DE102004032965A1 - Device for aligning and centering a rod-shaped or rope-shaped surface waveguide of a field device - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten und Zentrieren eines stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters (7) eines Feldgerätes (1), welche zur Bestimmung des Füllstandes (2) eines Mediums (3) in einem Behälter (5) eingesetzt ist, wobei über den Oberflächenwellenleiter (7) elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumoberfläche (4) reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter (7) zumindest teilweise von einem rohrförmigen Gebilde (10) umschlossen ist und ins Innere eines Behälters (5) hineinragt, wobei zumindest ein Zentrierelement (12) vorgesehen ist, das der Oberflächenwellenleiter (7) in dem rohrförmigen Gebilde (10) zentriert und/oder das verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter (7) mit der Innenwand (11) des rohrförmigen Gebildes (10) in Kontakt kommt. Solche Zentriervorrichtungen werden besonders in Koaxialleitersystemen zum Zentrieren des Innenleiters zum Außenleiter eingesetzt. Die Erfindung befasst sich in erster Linie mit einer Hochtemperaturvariante einer solchen Zentriervorrichtung.The present invention relates to a device for aligning and centering a rod or rope-shaped surface waveguide (7) of a field device (1), which is used to determine the level (2) of a medium (3) in a container (5), wherein on the Surface waveguide (7) electromagnetic waves are guided, which are reflected on the medium surface (4), wherein the surface waveguide (7) is at least partially enclosed by a tubular structure (10) and projects into the interior of a container (5), wherein at least one centering element (12) is provided which centers the surface waveguide (7) in the tubular structure (10) and / or prevents the surface waveguide (7) from coming into contact with the inner wall (11) of the tubular structure (10). Such centering devices are used particularly in coaxial conductor systems for centering the inner conductor to the outer conductor. The invention is primarily concerned with a high temperature variant of such a centering device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten und Zentrieren eines stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters eines Feldgerätes, welches zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter eingesetzt ist, wobei über den Oberflächenwellenleiter elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter zumindest teilweise von einem rohrförmigen Gebilde umschlossen ist und ins Innere eines Behälters hineinragt, wobei zumindest ein Zentrierelement vorgesehen ist, das den Oberflächenwellenleiter in dem rohrförmigen Gebilde zentriert und/oder das verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter mit der Innenwand des rohrförmigen Gebildes in Kontakt kommt.The The invention relates to a device for aligning and centering a rod or rope shaped Surface waveguide a field device, which for the determination of the level a medium in a container is used, with over the surface waveguide led electromagnetic waves that are at the media surface be reflected, wherein the surface waveguide at least partially of a tubular Structure is enclosed and protrudes into the interior of a container, at least a centering element is provided, which is the surface waveguide in the tubular Centered entity and / or that prevents the surface waveguide with the inner wall of the tubular The structure comes into contact.

Ein entsprechendes Füllstandsmessgerät wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung Levelflex FMP40 angeboten und vertrieben.One appropriate level gauge is from the applicant under the name Levelflex FMP40 offered and distributed.

Ein Messprinzip aus einer Vielzahl von Messmethoden den Füllstand in einem Behälter zu ermitteln, ist das der geführten Mikrowelle bzw. die TDR-Messmethode (Time Domain Reflection). Bei der TDR-Messmethode wird z.B. ein Hochfrequenzsignal entlang eines Sommerfeldschen Oberflächenwellenleiters oder Koaxialwellenleiters ausgesendet, welches bei einem Sprung des DK-Wertes (Dielektrizitätskonstanten) des den Oberflächenwellenleiter umgebenden Mediums teilweise zurückreflektiert wird. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Sendeimpulses und dem Empfang des reflektierten Echosignals lässt sich über die Laufzeit der Füllstand ermittelten. Das so genannte FMCW-Verfahren ist in dem Zusammenhang mit den obig beschriebenen Wellenleitern (Oberflächenwellenleiter oder Koaxialwellenleiter) ebenfalls ausführbar.One Measuring principle from a variety of measuring methods the level in a container to determine which is the led Microwave or the TDR measurement method (Time Domain Reflection). In the TDR measurement method, e.g. one High frequency signal along a summer field surface waveguide or coaxial waveguide, which in a jump the DK value (dielectric constant) of the surface waveguide surrounding Part of the medium is reflected back. From the time difference between the transmission of the transmitted pulse and the reception of the reflected echo signal can be over the term of the level determined. The so-called FMCW method is in the context with the waveguides described above (surface waveguide or coaxial waveguide) also executable.

Grundlegend für die beiden Verfahren ist, dass ein stab- oder seilförmiger Oberflächenwellenleiter über eine Öffnung im Behälter, meist durch einen Stutzen, in das Medium hineinragt und es für die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messung wichtig ist, dass der stab- oder seilförmige Oberflächenwellenleiter zur Innenwand des Behälters, Stutzens oder zu einem Koaxialaußenleiter ausgerichtet und zentriert wird. Letzteres ist deshalb notwendig, da in Behältern bei Turbulenzen und Strömungen im Medium der stab- bzw. seilförmige Oberflächenwellenleiter aus seiner an sich gewünschten, vorzugsweise lotrechten Position gedrückt werden kann, wodurch die Position des stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiters zu der Innenwand des Behälters, Stutzens oder zu einem Koaxialaußenleiters verändert wird. Des Weiteren ist eine Positionsänderung des stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiters durch Vibrationen am Gesamtsystem und Resonanzschwingungen ein Grund für eine gestörte Messung mit der geführten Mikrowellen-Technik. Diese Schwingungen können z.B. von verschiedenartigsten Geräten am Behälter z.B. Motoren, Pumpen erzeugt werden.Fundamental for the both methods is that a rod or rope-shaped surface waveguide via an opening in the Container, usually through a nozzle, protruding into the medium and it for reproducibility and accuracy of the measurement is important that the rod or rope-shaped surface waveguide to the inner wall of the container, Aligned or to a coaxial outer conductor and is centered. The latter is necessary because in containers at Turbulence and currents in the medium of the rod or rope-shaped Surface waveguide out of his own desired, preferably vertical position can be pressed, causing the Position of the rod-shaped or rope-shaped Surface waveguide to the inner wall of the container, Stutzens or to a Koaxialaußenleiters is changed. Furthermore, a change in position of the rod or rope-shaped Surface waveguide due to vibrations in the entire system and resonant vibrations a reason for one disturbed measurement with the guided Microwave technology. These vibrations can be e.g. of most diverse devices on the container e.g. Motors, pumps are generated.

Nachteilig bei einer unkontrollierten Positionsänderung des Oberflächenwellenleiters ist, dass aufgrund dessen die Messsituation im Tank verändert wird und die Messergebnisse nicht mehr miteinander vergleichbar sind. Falls der stab- bzw. seilförmige Oberflächenwellenleiter sogar die Innenwand des Behälters, des Stutzens oder eines Koaxialaußenleiters berührt ist eine Ermittlung des Füllstandes nicht mehr möglich. Auch bei stark bewegten Medien, die z.B. durch Befüllvorgänge, Belüftungsprozesse oder Rührwerke verursacht werden, kann es sein, dass sich diese Bewegung des Mediums auf den stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiter überträgt und diese den Oberflächenwellenleiter aus seiner meist lotrechten Position bewegt. Diese Messsituation würde keine reproduzierbaren Messungen ergeben. Falls der stab- bzw. seilförmige Oberflächenwellenleiter die Innenwand des Behälters, des Stutzens oder des Koaxialaußenleiters berührt, ist eine Ermittlung des Füllstandes nicht mehr möglich, da ein elektrischer Kurzschluss entsteht. Ein anderes Problem, das mit den auf den Oberflächenwellenleiter einwirkenden Kräften auftritt, ist, dass die einwirkenden Kräfte eine große mechanische Beanspruchung des Oberflächenwellenleiters darstellen, die die stab- bzw. seilförmige Sonde zerstören können. Diese großen Belastungen des Oberflächenwellenleiters treten besonders durch Kräfteeinwirkungen von zyklischen Bewegungen bzw. Vibrationen des Oberflächenwellenleiters auf.adversely in an uncontrolled change in position of the surface waveguide is that due to the measurement situation in the tank is changed and the measurement results are no longer comparable. If the rod or rope-shaped Surface waveguide even the inner wall of the container, the nozzle or a Koaxialaußenleiters is touched a determination of the level does not more is possible. Even with highly agitated media, e.g. by filling operations, ventilation processes or agitators caused, it may be that this movement of the medium on the rod or rope-shaped Surface waveguide transmits and these the surface waveguide moved from its mostly vertical position. This measurement situation would not give reproducible measurements. If the rod or rope-shaped surface waveguide the inner wall of the container, of the neck or coaxial outer conductor touched, is a determination of the level not possible anymore, because of an electrical short circuit. Another problem that with the forces acting on the surface waveguide forces occurs, is that the forces acting on a large mechanical Stress of the surface waveguide represent, which can destroy the rod or rope-shaped probe. These huge Loads on the surface waveguide occur especially by forces of cyclic movements or vibrations of the surface waveguide on.

Aus diesen Gründen werden Abstandshalter, die den stab- bzw. seilförmigen Oberflächenwellenleiter in ihrer lotrechten Position in Bezug zu der Innenwand des Behälters, Stutzens oder einem Koaxialenaußenleiters halten, angebracht. Diese sollten den Oberflächenwellenleiter in der gewünschten Position fixieren.Out these reasons become spacers, the rod or rope-shaped surface waveguide in its vertical position with respect to the inner wall of the container, neck or a coaxial external conductor hold, appropriate. These should be the surface waveguide in the desired Fix the position.

In der Offenlegungsschrift DE 101 60 239 A1 ist eine Zentriervorrichtung für eine stab- bzw. seilförmige Messsonde in einem Stutzen beschrieben. In dieser Schrift werden verschiedene Ausführungsformen einer Zentriervorrichtung der Messsonde im Stutzen des Behälters aufgezeigt.In the published patent application DE 101 60 239 A1 is a centering device for a rod or rope-shaped probe in a nozzle described. In this document, various embodiments of a centering device of the probe are shown in the neck of the container.

In der Offenlegungsschrift DE 197 28 280 A1 ist eine Messsonde zur kapazitiven Füllstandsmessung aufgezeigt, welche eine Zentriervorrichtung aufweist, die im Außenrohr des Koaxialleitersystems angeordnet ist. Ein scheibenförmiges Element wird hierzu fest an das Außenrohr geklemmt und durch eine Mittenöffnung in dieser Scheibe, durch die der Innenleiter eingeführt wird, ist der Innenleiter zum Außenrohr justiert.In the published patent application DE 197 28 280 A1 a measuring probe for capacitive level measurement is shown, which has a centering device which is arranged in the outer tube of the coaxial conductor system. A disc-shaped element is firmly clamped to the outer tube and through a central opening in this disc through which the Inner conductor is introduced, the inner conductor is adjusted to the outer tube.

Nach dem Stand der Technik werden für das Messprinzip der geführten Mikrowelle als Materialien für die Zentrierelemente hauptsächlich chemisch resistente Materialien mit einem niedrigen DK-Wert bzw. einem ähnlichen DK-Wert wie Luft (ε_r ≅ 1) eingesetzt, weil jede DK-Wert- Änderung eine Reflexion des ausgesendeten Hochfrequenzsignals verursacht. Je größer der DK-Wertunterschied an dieser Stelle ist, umso mehr Energie des ausgesendeten Hochfrequenzsignals wird dort zurück reflektiert. Somit kann folgendes Problem auftreten: Ist der effektive DK-Sprung, hervorgerufen durch das Zentrierelement auf dem Oberflächenwellenleiter, nahezu gleich oder größer als der Unterschied des DK-Wertes der zu messenden Phasengrenze (z.B. Luft ε_r ≈ 1 zum Medium ε_r ≈ 1.4 – 100), so kann an der Position, an der das Zentrierelement sitzt, kein Messsignal ermittelt werden. In diesen Fällen kann an dieser Position kein exakter Füllstand bestimmt werden. Infolgedessen werden beispielsweise als Materialien für das Zentrierelement im Allgemeinen spezielle Kunststoffe oder ein Kunststoffgemisch verwendet, da diese meist einen geringen DK-Wert aufweisen. Ein Beispiel hierfür sind die Kunststoffe Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) oder Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), die für diese Anwendung als geeignet anzusehen sind, da sie weder von Lösungsmitteln noch von anderen aggressiven Chemikalien angegriffen werden und dadurch von der Lebensmittel- und Chemischen Industrie als Prozesswerkstoffe im Allgemeinen akzeptiert werden. Ein Nachteil kann beispielsweise darin zu sehen sein, dass Polytetrafluorethylen und Perfluoralkoxypolymere nur dauerwärmebeständig bis ~ +250 °C sind, was diese Werkstoffe von einer Hochtemperaturanwendung grundlegend ausschließt. Aus diesem Grund muss beispielsweise für eine Hochtemperaturanwendung ein Material verwendet werden, das höhere Temperaturen übersteht. Als Materialien für diese spezielle Anwendung als Abstandshalter bzw. Zentrierelement sind aber nur wenige Materialien verwendbar. Jedoch haben diese Materialien, die beispielsweise im Hochtemperaturbereich einsetzbar sind, meist den Nachteil, einen hohen DK-Wert aufzuweisen, was eine Verwendung und den Einsatz dieses Materials speziell als Zentrierelement an einer stab- bzw. seilförmigen TDR-Messsonde erschwert.According to the state of the art, mainly chemically resistant materials with a low DK value or a similar DK value as air (∈ _r ≅ 1) are used for the measuring principle of the guided microwave as materials for the centering elements, because every Change causes a reflection of the emitted high-frequency signal. The larger the DK value difference at this point, the more energy of the emitted high-frequency signal is reflected back there. Thus, the following problem can occur: Is the effective DC jump, caused by the centering element on the surface waveguide, almost equal to or greater than the difference of the DK value of the measured phase boundary (eg, air ε _r ≈ 1 to the medium ε _r ≈ 1.4 - 100), so no measurement signal can be determined at the position where the centering sits. In these cases, no exact level can be determined at this position. As a result, for example, as materials for the centering generally special plastics or a plastic mixture is used, since these usually have a low DK value. An example of this is the polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) or perfluoroalkoxy copolymer (PFA) plastics, which are considered suitable for this application, as they are not attacked by solvents or other aggressive chemicals, and by the food and chemical industry as process materials are generally accepted. A disadvantage can be seen, for example, in the fact that polytetrafluoroethylene and perfluoroalkoxy polymers are only permanently heat resistant up to +250 ° C., which fundamentally excludes these materials from a high-temperature application. For this reason, for example, a material that can withstand higher temperatures must be used for a high-temperature application. As materials for this special application as a spacer or centering but only a few materials are used. However, these materials, which can be used, for example, in the high temperature range, usually have the disadvantage of having a high DK value, which makes it difficult to use and use this material as a centering element on a rod-shaped or rope-shaped TDR measuring probe.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine stab- bzw. seilförmige Sonde für geführte elektromagnetische Wellen vorzuschlagen, die sich durch eine optimierte Wellenwiderstandsanpassung auszeichnet.Of the The invention is therefore based on the object, a rod or rope-shaped probe for guided electromagnetic To propose waves, which are characterized by an optimized characteristic impedance adaptation distinguished.

Diese Aufgabe wird nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung dadurch gelöst, dass das Zentrierelement aus einem Material mit einer vorgegebenen Dielektrizitätskonstanten besteht und dass an dem Oberflächenwellenleiter zumindest an einer Position, an der das Zentrierelement platziert ist, zumindest eine Ausnehmung vorgesehen ist, deren Dimensionierung von der Dielektrizitätskonstanten des Materials des Zentrierelementes und der geometrischen Form des Zentrierelementes abhängt. Durch die Ausnehmung/-en an dem Oberflächenwellenleiter wird der Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters an dieser Stelle, an der sich die Ausnehmung/-en befinden, je nach Größe der Ausnehmung/-en größer. Mit dem Effekt der Vergrößerung des Wellenwiderstandes durch die Ausnehmung/-en kann man somit den Effekt der Verringerung des Oberflächenwellenwiderstandes des Wellenleiters durch ein angebrachtes Zentrierelement an dem Oberflächenwellenleiter aus einem Material mit einem höheren DK-Wert kompensieren. Die Materialien, die in den Hochtemperaturanwendungen einsetzbar sind, haben im Wesentlichen eine Dielektrizitätskonstante von ε_r > 2,5 (z.B. Keramiken: ε_r ≈ 5 – 10). Bei diesen Materialien mit einem erhöhten DK-Wert von ε_r > 2,5 ist eine Kompensation bzw. Angleichung des Wellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiters, wie zuvor beschrieben, durchzuführen. Die Dimensionierung der Ausnehmung-/en ist abhängig von der Form und dem DK-Wert des Zentrierelementes, d.h. je höher der DK-Wert des Materials des Zentrierelementes ist und je mehr Querschnittsfläche das Zentrierelement zwischen dem Oberflächenwellenleiter und dem rohrförmigen Gebilde ausfüllt, umso größer muss/müssen die Ausnehmung/-en ausgestaltet sein. Mit dieser Methode lässt sich der Wellenwiderstand des Wellenleiters angleichen.This object is achieved according to a first embodiment of the invention in that the centering element consists of a material having a predetermined dielectric constant and that at least one recess is provided on the surface waveguide at least at a position at which the centering is placed, the dimensioning of which Dielectric constant of the material of the centering element and the geometric shape of the centering depends. Due to the recess (s) on the surface waveguide, the wave resistance of the surface waveguide at this point, where the recess (s) are located, increases depending on the size of the recess (s). With the effect of increasing the characteristic impedance through the recess (s) one can thus compensate for the effect of reducing the surface acoustic wave resistance of the waveguide by an attached centering element on the surface waveguide of a material having a higher DK value. The materials which can be used in high-temperature applications essentially have a dielectric constant of ε _r > 2.5 (eg ceramics: ε _r ≈ 5 - 10). For these materials with an increased DK value of ε _r > 2.5, a compensation or equalization of the characteristic impedance of the surface waveguide, as described above, to perform. The dimensioning of the recess (s) depends on the shape and the DK value of the centering element, ie the higher the DK value of the material of the centering element and the more cross sectional area the centering element between the surface waveguide and the tubular structure fills, the larger it must be / The recesses / -en must be designed. With this method, the characteristic impedance of the waveguide can be adjusted.

Eine zweite Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich dadurch, dass das Zentrierelement aus einem Material mit einer vorgegebenen Dielektrizitätskonstanten besteht und dass das Zentrierelement zumindest eine innen liegende Aussparung aufweist und/oder dass am äußeren Rand des Zentrierelementes außen liegende Aussparungen derart ausgestaltet sind, dass das Zentrierelement nur teilweise an dem Oberflächenwellenleiter und/oder der Innenwand des rohrförmigen Gebildes anliegt. Das elektrische Feld ist an der Oberfläche des Oberflächenwellenleiters am größten und nimmt mit der Entfernung reziprok ab. Aus diesem zuvor beschriebenen Grunde ist in der Nähe des Oberflächenwellenleiters die Wirkung des Zentrierelementes auf den Wellenwiderstand des Wellenleiters am größten. Infolgedessen ist bei dieser Lösung der Aufgabe das Prinzip umgesetzt worden, die Fläche bzw. das Volumen, das das Zentrierelement zwischen Oberflächenwellenleiter und rohrförmigen Gebilde ausfüllt, bei gegebenem DK-Wert des Materials, zu minimieren. Die Materialien, die in den Hochtemperaturanwendungen einsetzbar sind, haben im Wesentlichen eine Dielektrizitätskonstante von ε_r > 2,5 (z.B. Keramiken ε_r ≈ 5 – 10). Bei diesen Materialien mit einem erhöhten DK-Wert von ε_r > 2,5 ist es notwendig, eine Minimierung des Störvolumens, das den Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters beeinflusst und dadurch unerwünschte Reflexionen des ausgesendeten Signals verursacht, vorzunehmen. Außerdem ist es aus den obigen beschriebenen Gründen besonders Vorteilhaft die Flächen- bzw. Volumenanteile, die sich im Nahbereich des Oberflächenwellenleiters befinden, zu minimieren. Hierbei ist auf folgende Randbedingung bei der Minimierung des Störvolumens zu achten, dass die mechanische Stabilität des Zentrierelementes jederzeit gewährleistet ist.A second solution to the problem results from the fact that the centering element consists of a material having a predetermined dielectric constant and that the centering element has at least one inner recess and / or that on the outer edge of the centering outer recesses are configured such that the centering only partially rests against the surface waveguide and / or the inner wall of the tubular structure. The electric field is greatest at the surface of the surface waveguide and decreases reciprocally with the distance. For this reason described above, in the vicinity of the surface waveguide, the effect of the centering element on the characteristic impedance of the waveguide is greatest. As a result, in this solution of the problem, the principle has been implemented to minimize the area or the volume that fills the centering between surface waveguide and tubular structure, given a DK value of the material. The materials that can be used in the high temperature applications essentially have a dielectric constant of ε _r > 2.5 (eg ceramics ε _r ≈ 5 - 10). For these materials with an increased DK value of ε _r > 2.5, it is necessary to minimize the disturbance volume, which influences the characteristic impedance of the surface waveguide and thereby causes unwanted reflections of the emitted signal. In addition, for the reasons described above, it is particularly advantageous to minimize the area or volume fractions that are in the vicinity of the surface waveguide. It is important to note the following constraint in minimizing the disturbance volume, that the mechanical stability of the centering is guaranteed at all times.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der ersten Lösung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung/-en auf dem Oberflächenwellenleiter so beschaffen ist/sind, dass bei fixierte-m/-n Zentrierelement/-en an dem Oberflächenwellenleiter der Wellenwiderstand entlang einem Wellenleiter im Wesentlichen konstant ist. Der Wellenwiderstand sollte in dem Bereich, in dem das Zentrierelement an dem Oberflächenwellenleiter befestigt ist, im bestmöglichen Fall dem Wellenwiderstand des ungestörten Wellenleiters entsprechen. Hierdurch werden Reflexionen des Sendesignals an der Position, an der das Zentrierelement sitzt, vermindert oder sogar vermieden.In a particularly preferred embodiment the first solution The invention provides that the recess (s) on the surface waveguide is / are such that with fixed-m / -n centering / -en on the surface waveguide the characteristic impedance along a waveguide substantially is constant. The characteristic impedance should be in the range in which the centering attached to the surface waveguide is, in the best possible way Case correspond to the characteristic impedance of the undisturbed waveguide. As a result, reflections of the transmission signal at the position, on the centering sitting, reduced or even avoided.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der ersten Lösung der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei der/den Ausnehmung/-en an dem Oberflächenwellenleiter um zumindest eine Bohrung handelt. Es sind alle Ausführungsformen von Bohrungen z.B. Sackloch-Bohrungen und/oder durchgehende Bohrungen, anwendbar. Die Bohrungen sind bevorzugt so angebracht, dass diese den Oberflächenwellenleiter bevorzugt senkrecht zur Längsachse des Oberflächenwellenleiters und mittig durchqueren, jedoch in einem speziellen Anwendungsfall können die Bohrungen auch in einem beliebigen Winkel zur Längsachse des Oberflächenwellenleiters erfolgen. Die Größe der Bohrung wird durch das Optimum der Anpassung des Wellenwiderstandes unter Beachtung der mechanischen Stabilität des durchbohrten Oberflächenwellenleiters gewählt. In die Bohrungen können jegliche Arten von Befestigungshilfen für das Zentrierelement, wie zum Beispiel Gewinde, Nuten, Passungen und Konusse eingearbeitet sein.at a further preferred embodiment the first solution The invention provides that it at the / the recess (s) on the surface waveguide is at least one hole. They are all embodiments of Bores e.g. Blind hole drilling and / or through holes, applicable. The holes are preferably mounted so that these the surface waveguide preferably perpendicular to the longitudinal axis of the surface waveguide and cross in the middle, but in a special application can the holes also at any angle to the longitudinal axis of the surface waveguide respectively. The size of the hole is under the optimum of the adaptation of the characteristic impedance Observe the mechanical stability of the pierced surface waveguide selected. In the holes can Any type of mounting aids for the centering element, such as For example, incorporated threads, grooves, fits and cones be.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der ersten Lösung der Erfindung ist, dass es sich bei dem Zentrierelement um mindestens einen zylindrischen Stift handelt, der in die Bohrung/-en an dem Oberflächenwellenleiter eingebracht ist/sind. Die Stifte sind passgenau gearbeitet und werden in die Bohrungen eingesetzt. Bei Sacklochbohrungen aber auch bei Durchgangsbohrungen besteht die Möglichkeit, die Stifte mit einem Federmechanismus in die Bohrungen einzubringen, welcher die Stifte nach Außen an die Innenwand des rohrförmigen Gebildes presst. Somit könnten Varianzen in dem Durchmesser des rohrförmigen Gebildes ausgeglichen werden, wodurch eine Passgenauigkeit gewährleistet wird. Die Stifte lassen sich auf verschiedene Art und Weise in den Bohrungen befestigten, indem beispielsweise die Stifte in die Bohrungen eingeklebt, eingeklemmt, eingelötet, über ein Gewinde eingeschraubt oder mit einem Befestigungselement fixiert werden.A expedient embodiment the first solution The invention is that it is at the centering element at least a cylindrical pin is in the bore / -en on the Surface waveguide is / are. The pens are made to fit and become inserted into the holes. For blind holes but also for through holes it is possible, insert the pins into the holes with a spring mechanism, which the pins to the outside to the inner wall of the tubular Formed presses. Thus could Variances in the diameter of the tubular structure balanced which ensures accuracy of fit. The pencils can be attached in different ways in the holes, for example, by gluing the pins in the holes, clamped, soldered, over a Threaded or fixed with a fastener become.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Ausnehmung an dem Oberflächenwellenleiter um eine Verjüngung des Oberflächenwellenleiters.In a further preferred embodiment The first embodiment of the invention is in the recess on the surface waveguide a rejuvenation of the surface waveguide.

Die Verjüngung des Oberflächenwellenleiters ist im einfachsten Fall eine konzentrische Eindrehung des Oberflächenwellenleiters, jedoch sind auch andere flächenförmige Verjüngungen an dem Oberflächenwellenleiter vorgesehen, die wiederum ein Verdrehen des Zentrierelementes auf dem Oberflächenwellenleiter verhindern. Hierzu können an dem Oberflächenwellenleiterflächenförmige Verjüngungen in einem quadratischen, sechseckigen oder mehreckigen Profil herausgearbeitet sein. Die Ausnehmungen an dem Oberflächenwellenleiter sind dahingehend ausgelegt, dass ein Optimum zwischen der mechanischen Stabilität und der Anpassung des Wellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiter erreicht wird, d.h. die Tiefe der Ausnehmungen ergibt sich aus der Form des Zentrierelementes und dessen DK-Wert und wird nur von der oben angeführten mechanischen Stabilität des Oberflächenwellenleiters begrenzt.The rejuvenation of the surface waveguide is in the simplest case a concentric recess of the surface waveguide, however, there are also other area-shaped tapers on the surface waveguide provided, in turn, a rotation of the centering on the surface waveguide prevent. You can do this at the surface waveguide surface tapers worked out in a square, hexagonal or polygonal profile be. The recesses on the surface waveguide are so designed to have an optimum between the mechanical stability and the Adjusting the characteristic impedance of the surface waveguide is achieved i.e. the depth of the recesses results from the shape of the centering element and its DK value and is only from the above-mentioned mechanical stability of the surface waveguide limited.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der ersten und zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass das Zentrierelement aus einem scheibenförmigen Element mit Aussparungen besteht. Unter einem scheibenförmigen Element wird ein beliebiger, dreidimensionaler, geometrischer Körper verstanden, dessen eine Dimension z.B. die Höhe geringer ist als die beiden verbleibenden Dimensionen z.B. Länge und Breite ist. Die Höhe bzw. Dicke des scheibenförmigen Elementes ist im einfachsten Fall über die gesamte Grundfläche gesehen gleich, so dass sich parallele Flächen ergeben. Jedoch ist dies nicht zwingend gefordert, so dass z.B. das Zentrierelement, über die Grundfläche gesehen, unterschiedliche Höhen bzw. Dicken aufweist, d.h. das Zentrierelement an verschiedenen Stellen unterschiedlich hoch ist. Besonders vorteilhaft ist die Reduzierung der Höhe des Zentrierelementes zum Oberflächenwellenleiter hin, da dies zwei Vorteile mit sich bringt. Ein erster Vorteil ist, dass das Medium besser abfließen kann, und der weitere Vorteil ist die Minimierung des Volumens, das sich nahe dem Oberflächenwellenleiter befindet. Letzteres ist besonders vorteilhaft, wenn eine Anpassung des Wellenwiderstandes, mit oder ohne Ausnehmung am Oberflächenwellenleiter, auf Grund der mechanischen Anforderungen an das Zentrierelement, mit einem Zentrierelement mit parallelen Planflächen nicht realisieren lässt.An advantageous embodiment of the first and second embodiment of the solution according to the invention can be seen in that the centering element consists of a disc-shaped element with recesses. A disk-shaped element is understood to mean any three-dimensional, geometric body whose one dimension, for example, the height is less than the two remaining dimensions, for example length and width. The height or thickness of the disc-shaped element is seen in the simplest case over the entire base the same, so that there are parallel surfaces. However, this is not mandatory, so that, for example, the centering element, seen over the base, has different heights or thicknesses, ie the centering element is at different points at different heights. Particularly advantageous is the reduction of the height of the centering element to the surface waveguide, since this brings two advantages. A first advantage is that the medium can drain better, and the further advantage is the minimization of the volume close to it Surface waveguide is located. The latter is particularly advantageous if an adaptation of the characteristic impedance, with or without a recess on the surface waveguide, due to the mechanical requirements of the centering element, can not be realized with a centering element with parallel planar surfaces.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der beiden Varianten der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Zentrierelement aus mehreren Teilstücken besteht, die lösbar miteinander verbunden werden. Aufgrund der Verjüngung des Oberflächenwellenleiters und der Montage des Zentrierelementes an der Stelle der Verjüngung des Oberflächenwellenleiters muss das Zentrierelement teilbar sein, da der Oberflächenwellenleiter an der Stelle der Ausnehmung eine Unterschneidung aufweist und das Zentrierelement den Oberflächenwellenleiter an der Stelle der Ausnehmung umschließt. Das Zentrierelement kann aus einer beliebigen Anzahl von Teilstücken zusammengesetzt sein. Des Weiteren ist es möglich, diese Teilstücke mit einem Justage- und Befestigungselement zu versehen, damit die Teilstücke nicht mehr vertauscht oder falsch montiert werden können. Die Teilstücke werden mit Hilfe dieser Justage- und Befestigungselement zusammen gehalten. Das Justage- und Befestigungselement kann durch eine bestimmte Ausgestaltung der Teilstücke erreicht werden, indem z.B. kleine Stifte oder Führungen oder ähnliches an dem einen Teilstück des Zentrierelementes und entsprechend an dem anderen Teilstück des Zentrierelementes äquivalente Justage- und Befestigungselement ausgearbeitet sind, welche zueinander passgenau angeordnet sind.According to one advantageous embodiment of the two variants of the solution according to the invention it is provided that the Centering element consists of several sections that are detachably connected to each other become. Because of the rejuvenation of the surface waveguide and mounting the centering element at the location of the taper of the surface waveguide the centering element must be divisible, since the surface waveguide has an undercut at the location of the recess and the Centering the surface waveguide encloses at the location of the recess. The centering element can be composed of any number of sections. Furthermore, it is possible these cuts to be provided with an adjustment and fastening element, so that the sections can not be reversed or mounted incorrectly. The sections Be together with the help of this adjustment and fastener held. The Justage- and fastener can by a certain Design of the sections can be achieved by e.g. small pins or guides or the like on the one section the centering element and corresponding to the other portion of the centering equivalent Adjusting and fastening element are worked out, which each other are arranged accurately.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der ersten Lösung der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Zentrierelement den Oberflächenwellenleiter im Bereich der Ausnehmung bündig umschließt. Der bündige Umschluss des Zentrierelementes um die Ausnehmung des Oberflächenwellenleiters stellt sicher, dass sich der Wellenwiderstand des Wellenleiters an dieser Stelle sich nicht ändert. Dadurch lässt sich verhindern, dass ein undefinierter Luftspalt zwischen Zentrierelement und Oberflächenwellenleiter die Anpassung des Wellenwiderstandes beeinflusst und diesen verändert. Außerdem kann auch kein Medium in einen möglichen Luftspalt hineinlaufen und sich darin festsetzen.A further advantageous embodiment of the device according to the first solution The invention can be seen in that the centering element, the surface waveguide flush in the area of the recess encloses. The flush Conversion of the centering element to the recess of the surface waveguide Ensures that the characteristic impedance of the waveguide at this point does not change. By doing so leaves prevent an undefined air gap between centering and surface waveguides influences the adaptation of the characteristic impedance and changes it. In addition, can also no medium in a possible Run in air gap and settle in it.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beider Varianten der erfindungsgemäßen Lösung schlägt vor, dass die Teilstücke des Zentrierelements symmetrisch sind. Werden die Teilstücke symmetrisch ausgelegt, hat dies den Vorteil, dass nur ein Gleichteil angefertigt werden muss.A advantageous embodiment of both variants of the solution according to the invention suggests that the cuts of the centering element are symmetrical. Are the sections symmetrical designed, this has the advantage that only one equal part made must become.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der ersten und zweiten Variante der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, dass der Oberflächenwellenleiter an der Position der Ausnehmung teilbar ausgestattet ist. Eine andere Möglichkeit, das scheibenförmige Zentrierelement z.B. mit einem kleineren Mittenbohrungsdurchmesser als der Außendurchmesser des Oberflächenwellenleiters an der Position der Ausnehmung anzubringen, ist, den Oberflächenwellenleiter an dieser Stelle teilbar auszulegen. Die Teilung des Oberflächenwellenleiters kann über ein Schraubgewinde erfolgen, indem z.B. in einem Teil des Oberflächenwellenleiters eine Gewindebohrung eingebracht ist, in welche ein Gewindebolzen des anderen Teilstücks des Oberflächenwellenleiters, der an den Bereich der Ausnehmung anschließt, eingeschraubt wird. Wird der Oberflächenwellenleiter teilbar ausgelegt, kann ein komplettes Zentrierelement vor dem Zusammenschrauben des Oberflächenwellenleiters auf die Ausnehmung an dem Oberflächenwellenleiter gesteckt werden. Andere Verbindungselemente, wie beispielsweise ein Bajonett-Verschluss oder Presspassung sind bei dieser Ausführungsform ebenfalls anwendbar.According to one advantageous embodiment of the First and second variant of the solution according to the invention it is proposed that the surface waveguide equipped at the position of the recess divisible. Another Possibility, the disc-shaped Centering element e.g. with a smaller center hole diameter as the outer diameter of the surface waveguide at the position of the recess, is the surface waveguide divisible at this point. The division of the surface waveguide can via a Screw threads are made by e.g. in a part of the surface waveguide a threaded hole is introduced into which a threaded bolt the other part the surface waveguide, which connects to the region of the recess, is screwed. Becomes the surface waveguide divisible designed, can a complete centering before screwing the Surface waveguide on the recess on the surface waveguide be plugged. Other fasteners, such as a Bayonet closure or interference fit are in this embodiment also applicable.

Eine sehr vorteilhafte Variante der beiden erfindungsgemäßen Lösungen ist darin zu sehen, dass zumindest ein Halteelement vorgesehen ist, dass das Zentrierelement auf dem stabförmigen oder seilförmigen Oberflächenwellenleiter flixiert. Das Halteelement dient zur radialen und/oder axialen Fixierung des Zentrierelementes auf dem Oberflächenwellenleiter. Im Falle von einem geteilten Zentrierelement, werden diese Teilstücke von dem Halteelement zusammengehalten. Diese Halteelemente können Stifte, Splinte, Schrauben, Klammern, Federn oder Ringe sein, die an dem Oberflächenwellenleiter und/oder dem Zentrierelement angebracht werden und das Zentrierelement am Oberflächenwellenleiter fixieren. Es sind auch andere Ausführungsformen von Halteelementen und auch Kombinationen von Haltemechanismen bzw. Halteelementen anwendbar.A is very advantageous variant of the two solutions according to the invention to be seen in that at least one retaining element is provided, that the centering element on the rod-shaped or rope-shaped surface waveguide flixiert. The holding element serves for the radial and / or axial fixation of the Centering element on the surface waveguide. In the case of a split centering, these sections of held together the holding element. These holding elements can be pins, Cotter pins, screws, clamps, springs or rings attached to the Surface waveguide and / or attached to the centering and the centering on Fix surface waveguide. There are also other embodiments of Holding elements and combinations of holding mechanisms or Holding elements applicable.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform beider erfindungsgemäßer Lösungen ist, dass das Zentrierelement aus einem Material, das im Wesentlichen aus einer Keramik und/oder einem Kunststoff besteht, angefertigt ist. Verschiedenste Anforderungen werden an das Material des Zentrierelementes für diese Anwendung gestellt, welche sind:

• – hohe mechanische Stabilität,
• – hohe chemische Beständigkeit,
• – hohe Temperaturbeständigkeit und
• – geringste Laufzeitverschiebung
• – geringe Reflektion des Hochfrequenzsignals

A further advantageous embodiment of both solutions according to the invention is that the centering element is made of a material which consists essentially of a ceramic and / or a plastic. Various requirements are placed on the material of the centering element for this application, which are:

• High mechanical stability,
• - high chemical resistance,
• - high temperature resistance and
• - lowest runtime shift
• - low reflection of the high frequency signal

Für die Zentrierelemente müssen Materialien verwendet werden, die aufgrund Ihrer geringen Leitfähigkeit näherungsweise im Bereich von elektrischen Isolatoren anzusiedeln sind. Jedoch kann eine gewisse Leitfähigkeit des Materials zur Sicherheit in Explosionsgefährdeten Bereichen erwünscht sein, damit sich das Material nicht elektrostatisch auflädt und somit es auch keinen Zündfunken gibt. Manche Kunststoffe und technische Keramiken besitzen außerdem eine gute chemische, korrosive und mechanische Stabilität. Die Kunststoffe Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) oder Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA) sind für die Anwendung als Abstandshalter bzw. Zentrierelement bestens geeignet, da diese innert gegen Lösungsmittel und aggressive Chemikalien sind und dadurch von der Lebensmittel- und Chemischen Industrie als Prozesswerkstoff generell akzeptiert werden. Die Materialklasse der Kunststoffe und im Allgemeinen die obig aufgeführten Kunststoffe sind jedoch in Hochtemperaturanwendungen nur bedingt anwendbar. Dadurch lassen sich als Materialien der Zentrierelemente für Hochtemperaturanwendungen im Wesentlichen nur technische Keramiken oder Stoffgemische mit einem Keramikanteil einsetzen, da diese zusätzlich die Spezifikationen der Hochtemperaturanwendungen abdecken. Jedoch weisen diese Keramiken oder Stoffgemische einen hohen DK-Wert (ε_r ≈ 5 – 10) auf, wodurch starke Reflexionen auf dem nicht angeglichenen Oberflächenwellenleiter bei fixiertem Zentrierelement verursacht werden. Prinzipiell ist eine Vielzahl von technischen Keramiken für diese Art der Anwendung einsetzbar. Beispiele für einsetzbare technische Keramiken sind Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Zirkoniumoxid (ZrO₂). Eine weitere Anforderung an das Material ist, dass die Laufzeitverschiebung des Hochfrequenzsignals aufgrund des angebrachten Zentrierelements möglichst gering ist, wodurch die Genauigkeit der Messung verbessert wird. Das Zentrierelement kann auch aus weiteren Materialien, die die obig angeführten Spezifikationen erfüllen, gefertigt sein.For the centering elements materials must be used, which are due to their low conductivity approximately in the range of electrical insulators to settle. However, one can certain conductivity of the material for safety in hazardous areas be desired so that the material is not charged electrostatically and thus there is no spark. Some plastics and engineering ceramics also have good chemical, corrosive and mechanical stability. The plastics polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) or perfluoroalkoxy copolymer (PFA) are ideally suited for use as a spacer or centering element, since they are inert against solvents and aggressive chemicals and are therefore generally accepted by the food and chemical industry as the process material , However, the material class of plastics and in general the plastics listed above are only conditionally applicable in high-temperature applications. As a result, as materials of the centering elements for high-temperature applications essentially only technical ceramics or mixtures with a ceramic component can be used, as these additionally cover the specifications of high-temperature applications. However, these ceramics or mixtures have a high DK value (ε _r ≈ 5-10), which causes strong reflections on the non-aligned surface waveguide with fixed centering. In principle, a large number of technical ceramics can be used for this type of application. Examples of usable technical ceramics are aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) and zirconium oxide (ZrO ₂ ). Another requirement of the material is that the transit time shift of the high-frequency signal due to the attached centering element is minimized, whereby the accuracy of the measurement is improved. The centering element can also be made of other materials that meet the above-mentioned specifications.

Eine vorteilhafte Ausführungsform beider erfindungsgemäßer Varianten besteht darin ist, dass es sich bei dem rohrförmigen Gebilde um einen Stutzen am Behälter handelt und dass das Zentrierelement als Abstandshalter des Oberflächenwellenleiters zur Innenwand des Stutzens dient. Das Zentrierelement leistet die Aufgabe, den Oberflächenwellenleiter in der Mitte des Stutzens zu halten und den Oberflächenwellenleiter vor Bewegungen im Stutzen zu bewahren. Die freie Bewegung des Oberflächenwellenleiters im Stutzen verursacht zwei Probleme: Das erste Problem ist die mechanische Beanspruchung des Oberflächenwellenleiters durch die auf ihn einwirkenden Kräfte; das zweite Problem ist der Kurzschluss des Oberflächenwellenleiters mit der Innenwand des Stutzens. Außerdem können beispielsweise am Oberflächenwellenleiter Beschädigungen entstehen, die zum Abreißen der Sonde führen, wenn dieser sich z.B. auf Grund der Bewegung an der Kante des Stutzens zum Behälterinnenraum reibt.A advantageous embodiment both inventive variants is that it is in the tubular structure to a neck on container acts and that the centering element as a spacer of the surface waveguide to the inner wall of the nozzle is used. The centering element makes the Task, the surface waveguide to hold in the middle of the neck and the surface waveguide to prevent movement in the neck. The free movement of the surface waveguide in the neck causes two problems: the first problem is the mechanical Stress of the surface waveguide by the forces acting upon it; the second problem is the short circuit of the surface waveguide with the inner wall of the neck. In addition, for example, on the surface waveguide damage arise, which tears off lead the probe, if this is e.g. due to the movement at the edge of the neck to the container interior rubs.

Eine vorteilhafte Ausführungsform beider erfindungsgemäßen Lösungen ist, dass es sich bei dem rohrförmigen Gebilde um einen Koaxialaußenleiter handelt, der zusammen mit dem stabförmigen Oberflächenwellenleiter ein Koaxialleitersystem bzw. ein Wellenleiter bildet und dass das Zentrierelement als Abstandshalter des Oberflächenwellenleiters zur Innenwand des Koaxialaußenleiters dient. Das Zentrierelement hat wiederum die Aufgabe, den Oberflächenwellenleiter in der Mitte des röhrenförmigen Koaxialaußenleiters zu fixieren und Bewegungen des Oberflächenwellenleiters im Koaxialaußenleiter zu vermeiden. Hierdurch wird erstens die Messsituation des Koaxialleitersystems konstant gehalten, da dieser nicht die Innenwand des Koaxialaußenleiters kontaktiert, und zweitens wird der Oberflächenwellenleiter nicht zu stark von den auf ihn einwirkenden Kräften beansprucht.A advantageous embodiment both inventive solutions, that it is the tubular Structure around a coaxial outer conductor which, together with the rod-shaped surface waveguide a coaxial conductor system or a waveguide forms and that the Centering element as a spacer of the surface waveguide to the inner wall of the coaxial external conductor serves. The centering element in turn has the task of the surface waveguide in the middle of the tubular coaxial outer conductor to fix and movements of the surface waveguide in Koaxialaußenleiter to avoid. This firstly the measurement situation of the coaxial conductor system held constant, as this does not contact the inner wall of Koaxialaußenleiters, and second, the surface waveguide becomes not stressed too much by the forces acting upon it.

Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Lösung schlägt die Verwendung des Zentrierelementes als Befestigungsmittel eines stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters eines Feldgerätes vor, welche zur Bestimmung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter eingesetzt ist, indem über den Oberflächenwellenleiter elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter ins Innere eines Behälters hineinragt, und wobei ein Befestigungselement vorgesehen ist, dessen einer Endbereich mit dem Zentrierelement verbunden ist, das wiederum den Oberflächenwellenleiter umschließt, und dessen anderer Endbereich an der Innenwand des Behälters fixiert ist. Das Zentrierelement ist mit einem zusätzlichen Befestigungselement auch als einseitige Halterung des Oberflächenwellenleiters an der Innenwand des Behälters oder Stutzens einsetzbar. Dabei wird das Befestigungselement über eine Verschraubung, eine Vernietung, eine Verschweißung, eine Klebung oder über eine sonstige Befestigungsmethode fest an die Innenwand montiert.A Particularly advantageous solution according to the invention proposes the use of the centering element as a fastener of a rod or rope-shaped surface waveguide a field device, which for determining the level a medium in a container is used by over the surface waveguide led electromagnetic waves that are at the media surface be reflected, wherein the surface waveguide inside a container protrudes, and wherein a fastener is provided, whose an end portion is connected to the centering element, which in turn the surface waveguide encloses and its other end portion fixed to the inner wall of the container is. The centering element is provided with an additional fastening element also as a one-sided mounting of the surface waveguide on the inner wall of the container or Can be used. The fastener is over a Screwing, riveting, welding, gluing or over one other fastening method firmly mounted on the inner wall.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene, in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to various, in the drawing illustrated embodiments described and explained. It shows:

1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Zentrierelementes als Abstandshalter im Stutzen und als Halterung einer stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters in einem TDR-Messsystem, 1 : a schematic representation of an embodiment of a centering element as a spacer in the nozzle and as a holder of a rod or rope-shaped surface waveguide in a TDR measuring system,

2: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Zentrierelementes als Abstandshalter eines Oberflächenwellenleiters im Koaxialaußenleiter in einem TDR – Messsystem, 2 FIG. 2: a schematic representation of an exemplary embodiment of a centering element as a spacer of a surface waveguide in the coaxial outer conductor in a TDR measuring system, FIG.

3a: eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform auf ein als Lochscheibe ausgebildetes Zentrierelement, 3a FIG. 4 is a plan view of a first embodiment of a centering element designed as a perforated disk, FIG.

3b: eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung A-A in 3a, 3b FIG. 2 is a sectional view of the first embodiment according to the label AA in FIG 3a .

3c: eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des in 3a dargestellten Zentrierelementes als Lochscheibe auf einem Teilstück des Oberflächenwellenleiters, 3c a perspective view of the first embodiment of the in 3a shown centering element as a perforated disc on a portion of the surface waveguide,

4a: eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform auf ein als Hufeisen-Stern ausgebildetes Zentrierelement, 4a FIG. 2: a top view of a second embodiment of a centering element designed as a horseshoe star, FIG.

4b: eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung B-B der 4a, 4b FIG. 2 is a sectional view of the second embodiment according to the mark BB of FIG 4a .

4c: eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform des in 4a dargestellten Zentrierelementes als Hufeisen-Stern auf einem Teilstück des Oberflächenwellenleiters, 4c a perspective view of the second embodiment of the in 4a centering element shown as a horseshoe star on a portion of the surface waveguide,

5a: eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung G-G in 5e eines ersten Ausführungsbeispiels von einem Teilstück des Zentrierelementes als Halbstern, das auf dem Oberflächenwellenleiter befestigt ist, 5a FIG. 3 is a sectional view of a third embodiment according to the label GG in FIG 5e a first embodiment of a portion of the centering element as a half-star, which is mounted on the surface waveguide,

5b: eine perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform eines Teilstücks des Zentrierelementes als Halbstern, 5b FIG. 3: a perspective view of the third embodiment of a section of the centering element as a half star, FIG.

5c: eine Draufsicht der dritten Ausführungsform auf das als Halbstern ausgebildetes Zentrierelement, 5c FIG. 2 is a plan view of the third embodiment of the centering element formed as a half-star, FIG.

5d: eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung C-C in 5c, 5d FIG. 4 is a sectional view of the third embodiment according to the mark CC in FIG 5c .

5e: eine perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels des Zentrierelementes als Halbstern, 5e FIG. 3: a perspective view of the third embodiment of an embodiment of the centering element as a half star, FIG.

5f: eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des in 5a dargestellten Zentrierelementes als Halbstern, 5f a perspective view of a fourth embodiment of the in 5a shown centering element as a half star,

5g: eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform des in 5a des als Halbstern ausgebildeten Zentrierelementes, 5g FIG. 2: a perspective view of a fifth embodiment of the invention in FIG 5a of the centering element designed as a half-star,

6: eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform des Zentrierelementes mit Bohrungen und Stiften, 6 FIG. 3: a perspective view of a sixth embodiment of the centering element with bores and pins, FIG.

7a: eine Draufsicht einer siebten Ausführungsform des Zentrierelementes als Zahnrad mit vier innen liegenden und vier außen liegenden Aussparungen, 7a FIG. 2 is a plan view of a seventh embodiment of the centering element as a gear with four inner and four outer recesses, FIG.

7b: eine Schnittansicht der siebten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung D-D der 7a, 7b FIG. 4 is a sectional view of the seventh embodiment according to the mark DD of FIG 7a .

7c: eine perspektivische Ansicht der siebten Ausführungsmöglichkeit des in 7a dargestellten Zentrierelementes als Zahnrad mit vier innen liegenden und vier außen liegenden Aussparungen auf einem Teilstück des Oberflächenwellenleiters, 7c FIG. 2: a perspective view of the seventh embodiment of the invention in FIG 7a shown centering element as a gear with four inner and four outer recesses on a portion of the surface waveguide,

7d: eine Schnittansicht der siebten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung D-D der 7a mit unterschiedlicher Höhe des scheibenförmigen Elementes, 7d FIG. 4 is a sectional view of the seventh embodiment according to the mark DD of FIG 7a with different height of the disc-shaped element,

8a: eine Draufsicht einer achten Ausführungsform des Zentrierelementes als Zahnrad mit drei innen liegenden und drei außen liegenden Aussparungen, 8a FIG. 2 is a plan view of an eighth embodiment of the centering element as a gear with three inner and three outer recesses, FIG.

8b: eine Schnittansicht der achten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung E-E der 8a, 8b FIG. 2 is a sectional view of the eighth embodiment according to the label EE of FIG 8a .

8c: eine perspektivische Ansicht der achten Ausführungsform des in 8a dargestellten Zentrierelementes als Zahnrad mit drei innen liegenden und drei außen liegenden Aussparungen auf einem Teilstück des Oberflächenwellenleiters, 8c FIG. 3 is a perspective view of the eighth embodiment of FIG 8a shown centering element as a gear with three inner and three outer recesses on a portion of the surface waveguide,

9a: eine Draufsicht einer neunten Ausführungsform des Zentrierelementes als Zahnrad mit sechs innen liegenden und zwölf außen liegenden Aussparungen, 9a FIG. 2 is a plan view of a ninth embodiment of the centering element as a gear with six inside and twelve outside recesses, FIG.

9b: eine Schnittansicht der neunten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung F-F der 9a, 9b FIG. 4 is a sectional view of the ninth embodiment according to the mark FF of FIG 9a .

9c: eine perspektivische Ansicht der neunten Ausführungsform einer weiteren Ausführungsmöglichkeit des in 9a dargestellten Zentrierelementes als Zahnrad mit sechs innen liegenden und zwölf außen liegenden Aussparungen auf einem Teilstück des Oberflächenwellenleiters. 9c FIG. 3 is a perspective view of the ninth embodiment of another embodiment of the invention in FIG 9a shown centering element as a gear with six inner and twelve outer recesses on a portion of the surface waveguide.

9d: eine Schnittansicht der siebten Ausführungsform gemäß der Kennzeichnung F-F der 9a mit unterschiedlicher Höhe des scheibenförmigen Elementes, In den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind zur besseren Übersicht und zur Vereinfachung Bauteile oder Bauteilgruppen, die sich in ihrem Aufbau und/oder in ihrer Funktion entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. 9d FIG. 4 is a sectional view of the seventh embodiment according to the mark FF of FIG 9a with different height of the disk-shaped element, embodiments illustrated in the figures of the invention are for better clarity and simplification, components or groups of components that correspond in their construction and / or in their function, with the same reference numerals Mistake.

In den Figuren 1 und 2 werden die drei beschriebenen Anwendungsbeispiele von Zentrierelementen 12 in TDR-Messystemen dargestellt. In der 1 ist ein Feldgerät 1, das nach der TDR-Messmethode den Füllstand 2 in einem Behälter 5 ermittelt, aufgezeigt. Das Feldgerät 1 ist auf einem Stutzen 8 auf dem Behälter 5 angebracht, und die Messsonde mit dem stab- und seilförmiger Oberflächenwellenleiter 7 ist durch den Stutzen 8 in den Messraum des Behälters 5 eingeführt.In the figures 1 and 2 become the three described application examples of centering elements 12 shown in TDR measuring systems. In the 1 is a field device 1 , the level according to the TDR measurement method 2 in a container 5 determined, pointed out. The field device 1 is on a neck 8th on the container 5 attached, and the probe with the rod and rope-shaped surface waveguide 7 is through the neck 8th into the measuring space of the container 5 introduced.

Die TDR-Messmethode arbeitet nach folgenden Messprinzip: Über den Oberflächenwellenleiter 7 werden Hochfrequenzsignale ausgesandt, die an der Oberfläche des Oberflächenwellenleiters 7 entlang geführt werden. Diese Hochfrequenzsignale werden bei einem DK-Wert-Sprung bzw. einer Änderung des dielektrischen Faktors ε_r des umgebenden Mediums 3 bzw. einer damit zusammenhängenden Wellenwiderstandsänderung teilweise zurückreflektiert. Über die gemessene Laufzeit des Hochfrequenzsignals bzw. HF-Impulses wird durch eine Umrechnung über die Formel der Wellengeschwindigkeit die zurückgelegte Strecke ermittelt. Diese Differenzstrecke entspricht der Höhe des Behälters 5 minus den Füllstand 2 des Mediums 3 im Behälter 5. Da die Höhe des Behälters 5 bzw. die Position der Einkopplung des Messsignals bekannt ist, lässt sich somit den Füllstand 2 im Behälter 5 bestimmen. Das Zentrierelement 12 im Stutzen 8 ist ein Abstandshalter 17, das den Oberflächenwellenleiter 7 im Stutzen 8 zentriert hält und dadurch verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter die Innenwand 9 des Stutzens 8 berührt. Das im unteren Teil von 1 vorgesehene Zentrierelement 12 bildet zusammen mit dem Befestigungselement 21, das fest an der Innenwand 6 des Behälters 5 angebracht ist, eine einseitige Halterung des Oberflächenwellenleiters 7. Durch diese Halterung wird verhindert, dass sich der Oberflächenwellenleiter 7 durch eine Krafteinwirkung aus seiner gewünschten lotrechten Position bewegt.The TDR measuring method works according to the following measuring principle: Via the surface waveguide 7 High frequency signals are emitted at the surface of the surface waveguide 7 be guided along. These high-frequency signals are at a DK value jump or a change in the dielectric factor ε _{r of} the surrounding medium 3 or a related impedance change partially reflected back. The measured distance of the high-frequency signal or RF pulse is used to calculate the distance covered by a conversion using the formula of the shaft speed. This difference distance corresponds to the height of the container 5 minus the level 2 of the medium 3 in the container 5 , As the height of the container 5 or the position of the coupling of the measuring signal is known, thus can the level 2 in the container 5 determine. The centering element 12 in the neck 8th is a spacer 17 that the surface waveguide 7 in the neck 8th keeps centered and thereby prevents the surface waveguide the inner wall 9 of the neck 8th touched. That in the lower part of 1 provided centering element 12 forms together with the fastener 21 firmly attached to the inner wall 6 of the container 5 is attached, a one-sided mounting of the surface waveguide 7 , This holder prevents the surface waveguide 7 moved by a force from its desired vertical position.

Im unteren Endbereich des Oberflächenwellenleiters 7 ist ein Gewicht 22 angebracht. Das Gewicht 22 ist nur bei seilförmigen Oberflächenwellenleitern 7 relevant, da die Drahtseile besonders bei Schüttgütern sich sonst leicht verbiegen lassen und aufgeschwemmt werden können. Das Feldgerät 1 würde dann einen falschen Messwert liefern.In the lower end of the surface waveguide 7 is a weight 22 appropriate. The weight 22 is only for rope-shaped surface waveguides 7 relevant, since the wire ropes can bend easily and be washed up, especially with bulk goods. The field device 1 would then give a wrong reading.

In 2 ist die dritte Anwendungsmöglichkeit des Zentrierelementes 12 als ein Koaxialleitersystem 18 dargestellt. Hier dienen die Zentrierelemente 12 als Abstandshalter 17, die den Oberflächenwellenleiter 7 im Koaxialaußenleiter 19 zentrieren und das Koaxialleitersystem 18 vor mechanischer Beanspruchung bzw. vor Vibrationseinwirkungen schützen. In der 2 ist ein Zentrierelement 12 mit Ausnehmungen 13 vorgesehen. Wie schon zuvor erwähnt, handelt es sich bei dem rohrförmigen Gebilde 10 um einen Stutzen 8 oder ein Koaxialaußenleiter 19.In 2 is the third application of the centering element 12 as a coaxial conductor system 18 shown. Here are the centering elements 12 as a spacer 17 that the surface waveguide 7 in the coaxial outer conductor 19 center and the coaxial conductor system 18 Protect against mechanical stress or vibration. In the 2 is a centering element 12 with recesses 13 intended. As mentioned before, it is the tubular structure 10 around a neck 8th or a coaxial outer conductor 19 ,

In den Figuren 3a, 3b und 3c wird ein Ausführungsbeispiel eines Zentrierelementes 12 als Lochscheibe dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Teilung des Oberflächenwellenleiters 7 durch eine Verschraubung oder einen sonstigen lösbaren Befestigungsmechanismus zwingend, da die Ausnehmung 13 auf dem Oberflächenwellenleiter 7 eine Unterschneidung ausbildet, in die die radialsymmetrische innen liegende Aussparung 15 des Zentrierelementes 12 bündig passt. Eine andere Möglichkeit ist es, die Lochscheibe teilbar auszulegen, wodurch eine Montage des Zentrierelementes 12 als Lochscheibe auf einem durchgängigen Oberflächenwellenleiter 7 mit Ausnehmungen 13 wiederum möglich wird. Die außen liegenden Aussparungen 16 sind als Bohrungen dahingehend ausgestaltet, dass das Medium 3 durch das Zentrierelement 12 möglichst wenig in seinem Fließverhalten beeinflusst wird und dass das Zentrierelement 12 eine noch ausreichende mechanische Stabilität aufweist.In the figures 3a . 3b and 3c is an embodiment of a centering element 12 shown as a perforated disk. In this embodiment, the pitch of the surface waveguide is 7 mandatory by a screw or other releasable attachment mechanism, since the recess 13 on the surface waveguide 7 forms an undercut, in which the radially symmetric inner recess 15 of the centering element 12 fits flush. Another possibility is to divide the perforated disc divisible, thereby mounting the centering 12 as a perforated disc on a continuous surface waveguide 7 with recesses 13 becomes possible again. The outer recesses 16 are designed as holes to the effect that the medium 3 through the centering element 12 is influenced as little as possible in its flow behavior and that the centering element 12 has a sufficient mechanical stability.

In den Figuren 4a, 4b und 4c wird ein Ausführungsbeispiel eines Zentrierelementes 12 als Hufeisen-Stern dargestellt. Bei dem so genannten Hufeisen-Stern Zentrierelement 12 handelt es sich um einen Hohlzylinder, in der Größe und Form der Verjüngung 13.2 des Oberflächenwellenleiters 7 angepasst, mit kreuzförmig angeordneten Stegen und einer Öffnung der Zylinderform in dem Durchmesser des Oberflächenwellenleiters 7 an der Verjüngung 13.2. In 4c ist ein Beispiel gezeigt, wie das Zentrierelement 12 auf dem Oberflächenwellenleiter 7 angebracht werden kann, indem das scheibenförmige Element 12.2 in der Scheibenstärke geteilt wird und somit in zwei Teilstücken 12.3 ausgelegt ist. Diese Teilstücke 12.3 werden gegenläufig übereinander geschoben und können über zusätzliche Führungen, Nuten, Zapfen und entsprechenden Gegenelementen, die ineinander greifen und sich auf den Oberflächen der Teilstücke 12.3 des scheibenförmigen Elementes 12.2 befinden, zueinander arretiert werden. Eine alternative Möglichkeit, das Zentrierelement 12 auf dem Oberflächenwellenleiter 7 zu fixieren, ist es, ein zusätzliches Halteelement 14, z.B. einen Splint 14.2 , wie in 5f gezeigt, anzubringen, das ein Herunterrutschen des Zentrierelementes 12 von der Verjüngung 13.2 des Oberflächenwellenleiters 7 verhindert.In the figures 4a . 4b and 4c is an embodiment of a centering element 12 shown as a horseshoe star. At the so-called horseshoe star centering element 12 it is a hollow cylinder, in the size and shape of the taper 13.2 of the surface waveguide 7 adapted, with cross-shaped webs and an opening of the cylindrical shape in the diameter of the surface waveguide 7 at the rejuvenation 13.2 , In 4c an example is shown as the centering element 12 on the surface waveguide 7 can be attached by the disc-shaped element 12.2 is divided in the disk thickness and thus in two parts 12.3 is designed. These cuts 12.3 are pushed in opposite directions over each other and can have additional guides, grooves, pins and corresponding counter-elements that interlock and on the surfaces of the sections 12.3 of the disc-shaped element 12.2 are locked to each other. An alternative possibility, the centering element 12 on the surface waveguide 7 it is an additional holding element to fix 14 , eg a sapwood 14.2 , as in 5f shown to attach, which is a slipping down of the centering 12 from the rejuvenation 13.2 of the surface waveguide 7 prevented.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zentrierelementes ist in den 5a-5g 12 als Halbstern dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Zentrierelement 12 eine sternförmige Scheibe mit einer Mittenbohrung 23 in der Größe des Durchmessers der Verjüngung 13.2 des Oberflächenwellenleiters 7, die in symmetrische Teilstücke 12.3 aufgeteilt ist.Another embodiment of a centering element is in the 5a - 5g 12 shown as half stars. In this embodiment, the centering element 12 a star-shaped disk with a center hole 23 in the size of the diameter of the rejuvenation 13.2 the surface wel lenleiters 7 made into symmetrical sections 12.3 is divided.

Das Zentrierelement 12 weist an seinen äußeren Rändern außen liegende Aussparungen 16 auf, die dem Medium 3 genügend Platz zum Vorbeiströmen ermöglichen und auch die Gefahr der Ansatzbildung verringern. Die Teilstücke 12.3 der Scheibe 12.2 sind symmetrisch ausgelegt, dass diese durch ein einziges Werkzeug hergestellt werden können, was Kosten einspart. Die Teilstücke 12.3 des Zentrierelementes 12 werden auf die Verjüngung 13.2 des Oberflächenwellenleiters 7 geschoben und mit einem Halteelement 14, z.B. einem Federring 14.1 oder einem Splint 14.2 fixiert. Eine andere Möglichkeit, die Teilstücke 12.3 zu fixieren besteht darin, an den Teilstücken 12.3 selbst Halteelemente 14, z.B. in der Form von Nuten und Zapfen bzw. Gräben und Bohrungen oder anderer Befestigungsmechanismen, anzubringen, die die Teilstücke 12.3 des Zentrierelementes 12 auf der Verjüngung 13.2 des Oberflächenwellenleiters 7 fixieren.The centering element 12 has on its outer edges outer recesses 16 on that the medium 3 allow enough space to bypass and also reduce the risk of build-up. The cuts 12.3 the disc 12.2 are symmetrically designed to be manufactured by a single tool, saving costs. The cuts 12.3 of the centering element 12 be on the rejuvenation 13.2 of the surface waveguide 7 pushed and with a holding element 14 , eg a spring washer 14.1 or a split pin 14.2 fixed. Another way, the cuts 12.3 to fix it is on the sections 12.3 even holding elements 14 For example, in the form of grooves and trenches and bores or other attachment mechanisms, attach the sections 12.3 of the centering element 12 on the rejuvenation 13.2 of the surface waveguide 7 fix.

In 5e ist ein Ausführungsbeispiel zu sehen, das ein zweiteilig ausgeführtes Zentrierelement 12 aufzeigt, das wiederum über einen Federring 14.1 als Halteelement 14 auf der Verjüngung 13.2 fixiert ist. In 5g ist ein Ausführungsbeispiel des Zentrierelementes 12 als Halbstern zu sehen, bei dem die Teilung des Zentrierelementes 12 unsymmetrisch ausgeführt ist und die Teilstücke 13.2 über einen Splint 14.2 oder ein sonstiges Halteelement 14 zusammen gehalten bzw. zueinander fixiert werden.In 5e is an embodiment to see that a two-part executed centering 12 shows, in turn, via a spring washer 14.1 as a holding element 14 on the rejuvenation 13.2 is fixed. In 5g is an embodiment of the centering element 12 to see as a half-star, in which the division of the centering element 12 is executed asymmetrically and the sections 13.2 over a split pin 14.2 or another holding element 14 held together or fixed to each other.

In 6 wird ein Ausführungsbeispiel des Zentrierelementes 12 mit zylindrischen Stiften 12.1 und Bohrungen 13.1 dargestellt. Die Ausnehmungen 13 an dem Oberflächenwellenleiter 7 sind so beschaffen, dass der Wellenwiderstand näherungsweise konstant ist. Der Wellenwiderstand ist abhängig von dem DK-Wert der verwendeten Materialien. Bei diesem Beispiel werden als Ausnehmungen 13, je nach DK-Wert des Materials der Stifte 12.1, Bohrungen 13.1 in den Oberflächenwellenleiter 7 eingebracht und die Stifte 12.1 in den Bohrungen 13.1 befestigt. Bei den Bohrungen 13.1 kann es sich um Durchgangsbohrungen oder Sacklochbohrungen handeln, in die Befestigungshilfen für die Stifte 12.1, z.B. in Form von Gewinden oder Nuten, eingebracht sind. Die Stifte 12.1, bei denen es sich beispielsweise auch um Bolzen handeln kann, werden in die Bohrungen 13.1 eingebracht und über ein entsprechendes Halteelement 14 befestigt. Sie werden z.B. eingeschraubt, eingeklemmt, eingeklebt und/oder eingelötet. Die Achse Y der Bohrungen 13.1 muss nicht zwangsläufig orthogonal zu der Achse Z des Oberflächenwellenleiters 7 ausgerichtet sein, sondern die Bohrungen 13.1 können auch in einem beliebigen Winkel zu der Längsachse Z des Oberflächenwellenleiters 7 erfolgen.In 6 is an embodiment of the centering 12 with cylindrical pins 12.1 and drilling 13.1 shown. The recesses 13 on the surface waveguide 7 are such that the characteristic impedance is approximately constant. The characteristic impedance depends on the DK value of the materials used. In this example are called recesses 13 , depending on the DK value of the material of the pins 12.1 , Drilling 13.1 in the surface waveguide 7 introduced and the pins 12.1 in the holes 13.1 attached. At the holes 13.1 These can be through holes or blind holes in the mounting aids for the pins 12.1 , For example, in the form of threads or grooves, are introduced. The pencils 12.1 , which may also be bolts, for example, are in the holes 13.1 introduced and via a corresponding retaining element 14 attached. They are screwed in, for example, clamped, glued and / or soldered. The axis Y of the holes 13.1 does not necessarily orthogonal to the axis Z of the surface waveguide 7 be aligned, but the holes 13.1 can also be at any angle to the longitudinal axis Z of the surface waveguide 7 respectively.

In den Figuren 7a-7d, 8a-8c und 9a-9d werden Ausführungsbeispiele eines Zentrierelementes 12 als Zahnrad dargestellt. Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu finden, dass zwischen dem Oberflächenwellenleiter 7 und der Innenwand 6, 9, 11, 20 ein mechanisch stabiles Gerüst als Zentrierelement 12 ausgebildet ist. Dieses Zentrierelementes 12 liegt nur in wenigen Randbereichen an dem Oberflächenwellenleiter 7 und demzufolge sind die Volumenanteile des Zentrierelementes 12, die sich in der Nähe des Oberflächenwellenleiters 7 befinden, unter Beachtung der mechanischen Stabilität minimal ausgestaltet. Somit wird durch das geringe Störvolumen des Zentrierelementes 12 der Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters 7 nur unbeträchtlich verändert. Die Verringerung des Störvolumens im Bereich des Oberflächenwellenleiters 7 hat den Grund, dass das elektrische Feld an der Oberfläche des Oberflächenwellenleiters 7 am stärksten vorliegt und reziprok mit Entfernung vom Oberflächenwellenleiter 7 abnimmt. Dieses Zentrierelement 12 besteht aus einem scheibenförmigen Element 12.2 mit innen liegenden Aussparungen 15 und/oder außen liegenden Aussparungen 16. Bei der Gestaltung der Aussparungen 15,16 werden insbesondere folgende Aspekte beachtet:

• – mechanischen Stabilität des Zentrierelementes 12
• – Konstanz des Wellenwiderstandes des Oberflächenwellenleiters 7
• – nahezu behinderungsfreier Durchfluss des fließenden Mediums 3
• – Laufzeitverzögerungen des Signals durch das Zentrierelement 12

In the figures 7a - 7d . 8a - 8c and 9a - 9d Be embodiments of a centering 12 shown as a gear. The essence of the invention can be found in the fact that between the surface waveguide 7 and the inner wall 6 . 9 . 11 . 20 a mechanically stable framework as a centering element 12 is trained. This centering element 12 lies only in a few edge regions on the surface waveguide 7 and consequently the volume fractions of the centering element 12 that are near the surface waveguide 7 are minimally designed, taking into account the mechanical stability. Thus, the low disturbance volume of the centering element 12 the characteristic impedance of the surface waveguide 7 changed only insignificantly. The reduction of the disturbance volume in the area of the surface waveguide 7 has the reason that the electric field at the surface of the surface waveguide 7 is highest and reciprocal with distance from the surface waveguide 7 decreases. This centering element 12 consists of a disk-shaped element 12.2 with internal recesses 15 and / or external recesses 16 , In the design of the recesses 15 . 16 In particular, the following aspects are considered:

• - Mechanical stability of the centering element 12
• - Constancy of the characteristic impedance of the surface waveguide 7
• - Virtually disability-free flow of the flowing medium 3
• - Delays of the signal through the centering element 12

Auf Grund der geringen Beeinflussung des Wellenwiderstandes durch diesen Aufbau des Zentrierelementes 12 mit einer nur geringen Anlagefläche am Oberflächenwellenleiter 7 bzw. einem geringen Störvolumen ist einen Ausnehmung 13 in der Form einer Verjüngung 13.2 des Oberflächenwellenleiters 7 nicht zwingend nötig.Due to the low influence of the characteristic impedance by this construction of the centering element 12 with only a small contact surface on the surface waveguide 7 or a small disturbance volume is a recess 13 in the form of a rejuvenation 13.2 of the surface waveguide 7 not absolutely necessary.

Jedoch kann zur Fixierung des Zentrierelementes 12 auf dem Oberflächenwellenleiter 7 eine geringfügige Ausnehmung 13 vorgesehen sein, in die das Zentrierelement 12 mit seinen innen liegenden Zähnen einrastet. Eine andere Möglichkeiten, das Zentrierelement 12 auf dem Oberflächenwellenleiter 7 zu fixieren, ist es, durch eine kleine Einkerbung einen leichten Ringwulst am Oberflächenwellenleiter 7 zu bilden, die eine Barriere für das Zentrierelement 12 darstellt oder das Zentrierelement 12 mit einer Federring 14.1 auf dem Oberflächenwellenleiter 7 zu platzieren.However, for fixing the centering element 12 on the surface waveguide 7 a slight recess 13 be provided, in which the centering element 12 engages with its internal teeth. Another options, the centering element 12 on the surface waveguide 7 To fix it, it is, by a small notch a slight annular bead on the surface waveguide 7 to form a barrier to the centering element 12 represents or the centering element 12 with a spring washer 14.1 on the surface waveguide 7 to place.

In den 7d und 9d sind Ausführungsbeispiele aufgezeigt, bei denen die Flächen des scheibenförmigen Elementes 12.2 nicht planparallel ausgestaltet sind. In diesen Figuren wird eine Möglichkeit aufgezeigt, die Volumenelemente des Zentrierelementes 12 noch weiter zu verkleinern, wodurch diese noch unwesentlicher den Wellenwiderstand des Oberflächenwellenleiters 7 beeinflussen. Da das freie elektrische Feld an der Oberfläche des Oberflächenwellenleiters 7 am größten ist und mit der Kehrwert der Entfernung abnimmt, ist die Verringerung des Störvolumens im Bereich des Oberflächenwellenleiters 7 als am zweckdienlichsten anzusehen. Diese unterschiedlichen Höhen des Zentrierelementes 12 sind auch bei den anderen Ausführungsformen der Lösungen, wie in 3 bis 6 zu sehen, realisierbar.In the 7d and 9d Embodiments are shown in which the surfaces of the disc-shaped element 12.2 are not plane-parallel configured. In these figures, a poss revealed sensitivity, the volume elements of the centering 12 even further to reduce, making this even more insignificant the characteristic impedance of the surface waveguide 7 influence. Because the free electric field at the surface of the surface waveguide 7 is greatest and decreases with the reciprocal of the distance, is the reduction of the disturbing volume in the region of the surface waveguide 7 to be regarded as most useful. These different heights of the centering element 12 are also in the other embodiments of the solutions, as in 3 to 6 to see, realizable.

11

Feldgerätfield device

22

Füllstandlevel

33

Mediummedium

44

Mediumsoberflächemedium surface

55

Behältercontainer

66

Innenwand des Behältersinner wall of the container

77

stab- oder seilförmige OberflächenwellenleiterRod- or rope-shaped Surface waveguide

7.17.1

Wellenleiterwaveguides

88th

StutzenSupport

99

Innenwand des Stutzensinner wall of the neck

1010

rohrförmiges Gebildetubular structure

1111

Innenwand des rohrförmigen Gebildesinner wall of the tubular structure

1212

Zentrierelement/-eCentering / -e

12.112.1

zylindrischer Stiftcylindrical pen

12.212.2

scheibenförmiges Elementdisk-shaped element

12.312.3

Teilstückesections

1313

Ausnehmungrecess

13.113.1

Bohrungdrilling

13.213.2

Verjüngungrejuvenation

1414

Halteelementretaining element

14.114.1

Federringspring washer

14.214.2

Splintcotter

1515

innen liegende AussparungInside lying recess

1616

außen liegende Aussparungoutside recess

1717

Abstandshalterspacer

1818

KoaxialleitersystemKoaxialleitersystem

1919

Koaxialaußenleitercoaxial outer conductor

2020

Innenwand des Koaxialleiteraußenwellenleitersinner wall of the coaxial conductor outer waveguide

2121

Befestigungselementfastener

2222

GewichtWeight

2323

Mittenbohrungcenter bore

Claims (16)

Vorrichtung zum Ausrichten und Zentrieren eines stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters (7) eines Feldgerätes (1), welches zur Bestimmung des Füllstandes (2) eines Mediums (3) in einem Behälter (5) eingesetzt ist, wobei über den Oberflächenwellenleiter (7) elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche (4) reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter (7) zumindest teilweise von einem rohrförmigen Gebilde (10) umschlossen ist und ins Innere eines Behälters (5) hineinragt, wobei zumindest ein Zentrierelement (12) vorgesehen ist, das den Oberflächenwellenleiter (7) in dem rohrförmigen Gebilde (10) zentriert und/oder das verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter (7) mit der Innenwand (11) des rohrförmigen Gebildes (10) in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (12) aus einem Material mit einer vorgegebenen Dielektrizitätskonstanten besteht und dass an dem Oberflächenwellenleiter (7), zumindest an einer Position, an der das Zentrierelement (12) platziert ist, zumindest eine Ausnehmung (13) vorgesehen ist, deren Dimensionierung von der Dielektrizitätskonstanten des Materials des Zentrierelementes (12) und der geometrischen Form des Zentrierelementes (12) abhängt.Device for aligning and centering a rod or rope-shaped surface waveguide ( 7 ) of a field device ( 1 ), which is used to determine the filling level ( 2 ) of a medium ( 3 ) in a container ( 5 ), wherein over the surface waveguide ( 7 ) electromagnetic waves are generated on the medium surface ( 4 ), wherein the surface waveguide ( 7 ) at least partially of a tubular structure ( 10 ) and into the interior of a container ( 5 protrudes, wherein at least one centering element ( 12 ) is provided, which the surface waveguide ( 7 ) in the tubular structure ( 10 ) and / or prevents the surface waveguide ( 7 ) with the inner wall ( 11 ) of the tubular structure ( 10 ) comes into contact, characterized in that the centering element ( 12 ) consists of a material with a given dielectric constant and that on the surface waveguide ( 7 ), at least at a position at which the centering element ( 12 ) is placed, at least one recess ( 13 ), whose dimensioning of the dielectric constant of the material of the centering element ( 12 ) and the geometric shape of the centering element ( 12 ) depends. Vorrichtung zum Ausrichten und Zentrieren eines stab- oder seilförmigen Oberflächenwellenleiters (7) eines Feldgerätes (1), welches zur Bestimmung des Füllstandes (2) eines Mediums (3) in einem Behälter (5) Behälter im Hochtemperaturbereich eingesetzt ist, wobei über den Oberflächenwellenleiter (7) elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche (4) reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter (7) zumindest teilweise von einem rohrförmigen Gebilde (10) umschlossen ist und ins Innere eines Behälters (5) hineinragt, wobei zumindest ein Zentrierelement (12) vorgesehen ist, das den Oberflächenwellenleiter (7) in dem rohrförmigen Gebilde (10) zentriert und/oder das verhindert, dass der Oberflächenwellenleiter (7) mit der Innenwand (11) des rohrförmigen Gebildes (10) in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (12) aus einem Material mit einer bestimmten Dielektrizitätskonstanten besteht und dass das Zentrierelement (12) zumindest eine innen liegende Aussparung (15) aufweist und/oder dass am äußeren Rand des Zentrierelementes (12) außen liegende Aussparungen (16) ausgestaltet sind, so dass das Zentrierelement (12) nur teilweise an dem Oberflächenwellenleiter (7) und/oder der Innenwand (9, 11, 20) anliegt.Device for aligning and centering a rod or rope-shaped surface waveguide ( 7 ) of a field device ( 1 ), which is used to determine the filling level ( 2 ) of a medium ( 3 ) in a container ( 5 ) Container is used in the high temperature range, wherein over the surface waveguide ( 7 ) electromagnetic waves are generated on the medium surface ( 4 ), wherein the surface waveguide ( 7 ) at least partially of a tubular structure ( 10 ) and into the interior of a container ( 5 protrudes, wherein at least one centering element ( 12 ) is provided, which the surface waveguide ( 7 ) in the tubular structure ( 10 ) and / or prevents the surface waveguide ( 7 ) with the inner wall ( 11 ) of the tubular structure ( 10 ) comes into contact, characterized in that the centering element ( 12 ) consists of a material with a certain dielectric constant and that the centering element ( 12 ) at least one inner recess ( 15 ) and / or that at the outer edge of the centering element ( 12 ) outer recesses ( 16 ) are configured so that the centering element ( 12 ) only partially on the surface waveguide ( 7 ) and / or the inner wall ( 9 . 11 . 20 ) is present. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung/-en (13) auf dem Oberflächenwellenleiter (7) so beschaffen ist/sind, dass bei fixiertem Zentrierelement (12) an dem Oberflächenwellenleiter (7) der Wellenwiderstand entlang einem Wellenleiter (7.1) im Wesentlichen konstant ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the recess (s) (13) on the surface waveguide ( 7 ) is / are such that when the centering element ( 12 ) on the surface waveguide ( 7 ) the characteristic impedance along a waveguide ( 7.1 ) is substantially constant. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der/den Ausnehmung/-en (13) an dem Oberflächenwellenleiter (7) um zumindest eine Bohrung (13.1) handelt.Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that it is at the / the recess (s) (13) on the surface waveguide ( 7 ) around at least one hole ( 13.1 ). Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zentrierelement (12) um mindestens einen zylindrischen Stift (12.1) handelt, der in die Bohrung/-en (13.1) an dem Oberflächenwellenleiter (7) eingebracht ist/sind.Apparatus according to claim 4, characterized in that it is in the centering element ( 12 ) around at least one cylindrical pin ( 12.1 ) which enters the bore (s) (13.1) on the surface waveguide ( 7 ) is / are introduced. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Ausnehmung (13) an dem Oberflächenwellenleiter (7) um eine Verjüngung (13.2) des Oberflächenwellenleiters (7) handelt.Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that it is in the recess ( 13 ) on the surface waveguide ( 7 ) to a rejuvenation ( 13.2 ) of the surface waveguide ( 7 ). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (12) aus einem scheibenförmigen Element (12.2) mit Aussparungen (15, 16) besteht.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the centering element ( 12 ) from a disc-shaped element ( 12.2 ) with recesses ( 15 . 16 ) consists. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (12) aus mehreren Teilstücken (12.3) besteht, die lösbar miteinander verbunden werden.Device according to claim 1, 2, 3 or 5, characterized in that the centering element ( 12 ) of several sections ( 12.3 ) which are detachably connected to each other. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (12) den Oberflächenwellenleiter (7) im Bereich der Ausnehmung (13) bündig umschließt.Apparatus according to claim 6, characterized in that the centering element ( 12 ) the surface waveguide ( 7 ) in the region of the recess ( 13 ) encloses flush. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke (12.3) des Zentrierelements (12) symmetrisch sind.Device according to claim 8, characterized in that the cuts ( 12.3 ) of the centering element ( 12 ) are symmetrical. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenwellenleiter (7) an der Position der Ausnehmung (13) teilbar ausgestaltet ist.Device according to claims 6 or 9, characterized in that the surface waveguide ( 7 ) at the position of the recess ( 13 ) is divisible designed. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Halteelement (14) vorgesehen ist, das das Zentrierelement (13) auf dem stabförmigen oder seilförmigen Oberflächenwellenleiter (7) fixiert.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one retaining element ( 14 ) is provided, the centering element ( 13 ) on the rod-shaped or rope-shaped surface waveguide ( 7 ) fixed. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (12) aus einem Material, das im Wesentlichen aus einer Keramik und/oder einem Kunststoff besteht, angefertigt ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the centering element ( 12 ) made of a material which consists essentially of a ceramic and / or a plastic is made. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem rohrförmigen Gebilde (10) um einen Stutzen (8) am Behälter (5) handelt und dass das Zentrierelement (12) als Abstandshalter (17) des Oberflächenwellenleiters (7) zur Innenwand (9) des Stutzens (8) dient.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is in the tubular structure ( 10 ) around a nozzle ( 8th ) on the container ( 5 ) and that the centering element ( 12 ) as a spacer ( 17 ) of the surface waveguide ( 7 ) to the inner wall ( 9 ) of the neck ( 8th ) serves. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem rohrförmigen Gebilde (10) um einen Koaxialaußenleiter (19) handelt, der zusammen mit dem Oberflächenwellenleiter (7) ein Koaxialleitersystem (18) bildet und dass das Zentrierelement (12) als Abstandshalter (17) des Oberflächenwellenleiters (7) zur Innenwand (20) des Koaxialaußenleiters (19) dient.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is in the tubular structure ( 10 ) around a coaxial outer conductor ( 19 ), which together with the surface waveguide ( 7 ) a coaxial conductor system ( 18 ) and that the centering element ( 12 ) as a spacer ( 17 ) of the surface waveguide ( 7 ) to the inner wall ( 20 ) of the coaxial external conductor ( 19 ) serves. Verwendung des Zentrierelementes (12) nach den Ansprüchen 1 bzw. 3-15 der ersten Ausführungsform oder den Ansprüchen 2, 8, 10 bzw. 12-15 der zweiten Ausführungsform als Befestigungsmittel eines stab- oder seilförmige Oberflächenwellenleiters (7) eines Feldgerätes (1), welche zur Bestimmung des Füllstandes (2) eines Mediums (3) in einem Behälter (5) eingesetzt ist, indem über den Oberflächenwellenleiter (7) elektromagnetische Wellen geführt werden, die an der Mediumsoberfläche (4) reflektiert werden, wobei der Oberflächenwellenleiter (7) ins Innere eines Behälters (5) hineinragt, und wobei ein Befestigungselement (21) vorgesehen ist, dessen einer Endbereich mit dem Zentrierelement (12) verbunden ist, das den Oberflächenwellenleiter (7) umschließt, und dessen anderer Endbereich an der Innenwand (6) des Behälters (5) fixiert ist.Use of the centering element ( 12 ) according to claims 1 or 3-15 of the first embodiment or claims 2, 8, 10 and 12-15 of the second embodiment as a fastening means of a rod or rope-shaped surface waveguide ( 7 ) of a field device ( 1 ), which are used to determine the filling level ( 2 ) of a medium ( 3 ) in a container ( 5 ) is inserted by passing over the surface waveguide ( 7 ) electromagnetic waves are generated on the medium surface ( 4 ), wherein the surface waveguide ( 7 ) into the interior of a container ( 5 protruding, and wherein a fastener ( 21 ) is provided, whose one end region with the centering element ( 12 ) which connects the surface waveguide ( 7 ), and its other end region on the inner wall ( 6 ) of the container ( 5 ) is fixed.