(57)【要約】  タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するレーダ・レベル・ゲージ・システムであって、前記レーダ・レベル・ゲージ・システムは、前記タンクの外側に配置され、マイクロ波エネルギを送信するように構成された送信器と、前記タンクの外側に配置され、反射したマイクロ波エネルギを受信するように構成された受信器と、少なくとも１つのプローブ線を備え、送信されたマイクロ波エネルギを前記内容物に向かって、及びそこから案内するように構成された送信線プローブと、を備え、前記プローブは、少なくとも部分的に前記タンクの内部に配置され、前記送信線プローブはさらに、前記少なくとも１つのプローブ線の少なくとも有意の部分を封入する誘電封入構造を備え、前記誘電封入構造は、ゲージ測定すべき前記内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を低下させるように構成される。以上のシステムの利点は、内容物によって導入される減衰が、誘電封入構造によって低下するので、タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定する場合に、その正確さが向上していることである。
2009511933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するレーダ・レベル・ゲージ・システムであって、
マイクロ波エネルギを送信するように構成された送信器と、
前記タンクの外側に配置され、反射したマイクロ波エネルギを受信するように構成された受信器と、
少なくとも１つのプローブ線を備え、送信されたマイクロ波エネルギを前記内容物に向かって、及びそこから案内するように構成された送信線プローブと、を備え、前記プローブが、少なくとも部分的に前記タンクの内部に配置され、
前記送信線プローブがさらに、前記少なくとも１つのプローブ線の少なくとも有意の部分を封入する誘電封入構造を備え、前記誘電封入構造が、ゲージ測定すべき前記内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を低下させるように構成された厚さを有するレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項２】
前記送信線プローブが平行なプローブ線を備え、前記平行プローブ線の少なくとも有意の部分が、前記誘電封入構造によって封入される、請求項１に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項３】
前記タンク内に配置された前記誘電封入構造によって封入された前記送信線プローブが、部分的に外部の誘電（ＰＥＤ）送信線プローブである、請求項１又は２に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項４】
前記誘電封入構造が、０．２以上で０．８以下である絶縁係数αを提供する、請求項１から３までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項５】
前記誘電封入構造が、０．２以上で０．５以下である絶縁係数αを提供する、請求項１から３までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項６】
前記システムが、前記タンク内の少なくとも２つの物質の界面からの反射を受信するように配置される、請求項１から５までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項７】
前記誘電封入構造が、前記送信線プローブの外面を形成する外面、及び前記少なくとも１つのプローブ線からある距離に配置された内面を備える、請求項１から６までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項８】
誘電封入構造がある前記プローブ線の外面から、前記プローブ線の外面までの距離（Ｄ）が、前記プローブ線の半径（Ｒ）の半分より大きい、請求項１から７までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項９】
誘電封入構造がある前記プローブ線の外面から、前記プローブ線の外面までの距離（Ｄ）が、前記プローブ線の半径（Ｒ）より大きい、請求項１から８までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項１０】
誘電封入構造がある前記プローブ線の外面から、前記プローブ線の外面までの距離（Ｄ）が、前記プローブ線の半径（Ｒ）の２倍より大きい、請求項１から９までのいずれか一項に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項１１】
前記誘電封入構造の前記内面と前記少なくとも１つのプローブ線との間の容積が、少なくとも部分的に固体誘電充填物質で充填される、請求項７に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項１２】
前記固体誘電充填物質が、結晶質物質、非晶質物質、セラミック及びガラスで構成されたグループから選択される、請求項１１に記載のレーダ・レベル・ゲージ・システム。
【請求項１３】
タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するように構成されたレーダ・レベル・ゲージ・システムに使用する送信線プローブであって、
送信されたマイクロ波エネルギを前記内容物に向かって、及びそこから案内するように構成された少なくとも１つのプローブ線と、
基本的に前記プローブ線を封入する誘電構造と、を備え、前記封入構造が、ゲージ測定すべき前記内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を低下させるように構成される送信線プローブ。
【請求項１４】
前記送信線プローブが平行なプローブ線を備え、前記平行プローブ線の少なくとも有意の部分が前記誘電封入構造によって封入される、請求項１３に記載の送信線プローブ。
【請求項１５】
前記タンク内に配置された前記誘電封入構造によって封入された前記送信線プローブが、部分的に外部の誘電（ＰＥＤ）送信線プローブである、請求項１３又は１４に記載の送信線プローブ。
【請求項１６】
前記誘電封入構造が、０．２以上で０．８以下である絶縁係数αを提供する、請求項１３から１５までのいずれか一項に記載の送信線プローブ。
【請求項１７】
前記誘電封入構造が、０．２以上で０．５以下である絶縁係数αを提供する、請求項１３から１６までのいずれか一項に記載の送信線プローブ。
【請求項１８】
前記誘電封入構造が、前記送信線プローブの外面を形成する外面、及び前記少なくとも１つのプローブ線からある距離に配置された内面を備える、請求項１３から１７までのいずれか一項に記載の送信線プローブ。
【請求項１９】
誘電封入構造がある前記プローブ線の前記外面から、前記プローブ線の前記外面までの距離（Ｄ）が、前記プローブ線の半径（Ｒ）の半分より大きい、請求項１３から１８までのいずれか一項に記載の送信線プローブ。
【請求項２０】
誘電封入構造がある前記プローブ線の前記外面から、前記プローブ線の前記外面までの距離（Ｄ）が、前記プローブ線の半径（Ｒ）より大きい、請求項１３から１９までのいずれか一項に記載の送信線プローブ。
【請求項２１】
誘電封入構造がある前記プローブ線の前記外面から、前記プローブ線の前記外面までの距離（Ｄ）が、前記プローブ線の半径（Ｒ）の２倍より大きい、請求項１３から２０までのいずれか一項に記載の送信線プローブ。
【請求項２２】
前記封入構造の前記内面と前記少なくとも１つのプローブ線との間の容積が、固体誘電充填物質で充填される、請求項１８に記載の送信線プローブ。
【請求項２３】
前記固体誘電充填物質が、結晶質物質、非晶質物質、セラミック及びガラスで構成されたグループから選択される、請求項２２に記載の送信線プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するレーダ・レベル・ゲージ・システムに関する。本発明はさらに、このようなシステムで使用する送信線プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御及び輸送産業は、化学物質、石油、薬品、食品などを指向する産業で固体、液体及び気体などの物質に関連するプロセス・パラメータを監視するために、プロセス・パラメータ・ゲージを使用する。プロセス・パラメータは圧力、温度、流量、レベル、化学組成及び他の特性を含む。タンクに含まれた物質のレベルを測定するために、往々にしてレーダ・レベル・ゲージ・システムが使用される。これらのシステムは通常、マイクロ波エネルギを送信する送信器、前記送信マイクロ波エネルギの反射部分を受信する受信器、及びレーダのエコーから距離を評価する制御装置を使用する。多くの場合、表面に向けられた狭ビーム・アンテナ（「非接触レーダ」）が使用されるが、タンクの構造及び設計に応じて、及びタンク内に堆積した物質に応じて、送信線プローブを使用することができる。送信線レーダは、「接触レーダ」又は「被きょう導波レーダ」（ＧＷＲ）と呼ばれ、表面からのレーダ・エコーがタンク内の様々な障害物からのエコーによって邪魔されるという問題を回避する１つの方法である。
【０００３】
送信線プローブの使用は、２つの物質（空気と油など）の間の界面レベルを測定する場合に、特に適切である。
【０００４】
そのために、２線式送信線プローブ、わずかに穴をあけた同軸線又は単線表面導波路を使用することが可能である。実際的な制約が、異なるタイプの送信線をいつ使用するかを決定する。例えば、同軸線は非常に清浄な液体でしか使用することができない。管内の堆積物の蓄積が制御されないからである。（通常は垂直な）送信が液体表面を、又は２つの液体間の界面を通過すると、線の周囲にある物質の比誘電率のせいで、送信線の特性が変化する。線に沿って伝搬するレーダ波は、界面で部分的に反射し、その反射は、レベルを推定する線に接続されたレーダ・レベル・ゲージによって使用可能である。
【０００５】
米国特許第６０８５５８９号は、容器内の物質のレベルを測定するために、容器内の物質と接触するように配置されるような構成である送信線プローブを含むこのようなシステムを開示している。電子部品が、プローブに沿ってマイクロ波放射を発射し、容器内の空気／物質の界面に現れた電気インピーダンスの不連続性によって反射した放射を検出するために、送信線プローブに結合される。容器内の空気／物質の界面のレベルは、時間分域反射率測定（ＴＤＲ）技術を使用して割り出される。この開示されたシステムの１つの実施例によると、平行なプローブ線を含む送信線プローブが説明され、平行なプローブ線は誘電スペーサによって相互から分離される。これによって、プローブ線を十分に分離し、平行に位置合わせすることができる。
【０００６】
しかし、このシステム及び先行技術で開示され、平行プローブ線を使用する他の同様のシステムには、問題がある。例えば３つの物質（例えば空気／油／水）間で２つの界面レベルを測定する場合に、測定の正確さが不十分になる傾向があるからである。加圧されたアンモニアなど、レーダ信号が表面へと下方向に通過する間に、それを減衰することが知られているタンクの雰囲気がある。このような場合の典型的な問題は、例えば上方の液体が減衰を導入することで、このためにレーダが上方の液体の厚い層を通過すると、干渉エコーが弱すぎることになる。さらに、送信線プローブを使用している先行技術のシステムは、タンクに含まれる内容物による腐食の問題を有する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、上述した問題の少なくとも幾つかに解決法を提供する改良型の送信線プローブを提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、添付の特許請求の範囲で規定されているような、タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するレーダ・レベル・ゲージ・システム、及び送信線プローブによって達成される。添付の従属請求項は、本発明による有利な実施例を規定している。
【０００９】
本発明の第１の態様によると、タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するレーダ・レベル・ゲージ・システムが提供され、前記レーダ・レベル・ゲージ・システムは、マイクロ波エネルギを送信するように構成された送信器、前記タンクの外側に配置され、反射したマイクロ波エネルギを受信するように構成された受信器、及び少なくとも１つのプローブ線を備え、送信されたマイクロ波エネルギを前記内容物に向かって、及びそこから案内するように構成された送信線プローブを備え、前記送信線プローブは、少なくとも部分的に前記タンクの内部に配置され、前記送信線プローブはさらに、前記少なくとも１つのプローブ線の少なくとも有意の部分を封入する誘電封入構造を備え、前記誘電封入構造は、ゲージ測定すべき前記内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を低下させるように構成された厚さを有する。以上のシステムの利点は、タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定する場合の正確さが向上することである。というのは、内容物によって導入される減衰が、誘電封入構造によって低下するからである。前記誘電物質による減衰は、本発明によって低下し、雰囲気が大きい減衰力を有する場合にも同じことが当てはまる。これにより、送信線プローブが誘電環境を通って延在している場合、及び測定すべきレベルが誘電物質の層より下に位置する場合でも、正確な測定が可能になる。「少なくとも１つのプローブ線の少なくとも有意の部分を封入する」という表現は、プローブの能動部分の区域の有意の部分が封入されているという意味であると理解される。基本的に、タンクに挿入される送信線プローブの部分が、又は、少なくとも、タンクに含まれる内容物と接触すべき送信線プローブのその部分が完全に封入されることが好ましい。送信線プローブの能動部分も軸方向にほとんど、又は完全に封入される。また、誘電封入構造は、少なくとも１つの送信プローブ線に保護シールドも提供し、それによって少なくとも１つの線を、タンクの内容物によって引き起こされるような腐食などから保護する。１つの実施例では、送信線プローブは平行なプローブ線を備え、前記平行プローブ線の少なくとも有意の部分が、前記誘電封入構造によって封入される。しかし、例えば第１プローブ線が上述したように封入されたプローブ線によって構成され、第２プローブ線が例えばタンク壁又は山形材によって構成される場合など、代替物が可能である。
【００１０】
特に、本発明は、幾つかのレベルからの反射を同時に割り出すために有用である。このような場合、システムは、前記タンク内の少なくとも２つの物質の界面から反射を受けるように構成することが好ましい。その利点は、例えばタンクが多層物質で充填されている場合に、幾つかのレベルを正確に測定し、したがってタンクの底部に最も近い第２内容物のレベルさえ測定することが可能になることである。１つのケースでは、ゲージ測定すべき内容物が油で構成され、底部に最も近い内容物が水で構成されている場合、この実施例によるシステムで、底部の内容物（水）を補償し、したがってゲージ測定すべき「本当の」内容物（油）のさらに正確な測定を提供することが可能になる。別の実施例では、前記誘電封入構造が、前記送信線プローブの外面を形成する外面、及び前記少なくとも１つのプローブ線からある距離に配置された内面を備えるレーダ・レベル・ゲージ・システムが提供される。前記誘電封入された送信線プローブの外面から前記少なくとも１つのプローブ線の外面までの距離（Ｄ）は、前記少なくとも１つのプローブ線の半径（Ｒ）の半分より大きいことが好ましく、前記少なくとも１つのプローブ線の半径（Ｒ）より大きいことがより好ましく、前記少なくとも１つのプローブ線の半径（Ｒ）の２倍より大きいことがさらにより好ましい。この文脈では、半径とは、断面が円形のプローブ線の通常の半径ばかりでなく、他の非円形の断面の場合、中心点と外部境界間の最小距離でもあると理解されたい。以上で検討した厚さの場合、以上で検討した誘電封入構造は、ゲージ測定すべき内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を非常に効果的に低下させる。当業者に理解されるように、本発明のこの実施例は、タンクの内容物によって引き起こされる腐食の影響も、さらに低下させる。この実施例で可能な一実現方法は、少なくとも１つのプローブ線を例えばプラスチック管の内部に配置することである。この場合、パイプと、パイプと少なくとも１つのプローブ線との間の容積との両方が、誘電封入構造の一部になり、ゲージ測定すべき内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を小さくする。
【００１１】
パイプと少なくとも１つのプローブ線との間の容積は、周囲空気などの気体で充填することができる。しかし、好ましい実施例では、前記誘電封入構造の前記内面と前記少なくとも１つのプローブ線との間の容積は、少なくとも部分的に固体の誘電充填物質で充填される。厚いプラスチックの封入材が１つの単純な候補であるが、代替的に、セラミック又はガラスなどの結晶質及び非晶質物質から固体誘電充填物質を選択することができる。この実施例は、伝搬速度が低くなり、ゲージ測定すべき内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果がさらに小さくなるという利点を有する。
【００１２】
本発明の送信線プローブは、部分的に外部の誘電（ＰＥＤ）送信線プローブと見なすことができる。本発明によるＰＥＤ送信線プローブは、前記タンク内に配置された前記誘電封入構造によって封入された前記送信線プローブによって形成される。
【００１３】
送信線に沿った伝搬速度は、線自体（複数の物質であることもある）の絶縁体の比誘電率εｉｎｔと、周囲媒体（空気、油など）の比誘電率εｅｘｔとのある種の平均である有効比誘電率εｅｆｆを特徴とする。伝搬速度は、光の速度をεｅｆｆの平方根で割った値であり、距離を測定するために知ることが必要不可欠である。ＰＥＤ送信線の典型的な特徴は、εｅｆｆが線自体（εｉｎｔ）と周囲媒体（εｅｘｔ）との両方に依存することである。
【００１４】
誘電封入構造と周囲物質によって提供される絶縁の程度は、εｅｘｔの関数としてεｅｆｆの相対導関数である「絶縁係数」αによって特徴付けることができる。絶縁体係数αは基本的に以下の通りである。
【数１】
2009511933.tif 000003
【００１５】
α＝０を検証すると、外部誘電体の影響がないことが示唆され、これは、周囲の影響がないどの場所にも設置することができる同軸ケーブルなどで通常のケースであり、α＝１又は１に非常に近いのは、先行技術のレーダ・レベル・ゲージで使用される送信線である（つまり、基本的に裸線であり、場合によってはＰＴＦＥなどの保護層がある）。導関数が差として評価される場合は、αを、εｅｘｔが２から３に変化した場合のεｅｆｆの変量と見なすことが最も適切であり、これは大部分の種類の油を含む。絶縁係数αは、εｅｘｔのかなり遅い依存性を有し、したがってαを特徴付けるεｅｘｔの選択は重大ではなく、通常αは、周囲媒体が１〜３などの低い比誘電率を有する場合、その最大値に近い。実験室の測定からαを求めるために、εｅｆｆは、２導体線の場合の線間キャパシタンスと密接に関連し、式でεｅｆｆをキャパシタンスと交換することができる。
【００１６】
提案されたシステムは、なお測定することが可能な下方の界面の反射を保持しながら、上層の減衰を減少させる可能性を与えるために、０．２≦α≦０．８、さらに好ましくは０．２≦α≦０．５などの中間値を有することが好ましい。これによって、下方レベル界面の反射率が低下するが、上層の物質での減衰は厚さとともに増加するので、界面反射は厚さに依存せず、したがって厚い層を通しての測定の可能性が非常に改良される。以上の検討から当業者には理解されるように、これは、例えば３つの物質（例えば空気／油／水）の間の２つの界面レベルなどを測定するために、改良された方法を提供する。これは、タンク雰囲気中の特定気体の減衰を低下させる方法でもある。
【００１７】
絶縁係数αの影響を例証するために、図５ａ及び図５ｂに２つの計算例が図示されている。レーダ・レベル・ゲージは、周波数０．５ＧＨｚ（１ｎｓのパルス長に対応する）によって表される。さらに、上層は、２．５の比誘電率εを有し、図５ａ及び図５ｂではそれぞれ０．０５及び０．０２の損失係数がある。上層の３つの異なる厚さ（１２．８ｍ、５．３ｍ及び０．２ｍ）について、液体による誘電減衰及び界面での反射減衰の合計が計算されている。使用中のレーダ・システムが、これら２つの減衰の合計が４０ｄＢ未満の場合に測定する能力を有する場合、図５ａの曲線は、絶縁係数（α）の値が非常に小さい場合、特にα＝１という先行技術の選択肢の場合を除き、０〜５．３メートルの油を通して測定が可能であることを示す。α≒１で比較的厚い層を測定することは不可能であるが、絶縁係数の最適値（この場合は０．１５）の測定は、１２．８ｍの厚さの油層まで可能である。液体中の損失係数が小さくなると（０．０２）、曲線は、図５ｂに見られるようにわずかに変化する。この図では、図５ａのように同じ距離が使用されており、ここでは、α≒１という先行技術の選択肢によって３つの距離（つまり最大１２．８ｍ）全部を測定することができるが、αの最適値を使用することによって、減衰を（パワーで）約５分の１に低下させることができる。実際に装備する際には、損失係数が低くなると、全ての減衰が低下するので、発生する最大損失係数を使用して、最適な絶縁係数を選択することができる。
【００１８】
本発明のさらなる態様によると、タンクに含まれる内容物の充填レベルを測定するように構成されたレーダ・レベル・ゲージ・システムに使用する送信線プローブが提供され、前記送信線プローブは、送信されたマイクロ波エネルギを前記内容物に向かって、及びそこから案内するように構成された少なくとも１つのプローブ線、及び基本的に前記少なくとも１つのプローブ線を封入する誘電構造を備え、前記封入構造は、ゲージ測定すべき前記内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を低下させるように構成される。本発明の第１の態様に関して上述したように、この新規の送信線プローブは、例えばタンクに含まれる内容物の充填レベルを測定する場合に、正確さの向上など、複数の利点を提供する。というのは、内容物によって導入される減衰が誘電封入構造によって低下するからである。さらに、本発明による送信線プローブは、より正確な方法で、タンクの底部に最も近い内容物のレベルの測定を可能にする。
【００１９】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲及び以下の説明を調べることによって明白になる。以下で説明する以外の実施例を生成する他の方法で、本発明の様々な特徴を組み合わせられることが、当業者には認識される。
【００２０】
次に、例示により添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００２１】
本書の説明では、同様の参照番号は、対応する、又は同様の構造及び構成要素を識別する。
【００２２】
図１では、本発明によるレーダ・レベル・ゲージ・システムの実施例が図示されている。ここでは、レーダ・レベル・ゲージ・システム１がタンク２上に設置されている。タンク２内には、油などの内容物３が堆積している。タンク２が完全には充填されていない場合、タンクの最上部分は気体、通常は空気の層４を備える。往々にして、タンクには（凝結のせいで）少量の水が存在し、この水の層５がタンク２の底部に見られる。しかし、本発明のレーダ・レベル・ゲージ・システムは、多くの他のタイプのタンク及び容器、並びに多くの他のタイプの充填物質に使用できることを、当業者は理解されたい。
【００２３】
レーダ・レベル・ゲージ・システム１はさらに、マイクロ波エネルギを送信し、受信するように配置された送信器及び受信器、並びに好ましくは送信器と受信器の組合せで構成された送受信器６を備える。さらに、システムは、送信されたマイクロ波エネルギをタンク２の内容物に向かって、及びそこから案内するように構成された送信線プローブ７を備える。送信線プローブ７は、レーダ・レベル・ゲージ・システム１からタンク２の底部に向かって垂直に延在し、それによって油の内容物３と水の内容物５との両方と少なくとも部分的に接触する。
【００２４】
測定手順の間、パルス状マイクロ波エネルギが、送受信器６の送信器部分から送信線プローブ７を通して送信され、内容物界面８（空気／油）と９（油／水）それぞれによって引き起こされる第１及び第２反射は、送信線プローブ７を通って送受信器６の送信器部分に戻される。時間分域反射測定（ＴＤＲ）技術を使用する制御装置を使用して、マイクロ波エネルギが送信されてから反射を受信するまでの時間を分析し、それによって第１及び第２内容物界面８及び９までの距離を計算することができる。タンクの底部から第２界面９までの距離を、タンクの底部から第１界面８までの距離から引くことによって、「実際の内容物」（油）のレベルを表す正確な測定レベルを提供することができる。しかし、本明細書で説明する送信線プローブ及びレーダ・レベル・ゲージ・システムは、他のタイプの本質的によく知られている測定手順でも使用できることが、当業者には認識される。例えば、ＴＤＲとは異なるパルス状測定手順、又はＦＭＣＷなどの連続的に放射されるマイクロ波エネルギを使用することができる。機能に関する以上の説明は、例として空気／油／水を使用しており、１より非常に小さい絶縁係数αでは、水を通る底部エコーを測定し、正確な底部エコーを測定することが可能である。このような可能性は、正確さを向上させる。というのは、先行技術のプローブは通常、レーダに対してほとんど不透明である水を通る底部エコーを隠してしまうからである。
【００２５】
図２ａでは、図１で示されたレーダ・レベル・ゲージ・システム１の詳細図が図示されている。図１のように、レーダ・レベル・システム１がタンク２上に設置され（タンクの頂部が見える）、さらに送受信器６及び送信線プローブ７を備えている。送信線プローブは、タンク２内に垂直に設置され、少なくとも部分的にタンクの内容物３、４及び５と接触する。さらに、第１界面８及び第２界面９のレベル（空気／油及び油／水）を見ることができる。
【００２６】
図２ｂは、図２ａから垂直に伸張する送信線プローブ７の詳細断面図を示す。送信線プローブ７は、平行なプローブ線１０及び誘電封入構造１１を備え、誘電封入構造１１は、ゲージ測定すべき前記内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果を低下させ、プローブ線を腐食などから保護するように配置される。
【００２７】
図３ａは、本発明による送信線プローブ７の半径方向断面図である。この実施例では、プローブ線１０が誘電構造１１によって封入されている。誘電封入された送信線プローブ７の外面から平行なプローブ線１０それぞれの外面までの距離Ｄは、平行なプローブ線それぞれの半径Ｒより大きい。これは、腐食に効果的に抵抗し、測定性能が改善された送信線プローブ７を提供する。図３ｂは、本発明の別の実施例による送信線プローブ７の半径方向断面図である。この実施例では、プローブ線１０はプラスチック管１２内に配置され、プローブ線１０の外部構造的封入材として働く。管１２を封入する構造の内面間の容積１３は、空気などの気体で構成されるか、少なくとも部分的に固体又は液体の誘電充填物質で充填することができる。容積１３が固体誘電充填物質で充填されている場合、これはセラミック又はガラスなどの結晶質及び／又は非晶質物質から選択できることが好ましい。
【００２８】
図３ｃも、本発明のさらに別の実施例による送信線プローブ７の半径方向の断面図である。この実施例では、誘電封入された送信線プローブ７の外面から平行なプローブ線１０それぞれの外面までの距離Ｄは、誘電封入された送信線プローブ７の外面周辺の任意の点で等しい。この実施例は、システムの合計比誘電率をさらに簡単に計算できる送信線プローブ７を提供する。というのは、ゲージ測定すべき内容物によって引き起こされるマイクロ波エネルギ減衰効果が、誘電封入された送信線プローブ７の外面周辺の任意の点で等しくなるからである。
【００２９】
図３ｄも、本発明のさらに別の実施例による送信線プローブ７の半径方向の断面図である。この場合は、単線プローブ線１０がプラスチック管１２内に配置され、プローブ線１０の外部構造的封入材として働く。構造封入管１２の内面間の容積１３は、空気などの気体で構成されるか、少なくとも部分的に固体又は液体誘電充填物質で充填することができる。
【００３０】
図３ｅは、図３ｄと同じ方法でプラスチック管１２内に配置された単線プローブ線１０を示す。この実施例では、中心部片１５がプローブ線１０を管１２内の中心で保持する。
【００３１】
図３ｆでは、単線プローブ線１０が絶縁物質１６によって覆われている。絶縁されたプローブ線１０はさらに、一例として山形材１７上に配置される。この場合、金属リボン又は山形材１７が第２導体として働く。別の場合には、タンクの壁が山形材１７の代わりに第２導体として働くことができる。
【００３２】
同様の方法で、図３ｇは、絶縁物質１６によって覆われた単線プローブ線１０を示す。金属カバー１７がプローブ線１０の約６０から８０％を封入している。図３ｆと同様に、金属カバー１７が第２導体として働いている。
【００３３】
単線プローブと第２導体との組合せが、上述したような平行プローブ線の作用をする。この場合、平行プローブ線は非対称に配置される。
【００３４】
さらに、絶縁された単線プローブを使用することにより、保護された導体用の導電性材料の新たな選択が可能になる。導体としては、銅が選択されることが好ましい。
【００３５】
図４ａは、先行技術による（図２ａに示す）２つの材料界面８及び９からの反射信号ピーク８’及び９’を概略的に示している。図からわかるように、反射信号９’は、ゲージ測定すべき内容物からの誘電作用によって減衰されている。
【００３６】
図４ｂには、図４ａと同様の反射信号ピークが概略的に示されているが、この図では本発明による誘電封入された送信線プローブを使用している。図４ａと同様に、２つの材料界面８及び９からの反射信号ピーク８”及び９”が存在している。本実施例では、封入構造がピーク８”にわずかな減衰作用を及ぼすことになるが、ピーク９”を減衰させるマイクロ波エネルギの減衰作用は小さくなり、したがって、下にある物質からの界面反射には大きなピークが生じる。
【００３７】
上記の本発明の詳細な実施例に対して様々な変形及び代替が可能であり、本発明が前述の好ましい実施例には決して限定されないことが当業者には理解される。それとは反対に、添付の特許請求の範囲の範囲内において、多くの修正及び変形が可能である。例えば、略述した送信線プローブは、利用可能なすべてのタイプのレーダ・レベル・ゲージ測定で基本的には使用できる。さらに、封入誘電カバーは、例えば異なる厚さ、異なる誘電物質等を使用して、多くの異なる方法で実現することができる。さらにまた、送信線プローブは、４つ又は６つの線など、２つよりも多くのプローブ線を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】タンク・システム上に設置された本発明によるレーダ・レベル・ゲージ・システムを示す図である。
【図２】本発明によるレーダ・レベル・ゲージ・システムの詳細図である。
【図３】本発明によるレーダ・レベル・ゲージ・システムで使用することが好ましい送信線プローブの実施例を示す図である。
【図４】２つの別個の図で、それぞれ先行技術及び本発明による材料界面からの反射信号を示す図である。
【図５】誘電封入構造の幾つかの例示的厚さについて、異なる絶縁係数αの減衰を示す２つの図表を示す図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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