(57)【要約】  少なくとも２つの機能的に独立したチャンネルを通してマイクロ波信号を送受信することにより、タンク内に含まれる製品（９）の充填レベルを決定するためのレーダー式レベルゲージシステム（１）である。各チャンネルはプリント回路基板（３４）に配置されたトランシーバ回路（３１、３２）および送信信号と受信信号との間の関係に基づき、充填レベルを決定するための前記トランシーバ回路（３１、３２）に接続された処理回路（３３）を備える電子回路ユニット（３ａ、３ｂ）を有し、各電子回路ユニット（３ａ）は、他方の電子回路ユニット（３ｂ）から電子的に、かつガリバーニ的に分離されている。このシステムはタンク内にマイクロ波信号を放出するための単一アンテナ（４）と、各トランシーバ回路とアンテナとの間でマイクロ波信号をガイドするための中空導波管（５）とを更に含む。各電子回路ユニットは、プリント回路基板に配置された信号供給回路を更に備え、この信号供給回路は、マイクロ波信号を導波管に供給するよう、導波管に突出する少なくとも１つの信号供給プローブ（３６）を備える。本発明は、各チャンネルに対し、極めて簡単で、コスト的に有効な信頼できる信号供給を可能にする。
2011521257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるチャンネルの信号がレーダー式レベルゲージシステムによって区別可能になっており、少なくとも２つの機能的に独立したチャンネルを通してマイクロ波信号を送受信することにより、タンク内に含まれる製品（９）の充填レベルを決定するためのレーダー式レベルゲージシステム（１）であって、このシステムは、
各チャンネルに対し、前記区別可能な信号を送受信するためのプリント回路基板（３４）上に配置されたトランシーバ回路（３１、３２）と、送信された信号と受信された信号との間の関係に基づき、充填レベルを決定するための前記トランシーバ回路（３１、３２）に接続された処理回路（３３）とを含む電子回路ユニット（３ａ、３ｂ）を備え、
各電子回路ユニット（３ａ）は、他の電子回路ユニット（３ｂ）から電子的かつガルバーニ的に分離されており、
更に各トランシーバ回路から送信されるマイクロ波信号を前記製品の表面（１０）に向けて放出するため単一アンテナ（４）であって、前記表面（１０）における反射の結果生じる表面エコー信号を含む、前記送信されたマイクロ波信号が入射するインピーダンス遷移部における反射の結果生じるエコー信号を受信するための前記単一アンテナ（４）と、
各トランシーバ回路と前記アンテナとの間でマイクロ波信号をガイドするための中空導波管（５）とを更に備え、
各電子回路ユニットは、更に前記プリント回路基板に配置された信号供給回路を更に備え、前記信号供給回路は、前記マイクロ波信号を前記導波管に供給するように、前記導波管内に突出する少なくとも１つの信号供給プローブ（３６）を含む、レーダー式レベルゲージシステム（１）。
【請求項２】
前記電子回路ユニット（３ａ、３ｂ）は、前記中空導波管（５）を囲むと共に、前記中空導波管が貫通する開口部（１１）を構成するように配置されている、請求項１に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項３】
前記中空導波管（５）は、円形の横断面を有し、各電子回路ユニットは、円形開口部（１１）を構成する環状ディスクの断面を形成する、請求項２に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項４】
各電子回路ユニット（３ａ、３ｂ）は、前記少なくとも１つの信号供給プローブ（３６）が貫通する導電性壁部分（３９）を更に備え、前記電子回路ユニットは前記壁部分（３９）が組み合わされ、前記開口部（９）を囲むと共に、前記中空導波管（５）の断面（１２）を形成するリムを形成するように配置されている、請求項２に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項５】
前記導波管壁部分（３９）は、前記電子回路ユニットを囲む密閉体（３５、４１）の一部となっている、請求項４に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項６】
前記電子回路ユニットは、互いに物理的に分離されており、基本的には同一の幾何学的形状の構造を有する、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項７】
第１電子回路ユニットのプローブと第２電子回路ユニットのプローブは、これらプローブによって供給されているマイクロ波信号が導波管において異なる基本的には直交偏波状態となるように配向され、前記第１電子回路ユニットと前記第２電子回路ユニットとが互いに配置されている、請求項６に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項８】
前記第１電子回路ユニットと前記第２電子回路ユニットとは、水平軸線を中心として互いに１８０度回転されている、請求項７に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項９】
各電子回路ユニットのプローブは、前記水平軸線に対して４５度の角度をなす、請求項８に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項１０】
前記第１電子回路ユニットと前記第２電子回路ユニットとは、垂直軸線を中心として互いに９０度の関係になるように回転されている、請求項７に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項１１】
特定チャンネルの前記電子回路ユニットのプリント回路基板（３４）には、前記特定チャンネルの前記処理回路（３３）が配置されている、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項１２】
前記アンテナは、前記中空導波管（５）に接続されたホーンアンテナ（４）であり、前記レーダー式レベルゲージシステムは、前記中空導波管の内部を前記タンク内に含まれる材料からシールするように配置された誘電シール要素（７）を更に含む、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項１３】
前記充填レベルが高レベルのアラームレベルおよび溢流アラームレベルのうちの１つである所定のスレッショルドレベルを超えたと前記チャンネルの前記処理回路が判断した場合に、アラーム信号を発生するようになっているアラームユニットを前記チャンネルのうちの少なくとも１つが含む、請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項１４】
異なるチャンネル内の前記トランシーバ回路（３１、３２）および給電回路（３６）は、偏波、変調、周波数および分離時間のうちの少なくとも１つにより区別可能なマイクロ波信号を送受信するようになっている、請求項１〜１３のうちのいずれか１項に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【請求項１５】
各信号供給回路の前記プローブ（３６）は、前記プローブが供給するマイクロ波信号が前記導波管において異なる基本的には直交する偏波状態となるように配向されている、請求項１〜１４のうちのいずれか１項に記載のレーダー式レベルゲージシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、検出可能な特性によって少なくとも２つの別個の機能的に独立したチャンネルの信号を区別できるようになっており、これらチャンネルを通してマイクロ波信号を送受信することにより、コンテナ内に含まれる充填材料の充填レベルを決定するためのレーダー式レベルゲージシステムだけでなく、かかる充填レベルを決定するための対応する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
充填材料、例えば液体または粒子のような固体のレベル（表面高さ）を測定するためのレーダー式レベルゲージ（ＲＬＧ；Ｒａｄａｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｇａｕｇｉｎｇ）方法は、タンク、コンテナなどの内部でレベルを測定するための方法として次第に重要となってきている。これまで多くの異なるタイプのＲＬＧシステムが知られている。かかるシステムの一例は、本願出願人による米国特許第７，１０６，２４７号に開示されている。
【０００３】
多くの応用例、例えばタンカーの積荷コンテナのためのレーダー式レベルゲージシステムでは、レベル測定システムの機能的に独立した少なくとも１つの溢流アラームが必要である。ここで機能的に独立しているということは、あるシステムにおける障害が他のシステムを不作動にしないことを意味する。かかる独立性は、共通していない電気回路およびケーブルを設けることを保証することによって達成できる。すなわち異なる測定システムの間で、ガルバーニ接触があってはならない。しかしながら、例えば通常不良状態とはなり得ない固定された機械的構造物を共用することは、可能である。従って、安全上の制約、環境法および条件などに起因し、互いに完全に別個であり、かつ独立しているような、コンテナ内の媒体の表面レベルのいくつかの測定値が必要となることが多い。ユーザーは更に、２つ以上の設置された測定システムを必要とし得る、測定値の冗長性を求めることがあり、このような測定システムは、少なくとも２つの完全な独立したレベルゲージを必要とし得る。
【０００４】
これまで２つ以上の機能的に独立したチャンネルを提供する、かかるレーダー式レベルゲージシステムは、いくつか知られている。例えば本願出願人による米国特許第６，４１４，６２５号は、チャンネル内で測定されたレベルの測定値が互いに独立して得られるようになっている、充填材料の表面のレベルの測定値を得るために２つ以上のレーダーチャンネルを必要とする、コンテナ内の充填材料の表面レベルを測定するためのデバイスおよび方法を開示している。このような測定は、同じチャンネルユニットへ送られる別個のチャンネル内へ分配される少なくとも２つのマイクロ波信号を使用することによって達成され、これら２つの信号は、互いに独立してレベルを測定するのに使用される。前記マイクロ波信号は、検出可能な特性によって区別される。
【０００５】
１つの同じアンテナに信号を送るために数本のチャンネルを使用するかかるシステムの別の例は、本願出願人により国際特許出願第ＷＯ０３／０２５５２３号に開示されている。このシステムでは、ゲージシステムは、信号供給手段を備え、この信号供給手段は、アンテナとの間でマイクロ波信号を送るための２つ以上の導波部材を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気的に独立しているが、同一の物理的アンテナを使用する独立したレーダー式レベルゲージには、低コストで冗長性のための用途がある。２つ以上のセンサを１つのアンテナに接続する方法は、１つのレベルセンサと独立した溢流アラームなどを有するシステムを実現する極めてコスト的に効果的な方法であり、ユーザーおよびこの分野の機関で広く受け入れられた。しかしながら、このタイプのこれまで公知のシステムは、複雑な合波器、カプラーおよび同等物を必要とする複雑な信号供給装置を一般に必要とするので、比較的複雑でコストがかかる。更にこれら公知のシステムでは、比較的大きい信号エラーおよび測定エラーが生じるという欠点もある。
【０００７】
例えば国際特許出願第ＷＯ０３／０２５５２３号に開示されている上記システムは、各センサへの同軸ケーブルと共に、センサをアンテナに接続するためのカップリングデバイスとして旧式のターンスタイルの接合部を使用している。これら同軸コネクタは、それらの構造および仕様に起因し、かなり高いＶＳＷＲ（電圧定在波比）を発生し、この高い定在波比は予測が困難なオフセットエラーを発生させ、更に同軸ケーブルはゼロ近接ゾーンエラーを更に生じさせるような内部長さを有する。特に標準的なＳＭＡ（サブミニチュアバージョンＡ）コネクタを使用できない周波数、一般に１８ＧＨｚよりも高い周波数では、追加コストを無視できず、ＶＳＷＲはより高くなる。
【０００８】
同一の物理的アンテナを使用する２つ以上の独立したレーダー式レベルゲージを有する改良されたＲＬＧシステムに対するニーズが存在する。
【０００９】
（発明の一般的な開示）
従って、本発明の目的は、従来技術の上記問題を解消するか、または少なくとも緩和する改良されたレーダー式レベルゲージシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の様相によれば、この目的は、異なるチャンネルの信号をレーダー式レベルゲージシステムによって区別できるようになっている、少なくとも２つの機能的に独立したチャンネルを通してマイクロ波信号を送受信することにより、タンク内に含まれる製品の充填レベルを決定するためのレーダー式レベルゲージシステムであって、このシステムは、各チャンネルに対し、前記区別可能な信号を送受信するためのプリント回路基板上に配置されたトランシーバ回路および送信された信号と受信された信号との間の関係に基づき、充填レベルを決定するための前記トランシーバ回路に接続された処理回路を含む電子回路ユニットを備え、各電子回路ユニットは、他の電子回路ユニットから電子的に、かつガルバーニ的に分離されている、レーダー式レベルゲージシステムによって達成される。本システムは、各トランシーバ回路から送信されるマイクロ波信号を前記製品の表面に向けて放出し、前記表面での反射の結果生じる表面エコー信号を含む、前記送信されたマイクロ波信号が入射するインピーダンス遷移部における反射の結果生じるエコー信号を受信するための単一アンテナと、各トランシーバ回路と前記アンテナとの間でマイクロ波信号をガイドするための中空導波管とを更に備え、各電子回路ユニットは、前記プリント回路基板に配置された信号供給回路を更に備え、前記信号供給回路は、前記マイクロ波信号を前記導波管に供給するよう、前記導波管に突出する少なくとも１つの信号供給プローブを含む。
【００１１】
このように、特定チャンネルのトランシーバ回路と信号供給回路とは、同じプリント回路基板の上に配置される。プリント回路基板に信号供給装置を集中したことにより公知の従来の解決方法およりも性能（絶縁およびマッチング）をより良好にすることが可能となり、このような集中化は比較的コスト的に効果的であり、製造が簡単である。従って、各チャンネルのためのクリティカルなすべてのマイクロ波機能を１つのプリント回路基板に集めたことは、コスト的に極めて効果的な解決方法となっている。更に本発明は、送信機／受信機モジュールからアンテナへのマイクロ波経路を極めて短くすることを可能にし、このことは、例えば短距離にて良好な測定性能を得る上で重要な特性となっている。
【００１２】
ここで「分離された」なる単語は、電子回路ユニット３ａと３ｂとが互いに電気的に分離され、アイソレートされていることを意味すると理解すべきである。オプションとして、これら電子回路ユニットは、システムに別々に実装される物理的に別々のユニットとしても形成される。
【００１３】
「中空」導波管とは、導電性材料が中空スペースを囲んでいる導波管を意味し、この中空スペースは、空でもよいし、適当な誘電材料で満たしてもよい。この中空導波管は、適当な横断面を有する管状とすることができ、好ましい実施形態では、円形の横断面を有する。
【００１４】
本発明は、２つ以上の機能的に独立したチャンネルを設けることを可能にする。「機能的に独立した」とは、本明細書では、一方のチャンネルにおける障害が別のチャンネルを作動不能にすることはなく、よって他のチャンネルでもレベル測定を実行できることを意味する。ここで、チャンネルを電気的かつガリバーニ的に分離することによって、機能上の独立性が保証される。１つのチャンネルとは、マイクロ波信号を発生し、マイクロ波導波管まで送信し、マイクロ波信号を分配し、受信するのに必要とされるマイクロ波送信機および受信機を含むすべての電子回路を特徴とする。別々のチャンネルで使用されるマイクロ波信号は区別可能である。例えば異なる偏波、異なる変調、異なる周波数を有するか、または時間が分離されるように異なるチャンネルのためのマイクロ波信号を発生することにより、このようなマイクロ波信号の区別が可能となる。
【００１５】
同時に本発明は、各チャンネルに対し、極めて簡単で、コスト的に効果的で、かつ信頼性のある信号供給を可能にする。特に同軸ケーブルおよびターンスタイルの接合部を使用するこれまで公知のシステムを比較して、より低いＶＳＷＲ（電圧定在波比）、および低オフセットエラーレベルが得られ、ＲＬＧに対してこれまで使用されている、基本的にはすべての周波数で、本発明にかかわるシステムを使用できる。このように、本発明の装置はチャンネルの機能的な独立性を得るためのコスト的に効率的かつ効果的な解決方法を提供する。
【００１６】
レーダーシステムの精度は、内部反射を生じない直線状の信号パスに応じて決まるので、本発明のこのような様相にかかわるシステムは、改良された精度も提供できる。従って、オフセットエラーおよび近接ゾーンのエラーが低減される。
【００１７】
電子回路ユニットは、中空導波管を囲むと共に、この中空導波管が貫通する開口部を構成するように配置することが好ましい。各電子回路ユニットは、少なくとも１つのプローブが貫通する導電性壁部分を更に含むことができ、次に電子回路ユニットは、壁部分が組み合わされ、開口部を囲むと共に、中空導波管の断面を形成するリムを形成するように配置することが好ましい。従って、信号供給ユニットは、導波管の中間断面となる。
【００１８】
（図面の簡単な説明）
以下、目的を例示するために、添付図面に示された本発明の実施形態を参照し、以下、本発明についてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかわるレーダー式レベルゲージシステムが設けられたタンクの略図である。
【図２】図１に示されたレーダー式レベルゲージシステムにおける電子回路ユニットの一部切り欠き斜視図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態にかかわる２つの同一の電子回路ユニットのうちの１つの配向を示す。
【図３ｂ】本発明の一実施形態にかかわる２つの同一の電子回路ユニットのうちの１つの配向を示す。
【図４ａ】本発明の一実施例にかかわる２つの同一の電子回路ユニットのうちの１つおよび半環状ディスクの配向を示す。
【図４ｂ】本発明の一実施例にかかわる２つの同一の電子回路ユニットのうちの１つおよび半環状ディスクの配向を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（好ましい実施態様の説明）
図１は、タンク２のルーフに取り付けられた、本発明の一実施態様に係わるレーダー式レベルゲージシステム１を略図で示す。
【００２１】
端的に述べれば、図１のシステムは、少なくとも２つの別個の機能的に独立したチャンネルを通してマイクロ波信号を送受信することにより、タンク２内に含まれる充填材料９の充填レベルＬを測定するためのレーダー式レベルゲージシステムの一例である。ここで、これらチャンネルの信号は、検出可能な特性によって区別できるようになっている。この充填材料は、オイル、精製品、薬品および液体ガスのような製品でもよいし、または粉状または粒状の固体材料、例えば粒子、ペレットまたは石炭でもよい。タンク２は、静止していてもよいし、移動車両、例えばタンカーに配置されていてもよい。
【００２２】
レーダー式レベルゲージシステム１は、少なくとも２つの電子回路３ａ、３ｂを備え、これらユニットは少なくとも２つの異なる測定チャンネルでレーダー信号を送受信するためのトランシーバ回路３１、３２（図２参照）を備える。このシステムは更に、充填材料から反射された受信信号に基づき、コンテナの充填レベルを測定するための処理回路３３を備える。このシステムは、タンク２にレーダー波を送信し、タンクからレーダー波を受信するための、コンテナの内部に配置されたアンテナ４と、電子ユニット３ａ、３ｂとアンテナ４との間で信号をガイドするための中空導波アセンブリ５とを更に含む。中空導波管５は、９０度対称の横断面、例えば基本的には円形の横断面を有する管状導波管であることが好ましい。双方のチャンネルに対して同じアンテナ４が使用され、このアンテナは出力電磁放射線を放出するための送信機、かつ反射されたエコー信号を受信するための受信機の双方に使用される。
【００２３】
タンク２の外部にレーダー式レベルゲージを配置することが好ましく、導波管５は、コンテナの壁内の孔６を通ってコンテナ内に突出するように配置される。必要であれば、コンテナの内容物がコンテナからもれるのを防止するように、気密シールを維持しながら、電磁波信号がコンテナの壁を通過できるように配置されたシール７がコンテナに設けられる。
【００２４】
これら２つの測定チャンネルは、独立した、または冗長なレベルゲージを行うように、機能的に独立している。従って、チャンネル内の回路は、ＤＣ電流に関して互いに、かつ他のチャンネルの処理ユニットからガルバーニアイソレート、すなわち電気的にアイソレートされている。かかるシステムは、それ自体本願出願人による上記明細書の国際特許出願第ＷＯ０３／０２５５２３号、および米国特許第６，４１４，６２５号から公知であり、これらいずれの明細書も本願で参考例として援用する。
【００２５】
異なるチャンネルが同一のチャンネル４を共用するので、一方のチャンネルを通して送信されるレーダー波が別の測定チャンネルにより受信されないように保証することも重要である。この目的のために、各チャンネルからのレーダー波は、例えば異なる偏波、異なる変調、異なる周波数、または適当な分離時間により互いに区別できるようになっている。異なるチャンネル内のマイクロ波信号は、基本的には直交偏波、例えば基本的には直交リニア偏波または円形偏波となっており、それぞれが異なっていることが好ましい。
【００２６】
アンテナ４は、本例ではホーンアンテナとして示されている。しかしながら他のタイプのアンテナ、例えば固定または移動式パラボラアンテナ、コニカルアンテナ、送信ライン、またはストレートチューブアンテナも同じように使用できる。このアンテナは、導波管の少なくとも一部を満たす誘電材料７によってシールできる。更に、タンクがシール状態に維持されながら、アンテナに密閉された電子ユニットを取り付けたり取り外したりできるようにする導波管ジョイント８を設けることもできる。
【００２７】
使用時に、トランシーバ回路３１、３２は、コンテナのルーフを通して導波管５に沿ってアンテナ４までマイクロ波信号を送信し、アンテナ４は、マイクロ波信号をタンク内に放出する。マイクロ波信号は、タンク２内を伝搬し、タンク内に存在するインピーダンス遷移部により反射される。特にマイクロ波はタンク内の材料９の表面１０により反射される。表面エコーを含む反射マイクロ波は、アンテナにより受信され、導波管によってトランシーバ回路３１、３２までガイドされる。処理回路は、送信され、反射された信号に基づき、表面１０までの距離を決定する。受信された信号は、充填レベルを決定するように信号を分析するためのソフトウェアと共に、プロセッサにより処理でき、このプロセッサは、マイクロプロセッサに基づく回路であることが好ましい。信号プロセッサにより実現される機能およびアルゴリズム（その一部はハードウェアで具現化でき、他の部分はソフトウェアで具現化できる）は、当技術分野ではそれ自体公知であるので、本願ではこれ以上説明しない。このレーダー式レベルゲージシステムは、信号ワイヤーまたは同等物を介してリモートロケーション（例えばコントロールルーム）に結合できる。
【００２８】
レーダー式レベルゲージに対して種々のレーダー方式を使用できる。これら方式の１つとして、インパルス遅延方法（パルスレーダー方法）があり、別の方式として周波数変調連続波（ＦＭＣＷ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダー方法がある。ＦＭＣＷレーダー方法では、周波数変調された信号を送信し、送信された瞬間の周波数と受信された瞬間の周波数との差を生じさせることにより、間接的手法で遅延時間を決定する。他方で、パルスレーダー方法は、バーストとしても知られる短いマイクロ波パルスを放射することを利用しており、個々のパルスの送信と受信との間で直接的な時間長さを決定する。このシステムは、パルス状の電磁放射または連続的な電磁放射を利用できる。パルス状の信号を使用する場合、これら信号をｎＷまたはμＷレンジ内の平均パワーレベルで、約２ｎｓ以下の長さを有し、ＭＨｚのオーダーの周波数を有するＤＣパルスとすることができる。これとは異なり、ＧＨｚの周波数の搬送波でパルスを変調してもよい。
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、各チャンネルには１つの電子ユニット３ａ、３ｂが設けられ、これらユニットは互いに別個となっている。図示されている例では、電子回路ユニット３ａ、３ｂは、物理的に別個のユニットとして形成されている。
【００３０】
図２には、電子ユニット３ａ、３ｂがより詳細に示されている。各電子回路ユニットは、プリント回路基板（ＰＣＢ）３４を備え、この基板の上にトランシーバ回路３１、３２が実装されている。別の実施例として、回路を含む通常のＰＣＢを導波管に接続するのに、金属導線部を有するフレキシブルカードまたは成形されたプラスチック部品（「３Ｄ  ＰＣＢ」とも称される）を使用してもよい。トランシーバ回路は、本例ではマイクロ波発生ユニット（送信機）３１と、マイクロ波受信ユニット（受信機）３２とを備える。送信機と受信機とは、別個のユニットでもよいし、または一体化されたトランシーバでもよい。
【００３１】
回路基板３４およびその上に実装された回路は、密閉体、例えば導電性ケーシング３５および蓋４１の形態をした密閉体によって囲まれている。導電性ケーシング３５は、回路を電磁シールとするだけでなく、物理的な保護もする。電子回路ユニット内の回路から導電性ケーシングを電気的にアイソレートしなければならない。
【００３２】
回路基板３４には、更に信号供給プローブ３６を備える信号供給回路が実装されており、このプローブは、密閉体を通って導波管５内に突出している。図２に示された実施形態によれば、プリント回路基板３４は、密閉体３５を貫通し、プローブ３６はプローブ回路基板自体に設けられた導電性パターンとなっている。プローブ３６を導電性ケーシング３５からアイソレートするには、密閉体内の孔をプローブ３６よりも大きくするだけでよい。別の実施例として、同軸リード線と同じようにプローブ３６に誘電スリーブ３７を形成してもよい。導波管内に突出する信号供給プローブ３６の一部は、導波管５の中心に向いた基本的には直線状の導電性要素を含むことが好ましい。
【００３３】
このように、１つのプリント回路基板（ＰＣＢ）上に各電子回路ユニットのマイクロ波回路装置全体が、配置されている。このマイクロ波回路装置は、導波管５に配置される信号供給プリント３６と、マイクロ波発生ユニット３１またはマイクロ波発生ユニットに接続される対応するマイクロ波入力ポートと、マイクロ波受信ユニット３２またはマイクロ波受信ユニットに接続される対応する出力ポートと、更に好ましくはマイクロ波発生ユニットと信号供給プリントとの間、更にマイクロ波受信ユニットと信号供給プリントとの間で、信号を転送し、送るための結合回路（図示せず）も備える。
【００３４】
一般に、送信ユニット（ＴＸ）と称されるマイクロ波発生ユニット３１は、それ自体、当技術分野で周知となっているパルス状レーダー式レベル測定またはＦＭＣＷのために使用すべきマイクロ波信号を発生するようになっている。これらマイクロ波発生ユニット３１は、ＰＣＢ上で実現できる。しかしながら別の方法として、外部マイクロ波発生ユニット３１に接続されるように、ＰＣＢ上にマイクロ波入力ポートを配置してもよい。
【００３５】
一般に受信ユニット（ＲＸ）と称されるマイクロ波受信ユニット３２は、アンテナ４が放射し、充填材料の表面によって反射されたマイクロ波信号を受信し、処理するようになっている。これらマイクロ波受信ユニット３２は、それ自体、当技術分野で周知のような増幅、周波数変換、フィルタリング、復調または信号圧縮を実行するための回路を含むことができる。
【００３６】
各チャンネルの処理回路３３は、電子回路ユニット３ａ、３ｂ内に配置することも好ましい。この場合同じ回路基板３４にこの処理回路を配置してもよいし、密閉体３５内の第２回路基板（図示せず）に配置してもよい。
【００３７】
これら電子回路ユニット３ａ、３ｂは、基本的には導波管５に対して垂直な平面内に互いに隣接するよう、かつ中空導波管５の両側に配置し、中空ガイドを囲み、この中空ガイドが貫通する開口部１１を構成することが好ましい。この目的のために、電子回路ユニット３ａ、３ｂに凹部３８を形成することができ、これら凹部は、組み合わされると、導波管の横断面に対応する開口部１１を形成し、信号供給プローブ３６は、これら凹部３８内に突出できる。円形横断面を有する導波管の場合、電子回路ユニット３ａ、３ｂには円形開口部を形成する半円形凹部３８を設けることが好ましい。図２に示されるように、各ユニットは環状ディスクの断面を形成する。
【００３８】
従って、導波管５と同じ横断面を有する開口部１１を形成するように、２つ以上の電子回路ユニット３ａ、３ｂが組み合わされたときに、これら電子回路ユニットの内壁３９は、導波管の断面１２として使用できる。この場合、少なくとも内壁を形成するケーシング３５の部分が導電性となっていなければならない。次にこの導波管断面１２は、アンテナ４に接続された下方導波管部分１３に接続できる。これら電子回路ユニット３ａ、３ｂの上方にて、導波管断面１２をカバーし、導波管の閉鎖体となるようにキャップ１４を配置し、導波管を短絡することができる。ネジまたは他の締結デバイス（図示せず）により、下方導波管１３に電子回路ユニット３ａ、３ｂおよびキャップ１４を固定し、これによって連続した円形導波管を形成するようにこれら電子回路ユニットを共にプレスすることができる。
【００３９】
電子回路ユニット３ａ、３ｂは、製造を容易にするように、基本的には同一の構造とすることができ、互いに、かつ導波管に対して異なるように配向できる。特に、プローブが互いに直交状態に配置されるようにこれらユニットを配向することができる。かかるプローブの配置は、直交偏波のチャンネルが望まれる場合に有利となる。
【００４０】
一実施形態によれば、水平軸線を中心として２つの同一の電子回路ユニットを互いに１８０度回転させることができる。各ユニットのプローブ３６は、水平軸線に対して４５度の角度を形成する方向Ａに延びるように配置される。回転後、これら２つのプローブを互いに直交するように配置する。図３ａおよび３ｂに示されるように、２つの半環状のディスク形状をしたユニットの場合、導波管の中心Ｃを中心として一方のユニット３ａを裏返しにする。
【００４１】
別の実施形態によれば、垂直軸線を中心として２つの同一の電子回路ユニットを互いに９０度だけ回転できる。回転後、２つのプローブは互いに直交するように配置される。図４ａおよび４ｂに示されるように、２つの四分環状ディスク形ユニットの場合、導波管の中心Ｃを中心として一方のユニット３ａを９０度だけ回転する。この場合、半環状ディスク４２は、導波管を囲むように２つの電子回路ユニットと相互作用するように配置される。導電性内壁４３を有する後者のケースでは、金属またはプラスチックからダミーを製造できる。
【００４２】
円形偏波を可能にするように、各信号供給回路、例えば各ＰＣＢ上に、２つ以上のプローブを設けることが可能である。よって上記のように、ＰＣＢの一方を裏返しにすることにより、各信号供給回路は、異なる円形偏波（右回り円形偏波、ＲＨＣＰ；Ｒｉｇｈｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎおよび左回り円形偏波、ＬＨＣＰ；Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）で送信を行う。
【００４３】
１つのチャンネルだけでＲＬＧシステムを使用すべき場合、ＰＣＢのうちの１つの代わりにダミー、例えば金属嵌合をし、スムーズな導波管となる金属の半円形部品を使用できる。
【００４４】
更に、３つ以上のチャンネルを設けてもよい。例えば図１に示された電子回路ユニットによって構成されるリング形状を、２つだけのユニットではなく３つ以上の別個のユニットに分割してもよい。更にキャップ１２を導波管のターミネーションに置き換えることも可能である。
【００４５】
１つ以上の別の測定チャンネルを使用するいくつかの異なる測定およびアラームの代替手段を設けることが可能であることも理解できよう。例えば１つの別のレーダー式測定チャンネルを使用して測定を実行でき、この測定は、第１の測定チャンネルを使って実行されるレベル測定に対して冗長となる。双方の測定チャンネルからの測定値が所定の許容値内に収まる場合、測定されるレベル値が正しいことを極めて高い確率で証明できる。別の実施例として、最大許容レベルまたは溢流アラームにてアラーム状の追加測定チャンネルにより、高レベルのアラームを得ることができる。例えばこれらチャンネルは、本願出願人による国際特許出願第ＷＯ２００４／０１８９７８号に記載されている方法で、２つ以上の独立したレベル検出機能を実現するのにチャンネルを使用できる。この国際特許出願は、本明細書に援用する。独立したレベル検出機能は、例えば次のうちの２つ以上とすることができる。すなわち
１．すべてのレベルにおいて測定をするためのレベルゲージセンサ
２．ハイレベルアラーム
３．例えば溢流アラームシステムを含む、溢流制御
のうちの２つ以上とすることができる。
【００４６】
１つまたは数個のアラームを起動するのに、上記チャンネルのうちの１つまたは双方からの測定信号を使用できる。これらアラームユニットは、そのときの状況に関してオペレータに警告をするように、数種の方法で設計できる。いくつかの例として、音響信号を附勢する方法、アラームランプを点灯または点滅するようにスタートさせるか、またはある種の信号を制御基板上で附勢する方法、コンピュータスクリーンまたはリモートユニット（電話、ミニコール、ラジオなど）で警告を起動する方法がある。例えばこのアラームは、表面のレベルに応じて起動するようにセットされる。所定の値、すなわちレベルのスレッショルドにて、アラームユニットを起動する。
【００４７】
冗長性の目的のためには、製品の表面レベルに関する情報を互いに独立して含む、異なるチャンネルから出力される測定信号を使用して、上記表面レベルの平均値または中間値を決定できる。
【００４８】
上記実施形態と本明細書に開示したアンテナの特定の特徴とを種々組み合わせることが可能であることを当業者は理解すべきである。本発明は、タンカーの積荷（タンク）のためのレベル測定−アラーム表示を実現するのに使用できるが、本発明はすべてのタイプの液体およびバルク材料、並びに独立した測定チャンネルを必要とする任意のタイプのシステムに対しても使用できることは明らかである。
【００４９】
以上で、本発明の特定の実施形態について説明した。しかしながら、当業者には明らかなようないくつかの代替例も可能である。例えば３つ以上のチャンネルを設けたり、異なるタイプの導波管およびアンテナを使用することなども可能である。かかる明白な変形、およびその他の明白な変形は、特許請求の範囲が定める本発明の範囲内のものであると見なすべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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