[发明专利]对水平传感器或关于水平传感器的改进

说明书

技术领域

本发明涉及水平传感器。

背景技术

对能够指示容器(tank)中内容的水平的设备存在正在发生的需求。这些分成两个基本的组。第一组包括能够在连续基础上指示水平的设备。这包括这样的设备：该设备使得从内容的水平上方向内容发射超声脉冲或雷达脉冲，然后分析来自内容的表面的反射脉冲以确定该水平到发射器的距离。该第一组还包括根据时域反射测试(TDR)原理工作的装置，其中电磁脉冲沿向下延伸到容器中并在容器内容的水平以下的波导传播。在波导一般以钢条或电缆的形式进入内容的位置处，部分脉冲能量沿波导反射回去。能够分析来自内容的表面的反射脉冲以确定内容的水平。

连续水平测量涉及相对复杂和潜在昂贵的电子硬件，以确保测量准确度。

第二组包括被称为水平开关的装置。这些仅指示容器内容的预定义的流体水平。该组包括浮标(float)，当内容上升到定义的水平或从定义的水平下降时，该浮标漂浮在内容的表面上并提供信号以操作截止阀(cut-off valve)。该组中的其它装置包括振动叉(vibrating fork)装置，使该振动叉装置以其自然的振动频率振动。监视该工作频率，以及当工作频率由于液体水平正上升时叉开始与液体接触而下降时，或者当工作频率由于液体水平下降时叉变为无覆盖而上升时，内容的水平已知。

振动叉装置被广泛使用，并且大部分是便宜的和可靠的。但是，振动叉装置具有限制，最大的一个限制是使用这些装置局限于工作在大约250℃以下的温度的环境。在250℃以上的温度，用来将振动分给叉的压电晶体通常遭受破坏。随着振动叉装置的制造会出现另一问题，其中，振动叉装置需要包括长的延伸管(extension tube)，使得能够关于要监控的流体正确地定位叉组合件。制造具有长的延伸管的装置是困难的，因为在制造期间引入到叉结构中的不平衡将极大地减小检测灵敏度。最后，压电晶体通常包含铅(lead)，因此不被认为是环境友好的。

本发明的目的是提供一种方法和/或设备，其解决以上提及的缺点中的至少一些，或者其将至少提供新颖的和有用的选择。

发明内容

相应地，在一个方面，本发明提供一种确定第一介电常数的第一流体与第二介电常数的第二流体之间的界面何时位于定义的水平处的方法，该方法包括：提供具有外端的电磁传输线；通过时域反射测试(TDR)技术使电磁脉冲沿该传输线传播以及沿该传输线反射回去；以及检测初始时间参考与反射脉冲的接收时间之间的时间间隔，该方法特征在于包括：

将该传输线安装在该定义的水平处；以及

根据对该初始时间参考与从该外端反射的脉冲的接收之间的时间间隔的观测，仅评估该传输线是在该第一流体中还是在该第二流体中。

优选地，该传输线从壳体延伸，该方法还包括通过使该传输线在该壳体内或在安装到该壳体的连接器内的阻抗发生阶跃改变(step change)，来确立该初始参考时间。

本文中定义的方法特别适合于需要将传输线安装在延伸管上的应用。

该方法可被应用来确定在其上方具有空气或另一气体的液体的水平。该方法还可被应用来确定在其上方具有空气或另一气体的可流动固体的水平，其中，可流动固体例如为颗粒和粉末。另外，该方法可被应用来确定不同介电常数的两个液体之间的界面的水平。

该方法可被应用来确定导电液体的水平，其中，评估该传输线是否在该导电流体中的步骤包括搜索使该传输线短路的液体所生成的正反射信号的步骤。

在第二方面，该方法提供了一种用于确定第一介电常数的第一流体与第二介电常数的第二流体之间的界面何时位于定义的水平处的水平传感器，该传感器包括：具有外端的电磁传输线；电磁脉冲生成器，其用于通过时域反射测试(TDR)技术使电磁脉冲沿该传输线传播和沿该传输线反射回去；以及检测装置，其用于检测初始时间参考与反射脉冲的接收时间之间的时间间隔，该传感器特征在于：

在使用中将该传输线安装在该定义的水平处；以及

该检测装置用于根据对该初始时间参考与从该外端反射的脉冲的接收之间的时间间隔的观测，仅评估该传输线是在该第一流体中还是在该第二流体中。

优选地，该传感器包括生成该初始时间参考的阻抗阶跃改变。该阶跃改变可定义在形成传感器的部分的壳体内或在安装到该壳体的连接器内。

优选地，该传输线由叉组合件的分叉(tine)来定义。

优选地，该叉组合件包括两个分叉。

替选地，该叉组合件包括三个分叉。上述分叉可覆有薄塑料层，无论数目上是两个或三个。

优选地，这些分叉至少之一包括在其根部附近的绝缘体。