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【仪表大发明】之高温高压雷达物位计

发明科技控中国仪表网2014年09月28日 15:07人气:16450

  【中国仪表网 发明科技控】雷达物位计适合用于对容纳在容器中的产品诸如工艺流体、粒状化合物和其他材料的物位进行测量。这种雷达物位计的示例可以包括:收发器,其用于发射和接收微波;信号传播装置,其设置成将微波引向表面并且将该表面所反射的微波返回至收发器;以及处理电路,其适于基于收发器所发射和所接收的微波之间的关系来确定填充物位。
  
  信号传播装置可以是定向天线,该定向天线适于将自由传播电磁波发射进容器中并且接收这些波的反射波。这种RLG有时称为非接触式RLG。天线可以适于特定的频带,并且目前使用最多的频带具有大约6GHz(千兆赫)或24GHz的中心频率。
  
  在一种常规设计中,波导装置包括穿过容器壁延伸的中空波导,该波导填充有电介质填充构件(塞子)以防止容器的内容物进入波导。诸如O形环等的密封元件围绕该塞子进行设置,以提供确保容器的内容物不释放进外部环境中的密封处理。该密封处理可以是压力密闭。
  
  在填充构件中的电介质材料选用具有合适的电介质性能并且优选地还是疏水性,即排斥水的电介质材料。然而,这种材料例如PTFE(聚四氟乙烯)通常还是相对较软的,并且受升高的温度的影响。在温度变化的状态下,诸如PTFE填充构件的较软电介质填充构件会因此相对于通常由钢制成的环绕波导移动。这种移动会使密封元件所提供的密封劣化,导致容器密封不完全。
  
  此外,在容器中的高温高压状态期间,还存在下述风险,较软电介质构件还将穿过相对较小的开口(即,比电介质构件的直径小得多的开口)被推挤出波导。
  
  创意无极限,仪表大发明。针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,今天【仪表大发明】为大家介绍一个获国家授权的实用新型专利——高温高压雷达物位计。
  
  该物位计由罗斯蒙特储罐雷达股份公司发明,于2014年9月24日获授权公告。
  
  具体说明:
  
  该雷达物位计通过使用电磁波以确定在容器中的产品的填充物位,该雷达物位计包括:收发器,其用于发射电磁发射信号并且接收电磁回波信号;处理电路,其连接至收发器,用于基于电磁回波信号来确定填充物位;信号传播装置,其适于将电磁发射信号引向产品的表面并且返回来自该表面的反射信号作为电磁回波信号;以及波导装置,其将收发器与信号传播装置相连接。波导装置包括:中空波导;由第一电介质材料制成的第一填充构件,其中,第一填充构件设置在中空波导的内侧;以及由第二电介质材料制成的第二填充构件,其中,第二填充构件设置在中空波导的内、相对于容器在第一填充构件的外侧,其中,第二填充构件至少在远离容器的方向上固定在波导中。而且,第二电介质材料配置成承受高达250摄氏度的温度。
  
  通过将电介质填充构件分成(至少)两个部分,外侧部分可以由结构牢固并且耐高温的材料制成并且可以紧固在波导中,并且因此还在下方部分通过升高的温度而软化时,使内侧部分保持在适当位置。因此,在温度高到足以使内侧填充构件软化的状态期间,外侧填充构件将因此用于防止第一填充构件被推挤出波导。
  
  应当注意的是,在下列公开和权利要求中,表达“内”和“外”用于指示相对于容器内部的相对位置。因此,外侧填充构件定位成比内侧填充构件更加远离容器内部。
  
  为了固定在波导中,外侧填充构件需要结构上牢固并且形状稳定。表述“承受温度”是指外侧填充构件将不放松其形状稳定性,在化学上也不会熔化或劣化。简而言之,外侧填充构件在升高的温度下还将充当“塞子”。
  
  第二电介质材料优选地能够承受甚至更高的温度,例如高达500摄氏度的温度。外侧填充构件可以适当地由诸如氧化铝的陶瓷材料、环氧树脂、或玻璃制成。
  
  内侧填充构件由具有合适的电磁性能以及对容器中的内容物特别是石油产品具有抵抗性的电介质材料制成。除了这些性能之外,内侧填充构件优选地为疏水性的,即排斥水。通常用作雷达物位计中的电介质填充构件的材料的示例包括PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(全氟烷氧基树脂)、FEP(聚全氟乙丙烯)和PTS(热固性酚醛树脂)。
  
  根据本实用新型的第二方面,该目的通过一种雷达物位计来实现,该雷达物位计通过使用电磁波以确定在容器中的产品的填充物位,该雷达物位计包括:收发器,其用于发射电磁发射信号并且接收电磁回波信号;处理电路,其连接至收发器,用于基于电磁回波信号来确定填充物位;信号传播装置,其适于将电磁发射信号引向产品的表面并且返回来自该表面的反射信号作为电磁回波信号;以及波导装置,其将收发器与信号传播装置相连接。波导装置包括:中空波导,其包括由第一导电波导形成构件所形成的内侧部分和由第二导电波导形成构件所形成的外侧部分;第一电介质波导填充构件,其具有内侧端容纳在波导内侧部分中并且外侧端容纳在波导外侧部分中的细长的中央部分;以及杯状套筒部分,该杯状套筒部分从中央部分径向地向外延伸并且沿着中央部分轴向地延伸,该套筒因此形成了开口背对容器的杯状形状,套筒部分的至少一部分夹在第一波导形成构件与第二波导形成构件之间。
  
  根据这种设计的电介质填充构件,到达电介质构件的水或容器内容物的任何泄漏物将通过杯状套筒的外侧来导引并且能够排出计量器的外部,以防止这些泄漏物到达电路。
  
  出于该目的,波导装置可以包括提供了在杯状套筒的外缘至容器的外部之间的流体接触的至少一个通路,并且通过通路到达容器的外部。
  
  波导装置还可以包括至少一个密封元件,该至少一个密封元件与杯状套筒接触并且适于提供所述容器的密封处理。那么至少在密封元件与套筒接触的位置中套筒优选地具有明显小于中央部分的直径的材料厚度。由于薄壁将较少受到变化温度的影响,因此这改善了密封元件的密封功能。
  
  与本实用新型的第一方面相结合,杯状套筒是特别有利的。如上文所讨论的,本实用新型的第一方面提供了两个分离的波导填充构件。虽然这种解决方案处理了软化的电介质填充构件被推挤出波导的问题,但这种解决方案引入了另一问题。如果波导的密封不完全,则任何泄漏物(例如,水或容器内容物)可以到达分离的电介质填充构件之间的接触表面。在这种界面上的一层例如水会明显损坏电磁信号穿过波导的传输。本实用新型的第二方面的杯状套筒将确保防止任何泄漏物到达第一填充构件与第二填充构件之间的界面。

       如需进一步了解该发明,可下载该专利说明书做详细了解。下载地址:http://img64.ybzhan.cn/5/20140928/635475135212726953571.pdf
  
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