SE461179B - Anordning foer maetning av nivaan av ett i en behaallare befintligt fluidum - Google Patents

Description

461 179' ' Enligt uppfinningen utmärkes en anordning av det inledningsvis nämnda slaget, vilken på ett enkelt sätt kan kalibreras även då den nämnda behållaren innehåller en kondenserbar gas under övertryck, i första hand av ett polarisationsurgan, anordnat att valfritt polarisera den från sändaren utmatade mikrovågssignalen i ett första eller ett andra polarisatiensplan, vilka bildar en inbördes vinkel, företrädesvis 900 samt vidare av åtminstone en reflekterande reaktans, anordnad i röret att ge en väsentligen starkare reflex av mikrovâgssignalen i det förs- ta än i det andra polarisationsplanet.

Det nämnda röret är vanligen cirkulärcylindriskt, men även andra ut- formningar är tänkbara, under förutsättning att de i tvärsnittet upp- visar 900-symmetri, såsom ett kvadratískt eller superelliptiskt tvär- snitt med två lika långa storaxlar. Som pnlariserbar mikrovågssignal användes företrädesvis en sådan uppvisande H -mod, men även andra 11 rotationsosymmetriska moder såsom E -mod är tänkbara. I praktiken är rörets tvärsnitt oftast så dimensinöärat, att det i och för sig med- ger passage av högre moder. I en föredragen utföringsform av anord- ningen enligt uppfinningen innefattar sändaren en cirkulär vågledare för enmodsutbredning, i första hand för H11-mnd.

Polarisationsorganet kan på i och för sig känt sätt utformas på många olika sätt. I en lämplig utföringsform utgöres det av en väsentligen plan skiva av ett dielektriskt material såsom en polymer, anordnad med sitt plan väsentligen parallellt med vâgledarens symmetriaxel, före- trädesvis på tvären utfyllande vågledarens diameter, varvid vågledaren lämpligen har ett cirkulärt tvärsnitt. Skivan är anordnad vridbar kring vågledarens symmetriaxel mellan två lägen, företrädesvis så att ski- vana plan i de två iägena bildar as°.

I en alternativ, föredragen utföringsform av polarisationsorganet ut- bytes skivan av dielektriskt material mot en eller två plana metall- skivor, även de placerade med sitt eller sina plan väsentligen paral- lellt med vågledarens symmetriaxel, dock ej på tvären utfyllande våg- 461 179 ledarens diameter. Skivan eller skivorna är på motsvarande sätt vrid- bara.

I en annan lämplig utföringsform av polarisationsorganet utgöres detta av en vågledarsektion, vilken är oval i tvärsnittet, varvid vågledar- sektionen är anordnad vridbar kring sin symmetriaxel valfritt mellan två lägen, företrädesvis så att vågledarsektionens längsgående symmetri- plan i de :vä lagens bildar as”. Även den nämnda reaktansen kan utformas på ett antal olika sätt. En lämp- lig utföringsform innebär, att den bildas av en relativt smal metall- pinne, anordnad med sin längdriktning vinkelrätt mot rörets längdaxel, företrädesvis sträckande sig diametralt genom röret.

Reaktansen kan även bildas av en i rörets vägg anordnad slitsöppning, företrädesvis med sin längdriktning vinkelrätt mot rörets längdaxel.

Slitsöppningen kan utföras väsentligt större än de nämnda relativt små öppningarna i röret, med detta är inte nädvändigt. Vid kalibre- ringen kan man nämligen använda en sådan elektronikenhet, Försedd med passande filter, att reaktansens reflexposition ändå kan mätas in. Även om det i och för sig skulle räcka att anordna en enda reaktans i röret, är det i praktiken lämpligt att anordna ett flertal sådana. Då en reaktans befinner sig under Fluidets yta, d.v.s. Fluidet har stigit över dess läge, ger den inte någon reflex.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade figurerna, av vilka - Figur 1 schematiskt visar, i perspektiv, en anordning enligt upp- finníngen, Figur 2 a schematiskt visar, i perspektiv, ett polarisationsorgan, Figur 2 b, c polarisatíonsorganets enligt 2 a verkningssätt, Figur 3 a-d visar schematiskt, i tvärsnitt, ett antal utföranden av polarisationsorgan, 461 179' “ Figur 4 a, b schematiskt i perspektiv resp. tvärsnitt en utföringsform av en reaktans enligt uppfinningen, - "s r in~. - a, b schematiskt i perspektiv resp. tvärsnitt en alt. utfö- ' l ringsform av en reaktans och Figur 6 a, b schematiskt i perspektiv resp. i tvärsnitt ytterligare en alt. utföringsform av en reaktans.

I figur 1 anger 1 ett vertikalt, cirkulärcylindriskt rör, vilket är fast monterat i en icke visad behållare innehållande ett fluidum, så- som en kondenserad gas. Röret visas ej i sin hela längd utan endast i sin övre och en nedre del. Röret är försett med ett antal relativt små öppningar 2 i sin vägg, vilka möjliggör kommunikation av fluidet från behållaren i övrigt till rörets inre, så att fluidets nivå är den- samma inom röret som i behållaren i övrigt. Behållarens övre begräns- ning eller tak betecknas med 3. Pâ detta är en enhet 4 fast monterad.

Denna enhet innehåller, icke närmare visade, en sändare för matning av en polariscrbar mikrovågssignal, i detta fall med H11-mod, samt en mot- tagare för mottagning av reflekterad mikrovågssignal, samt en elektro- nikenhet för bestämning av den reflekterade mikrovågssignalens relfex- position.

Sändaren innefattar en cirkulär vâgledare, i figur 1 betecknad med 5.

En sektion av denna vågledare, 6, utgör polarísationsorgan, och är vrid- bar mellan två lägen på 450 avstånd från varandra. I denna sektion är en plan skiva 7 av ett polymermaterial monterad, diametralt utfyllande sektionen, med sitt plan parallellt med vågledarens symmetriaxel. Våg- ledaren omges av ett skyddsrör 8. Vågledaren 5 övergår via ett koniskt mellanstycke 9 i röret 1. l den nedre delen av detta är en relativt smal metallpinne 10 monterad diametralt vinkelrätt mot rörets 1 längd- riktning. Denna metallpinne 10 utgör en reaktans vilken ger upphov till en definierad reflexion av en utsänd mikrovågssignal, vilken mottas av mottagaren i enheten 4 och medelst elektronikenheten ger en kalibre- ring av mätfunktionen. Enheten 4 med sändaren och mottagaren är fixe- i rade i förhållande till metallpinnen. 461 179 I figur 2 a visas sektionen 6 av vågledaren med skivan 7, d.v.s. det använda polarisationsorganet. Polariseringen en inkommande mikrovågs- signal åskådliggöres schematiskt i figurerna 2 b och 2 c.H11-mod användes, och E-fältets centrala vektor ovanför skivan 7 betecknas med E. Om skivan 7 står vinkelrätt mot denna vektor E påverkas E-fäl- tet ej, fig. 2 b. Om däremot, som i fig 2 c, skivan står i 450 mot vek- torn E, kommer denna att vridas 900, till riktningen E under skivan.

Förklaringen framgår, om E delas upp i komposanterna e1 och ez. Av dessa riktas eZ parallellt. med skivan och fasvrides 1800, medan e1 förblir oförändrad. Ep utgör resultanten av e1 och ej under skivan, som nämnts, 909 vriden i förhållande till E.

Um nu míkrovågssignalen utsändes med E-fältets centrala vektor vinkel- rätt mot metallpinnen 10 kommer endast en relativt svag signal att reflekteras till mottagaren, medan den sigal, som reflekteras från fluidets yta knappast påverkas av metallpinnens om denna befinner sig nära denna yta.

Om däremot E-fältets centrala vektor utsändes polariserad 900 kommer den att reflekteras med maximal styrka av metallpinnen, och därmed möjliggöra en kalibreringsmätning.

I figur 1 visas i och för sig endast en metallpinne 10, med i prakti- ken används som nämnts flera sådana, placerade på olika nivåer. Endast en metallpinne, som befinner sig ovanför fluidets yta ger nämligen upphov till en reflekterad signal. 1 figur 3 visas i två spalter fyra alternativa utföringsformer av po- larisatororganet, schematiskt i tvärsnitt.

Figur 3a1 är sålunda en vâgledarsektion med ovalt tvärsnitt, som kan vridas 450 för polarisering av en inkommande mikrovågssignal.

Figur 3b1, bz visar en metallskiva 12, som ej fyller ut ett cirkulärt tvärsnitt av en vågledare figur 3c1, cz metallskivor i form av av ske- nor 13 vid en cirkulär vågledares vägg och figur 3d1, dz en cirkulär vågledare med diametralt ínskjutbara plana metallskívor ih. 461 179' ß Några olika alternativa utformningar av en reaktans framgår av figur ä.

Utformningen med en relativt smal metallpinne 10 visas perspektivískt resp. í tvärsnitt i figur àa, b.

En variant, figur Sa, b är utformad som ett par symmetriskt, diametralt monterade stift 5. Ytterligare ett förslag till utformning, en perife- ríell slits 11 av figur 6 a, h.

Det mâ noteras, att omställningen av polarisationsorganet kan ske rent manuellt eller genom fjärrmanövreríng helt oberoende av driftstill- ståndet i behållaren, innehållande det aktuella fluídet. i) 44:!

Claims (1)

1. 461 179 Patentkrav Anordning för mätning av nivån av ett i en behållare befintligt fluídum, d.v.s. ett flytande eller granulärt material, företrädes- vis en kondenserbar gas under överlryck, innefattande - ett vertikalt rör, genom ett antal relativt små öppningar i dess vägg så knmmunicerande med det nämnda fluidet, att dettas nivå inom röret är densamma som i behållaren i övrigt - en sändare för matning av en polariserbar mikrovågssignal genom det nämnda röret, varvid dettas tvärsnitt är så stort, att det medger passage av mikrovågssignalen, - en mottagare av reflekterad mikrovågssignal, - en elektronikenhet, anordnad att bestämma den reflekterade mikro- vågssignalens reflexposition, k ä n n e t e c k n a d av - ett polarisationsorgan (6, 7) anordnat att valfritt polarisera den från sändaren utmatade mikrovâgssignalen i ett första eller ett andra polarisationsplan, vilka bildar en inbördes vinkel, före- trädesvis 9u°, - åtminstone en reflekterande reaktans (10), anordnad i röret (1) att ge en väsentligen starkare reflex av mikrovågssignalen i det första än i det andra polarisationsplanet. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att sändaren innefattar en cirkulär vågledare (5) för enmodsutbredning, före- trädesvis H11-mod. Anordning enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a d av att polarisationsorganet utgöres av en väsentligen plan skiva (7) av ett dielektriskt material såsom en polymer, anordnad med sitt plan väsentligen parallellt med vågledarens symmetriaxel, företrädesvis på tvären utfyllande vågledarens diameter, varvid skivan är anord- nad vridbar kring vågledarens symmetriaxel valfritt mellan två lä- gen, företrädesvis så att skívans plan i de två lägena bildar 450. 461 179" Anordning enligt krav 1 eller Z, k ä n n e t e c k n a d av att pclarisationsorganet utgöres av åtminstone en plan metallskiva, anordnad med sitt plan väsentligen parallellt med vågledarens sym- metriaxel, ej på tvären utfyllande vågledarens diameter, varvid metallskivan är anordnad vridbar kring vågledarens symmetriaxel, valfritt mellan två lägen, företrädesvis så att metallskivans plan i de två iägena under as°. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att polarisationsorganet utgöres av en vågledarsektion (3 a) vilken är oval i tvärsnitt, varvid vågledarsektionen är anordnad vridbar kring sin symetriaxel valfritt mellan två lägen, företrädesvis så att vågledaresektionens längsgående symmetriplan i de två lägena bildar as”. Anordning enligt något av krav 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda reaktansen bildas av en relativt smal metallpinne (10), anordnad med sin längdriktning vinkelrätt mot rörets (1) längd- axel, företrädesvis sträckande sig diamctralt genom röret (1). Anordning enligt något av krav 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda reaktansen bildas av en i rörets vägg anordnad slítsöppning (11), företrädesvis med sin längdriktning vinkelrätt mot rörets (1) längdaxel. W