接觸式雷達檢測裝置的制造方法
【專利摘要】一種接觸式雷達檢測裝置，包括一殼體及一天線組件。殼體內(nèi)設有一射頻電路板。天線組件與射頻電路板電性連接，天線組件包含一接頭單元、一匹配單元、一信號傳導單元及一頻率選擇器單元。接頭單元用以傳遞所述檢測信號。匹配單元用以傳遞信號并與接頭單元相互電性連接。信號傳導單元對應匹配單元，用以傳送所述檢測信號并接收所述反射信號。頻率選擇器單元設置在匹配單元與信號傳導單元的間，作為絕緣耐壓且強化信號噪聲比。藉此可調(diào)整波形結(jié)構(gòu)使期望頻段通過，且具有絕緣耐壓以及抑制雜訊高頻諧波。
【專利說明】
接觸式雷達檢測裝置
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種雷達檢測裝置，尤其涉及一種可調(diào)整波形結(jié)構(gòu)使期望頻段通過，亦即隔離高壓低頻及高頻諧波雜訊(噪聲)的接觸式雷達檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有欲檢測一物料桶中的物料或液位的高度，是將一超音波(超聲波)物位計或一雷達物位計安裝于該物料桶頂端的桶壁，利用超音波或雷達波的來回時間差計算物料或液位的高度。由于雷達物位計相較超音波物位計可得較準確的物料或液位高度，因此雷達物位計已日漸廣泛應用于各種粉體、固體或液體等位置檢測場所，諸如石化工業(yè)、水泥業(yè)、塑膠業(yè)、食品業(yè)及飼料用儲料槽中作物液位感測之用。
[0003]常見的雷達物位計主要是利用信號調(diào)變方法(Frequency Modulated ContinuousWaves ;FMCff)檢測其發(fā)出的電磁波與該電磁波碰到待測物質(zhì)后反射的時間差以及頻率差，算出雷達物位計與待測物質(zhì)間的距離，即可換算出待測物質(zhì)的高度或準位。
[0004]雷達物位計是由收發(fā)電路與天線組合而成的感測裝置，并藉由天線組合中的一匹配金屬棒產(chǎn)生直流高壓電電信號，用以接收及/或輸出檢測信號。基于電氣設備安全規(guī)范(安規(guī))標準，該匹配金屬棒不能直接傳導/道通直流高壓電電流，因此目前使用的匹配金屬棒不符安規(guī)標準，無法使用。
[0005]此外，如圖1所示，為繪示現(xiàn)有通過天線組合的匹配金屬棒的波形示意圖。如圖所示，當頻率越高時，電流強度僅微幅降低，無法隔離高壓低頻信號以及抑制不必要的高頻信號傳遞。因此現(xiàn)有的匹配金屬棒本身的結(jié)構(gòu)將導致諧波雜訊(噪聲比)增加，使回波信號不易辨識，造成量測精確度不足的問題。鑒于上述問題，如何提升物位計的量測精準度，藉以有效取得物位及液位的信息，實有必要進一步檢討并謀求可行的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的之一，在于提供一種可調(diào)整波形結(jié)構(gòu)使期望頻段通過，亦即可同時隔離高壓低頻及高頻諧波雜訊的接觸式雷達檢測裝置。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明提供一種接觸式雷達檢測裝置，用以對一待測物料發(fā)出一檢測信號，并接受該待測物料的一反射信號。雷達檢測裝置包括一殼體及一天線組件。殼體形成有一容置空間，且殼體內(nèi)設有一射頻電路板。天線組件與射頻電路板電性連接，包含一接頭單元、一匹配單元、一信號傳導單元及一頻率選擇器單元。接頭單元設置于容置空間內(nèi)，用以傳遞所述檢測信號。匹配單元設置在容置空間內(nèi)，用以傳遞信號并與接頭單元相互電性連接。信號傳導單元對應匹配單元且設置于容置空間內(nèi)，用以傳送所述檢測信號并接收所述反射信號。頻率選擇器單元設置在匹配單元與信號傳導單元之間，作為絕緣耐壓且強化信號噪聲比。當匹配單元自接頭單元接收所述檢測信號后，所述檢測信號會沿匹配單元表面進行傳遞，經(jīng)由匹配單元表面發(fā)射并穿過頻率選擇器單元傳遞到信號傳導單元。
[0008]本發(fā)明具有的功效為，可隔離直流高壓電并使期望范圍內(nèi)的信號可以傳遞至信號傳導單元(如鋼纜)并抑制不必要的信號傳遞，使頻率選擇器單元強化噪聲比(Signal-to-noise rat1，又稱雜訊比)，增加回波信號的易辨性。
[0009]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0010]圖1為繪示現(xiàn)有通過天線組合的匹配金屬棒的波形示意圖；
[0011]圖2為繪示本發(fā)明第一具體實施例的部分剖視圖；
[0012]圖3為繪示本發(fā)明雷達檢測裝置的天線組件的方框流程圖；
[0013]圖4為繪示本發(fā)明第二具體實施例的部分剖視圖；
[0014]圖5為圖4天線組件的分解圖，亦即本發(fā)明天線組件第一具體實施例的分解圖；
[0015]圖6為繪示本發(fā)明天線組件第二具體實施例的剖視圖；
[0016]圖7為繪示本發(fā)明天線組件第三具體實施例的剖視圖；
[0017]圖8為繪示本發(fā)明使用匹配單元的波形示意圖。
[0018]其中，附圖標記
[0019]100 殼體
[0020]110容置空間
[0021]120射頻電路板
[0022]130 第一殼體
[0023]140 隔板
[0024]150 開孔
[0025]160 第二殼體
[0026]170對位套
[0027]200天線組件
[0028]210接頭單元
[0029]220匹配單元
[0030]230第一信號傳輸單元
[0031]236 第一缺槽
[0032]237第一信號傳輸表面
[0033]238絕緣套
[0034]240第二信號傳輸單元
[0035]246 第二缺槽
[0036]247第二信號傳輸表面
[0037]248外螺紋
[0038]270信號傳導單元
[0039]280頻率選擇器單元
[0040]290防水膠環(huán)
[0041]300待測物料
[0042]D檢測信號
[0043]R反射信號
【具體實施方式】
[0044]有關(guān)本發(fā)明的詳細說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【附圖說明】如下，然而所附的附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0045]如圖2及圖3所示，本發(fā)明提供一種接觸式雷達檢測裝置，用以對一待測物料300發(fā)出一檢測信號D，并接受所述待測物料300的一反射信號R。如圖2所示的雷達檢測裝置包括一殼體100及一天線組件200。殼體100形成有一容置空間110，且殼體100內(nèi)設有一射頻電路板120。天線組件200與射頻電路板120電性連接，其中天線組件200更包含一接頭單元210、一匹配單元220、一信號傳導單元270及一頻率選擇器單元280。
[0046]在如圖2及圖3所示的實施例中，天線組件200較佳是通過接頭單元210與射頻電路板120電性連接。接頭單元210設置于容置空間110內(nèi)，用以傳遞所述檢測信號D。匹配單元220同樣設置在容置空間110內(nèi)，用以傳遞信號并與接頭單元210相互電性連接。信號傳導單元270對應匹配單元220且設置于容置空間110內(nèi)，用以傳送所述檢測信號D并接收所述反射信號R。如圖2所示的信號傳導單元270材質(zhì)較佳為一金屬，且一端具有與匹配單元220相對應的形狀(例如近似Z形)，另一端則凸伸于殼體100之外。
[0047]此外，頻率選擇器單元280設置在近似Z形的匹配單元220與信號傳導單元270之間，可作為絕緣耐壓且強化信號噪聲比。頻率選擇器單元280較佳為一空氣介質(zhì)。如此一來，本實施例中的匹配單元220即無法將直流高壓電傳導至信號傳導單元270，而能夠通過安規(guī)規(guī)定，但由于本實施例的雷達檢測裝置是以電磁波傳導信號，因此仍可通過頻率選擇器單元280傳導至信號傳導單元270。也就是說，不論檢測信號D或反射信號R均可通過所述空氣介質(zhì)的頻率選擇器單元280。
[0048]進一步地，當匹配單元220自接頭單元210接收所述檢測信號D后，所述檢測信號D會沿匹配單元220的表面(或本體)進行傳遞，經(jīng)由匹配單元220發(fā)射并穿過頻率選擇器單元280傳遞到信號傳導單元270。反之，當信號傳導單元270接收到從待測物料300的反射信號R時，所述反射信號R會穿過頻率選擇器單元280并沿匹配單元220的表面(或本體)進行傳遞，經(jīng)由接頭單元210再傳遞到射頻電路板120，如此反復接收及傳輸待測物料300的信號。
[0049]如圖4所示，匹配單元220更包含一第一信號傳輸單元230及一第二信號傳輸單元240。第一信號傳輸單元230的一端與接頭單元210相互電性連接。第二信號傳輸單元240的一端與信號傳導單元270相互連接。頻率選擇器單元280設置在第一信號傳輸單元230與第二信號傳輸單元240之間。
[0050]如圖4所示實施例的殼體100更具有一第一外殼130與第一外殼130相互結(jié)合的一第二外殼160。第一外殼130內(nèi)具有一隔板140，隔板140則具有一開孔150，使接頭單元210通過開孔150設置在隔板140 —側(cè)。第一信號傳輸單元230設置在隔板140的另外一側(cè)，并與接頭單元210相互連接。請一并參考圖4及圖5所示，在此所述的信號傳導單元270較佳為與第二信號傳輸單元240連接的金屬材，且凸伸于第二殼體130之外。本實施例的信號傳導單元270較佳包含但不限于一鋼索、一鋼纜或一鋼棒，且一端可鎖固于第二信號傳輸單元240的一端內(nèi)。
[0051]如圖5所示，天線組件200更包含絕緣材質(zhì)制成的一對位套170及一絕緣套238。在此所述的絕緣材質(zhì)較佳是指鐵氟龍或其他適合的材質(zhì)。對位套170環(huán)形地套設于第一信號傳輸單元230的一端，其具有耐高溫及絕緣的特性。絕緣套238設置在第二外殼160內(nèi)，并同時套設于第一信號傳輸單元230以及第二信號傳輸單元240的外表面。
[0052]此外，第一信號傳輸單元230設有可傳遞信號的一第一信號傳輸表面237，第二信號接收段242則設有可傳遞信號的一第二信號傳輸表面247。成Z形的第一信號傳輸表面237與成Z形的第二信號傳輸表面247相對應設置，且第一信號傳輸表面237與第二信號傳輸表面247的長度大于或小于1/4波長。在如圖4及圖5所示的實施例中，第一信號傳輸單元230更設有一第一缺槽236，第二信號傳輸單元240更設有一第二缺槽246。第一信號傳輸表面237穿設于第二缺槽246，第二信號傳輸表面247穿設于第一缺槽236，使為空氣介質(zhì)的頻率選擇器單元280設置兩者之間。第二信號傳輸單元240外表面更設置有一外螺紋248，以與絕緣套238相互螺設。
[0053]如圖6所示，為本發(fā)明天線組件第二具體實施例的剖視圖。在本實施例中，有別于第一具體實施例的頻率選擇器單元280，可為一絕緣元件，例如:麥拉(Mylar)。如前述實施例所述，匹配單元220仍可通過為絕緣元件的頻率選擇器單元280，使信號能夠在匹配單元220與信號傳導單元270間傳遞。也就是說，不論檢測信號D或反射信號R均可通過所述為絕緣元件的頻率選擇器單元280，使信號能夠在匹配單元220與信號傳導單元270間進行傳遞。
[0054]在此須強調(diào)的是，在第二或第三具體實施例中，可視為所述空氣介質(zhì)或所述絕緣件的頻率選擇器單元280將匹配單元220 —分為二。換言之，匹配單元220分為第一信號傳輸單元230及第二信號傳輸單元240，使第一信號傳輸表面237與第二信號傳輸表面247相對應設置，其中第一信號傳輸表面237與第二信號傳輸表面247形狀同樣為近似Z形。
[0055]當?shù)谝恍盘杺鬏攩卧?30自接頭單元210接收所述檢測信號D后，所述檢測信號D會沿第一信號傳輸單元230的表面(第一信號傳輸表面237)進行傳遞并發(fā)射，穿過頻率選擇器單元280傳遞到第二信號傳輸單元240的表面(第二信號傳輸表面247)，再傳遞到信號傳導單元270。反之，當信號傳導單元270接收到從待測物料300的反射信號R時，所述反射信號R經(jīng)第二信號傳輸單元240的表面(第二信號傳輸表面247)傳遞并發(fā)射，再穿過頻率選擇器單元280。然后反射信號R沿第一信號傳輸單元230的表面(第一信號傳輸表面237)進行傳遞，經(jīng)由接頭單元210再傳遞到射頻電路板120。如此反復接收及傳輸待測物料300的信號，請同時參考圖3所示。
[0056]因此經(jīng)過測試，當?shù)谝恍盘杺鬏敱砻?37與第二信號傳輸表面247的長度大于或小于1/4波長(指操作頻段的波長)時，將使本發(fā)明的匹配單元220可隔離直流高壓電并使期望范圍內(nèi)的信號可以傳遞至信號傳導單元270并抑制不必要的信號傳遞，使頻率選擇器單元強化噪聲比，增加回波信號的易辨性，如圖8所示。因此使本發(fā)明匹配單元220可隔離高壓低頻的高壓電以及抑制不必要的高頻諧波(雜訊)傳遞，能夠使期望范圍內(nèi)的信號傳遞至信號傳導單元270。頻率選擇器單元280亦可達到強化噪聲比，增加回波信號的易辨性。在此所述的頻率選擇器單元280選用的頻率范圍較佳介于20?80GHz，其中縱軸所述的功率強度單位為dBm，當信號功率和噪聲功率相除就是信噪比(SNR)。
[0057]然而在如圖7所示的實施例中，頻率選擇器單元280的形狀亦可為近似I形，使第一信號傳輸表面237與第二信號傳輸表面247相對應設置。換言的，第一信號傳輸單元230的第一信號傳輸表面237與第二信號傳輸單元240的第二信號傳輸表面247形狀同樣為近似I形，同樣可達到相同目的。
[0058]當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種接觸式雷達檢測裝置，用以對一待測物料發(fā)出一檢測信號，并接受該待測物料的一反射信號，其特征在于，該雷達檢測裝置包括: 一殼體，形成有一容置空間，該殼體內(nèi)設有一射頻電路板；以及 一天線組件，與該射頻電路板電性連接，該天線組件包含: 一接頭單元，設置于該容置空間內(nèi)，用以傳遞所述檢測信號； 一匹配單元，設置在該容置空間內(nèi)，該匹配單元用以傳遞信號并與該接頭單元相互電性連接； 一信號傳導單元，對應該匹配單元且設置于該容置空間內(nèi)，用以傳送所述檢測信號并接收所述反射信號；及 一頻率選擇器單元，設置在該匹配單元與該信號傳導單元之間，作為絕緣耐壓且強化信號噪聲比， 其中當該匹配單元自該接頭單元接收所述檢測信號后，所述檢測信號會沿該匹配單元表面進行傳遞，經(jīng)由該匹配單元表面發(fā)射并穿過該頻率選擇器單元傳遞到該信號傳導單J L ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該匹配單元更包含可傳遞信號的一第一信號傳輸單元及可傳遞信號的一第二信號傳輸單元，該第一信號傳輸單元的一端與該接頭單元相互電性連接，該第二信號傳輸單元的一端與該信號傳導單元相互連接，該頻率選擇器單元設置在該第一信號傳輸單元與該第二信號傳輸單元之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該殼體具有一第一外殼與該第一外殼相互結(jié)合的一第二外殼，該第一外殼內(nèi)具有一隔板，該隔板具有一開孔，該接頭單元通過該開孔設置在該隔板一側(cè)，該第一信號傳輸單元設置在該隔板的另外一側(cè)，并與該接頭單元相互連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該信號傳導單元包含一鋼索、一鋼纜或一鋼棒，且連接該第二信號傳輸單元并凸伸于該殼體之外。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達檢測裝置，其特征在于，更包含一對位套，該對位套為環(huán)形地套設于該第一信號傳輸單元的一端。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該第一信號傳輸單元設有一第一信號傳輸表面，該第二信號傳輸單元設有一第二信號傳輸表面，該第一信號傳輸表面與該第二信號傳輸表面相對應設置，且該第一信號傳輸表面與該第二信號傳輸表面的長度大于或小于1/4波長。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該第一信號傳輸單元更設有一第一缺槽，該第二信號傳輸單元更設有一第二缺槽，該第一信號傳輸表面穿設于該第二缺槽，該第二信號傳輸表面穿設于該第一缺槽。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雷達檢測裝置，其特征在于，更包含一絕緣套，該絕緣套設置在該第二外殼內(nèi)，并同時套設于該第一信號傳輸單元以及該第二信號傳輸單元的外表面。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該頻率選擇器單元為一空氣介質(zhì)或一絕緣件。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達檢測裝置，其特征在于，該頻率選擇器單元的頻率范圍介于20?80GHz。
【文檔編號】G01F23/284GK105841778SQ201510014160
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月13日
【發(fā)明人】林益助, 陳威宇, 許閎傅, 侯宜良
【申請人】桓達科技股份有限公司