探头末端装置及其制造方法、线缆探头和现场设备

摘要

本发明公开了一种用于线缆探头的探头末端装置(120)，所述线缆探头包括具有预定横截面的测量线缆(102)。所述探头末端装置包括：探头末端主体(105)，其具有用于所述测量线缆(102)的末端部的接收开口(122)，所述接收开口(122)包括壁(135，135’)，所述壁(135，135’)被设置用来提供所述测量线缆的被插入至所述接收开口(122)中的所述末端部(102”’)的行进，且所述壁(135，135’)还被设置为将所述测量线缆的被插入至所述接收开口(122)中的所述末端部(102”’)与所述探头末端主体的至少一个边界(105’，105”，105”’，105””)间隔开。

权利要求

1.一种用于测量装置的线缆探头，包括：

用于引导电磁波测量线缆(102)；以及

探头末端装置(120)，所述探头末端装置包括：

探头末端主体(105)，其具有用于所述测量线缆的末端部(102”’)的接收开口(122)，其中，所述测量线缆的所述末端部插入所述探头末端装置的所述接收开口中；

其中，所述接收开口(122)包括壁(135，135’)，所述壁(135，135’)用来提供所述测量线缆的被插入至所述接收开口(122)中的所述末端部(102”’)的行进；

其中，所述壁(135，135’)还被用于将所述测量线缆的被插入至所述接收开口(122)中的所述末端部(102”’)与所述探头末端主体的至少一个边界(105’，105”，105”’，105””)间隔开；

其中，所述壁形成所述探头末端主体内部的与所述接收开口邻接的腔体；并且其中，所述腔体的长度大于所述接收开口距所述探头末端主体的与所述接收开口相对布置的边界的垂直距离的长度。

2.如权利要求1所述的线缆探头，

其中，所述接收开口(122)以如下方式适应于所述测量线缆(102)的横截面：借助于所述测量线缆(102)能够封闭所述接收开口(122)，并且在所述测量线缆(102)被插入到所述腔体中时所述腔体(121)能够与外界(123)隔离；

其中，所述边界(105”)被设置用来使所述腔体(121)与所述外界(123)隔离。

3.如权利要求2所述的线缆探头，其中，所述探头末端主体(105)、所述壁(135，135’)和/或所述腔体(121)被设置成能够预先确定所述测量线缆(102)的被插入的所述末端部(102”’)的行进形状。

4.如权利要求2或3所述的线缆探头，

其中，所述腔体(121)具有所述接收开口(122)的所述横截面并具有长度；以及其中，在整个所述长度中，所述腔体(121)的横截面对应于所述接收开口的所述横截面。

5.如权利要求2或3所述的线缆探头，其中，所述腔体(121)被形成为L形、U形和/或螺旋形。

6.如权利要求1至3中任一项所述的线缆探头，其中，所述探头末端主体(105)是由塑料材料和/或金属制成的。

7.如权利要求2或3所述的线缆探头，其中，所述壁(135，135’)和/或所述腔体(121)包括用于测量线缆末端的固定装置(106)。

8.如权利要求1至3中任一项所述的线缆探头，其中，所述探头末端主体(105)包括定心装置(103)和/或间隔装置(104)；

其中，所述定心装置(103)和/或所述间隔装置(104)被设置用来将被插入至所述探头末端主体(105)中的所述测量线缆(102)保持在预定位置处。

9.如权利要求8所述的线缆探头，其中，所述探头末端主体(105)和/或所述间隔装置(104)被形成为圆盘形、筒形、星形和/或辐轮形。

10.如权利要求1所述的线缆探头，其中，所述线缆探头被设置用于具有预定的容器高度(h，h’)的容器(308，408)中；

其中，所述测量线缆(102)的长度大于所述预定的容器高度(h，h’)和/或预定的探针长度(l)。

11.如权利要求1或2所述的线缆探头，其中，所述测量线缆(102)包括第二末端；

其中，所述第二末端包括用于电磁波(312，412)的输入装置(127)。

12.一种现场设备(100，100a，800)，其包括：电子装置(101，601)；

如权利要求1所述的线缆探头；

其中，所述电子装置(101，601)连接至所述测量线缆(102，102a，602)；

其中，所述电子装置(101，601)被构造为发射和/或接收电磁波(312，412)。

13.如权利要求12所述的现场设备(100，100a，800)，其中，所述现场设备(100，100a，

800)被形成为双线式现场设备。

14.一种制造如权利要求1所述的包括测量线缆(102)和探头末端装置(120)的线缆探头的方法，所述方法包括以下步骤：设置探头末端主体(105)；

形成用于将所述测量线缆(102)插入到所述探头末端主体(105)中的接收开口(122)；

形成所述接收开口(122)的壁(135，135’)，以使它能够预先确定所述测量线缆(102)的被插入至所述接收开口(122)中的末端部(102”’)的行进；

将所述壁(135，135’)形成为使得它将所述测量线缆(102)的被插入至所述接收开口(122)中的所述末端部(102”’)与所述探头末端主体(105)的至少一个边界(105’，105”，

105”’，105””)间隔开；以及

将所述测量线缆的末端部插入到所述探头末端装置的所述接收开口中。

说明书

探头末端装置及其制造方法、线缆探头和现场设备

技术领域

[0001] 本发明涉及测量技术的技术领域。特别地，本发明涉及雷达、渡越时间(transit time)或反射测量技术。因此，本发明披露了用于线缆探头(cable probe)的探头末端装置、用于测量装置的线缆探头、现场设备以及用于制造探头末端装置的方法。

背景技术

[0002] 在通过“导向雷达(guided radar)”或“导向微波(duided microwave)”测量原理进行操作的传感器中，经常使用由测量线缆和绷紧重物(tautening weight)或定心重物(centring weight)组成的测量探头。测量探头通过对导向微波或导向雷达波的反射、渡越时间和/或回波进行评估来帮助测量料位。对于这种类型的测量，波或信号被激发并且沿容器内部的探头传播且在容器中的突出位置处(例如，在不同材料之间的过渡处)被反射。这些反射可被识别为回波图中的回波。可以通过测量由这种测量获得的回波之间的时间间隔来获得关于容器内部的诸如料位等突出位置的结论。特别地，可以检测容器是否是空的，换言之，容器是否仅充满空气，或者在容器中是否有填充材料或块体材料。通常，仅在探头触及填充材料或介质或者被浸没在触填充材料或介质中时进行料位测量。只要探头没有接触要被测量料位的介质，就存在盲区(dead zone)。

[0003] 绷紧重物被附接在线缆探头的一端。绷紧重物或定心重物用于将测量探头的测量线缆保持在容器内部的尽可能稳定的位置，以确保测量线缆的末端尽可能最均匀地浸没在填充材料中。

[0004] 可例如从专利文献US 2015168203 A1中得到用于探头的重物装置。

[0005] 专利文献DE 102005015548 B4披露了用于确定和/或监测介质的料位的装置，在该装置中，利用了电磁信号与介质接触并因而受介质影响这一事实，以能够使对介质进行预测成为可能。

发明内容

[0006] 可能存在如下需求：使高效地测量料位成为可能。

[0007] 因此，本发明提供了探头末端装置、用于测量装置的线缆探头、现场设备以及用于制造探头末端装置的方法。

[0008] 可以从独立权利要求中看出本发明的主题。在从属权利要求中记载了本发明的具体实施例和延展例。

[0009] 本发明的一个方面提供了一种用于包括测量线缆的线缆探头的探头末端装置。所述探头末端装置可与所述测量线缆独立地设置，并可在所述线缆探头的制造期间被连接至所述测量线缆，即它被设置成接收所述测量线缆(特别是测量线缆末端部或所述测量线缆的末端部)，以形成所述线缆探头。所述测量线缆具有预定的横截面。所述探头末端装置包括具有用于所述测量线缆的末端部的接收开口的探头末端主体。所述接收开口包括被设置用来提供所述测量线缆的被插入到所述接收开口中的末端部的行进的壁。所述壁还被设置用来将所述测量线缆的被插入到所述接收开口的所述末端部与所述探头主体的至少一个边界或表面间隔开。

[0010] 通常，测量线缆的末端部或测量线缆末端部还可被称为测量线缆末端，尽管测量线缆末端实际上是指测量线缆末端部的末端、测量线缆的最外端或测量线缆的远端。

[0011] 在一个示例中，所述测量探头可包括具有预定横截面的测量线缆。所述探头末端装置可包括具有用于所述测量线缆的末端部或测量线缆末端的接收开口的探头末端主体或探头主体。所述探头末端主体还可包括与所述接收开口连接的腔体。换言之，所述测量线缆末端实质上仅能够通过所述接收开口从所述探头末端主体的外界进入所述探头末端主体的内部(特别是进入所述探头末端主体的所述腔体)。当所述测量线缆被插入到所述探头末端主体中时，所述探头末端主体中的所述腔体可接收所述测量线缆的末端部、所述测量线缆末端部或所述测量线缆末端。所述接收开口可以通过如下方式适应于所述测量线缆的所述横截面：借助于所述测量线缆能够将所述接收开口闭合或封闭，使得在所述测量线缆被插入到所述腔体中时所述腔体与外界隔离。换言之，接收开口可通过如下方式适用于所述测量线缆的所述横截面：能够通过将所述测量线缆插入到所述接收开口中使所述腔体相对于外部区域密封。

[0012] 在另一示例中，可存在具有标准化的横截面积和横截面形状并具有预定线缆长度的预定测量线缆。对于这些可由测量线缆类型规定的预定测量线缆或测量线缆形状中的每者，可存在相匹配的线缆末端装置。

[0013] 所述腔体可形成在所述接收开口的所述壁中，且其长度大于与所述接收开口距所述探头主体的相对地布置的边界的垂直距离相对应的长度。所述边界可以是所述探头末端主体的外面和/或外表面。所述边界实质上被设置用来使所述腔体与外界隔离。在一个示例中，所述探头末端主体的最厚点可位于所述接收开口的区域内。由于这种隔离效果或隔绝效果，所述探头末端主体可使所述测量线缆的被插入的末端部与外界隔绝，特别是与外界和/或气氛中存在的材料隔绝。因此，所述探头末端主体可防止所述测量线缆的被插入的所述末端部与气氛或填充材料之间的直接接触。

[0014] 所述预定横截面可以是任何期望的形状(例如，具有圆形横截面积的圆形形状)。所述接收开口被设置的所述横截面可确定所述接收开口的横截面积。

[0015] 在所述测量线缆被插入到所述腔体中之后，所述腔体可被所述测量线缆完全地或部分地充满。为了防止被填充有空气的探头末端主体浮动，未被填充有所述测量线缆的所述腔体可填充有高密度的填充材料。该填充材料可例如具有高的质量以增加所述探头末端主体的重量。所述腔体的体积可大于或等于所述测量线缆的被插入的所述末端部的体积或被插入的所述测量线缆末端部的体积。

[0016] 所述测量线缆的长度和横截面积确定所述腔体所需的最小体积。假定被插入到所述探头主体的内部的所述测量线缆的横截面积保持恒定或增大而不是逐渐减小，所述腔体的最小体积可由所述测量线缆末端部的将被插入的长度和所述测量线缆的横截面积确定，所述最小体积至少被要求接收所述测量线缆末端部。

[0017] 由于被插入的所述测量线缆末端部的长度大于与所述探头末端主体的厚度相对应的长度，所以对于具有圆形横截面的测量线缆，所述腔体的体积大于如下圆筒的体积：所述圆筒具有与所述接收开口的横截面相对应的底面以及与所述接收开口距所述探头主体的相对地布置的边界的垂直距离相对应的长度。

[0018] 本发明的另一方面披露了用于测量装置的线缆探头，所述线缆探头包括被形成用来引导电磁波(例如，用来引导微波或雷达波)的测量线缆。所述测量线缆可具有预定的横截面。另外，所述线缆探头可包括根据本发明的探头末端装置。所述测量线缆在其第一末端处被插入到所述探头装置的接收开口中。

[0019] 在所述测量线缆被插入到所述接收开口中的这种插入状态下，所述接收开口的所述壁可确定所述测量线缆的行进。特别地，所述探头末端主体的所述壁，且特别是所述接收开口的所述壁，可以以如下方式形成：它预先确定了所述测量线缆末端部的行进。所述壁可确保所述测量线缆末端部的行进变得能够预先确定而不会跟随例如在重力影响下它会采取的自然行进。所述壁可确保所述测量线缆末端部位于离所述探头末端主体的预定外面具有一定距离的位置处。因此，所述探头末端主体的所述壁可用作隔绝体。例如，可以防止离所述下表面一定距离处的测量线缆接触布置在所述下表面下方的容器底部的金属表面。

[0020] 在一个示例中，可以通过被插入的所述测量线缆密封所述腔体或所述探头末端主体的内部。在插入状态下，所述腔体还可以被所述测量线缆末端部完全地或部分地填充。在一个示例中，所述探头末端主体的所述接收开口可按照如下方式适应于所述测量线缆的所述横截面：当所述测量线缆被插入到所述接收开口时产生压入配合(press fit)。这种类型的压入配合例如可以是通过如下方式产生的：所述接收开口的横截面小于所述测量线缆的横截面。可在将所述测量线缆插入到所述探头末端装置的所述接收开口之前通过临时加热来产生所述压入配合，且所述压入配合可确保所述测量线缆末端借助于摩擦力通过所述接收开口和/或通过所述空气壁被保持在所述探头末端装置的内部。

[0021] 本发明的另一方面披露了现场设备或诸如料位测量仪、材料测量仪或限位测量仪之类的测量装置。所述现场设备包括电子装置和根据本发明的线缆探头。所述电子装置被连接到所述测量线缆并被构造用来发射和/或接收电磁波。在一个示例中，所述电子装置还可包括例如用于根据发射和/或接收的信号产生并评估测量曲线或回波曲线的评估装置。为了对所述回波曲线进行评估，所述电子装置(特别是所述评估装置)可使用数字信号处理方法并且例如根据测量的渡越时间计算料位，并且显示料位。

[0022] 本发明的另一方面提供了制造探头装置的方法。所述方法包括设置探头末端主体并且形成用于将测量线缆的末端部插入到所述探头末端主体中的接收开口。所述方法还包括以如下方式形成所述接收开口和/或所述探头末端主体的壁：所述壁能够预先确定被插入到所述接收开口中的所述测量线缆末端部的行进。所述壁还以如下方式形成：它将被插入到所述接收开口中的所述测量线缆末端部与所述探头末端主体的至少一个边界、一个表面和/或一个外表面间隔开。

[0023] 在一个示例中，所述方法包括在所述探头末端主体中形成腔体，所述腔体连接到所述接收开口。此外，所述方法包括以如下方式使所述接收开口适应于所述测量线缆的所述横截面：能够借助于所述测量线缆封闭或密封所述接收开口，且能够在所述测量线缆被插入到所述腔体中时使所述腔体与外界隔离。

[0024] 另外，所述方法例如可以包括形成所述腔体的如下长度：所述长度比与所述接收开口距所述探头主体的相对布置的边界的垂直距离相对应的长度更大。所述边界(特别是所述边界与所述腔体之间的所述壁)实质上被设置用来使所述腔体与所述外界和/或与所述外界中存在的填充材料隔离。所述边界可以是所述探头末端主体的外面或外表面。

[0025] 在一个示例中，所述方法包括形成所述腔体的如下体积：所述体积大于虚拟圆筒或比较圆筒的体积，所述虚拟圆筒或比较圆筒具有与所述接收开口的横截面相对应的底面以及与所述接收开口距所述探头末端主体的相对布置的边界的垂直距离相对应的长度，所述边界实质上被设置用来使所述腔体与所述外界隔离。

[0026] 另外，可设置包含如下程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码在被处理器执行时实施用于制造探头末端装置或探头装置的方法。

[0027] 另外，可设置包含如下程序代码的计算机程序产品，所述程序代码在被处理器执行时使所述处理器实施用于制造探头装置的方法。

[0028] 例如，所述程序代码可由用于电脑数值控制(computerised numerical control，CNC)或用于3D打印机的指令组成。

[0029] 在通过“引导雷达”或“导向微波”测量原理进行操作的传感器中，经常使用包括测量电缆和绷紧重物、定心重物或探头末端装置的测量探头或探头装置。电缆测量探头中或对应探头装置中的用于保持电缆绷紧的探头重物可能导致探头末端的与探头重物连接的区域中的测量干扰。测量干扰可能会发生在探头末端的区域中，所述探头末端与测量线缆的连接到电子装置的端部相反。这些干扰可能是由从测量线缆到探头重物的过渡处的不均匀性引起的，所述不均匀性例如是源于重物与自由探头末端的连接。例如，从测量线缆的横截面到探头重物的横截面的过渡区域中的急剧增厚可能具有干扰效果，所述增厚被设置成在探头末端处产生尽可能高的重量，特别是如果探头重物由固体材料坚固地形成。不均匀的过渡或增厚或变形可能以产生不期望的干扰回波的方式影响测量探头的HF性能。然而，如果测量线缆与不期望的其它物体(例如，容器壁)接触，同样可能会产生干扰。

[0030] 干扰回波可以是在测量的回波曲线中可见的但与期望的测量目标(例如，料位或不同材料之间的过渡)不相关的回波。相对地，有用回波是由具有某些感兴趣的特性或某个关注的位置的不均匀性产生的回波。有用回波例如是源于料位或源于两种以上材料之间的边界表面的回波。

[0031] 如果干扰回波对关注的有用回波产生影响，则干扰回波会变成干扰因素。远离有用回波的干扰回波能够被清晰地与有用回波区分开。

[0032] 另一种形式的回波是发生在测量线缆的末端处，特别是发生在测量线缆的最远端或最外端处(换言之，发生在测量线缆部的基本上敞开的末端处)的回波。一方面，这种末端回波可用于在回波曲线中识别测量线缆的末端，并因而能够作为有用回波。然而，另一方面，所述末端回波也可能对由料位引起的有用回波产生影响，并因而干扰对有用回波的检测。因此，末端回波可具有有用效果和干扰效果。

[0033] 特别是如果料位被定位在测量线缆末端的区域中且测量线缆大体上垂直地延伸，这可能会导致末端回波的干扰效果。具体地，在低料位下，末端回波和料位回波被定位成紧靠在一起，这可能会导致盲区，在盲区中，末端回波对料位回波产生巨大的影响以致于无法进行料位测量。盲区可具有大约90mm的尺寸，这样如果使用这种类型的测量探头(假定将整个容器高度用作测量线缆长度)，则仍然仅能够确定离容器底部90mm以上的料位。可期望提供具有尽可能小的盲区的线缆探头。

[0034] 盲区可能涉及测量线缆部的制造测量线缆的末端部所需的最小长度(该最小长度足够长以使发生在测量线缆的远端处的干扰回波不影响由料位引起的有用回波)，以及从容器底部延伸至测量线缆远端的长度。换言之，90mm的盲区可能意味着测量探头的末端必须被浸没到填充材料中至少90mm，以产生能够与由探头末端引起的干扰回波进行区分的有用回波。特别是如果填充材料是低反射材料，则更应当满足这种要求。

[0035] 对于测量线缆的直线引导，末端回波大体上发生在距离电子装置或输入装置的距离与由测量线缆长度和/或探头末端装置或探头重物的长度相对应的位置处。可以通过对探头重物进行构造变型和塑形来减小由干扰点引起的干扰回波的干扰影响，这样就能够将期望的有用回波与干扰回波清晰地区别开来。为了改变探头重物的构造，可以使用不同长度、不同直径和不同质量的探头重物。然而，对于低反射的填充材料，即使通过改变探头重物的形状，也仅能够实现大约90mm尺寸的盲区。

[0036] 因此，可以考虑本发明的引起浸没点(换言之，料位)与在填充材料中的小浸没深度(特别是小于90mm的浸没深度)的情况下的探头末端之间的大距离的方面。换言之，可以期望使测量线缆的末端(并因而使由测量线缆的远端引起的干扰回波)距离测量线缆被浸没到填充材料中的点尽可能地远。然而，在这种远离的过程中，可能需要注意的是，测量线缆不与容器壁接触。因此，根据本发明的探头末端装置应当以如下方式构成：人为加长测量线缆远端与填充材料中的浸没位置之间的距离。尽管距离加长，但测量线缆末端仍与干扰点(例如，容器壁)保持远离或隔绝。由于人为加长，发生在测量线缆远端处的干扰回波的在回波曲线中示出的位置与由料位的边界表面引起的有用回波的位置能够被分离得足够远，以使得在回波曲线中这两个回波基本上互不影响。对于这种分离，可以利用被导向的电磁波沿着测量线缆传播且基本上与测量线缆的形状无关这样的物理效应，且所述传播所需的渡越时间被用作用于回波的在回波曲线中示出的位置的基础。

[0037] 可按照如下方式在不接触容器底部的情况下和/或在不接触容器壁的情况下实现对测量线缆的加长：在探头末端装置内部(特别是绷紧重物内部和/或定心重物内部)尽可能远地储放测量线缆末端部。可按照如下方式设置探头末端装置的探头末端主体：它能够确定测量线缆末端部的行进和/或使测量线缆末端部与干扰点隔绝或隔离。

[0038] 在一个示例中，可按照如下方式设置所述探头末端主体：所述填充材料能够至少部分地接触被插入的所述测量线缆。在另一示例中，可按照如下方式设置所述探头末端装置的用于接收所述测量线缆末端部的所述探头末端主体：所述测量线缆的行进是能够预先确定的，且所述探头末端主体使所述测量线缆与所述外界(特别是与所述填充材料和/或与容器底部)大体上隔离、间隔开或隔绝。

[0039] 根据本发明的一个方面，所述壁形成所述探头末端主体内部的腔体，所述腔体连接至所述接收开口。所述接收开口适应于所述测量线缆的横截面以使得能够通过所述测量线缆封闭所述接收开口，且使得能够在所述测量线缆被插入到所述腔体中时将所述腔体与外界隔离。所述腔体的长度大于所述接收开口距离所述探头末端主体的与所述接收开口相对布置的边界的垂直距离的长度。所述边界实质上被设置用来使所述腔体与所述外界隔离。在一个示例中，所述边界可以是所述探头末端主体的表面。

[0040] 由于可通过所述测量线缆封闭所述腔体，所以可使填充材料远离所述测量线缆，这意味着由所述测量线缆引导的电磁波的行进基本上不受所述填充材料影响。

[0041] 根据本发明的另一方面，在所述探头主体中，所述探头主体、所述壁和/或所述腔体以如下方式设置：能够通过所述探头主体和/或通过所述腔体预先确定被插入的所述测量线缆末端部的行进形状。

[0042] 由于所述测量线缆，特别是测量探头旨在尽可能检测容器的内部的整个长度，所以可以按照大体上对应于所述容器高度的方式选择所述测量线缆的长度。因此，能够自由移动的探头末端可被定位成靠近容器底部。所述测量线缆可由金属丝网或其它柔性材料制成。因此，如果所述所述测量线缆末端部承受重力，则所述末端部将延伸得尽可能长。

[0043] 然而，由于所述探头末端装置中的所述腔体和/或所述壁，能够以如下方式影响松弛末端的行进：所述末端与所述探头末端主体的边界保持远离、间隔开或隔绝，并因而也与所述容器底部保持远离、间隔开或隔绝。如果所述测量线缆末端以不受控的方式承受重力，则所述测量线缆末端将填满容器的整个长度，而所述行进的影响防止了这种情况。所述探头末端装置形成这样的平台：其使所述测量线缆末端部与所述容器底部和/或与容器壁保持远离、间隔开或隔绝，并且同时贡献它的重量来绷紧所述测量线缆的剩余部分。因此，还可产生所述测量线缆末端部的以与容器底部平行的或者反重力的方式定向的行进。以此方式，可以在不碰撞所述容器底部的情况下加长测量线缆的末端部，这样的加长是由所述容器高度确定的但仍然长于所述容器高度。所述探头末端装置可使布置在所述探头末端装置外部的测量线缆部通过被置于容器中的所述探头末端装置和/或位于所述探头末端装置中的所述测量线缆末端部的重量被拉紧，同时在所述探头末端装置内部延伸的所述测量线缆的末端部是未绷紧的或松弛的。

[0044] 根据本发明的另一方面，所述腔体具有一定的长度和所述接收开口的横截面，所述腔体的横截面在所述腔体的整个长度中对应于所述接收开口的所述横截面。

[0045] 以此方式，所述腔体可大体上对应于所述测量线缆末端部的行进，并能够在不产生空气填充腔体(其只会导致所述探头末端主体的低重量)的情况下影响所述测量线缆末端部的形状。例如，整个所述腔体可以被形成为压入配合，以使所述腔体能够单独形成对于所述测量线缆末端部的足够良好的固定，使得在所述测量线缆的远端处不需要固定装置。

[0046] 可替代地，还可去除所述探头主体的除了用于容纳所述测量线缆末端部所需的材料之外的更多材料，且所述测量线缆末端部以松弛的方式位于所述腔体内，这样尽管所述测量线缆末端部大体上通过由所述接收开口形成的压入配合而被保持在所述探头主体的内部，但是所述测量线缆末端部在所述腔体内部的行进的形状不是预先确定的。

[0047] 根据本发明的另一方面，所述探头主体具有预定的重量。根据所述探头主体的用途，特别是根据要测量的所述填充材料的密度，可能需要较重或较轻的探头末端装置。所述探头末端装置的重量可受到所述腔体的尺寸的影响，还可受到所述探头主体的尺寸和/或所述探头主体的材料的密度影响，这样就能够针对不同的测量线缆和不同的目的提供具有不同重量的探头末端装置。

[0048] 根据本发明的又一方面，所述腔体被形成为L形、U形、螺旋形和/或螺线形。所述腔体的这些不同形状可以使所述测量线缆末端部偏离垂直位置(所述垂直位置可能导致所述测量线缆末端碰撞容器底部)并使用不同的空间方向来加长所述测量线缆末端部。例如，由于螺旋状的腔体，所述测量线缆末端部能够在与所述容器底部平行地延伸的平面中以螺旋形状弯曲，并因而很好地填充可用的区域。因此，不仅沿着重力方向延伸的所述测量线缆的伸展可被用作电磁波的传播长度，而且所述测量线缆的相对于所述重力方向水平地延伸并被所述探头主体保持在该位置中的区域也被用作电磁波的传播长度。

[0049] 根据本发明的另一方面，所述探头主体由塑料材料(例如，聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚醚醚酮(PEEK)等)、陶瓷材料和/或金属制成。可通过材料选择来影响所述探头末端装置的重量。

[0050] 根据本发明的又一方面，所述腔体包括用于测量线缆远端的固定装置或线缆固定器。

[0051] 如果所述接收开口(特别是所述接收开口的所述壁)被形成得非常薄，则所述接收开口的由密封或挤压而引起的压紧力可能不足以将所述探头末端装置保持在所述测量线缆上的适当位置。为了在这种类型的构造中产生足够的稳定性，可以在所述腔体中设置用于所述测量线缆末端的固定装置。这种固定装置可包括能够用来固定所述测量线缆末端的夹钳或例如螺钉。

[0052] 根据本发明的另一方面，所述探头主体包括定心装置和/或间隔装置，所述定心装置和/或所述间隔装置被设置用于将被插入到所述探头主体中的测量线缆保持在预定位置。

[0053] 例如，定心装置可被形成为具有确定直径的圆盘。在另一示例中，间隔装置可以被形成为杯子或圆筒，所述测量线缆在所述杯子或圆筒的中心同轴地延伸。所述定心装置和所述间隔装置可以配合用来将所述线缆保持在预定位置。因此，所述测量线缆可以例如在距所述探头末端装置的边缘区域的预定距离的位置处被固定。如果所述测量线缆将被固定在竖管中且所述测量线缆将被保持在尽可能中心或同轴的位置处，则这样的间隔可以是有用的。

[0054] 根据本发明的另一方面，所述探头末端主体和/或所述间隔装置被形成为圆盘形、桶形、星形和/或辐轮形。在另一示例中，所述探头末端主体和/或所述间隔装置被形成为塑料材料网。

[0055] 所述探头末端主体或所述线缆导件的各种实施例使得能够影响所述探头末端主体的重量。其次，通过专门适配的形状，还能够在所述探头末端主体中形成间隙，所述间隙使得填充材料能够在不发生与所述探头末端主体内部的所述测量线缆末端的直接接触的情况下以简单的方式包围所述探头末端主体。以此方式，圆盘形或星形探头主体能够确保所述填充材料能够容易地在辐条之间透过并在所述测量线缆末端部周围流动而不直接地接触所述测量线缆末端部。与实心探头重物相比，可透过的探头末端主体能够允许料位渗透到所述探头重物中并能够测量靠近所述接收开口的料位，并且因此将所述探头末端处的盲区保持为小。如果所述探头重物或所述探头末端装置被形成为实心椎体，则大体上仅能够在所述椎体上方的所述测量线缆进入所述椎体的区域中检查有用回波。只有所述椎体上方的这一区域可能与所述填充材料接触。因此，所述区域的与所述探头重物隔绝的高度能够影响盲区的范围。

[0056] 在另一示例中，所述探头末端主体也可是所述填充材料能够透过的，这样所述填充材料也能够至少部分地接触所述测量线缆。

[0057] 根据本发明的又一方面，所述线缆探头被设置成用于具有预定容器高度的容器。然而，所述测量线缆的长度大于预定的所述容器高度和/或预定的探头长度。

[0058] 所述探头末端装置可将所述测量线缆末端部的超过所述容器高度和/或探头长度的长度保持为远离所述容器底部。由于这种远离保持，由所述测量线缆的远端引起的干扰回波与所述测量线缆的浸没到填充材料中的浸没点被间隔得更远，且可以使用比所述容器高度更长的测量线缆。

[0059] 根据本发明的另一方面，所述测量线缆包括第二末端，所述第二末端包括用于电磁波的输入装置。所述第一末端远离所述输入装置并因而被称为远端，且所述第二末端靠近所述输入装置并因而被称为近端。

[0060] 所述输入装置可被形成为能够用来将所述测量线缆连接至电子装置从而使所述电子装置将电磁波植入或输入到所述测量线缆中的HF插塞。所述第二末端可以与用来反射测量脉冲的所述远端相反。

[0061] 根据本发明的又一方面，所述现场设备被形成为双导体型装置。

[0062] 双导体型装置包括双导体连接或双线连接，所述双导体连接恰好包括两条线路。所述双导体连接或所述双线连接被设计用于通信，特别是用于输出至少一个测量值(例如，料位测量值)。另外，可经由相同的线为所述现场设备(特别是所述现场设备的电子装置)供电。因此，所述现场设备包括能够用来为测量仪器提供测量操作所需的电力并能够用来将测量数据传输至远程控制单元或评估装置的双线线路。

[0063] 应当注意，已经参考不同的主题披露了本发明的不同方面。特别地，已经参考装置权利要求披露了一些方面，且已经参考方法权利要求披露了其它的方面。然而，除非另有说明，否则本领域技术人员可以从上面的说明和下面的说明中得出：除了属于一个类别的主题的特征的任意组合之外，与不同类别的主题相关的各特征之间的任意组合也应被视为被本文件公开。特别地，装置权利要求的特征与方法权利要求的特征之间的组合也被公开。

附图说明

[0064] 在下文中，参照附图披露了本发明的进一步的示例性实施例。

[0065] 图1是根据本发明的示例性实施例的圆盘形探头末端主体的截面图。

[0066] 图2是根据本发明的示例性实施例的U形探头末端主体的截面图。

[0067] 图3是根据本发明的示例性实施例的处于容器中的图1的探头末端主体的截面图以及回波曲线。

[0068] 图4是根据本发明的示例性实施例的包括图1的现场设备和竖管(standpipe)的测量构造的横截面图。

[0069] 图5示出了用于根据本发明的示例性实施例的线缆探头的质量测量曲线。

[0070] 图6是根据本发明的示例性实施例的另一探头布置的横截面图。

[0071] 图7是根据本发明的示例性实施例的图6的探头布置(probe arrangement)的绷紧重物的细节。

[0072] 图8是根据本发明的示例性实施例的包括图6的探头布置的测量装置的侧视图。

[0073] 图9是根据本发明的示例性实施例的没有竖管的情况下的包括图6所示的探头布置的测量装置的侧视图。

[0074] 图10是根据本发明的示例性实施例的图8所示的测量装置的横截面。

[0075] 图11是根据本发明的示例性实施例的用于制造探头装置的方法的流程图。

具体实施方式

[0076] 附图是示意性的并且没有按比例绘制。在下面的对图1至图11的说明中，相同或相应的元件使用相同的附图标记。

[0077] 图1是根据本发明的示例性实施例的包括圆盘形探头末端主体105的线缆探头的截面图。现场设备100大体上包括电子装置101、测量线缆102和探头末端装置120这三个部件。由于探头末端装置120具有预定质量，所以探头末端装置120也可被称为绷紧重物120、重物体120或定心重物120。测量线缆102与绷紧重物120一起形成线缆探头102，120。在图1中，绷紧重物120被形成为桶形。绷紧重物120也可仅包括探头末端主体105或线缆导件105，以执行它的加重和/或引导线缆末端的功能。除线缆导件105之外，图1的绷紧重物120还包括线缆定心元件103或定心装置103以及定心套筒104或间隔装置104。

[0078] 线缆导件105或探头末端主体105由与间隔装置104不同的材料组成，间隔装置104垂直地布置在线缆导件105上成为圆筒。

[0079] 测量线缆102可大体上被细分为三个部分，测量线缆102本身被制造成大体上单件或整体形式(例如，线缆的形式)。因此，这三个部分应当仅被视为标记名称，而测量线缆102沿测量线缆102的纵轴没有发生物理中断。电子装置101与线缆定心元件103之间的部分被标记为第一线缆部102’。第二线缆部102”大体上在如下空腔中延伸，该空腔由线缆定心元件103、定心套筒104和线缆导件105形成并属于线缆导件105的外界(environment)123，并且能够至少部分地填充有填充材料。第三线缆部102”’或测量线缆末端部102”’大体上完全地在线缆导件105的内部延伸。为了能够在线缆导件105的内部引导线缆末端102”’，在线缆导件105的内部形成有从线缆导件105的第一表面105’上的接收开口122延伸至线缆固定元件106或固定装置106的腔体121。测量线缆的行进由壁135，135’的形状确定。如果在腔体121中引导测量线缆末端部102”’，则壁135，135’基本上支撑测量线缆部102”’的整个行进。
如果在探头末端主体105中存在线缆固定元件106，则第三线缆部102”’从接收开口122延伸至线缆固定元件106。壁135，135’被直接连接至接收开口122，并因而能够被视为接收开口
122的壁。

[0080] 在图1的示例中，测量线缆102被形成为L形。第三线缆部102”’包括弯折部129。与第三线缆部102”’将大体上以完全地平行于定心套筒104的外表面的方式一直延伸至探头主体105的第二表面105”、下表面105”或边界105”的纯垂直行进相比，由于L形构造，能够在该线缆末端部102”’不接触容器底部(图1没有示出)的情况下实现第三线缆部102”’的长范围。通过使末端部102”’的区域弯折来实现测量线缆的L形。弯折部129可以使测量线缆102能够偏离重力的方向，在图1中沿下边界105”的方向延伸。可通过相应地成形的壁135来实现此弯折部129。由于垂直延伸的弯折，可提供如下效果：沿着测量线缆102从接收开口122到线缆固定元件106或到测量线缆的远端的距离大于与线缆导件105在接收开口122的区域中的厚度相对应的距离d。对于测量线缆的纯垂直的行进，厚度d将构成末端部102”’的最大长度，特别是如果接收开口122被布置在线缆导件105的最厚区域处。换言之，探头末端主体105包括用于测量线缆102的末端部102”’的接收开口122，通过该开口，线缆末端部102”’能够被插入到腔体121中。由于这样的插入，腔体相对于外界123大体上被密封，通过这种方式，没有材料或物质能够从外界123渗透到线缆导件105的内部121。在图1中，外界123没有材料。然而，如果测量仪器100被装入填充材料容器中，则此外界123可能包含填充材料。由于从定心装置103、间隔装置104和探头末端主体105中选择的至少一个装置的多孔或可渗透设计，填充材料也能够渗透到图1中的间隔装置104的内部示出的空腔中，并因而到达在第二线缆部102”的区域中的测量线缆102。渗透的填充材料能够防止探头末端装置120漂浮在填充材料上。

[0081] 由于弯折部129，压缩力或支撑力作用在末端部102”’，同时拉伸力作用在测量线缆的剩余部分上。

[0082] 尽管填充材料渗透到空腔中，但是由于测量线缆102以精确的配合被组合至接收开口122中，所以填充材料仍远离第三线缆部102”’。然而，由于填充材料能够到达第二线缆部102”中的测量线缆102”，所以不仅可以在探头重物120的外部区域中(换言之，在最上方的线缆部102’中)进行测量，而且还可以在探头重物120的内部(换言之，在中间的线缆部102”的区域中)进行测量。盲区从容器底部(图1中没有示出)延伸至测量线缆102能够最先接触填充材料的位置。除了探头末端105”距容器底部的距离之外，图1所示的测量装置的盲区还包括部分d(换言之，线缆导件105的厚度)。然后，此厚度d小于重物体120的高度s。此外，由于测量线缆中的弯折，线缆固定元件106可被定位成远离第二线缆部102”以降低线缆末端的干扰影响，所以高度d可被制造成非常小。由于还将探头底部105”或下边界105”设计为使其将被放置得非常靠近容器底部，所以测量探头的盲区大体上由线缆导件105的厚度d确定。

[0083] 壁135，135’不仅将测量线缆的末端部102”’与探头底部105”间隔开，而且还将测量线缆的末端部102”’与侧边界105”’间隔开。在圆柱形的探头末端主体的情况下，侧边界105”’是探头末端主体105的外围圆柱形表面。通常，壁135，135’将测量线缆的末端部102”’与探头末端主体105的外表面105’，105”和105”’间隔开。

[0084] 线缆定心元件103由塑料材料(例如，PTFE、PP、PE和PEEK)或陶瓷材料制成，并具有低反射形状。此情况下的低反射形状意味着S参数的参数值低，其中S参数提供了对由通过线缆定心元件形成的不连续性而引起的干扰回波的测量。如图1所示，低反射形状(换言之，仅导致轻微反射的形状)可例如是具有三角形横截面的形状。旋转对称的椎体的三角形横截面具有边124与边125之间以及边124与126之间的倾斜角α。在横截面中，这导致了形成相对于发射的电磁波的传播方向具有钝角的尖端的三角形形状。在间隔装置104的壁的方向上，定心装置103的横截面包括锐角α。沿间隔装置104的方向定向的角度可例如是30°或45°或者在30°至45°的范围内。线缆定心元件103被部分地布置在定心套筒104的内部。线缆定心元件103的底线124或底面124与边125和126之间的角的尖端分别被定位成倚靠着被形成为中空圆柱体的定心套筒104的内壁。在装配期间，线缆定心元件103能够在定心套筒104内部以活塞的方式沿测量线缆102移位。在线缆定心元件103被置于定心套筒104的一个端部处的尽可能靠近电子装置101的期望位置之后，将线缆定心元件103固定至测量线缆102，以保持测量线缆的预定位置。

[0085] 定心套筒104的内部可被指定为线缆导件105的外界。此内部形成空腔。尽管在图1中，定心套筒104的内部是空的并被示出为空腔，但是包括定心套筒104、线缆导件105和线缆定心元件103的探头重物120也可被形成为实心体。线缆定心元件103将测量线缆102保持在探头装置120的中心，并因而使测量线缆102与定心套筒104之间的接触更加困难。由于这种定向，可以更容易将探头末端装置120装入竖管中。可以防止测量线缆102与竖管之间的接触。

[0086] 探头末端装置120以旋转对称或同轴的方式围绕测量线缆102布置。对由弯折的线缆末端部102”’引起的不均衡进行补偿。测量线缆102(特别是测量线缆的纵轴)形成定心套筒104和/或线缆定心元件103以及线缆导件105的外部形状的对称轴。由于旋转对称的构造，能够实现绕测量线缆102的重心的均匀重量分布。探头末端装置120或探头装置120大体上具有由线缆导件105的厚度d和定心套筒104的长度形成的长度s。如果屋顶形线缆定心元件103如图1所示地悬垂，则探头末端装置120的总长度最后可能稍长于长度s，该长度基本不影响绷紧重物120的下述电性能：所述电性能是在第二测量线缆部102”的区域中的边界表面处的电磁波的反射的原因。

[0087] 如果线缆探头102，120被装入竖管或旁通管中，可以由金属或塑料材料(与线缆导件105相同的材料或不同的材料)组成的定心套筒104既可用于增加探头重物120的质量，又可用于对测量线缆102进行定心。在不同的实施例中，线缆导件105和定心套筒104可由塑料材料或金属制成单件。

[0088] 线缆导件105和/或定心套筒104被部分地中断，以使填充材料能够到达中央的测量线缆部102”。然而，线缆导件105通过使测量线缆末端部102”’与填充材料隔绝来防止测量线缆102与定心套筒104之间的接触。在一个示例中，填充材料还能够到达测量线缆102，但是测量线缆末端部102”’借助于线缆导件105而与线缆导件105的诸如边界表面105’，105”和105”’等参考面间隔开。

[0089] 线缆导件105提供测量线缆的末端部102”’在线缆导件105的内部中的行进的形状，并能够使线缆的行进偏离在测量线缆102的纵轴的方向上对测量线缆102作用的由重力预先确定的方向。由于这种偏离(该偏离的形状可由探头主体105的内部的腔体121的构造预先确定)，至少一个弯折部129可被引入到测量线缆102中，并可提供如下结构：测量线缆102的总长度可延伸超过探头长度l。探头长度l从输入装置127延伸至探头主体105的下表面105”，测量线缆102借助于输入装置127能够被固定至电子装置101。线缆固定元件106在第三线缆部102”’的区域中被布置于测量线缆102的外端或远端，并能够用于将测量线缆固定在探头主体105的内部。除测量线缆102上的由接收开口122和/或由中空体121施加的压紧力之外，线缆固定元件106或固定装置106也能够用于进行固定以防止线缆滑出探头主体
105。

[0090] 弯折部129被设计为使得电磁波能够以尽可能小的反射通过弯折部129。如果测量线缆102在重力的方向上或在相对于探头末端主体的整个厚度d的纵向方向上被垂直地插入，则由于弯折部129，腔体121的体积大于在沿着测量线缆的纵向方向上从接收开口122延伸至探头末端主体105的下表面105”或边界105”的体积。探头末端主体的边界105”或下表面105”形成基线128或参考线128，探头主体的厚度d、探头重物120的长度s和线缆探头的长度l是基于该基线128或参考线128测量的。在一个示例中，由于弯折部129，测量线缆102的总长度长于探头长度l，这意味着可以实现探头长度l的人为加长。

[0091] 图2是U形探头末端主体105a或桶形探头末端主体105a的截面图。现场设备100a的构造大体上对应于图1的现场设备100的构造。图1示出了圆盘形探头末端主体105，而图2示出了形成有U形横截面的桶形探头末端主体105a。换言之，这意味着探头末端主体105a不包括如图1所示的由单独的材料制成或被制造为单独的部件的定心套筒104，而是采用定心套筒是探头末端主体105a的一部分的代替方案。因此，第三线缆部102a”’也可被形成为U形并从接收开口122a沿着探头末端主体105a的壁而行。探头重物120a或探头末端装置120a大体上包括探头末端主体105a和线缆定心元件103a。探头重物120a的内部是空的或中空的，以这样的方式使得突出超过表面105a’的填充材料就能够通过桶形探头主体105a中的开口到达测量线缆102a的第二线缆部102a”，由此在该第二线缆部中产生有用的回波或料位回波。第一线缆部102a’被定位在包括线缆定心元件103a的探头重物120a与电子装置101a之间。
与图1所示的相同，线缆定心元件103a形成有三角形横截面以提供低反射。

[0092] 固定装置106a被形成在筒形探头主体105a的侧壁中。第三线缆部102a”’在被形成为U形的腔体121a中被引导，这导致测量线缆102a的末端部呈U形。由于探头主体105a或探头末端主体105a的外部被形成为旋转对称，所以对于探头末端主体105a的内部中的腔体121a的对应形状，线缆末端102a”’能够在探头主体105a的其它区域中行进，以增大接收开口122a与固定装置106a的区域中的线缆末端之间的距离。应当注意的是，探头末端主体
105a被形成为外部地旋转对称，但是探头主体105a的内部的腔体没有旋转对称地布置。与未弯折的行进相比，侧壁中的这种引导导致接收开口122a与线缆末端106a之间的距离的加长。这种加长能够在不增加探头主体105a的下表面105a”与容器的底部(图2中没有示出)之间的距离的情况下增大由线缆末端引起的干扰回波与由第二线缆部102a”的区域中的料位引起的有用回波之间的区别性。因此，盲区大体上由探头末端主体105a的厚度d确定，换言之，由上表面105a’与下表面105a”之间的距离确定。探头末端主体105a完全由塑料材料制成，这样就不需要如图1所示的定心套筒104的金属部件。由于在探头主体105a的壁中没有使用金属部件，因为引导电磁波的测量线缆102a与另一金属部件之间的接触的风险减小，所以绷紧重物120a的大体上由探头末端主体105a的以与第二线缆部102a”平行的方式延伸的圆柱面确定的外径减小。由于更低的外径，可以实现小的绷紧重物120a。壁135a还可提供如下构造：测量线缆末端102a”’与以平行于探头末端装置120a的纵轴线的方式延伸的侧外表面105a”’被间隔开。

[0093] 图3是根据本发明的示例性实施例的处于容器308中的图1的现场设备100的截面图以及回波曲线320。探头重物120被布置在容器308的内部并被浸没在位于容器308内的在容器308的底面321的区域中的填充材料310中。由于这种浸没且因为定心套筒104和/或探头末端主体105包括开口，所以填充材料310到达探头末端主体105的外界中并到达第二线缆部102”的区域中的测量线缆102。在容器308的内部的两种不同材料之间形成有边界层309或填充高度309。在图3中，两种不同的材料是填充材料310和空气气氛。边界层309导致沿着测量线缆102迁移并在容器底部321的方向上从电子装置101传播的电磁波发生反射。
从图1中可以看出，从容器底部321延伸到容器开口的区域中并延伸到输入装置127的电子装置101与测量线缆102连接的区域中的容器高度h略微大于从输入装置127延伸至边界面
105”的探头长度l。

[0094] 示出了测量仪器100，还示出了回波曲线320以明确回波曲线中的与测量布置中的物理原因相关的突出点。时间轴对应于电磁波沿着测量线缆102迁移的距离，换言之，时间t可被转换成物理距离，反之亦然。以如下方式将现场设备100、测量仪器100、测量装置100或传感器100装入容器308中：使测量线缆102和测量重物120位于容器308的内部且将电子装置101布置在容器308的外部。为了将电子装置101固定在容器开口处，可以使用组装法兰(图3中没有示出)。填充材料310通常不导电，这导致如果电磁波试图透入填充材料310中，则会产生强的反射。传感器电子产品101或电子装置101朝向填充材料310发射电磁脉冲312。根据渡越时间和脉冲持续时间，该电磁脉冲具有导致沿着时间轴t的脉冲形状的特定脉冲宽度。脉冲宽度可能会导致回波之间的重叠。脉冲宽度也是由这个具有特定脉冲宽度的脉冲引起的回波的原因。反射的振幅取决于干扰点的特性，特别是干扰点的反射性能。

[0095] 电磁脉冲312朝向填充材料310传播，并且在穿过第一子部分102’之后碰撞低反射的线缆定心元件103。相对于图3所示的在探头重物120的内部的位于第二线缆部102”的区域中的填充材料310的料位，第一线缆部102’完全脱离于填充材料，这导致发射的脉冲向线缆定心元件103的传播基本上不受干扰。从回波313的低振幅可以看出，由于优化的形状和材料选择(换言之，低反射形状和低反射材料)，线缆定心元件103仅引起非常轻微的干扰回波。从干扰回波313的振幅与发射脉冲312的振幅的比例中可以看出对回波的影响。干扰回波313的低振幅与发射脉冲312的振幅相关。通过与发射脉冲312进行比较，在回波曲线320中以与时间轴t垂直的方式示出了振幅。

[0096] 在穿过线缆定心元件103之后，在第二线缆区域102”中，朝向填充材料310传播的脉冲到达边界层309或填充材料表面309。由于填充材料310大体上由非导电材料组成(例如，填充材料是油)，所以在容器底部321与填充材料表面309之间延伸的填充高度f的区域中出现了能够清晰地检测的料位回波314。由于与由线缆定心元件103引起的反射相比更强的反射，料位回波314的振幅远大于由线缆定心元件103引起的干扰回波313的振幅。因此，能够很好地将料位回波314与由线缆定心元件103引起的轻微干扰回波313区分开来，且可以高精度地确定料位。

[0097] 可能会影响料位回波(换言之，有用回波314)的可检测性的另一干扰回波316是由测量线缆102的固定装置106的区域中的线缆末端引起的末端回波316。这发生在测量线缆102的在电磁波的传播方向上的远端处(换言之，测量线缆物理地结束并过渡到不同的材料的位置)。由于振幅在与干扰回波313和有用回波314相反的方向上行进，所以该回波作为线缆末端回波316是可检测的。该回波的位置取决于接收开口122与固定装置106的区域中的线缆末端之间的距离。如果线缆末端仅一直延伸至下表面或边界105”，则干扰回波316将沿着时间轴t朝向有用回波314位移，并将导致在低的填充高度f下干扰回波316与有用回波
314之间发生重叠。这种低料位下的重叠将导致料位f的特定范围内的盲区。所述盲区是产生了无法使用的测量结果的区域并且是由测量线缆末端与料位f之间的距离确定的。

[0098] 换言之，在脉冲312碰撞边界面309之后，脉冲沿着测量线缆102进一步行进穿过不导电的填充材料310(例如，油)一直到固定装置106的区域中的测量线缆102的末端，并产生作为另一干扰回波316的末端回波316。然而，由于弯折部129，能够在不碰撞容器底部321且不加长容器高度h的情况下加长线缆末端。由于测量线缆102与探头长度315，l相比被加长，所以干扰回波316发生在物理地位于探头长度315，l和/或容器高度h的上游远距离的区域中。该物理距离可被映射或投影到回波曲线320的时间轴之上。这种加长导致干扰回波316与有用回波314之间的物理距离被分开，且能够减小或防止干扰回波316对料位回波314的影响。因此，能够以高的测量精度检测料位回波314，以确定料位309。因此，如果使用根据本发明的探头末端装置120，则即使料位309，f靠近底面321的区域，也能够确定料位309，f。

[0099] 图4是根据本发明的示例性实施例的包括图1的现场设备100和竖管411的测量构造的横截面图。根据图4，现场设备100的测量探头被引入到包括竖管411的容器408中。由于使用与图1和图3相同的探头102，120，所以探头的总长度l同样对应于图1和图3的探头长度l。容器高度h’源自于竖管411的长度的一部分和容器408的高度。高度h’是相对于容器底部421的高度。填充材料410的填充高度409也是相对于容器底部421的高度，并用f’表示。探头长度l或探头末端415是从重物体120的下表面105”确定的，并一直延伸至输入装置127，电子装置101与测量线缆102在输入装置127处连接。

[0100] 示出了相关的曲线420以及测量布置。电子装置101产生电磁脉冲412。包括测量线缆102和探头重物120的线缆探头102，120以如下方式安装在竖管411内部：定心套筒104和竖管411的圆柱形壁以与测量线缆102同轴的方式延伸。定心套筒104与线缆定心元件103的组合提供了如下构造：在竖管411的内部，测量线缆102在其整个行进过程中远离竖管411的壁或与竖管411的壁间隔开。竖管411朝向底部421是敞开的，这样探头重物120就能够朝着容器底部421退出竖管411。探头重物120的大部分位于竖管411中。

[0101] 要确定料位409的非导电填充材料410被填充到容器408中。定心套筒104确保大体上定心地(换言之，沿着由测量线缆102确定的纵轴)被布置在竖管411内部。由于定心和/或由于将测量线缆保持在预定位置，定心套筒104防止了在测量线缆102与竖管411之间可能发生的短路。此外，在与容器底部421间隔开的竖管411中，定心套筒104确保在竖管末端与探头末端415之间的间隙中仍还能够测量填充材料410。

[0102] 在测量期间，沿着测量线缆102朝向探头末端105”，415发射电磁脉冲412。在回波曲线420中示出了该发射脉冲412。线缆定心元件103产生轻微的干扰回波413。在边界层409处容器内部的不同材料与填充材料410之间的转变提供了料位回波414。该料位回波414靠近探头末端105”，415的区域突出。如果测量线缆仅一直延伸至边界105”(换言之，一直延伸至物理探头末端415)，负的探头回波416将形成在探头末端415的区域中并与有用回波414重叠。然而，由于通过测量线缆102中的L形弯折的人为加长，干扰回波416被成功地移位到回波曲线420的时间轴t的与比探头末端415更晚的时间t相对应的区域中，这意味着在有用回波414与干扰回波416之间没有重叠或仅有轻微重叠。由于这种弯折，有用回波414与干扰回波416被远远地间隔开。

[0103] 图5示出了根据本发明的示例性实施例的线缆探头的质量测量曲线。

[0104] 在测量曲线图500中，提供了两条测量曲线501和502。测量曲线501和502表示回波曲线的幅值与目标值之间沿测量距离的以毫米为单位的偏差。在x轴503上以米为单位示出了0.8m至1m的距离值。这些距离值可被转换成回波曲线的时间值t。在y轴504上示出了以米为单位的与目标值的偏差。曲线图500表示油填充材料中，特别是矿物油中(换言之，在被填充有油的容器中)的测量的测量误差，并将与目标值的所述偏差与具有实心绷紧重物的测量探头的偏差进行比较。被比较性能的两种探头的探头长度l为1m。

[0105] 曲线501与通过使用根据本发明的图1的线缆探头记录的测量相关。测量曲线502与具有实心探头重物和未加长的测量线缆长度的线缆探头相关。

[0106] x轴503上示出的距离值确定边界面309，409与输入装置127之间的距离。

[0107] 具有根据本发明的构造的绷紧重物120用于在不因绷紧重物而产生明显干扰回波的情况下将测量线缆102保持绷紧。用于线缆探头的这种绷紧重物120仅在靠近容器底部或远离输入装置的区域中产生轻微的干扰回波。由于所述轻微的干扰回波，可以在没有阻隔距离(blocking distance)的情况下以高精度对探头重物的区域中的具有低DC值的填充材料进行测量。具有低DC值的填充材料是由具有低的介电常数ε或电容率的材料组成的填充材料。油(特别是矿物油)是产生强反射的具有差导电性的材料。

[0108] 具有实心构造的绷紧重物或具有实心构造的定心重物的线缆探头可具有超过100mm的阻隔距离。这意味着无法使用这种类型的线缆探头来测量小于100mm的区域中的容器料位。换言之，这可能意味着，由于只有在料位与线缆末端106之间的长度在100mm以上的情况下才能够将末端回波与料位回波区分开，所以仅能够使用具有实心探头重物和/或具有未加长的测量线缆102来测量100mm以上的填充高度f，f’。可用于以隔离的方式加长测量线缆末端部的探头末端主体105，105a可以使阻隔距离能够小于100mm。在根据本发明的探头末端装置的情况下，不再需要区分绷紧重物与定心重物。由于阻隔距离的减小，可以通过探头充分地利用容器体积，以使探头末端105”，105a”靠近容器底部。

[0109] 测量曲线502对应于具有一米的探头长度l(l＝1000mm)和实心的绷紧重物但不具有加长的测量线缆的测量探头。可以看出，x轴503示出了测量曲线距输入装置127的距离。这意味着容器底部321，421被布置在曲线图500的右手边的距离值1m处。因此，料位309，409被认为从该参考线开始算起。在910mm或0.91m的距离值处，达到大约90mm的填充高度。只有从这个距离值向前朝向更小的距离值，曲线502才以0mm左右的小测量误差以直线行进。换言之，在从910mm至1000mm的区域中(换言之，在0至90mm的填充高度下)，不可能使用与曲线
502相关的测量探头进行无误差地测量。相比之下，在矿物油填充材料中使用根据本发明的图1的测量探头记录的测量曲线501以直线行进，并因而一直到大约990mm的距离值都基本上不存在误差。因此，通过使用与曲线501相关的测量探头能够良好地进行10mm以上的填充高度f，f’的填充高度确定。

[0110] 图5的曲线502示出了被装入油罐中的1m长的线缆探头的测量误差。已经将标准定心重物与图1的根据本发明构造的探头重物进行比较。

[0111] 图6是根据本发明的示例性实施例的另一线缆探头600的横截面图。在图6中没有示出可与输入装置627连接的电子装置。图6仅示出了测量线缆602和探头重物620。探头重物620和测量线缆602在向下敞开的竖管611中部分地延伸。探头重物620包括线缆导件605、线缆定心元件603和定心套筒604。在图6中无法看到测量线缆602的在线缆导件605的内部被加长的线缆末端部的行进。线缆导件605和线缆定心元件603均被形成为圆盘形。定心套筒604被形成为两侧均开口并由圆盘形线缆定心元件603和圆盘形线缆导件605形成边界的圆筒。线缆导件605以及线缆定心元件603和定心套筒604包括开口，以使填充材料能够渗入探头重物620中。由于填充材料的渗入，能够通过使用测量线缆602来确定线缆导件605上方的料位。

[0112] 定心套筒604的指向远离输入装置627的环形末端以与线缆导件605的边界605”同处一个平面的形式终止，而面向输入装置627的开口被形成为直至线缆定心元件603的漏斗形。线缆定心元件603被形成为用于对测量线缆602进行定心的塑料材料网。线缆导件605也被形成为用于对线缆进行定心和固定的塑料材料网。作为塑料材料网的形成提供了如下结构：测量线缆602的被加长的末端部(图6中没有示出)借助于线缆导件605与周围的填充材料或周围的环境隔离，但是填充材料能够渗入绷紧重物620的内部623。

[0113] 图7是根据本发明的示例性实施例的图6的绷紧重物620的细节。测量线缆602由金属丝网制成，并具有1.5mm的在整个长度中基本上恒定的圆形直径。因此，在塑料材料网603中或在线缆定心元件603中的线缆通道也形成有对应的直径。同样地，接收开口622具有1.5mm的圆形直径。探头主体605的宽度r是25mm，且绷紧重物620的包括定心套筒604在内的总宽度R是35mm。绷紧重物620的总长度s是72mm，且探头主体605的厚度s”，d是8mm。因此，定心套筒604的面向输入装置627的开口至接收开口622的长度s’＝64mm。

[0114] 图8示出了包括电子装置601、输入装置801、固定法兰802、竖管611和绷紧重物620的现场设备800，绷紧重物620在竖管611的与输入装置801相反的末端处退出竖管。在图8中，测量线缆602被竖管611覆盖。从延伸到法兰802中直至法兰802的下表面的输入装置801起，线缆探头600的总探头长度l＝1000mm。竖管的长度m是980mm，这样绷紧重物620就突出于竖管611 20mm。直至绷紧重物620的上边缘的总长度(在图8中，被竖管611覆盖)k＝970mm。

[0115] 图8还示出了双导体型装置的电子装置601。电子装置601包括能够附接有双线线路的至少一个电子端子803。该双线线路既可用于电子装置601的供电，又可用于电子装置601的数据传输。在一个示例中，经由双线线路传输4…20mA信号；在另一个示例中，经由双线线路传输HART信号。

[0116] 图9是图8的现场设备800的侧视图。该图示出了电子装置601、输入装置801、法兰802、测量线缆602和绷紧重物620。测量线缆602被探头重物620导致的重力绷紧。由于在图9中省略了竖管611，所以可以在电子装置601与绷紧重物620之间看到测量线缆602。

[0117] 图10是图8的现场设备800的截面图，它同样地可以看到电子装置601、输入装置801、法兰802、测量线缆602、竖管611和绷紧重物620。

[0118] 图11是根据本发明的示例性实施例的用于制造探头装置的方法的流程图。

[0119] 从开始状态S1100开始，在步骤S1200中，设置探头末端主体。在设置探头末端主体之后，在步骤S1300中，形成用于将测量线缆的末端插入到探头主体中的接收开口，且在步骤S1400中，形成接收开口122和/或探头末端主体105的壁135，135’，以使其能够预先确定测量线缆末端部102”’或者插入到接收开口122中的测量线缆末端部102”’的行进。以如下方式形成壁135，135’：它将插入到接收开口122中的测量线缆末端部102”’与探头末端主体105的至少一个边界105’，105”，105”’，105””间隔开。

[0120] 在步骤S1500处，方法结束。

[0121] 在另一示例中，可将壁成形为探头末端主体105中的与接收开口122连接的腔体121。随后，以如下方式使接收开口122适合于测量线缆102的横截面：以在测量线缆被插入到腔体121中时使腔体121能够与外界隔离的方式，借助于测量线缆能够封闭接收开口。在这种插入状态下，测量线缆防止了填充材料渗入探头主体的内部。

[0122] 在探头末端主体105中，以如下方式形成腔体的长度：该长度大于与接收开口距探头末端主体的相对地布置的边界之间的垂直距离d，s”相对应的长度，该边界被大体上设置成将所述腔体与外界分隔。对腔体的分隔基本上防止了填充材料进入腔体或到达被插入至腔体中的测量线缆。然而，可按如下方式形成探头主体：探头主体用作测量线缆的隔绝体，但是填充材料能够渗入绷紧重物的内部。

[0123] 这可能就意味着，在探头末端主体105中，腔体的体积被形成为大于如下比较圆筒的体积，所述比较圆筒具有与接收开口的横截面相对应的底面以及与接收开口距探头主体的相对地布置的边界的垂直距离d，s”相对应的长度。

[0124] 为了完整起见，应该注意的是，“包括”和“具有”不排除其它元件或步骤的可能性，而“一”和“一个”并不排除多个的可能性。还应当注意的是，参照上述实施例之一披露的特征或步骤也能够与上述其它实施例的其它特征或步骤组合地使用。权利要求中的参考标记不应被解释为具有限制性。

[0125] 相关申请的交叉引用

[0126] 本申请要求于2015年10月21日提交的德国专利申请102015220578.9的权益，在此将该德国专利申请的全部内容以引用的方式并入到本文中。