特許 6104362 レベル測定および他の用途のレーダーのための進歩的なアンテナ保護

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6104362

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】レベル測定および他の用途のレーダーのための進歩的なアンテナ保護

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/284 20060101AFI20170316BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/284

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-505775(P2015-505775)

(86)(22)【出願日】2013年3月25日

(65)【公表番号】特表2015-516573(P2015-516573A)

(43)【公表日】2015年6月11日

(86)【国際出願番号】US2013033636

(87)【国際公開番号】WO2013154814

(87)【国際公開日】20131017

【審査請求日】2016年3月3日

(31)【優先権主張番号】13/444,627

(32)【優先日】2012年4月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(72)【発明者】

【氏名】モードゥイット，ローレント

(72)【発明者】

【氏名】サイ，ビン

(72)【発明者】

【氏名】デルサード，マイケル

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３７５５６８４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 実公昭６２−２７８６５（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開昭６１−１６９７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レベルゲージ（１０６）であって、
タンク（１０２）内の材料（１０４）に向かってワイヤレス信号を伝達し、前記タンク内の材料から反射されるワイヤレス信号を受信するように構成される少なくとも１つのアンテナ（２１６）と、
ハウジングと（１０８、２０２、３０２、４０２）、を有し、前記ハウジングは、
外側部分（２０４、３０４）と、
前記外側部分内の高くなったリム（２０８、３０８）と、
前記外側部分と前記リムとの間を延びる角度の付いた部分（２０６、３０６）と、
前記リム内の凹状部分（２１０、３１０）と、を有し、前記凹状部分は前記ハウジング内にクレーターを形成し、
前記少なくとも１つのアンテナは、前記ハウジングの前記凹状部分を通じてワイヤレス信号を伝達および受信するように構成される、レベルゲージ。

【請求項2】

請求項１に記載のレベルゲージであって、
前記外側部分は、外側環状領域を有し、
前記角度の付いた部分は、前記外側環状領域内で角度の付いた環状領域を有し、
前記リムは、環状リムを有する、レベルゲージ。

【請求項3】

請求項１に記載のレベルゲージであって、
前記ハウジングは、前記凹状部分で凝縮する液体が実質的に前記リムに向かって流れ、前記凹状領域を出るように構成され、
前記ハウジングの前記凹状部分は、伝達および受信されるワイヤレス信号に対して実質的に透明である、レベルゲージ。

【請求項4】

請求項１に記載のレベルゲージであって、さらに、
前記少なくとも１つのアンテナと前記ハウジングの前記凹状部分との間に配置されるアンテナレンズ（２１８）を有し、前記アンテナレンズは、伝達されるワイヤレス信号を集束させるように構成され、
前記レベルゲージはさらに、前記少なくとも１つのアンテナによるワイヤレスの伝達のための電気信号を生成し、前記少なくとも１つのアンテナから受信した電気信号を処理するように構成されるトランシーバ（２１４）と、
前記タンク内の材料のレベルを同定するように構成される制御ユニット（２１２）と、を有する、レベルゲージ。

【請求項5】

装置であって、
１つまたはそれ以上のワイヤレス要素を保護するように構成されるハウジング（１０８、２０２、３０２、４０２）を有し、前記ハウジングは、
外側部分（２０４、３０４）と、
前記外側部分内で高くなったリム（２０８、３０８）と、
前記外側部分と前記リムとの間を延びる角度の付いた部分（２０６、３０６）と、
前記リム内の凹状部分（２１０、３１０）と、を有し、前記凹状部分は前記ハウジング内にクレーターを形成し、
前記凹状部分は、前記１つまたはそれ以上のワイヤレス要素により使用されるワイヤレス信号に対して実質的に透明である、装置。

【請求項6】

請求項５に記載の装置であって、
前記外側部分、前記角度の付いた部分、前記リムは、少なくとも１つの金属を有し、
前記凹状部分は、ポリテトラフルオロエチレンを有する、レベルゲージ。

【請求項7】

方法であって、
ハウジング（１０８、２０２、３０２、４０２）を通してタンク（１０２）内の材料（１０４）に向けてワイヤレス信号を伝達すること（５０８）と、
前記タンク内の材料から反射するワイヤレス信号を受信すること（５１０）と、を有し、
前記ハウジングは、外側部分（２０４、３０４）と、
前記外側部分内の高くなったリム（２０８、３０８）と、
前記外側部分と前記リムとの間を延びる角度の付いた部分（２０６、３０６）と、
前記リム内の凹状部分（２１０、３１０）と、前記凹状部分は前記ハウジング内にクレーターを形成し、前記凹状部分はワイヤレス信号に対して実質的に透明である、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本開示は、全体としてレーダーシステムに関する。より具体的には、本開示は、レベル測定および他の用途のレーダーのための進歩的なアンテナ保護に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]処理施設および他の施設は、日常的に液体材料および他の材料を貯蔵するためのタンクを含む。たとえば、貯蔵タンクは、オイルまたは他の材料を貯蔵するために、タンク場施設および他の貯蔵施設で用いられる。他の例として、オイルタンカーおよび他の輸送船舶は、日常的にオイルまたは他の材料を貯蔵するために多数のタンクを含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

[0003]しばしば、タンク内に貯蔵されている量を測定することが必要であるか望ましいことがある。これは、たとえば、材料をタンク内に入れるまたはタンクから出すときに便利である。具体的な例として、「管理輸送」および「オイルの重量測定および計測」は、しばしば、タンクの屋根に取り付けられるレベル測定機器からの非常に正確な測定を必要とする。バルクストレージタンクにおいて、１ミリメートルの高さ測定の誤差は、数立方メートルの体積誤差になりえる。これは、１またはそれ以上の関係者に数千ドルの損失を与え得る。

【0004】

[0004]レーダー測定は、ここ数十年の非接触レベル測定の１つのタイプである。レーダー測定は、典型的には、タンク内の材料に向けてワイヤレスの信号を伝達し、タンク内の材料から反射したワイヤレス信号を受信する。不幸にも、レーダー測定は、タンクの壁、底部、屋根、および攪拌機、はしご、加熱コイルのような障害物からの反射のような、タンク内の複数の反射により影響を受けることがある。さらに、タンクの完全な収容量は、しばしば、貯蔵および輸送のために用いられる。このため、レベル測定は、典型的には、材料のレベルがタンクの底部または屋根に近づいたときにでも常意に信頼性を持つようにする必要があり、これは従来のレーダー測定では達成が困難なことがある。

【0005】

[0005]これらの問題を解決する１つのアプローチは、より小さいアンテナとともに狭いレーダービームを使用することである。より小さいアンテナは、タンクの様々なノズル内に嵌合することができ、タンク内に大きな「マンホール」を形成するのに関するコストを除去する。さらに、より狭いビームは、タンク内の他の物体からの反射を避けることができる。それゆえ、超広バンド幅のミリメートル波のレーダーが提案されている。しかし、タンク内の材料は、活動的（非常に腐食性がある等）であることがあり、タンク内の圧力は、大気圧よりも高いことがある。結果として、高性能および低コストを達成するために、ミリメートル波レーダーのような敏感なレベル測定機器のロバスト保護が非常に重要である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

[0006]本開示は、レベル測定および他の用途におけるレーダーのための進歩的なアンテナ保護を提供する。
[0007]第１の実施形態において、レベルゲージは、タンク内の材料に向けてワイヤレス信号を伝達し、タンク内の材料から反射されるワイヤレス信号を受信するように構成される、少なくとも１つのアンテナを含む。また、レベルゲージは、外側部分を備えるハウジングを含み、ハウジングは、外側部分内の高くなったリム、外側部分とリムとの間に延びる角度の付いた部分、およびリム内の凹部を含む。凹部は、ハウジング内にクレーターを形成する。少なくとも１つのアンテナは、ハウジングの凹部を通じてワイヤレス信号を伝達および受信するように構成される。

【0007】

[0008]第２の実施形態において、装置は、１つまたはそれ以上のワイヤレス要素を保護するように構成されるハウジングを含む。ハウジングは、外側部分、外側部分内の高くなったリム、外側部分とリムとの間を延びる角度の付いた部分、およびリム内の凹部を含む。凹部はハウジング内にクレーターを形成し、また、１つまたはそれ以上のワイヤレス要素により使用されるワイヤレス信号に対して実質的に透明である。

【0008】

[0009]第３の実施形態において、方法は、ハウジングを通じてタンク内の材料に向かってワイヤレス信号を伝達し、ハウジングを通じてタンク内の材料から反射したワイヤレス信号を受信することを含む。ハウジングは、外側部分、外側部分内の高くなったリム、外側部分とリムとの間を延びる角度の付いた部分、リム内の凹部を含む。凹部はハウジング内にクレーターを形成し、また、ワイヤレス信号に対して実質的に透明である。

【0009】

[0010]他の技術的に特徴は、添付の図面、説明、および特許請求の範囲から当業者に容易に明らかになるであろう。
[0011]本開示のより完全な理解のために、添付図面とともに以下の説明を参照されたい。添付図面は以下の通りである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】本開示による、タンクレベル測定システムの例を示す図である。

【図1B】本開示による、タンクレベル測定システムの例を示す図である。

【図2A】本開示による、レベルゲージシステム内の進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの例を示す図である。

【図2B】本開示による、レベルゲージシステム内の進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの例を示す図である。

【図3】本開示による、レベルゲージシステム内の進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの例を示す図である。

【図4】本開示による、レベルゲージシステム内の進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの例を示す図である。

【図5】本開示による、レベル測定のための方法の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[0015]以下で議論される図１Ａから図５、および本稿における本発明の原理を説明するために使用される様々な実施形態は、単に説明のためだけのものであり、いかなる意味でも本発明の範囲を制限するものではない。当業者は、本発明の原理は、任意のタイプの適切に構成された装置またはシステムにおいて本発明の原理を適用できることを理解するであろう。

【0012】

[0016]図１Ａおよび図１Ｂは、本開示による、例示的なタンクレベル測定システムを示す。図１Ａに示されるように、システム１００は、１つまたはそれ以上の材料１０４を貯蔵することができるタンク１０２とともに使用される。タンク１０２は、全体として、少なくとも１つの液体材料または他の材料を受け入れ、また、貯蔵するための好適な任意の構造を備える。タンク１０２は、たとえば、オイル貯蔵タンク、または他の液体材料または他の材料を貯蔵するためのタンクとすることができる。タンク１０２は、任意の好適な形状およびサイズを備えることができる。さらに、タンク１０２は、より大きな構造の一部を形成するものとすることができる。より大きな構造は、１つまたはそれ以上のタンク１０２を収容またはこれらに関連付けられる、任意の固定構造または移動可能な構造とすることができ、たとえば、移動可能なタンカー船舶、貨物車、トラック、または固定タンク場などである。

【0013】

[0017]システム１００は、タンク１０２の屋根上のレベルゲージ１０６を含む。ゲージ１０６は、タンク１０２内の材料１０４のレベルを測定するために使用される。たとえば、ゲージ１０６内のアンテナは、材料１０４に向かってワイヤレス信号を伝達し、材料１０４から反射した信号を受信する。ゲージ１０６は、タンク１０２内の材料１０４のレベルを決定するために、信号を解析することができる。ゲージ１０６は、タンク内の材料に向かうワイヤレス信号の伝達のための信号の生成、およびタンク内の材料から反射される信号を受信するための、任意の好適な構造を含むことができる。

【0014】

[0018]いくつかの実施形態において、ゲージ１０６は、超広帯域（ＵＷＢ）の「ミリメートル波」（ＭＭＷ）範囲のワイヤレス信号の使用を提案し、これは約３０ＧＨｚから約３００ＧＨｚにわたる。ＭＭＷ周波数動作により、タンク１０２の屋根内の小さなノズル内に嵌合するように、ゲージのアンテナを小型化できる。狭いビーム幅を備えるＵＷＢゲージ１０６は、タンクの壁、底、屋根、および、攪拌機、はしご、および加熱コイルのような障害物からの反射により生じる干渉などの上述した様々な問題を解決することができる。さらに、このタイプのゲージ１０６は、材料１０４のレベルがタンク１０２の底または屋根に近づいたときでも常に信頼できるものとすることができる。さらに、このタイプのゲージ１０６は、タンク１０２内で近い間隔にある複数の物体からの干渉の存在下でも正確なものとすることができる。

【0015】

[0019]図１Ａに示されるように、ゲージ１０６は、カバー１０８を含み、ゲージ１０６のアンテナおよび他の要素をタンク１０２内の環境から保護するカバー１０８を含む。従来のシステムは、過酷な環境条件の下で、レーダーの性能を優位に低下させることなく、ＭＭＷアンテナレンズの前を簡単には保護できない。以下でより詳細に説明するように、ゲージ１０６は、保護カバー１０８を含み、これは、全体として「火山円錐」形状を備えると説明される。この保護カバー１０８は、タンク１０２内の化学液体および蒸気に対するロバスト性を提供し、アンテナの表面上の水の凝縮に対する機構を提供し、また、信頼できる高い性能を提供する。この保護カバー１０８は、これらの装置の動作に優位に干渉せずに、ＵＷＢレベルゲージまたはＭＭＷ範囲で動作する他の装置とともに使用できる。

【0016】

[0020]図１Ｂは、他の例示的なシステム１５０を示し、これは、保護カバー１０８とともにレベルゲージ１０６を使用する。この例において、レベルゲージ１０６は、タンク１０２の上に延びるトランク１５２上に取り付けられる。トランク１５２は、タンク１０２の内部へのアクセスを提供し、一方で、タンク１０２の屋根の上の位置にレベルゲージを維持する。具体的な例として、トランク１５２は、輸送船舶上で使用することができ、レベルゲージ１０６を船舶のデッキ上に保持し、ゲージ１０６から水を除去し、タンク内の材料との直接的な接触を避けるようにする。

【0017】

[0021]図１Ａおよび図１Ｂは、タンクのレベル測定システム１００、１５０の例を示しているが、図１Ａおよび図１Ｂに様々な変更をしてもよい。たとえば、各システムは、多数の、タンク、レベルゲージ、および他の要素を含むようにしてもよい。また、各図に示される機能的な分割は、単に説明のためである。各図の様々な要素は、省略、結合、またはさらに分割することができ、具体的なニーズに応じて追加的な要素を加えることができる。具体的な例として、レベルゲージ１０６により実行されるように説明される信号処理機能は、レベルゲージ１０６の外側の、あるいはこれに連結される処理システムにより実行されるようにすることができる。さらに、図１Ａおよび図１Ｂは、レベルゲージ１０６を使用することができる例示的な方法を示す。しかし、レベルゲージ１０６は、他の方法で使用することができる。

【0018】

[0022]図２Ａから５は、本開示によるレベルゲージシステムにおける進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの例を示している。図２Ａおよび図２Ｂは、進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの可能な１つの実施形態を示している。具体的には、図２Ａは、ゲージ２００の底面図を示し、図２Ｂは、図２Ａのゲージ２００の中心を通るゲージ２００の断面図を示している。たとえば、ゲージ２００は、図１Ａおよび図１Ｂのシステム１００、１５０内のレベルゲージ１０６の少なくとも一部を形成する。

【0019】

[0023]図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、ゲージ２００は、下ハウジング２０２を含む。下ハウジング２０２は、ゲージ２００の内部要素を囲い、タンク１０２内の環境から内部要素を分離するのを助ける。この例において、下ハウジング２０２は、外側環状領域２０４を含み、頂部および底部は概ね平坦である。しかし、外側環状領域２０４の頂部表面および底部表面は他の形状とすることもできる。たとえば、外側環状領域２０４の頂部は、タンク１０２の内側表面に一致するような形状とすることができ、外側環状領域２０４の底部は、任意の他の所望な形状備えることができる。ここでは、外側環状領域２０４は、様々な開口部２０５を含み、これは、下ハウジング２０２が、他の構造に対してボルト締めまたは他の方法で固定されることを可能にする。具体的な例として、下ハウジング２０２は、タンク１０２の頂部、上ハウジング、または他の構造に対して固定することができ、タンク１０２の内容物に対して気密シールを形成する。

【0020】

[0024]また、下ハウジング２０２は、角度の付いた環状領域２０６を含み、これは、外側環状領域２０４から高くなった環状リム２０８まで延びる。この例における角度の付いた環状領域２０６は、概ねまっすぐな側部を備え、高くなった環状リム２０８は丸い。もちろん、角度の付いた環状領域２０６の側部は、まっすぐである必要はなく、高くなった環状リム２０８は他の好適な形状を備えることができる。

【0021】

[0025]さらに、下ハウジング２０２は中心領域２１０を含む。中心領域２１０は凹状であり、また、レベルゲージ２００の内側要素に向かってアーチ状である。結果として、環状リム２０８は、外側環状領域２０４および中心領域２１０の両者に対して高くなっている。中心領域２１０は、タンク内の材料のレベルを決定するために、レベルゲージ２００に使用されるワイヤレス信号に対して透明または実質的に透明である。ハウジング２０２の残りの部分は、ワイヤレス信号に対して実質的にまたは完全に反射性または吸収性である。

【0022】

[0026]この例におけるゲージ２００は、「火山円錐」と称することができる。これは、ハウジング２０２の外側表面が、外側環状２０４から、凹状の中心領域２１０の形状の「クレーター」内に落ちる前に、高くなった環状リム２０８まで延びるからである。

【0023】

[0027]環状領域２０４−２０８は、ステンレス鋼のようなタンク１０の内部の環境に耐えることができる１つまたはそれ以上の金属または他の材料から形成される。また、凹状中心領域２１０は、実質的にゲージ２００の動作に干渉することなくタンク１０２の内側の環境に耐えることができる、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層のようなポリマーまたは他の材料から形成される。具体的な実施形態において、ＰＴＦＥ層は、約８２ｍｍの幅であり、約９ｍｍ−９．５ｍｍの厚さであり、約６０ｍｍ−６１ｍｍの曲率半径を備える。ＰＴＦＥ材料は、様々な異なる化学的腐食に対して実質的に不活性である。

【0024】

[0028]中心領域２１０は凹状であるので、中心領域２１０で凝縮する実質的に全ての水または他の液体は、中心領域２１０からリム２０８に向かって離れるように流れる。結果として、ゲージ２００は、凝縮効果に有効に対処することができる。また、凹状の中心領域２１０は、ハウジング２０２の他の部分に対してシールされるようにすることができ、タンク１０２の内容物に対して、タンク１０２内の高くなった圧力に耐えることができる気密シールを形成する。具体的な例として、上述したＰＴＦＥ層は、約３バール（通常の大気圧の約３倍）のような、数バールの圧力に耐えることができる。凹状の中心領域２１０は、任意の好適な方法でハウジング２０２の他の部分に接続でき、たとえば、凹状の中心領域２１０を固定し、凹状の中心領域２１０をハウジング２０２の他の部分の中に押すボルトまたは他の機構を使用する環状構造物２１１により接続することができる。さらに、凹状の中心領域２１０は、レベルゲージ２００に使用されるワイヤレス信号に何らかの
影響がある場合にても、凹状の中心領域２１０はその影響はほとんどない。たとえば、ＰＴＦＥ層は、ＵＷＢ ＭＭＷレーダーにほんのわずかな影響しか与えない。

【0025】

[0029]また、この例におけるレベルゲージ２００は、制御ユニット２１２、トランシーバ２１４ 、アンテナ２１６、およびアンテナレンズ２１８を含む。レベルゲージ２００は、ワイヤレス信号をタンク１０２内の材料１０４に向けて伝達し、タンク１０２内の材料１０４から反射したワイヤレス信号を受け取る。その後、材料のレベルを決定するために信号は解析される。この例において、トランシーバ２１４は、アンテナ２１６を介してワイヤレス伝達のための信号を生成し、また、トランシーバ２１４は、アンテナ２１６によりワイヤレス式に受信した信号を処理する。アンテナ２１６は、ワイヤレス信号を伝達および受信する。アンテナレンズ２１８は、伝達されるワイヤレス信号をより狭いビーム幅に集束させる。制御ユニット２１２は、ワイヤレス信号の伝達を制御し、また、材料レベルを決定するために信号を解析する。

【0026】

[0030]制御ユニット２１２は、タンク内の材料レベルを同定するワイヤレス信号の伝達を制御し、また、タンク内の材料レベルを同定するために信号を解析するための任意の好適な構造を含む。トランシーバ２１４は、ＵＷＢ ＭＭＷトランシーバのようなワイヤレス信号を伝達および受信するための任意の好適な構造を含む。単一のユニットとして示されていが、トランシーバ２１４は、トランスミッタおよび別個のレシーバを含むことができる。アンテナ２１６は、ラジオ周波数（ＲＦ）アンテナなどの、ワイヤレス信号を伝達および受信するための任意の好適な構造を含む。単一のアンテナ２１６が示されているが、伝達アンテナおよび受信アンテナなどの複数のアンテナを使用することができる。アンテナレンズ２１８は、ワイヤレス信号を集束させるための任意の好適な構造を含む。

【0027】

[0031]図３は、レベルゲージの下ハウジング３０２の例を示す。図３に示されるように、下ハウジング３０２は、外側環状領域３０４、角度の付いた環状領域３０６、および高くなった環状リム３０８を含む。環状領域３０４−３０８は、少なくとも１つの金属または他の材料から形成することができる。また、下ハウジング３０２は、凹状の中心領域３１０を含み、これは、ＰＴＦＥまたは他の材料から形成することができる。図にみられるように、凹状の中心領域３１０は、高くなった環状リム３０８に対してシールされ、これは、タンク１０２の内側の材料がレベルゲージの敏感な内部要素に到達するのを防止するのを助けることができる。

【0028】

[0032]図４は、下ハウジング４０２および上ハウジング４０４の両者を備えるレベルゲージ４００の例を示す。下ハウジング４０２は、上述したハウジング２０２、３０２に類似する。上ハウジング４０４は、制御ユニット、トランシーバ、アンテナ、およびアンテナレンズなどのレベルゲージ４００の内部要素４０６をカバーする。それゆえ、上ハウジング４０４は、タンク１０２の外側の周囲環境からの保護などの、レベルゲージ４００の内部要素の保護を提供する。

【0029】

[0033]図２Ａから図４は、レベルゲージシステム内の進歩的なアンテナ保護を備えるレベルゲージの例を示しているが、図２Ａから図４に様々な変更をすることができる。たとえば、図２Ａから図４に示されるように、下ハウジング２０２、３０２、４０２は、「火山円錐」形状を備え、角度の付いた環状領域は、凹状の中心領域により形成されるクレーターに向かって上方に傾斜している。しかし、「火山円錐」との語は、ハウジングの角度の付いた側部が完全な円錐形を形成することを要求するものではなく、ハウジングの凹状の中心領域が存在すればよい。円形のリングとして示されているが、各ハウジングにおける様々な環状領域は、必要に応じてまた所望により任意の円形または非円形の形状を備えることができる。同様に、円形のディスクとして示されているが、各ハウジングにおける様々な凹状の中心領域は、必要に応じてまた所望により任意の円形または非円形の形状を備えることができる。また、図２Ａから図４に示される各要素は、任意の好適なサイズおよび寸法を備えることができる。

【0030】

[0034]図５は、本開示によりレベル測定のための例示的な方法５００を示す。図５に示されるように、ステップ５０２において、レベルゲージの活動的な要素は、タンクに取り付けられ、ステップ５０４において、活動的な要素の上に上ハウジングが取り付けられ、ステップ５０６において、活動的な要素の下に下ハウジングが取り付けられる。活動的な要素は、たとえば、レベルゲージの制御ユニット、トランシーバ、アンテナ、およびアンテナレンズを含むことができる。具体的な実施形態において、少なくともアンテナは、タンクの屋根の小さなノズル内に嵌合するようなサイズとされる。上ハウジングおよび下ハウジングを取り付けることは、タンクのトランクの屋根の対向する側部にハウジングを、好ましくは互いに、固定することを含む。これらの３つのステップは、（任意の順番または組み合わせで）個別的にまたは集合的に実行することができる。

【0031】

[0035]ステップ５０８において、ワイヤレス信号が生成され、狭いビームが下ハウジングを通して伝達される。これは、たとえば、トランシーバ２１４がアンテナ２１６によりワイヤレス信号に変換される電気信号を生成することを含むことができる。また、これは、アンテナレンズ２１８がワイヤレス信号を狭いビームに集束させることを含むことができる。ＵＷＢ ＭＭＷ範囲の信号のような、任意の好適なワイヤレス信号を使用できることに注意されたい。ステップ５１０において、タンク内の材料から反射されるワイヤレス信号は、下ハウジングを通して受信される。これは、たとえば、反射された信号の受信に際して、アンテナ２１６により形成された電気信号をトランシーバ２１４が受信および処理することを含むことができる。ステップ５１２において、タンク内の材料のレベルを決定するために信号が解析される。ここでは、飛程時間計算のような、任意の好適な解析操作を使用することができる。

【0032】

[0036]レベルゲージの動作中、ステップ５１４において、レベルゲージの活動的な要素は、タンク環境からハウジングにより保護される。これは、たとえば、１つまたは両方のハウジングが、タンク内に貯蔵される材料が活動的な要素に接触することを防止することを含むことができる。

【0033】

[0037]狭いビームが使用されるので、これは、タンクの壁、底、屋根、および、攪拌機、はしご、および加熱コイルのような障害物からの反射により生じる干渉を除去するのを助けることができる。また、レベルゲージは、材料レベルがタンクの頂部または底部に近接しているかどうかに関わらず、信頼できる動作を提供することができる。さらに、下ハウジングは、レベルゲージの他の要素を、腐食または他の材料から保護するこができ、凝縮の問題を低減または除去でき、また、タンク内の高くなった圧力に耐えることができる。

【0034】

[0038]図５はレベル測定のための方法の一例を示しているが、図５に様々な変更をすることができる。たとえば、一連のステップとして示されているが、図５の様々なステップは、重なり、並列に生じ、異なる順番で生じ、または複数回行うこともできる。

【0035】

[0039]本稿を通じて使用されるいくつかの用語および語法の定義を説明する。「伝達」、「受信」、および「通信」およびこれらの派生語は、直接的または間接的な通信を包含する。「含む」、「有する」およびそれらの派生語は、限定なしに含むことを意味する。「または」との語は、包括的であり、および／またはを意味する。「関連付けられる」およびその派生語は、含む、その中に含まれる、相互接続される、収容する、収容される、接続する、連結する、連通可能である、協働する、挟み込まれる、並べられる、近接する、結合される、備える、その特性を備える、関連性を持つ、などを意味する。項目のリストともに使用される「少なくとも１つの」との語は、リスト中の項目の１つまたはそれ以上の異なる組み合わせを用いることができることを意味し、また、リスト中の１つだけの項目が必要とされることを意味する。たとえば、「Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも１つ」とは、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ＡおよびＢおよびＣの組み合わせを含む。

【0036】

[0040]本開示は、いくつかの実施形態および全体として関連する方法を説明したが、これらの実施形態および方法の改変をよび置換は当業者に明らかである。したがって、上述の例示的な実施形態の説明は、本開示を定義または制限しない。他の変更、代用、改変は、添付の特許請求の範囲により画定される本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく可能である。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】