JP5260087B2 - レベル測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器内における媒体の充填レベルを測定するための、レーダ原理に基づいて作動するレベル測定装置であって、容器内に電磁信号を導くため及び容器からの電磁信号の反射成分を導くための電気的な導体装置が設けられている形式のものに関する。

レーダ原理に基づいて作動し、容器内に電磁信号を導くため及び容器からの電磁信号の反射成分を導くための電気的な導体装置が設けられているレベル測定装置の測定方法は、ＴＤＲ測定原理（Time Domain Reflectometry：時間分域反射率測定）に基づくものであり、この測定原理は、例えばケーブル検査の分野において公知であり、汎用のレーダ装置の機能形式に類似している。このようなＴＤＲ式レベル測定装置では、例えば極めて短い電気インパルスが、ほぼ真っ直ぐに延びる電気的な導体装置を介して容器内に送られ、この容器内には、液体、粉体又は粒体のような媒体が存在していて、このような媒体の充填レベル高さを測定することが望まれている。この場合典型的に設けられている電気的な導体装置は、媒体内に進入していて、シングル導体又はダブル導体として構成されている。電気的な導体装置がダブル導体として構成されている場合、このような導体装置は例えば、互いに平行に延びる２つの導体を有していても、又は同軸導体として形成されていてもよい。

ダブル導体から成るこのような電気的な導体装置に入力されたインパルスは、実際には両方の導体の間において容器内に進入し、媒体の表面において少なくとも部分的に反射され、短い電気インパルスの反射成分は一般的に評価電子回路によって受信され、これにより到達所要時間を、ひいては容器内における媒体の充填レベル高さを測定することができる。この場合信号の到達所要時間は、容器内にある媒体の充填レベル高さに比例している。例えば上昇又は下降する周囲圧や上昇又は下降する温度のような変化する環境条件によって、ＴＤＲ式レベル測定装置の測定精度が損なわれることはない。さらに信号の到達所要時間は、充填レベルの測定が望まれている媒体の誘電率とは無関係である。

汎用のレベル測定装置では電気的な導体装置は一般的に、線材又は撚り線を有しており、この線材又は撚り線は、例えば容器に固定されるフランジに設けられていて、容器内に懸吊されている。この場合電気的な導体は、容器内においてほぼ真ん中に配置されていても、容器の側部領域に配置されていてもよい。しかしながらこの場合、電気的な導体装置が容器内における組込み部分とコンフリクトするという問題が常にある。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のレベル測定装置を改良して、電磁信号を導くための、普遍的に使用可能な電気的な導体装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式のレベル測定装置において、電気的な導体装置が、容器の壁に組み込まれているようにした。

本発明のように構成されていると、容器自体が既に、電磁信号を導くために必要な電気的な導体装置を備えている、レベル測定装置を得ることができる。つまり本発明によるレベル測定装置では、電気的な導体装置を別個に取り付けることが不要になる。

基本的には、電気的な導体装置は容器の内壁に配置することができる。しかしながら本発明の有利な構成では、電気的な導体装置が容器の壁の内部に配置されている。このように構成されていると、容器の壁を、外側のデザインもしくは外観が汎用の壁と異なっていない形で形成することができる。

基本的には、電気的な導体装置は媒体と導電接触していてもよいが、本発明の有利な構成では、電気的な導体装置と媒体との間に、電気絶縁体が設けられている。このように構成されていると、電気的な導体装置を攻撃的な媒体から保護することができ、電気的な導体装置の材料と測定される媒体と間における相互作用を阻止することができる。

また基本的には別体の電気絶縁体が設けられていてもよいが、しかしながら本発明の有利な構成では、電気絶縁体が、容器の壁の構成部分である。このような構成において、容器の壁が、電気絶縁性の内側被覆層を備えた金属壁として形成されていて、電気的な導体装置が絶縁性の内側被覆層に組み込まれていると、特に有利である。また別の有利な構成では、絶縁性の内側被覆層としてエナメル層（Emaillierung）が設けられている。このように構成されていると、エナメル塗布された金属製の容器の壁に埋め込まれた導体の形の、電気的な導体装置を得ることができる。

択一的に本発明の別の有利な構成では、容器の壁が、少なくとも電気的な導体装置の領域において、有利には全体にわたって、プラスチック壁として形成されている。このような構成では、電気的な導体構造の導体は、プラスチック容器の壁及び金属被覆されたプラスチック容器に埋め込まれていることができる。

既に述べたように、容器の壁は基本的には汎用の容器におけるように構成されていることができる。しかしながら本発明の別の有利な構成では、電気的な導体装置の導体が、容器の壁の領域に設けられていて、該領域において壁が突出部又は凹設部を有している。このように構成されていると、電磁信号のための種々様々な磁界分布が得られる、種々様々な構造が可能になる。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１には複数の断面図が示されており、これらの断面図はそれぞれ、容器の壁の１区分を、容器の底部に対して平行に断面して示す図であり、それぞれの壁区分には、電磁信号を導くために設けられた導体装置２の少なくとも１つの導体１が配置されている。図１から分かるように、導電体である導体１は様々な構成のものが可能であり、例えばフラットな帯又は線材としての構成が可能であり、図１にはさらに、導体１相互の配置形式も様々な形式のものが示されている。

図２から分かるように、幾何学的形態の異なった導体１を組み合わせることも、例えば帯状導体と線材状導体とを組み合わせることも可能である。図１において一番右に示されているようなシングル導体ももちろん可能である。

図示の構造は、金属製の導体１が装入されているプラスチック製の壁３である。この場合図２の実施例におけるように、壁３は導体装置２が配置されている領域において、等しい壁厚を有しているのではなく、突出部４を備えている。この突出部４の内部には、各導体装置２の１つの導体１が設けられており、この突出部４は、該突出部４内に設けられた導体１の全長にわたって延びている。このようにして、導体１によって導かれる電磁信号の次のような磁界分布、つまり容器内における媒体について特に多くのことが分かるような磁界分布を得ることができ、その結果相応に良好な信号雑音比を得ることができる。

壁が等しい壁厚を有している場合における、本発明によるレベル測定装置の電気的な導体装置の導体の種々様々な配置形式を示す断面図である。 電気的な導体装置の導体が配置されている壁がそれぞれ突出部を備えている実施形態における、本発明によるレベル測定装置の電気的な導体装置の導体の種々様々な配置形式を示す断面図である。

符号の説明

１ 導体、 ２ 導体装置、 ３ 壁、 ４ 突出部

Claims (6)

1. 容器内における媒体の充填レベルを測定するための、レーダ原理に基づいて作動するレベル測定装置であって、容器内に電磁信号を導くため及び容器からの電磁信号の反射成分を導くための電気的な導体装置（２）が設けられており、電気的な導体装置（２）と媒体との間に、電気絶縁体が設けられている形式のものにおいて、電気的な導体装置（２）が、容器の壁（３）に組み込まれており、電気絶縁体が、容器の壁（３）の構成部分であることを特徴とするレベル測定装置。
2. 電気的な導体装置（２）が容器の壁（３）の内部に設けられている、請求項１記載のレベル測定装置。
3. 容器の壁（３）が、電気絶縁体として電気絶縁性の内側被覆層を備えた金属壁として形成されており、電気的な導体装置（２）は、電気絶縁性の内側被覆層に組み込まれている、請求項１記載のレベル測定装置。
4. 絶縁性の内側被覆層として、エナメル層が設けられている、請求項３記載のレベル測定装置。
5. 容器の壁（３）が、少なくとも電気的な導体装置（２）の領域において、有利には全体にわたって、プラスチック壁として形成されている、請求項１記載のレベル測定装置。
6. 電気的な導体装置（２）の導体（１）が、容器の壁（３）の領域に設けられていて、該領域において壁（３）が突出部（４）又は凹設部を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のレベル測定装置。

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