用于波导的重块设备、探测设备和用于制造重块设备的方法

摘要

本发明描述了一种用于具有波阻的波导(101)的重块设备(102’，102”，102”’)，其中所述重块设备(102’，102”，102”’)具有重体(407，507，607)，所述重体具有固定装置。固定装置设立用于将所述重体(407，507，607)固定在所述波导上并且具有波阻，所述波阻基本上匹配于所述波导的波阻。

说明书

本申请要求公开于2013年12月16日的申请号为EP 13 197 494的欧洲专利申请的优先权，所述欧洲专利申请的全部范围通过参引并入本文。

技术领域

本发明涉及一种测量技术的技术领域。本发明尤其涉及一种重块设备(Gewichtsvorrichtung)、一种探测设备、一种用于制造重块设备方法和一种料位测量仪器。

背景技术

料位(Füllstand)能够通过评估被引导的微波或者被引导的雷达波的反射或者回波来测量。为此当波或者信号与填充物或者空气接触时，波或者信号沿着探测器在容器的内部传播并且被反射。该反射在回波图中可被认为是回波。通过测量在该测量中所获得的回波的时间间隔，能够推测容器内部的料位、尤其能够确定，容器是否是空的、即是否仅填充有空气。通常当探测器接触介质或者浸入到介质中时，执行料位测量。在借助于被引导的微波而进行料位测量时所使用的波导基本上是缆，所述缆是缆式探测器的一部分。缆式探测器在其端部具有铅垂(Straffgewicht)，以便确保缆式探测器在容器内部的尽可能稳定的位置。

然而为了绷紧而使用的铅垂本身会影响测量结果。通常所述铅垂构成为实心的并且是基本上圆柱形成形的重块。基本上所述重块以高的质量来生产，由此所述重块通常相对于波导具有大的直径。

发明内容

存在一种实现良好地测量料位的需要。

与之相应地描述一种用于波导的重块设备、一种探测设备、一种用于制造重块设备的方法和一种料位测量仪器。

本发明的任务通过根据本发明的一种用于波导的重块设备、一种探测设备、一种用于制造重块设备的方法和一种料位测量仪器来解决。特殊的实施例在下文中给出。

根据本发明的一个方面，实现一种用于波导的重块设备，其中所述波导具有波阻。波导的波阻在一个实例中可以通过其几何形状和材料特性来确定。波阻可以确定重块设备的构型和/或材料，所述重块设备被实现为与该波导连接，以便使波导绷紧。

重块设备具有重体，在所述重体上设有固定装置。固定装置设立为用于将重体固定在波导上。借助于所述固定装置，重块设备可与波导连接。固定装置此外设立为，使得它具有波阻，所述波阻基本上匹配于波导的波阻，重块设备应固定在所述波导上。固定装置的波阻或者在重块设备的一端上的波阻在一个实例中可以通过固定装置的形状或者通过重体的形状匹配于波导的波阻，重块设备应安置在或者已经安置在所述波导上。特别地，固定装置的波阻设立为，使得当重块设备与波导连接时将因固定装置引起的反射最小化。过渡区域通常可以称作为固定装置，在所述过渡区域中发生从波导到重块设备的过渡。在一个实例中，波导可以是缆、尤其是由能导电的材料构成的缆。在另一个实例中，波导以及重体可以由如下材料获得，所述材料可以适合于引导热波或者声波。特别地，当探测设备由单一的整体件制成时，固定区域可以是过渡区域，在所述过渡区域中基本上发生从波导到重体的形状改变。在缆式探测器中波基本上在波导和容器壁之间构成并且传播。波阻在一个实例中可以从容器壁的和波导的几何形状确定。波导和/或重体能够被理解为内导体并且容器壁能够被理解为基本上共轴的线路的外导体。

通常当固定装置设置在第一端上时，固定装置的波阻可以确定重体的第一端上的波阻。固定装置在一个实例中基本上可以是在固定体的第一端上的具有薄壁部的开口。波导能够引入到开口中，以便引起波导和重体的耦联。

在另一个实例中，重块设备可以由基本上与波导相同的材料制成。波导可以是缆，所述缆引导电磁波或者声波。

换句话说，可以获得重块设备，使得借助于所述重块设备或者借助于铅垂(Straffgewicht)可实现对于波导或者对于波引导装置的阻抗匹配，重块设备应与所述波引导装置连接。

根据本发明的另一个方面描述一种探测设备，所述探测设备具有根据本发明的重块设备和波导、尤其是缆。波导、波引导装置或者缆设立为用于引导波，所述波引入到所述缆中。重块设备借助于固定装置与缆连接。

根据本发明的又一个方面描述一种探测设备，所述探测设备具有波引导装置。波引导装置可以一件式地构造或者整体地构造并且基本上具有两个区域，其中第一区域缆状地构成有第一直径并且第二区域以第二直径构成为重体。第一直径在波的传播方向上可以沿着波引导装置基本上恒定。第二直径在波的该传播方向上基本上增加。可以将从发送器朝重体的方向理解为传播方向。发送器例如可以是TDR(时域反射计)传感器。TDR传感器可以设立用于产生微波或者雷达信号并且将其引入到波引导装置和/或缆中。TDR传感器也能够从所测量的直至接收到被反射的信号的运行时间中产生回波图。在一个实例中，直径持续地沿着传播方向加宽并且引起波阻的连续的匹配或者波阻的持续的改变。换句话说，在缆状的区域到构成为重体的区域的过渡部的区域中，波导被匹配。

根据本发明的另一个方面提出了一种用于制造根据本发明的重块设备的方法。所述方法具有：借助于固定装置使重块设备与波导或者缆连接。此外所述方法具有：将波引入到波导或者缆中。在一个实例中所述方法具有：引入电磁波、微波或者雷达波。

此外所述方法具有：测量因重块设备的固定装置所引起的反射。为此例如在空的容器中执行测量并且确定由固定装置或者由过渡区域引起的反射。所述方法此外具有：改变重块设备的形状，其中在改变形状期间致力于使反射最小化。为了将反射最小化，改变重块设备的形状、尤其是重体的形状，直至与固定装置或者过渡区域相关联的反射具有最小的值或者降低到低于可预设的阈值。借助于该方法可以制造重块设备，所述重块设备基本上匹配于波引导装置或者缆，使得当波引导装置或者波导与重块设备连接时，因缆端的过渡部被反射到重块设备上的反射是最小的。

具有根据所述制造方法制造的重块设备的探测设备例如能够根据回波图被获悉，在所述回波图中所期望的回波的值、例如在填充物处的反射的值与被固定装置引起的反射的值相比更大。

在一个附加的步骤中也可以提供探测设备的制造，所述探测设备整体上包含波引导装置和重块设备，使得波引导装置基本上具有两个不同的区域。

根据本发明的另一个方面描述了具有根据本发明的重块设备或者具有根据本发明的探测设备的料位测量仪器。料位测量仪器能够测量液体的或者疏松物料的料位。但是料位测量仪器也能够用于极限位置测量(Grenzstandmessung)。

在波传播时、尤其是在电磁波例如微波或者雷达波传播时，可在不连续部位处产生显示为不同强度的反射。几何形状沿着波的或者信号的传播方向的短的路线的差别越大，可能激发的反射就越强。该反射在信号评估时会是干扰性的，因为所期望的或者有针对性地引起的反射会被所不期望的反射掩盖。所述掩盖会导致，用于确定料位或者探测器端部的所寻求的反射不可被明确地识别。因此在波引导时应制造尽可能连续的过渡部或者均匀的过渡部并且避免几何形状的骤变。均匀的过渡部可以是半径沿着信号传播方向连续的变宽。

在与基本上在料位测量仪器中所使用的缆式探测器一样的缆式探测器中，可能期望的是，使用尤其重的铅垂，其中所述缆式探测器利用被引导的微波的物理原理或者通常利用被引导的波的物理原理。电磁波、声波或者热波能够用作为被引导的波。所述波也能够是调制信号或者仅具有有限的持续时间。有限的持续时间的信号是脉冲。为了实现高的、合适地长的重块，可以使用具有大的体积或者大的密度的重块、重块设备或者铅垂。尽管如此，对于该铅垂而言必须使用具有垂直于波的传播方向的大的半径的物体可能使得所述构型对于安装到容器中是重要的。在这样一个重块装置中可能在从波引导装置或者波导到铅垂的过渡部处产生突然的跳跃部位。该跳跃部位可能导致强反射。

在一个实例中，在波导上的铅垂的或者重块设备的固定装置、尤其是铅垂的连接部位可以匹配于波导，使得基本上不因该固定装置引起反射。通过重块设备的固定装置的波阻匹配于波导的波阻的方式，例如可以实现一种匹配。固定装置的波阻能够匹配于该阻抗或者该波阻。用于缆式探测器的波导或者缆具有标准化的尺寸。这可提供相应的重块设备，所述重块设备适配于波导的或者波引导装置的标准化的尺寸。

根据本发明的一个方面，固定装置可以设置在重块设备的第一端上。重块设备的第二端可以与该固定装置相反置。第二端相对于第一端可以具有如下波阻，所述波阻小于固定装置的波阻或者小于第一端的波阻。通常，第二端可以具有如下波阻，所述波阻与固定装置的波阻不同。在另一个实例中，第二端具有如下波阻，所述波阻大于第一端的波阻。这两端的波阻的差异可能引起如下尝试：使第一端处的波阻基本上匹配于波导，然而使第二端处的波阻基本上不匹配于周围的材料。第二端处的波阻可以被选择为，使得第二端“不和谐(verstimmt)”、即不匹配。特别地，从第一端到重体的过渡部与第二端到填充物的周围材料或者到周围空气的过渡部相比跳跃状更小。从第一端到重体的过渡部基本上可以是从波导的波阻到重体的波阻的过渡区域、尤其是从第一端到重体的位于第一端和第二端之间的区域的波阻的过渡部。因此可以实现一种重块设备，所述重块设备在固定装置上具有匹配于波导的波阻，反之第二端具有到如下材料的过渡部，所述材料基本上差地被匹配。因此基本上可以避免在固定装置上的反射，然而引发或者引起在第二端上的反射。对第二端的差的匹配基本上可因如下原因引起：第二端转入到其中的填充物或者周围环境的材料是未知的从而其波阻也是未知的。当不使用填充物时，例如可能建立对空气的匹配。但是该匹配可能会导致：不再能够识别探测器端部。也可能难以预测在填充物的哪个材料中使用探测器。因为不是所有的探测器都悬挂在空气中而是悬挂在介质中，所述介质的特性基本上是未知的。然而在一个实例中可以设置：重体的材料匹配于待测量的填充物的材料。因此在第二端上也可以存在一种匹配，并且只要第二端基本上浸入到填充物中那么探测器端部可以基本上不引起反射。为了测量探测器端部因此必须例如排出填充物，以便产生到与填充物的材料不同的材料的过渡部，第二端不匹配于所述不同的材料。

缆式探测器不仅具有缆而且具有重块设备。通过波阻的骤变确定缆式探测器的端部是可行的。换句话说，通过特别在端部的区域中引发强反射的方式，通过回波可以使得重块设备的端部可见。

根据本发明的另一个方面，重体至少部分地由一种材料制成，所述材料与波导的材料一致。在从波导到重体的过渡部处的反射一方面可因几何形状的改变引起并且另一方面可因波导和重体之间的材料的差异引起。然而重体应构成为，使得基本上避免反射并且不产生特殊的干扰部位，尤其在重体的第一端上。避免反射基本上可以通过结构上的措施、如匹配重体的形状或者材料来实现。

重体的材料例如可以是与波导的材料相同的材料。然而如果波导的材料由强反射的材料制成、例如由钢制成，那么然而在一个实例中可有意义的是：由另一种材料制造重体，例如由不强烈反射电磁波的材料、例如陶瓷、玻璃或者塑料制造重体。良好反射的材料例如也可以是良好传导的材料。如果重块设备的材料是与波导的材料相同的材料，那么例如可产生强反射。此外如果在重块设备和波导之间存在不连续的过渡部位，那么会非常容易地产生反射。然而与之相反的是，尽管有强反射的材料，但是在相应地匹配波导的波阻和可与波导连接的重体的波阻的情况下相应良好地防止了反射。

在一个实例中，重体可以由如下材料制成，所述材料反射由波导引导的波。

根据本发明的又一个方面，重体的固定装置可与缆端连接。

在一个实例中，固定装置是盲孔，缆端可引入到所述盲孔中。借助于固定螺丝、压配合或者粘接，缆端能够锚固在盲孔中。通过缆端与固定装置的连接可以实现一种缆式探测器，所述缆式探测器基本上建立波导和重块设备之间的单元。可以获得一种固定装置，使得所述固定装置在固定状态中可靠地固定缆端，然而仅引起少量的反射。换句话说，固定装置可以遮住重体免受雷达辐射或者被引导的微波，使得重体基本上在回波图中不表现为回波。

根据本发明的另一个方面，固定装置具有带有固定螺丝的开口。

开口能够实施为贯通孔或者盲孔。借助于垂直于开口的纵轴线或者垂直于盲孔设置的固定螺丝，波导可以集成到重体中。

根据本发明的又一个方面，重体是旋转对称的三维体。

旋转对称体基本上可以在所有的空间方向上具有相同的反射特性或者匹配特性，使得基本上在所有的方向上产生相同的匹配。通过使用旋转对称体可以避免围绕波导的不连续部位。

根据本发明的又一个方面，重体具有如下直径，所述直径基本上沿着从第一端朝第二端的方向增加。换句话说，所述直径在被引导的波的传播方向上在第二端上反射之前基本上持续地增加。如果借助于与从第一端到第二端的长度有关的函数确定重体的侧面，那么该函数的一阶导数具有正值。

重体的直径的持续的增加可以实现：在波导的端部附近或者在重体的起始处、即在固定装置的区域中获得在可与重块设备连接的波导和重块设备之间的连续的过渡部。半径沿着朝向第二端的方向增加同时可引起重块设备的总重量的提高。重块装置的高的重量可以用于良好地绷紧连接的波导或者缆。重量越重，就可以更好地绷紧波导并且波导可以更少地从填充物处脱离垂直线。反射可能基本上因波阻的沿着传播介质的基本上突然的、跳跃状的或者阶梯状的改变而引起。以固定装置的区域中的高的波阻为出发点，通过持续地提高重体的半径，以与到第二端处的填充物或者空气的差的匹配的建立相结合的方式使得波阻降低。因为固定装置的区域中的波阻基本上匹配于波导的波阻，所以第二端处的波阻也可以低于波导的波阻。

提高半径除了用于降低第二端处的波阻之外，也用于使得重体的第二端对周围材料或者周围空气的匹配变差，以便在探测器端部处引起尤其强的反射。通过连续地使重体的半径变大，第二端处的波阻可小于第一端处的波阻。尽管如此，由于第二端对第二端处的周围材料的差的匹配仍可引起沿着波导和重体传播的波的强反射。在用于电磁波的导体的情况下，各个端部的匹配程度可通过阻抗测量来检验。

根据本发明的另一个方面，重体具有从下述形状的组中选择的形状：所述形状的组由截锥形、喇叭形和液滴形构成。

匹配于缆的直径的第一固定装置和宽的从而重的第二端具有全部的这些形状。通过波导的和固定装置的波阻彼此匹配的方式，固定装置的直径和形状匹配于待连接的波导的直径和形状不仅可以引起几何上的匹配而且可以引起信号技术上的匹配。

根据本发明的又一个方面，重体的侧面具有至少一个切口。

切口能够用于使重块设备的第一端良好地匹配于波导。切口可以引起：为了通过连续地改变重体的形状而连续地匹配波阻，还附加地产生小的正阻抗跳跃和负阻抗跳跃，所述正阻抗跳跃和负阻抗跳跃在地点上彼此紧密地贴靠，使得它们能够彼此抵消从而能够改进匹配和/或连续的过渡部。

根据本发明的另一个方面，探测设备由能导电的材料制成。换句话说，探测设备可以一件式地或者整体地制造，由此在波导和重块设备之间的过渡部处的不连续被最小化。基本上，探测器可以通过该措施具有均匀的特性。重体和波导可以整体地连接从而彼此集成。

根据本发明的又一个方面，探测设备具有绝缘芯，所述绝缘芯例如由能传导的材料围绕。通过借助于绝缘芯的构造能够减小探测器的总重量，并且尽管如此重心还是转移到探测器端部中，以便使探测器绷紧。

当探测器进入到填充物中或者接触填充物时，通常执行料位测量。当填充物仅位于探测器附近时，也产生回波的改变，然而该改变还没有被评估，以便得出关于料位的结论。然而对于这样的测量也能够使用重块设备。

应注意的是，关于不同的主题描述本发明的不同方面。特别地，关于设备权利要求描述一些方面，反之关于方法权利要求描述其它方面。然而本领域技术人员能够从上文中的描述和下文中的描述中得出：除了另有说明，除了特征的属于主题的范畴的每个组合以外，特征之间的每个涉及主题的不同范畴的组合也被视为是由本文所公开的。特别地，设备权利要求的特征和方法权利要求的特征之间的组合应是公开的。

附图说明

在下文中参照附图描述本发明的其它的示例性的实施例。

图1示出探测设备的构造以更好地理解本发明。

图2示出回波图，所述回波图借助于图1中的探测设备来记录，以更好地理解本发明。

图3示出回波图，所述回波图借助于图1中的探测设备在分界层测量时记录，以更好地理解本发明。

图4示出根据本发明的一个示例性的实施例的截锥形的重块设备。

图5示出根据本发明的一个示例性的实施例的喇叭形的重块设备。

图6示出根据本发明的一个示例性的实施例的液滴形的重块设备。

图7示出图4的根据本发明的一个示例性的实施例的在重体的侧面上具有切口的截锥形的重块设备。

图8示出根据本发明的一个示例性的实施例的回波图，所述回波图借助于图4、图5、图6中的探测设备来记录。

图9示出根据本发明的一个示例性的实施例的回波图，所述回波图借助于图4、图5、图6中的探测设备在分界层测量时来记录。

图10示出根据本发明的一个示例性的实施例的具有位于检测阈值以下的干扰回波的分界层测量的回波图。

图11示出根据本发明的一个示例性的实施例的、具有在具有圆柱形的铅垂的探测器和具有重块设备的探测器之间的回波的对比测量的回波图。

图12示出用于制造根据本发明的一个示例性的实施例的重块设备的方法的流程图。

具体实施方式

附图中的视图是示意性的并且是不按比例的。在下面对图1至图12的描述中对于相同的或者相对应的元件使用相同的附图标记。

图1示出探测设备100，所述探测设备具有波导101和呈铅垂102状的重块设备102，以更好地理解本发明。波导101构成为缆101或者线缆101。图1示出由TDR传感器103和探测设备100构成的测量装置。TDR传感器103可以构成为用于电磁波、光波、声波或者热波的发生器。相应地，探测设备100可以构成为用于传输相应的波。通常没有限制地假设：TDR传感器103产生电磁波，所述电磁波沿着缆101在朝向铅垂102的方向上运动。电磁波能够是连续波或者脉冲状的波。

在本文中术语阻抗和阻力、尤其是术语波阻可以等价地使用。

TDR传感器103也测量沿着缆式探测器100出现的并且回掷的反射，所述反射尤其也由不连续部位产生。TDR传感器为了使反射可视化建造回波图，在所述回波图中反射作为回波是可见的。所期望的反射通过探测设备浸入到填充物中引起、尤其通过探测器端部104的浸入引起。浸入到填充物中由于材料特性的改变而产生不连续部位，所述不连续部位导致在料位的区域中的反射。

探测器端部在安装状态中基本上对置于TDR传感器103，通过波导101隔开。浸入到填充物中在图1中未示出。图1示出在空的容器中的探测器100或者探测设备100。容器在图1中同样未示出。探测器端部104通过在图1中借助于箭头105表示的重力被绷紧，所述重力作用到铅垂102上。该重力通常朝向地面的方向指向并且尤其朝向填充容器的底部的方向指向。

在TDR传感器103处所使用的铅垂102仅具有如下任务，即通过其重量使缆101尽可能绷紧并且保持垂直地悬挂。铅垂102的在图1中圆柱形地以直径的不连续的急速跃变示出的形状引起：在铅垂102的起始106处或者在铅垂102的第一端106处，在从缆101到铅垂102、尤其是到重体107的过渡部的区域中产生强反射。

图2示出反射图或者回波图，所述反射图或者回波图借助于图1中的缆式探测器100来记录，以更好地理解本发明。由于在缆101和重体107之间的阻抗的剧烈地改变，除了所期望的反射或者所期望的回波E₁和E₃之外还产生附加的回波E₂。当探测器端部104浸入填充物中并且基本上由该填充物覆盖时，回波E₁是该填充物的回波。回波E₃可归因于重体107的第二端106处的不连续部位。通常从小的阻抗到较大的阻抗的过渡产生负回波。从大的阻抗到较小的阻抗的过渡产生回波图中的正回波。因此通过重体的对波阻产生影响的形状能够确定：重体的端部是否作为回波图中的正回波或者负回波能够可见。在图2的回波图中，正回波和负回波的区别在于振幅的方向。E₂是正回波，由波导的大的波阻到在重块102的第一端106处小的阻抗的过渡所引起。E₃是由于从第二端108处的小的波阻到周围材料的大的阻抗的过渡而产生的负回波。从小的波阻到大的波阻的该过渡导致第二端处的阻抗骤变。当在所述长度之上的阻抗改变相对于所述阻抗改变小时，可以称谓阻抗骤变。在第一端和第二端之间的阻抗连续改变的情况下，在长的区域中沿着重体进行阻抗改变。在第二端处进行突然的阻抗改变。第二端108的波阻小于第一端106的波阻。然而由于阻抗在长的区域内部从第一端到第二端连续地改变，基本上不产生反射。

附加地出现回波E₂，所述回波通过过渡部位106、重体107的第一端106或者重块设备102的固定装置106引起。如从图2中所看到的一样，由过渡部位106处的阻抗的改变而产生的反射或者回波，基本上与填充物的反射没有区别。特别地，回波E₁和E₂的形状和高度在如铅垂本身那样引起类似的强反射的介质或者填充物中是不容易实现的。特别的信号处理系统难以区分各个反射E₁、E₂或者回波E₁、E₂。即使在良好反射的介质例如水中，空的容器也示出铅垂的反射，这本身会给复杂的信号处理算法造成困难。换句话说，这可意味着：在良好反射的填充物如水中期望填充物表面的非常强的回波。由水表面引起的回波是所期望的。水回波与干扰部位处的、即从波导到重体的过渡部处的回波E₂相比具有更高的振幅E₁。但是由于填充或者清空容器会导致：在缺少水回波的情况下、例如当水的表面位于铅垂下方时，信号处理算法错误地将回波E₂判定为料位回波。当涉及到通过评估回波图来确定实际上与填充物表面相关联的回波时，在回波图中类似的回波E₁、E₂同时出现本身可能给复杂的信号处理算法造成困难。由于通过填充物产生的回波E₁和通过过渡部106处的反射产生的回波E₂的混淆，甚至会发生：确定错误的料位或者甚至当容器是空的时确定料位。也就是说会发生：由不连续部位106引起的回波被解释为不存在的料位回波。

图3示出借助于在图1中示出的缆式探测器来记录的用于分界层测量的回波曲线的视图，以更好地理解本发明。

在过渡部位106处错误地产生的回波的混淆问题尤其是在分界层测量时会导致错误的测量结果。在分界层测量时测量层状的填充物、例如水上的油，并且确定这两种材料之间的分界层的位置。在分界层测量时，目的是：除了纯料位回波以外也可靠地确定分界层的回波。在分界层测量时通常不能够区分铅垂102的反射和由分界层的不同材料所引起的反射。例如油的反射和水的反射在识别时会造成困难。在借助于具有不连续的过渡部的探测器进行分界层测量时，除了探测器端部的回波以外还存在三个反射E₁、E₂、E₄。E₁是填充物的回波。E₂是第一端106的、即过渡区域106的回波。E₄是分界层的回波。

三个回波E₁、E₂、E₄的存在会引起：TDR传感器103做出错误的决定并且确定错误的料位和/或确定分界层的位置的错误的值。在图3中铅垂端部108的回波不可见。铅垂端部108的回波不可见的原因能够是如下事实：该回波被分界层的填充物的回波E₄、例如油和水之间的分界层的回波所掩盖。回波E₄在完全掩盖的情况下能够是分界层的良好反射的填充物的非常强地显示出来的回波。图2和图3中的回波E₁和E₂具有相同的原因：即E₁由另外的分界层引起并且E₂由第一端106引起。另外的分界层可以是在其上首先产生反射的分界层。

图4示出根据本发明的一个示例性的实施例的截锥形的重块设备。在图4中可见缆式探测器100’，所述缆式探测器具有波导101或者缆101和铅垂102’或者重块设备102’。重块设备102’具有截锥形的重体407。重体407作为具有斜边403的旋转对称的实心体示出。为了与波导101连接，重体407具有盲孔401，所述盲孔具有固定螺丝402或者具有用于固定螺丝的开口。盲孔401的直径基本上相应于波导101的直径，使得波导可引入到盲孔中。侧面403具有从第一端106’朝向第二端108’线性增大的半径。在从缆状的波导101到铅垂102’的过渡部的区域中，截锥体407的半径具有基本上与缆101相同的直径，除了对于盲孔所需要的壁部以外。由此实现了在波导101和重体407之间的基本上流线形的过渡部、连续的过渡部或者平缓的过渡部。重体407的材料基本上相应于用于波导101的材料。换句话说，波导101的传导性具有如用于重体407的材料的传导性一样的值。通过材料朝向第二端108’增加，重块设备102’的重心位于截锥形的重体407的下三分之一中、即第二端108’的区域中。

信号传播方向通过箭头410来说明并且通常与重力的方向一致。填充容器、探测器100’所浸入的填充物和产生信号410并且进行测量的TDR传感器在图4中未示出。重体407能够构成为实心材料体或者也能够构成为空心体。因为沿着缆101运动的电磁波基本上在缆的表面上传播，所以所述电磁波在截锥形的重体407上基本上也在倾斜的侧面403上传播。

在第二端108’处，或者发生到所存在的、重体407所浸入的填充物的过渡，或者发生到空容器的空气的过渡。该过渡是突然的，使得在第二端108’处产生强反射，所述强反射在反射图上可明确地看到。这样的反射图例如在图8中示出。对于铅垂102’使用能传导的材料而言替选的是，也能够使用另一种材料，所述另一种材料仅具有低的反射特性或者甚至基本上不具有反射特性。换句话说，能够使用陶瓷、玻璃或者塑料来代替用于重块设备102’的能传导的材料。当使用这样的不传导的材料时，基本上可以不考虑形状，因为这样的材料的反射特性是小的。重体107的形状因此例如能够如在图1中所示出的那样圆柱形地构成有不连续的过渡部，因为反射基本上仅在能导电的缆101的端部处产生。

本发明的一个方面可以是：通过优化铅垂102’的几何或者机械形状在探测器端部106’处使探测器100’匹配于波导101，由此能够实现降低干扰性的反射。

波导101到重体407的过渡部106’处的阻抗匹配或者阻抗优化可以通过铅垂102’的外部的造型来实现、尤其是通过在第一端106’的区域中的固定装置的造型来实现。由过渡部位106’引起的干扰性反射可以通过改进的匹配来降低或者消除。通过降低反射可以提高能量传播超出过渡部位106’，这引起探测器端部108’处的反射的振幅提高。该振幅提高允许在回波图中良好地看到探测器端部108’。

图5示出根据本发明的一个示例性的实施例的另一个重块设备。铅垂102”的在图5中所使用的形状是喇叭形，其侧面503具有基本上指数或者抛物线形的走向。重块设备102”具有喇叭形的重体507，所述重体同样是旋转对称的物体，并且或者构成为实心体或者构成为空心体。所有的所描述的重体也能够是电导体，所述电导体围绕绝缘体缠绕。重体设备102’与波导101一起形成缆式探测器100”，所述缆式探测器具有喇叭形的探测器端部108”。固定装置106’处的直径基本上相应于波导101的直径。波导101借助于固定螺丝502固定在轴向设置的盲孔501中。盲孔501以与固定螺丝502和/或用于固定螺丝的相应的开口组合的方式形成固定装置，所述固定装置在过渡部位106”处基本上具有匹配于波导101的波阻。

图6示出根据本发明的一个示例性的实施例的液滴形的重块设备。液滴形的重块设备102”’具有液滴形的重体607，所述重体具有首先关于对称轴线沿着信号方向410升高的并且随后降低的侧面603。也就是说，体积沿着信号传播方向首先剧烈增加并且随后轻微增加。重体的半径首先沿着传播方向增大并且随后再次朝第二端减小。该液滴形的重体102”’在第一端106”’处也具有窄的过渡区域。固定装置在第一端106”’的区域中的直径基本上相应于波导101的直径，其中液滴形的重体607可与所述波导连接。图6示出在与波导101或者与缆101连接的状态中的液滴形的重块装置102”’。重块设备102”’同样预设盲孔601作为固定装置，缆101为了固定被引入到所述盲孔中并且借助于在为此而设置的垂直于盲孔601的轴线伸展的开口中的固定螺丝602来固定。过渡区域106’、106”、106”’由于临近固定装置也能够被称为固定区域106’、106”、106”’。

在所有的在图4至图6中示出的实施方式中，替选于固定螺丝602，波导101能够通过压紧、焊接或者粘接与相应的重体407、507、607连接。旋转对称的重体407、507、607的旋转轴线基本上与缆101的对称轴线重合。

缆101是长形地延长的具有预设的直径的缆体。替选于缆101，也能够使用杆或者类似长形地构成的体，所述杆或者类似长形地构成的体实现了引导波或者信号。所使用的波导101的长度由容器的容器长度来确定，在所述容器中应插入有缆式探测器100’、100”、100”’。缆能够被标准化并且具有在30cm至70m的范围中的长度。缆101的直径能够为2mm、4mm、7mm或者8mm。因此重块设备102’、102”、102”’在第一端106’、106”、106”’处的直径同样具有大约2mm、4mm、7mm或者8mm的直径。相对于锥形的重体407和喇叭形的重体507，液滴形的重体在第二端108”’处再次渐缩，使得沿着信号传播方向410在第二端108”’上游的最厚的区域位于重体607的下三分之一中在区域109中。该液滴形状引起：不仅体的起始处的干扰是小的而且实现了在端部处的、例如在到空气的过渡部处的良好的匹配。第一端处的小的匹配和第二端处的到空气的良好的过渡部在特殊的应用中能够是必要的。

固定装置在第一端106’、106”、106”’的区域中的波阻例如具有50Ω或者377Ω的波阻。波导101从而波导的呈相应的重体407、507、607形式的延续部尤其形成整个波导的内导体，所述波导的外导体形成在附图中即在图4、图5和图6中未示出的容器，在所述容器中插入有缆式探测器100’、100”、100”’。

图7示出图4的具有设置在侧面403上的切口的重块设备102’的截锥形的重体。设置在侧面403上的切口700沿着信号传播方向410围绕重体407伸展。这样的切口700能够设置在重块设备102’、102”、102”’的每个侧面403、503、603中。切口沿着信号传播方向410或者沿着波传播方向螺旋状地围绕旋转体407伸展。即使图7仅示出截锥形的重体407中的切口，但是这样的切口也能够设置在喇叭形的重体503中或者液滴形的重体603中或者每个其它的重体中。切口应实施为，使得保持在其中不挂有填充物和/或不粘附有填充物，这会引起附加的干扰。切口的斜度例如可以表现为，使得填充物能够容易地流出。

固定装置基本上具有盲孔401、501、601和开口402、502、602以及相应的固定螺丝。在一个实例中，波导101具有50欧姆或377Ω的波阻，使得重块设备102’在相应的第一端106’、106”、106”’处的固定装置401、402、501、502、601、602的过渡区域中基本上成形为，使得所述波导在该处也具有50Ω或者377Ω的波阻。

图8示出根据本发明的一个示例性的实施例的借助于缆式探测器100’、100”、100”’来记录的回波曲线。通过使用根据本发明的铅垂102’、102”、102”’，能够根据重块设备102’、102”、102”’的阻抗对于相应的波导101的良好的匹配来实现固定装置在第一端106’、106”、106”’的区域中的阻抗的良好的匹配。通过在使用该重块形状的情况下而引起的对波导101的和重块设备102’、102”、102”’的、尤其重块设备102’、102”、102”’的固定装置的阻抗的良好匹配，能够将因波导101与重块设备102’、102”、102”’连接而引起的反射最小化。相对于图2的回波图，图8仅示出由填充物引起的回波E₃和由相应的重块设备102’、102”、102”’的端部区域108’、108”、108”’引起的回波。因不连续的阻抗跳跃而引起的回波、例如图2中的回波E₂不可见。也就是说，很少存在必须被区分的回波。缆式探测器的端部108’、108”、108”’的回波又被视为回波图中的负回波E₆。换句话说，通过使重块设备102’、102”、102”’的固定装置的阻抗或者波阻匹配于波导101的波阻可以使在其它情况下因连接区域106’、106”、106”’并且因由于连接区域106’、106”、106”’而产生的阻抗变化所引起的回波消失。由连接区域106’、106”、106”’引起的回波至少可以是这样小的，使得所述回波低于传感器103的检测阈值。因此该所不期望的回波被减小，使得所述回波基本上不再由检测器识别到。因此所不期望的回波与待检测的回波E₅和E₆混淆的危险能够低地保持。所不期望的回波因此在图8中未画入。因此对于检测器而言不会感知到因所不期望的回波引起的干扰。

图9示出借助于根据本发明的一个示例性的实施例的具有匹配的重块设备的探测器的分界层测量的回波曲线。探测器端部108’、108”、108”’的负回波在图8或者图9中未示出。图9仅示出因第一分界层、例如油引起的回波E₇和因第二分界层、例如水引起的第二回波E₈。

因为在图8和图9的情况下因重块设备102’、102”、102”’的固定装置引起的干扰回波基本上不再可见，所以不同的反射E₅、E₆或者E₇、E₈能够通过评估相应的回波曲线或者反射图的信号处理装置良好地彼此区分。良好地区分所期望的回波能够在确定料位时提高测量值的可靠性从而提高料位测量仪器的可靠性。

图10示出根据本发明的一个示例性的实施例的具有位于检测阈值以下的干扰回波的分界层测量的回波曲线。如在图9中那样再次执行分界层测量，其中回波E₇和E₈因不同的分界层引起。传感器不考虑因在重块设备102’、102”、102”’的第一端106’、106”、106”’处的固定装置引起的回波E₉，因为所述回波位于TDR传感器的检测阈值1001以下。

通过降低过渡区域106’、106”、106”’中的反射，更多的能量到达相应的探测器端部108’、108”、108”’。该提高的能量的量由于第二端108’、108”、108”’差地匹配周围环境、例如空气或者填充物而引起更强的反射、即引起明显表现出来的负回波E₆。

在探测器端部108’、108”、108”’处的回波的这种增强在此也可能有助于产生良好的测量结果，因为也可导致探测器端部的可靠的检测。探测器端部的可靠的检测又能够便于其余的回波E₅、E₇、E₈与相应的料位或者分界层相关联。在了解探测器100’、100”、100”’的长度、即具有探测器体407、507、607的波导101的长度和周围介质的特性例如介电常数的情况下也能够间接地良好地推测料位。探测器端部108’、108”、108”’的良好的检测也能够实现良好的探测器端部测量或者EOP(样品端部)测量。

通过设置相应宽的探测器端部108’、108”、108”’能够补偿小的重块，所述重块被设置通过在第一端106’、106”、106”’的区域中的窄的直径来匹配波阻，使得根据本发明的重块设备102’、102”、102”’的重量基本上相应于圆柱形的重体107的重量，由此确保了波导101的绷紧。

图11示出根据本发明的一个示例性的实施例的、具有在具有圆柱形的铅垂的探测器和具有重块设备的探测器之间的回波的对比测量的回波图。回波图具有纵坐标1101，在所述纵坐标上反射测量的振幅值以伏特来记入。所示出的范围从-0.2V至+0.15V伸展。纵坐标1101以0.05V的间距来划分。横坐标1102是距参考脉冲的距离，所述参考脉冲用作为用于测量开始的标准化的量。横坐标以单位m(米)来划分并且以0.2m的间距从1.6m伸展直至2.4m。示出曲线1103，所述曲线1103表示具有圆柱形的铅垂102的缆式探测器的反射过程，并且示出反射曲线1104，所述反射曲线1104示出借助于图4中的截锥形的铅垂102’的回波测量的反射过程。可以看出：因过渡区域引起的反射在圆柱形的铅垂1105的情况下与在使用截锥形的铅垂1106的情况中相比更强地表现。喇叭形或者液滴形导致类似的结果。部位1106上的过渡区域106’、106”、106”’处的反射相对于圆柱形的铅垂的反射1105减弱从而引起更少的干扰。

在图11中此外可见，圆柱形的铅垂的探测器端部处的反射1107与在使用截锥形的铅垂102’或者喇叭形的铅垂102”或者液滴形的铅垂102”’的情况下探测器端部108’、108”、108”’的反射1108相比更小。通过用截锥形的铅垂来替换圆柱形的铅垂能够使铅垂102、102’的干扰反射1105、1106的振幅从大约105mV降低到85mV、即降低大约20％。图11示出在空容器中的测量。

图12示出用于制造重块设备的方法的流程图，其中在第一个方法步骤S1200中借助于在第一端106’、106”、106”’处的连接装置使得波导101与重块设备102’、102”、102”’连接。在步骤S1201中将波、例如电磁波或者声波朝重体407、503、603的方向引入到波导101中，使得所述波沿着朝向探测器端部108’、108”、108”’的方向传播、例如通过箭头410说明的那样。在步骤S1202中测量反射，所述反射通过固定装置401、402、501、502、601、602并且尤其由第一端106’、106”、106”’引起。该反射例如作为回波E₉可被察觉到。随后在步骤S1203中在固定装置401、402、501、502、601、602的区域中改变重块设备102’、102”、102”’或者重体407、507、607的、尤其第一端106’、106”、106”’的形状。通过改变所述形状将反射降低到最小，直至所述反射基本上消失或者位于传感器的检测阈值1001以下。

补充地，应当指出的是，“包括”和“具有”不排除任何其它的元件或者步骤，并且“一个”或者“一”不排除多数。此外应指出的是，参照上文中的实施例中的一个所描述的特征或者步骤也能够与其它的在上文中所描述的实施例的其它的特征和步骤组合地使用。权利要求中的附图标记不视为限制。