(57)【要約】  レーダ・レベルゲージ・システム（１）は、コンテナ（５）内に格納された物質（６）に向けて伸びるように構成された導波管（３）を含み、複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）が、導波管（３）に沿った既知の位置に配置され、トランシーバ（１０）に向けて送信電磁信号の一部を反射するように構成されている。基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の各々は、表面（７）のレベルが基準インピーダンス遷移点を上回る場合の電磁信号に関する第一の反射係数と、表面（７）のレベルが基準インピーダンス遷移点を下回る場合の電磁信号に関する第二の反射係数とを有し、第一の反射係数は、第二の反射係数よりも実質的に小さいものであることが好ましい。このような設計により、高精度で充填レベル測定を行うことが達成できる。
2012513026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナ（５）内の物質（６）の表面（７）のレベルを決定するためにマイクロ波を用いたレーダ・レベルゲージ・システム（１）であって、
ある周波数領域の電磁信号を生成、送信及び受信するためのトランシーバ（１０）と、
コンテナ（５）内に格納された前記物質（６）に伸び、トランシーバ（１０）から送信された信号を、前記物質（６）の表面（７）の方向へ導き、インピーダンス遷移点での送信電磁信号の反射に起因して、前記表面（７）での反射に起因する表面エコー信号を含むエコー信号を前記トランシーバ（１０）に導くように構成された導波管（３）と、
トランシーバ（１０）に接続され、前記送信電磁信号と前記受信電磁信号との関係に基づき表面（７）のレベルを決定するように構成された処理回路（１１）と、
前記システム（１）の外部との通信を提供し、レーダ・レベルゲージ・システム（１）への電力を受け取るインターフェース（１２）と、
導波管（３）に沿った既知の位置に配置され、前記送信電磁信号の一部を前記トランシーバ（１０）に対して反射するように構成された複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）とを含むレーダ・レベルゲージ・システム（１）であって、
前記基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の各々は、表面（７）のレベルが基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）を上回る場合の電磁信号に関する第一の反射係数と、表面（７）のレベルが基準インピーダンス遷移点を下回る場合の電磁信号に関する第二の反射係数とを有し、前記第一の反射係数は、前記第二の反射係数よりも実質的に小さいことを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項２】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、導波管（３）は、グーボー型の単線式伝送線であることを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項３】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、処理回路（１１）は、
充填レベルより上に位置する少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点を、その一つの基準インピーダンス遷移点での送信電磁信号の反射に起因して得られたエコー信号を用いて決定する処理と、
充填レベルより上に位置する少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点の決定された位置と、充填レベルより上に位置する少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点の既知の位置とに基づき、伝搬速度補償因子を決定する処理と、
第一の表面レベルでの送信電磁信号の反射に起因して得られた第一のエコー信号を受信する処理と、
第二の表面レベルでの送信電磁信号の反射に起因して得られた第二のエコー信号を受信する処理であって、第二の表面レベルは第一の表面レベルとは異なることを特徴とする処理と、
第一のエコー信号と第二のエコー信号との間の差を決定する処理と、
この差と伝搬速度補償因子とに基づき、充填レベルを決定する処理とに適合したものであることを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項４】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、周波数領域は、概ね、０．１ＧＨｚから１ＧＨｚであることを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項５】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、周波数領域は、概ね、０．５ＧＨｚから１．５ＧＨｚであることを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項６】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）の一部を基本的に囲むように配置された円筒（３３）を含むことを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項７】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）に取り付けられた板（３０、３２）を含むことを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項８】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）に取り付けられた２つの金属片（３１）を含み、前記２つの片は、送信及び受信電磁信号の周波数領域に対して、λ／４の距離だけ離れて置かれていることを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項９】
請求項１記載のレーダ・レベルゲージ・システム（１）において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）に対して水平に取り付けられ、表面（７）のレベルの上に一つの共鳴周波数を与え、また、表面のレベルの下により低い共鳴周波数を与えるような形状を有する打抜き板（３６）を含むことを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）。
【請求項１０】
レーダ・レベルゲージ・システム（１）により、コンテナ（５）内の物質（６）の表面（７）のレベルを決定する方法であって、レーダ・レベルゲージ・システム（１）は、
ある周波数領域の電磁信号を生成、送信及び受信するためのトランシーバ（１０）と、
コンテナ（５）内に格納された前記物質（６）に伸び、トランシーバ（１０）から送信された信号を、前記物質（６）の表面（７）の方向へ導き、インピーダンス遷移点での送信電磁信号の反射に起因して、前記表面（７）での反射に起因する表面エコー信号を含むエコー信号を前記トランシーバ（１０）に導くように構成された導波管（３）と、
トランシーバ（１０）に接続され、送信電磁信号と受信電磁信号との関係に基づき表面（７）のレベルを決定するように構成された処理回路（１１）と、
前記システム（１）の外部との通信を提供し、レーダ・レベルゲージ・システム（１）への電力を受け取るインターフェース（１２）と、
導波管（３）に沿った既知の位置に配置され、前記送信電磁信号の一部を前記トランシーバ（１０）に対して反射するように構成された複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）とを含むレーダ・レベルゲージ・システム（１）であって、
前記基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の各々は、表面（７）のレベルが基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）を上回る場合の電磁信号に関する第一の反射係数と、表面（７）のレベルが基準インピーダンス遷移点を下回る場合の電磁信号に関する第二の反射係数とを有し、前記第一の反射係数は、前記第二の反射係数よりも実質的に小さいことを特徴とするレーダ・レベルゲージ・システム（１）であり、
前記方法は、
前記基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）により反射された受信電磁信号に基づき、表面（７）のレベルよりも上に位置する基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｅ）の組を特定するステップと、
前記基準インピーダンス遷移点の組の中から、第一及び第二の基準インピーダンス遷移点を選択するステップと、
前記第一及び第二の基準インピーダンス遷移点の間の既知の距離に基づき、伝搬速度補償因子と、前記第一及び第二の基準インピーダンス遷移点により反射された受信電磁信号を用いてそれらの間の距離とを決定するステップと、
物質（６）の表面（７）により反射された受信電磁信号と、伝搬速度補償因子とに基づき、表面（７）のレベルを決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、導波管（３）は、グーボー型の単線式伝送線であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の方法において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）の一部を基本的に囲むように配置された円筒（３３）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の方法において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）に取り付けられた板（３０、３２）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の方法において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）に取り付けられた２つの金属片（３１）を含み、前記２つの片は、送信及び受信電磁信号の周波数領域に対して、λ／４の距離だけ離れて置かれていることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０記載の方法において、前記複数の基準インピーダンス遷移点（４ａ−ｊ）の少なくとも一つは、前記導波管（３）に対して水平に取り付けられ、表面（７）のレベルの上に一つの共鳴周波数を与え、また、表面のレベルの下により低い共鳴周波数を与えるような形状を有する打抜き板（３６）を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ内に格納された物質の充填レベルを決定するための、単線式グーボー型導波管等の導波管を用いたレーダ・レベルゲージ・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タンク等のコンテナ内に格納された物質の充填レベルを決定するために、レーダ・レベルゲージ（ＲＬＧ）・システムが広く用いられている。一般的に、レーダによるレベル測定は、コンテナ内に格納された物質に向けて電磁信号を放射する非接触型測定により、あるいはプローブ等の導波管として動作するプローブにより電磁信号を物質に向けて、又は物質内に対して導く、導波レーダ（ＧＷＲ）としばしば称される接触型測定により行われる。通常、プローブは、コンテナの頂部から底部に向けて垂直に伸びるように配置されている。また、プローブは、係留索と呼ばれる測定チューブ内に配置し、この測定チューブをコンテナの外壁に接続し、コンテナの内部と流体接続した構成とすることもできる。
【０００３】
送信電磁信号は、物質の表面で反射し、反射信号は、レーダ・レベルゲージ・システムに含まれるレシーバ又はトランシーバにより受信する。送信及び反射した信号に基づき、物質の表面までの距離を決定することができる。
【０００４】
特に、物質の表面までの距離は、一般的に、電磁信号の送信時点と、コンテナ内の雰囲気とコンテナ内に格納された物質との間の界面で反射された反射波の受信時点との間の時間間隔に基づいて決定する。物質の実際の充填レベルを決定するためには、上述した時間間隔（いわゆる、飛行時間）と、電磁信号の伝搬速度とに基づき、基準位置から表面までの距離を決定する。
【０００５】
現在、市販されている多くのレーダ・レベルゲージ・システムは、パルスの送信時点から、物質の表面での反射波の受信時点までの時間差に基づき、コンテナ内に格納された物質の表面までの距離を決定する、いわゆるパルス・レーダ・レベルゲージ・システムであるか、周波数変調された送信信号と、表面からの反射波との間の位相差に基づき、表面までの距離を決定するシステムのいずれかである。後者の種類のシステムは、一般的に、ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）型と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，０７８，２８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
いずれの場合も、伝搬電磁信号は、通常、雰囲気と表面との間の界面で形成されるインピーダンス遷移点で反射されるだけでなく、信号が遭遇する他のいくつかのインピーダンス遷移点でも反射される。このようなインピーダンス遷移は、例えば、コンテナ内の固定構造によるものであるか、ＧＷＲシステムの場合には、物質の充填レベルがコンテナ内で変動した際に、プローブに粘着した物質の残留物によるものである。
【０００８】
従って、誤った反射信号に基づいて、システムが充填レベルを決定してしまうというリスクが伴う。これは、コンテナ内の物質が、特に、コンテナ内の雰囲気と類似の信号伝搬特性を有するような場合に相当する。その結果、小さい規模のインピーダンス遷移が生じ、比較的弱いエコー信号が発生するものとなる。比較的弱いエコー信号を発生させる物質の例としては、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、石油物質、プラスチック製ペレット等の固体、あるいは粒体等がある。これらの流体は、低反射性を有するとう特徴に加え、レーダ波に対して透過性があり、表面下で発生したエコーは表面上に透過するため、表面エコーと干渉を起こす。通常のレーダ・レベルゲージ・システムは、少なくとも数デシメートル（ｄｍ）から０．５メートル離れたエコーを弁別することができるが、低減衰率（数ｄＢ）を有する液体では、この距離よりも短い位置間隔で複数のエコーが混在するため、表面が変動している際に測定した距離には、かなりの誤差を生じる結果となる。
【０００９】
充填レベルを誤って決定するリスクを減らす方法としては、コンテナが空の状態で、充填レベルの基準測定を行う方法がある。このような充填レベルの基準測定により通常得られる結果が、外乱エコープロファイルであり、このプロファイルでは、コンテナ内に存在する外乱を表すエコーが見えるものとなる。この外乱エコープロファイルを用いて、通常の測定条件で得られたエコープロファイルを補正することができる。例えば、パルスＲＬＧシステムでは、通常の測定条件で得られたエコープロファイルから、外乱エコープロファイルの少なくとも一部を差し引いて、補正することができる。
【００１０】
しかし、一般的に、コンテナ内の条件は、例えば、既存の外乱が移動、及び／又はＧＷＲ測定の場合に、油等の物質の塊がプローブに粘着する等の新たな外乱エコー源の発生などにより、時間ともに変化する。
【００１１】
このように変化する条件は、コンテナ内が空の状態で外乱エコープロファイルを決定することにより、通常の測定条件で考慮することができる。しかし、このような外乱エコープロファイルは、コンテナ内に格納された物質の表面上でのみ信頼して決定することができるが、その理由は、物質の表面上の雰囲気が、比較的安定した伝搬特性を示すためである。
【００１２】
米国特許第６，０７８，２８０号は、コンテナ内に格納された物質の表面上での外乱エコープロファイルを決定する方法を開示しているが、この方法は、以前に記憶した外乱エコープロファイルを更新するために、新たに得られたエコープロファイルのどの部分を用いるかを定義するための遷移点を自動的に決定するステップを含んでいる。米国特許第６，０７８，２８０号によれば、この遷移点は、表面エコー信号に基づいて決定する。
【００１３】
しかし、強い外乱を与える近接しあうエコーが存在する場合など、所定の条件の下では、表面エコー信号を決定することは難しく、その結果、米国特許第６，０７８，２８０号を用いた際には、表面エコー信号は外乱エコープロファイルに含まれてしまい、結果として、不正確な充填レベルを決定してしまうことになる。
【００１４】
従来技術について上述した欠点やその他の欠点に鑑み、本発明の一般的な目的は、改良したレーダ・レベルゲージ・システム及び方法を提供することにあり、特に、高精度で充填レベルを決定することが可能なレーダ・レベルゲージ・システム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第一の観点によれば、これらの目的及びその他の目的は、コンテナ内の物質表面レベルを決定するためにマイクロ波を用いたレーダ・レベルゲージ・システムにより達成され、本システムは、ある周波数領域の電磁信号を生成、送信及び受信するためのトランシーバと、コンテナ内に格納された物質に伸び、トランシーバから送信された信号を、物質の表面に対して導き、インピーダンス遷移点での送信電磁信号反射の結果であり、表面での反射の結果である表面エコー信号を含むエコー信号をトランシーバに導くように構成された導波管と、トランシーバに接続され、送信電磁信号と受信電磁信号との関係に基づき表面レベルを決定するように構成された処理回路と、システムの外部との通信を提供し、レーダ・レベルゲージ・システムへの電力を受け取るインターフェースと、導波管に沿った既知の位置に配置され、送信電磁信号の一部をトランシーバに対して反射するように構成された複数の基準インピーダンス遷移点とを含み、基準インピーダンス遷移点の各々は、表面レベルが基準インピーダンス遷移点を上回る場合の電磁信号に関する第一の反射係数と、表面レベルが基準インピーダンス遷移点を下回る場合の電磁信号に関する第二の反射係数とを有し、第一の反射係数は、第二の反射係数よりも実質的に小さいことを特徴とするシステムである。
【００１６】
本発明においては、導波管は、電磁信号を導くために設計された“プローブ”である。このプローブにはいくつかの種類があり、例えば、単線式（グーボー型）プローブや２線式プローブを用いることができる。プローブは、基本的に硬質又は軟質であり、ステンレス鋼等の金属、ＰＴＦＥ等のプラスチック、あるいはこれらの組合わせで製作することができる。
【００１７】
単線式グーボー型（Ｇｏｕｂａｕ−ｔｙｐｅ）は、（ステンレス鋼等の）限定された電導性を有する材料からなる線又はワイヤ、あるいは（ＰＴＦＥ等の）誘電体層で覆われた（銅被覆を施したステンレス鋼等の）良好な電導性を有する線として形成することができる。完全電導性を有する線と比べて、グーボー線（Ｇｏｕｂａｕ−ｌｉｎｅ）は、線内の長さ方向の電流により、伝搬信号をサポートすることができる。電磁界は、数デシメートル（ｄｍ）の直径を有し、半径方向に指数関数的に減衰する。
【００１８】
“トランシーバ”は、電磁信号を送信及び受信することが可能な一つの機能ユニットであるか、独立したトランスミッタユニットとレシーバユニットとを含むシステムであってよい。
【００１９】
コンテナは、物質を格納することができる任意のタンク又は容器であってよく、それは、金属製であるか、一部又は全体が非金属製であってよく、さらに、開放、半開放、又は密封の構造であってよい。
【００２０】
各基準インピーダンス遷移点の位置が“既知”であるとは、その位置が、任意の好適な（製造過程での機械工による等の）測定方法により、予め決定されていることを意味するものである。例えば、その位置は、レーダ・レベルゲージ・システムの製造工程や、システムをインストールした際の、プローブが汚れておらず、コンテナが空となっている際などの制御された条件の下では、各基準インピーダンス遷移点により反射された受信電磁信号に基づき決定することができる。
【００２１】
さらに、基準インピーダンス遷移点は、規則的又は不規則的に、通常、約１メートルから６メートルの間隔を置いて配置してもよい。特に、例えば、１５メートルから２０メートルより長いような比較的長いプローブの場合、多数散乱による干渉効果を回避するために、プローブに沿って不規則な間隔を置いて、基準反射体を配置することが有利となる。
【００２２】
本発明は、プローブに沿った既知の各位置に配置した複数の基準インピーダンス遷移点を用いることにより、充填レベル測定の精度の向上を図ることができることを実現するという考え方に基づいている。一般的な観点からは、基準インピーダンス遷移点は、“線を用いた”レーダ・レベルゲージ・システムを適用する際の、充填レベル測定の精度の向上を図るための基準点として用いられる。しかし、表面下の基準インピーダンス遷移点からのエコーは、一般的に、充填レベル測定の精度を悪化させてしまう。
【００２３】
しかし、本発明によれば、複数の基準インピーダンス遷移点の各々は、充填レベルが基準インピーダンス遷移点よりも上に位置する場合には、第一の反射係数を有し、充填レベルが基準インピーダンス遷移点よりも下に位置する場合には、第二の反射係数を有するため、設計により、それらのエコーは実質的に濾波される。ここで、第一の反射係数は、第二の反射係数よりも実質的に小さいものとなっている。すなわち、時間軸上のある時点で表面下となる本発明の基準インピーダンス遷移点は、見かけ上“消滅”するものとなる。従って、表面下には、基準インピーダンス遷移点によるエコーは実質的に発生しないものとなり、その結果、充填レベル測定の精度を向上させることができ、すなわち、基準インピーダンス遷移点は、エコー信号に影響を及ぼさないものとなる。
【００２４】
上記と比較すると、従来例の基準インピーダンス遷移点では、表面下に沈み、電磁信号から“見えなく”なると、基準インピーダンス遷移点が、表面反射を“隠す”ほどの大きな反射をもたらすため、例えば、表面レベルが、基準インピーダンス遷移点の上地点にきわめて近い際には、従来例の基準インピーダンス遷移点は問題となる。さらに、表面下に沈んで“見える”状態にある基準インピーダンス遷移点は、表面が揺動すると、物質表面の動きに比例して動く。
【００２５】
発生、送信する電磁信号が、周波数変調電磁信号を含むことは、有利なものとなる。これは、例えば、ＲＭＣＷシステム等のいわゆる周波数変調レーダ・レベルゲージ（ＲＬＧ）システムや、パルスを搬送波上で変調するいわゆるパルスレーダ・レベルゲージ・システムにおける場合である。
【００２６】
好適な実施例においては、処理回路は、充填レベルより上に置かれた少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点を、その一つの基準インピーダンス遷移点での送信電磁信号の反射の結果得られたエコー信号を用いて決定する処理と、充填レベルより上に位置する少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点の決定された位置と、充填レベルより上に位置する少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点の既知の位置とに基づき、伝搬速度補償因子を決定する処理と、第一の表面レベルでの送信電磁信号の反射の結果得られた第一のエコー信号を受信する処理と、第二の表面レベルでの送信電磁信号の反射の結果得られた第二のエコー信号を受信する処理であって、第二の表面レベルは第一の表面レベルとは異なる処理と、第一のエコー信号と第二のエコー信号との間の差を決定する処理と、この差と伝搬速度補償因子と基づき、充填レベルを決定する処理とを含んでいる。
【００２７】
エコー信号に差を生じさせるためには、充填レベルが、２つのエコー信号の各々を受信する時間軸上の２つの時点で、僅かに揺動する必要がある。このような揺動は、コンテナが、海洋環境（例えば、船舶）に置かれている場合や、コンテナ内の物質の注入及び排出の際に発生する場合がある。
【００２８】
従って、決定された伝搬速度補償因子と、２つの（例えば、連続した）エコー信号の間の差とを組み合わせることにより、充填レベル測定の精度をさらに改善することが可能となる。すなわち、伝搬速度補償因子を用いて、空気、気体又はコンテナ内に格納された物質等の媒体で囲まれた導波管内を電磁信号が進行する速度を補償するものとなるが、この媒体もまた、電磁信号の速度に影響を及ぼすものとなる。
【００２９】
しかし、本発明は、さらに、もし、基準インピーダンス遷移に起因して得られたエコーが濾波された場合、例えば、コンテナ内に格納された物質の表面での反射の結果得られた表面エコー信号から差し引かれた場合、改善された補償が達成できることを実現したものである。この濾波は、２つの異なる（及び、おそらく連続した）エコー信号を比較し、これらのエコー信号間の差を、差分信号として求め決定することにより行われる。この差分信号は、上述したように、伝搬速度補償因子を用いて補償することができ、その後、コンテナ内に格納された物質の充填レベルを決定することに用いられる。例えば、表面上の最も低い位置にある基準エコーは、既知の距離を与えるものである。このエコーと、表面上のさらに上の位置にある一つあるいは複数の基準エコーとにより、伝搬速度補償因子を決定することができ、その後、表面上の基準エコーと、表面下の見えない反射体の作用とを除去することを考慮した表面測定を行う。
【００３０】
一実施例において、本発明のＧＷＲ型のレーダ・レベルゲージ・システムは、概ね、０．１ＧＨｚから１ＧＨｚの送信周波数領域を有する。しかし、この周波数領域は、概ね、０．５ＭＨｚから１．５ＭＨｚの範囲であってもよい。０．１ＧＨｚから１ＧＨｚの周波数領域は、通常、１ｎｓの時間長を有する半波パルスを用いた既存のＴＤＲシステムに概ね相当する。その相対帯域幅は、（１：１０のオーダーの）広いものとなる。また、１つの全周期又はそれ以上の長さの波束を用いることもでき、その場合、相対帯域幅は、パルス幅を犠牲にして、１：２又は１：３にまで縮まるものとなる。
【００３１】
各基準インピーダンス遷移点は、例えば、基準反射体の形態とした場合、プローブに沿って進行する電磁信号を反射できる構造として実装することができ、これは、プローブの外部の構造、プローブの内部の構造、あるいはこれらの構造の組み合わせにより実現することができる。さらに、複数の異なる基準インピーダンス遷移点は、同一の又は異なる反射構造を持つものとして設けてもよい。
【００３２】
従って、一実施例において、複数の基準インピーダンス遷移点の少なくとも一つは、金属製又は誘電体材料からなり、導波管の一部を基本的に囲むように構成された円筒を含んでいる。しかし、この構成に代えて、あるいは、この構成に更に付け加えて、これもまた金属製又は誘電体材料からなり、導波管に取り付けられた板を含む少なくとも一つの基準インピーダンス遷移点を用いることもできる。
【００３３】
本出願の文脈においては、隣接しあう基準インピーダンス遷移点間の距離の標準偏差が、レーダ・レベルゲージ・システムで達成可能な距離分解能の４分の１よりも大きい場合には、基準インピーダンス遷移点は不規則な間隔を置いて配置する必要があることを理解すべきである。
【００３４】
例えば、１ｎｓのパルス幅を有する代表的なパルスＧＷＲ型のレーダ・レベルゲージ・システムの例では、距離分解能は、概ね１５０ｍｍであり、すなわち、隣接しあう２つのエコー信号の分別を可能とするためには、これらのエコー信号は、少なくとも１５０ｍｍの間隔で置かれたインピーダンス遷移点からの反射の結果得られるものであることが必要となる。従って、このようなシステムでは、上述した標準偏差は、少なくとも、１５０／４＝３７．５ｍｍである必要がある。実際には、特に、（概ね２０個より多い）多数の基準反射体を有する（概ね２０ｍより長い）長尺のプローブの場合には、標準偏差はこの値よりも僅かに大きな、すなわち５０ｍｍよりも大きい値であることが好ましい。
【００３５】
これにより、異なる基準インピーダンス遷移点からの反射と、多重反射との間の相互作用を効果的に抑制し、より短い間隔、及び／又はより多くの点数を有する基準インピーダンス遷移点を設けることが可能となる。
【００３６】
このように、複数の基準インピーダンス遷移点の少なくとも一つは、導波管に取り付けられた、２つの金属片、又は、しかるべき形状の金属部品を含み、この２つの部品は、送信及び受信電磁信号の周波数領域に対して、λ／４の距離だけ離れて置かれている。これに加え、あるいは、これに代えて、複数の基準インピーダンス遷移点の少なくとも一つは、導波管に対して水平に取り付けられ、コンテナの物質表面上に一つの共鳴周波数を与え、また、コンテナ内の物質表面下により低い共鳴周波数を与えるような形状を有する打抜き板を含んでいてもよい。この場合、基準インピーダンス遷移点が表面の下に位置する際には、共鳴周波数が、使用周波数帯域の外側の周波数となるように設計されている。
【００３７】
インターフェースは、本質安全の考え方に基づき、通常は、電気的防護により電力を受け取るように適合させることができる。このインターフェースは、２線式インターフェースであり、両方の線が、測定データを遠隔位置に送信し、システムの動作のための電力を受け取るように構成することができる。例えば、このインターフェースは、重畳デジタル通信の４−２０ｍＡ工業計測ループ（ＨＡＲＴ）、フィールドバス（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）又はプロフィバス（Ｐｒｏｆｉｂｕｓ）とすることができる。これに代えて、このインターフェースは、４線式インターフェースとすることもできる。なお、レーダ・レベルゲージ・システムの２線式インターフェースは、両方の線が、測定データを遠隔位置に送信し、システムの動作のための電力を受け取るように構成することができる。これに加え、レーダ・レベルゲージ・システムは、さらに、測定されたレベルに応じて、２線式インターフェースを流れる電流を調整するように適合した電流制御ユニットを含むものであってよい。
【００３８】
本発明の第二の観点によれば、上述した目的及び他の目的は、レーダ・レベルゲージ・システムにより、コンテナ内の物質の充填レベルを決定する方法により達成され、このシステムは、ある周波数領域の電磁信号を生成、送信及び受信するためのトランシーバと、コンテナ内に格納された物質に伸び、トランシーバからの送信された信号を、物質の表面に対して導き、インピーダンス遷移点での送信された電磁信号の反射に起因するエコー信号をトランシーバに導くように構成された導波管であって、エコー信号は、表面での反射の結果である表面エコー信号を含むことを特徴とする導波管と、トランシーバに接続され、送信電磁信号と受信電磁信号との関係に基づき表面レベルを決定するように構成された処理回路と、システム外部との通信を提供し、レーダ・レベルゲージ・システムへの電力を受け取るインターフェースと、導波管に沿った既知の位置に配置され、送信電磁信号の一部をトランシーバに対して反射するように構成された複数の基準インピーダンス遷移点とを含み、基準インピーダンス遷移点の各々は、表面レベルが基準インピーダンス遷移点を上回る場合の電磁信号に関する第一の反射係数と、表面レベルが基準インピーダンス遷移点を下回る場合の電磁信号に関する第二の反射係数とを有し、第一の反射係数は、第二の反射係数よりも実質的に小さいことを特徴とするシステムである。
【００３９】
好ましくは、本方法は、基準インピーダンス遷移点により反射された受信電磁信号に基づき、表面レベルよりも上に位置する基準インピーダンス遷移点の組を特定するステップと、基準インピーダンス遷移点の組の中から、第一及び第二の基準インピーダンス遷移点を選択するステップと、第一及び第二の基準インピーダンス遷移点の間の既知の距離に基づき、伝搬速度補償因子と、第一及び第二の基準インピーダンス遷移点から反射され受信した電磁信号を用いてそれらの間の距離とを各々決定するステップと、物質の表面により反射された受信電磁信号と、伝搬速度補償因子とに基づき、表面レベルを決定するステップとを含んでいる。
【００４０】
なお、本発明による方法は、上記のステップを、特定の順序で実行することに限定されるものではない。
【００４１】
本発明の第一の観点に関して説明したように、本発明の基準インピーダンス遷移点と、本発明のステップは、共に、又は個々に、充填レベル測定の精度を改善するものである。
【００４２】
さらに、本発明の第二の観点の実施例及びそれらによる効果は、本発明の第一の観点に関して上述したものに対して、極めて類似したものである。
【００４３】
本発明の第三の観点の様々な実施例及びそれらによる効果は、本発明の第一及び第二の観点に関して上述したものに対して、極めて類似したものである。
【００４４】
本発明のこれらの側面及びその他の側面を、本発明の現在の好適な実施例を示す付属の図面を引用し、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ】本発明の一実施例による、例示的なタンクに設置されたレーダ・レベルゲージ・システムの概略を示す図。
【図１ｂ】図１ａのレーダ・レベルゲージ・システムに含まれる測定用電子ユニットの概略図。
【図１ｃ】図１ａのレーダ・レベルゲージ・システムに含まれるプローブの一部の概略断面図。
【図２ａ】本発明による基準反射体ＩＳＲの６つの異なる実施例を示す図。
【図２ｂ】本発明による基準反射体ＩＳＲの６つの異なる実施例を示す図。
【図２ｃ】本発明による基準反射体ＩＳＲの６つの異なる実施例を示す図。
【図２ｄ】本発明による基準反射体ＩＳＲの６つの異なる実施例を示す図。
【図２ｅ】本発明による基準反射体ＩＳＲの６つの異なる実施例を示す図。
【図２ｆ】本発明による基準反射体ＩＳＲの６つの異なる実施例を示す図。
【図３】本発明による方法の一実施例の概略を示すフローチャート。
【図４】本発明による方法の一実施例の充填レベルと対応する表面エコー及び基準反射体からのエコーを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下の詳細な説明では、本発明によるレーダ・レベルゲージ・システムの様々な実施例を、主に、硬質単線式（又はグーボー型）プローブを用いたパルス導波レーダ（ＧＷＲ）レベルゲージ・システムに関して説明する。なお、本例は、本発明の範囲を限定するものではなく、２線式プローブ、軟質プローブ等の他の様々な種類のプローブに等しく適用できるものである。
【００４７】
さらに、本発明は、送信パルスと反射パルスとの間の時間差を測定する方法により充填レベルを決定することを主に対象にしたものである。しかし、関連分野の当業者にとっては自明であるように、本発明の教示するところのものは、例えば、周波数変調された連続波（ＦＭＣＷ）測定により充填レベルを決定するために、位相情報を用いたレーダ・レベルゲージ・システムにも等しく適用することができる。搬送波上で変調されたパルスを用いる場合には、位相情報を用いることもできる。
【００４８】
図１ａは、本発明の一実施例における、レーダ・レベルゲージ・システム１を概略的に図示したものであり、本システムは、測定用電子ユニット２等の処理回路と、基準反射体４ａ−ｊ等の複数の基準インピーダンス遷移点を有するプローブ３等の導波管とを含んでいる。レーダ・レベルゲージ・システム１は、タンク５等のコンテナに設けられ、タンクには、レベルを測定する物質６が一部に充填されている。プローブ３により物質６の表面７に向けて導かれた送信信号ＳＴと、表面７で反射された反射波ＳＲとを分析することにより、測定用電子ユニット２は、（タンク天井等の）基準位置と、物質６の表面７との間の距離を決定することができ、これにより、充填レベルを求めることができる。なお、ここでは、単一の物質６を格納したタンク５について説明しているが、同様の方法で、任意の物質表面へのプローブに沿った距離を測定することができる。
【００４９】
図１ｂに概略を図示したように、電子ユニット２は、電磁信号を送信、受信するトランシーバ１０と、トランシーバの制御のためにトランシーバ１０に接続され、トランシーバにより受信した信号を処理し、タンク５内の物質６の充填レベルを決定するための処理ユニット１１とを含んでいる。さらに、処理ユニット１１は、インターフェース１２を介したアナログ及び／又はデジタル通信のための外部の通信線１３にも接続することができる。さらに、図１ｂには図示していないが、レーダ・レベルゲージ・システム１は、通常、外部電力源にも接続することができ、外部通信線１３を介しての電源供給や、内部バッテリ、太陽電池などにより電源供給されるようになっている。これに代えて、レーダ・レベルゲージ・システム１は、無線で通信するように構成してもよい。また、場合によっては、特定の読出し器を用いてもよい。
【００５０】
図１ｃに、沈み部分２０と非沈み部分２１を含むプローブ３の部分を示す。図１ｃに示すように、プローブ３の沈み部分２０には、表面下に沈んだ基準反射体４ｆ−ｊが設けられ、プローブ３の非沈み部分２１には、表面下に沈んでいない基準反射体４ａ−ｉの組が設けられている。タンク５内の物質６の充填レベルの変動により、物質６の層２２は、プローブ３に粘着させてもよい。物質６の中に沈んでいないプローブ３の部分には、このような層は明らかに存在せず、あるいは、存在しても少なくとも徐々に厚みが減ってゆく薄い層であるが、物質６が沈みと非沈みを交互に繰り返す部分には、このような層２２が存在する。この状況を、図１ｃに概略的に図示しており、ここでは、物質６が薄く粘着した層２２は、レベルＬ０の位置まで存在するように示している。
【００５１】
この非均一な汚染層２２により、プローブに沿って進行する電磁信号は、プローブ３に沿った位置に依存した伝搬速度ｖｐ（ｚ）を有するものとなる。この位置に依存した伝搬速度ｖｐ（ｚ）は、結果として、実質的な測定誤差をもたらす。しかし、本発明においては、プローブ３の非沈み部分２１に設けられた反射体の既知の位置間の関係を用いて、プローブ３の層２２の影響を補償する。
【００５２】
すなわち、図１ｃに示した複数の基準反射体４ａ−ｊを配置し、隣接しあう反射体間の距離を好適なものとすることにより、所定の周波数で各基準反射体から反射されるエコー信号ＳＲは、隣接しあう反射体間の電気的な距離に依存したものとなる。周波数又は時間遅延を決定することにより、隣接しあう基準反射体４ａ−ｊ間の電気的な距離を導くことができる。次に、隣接しあう基準反射体４ａ−ｊ間の物理的な距離がわかると、伝搬速度を決定することができる。このようにして決定した伝搬速度を用いて、タンク５内に格納された物質６の充填レベルを高い精度で決定することができる。さらに、表面下に沈んだ基準反射体４ｆ−ｊは、基本的に“見えない”ため、表面下に沈んだ基準反射体４ｆ−ｊによっては基本的にエコー信号ＳＲは生成されず、そのため、レベル測定に影響を与えることはない。従って、表面下に沈んでいない基準反射体４ａ−ｅのみが基本的にエコーを生成するものとなる。
【００５３】
プローブ３に沿って配置された基準反射体は、レーダ・レベルゲージ・システム１に含まれる導波管の種類に依存した様々な形態で設けることができる。以下、図２ａ−ｄを引用し、反射体構造が設けられたいくつかのプローブ３の例を示す。なお、以下で説明する全ての反射体は、基本的に単線式ＧＷＲに対応したものである。しかし、同一の原理は、一般的に線間に支持部材が用いられる２線式の場合にも用いることができる。
【００５４】
なお、プローブ３に沿って置かれる基準反射体の数は、１つ、２つあるいはそれ以上の数である。基準反射体が１つの場合には、所望のレベルのチェックのみが可能となるだけであるが、２つの基準反射体では、スケール因子のチェックも可能となる。３つの基準反射体の場合、さらに、（常に、見える状態の）高いレベルでのチェック及び／又はローカル側での校正の機能、あるいはタンク底からの既知の距離における校正値、及び、スケール因子が重要な場合のタンク５の下半部でのスケール因子チェックの機能を得ることもできる。基準反射体の位置は、タンク５の利用に応じて選択してもよい。なお、基本的に多くの基準反射体がある場合には、本質的に基準反射体自身が誤差を生み出すものとなる（すなわち、通常の測定は、各々がエラーを含む３つの測定値に基づくものである）。
【００５５】
本発明による基準反射体の最も典型的な特徴は、基準反射体の位置が表面７の上又は下に位置する場合に応じ、反射の様相が異なるという点にあり、それゆえ、表面下に沈み見えない反射体（ISR:Invisible Submerged Reflector）と定義することができる。物質の表面下に沈んでいない位置では、基準反射体は、所定の測定可能な反射を行うが、表面下に沈んだ位置では、反射はさらに小さいものとなり、巧みに設計すれば、その影響は無視しうる程度となる。物質６が、レーダに対して透過する種類の石油又は炭化水素の場合、この特徴は、一般的に興味深いものとなる。この種の物質６の比誘電率は、３未満程度の低いものであり、以下で説明する多くの設計による機能は、良い機能を果たすために、比誘電率に関してさらに小さい値を仮定している。一例となる実施例で、タンク５は、液化メタンを格納するものである。このような場合、高い比誘電率を有する液体は、一般的に、レーダに対して多かれ少なかれ透過しないため、いずれの反射体も、どのように設計しても、表面下に沈んだ場合には隠れてしまう。様々な目的のために用いられるこのような反射体の例としては、参照により全体が援用された米国特許番号６７９５０１５に記載されているものがある。しかし、米国特許番号６７９５０１５では、タンクの底から反射されたマイクロ波からの影響を受けずに、あるいは、タンクが空の時に最下位にある反射体からの直接反射の影響を受けずに、レベル測定を行うという目的のみが考慮されている。
【００５６】
図２ａは、ＩＳＲ、すなわち本発明による基準反射体３０の第一の実施例を図示したものである。基準反射体は、ワイヤに沿って取り付けられ、ワイヤより大きな直径を有する円筒形状の金属片、又は、ワイヤに留められた板を含んでいる。この片は、ワイヤのインピーダンスを低下させ、（帯域幅が１オクターブ未満の）完全な狭帯域システムを用い、片の長さＬ１を波長の半分の長さとすることにより、表面下に沈んだ際に、極めて低い反射をもたらし、空気中では（例えば、表面上に現れた時には）比較的高い反射をもたらすことができる。この反射は、表面エコーからの反射よりも、さらに小さくてもよい。この原理は、λ／２レードームの設計で知られるところの“半波長（λ／２）反射体”と呼ばれる。
【００５７】
図２ｂに、他の種類のＩＳＲ３１を図示する。このＩＳＲは、４分の１波長（λ／４）の距離を置いてワイヤに取り付けられた２つの金属片（又は、しかるべき形状のもの）を含んでおり、表面下に沈んだ際には（４分の１波長（λ／４）の条件は有効なまま）、反射を打ち消すが、表面下に沈まない際には、測定可能な反射をもたらす。表面の下では、１８０°の角度をなす２つのエコーを発生させるため、エコー同士が打ち消しあう。
【００５８】
図２ｃに、さらに別の種類のＩＳＲ３２、本実施例においては好適には打抜き板形状のものを図示する。板３２は、ワイヤに水平に取り付けられ、表面上で１つの共鳴周波数を与え、表面下でより低い共鳴周波数を与えるような形状となっている。限定された周波数帯域（例えば、概ね１オクターブ未満の帯域幅）を有するレーダ・レベルゲージ・システム１では、表面下に沈んだ際には、使用する周波数帯域幅の外側の周波数で共鳴を発生させ、多かれ少なかれ見えなくすることが可能となる。
【００５９】
図２ｄに図示するように、さらに別の種類のＩＳＲ３３は、表面下に沈んだ際に、穿孔により同一の平均値がもたらされることにより液体と同様の（又は、レーダに対して透過性を有するほとんどの液体と同様に、僅かに２を上回る）比誘電率を有するプラスチック材料片である。表面下では、比誘電率を有しない、あるいは極少ない比誘電率のみを有する液体と連続したものとなるため、当然、見えないものとなる。ワイヤに取り付けられた、ワイヤを取り囲む誘電体片の円筒と同様に、いくつかの形状が考えられる。この誘電体片の（穴３４、穿孔等の）形状により、その材料の比誘電率を“調整”して、液体の比誘電率に合わせることができる。周波数に依存した寸法（半波長（λ／２）の長さ、又は、４分の１波長（λ／４）の間隔を置くなど）の片で構成された反射体と対比し、（既存のＴＤＲシステムの０．１ＧＨｚ〜１ＧＨｚのような）広帯域信号を用いる場合には、この原理を用いることができる。
【００６０】
さらに、図２ｅに図示したように、ＩＳＲ３５の反射体に関するさらに別の種類の原理では、反射体は、グーボー（Ｇｏｕｂａｕ）線に取り付けられた、多かれ少なかれ水平の先細り板、あるいは、２線式のような種類の他の種類の線にも好適な形状を有する。この板は、反射体が液体の表面下に沈んだ際に変化する、一つあるいはそれ以上の数の共鳴周波数を含むような形状となっている。可能な形状としては、先細りの“羽根形”があり、この形状では、中心から外形端部までの全長は、波長の４分の１に相当する概ね６ｃｍから８ｃｍとなっている。その形状により、より広い周波数帯域に機能を適合させることができる、より多くの可能な共鳴周波数を形成することができる。この“羽根”は、金属製であることが好ましい。
【００６１】
さらに、ＩＳＲとして用いられる、平坦で、基本的に円形状の板を提供することができる。一例として、ＩＳＲ３６を、図２ｆに図示する。この板は、例えば、好適なプラスチック材料で構成され、図２ｄに図示したＩＳＲ３３に関して説明したように、穴３７を開けたものであってよい。図２ｅ及び図２ｆの水平板は、僅かなレベル変化に対してより敏感に反応するように、垂直方向の寸法は短くすることが有利なものとなる。
【００６２】
上述したように、図２ａ乃至図２ｆに図示した反射体は、グーボー（Ｇｏｕｂａｕ）線と共に用いることもできるが、２線式や全ての種類の導波管が、ＩＳＲ原理を利用した反射体を有するものであってもよい。
【００６３】
上述したように、従来技術の反射体に見られる一般的な問題は、例えば、反射体が測定対象となる材料表面に近い位置となった際に、反射体がレベル測定に外乱を与えるという点にある。本発明のＩＳＲ、例えば、基準反射体３０、３１、３２、３３、３５は、表面下に沈んでいない時に比べ、表面下に沈んだ際には、実質的に小さい反射係数を有するように配置されているため、少なくとも部分的にはこの問題を解消している。従って、表面下に沈んだ反射体は、基本的に見えない（例えば、基本的に、いかなるエコーも発生しない）ことになり、その結果、測定対象となる表面に近い位置となったとしても、問題にはならない。
【００６４】
しかし、表面下に沈んでいない反射体からのエコーは、依然として存在し（さらに、上述したように、伝搬速度補償因子を決定するために用いられ）、表面に近い位置となった際には、問題を生じるものとなる。この問題は、本発明の方法が着目する問題であり、本方法では、表面下に沈んでいない反射体からのエコーも“除去”できる。なお、表面下に沈んでいない反射体からのエコーの除去は、ＩＳＲを用いた場合とは独立して行うことができる。
【００６５】
可能な、ただし制限を与えないような実施例においては、充填レベルの測定精度をさらに向上するために、表面下に沈んでいない反射体からのエコーを、例えば、タンク５に格納された物質６の表面での反射に起因する表面エコー信号から差し引くことにより除去することができる。この除去は、早期の段階、例えば、処理の連鎖の早期に予め行っておくこともできる。例えば、早期に受信したエコー信号（デジタル形式であるかもしれないが、好ましくは可能な位相成分を損失なく備えた信号）を格納するためのメモリを備えた信号プロセッサを用いて、以降に受信したエコー信号の比較、及び／又は減算を行うことができる。このような場合、以降の測定の時点間に、適切な時間間隔を選ぶことができ、表面レベルが僅かに変化するのみであるならば、以降の２つのエコー信号を比較、及び／又は減算を行うことにより、差分信号を形成することができる。その結果、表面下に沈んでいない反射体からの重なり合うエコーは“消滅”するものとなる。
【００６６】
図３に示す概略のフローチャートと、図４に示す充填レベルと対応する表面エコー及び基準反射体からのエコーの図示とを引用し、以下に本発明の方法の一実施例を説明する。
【００６７】
第一ステップ３０１において、レーダ・レベルゲージ・システム１の測定用電子ユニット２に含まれるトランシーバ１０により、電磁信号を生成し、送信する。次に、ステップ３０２において、複数の基準反射体４ａ−ｊが設けられた導波管３を用いて、タンク５に格納された物質６の表面７に向けて、送信信号を伝搬する。次のステップ３０３において、基準信号と、タンク５内の物質６の表面７での送信電磁信号ＳＴの反射に起因して得られたエコー信号とを、トランシーバ１０により受信する。その後、ステップ３０４において、レーダ・レベルゲージ・システム１に含まれる処理回路１１が、基準反射体での送信電磁信号の反射に起因して得られたエコー信号（例えば、図４の基準エコー４１及び４２）を用いて、表面下に沈んでいない少なくとも一つの基準反射体の位置を決定する。ステップ３０５において、処理回路１１が、表面下に沈んでいない基準反射体の決定された位置と、その基準反射体の既知の位置とに基づき、伝搬速度補償因子を決定する。その後、ステップ３０６において、処理ユニット１１が、第一の表面レベル７での送信電磁信号の反射に起因して得られた第一のエコー信号４３を受信し、次のステップ３０７において、処理ユニット１１が、第二の表面レベル７’での送信電磁信号の反射に起因して得られた第二のエコー信号４４を受信する。ここで、第二の表面レベル７’は、第一の表面レベル７とは異なる。その後、ステップ３０８において、第一エコー信号４３と第二エコー信号４４との間の差分エコー信号４５を決定する。最後に、ステップ３０９において、処理ユニット１１が、差分信号と、伝搬速度補償因子とに基づき、充填レベルを決定する。
【００６８】
差分信号を生成するためには、表面レベルが、２つのエコー信号４３、４４の各々を受信する２つの時点の間で、僅かに揺動する必要がある。このような揺動は、コンテナが、海洋環境（例えば、船舶）に置かれている場合や、コンテナ内の物質の搬入及び搬出の際に生じる。
【００６９】
上述したように、空気、気体又はコンテナ内に格納された物質等の媒体で囲まれた導波管内を電磁信号が進行する速度を補償するために、伝搬速度補償因子が用いられるが、この媒体もまた、電磁信号の速度に影響を及ぼすものとなる。さらに、基準インピーダンス遷移点は、例えば、コンテナに格納された物質６の表面での反射に起因する表面エコー信号から差し引くことにより除去することができる。この除去は、２つの異なる（及び、多くは連続した）エコー信号を比較し、これらのエコー信号の差分を決定し、差分信号を求めることにより行われる。上述したように、差分信号は、伝搬速度補償因子を用いて補償することができ、その後、その差分信号を用いて、コンテナ内に格納された物質の充填レベルを決定することができる。
【００７０】
以上を要約すると、本発明は、とりわけ、コンテナ内の物質の表面レベルを測定するためのマイクロ波を用いたレーダ・レベルゲージ・システムに関するものであり、本システムは、コンテナ内に格納された物質に向けて伸びるように構成された導波管とを含み、複数の基準インピーダンス遷移点は、各々、導波管に沿った既知の位置に配置され、トランシーバに返信された送信電磁信号の一部を反射するように構成されている。好ましくは、基準インピーダンス遷移点の各々は、充填レベルが基準インピーダンス遷移点を上回る場合の電磁信号に関する第一の反射係数と、充填レベルが基準インピーダンス遷移点を下回る場合の電磁信号に関する第二の反射係数とを有しており、第一の反射係数は、第二の反射係数よりも実質的に小さいことが特徴となっている。このような設計により、高精度で充填レベル測定を行うことが達成できる。
【００７１】
本発明について、その特徴的で例証的な実施例を引用し説明してきたが、多くの異なる代替、変更、及び同様のものが、本技術分野の当業者にとって明確なものとなるであろう。
【００７２】
ここで開示した実施例に対する変形は、特許請求された発明を、図面、明細書及び付属する請求項を検討することにより実施する際に、本技術分野の当業者により、理解され実施することができる。請求項において、“含む”の表現は、他の構成要素又はステップを排除するものではなく、また、不定冠詞“一つの”は、複数を排除するものではない。互いに異なる従属項において、特定の手段が記述されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に用いることができないことを示すものではない。
【図１ａ】
2012513026.tif 000003
【図１ｂ】
2012513026.tif 000004
【図１ｃ】
2012513026.tif 000005
【図２ａ】
2012513026.tif 000006
【図２ｂ】
2012513026.tif 000007
【図２ｃ】
2012513026.tif 000008
【図２ｄ】
2012513026.tif 000009
【図２ｅ】
2012513026.tif 000010
【図２ｆ】
2012513026.tif 000011
【図３】
2012513026.tif 000012
【図４】
2012513026.tif 000013
【国際調査報告】
2012513026.tif 000014
2012513026.tif 000015
2012513026.tif 000016