ВОЛНОВОДНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР НЕПРЕРЫВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

1. Радарный уровнемер (2) FMCW-типа, предназначенный для определения расстояния до поверхности (7) продукта, находящегося в резервуаре (5), и содержащий:
R
- контур (11) трансивера, выполненный с возможностью посылать передаваемый электромагнитный сигнал и принимать возвращенный электромагнитный сигнал (S), отраженный от указанной поверхности, при этом в контуре трансивера находится модулятор (31, 32) частоты, выполненный с возможностью модулировать частоту передаваемого сигнала, изменяя ее в частотном диапазоне, ограниченном верхней граничной частотой и нижней граничной частотой,
- смеситель (35), выполненный с возможностью смешивать передаваемый электромагнитный сигнал и возвращенный электромагнитный сигнал, формируя сигнал с промежуточной частотой (IF),
- процессорный контур (12), выполненный с возможностью определять, используя сигнал с промежуточной частотой, требуемое расстояние, и
- герметизированный электрический проходной ввод (21), проходящий от контура (11)трансивера в резервуар,
отличающийся тем, что:
- верхняя граничная частота составляет менее 4 ГГц, нижняя граничная частота по меньшей мере на 1 ГГц меньше верхней граничной частоты, а отношение верхней граничной частоты к нижней граничной частоте составляет менее 2,5, при этом уровнемер дополнительно содержит:
1
2
- однопроводной зонд (9), механически подвешенный в верхней части резервуара и входящий в продукт, находящийся в резервуаре, при этом указанный зонд электрически подключен к трансиверу и выполнен с возможностью направлять передаваемый электромагнитный сигнал в направлении указанной поверхности (7), а возвращаемый электромагнитный сигнал - в контур (11) трансивера, причем электрический проходной ввод имеет, со стороны однопроводного зонда, первый входной импеданс (Z), а однопроводной зонд имеет, со стороны электрического проходного ввода, второй входной импеданс (Z), который больше первого входного импеданса, и
- согласующий компонент (16), установленный между первым и вторым входными импедансами и обеспечивающий электрически согласованное соединение электрического проходного ввода и однопроводного зонда.
3
2. Уровнемер по п. 1, в котором согласующий компонент имеет по меньшей мере один промежуточный импеданс (Z), который меньше первого входного импеданса, но больше второго входного импеданса.
3. Уровнемер по п. 1 или 2, в котором согласующий компонент (16) не выступает в рабочую зону резервуара.
4. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором физический продольный размер согласующего компонента (16) меньше 20 см.
5. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором электрический проходной ввод представляет собой коаксиальное соединение.
6. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором однопроводной зонд (9) подвешен к электрическому проходному вводу (21).
7. Уровнемер по п. 6, в котором согласующий компонент представляет собой диэлектрическую втулку, коаксиально охватывающую верхний участок однопроводного зонда.
8. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором однопроводной зонд выполнен, как провод из коррозионностойкой стали без покрытия.
9. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором передаваемый сигнал имеет нижнюю граничную частоту меньше 2 ГГц.
10. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором передаваемый сигнал имеет верхнюю граничную частоту меньше 3 ГГц.
11. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором отношение граничных частот в передаваемом сигнале меньше 2.
12. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором логарифмический коэффициент отражения электромагнитного излучения от электрически согласованного соединения слабее, чем логарифмический коэффициент отражения электромагнитного излучения от поверхности продукта.
13. Уровнемер по любому из предыдущих пунктов, в котором в указанном интервале частот логарифмический коэффициент отражения от согласованного соединения меньше -10 дБ, предпочтительно меньше -15 дБ.
14. Способ радарного измерения уровня, предназначенный для определения расстояния до поверхности продукта, содержащегося в резервуаре, и включающий следующие операции:
- генерируют передаваемый электромагнитный сигнал,
- модулируют частоту передаваемого сигнала, изменяя ее в интервале частот, ограниченном верхней граничной частотой и нижней граничной частотой,
- подают передаваемый электромагнитный сигнал через электрический проходной ввод в резервуар,
- формируют возвращаемый электромагнитный сигнал, соответствующий отражению передаваемого электромагнитного сигнала от поверхности продукта,
- принимают возвращаемый электромагнитный сигнал,
- смешивают переданный электромагнитный сигнал и возвращенный электромагнитный сигнал, формируя сигнал с промежуточной частотой, и
- на основе сигнала с промежуточной частотой определяют искомое расстояние,
отличающийся тем, что:
- верхняя граничная частота составляет менее 4 ГГц, нижняя граничная частота по меньшей мере на один ГГц меньше верхней граничной частоты, отношение верхней граничной частоты к нижней граничной частоте составляет менее 2,5, при этом способ дополнительно включает следующие операции:
- направляют передаваемый электромагнитный сигнал вдоль однопроводного зонда, который подвешен в резервуаре и входит в находящийся в резервуаре продукт,
- направляют возвращаемый электромагнитный сигнал обратно вдоль зонда и через электрический проходной ввод и
- обеспечивают электрически согласованное соединение между первым входным импедансом электрического проходного ввода со стороны однопроводного зонда и вторым входным импедансом данного зонда со стороны электрического проходного ввода, причем второй входной импеданс больше первого входного импеданса.
15. Способ по п. 14, в котором передаваемый сигнал имеет нижнюю граничную частоту меньше 2 ГГц.
16. Способ по п. 14 или 15, в котором передаваемый сигнал имеет верхнюю граничную частоту меньше 3 ГГц.
17. Способ по любому из пп. 14-16, в котором отношение граничных частот в передаваемом сигнале меньше 2.
18. Способ по любому из пп. 14-17, в котором отражение электромагнитного излучения от электрически согласованного соединения слабее, чем отражение электромагнитного излучения от поверхности продукта.
19. Способ по любому из пп. 14-18, в котором в указанном интервале частот логарифмический коэффициент отражения от согласованного соединения меньше -10 дБ, предпочтительно меньше -15 дБ.