(57)【要約】      （修正有）【課題】測定されるべき腐食物への暴露から生じる損傷から保護し、また反射係数の帯域幅を増加させるために集積可能なレンズアンテナを備えたレベル測定装置を提供する。【解決手段】集積可能なレンズを備えたレベル測定装置はレーダーレベルメーター１０と角度調整アセンブリー２０を有する。レーダーレベルメーターはホーンアンテナ１３とレーダーレベルメーターの信号送受信端に取り付けられたレンズアンテナアセンブリーを有する。レンズアンテナアセンブリーは筐体１４１とレンズアンテナ１４２を有する。筐体は中空で、内部にホーンアンテナを受け入れる。筐体の一端はレンズアンテナに接続され、筐体の他端はレーダーレベルメーターの信号送受信端に接続される。角度調整アセンブリーは筐体の周りに取り付けられる。また、レンズアンテナアセンブリーの筐体は、組み合わせたホーンアンテナとレンズアンテナアセンブリーの角度調整のために角度調整アセンブリーと接続される。【選択図】図１
0003190951.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
信号送受信端と、
信号送受信端に取り付けられたホーンアンテナと、
ホーンアンテナの周りに取り付けられ、
中空で、内部にホーンアンテナを受け入れ、
２つの端部と、
信号送受信端に係合する内壁を有し、一端に形成された凹部と、
外周に形成された連結部と、
を有する筐体と、
筐体の他端に形成されたレンズアンテナと、
を有するレンズアンテナアセンブリーと、
を有するレーダーレベルメーターと、
レンズアンテナアセンブリーの筐体の連結部と接続された角度調整アセンブリーと、
からなることを特徴とする集積可能なレンズアンテナを備えたレベル測定装置。
【請求項２】
レーダーレベルメーターはさらに、
中空で、内部に複数の回路基板を受け入れるために規定された室部を有する上端部と、
上部に形成された接続部を有する下端部と、
を有する基部と、
管状で、２つの端部を有し、一端が基部の下端部の接続部と接続され、他端がホーンアンテナ及びレンズアンテナアセンブリーと接続された信号送受信端であるコネクタと、
を有することを特徴とする請求項１記載のレベル測定装置。
【請求項３】
レンズアンテナアセンブリーの筐体の連結部は外部にねじ山が設けられ、
角度調整アセンブリーは、
貫通して中心に形成され、レンズアンテナを貫通する貫通孔を有する底部オーバーラップフランジと、
底部オーバーラップフランジの上部に重ねられ、貫通して中心に形成され、外部にねじ山が設けられた連結部に係合するために内部にねじ山が設けられた固定孔を有する頂部オーバーラップフランジと、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のレベル測定装置。
【請求項４】
頂部オーバーラップフランジ及び底部オーバーラップフランジのそれぞれは、頂部オーバーラップフランジ及び底部オーバーラップフランジのそれぞれの厚肉縁部と薄肉縁部との間に形成されたテーパー状の厚さを有し、頂部オーバーラップフランジ及び底部オーバーラップフランジは選択された角度に向けられるようにレンズアンテナに対して互いに回転されることを特徴とする請求項３記載のレベル測定装置。
【請求項５】
角度調整アセンブリーは、
固定接合部ホルダーと、
球状で、中空状であり、固定接合部ホルダーに回転可能に取り付けられ、保持され、
レンズアンテナアセンブリーの筐体の外部にねじ山が設けられた連結部に係合するために内部にねじ山が設けられた頂部開口端と、
レンズアンテナアセンブリーが貫通し、頂部開口端を越えて突き出している底部開口端と、
を有する回転接合部と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のレベル測定装置。
【請求項６】
固定接合部ホルダーは、
上部開口部を有する漏斗形状の底部固定支持部材と、
逆の漏斗形状で、底部固定支持部材に取り付けられ、底部固定支持部材の上部開口部に対応する下部開口部を有する頂部固定支持部材と、
底部固定支持部材に取り付けられ、底部固定支持部材の上部開口部に対応する貫通孔を有する支持リングと、
を有し、
回転接合部は底部固定支持部材と頂部固定支持部材との間で回転可能に保持されることを特徴とする請求項５記載のレベル測定装置。
【請求項７】
角度調整アセンブリーは、
貫通して中心に形成され、内部にねじ山が設けられ、レンズアンテナアセンブリーの筐体の外部にねじ山が設けられた連結部に係合する固定孔と、
円弧状底面と、
を有する摺動取付シートと、
頂部に形成され、角度調整のために摺動可能に動けるように摺動取付シートに対して摺動取付シートの円弧状底面に対応する円弧状凹部と、
貫通して中心に形成された貫通孔と、
を有する固定シート保持部と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のレベル測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はレベル測定装置に係り、さらには特に測定されるべき腐食物への暴露から生じる損傷に対して保護するために、また反射係数の帯域幅を増加させるためにレンズアンテナとレンズアンテナの内部に取り付けられたホーンアンテナを有するレベル測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在は、原料あるいは液体のレベルを測定するために、超音波レベルメーターやレーダーレベルメーターが必要とされ、原料や液体の高さを測定するためにコンテナの上端に隣接したコンテナの内壁に取り付けられており、それは超音波やレーダー波が送信された時の時間と超音波やレーダー波が受信された時の時間との間の時間差によって計算される。原料や液体のレベル測定に対して超音波レベルメーターよりも一般的により正確なものとして、レーダーレベルメーターがレベル測定の場合のすべての種類に徐々に広範囲に適用されてきている。
【０００３】
レーダーレベルメーターの最も一般的な種類は、測定されるべき物質によって反射される電磁波を送信するときの時間と電磁波を受信するときの時間との間の時間差でレーダーレベルメーターと測定されるべき物質との間の距離を計算する周波数変調連続波（frequency modulated continuous waves；ＦＭＣＷ）レベルメーターである。同様に、測定されるべき物質の高さやレベルを時間差から測定することができる。
【０００４】
図１４を参照すると、従来のレーダーレベルメーター９０は基部９１、ホーンアンテナ９２、複数の回路基板９３、信号送受信機９４及びレンズアンテナ９６を有する。基部９１の上部は中空である。ホーンアンテナ９２は基部９１の下部と接続される。回路基板９３は基部９１の上部の内部に取り付けられる。信号送受信機９４は、信号の指向性と帯域幅を向上させるために、基部９１の下部の内部に取り付けられ、ホーンアンテナ９２の上部に位置し、同軸ケーブル９５を介して回路基板９３と電気的に接続され、ホーンアンテナ９２から信号を送信し、ホーンアンテナ９２を介して反射した信号を受信する。レンズアンテナ９６は封止効果を付与するためにホーンアンテナ９２の開口部に取り付けられる。ホーンアンテナ９２はより良い指向性を有するので、従来のレーダーレベルメーター９０によって送受信された電磁波をより集中させることができ、長距離の測定に有利である。基部９１がコンテナの内壁に取り付けられる場合、ホーンアンテナ９２とレンズアンテナ９６はコンテナの内部に配置され、高温、高圧、あるいは測定されるべき液体への暴露による酸やアルカリ物質、あるいは液体から蒸発したガスに起因する腐食など測定されるべき物質の影響を受ける。一度ホーンアンテナ９２やレンズアンテナ９６が損傷されると、レーダーレベルメーター９０はいかなるレベル測定もできなくなる。
【０００５】
コンテナは通常樽形あるいは円筒状である。コンテナの上端部は高圧抵抗のために湾曲するように設計される。従来のレーダーレベルメーターが上端部に取り付けられる場合、ホーンアンテナ９２とレンズアンテナ９６は測定されるべき物質に対して垂直ではなく、ホーンアンテナ９２とレンズアンテナ９６の共通の中心線と測定されるべき物質のレベルに垂直な方向との間に存在する傾斜角がある。それ故に実際のレベル測定は不正確である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の目的は、測定されるべき腐食物への暴露から生じる損傷に対して保護するために、また反射係数の帯域幅を増加させるために集積可能なレンズアンテナを備えたレベル測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するために、集積可能なレンズアンテナを備えたレベル測定装置はレーダーレベルメーターと角度調整アセンブリーを有する。
【０００８】
レーダーレベルメーターは信号送受信端、ホーンアンテナ及びレンズアンテナアセンブリーを有する。
【０００９】
ホーンアンテナは信号送受信端に取り付けられる。
【００１０】
レンズアンテナアセンブリーはホーンアンテナの周りに取り付けられ、筐体とレンズアンテナを有する。
【００１１】
筐体は中空で、内部にホーンアンテナを受け入れ、２つの端部、凹部及び連結部を有する。
【００１２】
凹部は信号送受信端に係合する内壁を有する筐体の一端に形成される。
【００１３】
連結部は筐体の外周に形成される。
【００１４】
レンズアンテナは筐体の他端に形成される。
【００１５】
角度調整アセンブリーはレンズアンテナアセンブリーの筐体の連結部と接続される。
【００１６】
ホーンアンテナを完全に覆うレンズアンテナアセンブリーの筐体及びレンズアンテナの故に、高温、高圧あるいは腐食環境への暴露によるホーンアンテナへの損傷を防ぐことができる。さらに、レンズアンテナアセンブリーの筐体は角度調整アセンブリーと接続されるので、角度調整アセンブリーが測定されるべき物質を含むコンテナに取り付けられる場合、レーダーレベルメーターの信号送受信端の指向角度、ホーンアンテナ及びレンズアンテナアセンブリーを角度調整アセンブリーを通して調整することができる。その結果、損傷し易く角度調整を検出する際において柔軟性のない従来のレーダーレベルメーターの問題を解決することができる。
【００１７】
考案の他の目的、効果及び新規な特徴は添付の図面と併せることにより以下の詳細な説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案によるレベル測定装置の第１の実施例の部分断面における斜視図である。
【図２】図１のレベル測定装置の部分分解斜視図である。
【図３】図１のレベル測定装置の動作側面図である。
【図４】図１のレベル測定装置の他の動作側面図である。
【図５】本考案によるレベル測定装置の第２の実施例の部分断面における斜視図である。
【図６】図５のレベル測定装置の部分分解斜視図である。
【図７】図５のレベル測定装置の動作側面図である。
【図８】図５のレベル測定装置の他の動作側面図である。
【図９】本考案によるレベル測定装置の第３の実施例の部分断面における斜視図である。
【図１０】図９のレベル測定装置の部分分解斜視図である。
【図１１】図９のレベル測定装置の動作側面図である。
【図１２】図９のレベル測定装置の他の動作側面図である。
【図１３】図１におけるレンズアンテナアセンブリーとホーンアンテナを組み合わせたアンテナの反射係数を示すグラフである。
【図１４】従来のレーダーレベルメーターの横断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
図１及び２を参照すると、本考案によるレベル測定装置の第１の実施例はレーダーレベルメーター１０及び角度調整アセンブリー２０を有する。
【００２０】
レーダーレベルメーター１０は基部１１、コネクタ１２、ホーンアンテナ１３及びレンズアンテナアセンブリー１４を有する。基部１１は上端部と下端部を有する。基部１１の上端部は中空で、複数の回路基板を内部に受け入れるために規定された室部１１１を有する。下端部はその上部に形成された接続部１１２を有する。コネクタ１２は管状である。コネクタ１２の一端は基部１１の下端部の接続部１１２と接続され、コネクタ１２の他端は内部に取り付けられた信号送受信機を有し、信号送受信のための回路基板に接続される。信号送受信機を備えたコネクタ１２の端部は漏斗形状のホーンアンテナ１３と接続される。レンズアンテナアセンブリー１４は筐体１４１及びレンズアンテナ１４２を有する。筐体１４１は内部にホーンアンテナ１３を受け入れるために中空である。レンズアンテナ１４２は筐体１４１の一端に形成され、凹部がホーンアンテナ１３と接続されるコネクタ１２の端部に係合する内壁を備えた筐体１４１の他端に形成される。筐体１４１はさらに筐体１４１の周囲で外部にねじ山が設けられた連結部１４３を有している。
【００２１】
角度調整アセンブリー２０は頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２を有する。頂部オーバーラップフランジ２１は底部オーバーラップフランジ２２の上に重ねられる。頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２は頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２のそれぞれの厚肉縁部と薄肉縁部との間に形成されたテーパー状の厚さを有するディスク形状である。頂部オーバーラップフランジ２１は頂部オーバーラップフランジ２１を貫通して中心に形成され、レンズアンテナアセンブリー１４の筐体１４１の連結部１４３に係合するために内部にねじ山が設けられた固定孔２１０を有する。底部オーバーラップフランジ２２は底部オーバーラップフランジ２２を貫通して中心に形成され、レンズアンテナ１４２が貫通する貫通孔２２０を有する。頂部オーバーラップフランジ２１と底部オーバーラップフランジ２２とは選択された角度に向けられるようにレンズアンテナ１４２に対して相互に回転される。
【００２２】
レベル測定装置がコンテナ３０の上端部に取り付けられる場合、底部オーバーラップフランジ２２がコンテナ３０の上端部と接続される。頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２が頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２の反対側に位置する厚肉縁部に互いに回転される場合、ホーンアンテナ１３とレンズアンテナアセンブリー１４はまっすぐに下を向く。頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２が頂部オーバーラップフランジ２１及び底部オーバーラップフランジ２２の同じ側に位置する厚肉縁部に相互に回転される場合、ホーンアンテナ１３とレンズアンテナアセンブリー１４は異なる領域を検出するためあるいはレベル測定装置がコンテナ３０に斜めに取り付けられたときに発生する傾斜角を補償するための信号を送受信するように図３に示すように左下側に向けられるか図４に示すように右下側に向けられる。
【００２３】
図５及び６を参照すると、本考案によるレベル測定装置の第２の実施例は異なる角度調整アセンブリー４０を有することにおいて前述の実施例と異なる。角度調整アセンブリー４０はレーダーレベルメーター１０と接続され、回転接合部４１及び固定接合部ホルダー４２を有する。回転接合部４１は球状で、頂部及び底部にそれぞれ頂部開口端及び底部開口端を備えた中空状であり、固定接合部ホルダー４２に回転可能に取り付けられ、それによって保持される。頂部開口端はレンズアンテナアセンブリー１４の筐体１４１の外部にねじ山が設けられた連結部１４３に係合するために内部にねじ山が設けられる。レンズアンテナアセンブリー１４は底部開口端を貫通し、それを越えて突き出ている。固定接合部ホルダー４２は支持リング４２３、底部固定支持部材４２２及び頂部固定支持部材４２１を有する。頂部固定支持部材４２１及び底部固定支持部材４２２は漏斗形状である。頂部固定支持部材４２１は逆の漏斗形状である。支持リング４２３は底部固定支持部材４２２の上部開口部に対応する支持リング４２３の貫通孔で底部固定支持部材４２２に取り付けられる。回転接合部４１は底部固定支持部材４２２に回転可能に取り付けられる。次に頂部固定支持部材４２１は、回転接合部４１が底部固定支持部材４２２と頂部固定支持部材４２１との間で回転可能に保持されるように底部固定支持部材４２２の上部開口部に対応する頂部固定支持部材４２１の下部開口部で底部固定支持部材４２２に取り付けられる。
【００２４】
レベル測定装置がコンテナ３０の上端部に取り付けられる場合、固定接合部ホルダー４２はコンテナ３０と接続され、回転接合部４１はホーンアンテナ１３及びレンズアンテナ１４２に対して異なる領域を検出するためあるいはレベル測定装置がコンテナ３０に斜めに取り付けられたときに発生する傾斜角を補償するために図７に示すように左下側に向けられるか図８に示すように右下側に向けられるように回転可能に調整される。
【００２５】
図９及び１０を参照すると、本考案によるレベル測定装置の第３の実施例は異なる角度調整アセンブリー５０を有することにおいて前述の実施例と異なる。角度調整アセンブリー５０はレーダーレベルメーター１０と接続され、摺動取付シート５１及び固定シート保持部５２を有する。摺動取付シート５１は、摺動取付シート５１を貫通して中心に形成された固定孔５１０を有し、内部にねじ山が設けられ、レンズアンテナアセンブリー１４の筐体１４１の外部にねじ山が設けられた連結部１４３に係合する。摺動取付シート５１は円弧状の底面を有する。固定シート保持部５２は円弧状凹部５２０及び貫通孔５２１を有する。円弧状凹部５２０は固定シート保持部５２の上部に形成され、角度調整のために円弧状凹部５２０上で摺動可能に動けるように摺動取付シート５１に対して摺動取付シート５１の円弧状の底面に対応する。貫通孔５２１は固定シート保持部５２を貫通して中心に形成される。
【００２６】
レベル測定装置がコンテナ３０の上端部に取り付けられる場合、固定シート保持部５２はコンテナ３０と接続され、摺動取付シート５１はホーンアンテナ１３及びレンズアンテナ１４２に対して異なる領域を検出するためあるいはレベル測定装置がコンテナ３０に斜めに取り付けられたときに発生する傾斜角を補償するために図１１に示すように左下側に向けられるか図１２に示すように右下側に向けられるように円弧状凹部５２０上で摺動可能に動く。
【００２７】
ホーンアンテナ１３は本考案においてはレンズアンテナアセンブリー１４の内部に取り付けられる。ホーンアンテナ１３及びレンズアンテナアセンブリー１４を組み合わせた反射係数のグラフが図１３に示される。ホーンアンテナ１３及びレンズアンテナアセンブリー１４を組み合わせたものは、２４．０ＧＨｚ〜２４．５１２ＧＨｚの範囲内の反射係数が−１０ｄＢを大幅に下回るので２４．０ＧＨｚ帯に適用できる。−１０ｄＢでの反射係数の帯域幅は４．５ＧＨｚ（２５．９ＧＨｚ−２１．４ＧＨｚ）に達し、従来のレーダーレベルメーターで使用されたものよりも著しく高く、例えば高温、高圧、腐食環境などの種々の厳しい環境に適合できる。
【００２８】
本考案の多数の特徴や効果が考案の構成及び作用の詳細とともに前述の明細書において説明されるが、開示されたものは例示に過ぎない。細部にわたって、特に形状、サイズ、部品の配置の項目において添付された実用新案登録請求の範囲に表わされた用語の広範囲な一般的な意味により示される全範囲に考案の原理内において変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・レーダーレベルメーター
１１・・・基部
１１１・・・室部
１１２・・・接続部
１２・・・コネクタ
１３・・・ホーンアンテナ
１４・・・レンズアンテナアセンブリー
１４１・・・筐体
１４２・・・レンズアンテナ
１４３・・・連結部
２０・・・角度調整アセンブリー
２１・・・頂部オーバーラップフランジ
２１０・・・固定孔
２２・・・底部オーバーラップフランジ
２２０・・・貫通孔
３０・・・コンテナ
４０・・・角度調整アセンブリー
４１・・・回転接合部
４２・・・固定接合部ホルダー
４２１・・・頂部固定支持部材
４２２・・・底部固定支持部材
４２３・・・支持リング
５０・・・角度調整アセンブリー
５１・・・摺動取付シート
５１０・・・固定孔
５２・・・固定シート保持部
５２０・・・円弧状凹部
５２１・・・貫通孔
５３・・・回転台
５４・・・回転ボール
５５・・・基板
【図１】
0003190951.tif 000003
【図２】
0003190951.tif 000004
【図３】
0003190951.tif 000005
【図４】
0003190951.tif 000006
【図５】
0003190951.tif 000007
【図６】
0003190951.tif 000008
【図７】
0003190951.tif 000009
【図８】
0003190951.tif 000010
【図９】
0003190951.tif 000011
【図１０】
0003190951.tif 000012
【図１１】
0003190951.tif 000013
【図１２】
0003190951.tif 000014
【図１３】
0003190951.tif 000015
【図１４】
0003190951.tif 000016