JPS5897670A - マイクロ波距離計 - Google Patents
マイクロ波距離計Info
- Publication number
- JPS5897670A JPS5897670A JP56195534A JP19553481A JPS5897670A JP S5897670 A JPS5897670 A JP S5897670A JP 56195534 A JP56195534 A JP 56195534A JP 19553481 A JP19553481 A JP 19553481A JP S5897670 A JPS5897670 A JP S5897670A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- microwave
- air
- thickness
- protective case
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマイクロ波距離計に関し、例えば溶融金属湯面
等の高温物体をターゲットとする場合、又は高温雰囲気
中で使用する場合等、高温状態での使用に′際して、こ
の高温からアンテナを保護し、しかも高精度で安定した
測定ができるようにしたマイクロ波距離計に関するもの
である。
等の高温物体をターゲットとする場合、又は高温雰囲気
中で使用する場合等、高温状態での使用に′際して、こ
の高温からアンテナを保護し、しかも高精度で安定した
測定ができるようにしたマイクロ波距離計に関するもの
である。
従来、マイクロ波距離針として、第１図乃至第３図に示
すものが知られている。これらの図において、１は上記
した溶融金属湯面等のターゲットであり、アンテナより
なるセンサーから放射されたマイクロ波が符号２で示す
ように反射され、これが再度センサーへ戻って、このマ
イクロ波の伝播時間が測定され、これよりセンサーとタ
ーゲット１との距離が算出される。上記したセンサーと
して、第１図のものでは金属製のホーンアンテナ３、が
、第２図のものでは金属製のホーンアンテナに反射板を
つけたもの襲が、第３図のものではノくラボラアンテナ
３ｃが用いられている。これらのアンテナ３ａ〜３ｃは
金属製であるので冷却も容易であるが、従来一般的な高
温状態の使用においてはターゲットとの距離を十分にと
ったものが殉んどで、これを例えば１００ ｒａｍ＋以
内の近距離でのレベル変動等の測距に用いるには、アン
テナの熱遮蔽が新うたな要求として生じてくる。
すものが知られている。これらの図において、１は上記
した溶融金属湯面等のターゲットであり、アンテナより
なるセンサーから放射されたマイクロ波が符号２で示す
ように反射され、これが再度センサーへ戻って、このマ
イクロ波の伝播時間が測定され、これよりセンサーとタ
ーゲット１との距離が算出される。上記したセンサーと
して、第１図のものでは金属製のホーンアンテナ３、が
、第２図のものでは金属製のホーンアンテナに反射板を
つけたもの襲が、第３図のものではノくラボラアンテナ
３ｃが用いられている。これらのアンテナ３ａ〜３ｃは
金属製であるので冷却も容易であるが、従来一般的な高
温状態の使用においてはターゲットとの距離を十分にと
ったものが殉んどで、これを例えば１００ ｒａｍ＋以
内の近距離でのレベル変動等の測距に用いるには、アン
テナの熱遮蔽が新うたな要求として生じてくる。
本発明は上記した熱遮蔽の要求を満たして近距離の高温
対象物との測距においてもアンテナが充分に保護されて
使用に耐えることができ、しかも熱遮蔽が測距精度に影
響を与えることなしに高精度で安定した測定ができるマ
イクロ波距離計な提供することを目的としている。
対象物との測距においてもアンテナが充分に保護されて
使用に耐えることができ、しかも熱遮蔽が測距精度に影
響を与えることなしに高精度で安定した測定ができるマ
イクロ波距離計な提供することを目的としている。
すなわち本発明のマイクロ波距離計においては、アンテ
ナを熱から保纒する耐熱誘電体材料が、使用マイクロ波
の半波長の整数倍の厚さをもってアンテナを熱遮蔽して
いることを特徴とするものである。
ナを熱から保纒する耐熱誘電体材料が、使用マイクロ波
の半波長の整数倍の厚さをもってアンテナを熱遮蔽して
いることを特徴とするものである。
先ず、本発明の原理を第４図と共に説明する。
第４図において、アンテナ３から放射された電波（マイ
クロ波）の電界成分なＥｏ１反射されてきた電界成分を
Ｅｒ、保護材４中に進行した電界成分をＥ／、同じく反
射波の電界成分をＥ′、保護材４を透過した電波の電界
成分なＥ、とじ、第１空気層における合成電界なＥ１１
合成磁界をＨｌ、保護材層における合成電界を６２、合
成磁界を山、第、２空気層における合成電界なＥ３、合
成磁界なＨｌとすると、これらは以下の各式のように表
される。
クロ波）の電界成分なＥｏ１反射されてきた電界成分を
Ｅｒ、保護材４中に進行した電界成分をＥ／、同じく反
射波の電界成分をＥ′、保護材４を透過した電波の電界
成分なＥ、とじ、第１空気層における合成電界なＥ１１
合成磁界をＨｌ、保護材層における合成電界を６２、合
成磁界を山、第、２空気層における合成電界なＥ３、合
成磁界なＨｌとすると、これらは以下の各式のように表
される。
鳶＝止 ７４ ｏ ｚ 十Ｎ、 ｅ−／ ４６ ｇ
−−−−−−−−（リル。＝ ２９
．ｇ−に−一
−−−−−（２））／’ｏ” ′−１４６ｓ Ｈ＋＝Ｎｉ’（Ｉ！Ｉｏｅ −Ｅｖｅ ）
−−−−−−−−（３）Ｎｌ＝φフ１ｖｉ６
−−−−− （４）′ｉ≦、−］＝ン。
−−−−−−−−（リル。＝ ２９
．ｇ−に−一
−−−−−（２））／’ｏ” ′−１４６ｓ Ｈ＋＝Ｎｉ’（Ｉ！Ｉｏｅ −Ｅｖｅ ）
−−−−−−−−（３）Ｎｌ＝φフ１ｖｉ６
−−−−− （４）′ｉ≦、−］＝ン。
μ″＋ １丁・。−７４’−（５）４′＝２π／ｐ石、
ｔ −（ｓ）ＨＢ ＝ Ｎ雪（Ｚｌ
ｅμｍｇ−百、ｅ−μ”） −−（７）Ｎ、
＝ｒワＭ’ −−（８）”’Ｍ＠
＝ Ｎｌ ｅ ”” （９）ｕ
ｓ ＝ Ｎｓ Ｚｔ ６／４” −−
ＣＩＱＮ・＝↓フ＝−−ａル ここで、ｆ：電波の周波数、ｅｏ：空気中の誘電率、ｅ
′：保鎌材４の誘電率、Ｍ＠：空気中の透磁率、Ｍ′：
保謙材４の透磁率である。
ｔ −（ｓ）ＨＢ ＝ Ｎ雪（Ｚｌ
ｅμｍｇ−百、ｅ−μ”） −−（７）Ｎ、
＝ｒワＭ’ −−（８）”’Ｍ＠
＝ Ｎｌ ｅ ”” （９）ｕ
ｓ ＝ Ｎｓ Ｚｔ ６／４” −−
ＣＩＱＮ・＝↓フ＝−−ａル ここで、ｆ：電波の周波数、ｅｏ：空気中の誘電率、ｅ
′：保鎌材４の誘電率、Ｍ＠：空気中の透磁率、Ｍ′：
保謙材４の透磁率である。
上記（１）〜（２）式を解くととＫよって、保麟材４を
透過する電波の透過率Ｔは、 Ｔ ＝ ｌ ｋａ＠ ／ ｋ、＠ ｌ雪で表わされ
る。このα◆式よりＴを蛾大にする（Ｔ＝１）条件を求
めると、 １１Ｋ ４／ ＝二’−（Ｓ ＝ １，２，３．・・・・・・）−（２
）２、ｒ６゜ となる。
透過する電波の透過率Ｔは、 Ｔ ＝ ｌ ｋａ＠ ／ ｋ、＠ ｌ雪で表わされ
る。このα◆式よりＴを蛾大にする（Ｔ＝１）条件を求
めると、 １１Ｋ ４／ ＝二’−（Ｓ ＝ １，２，３．・・・・・・）−（２
）２、ｒ６゜ となる。
ここで、Ａ’＝２ｔｒＪτλ、εｓ＝６′／ε０：保機
材４の比−電率、λ：電波の空間波長、である。
材４の比−電率、λ：電波の空間波長、である。
従って、保護材４の最適厚みは保護材４中の電波の半波
長の整数倍となる値である。この値と゛なるよう圧、高
耐熱セラミックス、又は溶融シリカ等の誘電体材料によ
る保護ケースの厚さを決めれば、アンテナから放射され
た電波は、あたかも保龜ケースがないが如くターゲット
に向けて進行し、又反射波も同様に進行してアンテナに
再度到達する。
長の整数倍となる値である。この値と゛なるよう圧、高
耐熱セラミックス、又は溶融シリカ等の誘電体材料によ
る保護ケースの厚さを決めれば、アンテナから放射され
た電波は、あたかも保龜ケースがないが如くターゲット
に向けて進行し、又反射波も同様に進行してアンテナに
再度到達する。
次に、上配保諌材４による保護ケースを用いた一実施例
を第５図により詳細に説明するっ第５図において、３ｄ
は誘電体棒アンテナ（１０（３Ｈｚ ）であり、これは
小型のため狭い場所での使用に適しているもので、先に
％纏昭５６−１２０６３１号として本出願人により出願
した「マイクロ波溶融金栖湯面計」にも詳しく説明され
ている。４ａは上記した保護ケースであり、高耐温セラ
ミックス、又は溶融シリカ等の誘電材料により形成され
ている。この保護ケース４．０中には上記棒アンテナ３
ｄが収納され、エア人口５ａから送られ、エア出口＆か
ら排出される空気により内部は空冷される。上記保護ケ
ース４、の底部４’ａの厚さは前記した保護材４の場合
と同様に、底部４′、中の電波の半波長の整数倍、例え
ば８．１ ｍｓに選定されている。尚、２はマイクロ波
の経路、１．はターゲットとなる溶融金属湯面、６はマ
イクロ波距離計本体を示すものである。
を第５図により詳細に説明するっ第５図において、３ｄ
は誘電体棒アンテナ（１０（３Ｈｚ ）であり、これは
小型のため狭い場所での使用に適しているもので、先に
％纏昭５６−１２０６３１号として本出願人により出願
した「マイクロ波溶融金栖湯面計」にも詳しく説明され
ている。４ａは上記した保護ケースであり、高耐温セラ
ミックス、又は溶融シリカ等の誘電材料により形成され
ている。この保護ケース４．０中には上記棒アンテナ３
ｄが収納され、エア人口５ａから送られ、エア出口＆か
ら排出される空気により内部は空冷される。上記保護ケ
ース４、の底部４’ａの厚さは前記した保護材４の場合
と同様に、底部４′、中の電波の半波長の整数倍、例え
ば８．１ ｍｓに選定されている。尚、２はマイクロ波
の経路、１．はターゲットとなる溶融金属湯面、６はマ
イクロ波距離計本体を示すものである。
上記第５図に示す距離計では、アンテナ３ｄかも放射さ
れたマイクロ波は符号２で示すように、湯ｆｉ１ｇで反
射されてアンテナ３ａＫ戻り、このマイクロ波の伝播時
間によりアンテナ３ｄと湯面１ａとの距離が測定される
が、上記保護ケース４ａの底部４−の厚さは前記のよう
に選定されているので、保龜ケース４ａによるマイクロ
波の伝播への影醤はない。
れたマイクロ波は符号２で示すように、湯ｆｉ１ｇで反
射されてアンテナ３ａＫ戻り、このマイクロ波の伝播時
間によりアンテナ３ｄと湯面１ａとの距離が測定される
が、上記保護ケース４ａの底部４−の厚さは前記のよう
に選定されているので、保龜ケース４ａによるマイクロ
波の伝播への影醤はない。
上記アンテナにと組合された距離針本体６の信号処理方
式はＦＭ、 ＡＭ、位相比較方式等のいずれでもよいが
、第５図の実施例で、位相比較方式を用いた場合の測定
結果を第６図に示す。この第６図によれば、測定結果が
高精度であり、第７図に示す保護ケースを用いない場合
の測定結果に比して偽色ないものであることが分る。
式はＦＭ、 ＡＭ、位相比較方式等のいずれでもよいが
、第５図の実施例で、位相比較方式を用いた場合の測定
結果を第６図に示す。この第６図によれば、測定結果が
高精度であり、第７図に示す保護ケースを用いない場合
の測定結果に比して偽色ないものであることが分る。
上記実施例では、底部６の厚さを８．１ ｍｍとし、こ
れは（ト）式中の爲が１の場合に相当するが、この厚さ
は電波の透過特性及び熱強度とのかね合いで１、が２，
３．・・・となるように選定すればよい。
れは（ト）式中の爲が１の場合に相当するが、この厚さ
は電波の透過特性及び熱強度とのかね合いで１、が２，
３．・・・となるように選定すればよい。
又、上記実施例では、アンテナとして１０ＱＨｚ用誘亀
体棒アンテナ３ｄを用いたが、第８図、第９図のように
、ホー／アンテナ３ａ、パラボラアンテナ３、を用いた
場合でも、保護ケース４６により保護することができる
。
体棒アンテナ３ｄを用いたが、第８図、第９図のように
、ホー／アンテナ３ａ、パラボラアンテナ３、を用いた
場合でも、保護ケース４６により保護することができる
。
更に、上記実施例では、誘電体材料よりなる保護ケース
４．を用いたが第１０図のように、局面轟が金属で構成
され、底板４のみが本発明による厚さｄの耐熱誘電体材
料により構成された保護ケース４４を用いてもよい。尚
、第１０図において、第５図と同一符号のものは同効の
ものを示す。
４．を用いたが第１０図のように、局面轟が金属で構成
され、底板４のみが本発明による厚さｄの耐熱誘電体材
料により構成された保護ケース４４を用いてもよい。尚
、第１０図において、第５図と同一符号のものは同効の
ものを示す。
前記した誘電体棒アンテナ３ｄは小型であるので、ビレ
ット連続鋳造のモールド湯面測定用に最適であるが、第
１１図に示すように本発明の保護ケース４Ｇを設けるこ
とにより、耐久性の完壁な上記の測定ができる。尚、図
中において、６は前記マイクロ波距離針本体、７はタン
プッシュ、８は浸漬ノズル、９はモールド、１０は溶鋼
を示すものである。
ット連続鋳造のモールド湯面測定用に最適であるが、第
１１図に示すように本発明の保護ケース４Ｇを設けるこ
とにより、耐久性の完壁な上記の測定ができる。尚、図
中において、６は前記マイクロ波距離針本体、７はタン
プッシュ、８は浸漬ノズル、９はモールド、１０は溶鋼
を示すものである。
本発明は叙上のようであり、高温からアンテナが充分に
保護され、しかも高精度での安定した測定ができるマイ
クロ波距離計が得られる。
保護され、しかも高精度での安定した測定ができるマイ
クロ波距離計が得られる。
第１図、第２図および第３図はそれぞれ異なる従来例を
示す構成図、第４図は本発明の詳細な説明するための概
略図、第５図は本発明の一実施例を示す一部切欠斜視図
、第６図は第５図のものの測定結果を示す特性図、第７
図は保護ケースを用いない場合の測定結果を示す特性図
、第８図乃至第１１図はそれぞれ異なる他の実施例を示
すものであり、第８図及び第９図は構成図、第１０図は
斜視図、第１１図は構成図である。 １：ターゲット、１・：湯面、３：アンテナ、３ａ：ホ
ーンアンテナ ３６ ： ／”パラボラアンテナ、３ｄ
：棒アンテナ、４：耐熱誘電体材料、４．：保護ケース
、０：保護ケース、６：マイクロ波距離計本体。 代理人 解埋士 佐 藤 正−年 第１図 第２図 第３図 第６図 第７図 をンフ・７−ｒｖ）−聞り＠負値（ｍｍ ）第８図 竿 ９１〉 第１１１゛−勺
示す構成図、第４図は本発明の詳細な説明するための概
略図、第５図は本発明の一実施例を示す一部切欠斜視図
、第６図は第５図のものの測定結果を示す特性図、第７
図は保護ケースを用いない場合の測定結果を示す特性図
、第８図乃至第１１図はそれぞれ異なる他の実施例を示
すものであり、第８図及び第９図は構成図、第１０図は
斜視図、第１１図は構成図である。 １：ターゲット、１・：湯面、３：アンテナ、３ａ：ホ
ーンアンテナ ３６ ： ／”パラボラアンテナ、３ｄ
：棒アンテナ、４：耐熱誘電体材料、４．：保護ケース
、０：保護ケース、６：マイクロ波距離計本体。 代理人 解埋士 佐 藤 正−年 第１図 第２図 第３図 第６図 第７図 をンフ・７−ｒｖ）−聞り＠負値（ｍｍ ）第８図 竿 ９１〉 第１１１゛−勺
Claims (1)
- マイクロ波が被測定体の高温ターゲットで反射してくる
伝播時間によって被測定休息の距離を測定する距離計に
おいて、アンテナを熱から保護する耐熱誘電体材料とし
て上記マイクロ波の半波長の整数倍の厚さのものを用い
たことを特徴とするマイクロ波距離計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56195534A JPS5897670A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | マイクロ波距離計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56195534A JPS5897670A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | マイクロ波距離計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897670A true JPS5897670A (ja) | 1983-06-10 |
Family
ID=16342684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56195534A Pending JPS5897670A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | マイクロ波距離計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897670A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169705U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-11-04 | ||
| JPH02186807A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 耐熱スパイラルアンテナ |
| JPH0481679A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-03-16 | Japan Radio Co Ltd | 窯炉耐熱レンガ厚測定装置 |
| JP2007101549A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | General Electric Co <Ge> | 圧力を感知するための方法及び装置 |
| JP2010513921A (ja) * | 2006-12-19 | 2010-04-30 | レーダーボラゲット アイ イェーヴレ アーベー | 物体の表面の動きを検出する方法および装置 |
| CN110346762A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 江苏维航精仪科技有限公司 | 一种用于多机构建地图的雷达扫描系统 |
| JP2023091389A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | 株式会社マツシマメジャテック | マイクロ波レベル計 |
-
1981
- 1981-12-07 JP JP56195534A patent/JPS5897670A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169705U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-11-04 | ||
| JPH02186807A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 耐熱スパイラルアンテナ |
| JPH0481679A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-03-16 | Japan Radio Co Ltd | 窯炉耐熱レンガ厚測定装置 |
| JP2007101549A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | General Electric Co <Ge> | 圧力を感知するための方法及び装置 |
| JP2010513921A (ja) * | 2006-12-19 | 2010-04-30 | レーダーボラゲット アイ イェーヴレ アーベー | 物体の表面の動きを検出する方法および装置 |
| CN110346762A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 江苏维航精仪科技有限公司 | 一种用于多机构建地图的雷达扫描系统 |
| JP2023091389A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | 株式会社マツシマメジャテック | マイクロ波レベル計 |
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