JPH0687025B2 - レーダレベルゲージ装置 - Google Patents

レーダレベルゲージ装置

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JPH0687025B2
JPH0687025B2 JP2503031A JP50303190A JPH0687025B2 JP H0687025 B2 JPH0687025 B2 JP H0687025B2 JP 2503031 A JP2503031 A JP 2503031A JP 50303190 A JP50303190 A JP 50303190A JP H0687025 B2 JPH0687025 B2 JP H0687025B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容器内の流体、すなわち流動性または顆粒状
物質、好適には、超過圧で濃縮されたガスのレベルを計
測する装置であって、壁面に設けた比較的に小さい多数
の孔を介して、前記流体と連通することにより、管内の
流体が容器内と同一レベルになるようにした縦管、この
縦管を介して、偏波自在のマイクロ波信号を送るととも
に、このマイクロ波信号を通すに足る大きさの断面積を
有するトランスミッター、反射されたマイクロ波信号を
受信するレシーバー、および反射されたマイクロ波の反
射位置を特定するようになっている電子装置を備える装
置に関する。
この種の装置は、特に、原油およびその生成物である石
油製品にとって、ますます重要になってきている。
ここでいう容器とは、１台のタンカーの全積載部の各部
を構成する大型コンテナ、またはこれよりさらに大型の
数万立方メートルの容積を有する通常円柱形の陸おきタ
ンクを味する。
測定精度に対する要求がますます高まっており、これに
付随して、例えば天然ガス、ブタン、またはプロパン等
の、超過圧濃縮ガス収容する容器におけるレベル計測装
置に対する要素が、特に高くなってきている。
常温では流体である、通常の石油製品の場合には、当該
石油製品が、満杯であっても、容器を開けて無理なくゲ
ージを較正できる。
超過圧濃縮ガスが入った容器のレベル計測する場合に
は、例外的に容器を開けて較正することができる。ま
た、マイクロ波信号の伝搬速度は、ガス内圧によって決
まるため、上記の型の装置を較正する装置が要求されて
いる。
本発明によると、超過圧濃縮ガスが入っている場合で
も、簡単に較正できる上記の型式の装置は、好適には90
度の相対角度を形成する第１および第２偏波面におい
て、トランスミッターから出されたマイクロ波信号を偏
波するように配設された偏波手段、および第２偏波面よ
り、第１偏波面において、マイクロ波信号を、実質的に
より強く反射できるように縦管内に配設された、少くと
も１個の反射リアクタンスを備えていることを特徴とし
ている。
前記縦管は、通常、円柱形であるが同一長さの２の主軸
を有する四角形または楕円形の断面等の断面部が、90度
対称をなすものであれば良い。
偏波自在マイクロ波信号としては、好適にはH11モード
を示すものが、使用されるが、E11モード等の、その他
の回転非対称モードも考えられる。縦管の断面寸法は、
高モードの通過を可能にするように決められることが多
い。
本発明の装置の好適実施例では、トランスミッターは、
１モード、主にH11モードで伝搬する円形導波管からな
っている。
一方、偏波手段については、公知の要領で種々の形状に
形成できる。適切な実施例では、その平面が前記導波管
の対称軸と実質的に平行するように導波管の直径全体に
わたって延びるポリマー等の誘電材からなるほぼ平らな
プレートからなっている。ただしこの場合、導波管は、
適切には円形の断面形状を有している。
前記プレートは好適には、その平面が２位置で45度の角
度を形成するように、２位置で導波管の対称軸を中心と
して回転しうるようにされている。
偏波手段の好ましい別の実施例では、誘電材プレートの
代わりに、１枚または２枚の金属平板を用いている。こ
の場合も導波管の直径全体にわたらない程度に、その平
面が導波管の対称軸と実質的に平行するように設置され
る。平板は、対応して回転しうる。
偏波手段の別な適切な実施例では、該手段は導波管の一
部を構成している。この場合、導波管は長円形の断面を
有し、この導波管部は、好適には２位置におけるその縦
形対称面が45度の角度をなすように、２位置間で対称軸
を中心として、任意に回転できるようにされている。
同様に、前記リアクタンスについても、種々の形状に形
成できる。好適な実施例では、このリアクタンスは、そ
の縦方向が縦管の縦軸に対して直角をなし、かつ好適に
は、縦管を通って直径方向に延びるように配設された、
かなり細い金属ピンで形成されている。
さらに、リアクタンスについては、好適にはその縦方向
が縦管の縦軸に対して直角をなすように配設された縦管
の壁にあけた孔で構成することもできる。
この孔は、比較的小さい管の孔よりかなり大きくするこ
とができるが、これは、必然的ではなく、較正に際して
は、適切なフイルタを設える電子装置を用いるため、リ
アクタンスの反射位置を測定できる。
縦管内に１つのリアクタンスを設けるだけで充分である
が、実際には、数個設けた方が好ましい。リアクタンス
が流体面下である場合、すなわち流体の位置が上昇した
場合は反射しない。
次に、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明の装置の概略的斜視図である。
第2A図は、偏光手段の概略的斜視図である。
第2B図および第2C図は、第2A図に示す偏光手段の作用を
示す図である。
第3A図乃至第3D図は、偏光手段の種々の実施例の、概略
的断面図である。
第４図および第4B図は、それぞれ、本発明によるリアク
タンスの実施例の概略斜視図、および断面図である。
第5A図および第5B図は、それぞれ、リアクタンスの別の
実施例の概略的斜視図および横断面図である。
第6A図および第6B図は、それぞれ、リアクタンスのさら
に別の実施例の概略斜視図、および横断面図である。
第１図において（１）は、濃縮ガス等の流体を収容する
容器（図示せず）内に固着された、円柱形の縦管であ
る。ただしその全長は示されず、上下部分だけを示して
ある。
この縦管の壁には、比較的小さい多数の孔（２）が設け
られており、容器から縦管の内部へ流体を連通させるこ
とにより、縦管内と容器間の流体が、同一レベルになる
ようにしている。
（３）は、容器の上限部すなわちルーフであり、その上
には、ユニット体（４）が固着されている。ユニット体
（４）は、この場合H11モードで、偏波マイクロ波信号
を送出するトランスミッター（図示せず）、反射された
マイクロ波信号を受信するレシーバー、およびこの反射
マイクロ波信号の反射位置を決定する電子装置からなっ
ている。
また、トランスミッターは、図１に符号（５）で示す円
形導波管からなっている。この導波管の一部（６）は、
偏波手段で構成されており、互いに45度の距離を保って
２位置間を回転する。
この導波管の一部（６）には、該部の直径全体にわたっ
て延びるポリマ材からなる平板（７）が装着されてお
り、その平面は、導波管（５）の対称軸と平行してい
る。
導波管（５）は、保護管（８）で包囲されており、円錘
中間部（９）を介して、管（１）に達している。
縦管（１）の下部には、比較的細い金属ピン（10）が、
その直径が縦管（１）の縦方向に対して直角になるよう
にして装着されている。
金属ピン（10）は、ユニット体（４）のレシーバーで受
信された放出マイクロ波信号を、限定的に反射させ、電
子装置を介してゲージの較正を行なう、リアクタンスで
構成されている。
ユニット体（４）は、トランスミッターおよびレシーバ
ーと共に、金属ピン（10）に対して相対的に固定されて
いる。
第2A図は、導波管の一部（６）に、平板（７）、すなわ
ち使用される偏波手段を設置した状態を示している。
第2B図および第2C図は、入って来るマイクロ波信号の伝
搬状況を示す概略図であり、H11モードを用いる。
平板（７）上のフイールド（Ｅ）のの中心ベクトルは、
（Ｅ）で示されている。
平板（７）が、ベクトル（Ｅ）に対して直角である場合
は、フィールド（Ｅ）には何ら影響がない、一方、図2C
に示すように、平板（７）がベクトル（Ｅ）に対して、
45度を成す場合は、平板（７）下方で方向（Ep）に、90
度回転される。
（Ｅ）を、成分（E1）および（E2）に分割すると、成分
（E2）は平板と平行する方向に向い、180度移相され、
成分（E1）はそのままの状態を保つ。（Ep）は、前記の
ように（Ｅ）に対して90度回転された成分（E1）を合成
したベクトルである。
フィールド（Ｅ）の中心ベクトルを、金属ピン（10）に
対して直角に保って、マイクロ波信号を放出すると、レ
シーバーには、較的弱い信号しか反射されないが、金属
ピンが流体表面近くにある場合は、金属ピンは流体表面
の遠方に反射された信号にほとんど作用しない。
一方、フィールド（Ｅ）の中心ベクトルは、90度偏波さ
れた状態で放出されると、金属ピン（10）によって、最
大強度で反射されるため、検量することができる。
第１図には、１本の金属ピン（10）しか示されていない
が、実際には、前記のとおり、別々のレベルに設定され
た数本のピンを使用する。流体表面上に位置する金属ピ
ンだけが、信号を反射させる。
第３図は、偏波手段の４つの異なる実施例の概略的断面
図を、左右に分けて示している。
第3A1図は、45度回転されて入って来るマイクロ波信号
を偏波できよるうにする長円形の断面を有する導波管部
を示している。
第3B1図および第3B2図は、導波管の円形断面部全長に満
たない金属ピン（12）を示している。
第3C1図および第3C2図は、円形導波管の壁面に設けたレ
ール（13）形状の金属板を示している。
第3D1図および第3D2図は、直径方向に挿入自在の金属平
板（14）を配した導波管を示している。
第４図は、リアクタンス別の実施例を示し、第4A図およ
び第4B図は、それぞれかなり細い金属ピン（10）を備え
る実施例の斜視図および断面図を示している。
第5A図および第5B図に示す実施例は、直径方向にシンメ
トリに装着された１対のペグ（５）を備えている。
第6A図および第6B図に示す実施例は、その円周に孔（1
1）を備えている。
偏波手段については、流体を入れた容器の作動条件に全
く関係なく、手動または遠隔制御で調整できる。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】容器内の流体のレベルを計測する装置であ
    って、 壁部に設けた多数の比較的小さい孔で、前記流体と連通
    することにより、その内部の流体レベルが、容器内のレ
    ベルと同一になるように構成された縦管と、 前記縦管を介して、偏波自在のマイクロ波信号を送出す
    るとともに、前記マイクロ波信号を通過させるのに充分
    な大きさの断面を有するトランスミッターと、 反射されたマイクロ波信号の反射位置を特定しうるよう
    になっている電子装置とを備えており、かつ 相対角度を形成する第１および第２偏波面において、前
    記トランスミッターから放射されたマイクロ波信号を、
    偏波できるように配設された偏波手段（６）（７）およ
    び 前記第１偏波面において、前記第２偏波面よりかなり強
    く、前記マイクロ波信号を反射させるように前記縦管
    （１）内に配設された少なくとも１個の反射リアクタン
    ス（10）を備えていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】前記流体が、流動性または顆粒状物質であ
    る請求の範囲１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記流動性物質が、超過圧下で濃縮するガ
    スである請求の範囲２に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記トランスミツターが、１モードで伝搬
    する円形導波管（５）からなることを特徴とする請求の
    範囲１に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記１モードが、H11モードである請求の
    範囲４に記載の装置。
  6. 【請求項６】第１および第２偏波面が形成する相対角度
    は、90度である請求の範囲１、２、３、４または５に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】前記偏波手段が、ポリマ−等の誘電材で形
    成された実質的に平らなプレート（７）からなり、その
    平面が前記導波管の対称軸と実質的に平行となるよう
    に、前記導波管の直径全体にわたって延びるように配設
    されており、前記プレートが前記その平面が２位置にお
    いて、45度の角度を形成するように、前記導波管の対称
    軸を中心として、２位置間で回転できるようになってい
    ることを特徴とする請求の範囲１、２、３、４または５
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記偏波手段が、その平面が前記導波管の
    直径全体にわたらない程度に、前記導波管の対称軸と、
    ほぼ平行となるように配設された少なくとも１枚の金属
    平板からなり、前記平板が、前記平板の平面が２位置に
    おいて、45度の角度を形成するように、前記導波管の対
    称軸を中心として、２位置間で回転できるようになって
    いることを特徴とする請求の範囲１、２、３、４または
    ５に記載の装置。
  9. 【請求項９】前記偏波手段が、長円形の断面形を有する
    導波管（3A）の一部であり、前記導波管の一部が、その
    縦対称平面が２位置間で45度の角度を形成するように、
    対称軸を中心として２位置間で任意に回転できるように
    配設されていることを特徴とする請求の範囲１、２、
    ３、４または５に記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記リアクタンスが、その長手方向が、
    前記管（１）の縦軸に対して直角に配設された、比較的
    細い金属ピン（10）で形成されていることを特徴とする
    請求の範囲１から９のいずれかに記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記リアクタンスが、その長手方向が、
    前記管（１）の縦軸に対して直角で、かつ、前記管
    （１）の直径方向に延びるように配設された、比較的細
    い金属ピン（10）で形成されていることを特徴とする請
    求の範囲１から９のいずれかに記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記リアクタンスが、その長手方向が、
    前記管（１）の縦軸に対して直角になるように前記管の
    壁面に設けられた孔（11）で形成されていることを特徴
    とする請求の範囲１から９のいずれかに記載の装置。
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