，尤其是當儲罐中的產品是諸如液體或氣體的流體時，防止在雷達物位計系統處發生從儲罐內部到儲罐外部的洩漏是重要的。為此，雷達物位計系統通常配有至少一個處理密封件。在雷達物位計系統的密封件失效的情況下，可能有害的流體將從儲罐洩漏到周圍大氣中。根據用於使與洩漏相關聯的產品危險性和/或損失最小化的一種手段，US 2006/0225499公開了一種包含主密封件、次密封件和保險密封件的密封系統。在主密封件和次密封件失效的情況下，使來自儲罐內部的氣體以提供聽得見或有香味的通知的方式通過保險密封件從儲罐洩漏出去。儘管這種手段提供了從儲罐洩漏的指示，但看起來仍然有改進的空間，尤其是在從遠程位置檢測洩漏的能力和/或洩漏檢測的可靠性方面。
發明內容
鑑於現有技術的上述及其它缺點，本發明的一般目的是提供一種改進的雷達物位計系統。根據本發明的第一方面，提供了一種用於確定包含在儲罐中的產品的填充物位的雷達物位計系統，所述雷達物位計系統包含收發器，用於生成、發射和接收電磁信號；天線，設置成將發射的電磁信號引向包含在儲罐中的產品的表面，並且使在發射的電磁信號遇到的阻抗轉變部分處的反射引起的反射電磁信號返回到所述收發器；空心波導，與所述收發器和所述天線連接以便在其間引導電磁信號；密封部件，設置成密封所述波導以防止流體從儲罐內部流入所述波導中；以及處理電路，與所述收發器連接並配置成根據反射的電磁信號確定填充物位，其中，所述雷達物位計系統進一步包含洩漏指示部件，以所述密封部件處流體的洩漏引起的力作用在其上時使所述洩漏指示部件移動的方式可移動地設置在所述空心波導的內部；並且以所述洩漏指示部件的移動使所述空心波導的至少一種微波傳播特性發生變化的方式配置所述空心波導。所述儲罐可以是能夠容納產品的任何容器或器皿，可以是金屬的，或部分或全部非金屬的，開口的，半開口的，或封閉的。在本申請的上下文中，術語「空心波導」應該理解為包含被導電外殼圍住的電介質的波導。在這樣的波導中，電磁波通過與導電外殼相互作用而被包含在其中。取決於空心波導的期望傳播特性，導電外殼可以是連續導電錶面，或可以或多或少帶些孔隙。而且，空心波導可以具有諸如圓形或長方形的各種橫截面，並且在其不同區段上可以具有不同橫截此外，被導電外殼圍住的電介質可以是任何適當電介質。為了允許洩漏指示部件移動，包含在根據本發明各種實施例的雷達物位計系統中的空心波導至少在洩漏指示部件附近可以有利地包含像空氣那樣的可變形或易於移動/漂移的電介質。應該注意到，所述收發器可以直接通過所述空心波導與所述天線連接，或經由設置在所述收發器與所述空心波導之間的電纜或其它連接部件與所述天線連接。「流體」是受到任何力而改變其形狀並且往往流動或與容納它的任何腔體的輪廓一致的物質。因此，術語「流體」包括例如氣體和液體。在本申請的上下文中，「微波傳播特性」應該理解成包括通過空心波導的微波的任何傳播特性。這樣的微波傳播特性可以包括，例如，波導支持的模式的截止頻率、波導的反射和傳輸特性等。而且，應該注意到，所述處理電路可以作為分立的物理部件、單個部件內的分立硬體塊、或由一個或多個微處理器執行的軟體的任何一種而被提供。本發明基於這樣的認識，S卩，可以通過將空心波導中洩漏處理流體的存在轉換成空心波導的至少一種微波傳播特性的可檢測變化來實現改進的洩漏檢測。本發明人進一步認識到，可以通過以洩漏指示部件的移動引起空心波導的至少一種微波傳播特性的變化的方式將洩漏指示部件設置在空心波導的內部，來將洩漏處理流體的存在轉換成至少一種微波傳播特性的變化。微波傳播特性的變化可以通過包含在雷達物位計系統中的處理電路來檢測，它可以提供指示發生洩漏的信號，從而使洩漏能夠得到迅速和/或遠程檢測。據此，能夠採取可以有效地使洩漏否則可能引起的產品的任何損害和/或損失最小化的行動。另外，由於不需要附加檢測器或其它感測裝備來檢測洩漏，所以根據本發明的雷達物位計系統提供的洩漏檢測能力在成本上是划算的。為了能夠可靠檢測洩漏，所述空心波導可以配置成在所述洩漏指示部件移動之後增強發射電磁信號在空心波導中的反射。這種增強的反射可以例如通過改變空心波導的截止頻率來實現。所述洩漏指示部件可以有利地包含可移動地設置在所述空心波導中以便至少暫時密封所述空心波導的塞子(plug)。因此，所述塞子起「次密封件」的作用，使得在密封部件-「主密封件」失效的情況下，在所述空心波導中建立壓力。當壓力足夠高時，作用在所述塞子上的力將使所述塞子相對於所述空心波導移動，導致微波傳播特性的期望變化。所述塞子的密封功能可以以各種方式實現，例如，利用諸如一個或幾個0形環、C 形環等的彈性部件將所述塞子設置在壓配合裝置中。而且，所述塞子可以設置成當受到密封部件處的流體洩漏引起的力時，沿著所述空心波導的導波方向移動。在管狀空心波導的情況下，這意味著所述塞子可以設置成沿著所述空心波導的軸向移動。據此，可以相對容易和方便地實現所述空心波導的微波傳播特性的可檢測變化。為了提供當不存在洩漏時的高傳輸率和當由於密封部件處的洩漏使所述洩漏指示部件移動時微波傳播特性的可檢測變化的期望組合，所述空心波導可以局部適用於補償所述洩漏指示部件對所述空心波導的微波傳播特性的影響。當以塞子的形式提供所述洩漏指示部件時，所述空心波導因此可以包含設置所述塞子的具有(導電外殼的)縮小的內部橫截面的部分。為了便於生產所述空心波導，這個具有縮小的內部橫截面的部分可以有利地通過設置在所述空心波導中的至少部分導電的套筒部件來限定。根據一個實施例，所述塞子可以至少部分地由介電材料製成，所述介電材料具有與所述空心波導內的相鄰介電材料的介電常數不同的介電常數。應該注意到，在所述空心波導內的相鄰介電材料是空氣的情況下，任何介電塞子都具有比空氣的介電常數高的介電常數。通過將至少部分介電的塞子放置在所述空心波導的具有局部縮小橫截面的部分中，可以補償所述塞子的較高介電常數，以便所述塞子對於所述波導引導的電磁信號來說實際上是不可見的。當所述介電塞子離開所述空心波導的具有局部縮小橫截面的該部分時，可以實現所述空心波導的微波傳播特性的顯著變化，這就允許方便和可靠地檢測洩漏。根據另一個實施例，所述雷達物位計系統可以包含設置在所述空心波導中的至少部分介電的間隔部件，該塞子可以是導電的；並且可以通過所述間隔部件與所述空心波導的壁隔開。使用此配置，可以實現與上面針對介電塞子的情況所述的類似性能。根據進一步實施例，所述塞子可以包括非旋轉對稱的導電部件，並且所述塞子可以被設置成當受到由密封部件處的流體洩漏所導致的力時旋轉。這種非旋轉對稱的導電部件的旋轉將會導致空心波導的微波傳播特性的變化。非旋轉對稱的導電部件可以至少部分地嵌入到介電材料中。有益地是，所述塞子可以被設置在空心波導中以便當受到由密封部件處的流體洩漏所導致的力時執行螺旋運動，由此可以方便地把由洩漏流體所導致的力轉換為旋轉非對稱的導電部件的旋轉移動。在根據本發明的雷達物位計系統的其中洩漏指示部件包括塞子的各個實施例中， 所述塞子可以有利地在其至少一端包括阻抗匹配部分以便使當不存在洩漏(從而沒有移動)時由於所述洩漏指示部件的存在所導致的傳輸損失最小化。有利地是，阻抗匹配部分與塞子的主體相比可以在橫切電磁信號傳播方向的方向上具有更小的延伸範圍。此外雷達物位計系統可以有利地被配置為允許在洩漏指示部件的給定移動之後洩漏流體通過，藉此可以確保可以維持通過空心波導的足夠傳輸以便允許在已經檢測到洩漏之後確定物位。為了在不進一步移動洩漏指示部件的情況下提供洩漏流體的期望通道，所述洩漏指示部件、波導和在所述洩漏指示部件和所述波導之間設置的任何間隔部件可以具有沿著其至少一部分的切口(cut-out)。根據本發明的第二方面，提供了一種用於檢測雷達物位計系統中的流體洩漏的方法，所述雷達物位計系統用於確定包含在儲罐中的產品的填充物位，所述雷達物位計系統包括收發器、天線和用於連接所述天線和所述收發器的空心波導，所述空心波導具有可移動地設置在其中的洩漏指示部件，其中所述方法包括步驟使用所述收發器產生並發送電磁信號；通過所述空心波導向所述天線傳播所述發送的電磁信號；並且通過檢測由所述洩漏指示部件的移動所引起的、所述空心波導的至少一個微波傳播特性的變化來檢測通過所述空心波導的流體洩漏。本發明的此第二方面的進一步特徵和效果很大程度上類似於上面關於本發明第一方面所描述的那些。
現在參考用於示出本發明示例性實施例的附圖更詳細地描述本發明的這些及其它方面，其中圖1示意地圖示了根據本發明實施例的雷達物位計系統；圖2是在圖1的雷達物位計系統中包括的測量電子單元的示意圖；圖3是圖1中的雷達物位計系統的部分分解透視圖；圖如是用於在雷達物位計系統中安裝洩漏指示部件的示例性套件的示意圖；圖4b是採用具有用於允許洩漏流體通過的切口的塞子的形式的第一示例性洩漏指示部件的示意圖；圖如是採用具有用於允許洩漏流體通過的切口的塞子的形式的第二示例性洩漏指示部件的示意圖；圖fe示意地圖示了在根據本發明的雷達物位計系統的第一實施例中包括的空心波導的一部分和示例性信號頻譜的反射；圖恥示意地圖示了其中洩漏指示部件由於密封部件處的洩漏而已經位移的圖fe 的系統以及產生的反射；圖6a示意地圖示了在根據本發明的雷達物位計系統的第二實施例中包括的空心波導的一部分和示例性信號頻譜的反射；圖6b示意地圖示了其中洩漏指示部件由於密封部件處的洩漏而已經位移的圖6a 的系統以及產生的反射；圖7a示意地圖示了在根據本發明的雷達物位計系統的第三實施例中包括的空心波導的一部分，其中由於密封部件處的洩漏所產生的力導致洩漏指示部件的旋轉；圖7b示意地圖示了對於圖7a中洩漏指示部件的不同旋轉角度的示例性信號頻譜的反射；和圖8是示意地圖示根據本發明方法的實施例的流程圖。
具體實施例方式在本說明書中，主要參考其中通過具有圓截面的充氣空心波導把要發送的電磁信號從收發器提供到天線的雷達物位計系統描述了本發明的實施例。應當注意，這絕非是限制本發明的範圍，本發明同樣適用於具有另一橫截面(例如矩形)的空心波導，和/或具有至少部分地填有另一介電媒體的空心波導和/或具有用於發送/接收電磁信號的多於一個空心波導的雷達物位計系統。圖1示意地圖示了根據本發明實施例的雷達物位計系統1，包括測量電子單元2和天線裝置3。雷達物位計系統1設置在儲罐5上，所述儲罐5部分地填有要計量的產品6。 通過分析由天線3向產品6的表面7輻射的發送信號&以及從表面7返回的回波信號&， 測量電子單元2可以確定參考位置和產品6的表面7之間的距離，藉此可以推導出填充物位。應當注意，儘管這裡討論了包含單個產品6的儲罐5，不過可以以類似的方式測量到存在於儲罐5中的任何材料界面的距離。如在圖2中示意地圖示，電子單元2包括用於發送和接收電磁信號的收發器10，和被連接到所述收發器10的處理單元11，所述處理單元11用於控制所述收發器並且處理由所述收發器接收的信號以便確定儲罐5中產品6的填充物位。此外，處理單元11可經由接口 12連接到外部通信線13以用於模擬和/或數字通信。此外，儘管在圖2中並未示出，雷達物位計系統1 一般可連接到外部電源，或者可以通過外部通信線13來供電。或者，雷達物位計系統1可以被配置為無線通信。儘管在圖2中被示為獨立的塊，可以在同一電路板上設置收發器10、處理電路11 和接口 12中的幾個。參照圖3中的雷達物位計系統1的部分分解透視圖，電子單元2中的收發器(在圖3中不可見)經由空心波導20連接到天線3。天線3這裡被圖示為喇叭式天線。然而，也可以使用其它類型的天線，諸如固定或可移動的拋物線天線、錐形天線、傳輸線路或直管天線。可以由採用用於填充空心波導20 的至少一部分的介電材料形式的密封部件21來密封空心波導。此密封部件21充當雷達物位計系統1的主密封件，用於防止流體從儲罐5的內部通過空心波導20傳遞到其外部。此外，可以提供波導連接件22，用於在維持儲罐5密封的情況下使封閉的電子單元2能夠從天線3分離以及附著到所述天線3。對於雷達物位計系統1可以使用各種雷達原理。這些原理之一是脈衝延遲方法 (脈衝雷達方法)，另一原理是調頻連續波(FMCW)雷達方法。在FMCW雷達方法中，通過發送調頻信號並且在發送和接收的瞬間頻率之間產生差異來以間接方式確定延遲。另一方面， 脈衝雷達方法使用也被稱為脈衝串的短微波脈衝輻射，其中在發送和接收各個脈衝之間確定直接持續時間。所述系統可以使用脈衝或連續發射的輻射。在使用脈衝信號的情況下， 所述信號可以是長度大約為2ns或更少、頻率為MHz級並且平均功率水平在nW或μ W範圍內的DC脈衝。作為選擇，可以在GHz頻率的載波上調製脈衝。在空心波導20內，提供了套筒(sleeve)部件23，並且在套筒部件23中可移動地設置採用塞子形式的洩漏指示部件對。為了至少提供臨時密封，在套筒部件23和塞子M 之間設置0形環25。
在主密封件21洩漏的情況下，流體將通過主密封件21從而在由塞子對提供的次密封件處建立壓力。當在次密封件處建立了足夠壓力時，塞子M將在空心波導20中被向上移動，直到洩漏流體可以通過次密封件從而通過空心波導20離開。當塞子M在空心波導20中被向上移動時，波導20的傳播特性將改變，導致由收發器10接收的電磁信號的特性改變。可能期望配置洩漏指示部件M和/或套筒部件23 (如果適用的話)和/或空心波導20以便當主密封件21處不存在洩漏時使洩漏指示部件M的影響最小化。為此，可以實施各種阻抗匹配設計。例如，參照圖如，塞子M在其末端部分
與其主體四相比可以呈現減小的橫截面。作為選擇或者與之組合，套筒部件23可以在其末端部分呈現逐漸增加的橫向尺寸。應當注意，在本領域技術人員理解的範圍內，各種其它阻抗匹配設計也是可能並且良好的。例如，如在圖7a中示意地圖示，塞子M的末端部分^a-b的橫截面可以逐級減小，優選採用所謂的λ/4區段。此外，可以使用具有適當特性的材料的複合結構來實現阻抗匹配。例如，可以在塞子M的末端部分提供導電部件以便實現期望的阻抗匹配。此外，再次參照圖3，常常可能希望即使在主密封件21處洩漏之後也能夠繼續確定儲罐5中產品6的填充物位。因此，洩漏指示部件M和/或套筒部件23和/或空心波導20可以被配置為允許在洩漏指示部件M移動之後洩漏流體通過洩漏指示部件M，所述洩漏指示部件M的移動足夠小以便仍然允許通過空心波導20充分地傳輸電磁信號ST、&。圖4b_c示意地圖示了用於在塞子M的特定移動之後允許洩漏流體通過的兩種可能的設計。在圖4b的塞子M中，示出了第一切口 31，提供了用於在塞子M的特定位移之後通過0形環25的流體通道，並且在圖4c的塞子M中，示出了用於相同目的的另一切口 32。在下面，將利用使得能夠指示雷達物位計系統的主密封件M處的洩漏的不同設置來描述根據本發明的雷達物位計系統的多個示例性實施例。參照圖fe-b，將描述第一示例性實施例，其中直徑為8. Imm的圓形充氣空心波導 20裝備有具有減小橫截面的部分40。在本示例性的情況中，由例如通過壓配合被固定到空心波導20上的導電套筒23來實現該具有減小橫截面的部分。在具有減小橫截面的狹窄部分40，直徑是4. 8mm。如在圖fe中示意地圖示，在空心波導20的狹窄部分40提供了介電塞子M。在圖fe-b圖示的示例性實施例中，塞子M由具有介電常數ε,3.0的PPS(聚苯硫)製成。顯然，可以使用具有其它介電常數值的其它介電材料，然後可以相應地調整各個組件的尺寸。當在主密封件(未在圖fe-b中示出)處不存在洩漏時，如圖fe所示塞子對被置于波導20的狹窄部分40的中心。利用為此特定例子所選擇的材料和尺寸，微波信號通過波導20的傳輸可以如圖fe的圖所示進行。然而如果在主密封件處存在流體洩漏，那麼將存在作用於塞子M上的力，並且塞子M將相對于波導20的狹窄部分40位移，如在圖恥中示意地圖示。在圖恥中，表明了塞子M向上位移2mm，並且如在圖中所見，已經顯著地影響了微波信號的反射。對於2mm的位移來說，仍然可以得到足夠的傳輸從而允許確定儲罐的填充物位。進一步的位移提供了微波信號反射的更為顯著的變化，直到對於大約7mm或更多的位移來說在圖示的微波頻帶中存在完全反射。如上面結合圖4b_c所述，可以通過提供流動路徑以在塞子M位移之後使流體通過所述塞子M來控制塞子M的最大位移。參照圖6a_b，將描述第二示例性實施例，其中直徑為8. Imm的圓形充氣空心波導 20裝備有具有減小橫截面的部分40。在本示例性的情況中，由例如通過壓配合被固定到空心波導20上的導電套筒23來實現該具有減小橫截面的部分。在具有減小橫截面的狹窄部分40，直徑是4mm。在狹窄部分40，介電套筒部件42被固定地設置，並且金屬塞子M可移動地設置在介電套筒部件42中。金屬塞子的直徑是2. 5mm。在圖6a_b圖示的示例性實施例中，介電套筒42由PTFE(聚四氟乙烯)製成。顯然，可以使用其它介電材料，然後可以相應地調整各個組件的尺寸。與上面結合圖fe-b描述的實施例類似，圖6a圖示了當在主密封件21處不存在洩漏並且金屬塞子M位於介電套筒42的中心時的微波信號的傳輸，並且圖6b圖示了當塞子 24已經被位移Imm距離時的微波信號的傳輸。對於更大位移來說，反射增加以便對於4mm 或更多的位移幾乎是完全反射。在上面結合圖fe-b和圖6a_b描述的實施例中，通過塞子M在空心波導20中的位移來實現微波傳播特性的改變。參照圖7a_b，將描述進一步的實施例，其中使用不同的原理來實現信號傳播特性的期望的改變。在圖7a的示例性實施例中，空心波導20在其內表面上裝備有螺旋槽絲錐50。如圖7a中所圖示，設置了洩漏指示部件M。在本圖示實施例中，以介電塞子的形式提供洩漏指示部件對，所述介電塞子中嵌入了金屬板52並且被導電套筒部件23圍繞。如在圖7a中所示，導電套筒部件23具有螺旋槽M，用於容納空心波導中的螺紋50。為了提供阻抗匹配， 塞子M具有末端部分^a-b，其與塞子M的主體四相比具有較小的橫截面。在圖7a的實施例中，末端部分基本上是圓柱形並且具有對應於發送的電磁信號&的波長(在中心頻率)的四分之一的長度。為了至少提供臨時密封，可以在套筒部件23和空心波導20之間設置0形環25。如圖7a中示意地表明，由於由來自處理流體通過主密封件21 (在圖7a中不可見， 參見圖幻洩漏的壓力所引起的作用於其上的力所導致的洩漏指示部件M的位移將被轉換為在塞子M中嵌入的金屬板52的旋轉。此旋轉能夠檢測主密封件21處的洩漏。例如通過提供發送的電磁信號St作為線性偏振的電磁波，金屬板52的角位置將影響電磁信號St 通過空心波導20的傳輸，如在圖7b中的圖中示意地表明。在產生圖7b的圖中表明的傳輸行為的雷達物位計系統1的示例性實施例中，空心波導是充氣的並且直徑為21mm。介電塞子M由PTFE製成並且直徑為15mm。參照圖7b，具有最低反射(最接近於圖7b中圖的底部)的第一曲線61對應於其中不存在作用於洩漏指示部件M上的力並且金屬板52與發送的電磁信號&的E場的偏振面垂直定向的情況。在金屬板52的此位置中(這裡被稱為具有0°旋轉)，允許發送的電磁信號&通過空心波導20以用於常規的物位確定。來自圖7b中圖的底部的第二曲線62圖示了當塞子M已經被平移了 3mm時的情況，這在本圖示的示例性配置中導致嵌入的金屬板52旋轉30°。在洩漏指示部件M的此位置中，提供了清晰的洩漏指示同時允許繼續確定填充物位。塞子M的進一步位移導致嵌入金屬板52的進一步旋轉，這進而導致增加了發送電磁信號&的反射，這由圖7b中的剩餘曲線63、64表明，所述曲線63、64分別對應於金屬板52旋轉60°和90°。現在已經描述了根據本發明的雷達物位計系統的各個示例性實施例，下面將參考圖8中的示意流程圖描述本發明方法的實施例。參照圖8，在第一步驟100中，由包括在根據本發明各個實施例的雷達物位計系統 1的電子單元2中的收發器10產生並發送電磁信號&。在下面的步驟101中，通過包括在雷達物位計系統1中的空心波導20來傳播發送的電磁信號&。空心波導20裝備有洩漏指示部件對，該洩漏指示部件M被設置在其中以便當力作用在上面時移動。以下述方式來配置所述波導20，S卩，洩漏指示部件的移動將導致波導20的至少一個微波傳播特性改變。通過空心波導20的處理流體的洩漏將導致洩漏指示部件M的移動，所述移動在下一步驟102中被檢測。可以由包括在雷達物位計系統的電子單元2中的處理電路11來有利地執行通過檢測波導20的微波傳播特性的改變以檢測洩漏。在最終步驟103中，提供用於表明檢測的洩漏的信號，以便進行適當的動作。這種信號可以有利地由處理電路11提供。
權利要求
1.一種雷達物位計系統，用於確定包含在儲罐中的產品的填充物位，所述雷達物位計系統包括收發器，用於產生、發送和接收電磁信號；天線，被設置成把發送的電磁信號引向包含在所述儲罐中的產品的表面，並且把由發送的電磁信號所遇到的阻抗轉變部分處的反射所產生的反射電磁信號返回到所述收發器；空心波導，用於連接所述收發器和所述天線以便在它們之間引導所述電磁信號；密封部件，被設置成密封所述波導以便防止流體從所述儲罐內部進入所述波導；和處理電路，被連接到所述收發器並且被配置為根據所述反射的電磁信號來確定所述填充物位，其中所述雷達物位計系統進一步包括洩漏指示部件，該洩漏指示部件以下述方式可移動地設置在所述空心波導內部，即，當由所述密封部件處的流體洩漏所產生的力作用於該洩漏指示部件上時使該洩漏指示部件移動；並且以下述方式來配置所述空心波導，即，所述洩漏指示部件的移動導致空心波導的至少一個微波傳播特性改變。
2.如權利要求1所述的雷達物位計系統，其中所述空心波導被配置為在所述洩漏指示部件移動之後增加所述發送的電磁信號在所述空心波導中的反射。
3.如權利要求1或2所述的雷達物位計系統，其中所述洩漏指示部件包括可移動地設置在所述空心波導中以便至少臨時密封所述空心波導的塞子。
4.如權利要求3所述的雷達物位計系統，其中所述塞子被設置成當受到由所述密封部件處的所述流體的洩漏所產生的所述力時在所述空心波導的波導方向上移動。
5.如權利要求3或4所述的雷達物位計系統，其中所述空心波導包括具有減小的內部橫截面的部分，並且所述塞子被設置在所述具有減小的橫截面的部分。
6.如權利要求5所述的雷達物位計系統，其中由設置在所述空心波導中的至少部分導電的套筒部件來定義所述具有減小的內部橫截面的部分。
7.如權利要求3到6中任何一項所述的雷達物位計系統，其中所述塞子至少部分地由介電材料製成。
8.如權利要求3到6中任何一項所述的雷達物位計系統，包括設置在所述空心波導中的至少部分介電的間隔部件。其中所述塞子是導電的；並且所述塞子藉助所述間隔部件與所述空心波導的壁隔開。
9.如權利要求3到8中任何一項所述的雷達物位計系統，其中所述塞子包括非旋轉對稱的導電部件，所述塞子被設置成當受到由所述密封部件處的流體洩漏產生的所述力時旋轉。
10.如權利要求9所述的雷達物位計系統，其中所述非旋轉對稱的導電部件至少部分地嵌入介電材料中。
11.如權利要求3到10中任何一項所述的雷達物位計系統，其中所述塞子被設置在所述空心波導中，以便當受到由所述密封部件處的所述流體的洩漏產生的所述力時執行螺旋運動。
12.如權利要求3到11中任何一項所述的雷達物位計系統，其中所述塞子包括位於其至少一端的阻抗匹配部分。
13.如權利要求12所述的雷達物位計系統，其中所述阻抗匹配部分與所述塞子的主體相比在橫切所述電磁信號的傳播方向的方向上具有較小的延伸範圍。
14.如權利要求1到13中任何一項所述的雷達物位計系統，被配置為在所述洩漏指示部件的給定移動之後允許流體通過。
15.如權利要求14所述的雷達物位計系統，其中所述洩漏指示部件包括塞子，所述塞子沿著其至少一部分具有切口以便允許流體通過。
16.如權利要求14或15所述的雷達物位計系統，其中所述洩漏指示部件包括相對於間隔部件可移動地設置的塞子，所述間隔部件用於隔開所述塞子和所述空心波導的壁，其中所述塞子和所述間隔部件中的至少一個沿著其至少一部分具有切口以便允許流體通過。
17.一種用於檢測雷達物位計系統中的流體洩漏的方法，所述雷達物位計系統用於確定包含在儲罐中的產品的填充物位，所述雷達物位計系統包括收發器、天線、和用於連接所述天線和所述收發器的空心波導，所述空心波導具有可移動地設置在其中的洩漏指示部件，其中所述方法包括步驟使用所述收發器產生和發送電磁信號；通過所述空心波導向所述天線傳播所述發送的電磁信號；並且通過檢測由所述洩漏指示部件的移動導致的所述空心波導的至少一個微波傳播特性的改變來檢測通過所述空心波導的流體洩漏。
全文摘要
一種雷達物位計系統，用於確定包含在儲罐中的產品的填充物位，包括收發器，用於產生、發送和接收電磁信號；天線，被配置成把發送的電磁信號引向包含在所述儲罐中的產品的表面，並且把由發送的電磁信號遇到的阻抗轉變部分處的反射所產生的反射電磁信號返回到所述收發器；和空心波導，用於連接所述收發器和所述天線以便在它們之間引導所述電磁信號。密封部件被設置成用於密封所述波導以便防止流體從所述儲罐內部進入所述波導；並且所述雷達物位計系統進一步包括處理電路，被連接到所述收發器並且被配置為根據所述反射的電磁信號來確定所述填充物位。所述雷達物位計系統進一步包括洩漏指示部件，該洩漏指示部件以當由所述密封部件處的流體的洩漏所產生的力作用於其上時使所述洩漏指示部件移動的方式可移動地設置在所述空心波導內部；並且以所述洩漏指示部件的移動導致空心波導的至少一個微波傳播特性改變的方式來配置所述空心波導。
文檔編號G08B21/18GK102301211SQ201080005538
公開日2011年12月28日 申請日期2010年3月9日 優先權日2009年3月10日
發明者C-J·羅斯, M·烏爾松 申請人:羅斯蒙特雷達液位股份公司