專(zhuān)利名稱(chēng)：用于緊固填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元的圍繞測(cè)量探針同軸布置的管到過(guò)程連接元 ...的制作方法
用于緊固填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元的圍繞測(cè)量探 針同軸布置的管到過(guò)程連接元件的連接的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于連接填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元的同軸布置的管的方法 和裝置，該主題在裝置權(quán)利要求1的前序或方法權(quán)利要求5的前序中限定。
在自動(dòng)化和過(guò)程控制技術(shù)中已知兩種不同的測(cè)量原理，其允許借助被引入到容 器的測(cè)量探針確定容器中介質(zhì)的填充水平。受讓人在工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制技術(shù)領(lǐng)域 中是活躍的，并且制造通常被稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工業(yè)測(cè)量設(shè)備。其現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備例如根據(jù)商標(biāo) Levelflex、Liquicap和Solicap銷(xiāo)售，該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備利用引入了測(cè)量探針的容器,該測(cè)量探 針用于容器中介質(zhì)的填充水平確定或極限水平確定。
這些測(cè)量原理中的一種是基于電容測(cè)量。在此情形下，測(cè)量探針被應(yīng)用為電容式 探針，例如為電極。它被插入容器并且對(duì)于由探針和探針周?chē)娜萜鞅谛纬傻碾娙萜鳒y(cè)量 電容。該測(cè)量的電容對(duì)應(yīng)于空容器的基本電容與特定于填充物質(zhì)的電容增加系數(shù)和這種填 充物質(zhì)的填充水平的乘積的和。
這些測(cè)量原理中的另一種是基于行進(jìn)時(shí)間測(cè)量。在這種情形下，填充水平測(cè)量設(shè) 備產(chǎn)生電磁信號(hào)，該電磁信號(hào)沿著用作波導(dǎo)管的測(cè)量探針被發(fā)送進(jìn)容器。這些電磁信號(hào)的 一部分繼而在填充物質(zhì)的表面處由于測(cè)量探針周?chē)橘|(zhì)的介電常數(shù)改變而被反射回來(lái)。這 種回波信號(hào)在取決于填充水平的行進(jìn)時(shí)間之后被接收回來(lái)。填充水平測(cè)量設(shè)備基于測(cè)量信 號(hào)的行進(jìn)速度以及在發(fā)送測(cè)量信號(hào)和接收到由填充物質(zhì)的表面上的反射引起的回波信號(hào) 之間的行進(jìn)時(shí)間差確認(rèn)行進(jìn)距離。FMCW方法——頻率調(diào)制連續(xù)波，在該情形下連續(xù)測(cè)量信 號(hào)的頻率被連續(xù)地改變。使用在發(fā)送信號(hào)和在反射信號(hào)返回時(shí)的反射信號(hào)之間的頻率差測(cè) 量距離。FMCW方法在上述測(cè)量探針作為波導(dǎo)管、表面波導(dǎo)管或同軸波導(dǎo)管的情況下同樣可 執(zhí)行為使用上述行進(jìn)時(shí)間測(cè)量原理的形式。
在時(shí)域反射計(jì)TDR-Time Domain Reflectometry-的情形下，例如，根據(jù)引導(dǎo)微波的方法，沿著索末菲爾德波導(dǎo)管(Sommerfeld waveguide)、古博波導(dǎo)管(Goubau waveguide)或同軸波導(dǎo)管發(fā)送高頻脈沖。如果該電磁信號(hào)碰撞容器中填充物質(zhì)的表面，貝U 信號(hào)的至少一部分由于在此介質(zhì)邊界處存在阻抗躍變被反射回來(lái)。作為時(shí)間函數(shù)的接收信 號(hào)振幅是回波信號(hào)。該回波信號(hào)的每一個(gè)值對(duì)應(yīng)于在離發(fā)送和接收元件一定距離處反射的 回波的振幅?；夭ㄐ盘?hào)具有標(biāo)記的最大值，其在每一個(gè)情形下對(duì)應(yīng)于在填充物質(zhì)的表面上 反射的電磁信號(hào)的部分。根據(jù)在發(fā)送電磁信號(hào)和接收到最大值之間的時(shí)間差確認(rèn)行進(jìn)時(shí) 間?；跍y(cè)量布置的結(jié)構(gòu)尺寸、特別是關(guān)于容器的填充水平測(cè)量設(shè)備的安裝高度，和在例如 位于上部填充物質(zhì)上方的空氣的介質(zhì)中電磁信號(hào)的行進(jìn)速度，根據(jù)行進(jìn)時(shí)間得到容器中填 充物質(zhì)的填充水平以及由此得到容器中目前的填充水平。
在以下列舉中，描述了這種測(cè)量探針的結(jié)構(gòu)和測(cè)量信號(hào)到這些測(cè)量探針中的耦口 ο
DE102004060119A1公開(kāi)了一種用于時(shí)域反射計(jì)的耦合單元，在該情形下，探針元 件經(jīng)由螺紋連接與測(cè)量探針的耦合單元連接。此結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)是，探針元件可以被現(xiàn)場(chǎng) 移除和更換。
在US6, 178，817B1、DE10045235A1 和 DE10003941A1 中示出了探針元件與耦合單元的其他組合。在這種類(lèi)型的測(cè)量探針連接的情形下，在過(guò)程空間中，探針元件借助耦合單元 外部的連接元件與螺紋凸耳連接。
上述的測(cè)量探針的擰入連接也可應(yīng)用在根據(jù)電容式或?qū)щ姕y(cè)量方法工作的測(cè)量 設(shè)備的情形下。在DE200300901U1中，描述了一種用于電容式測(cè)量設(shè)備的簡(jiǎn)單的測(cè)量探針 連接。
優(yōu)選地，對(duì)于電容式填充水平測(cè)量以及也對(duì)于根據(jù)行進(jìn)時(shí)間原理的填充水平測(cè) 量，應(yīng)用所謂的同軸探針作為測(cè)量探針單元。這些包括作為測(cè)量探針的內(nèi)導(dǎo)體和同軸地圍 繞測(cè)量探針的、作為屏蔽導(dǎo)體的管。同軸探針提供的優(yōu)點(diǎn)是，利用其執(zhí)行的測(cè)量完全地與測(cè) 量探針在容器中的安裝情況無(wú)關(guān)地進(jìn)行。結(jié)果，容器的形狀和電性質(zhì)對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。同 時(shí)，屏蔽導(dǎo)體導(dǎo)致最大信號(hào)質(zhì)量。因此來(lái)自外部干擾和損失功率的影響被顯著地降低。
為了能夠應(yīng)用這種同軸探針以用于電容式填充水平測(cè)量和/或根據(jù)上述行進(jìn)時(shí) 間原理的填充水平測(cè)量，絕對(duì)地需要內(nèi)導(dǎo)體或測(cè)量探針與同軸布置的管或屏蔽導(dǎo)體電流地 絕緣，并且該屏蔽導(dǎo)體電地處于基準(zhǔn)電勢(shì)、優(yōu)選地被接地。為了這個(gè)原因，也在應(yīng)用于利用 導(dǎo)電填充物質(zhì)填充的容器中的情形下，內(nèi)導(dǎo)體和屏蔽導(dǎo)體之間不能存在電流連接。這種電 流連接將導(dǎo)致短路，這將使得電容式填充水平測(cè)量和根據(jù)行進(jìn)時(shí)間原理的填充水平測(cè)量是 不可能的。
根據(jù)目前技術(shù)水平，存在不同的方法以用于實(shí)現(xiàn)在用于填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量 探針單元的測(cè)量探針和圍繞測(cè)量探針同軸布置的管之間的可拆的、電流隔離的連接。然而， 這些具有的缺點(diǎn)是，測(cè)量探針或同軸布置的管可能由于振動(dòng)或由于作用在其連接上的意外 的力而松開(kāi)。如果測(cè)量探針或圍繞測(cè)量探針同軸布置的管變成完全地從其到過(guò)程連接元件 的連接分離，則使用這種測(cè)量探針單元的測(cè)量不再是可能的。此外，在通常在下部區(qū)域中具 有進(jìn)給螺桿或泵的漏斗倉(cāng)中，測(cè)量探針單元的掉下的測(cè)量探針或墜落的同軸管可以引起重 大損壞。
在DE102006053399A1中公開(kāi)了一種借助保持環(huán)或O形環(huán)的測(cè)量探針緊固，該保持 環(huán)或O形環(huán)接合進(jìn)測(cè)量探針上和測(cè)量探針保持器中的空腔以用于防止意外拆解?？梢酝ㄟ^(guò) 施加預(yù)定軸向的拉力來(lái)克服保持環(huán)或O形環(huán)在測(cè)量探針保持器中的空腔中的接合，并且因 而測(cè)量探針可以與過(guò)程連接元件分離。
在現(xiàn)有技術(shù)中未示出了防止特別是由于發(fā)生測(cè)量設(shè)備或容器的振動(dòng)而引起的、圍 繞測(cè)量探針同軸布置的管的連接意外拆解的緊固。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于測(cè)量設(shè)備的同軸測(cè)量探針單元，其包括測(cè)量 探針，該測(cè)量探針具有同軸地圍繞該測(cè)量探針的管，其中使得圍繞測(cè)量探針同軸布置的電 流隔離的管能夠簡(jiǎn)單的、緊固的和成本低廉地連接。
通過(guò)裝置權(quán)利要求1的主題，也通過(guò)方法權(quán)利要求5的主題實(shí)現(xiàn)了本目的。
本發(fā)明的進(jìn)一步的展開(kāi)和實(shí)施例在分別的從屬權(quán)利要求2-4的裝置特征中和權(quán) 利要求6-9的方法特征中闡述。
本發(fā)明包括一種填充水平測(cè)量設(shè)備，其借助微波行進(jìn)時(shí)間測(cè)量方法和/或電容 式測(cè)量方法確認(rèn)和/或監(jiān)測(cè)位于容器的過(guò)程空間中的介質(zhì)的填充水平或極限水平，并且至 少由測(cè)量變送器和測(cè)量探針單元組成；本發(fā)明的裝置用于連接測(cè)量探針單元的圍繞測(cè)量探針同軸布置的管，該測(cè)量探針單元至少由纜線形狀的或桿形狀的測(cè)量探針和圍繞測(cè)量探針 同軸布置的管構(gòu)成，其中借助過(guò)程連接元件實(shí)施該測(cè)量探針單元到該容器的連接，其中用 于該測(cè)量探針單元的該測(cè)量探針和圍繞測(cè)量探針同軸布置的管經(jīng)由可拆連接而被連接到 該過(guò)程連接元件，其中該同軸布置的管到該過(guò)程連接元件的可拆連接經(jīng)由在限定連接區(qū)域 中的形狀互鎖螺紋連接來(lái)實(shí)施，并且其中該同軸布置的管到該過(guò)程連接元件的可拆形狀互 鎖螺紋連接借助該同軸布置的管在限定連接區(qū)域中的徑向變形而被緊固。
在補(bǔ)充實(shí)施例中，通過(guò)由壓力夾具引起的、至少在該限定連接區(qū)域中在該同軸布 置的管上的外力，來(lái)提供該同軸布置的管在該限定連接區(qū)域中的徑向變形。
在第一實(shí)施例中，由具有多邊形空腔的壓力夾具引起該同軸布置的管在該限定連 接區(qū)域中的徑向變形。
在第二實(shí)施例中，由具有橢圓形空腔的壓力夾具引起該同軸布置的管在該限定連 接區(qū)域中的徑向變形。
在第三實(shí)施例中，該壓力夾具由至少兩個(gè)部分實(shí)施和/或被相同地成形并鏡像對(duì) 稱(chēng)地布置。
此外，本發(fā)明包括一種用于連接在填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元中圍繞測(cè)量 探針同軸布置的管的方法，其中該填充水平測(cè)量設(shè)備被用于借助微波行進(jìn)時(shí)間測(cè)量方法和 /或電容式測(cè)量方法確認(rèn)和監(jiān)測(cè)位于容器的過(guò)程空間中的介質(zhì)的填充水平，其中該測(cè)量探 針單元包括纜線形狀的或桿形狀的測(cè)量探針和同軸地圍繞該測(cè)量探針的管，其中該測(cè)量探 針單元借助過(guò)程連接元件連接到該容器，其中用于該測(cè)量探針單元的該測(cè)量探針和圍繞測(cè) 量探針同軸布置的該管被可拆地連接到該過(guò)程連接元件，其中在第一步驟中，該同軸布置 的管經(jīng)由在限定連接區(qū)域中的形狀互鎖螺紋連接而被可拆地連接到該過(guò)程連接元件，并且 其中在第二方法步驟中，該同軸布置的管到該過(guò)程連接元件的可拆形狀互鎖螺紋連接借助 該同軸布置的管在該限定連接區(qū)域中的徑向變形而被緊固。
在附加的方法步驟中，通過(guò)由壓力夾具引起的、在該同軸布置的管上的力來(lái)實(shí)現(xiàn) 徑向變形。
在補(bǔ)充方法步驟中，該壓力夾具利用多邊形空腔產(chǎn)生該同軸布置的管在該限定連 接區(qū)域中的逐點(diǎn)的徑向變形。
在補(bǔ)充方法步驟中，該壓力夾具利用橢圓形空腔產(chǎn)生該同軸布置的管在該限定連 接區(qū)域中的區(qū)域的徑向變形。
在附加的有利的方法步驟中，由具有對(duì)應(yīng)空腔的至少兩個(gè)部分形成的該壓力夾具 借助限定的力在該連接區(qū)域中圍繞該同軸布置的管閉合，并且因此被連接到過(guò)程連接元件 的該同軸布置的管在該限定連接區(qū)域中出現(xiàn)的徑向變形確保防止該螺紋連接的旋松。
本發(fā)明主題的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下利用相關(guān)附圖的描述中變得明顯， 其中呈現(xiàn)了本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)選示例。為了更好的概括和簡(jiǎn)化，圖中示出的以及在結(jié)構(gòu) 和/或功能上對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的示例的部件或部件的組合被提供有相同的附圖標(biāo)記。附圖的 圖示出如下


圖1根據(jù)本發(fā)明的、利用測(cè)量探針單元的過(guò)程測(cè)量技術(shù)的填充水平測(cè)量設(shè)備的示 意性截面圖示，
圖2由過(guò)程連接元件、測(cè)量探針和圍繞測(cè)量探針同軸布置的管組成的測(cè)量探針單元的一系列圖示，
圖3根據(jù)在本發(fā)明的連接的圖2中的指示截取的、由壓力夾具引起的管在過(guò)程連接的連接區(qū)域中的變形的截面圖示A-A，以及
圖4用于借助徑向變形緊固同軸布置的管與過(guò)程連接元件的可拆形狀互鎖螺紋連接的多邊形壓力夾具的放大平面圖和放大的三維表示。
圖1示出了以時(shí)域反射計(jì)或TDR測(cè)量系統(tǒng)形式的填充水平測(cè)量設(shè)備2，用于使用測(cè)量探針單元7上的發(fā)送脈沖M，基于行進(jìn)時(shí)間測(cè)量方法，來(lái)確認(rèn)在容器4的過(guò)程空間6中的介質(zhì)5的連續(xù)填充水平F。測(cè)量探針9的過(guò)程接觸部分在這種情形下表示測(cè)量探針單元7 的測(cè)量有效區(qū)域，該過(guò)程接觸部分一般被實(shí)施為桿或纜線。測(cè)量探針單元7的測(cè)量無(wú)效區(qū)域基本用于在過(guò)程連接元件8中保持測(cè)量探針9以及用于將發(fā)送脈沖M耦合或供應(yīng)進(jìn)測(cè)量探針9。填充水平測(cè)量設(shè)備2的探針耦合元件、過(guò)程連接元件8例如經(jīng)由過(guò)程螺紋19與凸緣或過(guò)程擰入部20連接，凸緣或過(guò)程擰入部20繼而附接到容器6。測(cè)量探針9突出進(jìn)入過(guò)程連接元件8的部分和過(guò)程連接元件8的金屬壁在測(cè)量探針單元7的該測(cè)量無(wú)效區(qū)域中形成同軸波導(dǎo)管。在過(guò)程連接元件8中集成特定外導(dǎo)體自然也是可能的。經(jīng)由實(shí)施為同軸系統(tǒng)的過(guò)程連接元件8，在測(cè)量變送器3中的高頻單元中產(chǎn)生的高頻測(cè)量信號(hào)作為發(fā)送脈沖M 耦合進(jìn)測(cè)量探針9。在測(cè)量探針單元7的測(cè)量無(wú)效區(qū)域中的該同軸系統(tǒng)被實(shí)施為，使得在該同軸系統(tǒng)中的發(fā)送脈沖M可以被耦合進(jìn)和耦合出，并且被幾乎無(wú)損地發(fā)送。由于波阻改變而至少部分地反射的想要的回波信號(hào)N行進(jìn)回測(cè)量探針9并且由在測(cè)量變送器3中的測(cè)量電子設(shè)備、特別地是高頻單元來(lái)接收。在圖1中測(cè)量探針單元7被示出為同軸的測(cè)量探針單元7，其由測(cè)量探針9和在軸向地圍繞測(cè)量探針9的管或管狀外導(dǎo)體10組成。如上所述， 這些同軸測(cè)量探針單元7具有的優(yōu)點(diǎn)是，電容式填充水平測(cè)量和借助引導(dǎo)微波的填充水平測(cè)量完全地與測(cè)量探針單元7在容器4中的安裝情況無(wú)關(guān)地進(jìn)行。結(jié)果，容器4的形狀和電性質(zhì)對(duì)根據(jù)兩種測(cè)量方法中的任何一種的填充水平測(cè)量沒(méi)有影響。與此結(jié)合，外導(dǎo)體的存在導(dǎo)致最大信號(hào)質(zhì)量，因?yàn)橥ㄟ^(guò)外導(dǎo)體10的屏蔽可以顯著地降低由外部干擾、外來(lái)輻射和功率損失導(dǎo)致的對(duì)測(cè)量信號(hào)的電磁影響。
TDR測(cè)量方法根據(jù)以下測(cè)量原理工作。高頻測(cè)量信號(hào)經(jīng)由測(cè)量探針9作為發(fā)送脈沖M被朝向介質(zhì)5發(fā)送或被發(fā)送進(jìn)入過(guò)程空間6。該發(fā)送脈沖M由于圍繞測(cè)量探針9的材料或介質(zhì)5的介電常數(shù)ε r的不連續(xù)或DK值跳躍而作為想要的回波信號(hào)N被反射回，或者部分地由于測(cè)量探針9的幾何結(jié)構(gòu)改變而作為干擾回波信號(hào)被反射回。例如，當(dāng)介質(zhì)5上方氣相的介電常數(shù)εΓ2 (尤其在空氣的情形下，ει·2等于I)小于介質(zhì)5的介電常數(shù)ε rl 時(shí)，在介質(zhì)5的介面17處發(fā)生介電常數(shù)或波阻的不連續(xù)。使用高頻測(cè)量信號(hào)的測(cè)量的行進(jìn)時(shí)間和對(duì)行進(jìn)速度的知識(shí)，轉(zhuǎn)換公式導(dǎo)出單向行進(jìn)距離。容器4中的介質(zhì)5的填充水平F對(duì)應(yīng)于容器4的高度或高頻測(cè)量信號(hào)進(jìn)入測(cè)量探針7的耦合位置減去高頻測(cè)量信號(hào)單向行進(jìn)的距離。考慮到容器4的幾何結(jié)構(gòu)，然后以相對(duì)或絕對(duì)值的形式確認(rèn)介質(zhì)5的填充水平F。由于介質(zhì)3可能隨著填充水平F在管10中上升，在管10和/或過(guò)程連接元件8中設(shè)置至少一個(gè)開(kāi)口 18。
而且，由想要的回波信號(hào)N、發(fā)送脈沖M和干擾回波信號(hào)組成的被接收的高頻測(cè)量信號(hào)在測(cè)量變送器3中的控制/估算單元中例如通過(guò)濾波、時(shí)間變換 和平滑化而被度量地并且信號(hào)技術(shù)地估算。如此獲得的填充水平F的測(cè)量值或映射整個(gè)測(cè)量情況的回波曲線例如經(jīng)由總線接口被轉(zhuǎn)發(fā)至現(xiàn)場(chǎng)總線22，然后例如被轉(zhuǎn)發(fā)至控制站和/或其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。然 而，填充水平2的測(cè)量值或回波曲線也可以被呈現(xiàn)在填充水平測(cè)量設(shè)備2的集成顯示器上 或輸出/輸入單元上。例如，借助雙線式線路實(shí)現(xiàn)填充水平測(cè)量設(shè)備2的供電。當(dāng)填充水 平測(cè)量設(shè)備2是所謂的雙導(dǎo)體測(cè)量設(shè)備，在該情形下經(jīng)由一個(gè)雙線式線路專(zhuān)用地并且同時(shí) 地結(jié)合和處理經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線22的通信和經(jīng)由供應(yīng)線21的供電時(shí)，不存在用于供電的額外 的供應(yīng)線 21。例如，根據(jù) CAN、HART、PROFIBUS DP、PROFIBUS FMS, PROFIBUS PA 或基金會(huì) (FOUNDATION)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線22的數(shù)據(jù)傳輸或通信。
例如在根據(jù)電容式測(cè)量方法工作的填充水平測(cè)量設(shè)備2的情形下，本發(fā)明的、用 于將測(cè)量探針9的同軸管10緊固于過(guò)程連接元件8的連接系統(tǒng)也是可應(yīng)用的。利用電容式 測(cè)量方法，選項(xiàng)包括填充水平F的連續(xù)測(cè)量和達(dá)到介質(zhì)5的預(yù)定極限水平的信號(hào)通知。在 這種情形下，由測(cè)量探針9和在同軸地圍繞測(cè)量探針9的管10組成的同軸測(cè)量探針單元7 形成電容器，其電容取決于介電介質(zhì)5在容器4中的填充水平F。填充水平F可以從電容改 變中推導(dǎo)。當(dāng)測(cè)量探針單元7被介質(zhì)5覆蓋的程度或介質(zhì)5在容器4中的填充水平F改變 時(shí)，可以檢測(cè)到該測(cè)量結(jié)構(gòu)的電容的幾乎成比例的改變。大約相似的測(cè)量原理是基于導(dǎo)電 測(cè)量方法，在該情形下作為導(dǎo)電介質(zhì)在容器中的填充水平的函數(shù)確認(rèn)電導(dǎo)率的改變。例如， 在受讓人的公開(kāi)文獻(xiàn)DE10157762A1和DE10161069A1中，描述了用于測(cè)量電容的實(shí)施例的 各種示例。一般地，為了測(cè)量電容的值，測(cè)量探針單元7被供應(yīng)有操作信號(hào)，該操作信號(hào)通 常是交流電壓。測(cè)量探針9一般被實(shí)施或者為桿或者為纜線。
在被適配在容器4上的凸緣或過(guò)程螺紋上安設(shè)填充水平測(cè)量設(shè)備2之前，首先將 測(cè)量探針9，并且此后將圍繞測(cè)量探針9同軸布置的管10借助連接11連接到過(guò)程連接元件8。例如，在限定連接區(qū)域13中，以借助在測(cè)量探針9上的螺紋和在過(guò)程連接元件8上的螺 紋的螺紋連接12的形式提供連接11。
在DE102006053399A1中，借助保持環(huán)或O形環(huán)緊固測(cè)量探針9，該保持環(huán)或O形環(huán) 為了確保防止意外拆解而接合在測(cè)量探針9上和在過(guò)程連接元件8中的空腔。通過(guò)施加預(yù) 定軸向的拉力，該緊固可以被克服，并且因而測(cè)量探針9可以與過(guò)程連接元件8分離。通過(guò) 以保持環(huán)形式的該緊固元件防止了由于振動(dòng)和搖動(dòng)造成的、通過(guò)螺紋連接而被保持在過(guò)程 連接元件8中的測(cè)量探針9的意外拆解。
在圖2和圖3中示出了本發(fā)明的對(duì)于圍繞測(cè)量探針9同軸布置的管10的緊固。在 測(cè)量探針9被連接和緊固在過(guò)程連接元件8中之后，圍繞測(cè)量探針9同軸布置的管借助于 旋轉(zhuǎn)移動(dòng)25以接合連接11的螺紋連接12而被連接到過(guò)程連接元件8。為了更簡(jiǎn)單地將管 10連接到過(guò)程連接元件8，提供了在過(guò)程連接元件8上的螺紋和在管10中的螺紋具有相同 的標(biāo)稱(chēng)直徑、相同的螺紋扣數(shù)、相同的節(jié)距和相同的側(cè)面形式。因?yàn)樵撀菁y連接可以由于振 動(dòng)和材料熱膨脹的差異而松開(kāi)，所以根據(jù)本發(fā)明，提供了螺紋連接12的額外緊固。為了緊 固在過(guò)程連接元件8上的螺紋和管10中螺紋之間的自由移動(dòng)的、形狀互鎖螺紋連接12，根 據(jù)本發(fā)明，在連接區(qū)域13中提供了 單獨(dú)的螺紋通過(guò)管10的橫截面的至少局部變形14而 對(duì)彼此變緊，使得在螺紋的變形區(qū)域中，螺紋側(cè)面互相擠壓。這種螺紋連接在技術(shù)語(yǔ)言中被 稱(chēng)為“卡滯的(frozen)”螺紋連接，因?yàn)槿绻赡艿脑挘荒芡ㄟ^(guò)施加大量的力才可以松開(kāi) 它。由于在兩個(gè)螺紋的變形的螺紋側(cè)面之間的接觸力增加，它成為在管10的材料和過(guò)程連 接元件8的材料之間的、局部的材料結(jié)合的冷焊也是可能的。
圖3示出了沿著圖2的剖面A-A截取的截面，圖示了本發(fā)明的對(duì)于在管10和過(guò)程連接元件8之間的螺紋連接的緊固。測(cè)量探針9被中心地連接且緊固在過(guò)程連接元件8 中。測(cè)量探針9通過(guò)絕緣元件23而被與過(guò)程連接元件8的金屬外殼24電流隔離地定位。 管10被圍繞測(cè)量探針9同軸布置并且借助螺紋的螺紋連接12連接到過(guò)程連接元件8，該螺紋在圖3中未被明確示出。為了通過(guò)變形14緊固螺紋連接，例如，使用具有總共八邊形空腔的壓力夾具15，其在連接區(qū)域13中以打開(kāi)狀態(tài)被閉合地放置在管10周?chē)Ｍㄟ^(guò)在壓力夾具15上施加壓力，于是將限定的、集中的和徑向的力K作用在具有螺紋的、圓形地圍繞的管10、IOa上。力K的集中作用使在連接區(qū)域13中的管10、IOb變形并且在過(guò)程連接元件8 上的螺紋和管10上的螺紋之間的螺紋連接12變得被夾緊在一起。管IOb的變形14在圖 3中被放大示出。
圖4示出了具有六邊形空腔16的壓力夾具15的實(shí)施例。在本實(shí)施例中壓力夾具 15單側(cè)地互相鉸接，使得壓力夾具15只可以在另一側(cè)被移動(dòng)分開(kāi)。為了利用這些壓力夾具 15獲得力K，可以應(yīng)用已知的壓縮壓制工具或壓制機(jī)器，例如根據(jù)商標(biāo)Pressgun銷(xiāo)售的那些。
附圖標(biāo)記列表
I裝置
2填充水平測(cè)量設(shè)備
3測(cè)量變送器
4容器
5介質(zhì)
6過(guò)程空間
7測(cè)量探針單元
8過(guò)程連接元件
9測(cè)量探針
10同軸布置的管、接地管、外導(dǎo)體
11連接
12螺紋連接、螺紋連接
13連接區(qū)域
14徑向變形
15壓力 夾具
16空腔
17介面、表面
18開(kāi)口
19過(guò)程螺紋
20凸緣、過(guò)程擰入部
21供應(yīng)線
22現(xiàn)場(chǎng)總線
23絕緣元件
24金屬外殼
25 旋轉(zhuǎn)
F 填充水平
ε rl介質(zhì)的介電常數(shù)
ε r2氣相的介電常數(shù)
M 發(fā)送脈沖
N 想 要的回波信號(hào)
權(quán)利要求
1.用于連接填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元的同軸布置的管的裝置，其中所述填充水平測(cè)量設(shè)備被實(shí)施為用于借助微波行進(jìn)時(shí)間測(cè)量方法和/或電容式測(cè)量方法確認(rèn)和監(jiān)測(cè)位于容器的過(guò)程空間中的介質(zhì)的填充水平，其中所述填充水平測(cè)量設(shè)備至少包括測(cè)量變送器和測(cè)量探針單元，其中所述測(cè)量探針單元至少由纜線形狀的或桿形狀的測(cè)量探針和圍繞所述測(cè)量探針同軸布置的管構(gòu)成，其中所述測(cè)量探針單元到所述容器的連接借助過(guò)程連接元件來(lái)實(shí)施，其中用于所述測(cè)量探針單元的所述測(cè)量探針和圍繞所述測(cè)量探針同軸布置的所述管經(jīng)由可拆連接而被連接到所述過(guò)程連接元件，其特征在于同軸布置的所述管(10)到所述過(guò)程連接元件(8)的可拆連接(11)經(jīng)由在限定連接區(qū)域(13)中的形狀互鎖螺紋連接(12)來(lái)實(shí)施，并且同軸布置的所述管(10)到所述過(guò)程連接元件(8)的可拆形狀互鎖螺紋連接(12)借助同軸布置的所述管(10)在限定連接區(qū)域(13)中的徑向變形(14)而被緊固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于通過(guò)由壓力夾具(15)引起的、至少在所述限定連接區(qū)域(13)中在同軸布置的所述管(8)上的外力，來(lái)提供同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中的所述徑向變形 (14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的至少一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中的所述徑向變形(14)由具有多邊形空腔(16)的壓力夾具(15)引起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的至少一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中的所述徑向變形(14)由具有橢圓形空腔(16)的壓力夾具(15)引起。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述壓力夾具(15)由至少兩個(gè)部分實(shí)施和/或被至少相同地成形并鏡像對(duì)稱(chēng)地布置。
6.用于連接在填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元中圍繞測(cè)量探針同軸布置的管的方法，其中所述填充水平測(cè)量設(shè)備被用于借助微波行進(jìn)時(shí)間測(cè)量方法和/或電容式測(cè)量方法確認(rèn)和監(jiān)測(cè)位于容器的過(guò)程空間中的介質(zhì)的填充水平，其中所述測(cè)量探針單元包括纜線形狀的或桿形狀的測(cè)量探針和同軸地圍繞所述測(cè)量探針的管，其中所述測(cè)量探針單元借助過(guò)程連接元件連接到所述容器，其中用于所述測(cè)量探針單元的所述測(cè)量探針和圍繞所述測(cè)量探針同軸布置的所述管被可拆地連接到所述過(guò)程連接元件，其特征在于在第一步驟中，同軸布置的所述管(10)經(jīng)由在限定連接區(qū)域(13)中的形狀互鎖螺紋連接(13)而被可拆地連接到所述過(guò)程連接元件(8)，并且在第二方法步驟中，同軸布置的所述管(10)到所述過(guò)程連接元件(8)的可拆形狀互鎖螺紋連接(13)借助同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中的徑向變形(14)而被緊固。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 由壓力夾具(15)引起的在同軸布置的所述管(10)上的力實(shí)現(xiàn)所述徑向變形(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述壓力夾具(15)利用多邊形的空腔(16)產(chǎn)生同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中的逐點(diǎn)的徑向變形(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述壓力夾具(15)利用橢圓形的空腔(16)產(chǎn)生同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中的區(qū)域的徑向變形(14)。
10.根據(jù)前述的權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于由具有對(duì)應(yīng)空腔(16)的至少兩個(gè)部分形成的所述壓力夾具(15)借助限定的力在所述連接區(qū)域(13)中圍繞同軸布置的所述管(10)閉合，并且因此出現(xiàn)的、同軸布置的所述管(10)在所述限定連接區(qū)域(13)中對(duì)所述過(guò)程連接元件(8)的徑向變形(14)確保防止所述螺紋連接(12)的旋松。
全文摘要
本申請(qǐng)包括一種用于附接填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元的圍繞測(cè)量探針同軸布置的管的方法，其中繩形狀的或桿形狀的測(cè)量探針的測(cè)量探針單元被圍繞測(cè)量探針同軸布置的管包圍，其中測(cè)量探針單元使用過(guò)程連接元件被附接到容器，其中測(cè)量探針單元的測(cè)量探針和圍繞測(cè)量探針同軸布置的管被可拆地連接到過(guò)程連接元件。本申請(qǐng)包括，在第一方法步驟中，同軸布置的管經(jīng)由形狀適配螺紋連接在限定連接區(qū)域中被可拆地連接到過(guò)程連接元件，以及在第二方法步驟中，利用被同軸布置并且在附接區(qū)域中附接到過(guò)程連接元件的管的徑向變形緊固同軸布置的管到過(guò)程連接元件的可拆形狀適配螺紋連接。本申請(qǐng)還包括并且包含用于附接填充水平測(cè)量設(shè)備的測(cè)量探針單元的同軸布置的管的相應(yīng)裝置。
文檔編號(hào)G01F23/284GK103069257SQ201180037545
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者迪爾克·奧斯瓦爾德 申請(qǐng)人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司