用于物体检测的雷达传感器的制作方法

文档序号:24351129发布日期:2021-03-19 12:36阅读:103来源:国知局
用于物体检测的雷达传感器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月2日提交的欧洲专利申请18187120.3的优先权,其全部内容通过引用合并在本文中。

本发明涉及雷达传感器、这种雷达传感器的用途以及制造这种雷达传感器的方法。



背景技术:

通常,雷达传感器可以用于例如基于传播时间测量来检测物体和/或确定雷达传感器与物体之间的距离。

特别地,雷达传感器可以用作用于确定介质(例如,容器中的介质)的填充物位和/或用于确定介质的极限物位的物位测量装置。介质可以例如是液体和/或松散材料。基于雷达的物位测量装置将雷达信号发射到填充材料表面。雷达信号从雷达传感器到填充材料表面并返回的传播时间与走过的距离的长度成正比,从而在例如知道雷达传感器的位置和容器的几何结构的情况下,可以根据所测量的传播时间来确定物位。

在许多应用中,必须采取专门措施来确保雷达传感器安全可靠地运行,特别是在物位测量领域。例如,在化学工业工厂中,可能会出现优选为不允许与雷达传感器的电子器件接触的爆炸性气体。还可能有必要避免雷达传感器的电子器件受到腐蚀性液体或气体的腐蚀。灰尘也可能对雷达传感器的电子器件的功能产生负面影响。

为了确保雷达传感器的安全运行,雷达传感器的电子器件通常由壳体保护。在此,壳体具有用于电缆通道的开口,特别是用于电源和/或有线通信连接的开口。壳体中的开口必须以复杂的方式密封,以避免灰尘、液体或气体渗入雷达传感器的壳体中。因此,到目前为止,为了获得较高的ip保护等级,雷达传感器需要复杂的制造过程,这种制造过程有时会伴随着高制造成本。



技术实现要素:

通过本发明的实施例,可以有利地提供一种易于制造的、紧凑的且稳健的雷达传感器。

这特别是通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求和以下说明给出本发明的进一步发展。

本发明的第一方面涉及一种雷达传感器。雷达传感器通常可以被实施为检测物体和/或确定雷达传感器与物体之间的距离。特别地,雷达传感器可以用于测量容器中的填充材料的填充物位和/或极限物位。在此,雷达传感器包括传感器电路、电子评估电路、通信电路、电源电路和壳体。传感器电路被实施成穿过壳体,特别是穿过壳体的壳体壁和/或壳体内壁发射和/或接收雷达信号,其中,壳体被设计为使得雷达信号可至少部分地透过壳体传输,特别是透过壳体壁传输。换句话说,壳体可以被设计成使得雷达信号可以至少部分地透过壳体发射和/或接收。电子评估电路被配置为基于雷达信号检测物体和/或确定雷达传感器与物体之间的距离。此外,评估电路被配置为确定至少一个用于代表所检测的物体和/或所确定的距离的参数。例如,电子评估电路可以被配置为基于雷达信号的发射和接收之间的雷达信号传播时间和/或传播时间测量来确定与介质(或物体)的填充物位和/或极限物位相关的至少一个参数。通信电路被配置为例如以信号和/或测量信号的形式穿过壳体将至少一个参数无线地传输和/或传送到接收器。在此,通信电路可以特别地被配置为穿过壳体传输与至少一个参数相关的测量信号,且/或传输代表和/或表示至少一个参数的测量信号。例如,通信电路也可以被配置为接收穿过壳体的控制信号。因此,壳体可以被配置为使得测量信号和/或控制信号可以至少部分地透过壳体、壳体内壁和/或壳体壁传输。在此,壳体完全封闭传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路。

因此可以有利地提供一种紧凑的、稳健的、可靠地运行的和可成本低廉地制造的雷达传感器。特别地,雷达传感器的所有电子器件都可以通过壳体可靠地、永久地保护以免受外部(例如,灰尘、湿气、气体、液体等)影响。例如,雷达传感器可以达到较高的ip保护等级,例如ip68和/或ip69。

雷达传感器的传感器电路被实施成穿过壳体,特别是穿过壳体的壳体壁发射和/或接收雷达信号。雷达信号通常可以表示发射信号和接收信号,发射信号可以由雷达传感器和/或传感器电路朝向物体,例如朝向介质和/或填充材料发射,接收信号可以在物体上反射并由传感器电路接收。同时,传感器电路可以被配置为用于朝向物体发射发射信号并用于接收在物体上反射的接收信号。为此,传感器电路可以具有天线。例如,可以使用抛物面天线、喇叭天线、卡塞格伦天线或贴片天线。传感器电路也可以具有天线阵列,且/或天线阵列的方向特性可以自适应地适配,以便例如实现射束聚焦。

传感器电路的天线可以被实施为既能发射雷达信号和/或发射信号,又能接收被物体(例如,填充材料表面)反射的雷达信号和/或接收信号。为此,传感器电路可以例如包括收发开关(双工器),该收发开关在存在时间偏移的发射过程和接收过程之间切换。例如,收发开关可以被实施和/或配置为用于发射信号和接收信号的时间性区分。然而,传感器电路也能够使用不同的天线来发射和接收雷达信号。

在本公开的上下文中,物体可以是雷达传感器附近的任何物体。物体可以是静态的或可移动的。另外,物体和/或物体的几何结构可以是时间变化的。通常,物体可以是固体物体,如运输货物、车辆、松散材料或任何其它物体。物体也可以表示任何介质和/或填充材料,例如流体或流体介质。

雷达传感器可以被配置为周期性地进行测量。例如,雷达传感器可以被配置为在固定的时间,例如周期性地测量容器中的填充材料的填充物位和/或极限物位。因此,传感器电路可以被配置为在固定的时间,特别是周期性地发射雷达信号。因此,雷达信号的发射和接收可以周期性地重复进行。替代地或额外地,雷达传感器可以被配置为响应于另一设备(例如,控制站或用户设备)与此有关的请求而执行填充物位和/或极限物位的测量。例如,可以通过通信电路接收控制信号,且/或雷达传感器可以响应于控制信号而执行填充物位测量和/或极限物位测量。

电子评估电路被配置为基于雷达信号,例如基于雷达信号的发射和接收之间的传播时间和/或传播时间测量来确定至少一个参数。例如,至少一个参数可以与填充物位和/或极限物位相关联。为此,电子评估电路可以使用由传感器电路提供给它的信号和/或数据。电子评估电路还可以被配置为接收来自传感器电路和/或通信电路的信号,使用该信号触发和/或诱导电子评估电路来确定至少一个参数。

由电子评估电路确定的参数例如可以代表和/或表示从发射雷达信号到接收由物体(例如,填充材料表面)反射的雷达信号之间的传播时间、雷达传感器附近的物体的存在、物体与雷达传感器之间的距离、容器中的介质的填充物位、介质的极限物位、达到极限物位和/或超过填充物位或极限物位。

例如,在知道雷达信号在雷达传感器和填充材料表面之间的介质中的传播速度的情况下,则可以根据雷达信号的传播时间计算和/或确定雷达传感器和填充材料表面之间的距离。在许多应用中,这个传播速度可以充分准确地用光速来近似。例如,如果事先已知雷达传感器在容器底部上方的高度,则可以例如确定填充材料高度。由于雷达信号有时仅部分地被填充材料表面反射,而另一部分雷达信号在填充材料中传播,因此也可以通过确定接收被填充材料表面反射的部分雷达信号和接收被容器底部反射的部分雷达信号之间的时间间隔来测量填充物位。

为了确定传播时间,电子评估装置可以使用模拟信号处理方法和数字信号处理方法。因此,电子评估电路可以包括例如至少一个放大器、低通滤波器、混频器和/或带通滤波器,以用于模拟信号处理。此外,电子评估电路可以包括一个或多个用于采样和量化模拟信号的模数转换器。此外,电子评估电路可以包括一个或多个用于数字信号处理的处理器,例如微处理器、数字信号处理器和/或其它具有专用指令集(asip)的处理器。此外,电子评估电路可以包括一个或多个用于数据和/或程序代码的专用存储器装置,特别是易失性或非易失性存储器。此外,电子评估电路可以包括一个或多个专用集成电路(asic)。

雷达传感器的通信电路被配置为透过壳体无线地传送至少一个参数,且/或穿过壳体传输与至少一个参数相关联的测量信号和/或代表和/或表示至少一个参数的测量信号。为此,通信电路尤其可以使用已知的通信标准,例如蓝牙(例如,低功耗蓝牙)、zigbee、wi-fi(例如wi-fihalow)或诸如2g、3g或4g(例如ltecat0)等蜂窝移动无线电标准。通信电路也可以被配置为提供光通信链路。因此,通信电路可以包括例如蓝牙模块、红外模块和/或wlan模块。

通信电路可以被配置为在固定时间,特别是周期性地发送测量值和/或测量信号。通信电路还可以被配置为接收和处理来自其它设备的消息和/或控制信号。例如,通信电路可以被配置为接收和处理控制信号,另一设备利用该控制信号请求容器中的填充物位的测量值。通信电路可以被配置为响应于来自其它设备的请求或控制信号而触发传感器电路和/或电子评估电路,以执行容器中的填充物位和/或极限物位的测量。此外,通信电路可以被配置为响应于来自其它设备的请求或控制信号而发送由电子评估电路响应于触发确定的参数、测量值和/或测量信号。

通信电路还可以被配置为接收和处理来自另一设备的消息或控制信号,另一设备利用该消息或控制信号传达测量值,例如由另一设备测量的容器中的填充物位的值。通信电路可被配置为使用从另一设备接收的测量值来校正由电子评估电路确定的参数,且/或发送校正后的参数。此外,通信电路可以被配置为接收和/或发送用于对雷达传感器进行参数化的参数化数据。

作为通信电路的代替或除了通信电路之外,雷达传感器可以包括显示装置,例如液晶显示器,通过该显示器可以显示测量值,例如填充物位的测量值。

雷达传感器的电源电路被实施为至少部分地向传感器电路、电子评估电路和通信电路提供电能。为此,电源电路可以包括电池,其中,电池可以是可更换的或不可更换的。

雷达传感器的壳体被实施为完全包封、封闭和/或封装传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路。特别地,壳体可以不具有用于电缆通道(kabeldurchführungen)的开口。壳体可以包括和/或形成封闭的内部空间,传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路被布置和/或容纳在该内部空间中。由于采用全封闭的壳体,可以可靠地保护传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路免受雷达传感器附近的灰尘、气体和液体的影响。因此,可以使雷达传感器安全、可靠地运行。特别地,雷达传感器可以在应测量其中物位的容器内运行。替代地,雷达传感器可以安装在填充材料所在的容器的开口中和/或在容器外部运行。

雷达传感器的壳体还被设计为使得雷达信号、发射信号和/或接收信号可以穿过壳体,特别是穿过壳体壁传输。同时,壳体可以被配置、实施和/或设计为使得能够穿过壳体进行物体的检测、填充物位和/或极限物位的测量。例如,壳体可以由塑料制成,例如聚乙烯(pe)和/或高密度聚乙烯(hdpe),其对于由传感器电路发射的雷达信号基本上是可穿透的。也可能的是,壳体的仅一部分对于由传感器电路发射的雷达信号是可穿透的,并且传感器电路可以被实施为使得雷达信号穿过壳体的可穿透部分传播。另外,在壳体的用于可透过地发射和接收雷达信号的至少一部分中,壳体壁的厚度被选择为使得雷达信号不被壳体吸收或仅被壳体轻微吸收。壳体壁的厚度和/或壁厚可以例如在1mm至5mm的范围内,以确保足够的机械稳定性。该部分区域中的壳体壁的厚度可以小于壳体的其它部分区域的厚度。

根据一实施例,壳体是完全闭合的。替代地或额外地,壳体密封地,特别是防尘地、防水地和/或气密地封闭传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路。例如,雷达传感器的壳体可以被实施为达到保护等级ip68和/或ip69,即雷达传感器的壳体是防尘的,并且即使在持续浸没的情况下也能提供防止水进入的保护。此外,壳体可以被实施和/或设计为防止气体进入壳体的内部。例如,这在可能出现爆炸性或腐蚀性气体的化学工业工厂中是至关重要。

根据一实施例,雷达传感器被实施为对于外部、外侧和/或外面是完全无线的。替代地或额外地,该壳体不包括电缆通道。因此,雷达传感器可以至少暂时完全自主地操作,并且没有连接到电缆。此外,这使得雷达传感器能够有效、灵活地固定在任何容器上,例如容器的外侧或内侧。因此,还可以显著减少用于安装雷达传感器的安装工作量。

例如,雷达传感器和/或雷达传感器的壳体可以被固定、安装和/或紧固在容器的外侧。替代地,雷达传感器还可以被紧固、安装和/或固定在容器的内侧。例如,雷达传感器可以被紧固在容器壁的外侧或内侧,例如通过粘合连接、焊接连接、螺钉连接和/或任何其它连接。当雷达传感器安装在外侧和内侧时,雷达传感器可以被紧固在容器的侧壁、容器顶部或容器底部。在这种情况下,原则上,容器可以具有任意几何结构和任意材料,例如塑料和/或金属。特别地,容器可以是也被称为ibc容器的中间散装容器。

当雷达传感器固定在容器的内侧时,雷达传感器例如可以在容器内部安装在容器顶部。特别地,雷达传感器或壳体可以焊接和/或粘合到容器顶部。以此方式,例如,可以针对实际测量优化雷达传感器的天线和/或透镜。雷达传感器也可以不从容器的外侧突出和/或受到保护以免受机械应力和/或损坏的影响。而且,雷达传感器也可以此方式防止被盗。

根据另一实施例,雷达传感器的壳体被实施为永久封闭传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路。换句话说,雷达传感器的壳体可以被配置成不能打开。因此特别地,可以避免腐蚀性气体或液体由于无意中打开壳体而接触到传感器电路、电子评估电路、电源电路或通信电路。因此,永久包封传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路的壳体提高了雷达传感器的安全性和稳健性。

根据另一实施例,雷达传感器的壳体被实施为引起由传感器电路发射的雷达信号的聚焦和/或聚焦雷达信号。特别地,壳体的材料和/或形状可以被实施为实现雷达传感器的期望的方向特性。

例如,雷达传感器的壳体可以被实施为使得方向特性的主波瓣窄于预定角度。此外,雷达传感器的壳体可以被实施为使得旁波瓣以预定因数弱于主波瓣。替代地或额外地,壳体可以被实施为使得由主波瓣辐射的能量的比例具有最大值。即使在较低的雷达信号发射功率的情况下,发射的雷达信号的强聚焦也使得能够可靠地确定和/或检测出填充物位和/或极限物位。因此,通过对发射的雷达信号进行更强的聚焦,可以实现能耗的减少。因此,可以实现雷达传感器的使用寿命和/或运行时间的延长。

根据另一实施例,电源电路包括蓄能器。可选地,电源电路可以包括用于对蓄能器充电的充电电路。蓄能器可用于向传感器电路、电子评估电路和通信电路提供电能。通过充电电路对蓄能器进行充电,可以延长雷达传感器的运行时间。

电源电路还可以包括用于确定蓄能器的充电状态的装置。雷达传感器可以被配置为在特定的时间间隔之后重复测量容器中的填充物位和/或极限物位,其中,该时间间隔取决于蓄能器的充电状态。特别地,传感器电路可以被配置为当蓄能器的充电状态较低时以更低的频度发射雷达信号。因此,电子评估电路可以被配置为当蓄能器的充电状态为较低和/或达到可定义的或预定的阈值时以更低的频度确定与填充物位和/或极限物位相关的参数。此外,通信电路可以被实施为当蓄能器的充电状态为较低和/或达到可定义的或预定的阈值时以更低的频度发送参数和/或测量信号。

根据另一实施例,电源电路的充电电路包括太阳能电池,且/或雷达传感器的壳体被设计成透光的。例如为此,壳体的至少一部分可由例如聚乙烯或聚丙烯等透光塑料制成。因此,雷达传感器的运行时间可以有利地增加,且/或雷达传感器可以在很长一段时间内自主操作。

根据另一实施例,电源电路的充电电路包括用于从振动中产生电能的发电机。因此,雷达传感器的运行时间可以有利地增加,且/或雷达传感器可以在很长一段时间内自主操作。

根据另一实施例,电源电路的充电电路包括通过电磁感应进行无线能量传输的接收器。例如,接收器可以兼容无线能量传输的qi标准。由此,可以高效、安全地对电源电路进行充电,而无需用于能量传输的电缆。

根据另一实施例,电源电路的充电电路包括用于从空间温差产生电能的热电发电机。这也可以有利地增加雷达传感器的运行时间。

根据另一实施例,雷达传感器的壳体是由塑料例如一体地注塑成型的。由塑料注塑成型的壳体可以是特别有利的,因为特别是在壳体被一体地设计的情况下,它不具有接头,否则在该接头处,不同的壳体部件相互连接并且可能发生泄漏。因此,通过将传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路包覆(umspritzen)以形成一体式壳体,实现了特别安全和稳健的雷达传感器。

根据另一实施例,雷达传感器的壳体包括至少两个壳体部件,其中,至少两个壳体部件通过焊接和/或粘合的方式接合在一起。例如,壳体可以由两个壳体部件组成,这两个壳体部件通过合适的粘合剂粘合在一起和/或通过超声波焊接接合在一起,使得接头由两个壳体部件的熔化的材料组成。优选地,至少两个壳体部件由相同的塑料制成,例如热塑性材料(例如,聚乙烯或聚丙烯)。替代地,壳体部件可由不同的材料制成。

根据另一实施例,雷达传感器的壳体完全由塑料制成,例如热塑性材料。这使得可以通过注塑成型进行低成本的生产。特别地,有利地的是,壳体是由具有较低的相对介电常数(约为1.5至3和/或2至3)的塑料制成,例如聚乙烯或聚丙烯。由于雷达传感器的测量是穿过壳体进行的,因此这减少了天线的振铃,提高了近距离内的接收信号质量,并从而缩短了传感器的盲区距离(blockdistanz)。盲区距离是指如下距离,在该距离内,不能或无法进行接收信号的可靠的测量/评估。

本公开还涉及如上文和下文所述的雷达传感器的用于检测物体和/或用于检测物体在雷达传感器附近的存在的用途。通常,雷达传感器的附近可由雷达传感器的视距和/或有效范围定义和/或限制。物体可以是任何物体,如静止或移动的物体。在此,物体、物体的几何结构、物体的形状和/或物体的位置可以是可变的。可选地,雷达传感器可以被配置为确定物体、物体的几何结构、物体的形状和/或物体的位置的变化或改变。

例如,雷达传感器可以被配置为和/或用于检测存储设施中的物体。为此,雷达传感器可以布置、安装和/或紧固在任何结构上,例如存储设施的墙壁和/或天花板。例如,雷达传感器可以被布置在仓库中,并且可以被配置为检测和/或计数雷达传感器附近的一个或多个物体。替代地或额外地,雷达传感器可被配置为和/或用于确定库存。

根据一实施例,如上文和下文所述的雷达传感器可以被配置为和/或用于对雷达传感器附近的物体进行计数和/或确定雷达传感器附近的物体的数量。

例如,雷达传感器可被配置用于确定库存。因此,物体可以是存储物品,例如其上存在存储材料的货盘。例如,雷达传感器可以确定位于雷达传感器附近的货盘的数量以确定库存。

替代地或额外地,如上文和下文所述的雷达传感器可以被配置为和/或用于确定雷达传感器附近的开放区域。这可以实现全面监测和/或确定例如存储设施和/或仓库中的存储条件。

此外,雷达传感器还可用于例如确定废物容器(例如,废玻璃容器)中的填充物位。

另外,物体也可以是车辆。例如,雷达传感器可以被布置、紧固和/或安装在停车楼中、停车场上、车库中和/或地下车库中。在此,雷达传感器可以检测和/或计数位于附近的车辆、停放的车辆和/或经过雷达传感器的车辆。另外,雷达传感器可以确定雷达传感器附近的空停车位的数量。

例如,替代地或额外地,雷达传感器可以被配置为和/或用于计数和/或检测火车列车。例如,雷达传感器可以安装、布置和/或紧固在火车站和/或铁路轨道上。

替代地或额外地,如上文和下文所述的雷达传感器可以被配置为和/或用于检测移动的物体,特别是输送机和/或传送带上的物体。例如,雷达传感器可以被布置在传送带的附近,物体布置在该传送带上并经过雷达传感器。在此,物体可以是任何输送材料,例如用于工业制造厂的材料。例如,物体也可以是可用雷达传感器检测和/或计数的包裹和/或邮包。

因此,通常,雷达传感器可以有利地被应用于和/或使用在任何工业领域,尤其在过程工业、过程自动化和/或自动化技术中。

术语自动化技术应被理解为包括在没有人干预的情况下运行机器和设施的所有措施的技术的子领域。相关的过程自动化的目标之一是在化工、食品、制药、石油、造纸、水泥、航运或采矿领域中使工厂的各个部件的交互自动化。为此,可以使用大量传感器,这些传感器特别适用于过程工业的特定要求,例如机械稳定性、对污染物的不敏感性、极端温度和极端压力等。这些传感器的测量值通常会被传送到控制室,在该控制室中可以监测过程参数,例如,填充物位、极限物位、流量、压力或密度,并可以手动或自动地改变整个工厂的设置。

自动化技术的一个子领域涉及物流自动化。在物流自动化领域中,借助于距离传感器和角度传感器使在建筑物内或在单个物流设备内的过程自动化。例如,典型的应用是用于以下领域的物流自动化系统:机场的办理行李和货物托运手续领域、交通监控领域(收费系统)、贸易领域、包裹配送或建筑物安全(访问控制)领域。上面列出的示例的共同点是,各个应用端都需要将存在检测与物体大小和位置的精确测量结合起。上面列出的示例的共同点是,存在检测与物体的尺寸和位置的精确测量相结合是各个应用所要求的。为此,可以使用基于利用激光、led、2d相机或3d相机的光学测量方法的传感器,这些传感器根据传播时间(tof)原理检测距离。

自动化技术的另一个子领域涉及工厂自动化/制造自动化。在诸如汽车制造业、食品制造业、制药行业或通常的包装领域等许多行业中,都可以见到这种应用实例。工厂自动化的目的是通过机器、生产线和/或机器人实现商品生产的自动化,即让在没有人工参与的情况下运行。在此使用的传感器以及在检测物体的位置和大小时关于测量精度的特定要求与上述物流自动化示例中的这些方面相当。因此,基于光学测量方法的传感器通常在工厂自动化领域也得到了大规模的使用。

在物流自动化领域以及工厂自动化和安全技术领域,光学传感器至今占据着主导地位。这些传感器是快速的(大于或等于10次测量/秒的快速填充过程)和低价的,并且由于作为测量基础的光学辐射可相对容易地聚焦而可以可靠地确定物体的位置和/或到物体的距离。

本发明的第二方面涉及一种用于制造如上文和下文所述的雷达传感器的方法。在第一步骤中,提供传感器电路、电子评估电路、通信电路和电源电路。在进一步的步骤中,使用塑料将雷达传感器的传感器电路、电子评估电路、通信电路和电源电路完全封装,以一体地形成壳体,其中,壳体完全封闭传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路。一体式壳体的优势在于它没有可能发生泄漏的壳体部件接头。因此,通过将传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路包覆以形成一体式壳体来实现特别安全和稳健的雷达传感器。

上文和下文所述的雷达传感器的特征、要素和/或功能可以是上文和下文所述的用于制造雷达传感器的方法的特征、要素和/或步骤,反之亦然。

在下文中,将参照附图来说明本发明的示例性实施例。

附图说明

图1示意性地示出了根据现有技术的用于测量容器中的填充材料的填充物位的雷达传感器。

图2示意性地示出了根据本发明的用于测量容器中的填充材料的填充物位的雷达传感器。

图3示出了用于说明根据本发明的示例性实施例的制造雷达传感器的方法的步骤的流程图。

附图中相似的、作用相似的、相同的或作用相同的元件设有相似或相同的附图标记。这些附图只是示意性的,并且不是按比例的。

具体实施方式

下面的附图说明主要涉及使用根据本发明的雷达传感器来确定物位。然而,这仅仅是雷达传感器的示例性、说明性和非限制性应用和/或使用。如上文所详细讨论,通常,雷达传感器可被配置为和/或用于检测任何物体和/或检测雷达传感器与任何物体之间的距离。

图1示意性地示出了根据现有技术的用于测量容器中的填充材料的填充物位的雷达传感器100。雷达传感器100包括天线101、电子和评估电路102、壳体105和盖106。壳体105具有密封的电缆通道130,电缆110可穿过该电缆通道,以便为雷达传感器100提供电能和/或提供通信链路。例如,为了将电缆110连接到连接端子140,可以移除盖106(例如,螺纹盖)。为了保护雷达传感器100的电子和评估电路102免受气体和或液体的影响,必须密封壳体105。为此,设置了用于盖106的密封件120。此外,在电缆通道130上也需要密封件。由于天线101和壳体105通常由不同的材料制成,因此需要另一密封件160。还需要用于容器法兰165和天线之间的密封的另一密封件170。因此,在用于物位测量的雷达传感器的情况下,需要多个密封件来保护电子和传感器电路免受环境影响和/或密封雷达传感器的容器开口。

图2示意性地示出了根据本发明的用于填充物位测量和/或极限物位测量的雷达传感器200。雷达传感器200包括传感器电路210、电子评估电路220和电源电路230。

传感器电路210包括天线,图2中利用传感器电路210示意性地示出了该天线,通过该天线透过壳体250、壳体内壁251和/或壳体壁251发射和/或接收雷达信号。雷达信号传播到容器中的填充材料的表面,在此被部分反射并传播回传感器电路210的天线。传感器电路210向电子评估电路220提供信号和/或数据,电子评估电路根据这些信号和/或数据基于雷达信号的发射和接收之间的传播时间来确定至少一个与填充物位和/或极限物位相关的参数。

由电子评估电路220确定的至少一个参数和/或与之相关的测量值通过通信电路240提供给用户。通信电路240被实施成能够例如通过无线电、蓝牙、wlan、红外信号和/或光学信号传输由电子评估电路220确定的参数和/或测量值。

此外,雷达传感器还可以包括未示出的显示装置,例如液晶显示器。通过该显示装置可以显示由电子评估电路确定的容器中的填充材料的填充物位高度。

电源电路230被实施为向传感器电路210、电子评估电路220和通信电路240提供电能。

壳体250完全包封和/或封闭传感器电路210、电子评估电路220、电源电路230和通信电路240。特别地,壳体250可以被实施为使得灰尘、液体或气体不能进入壳体内,从而使雷达传感器特别是针对侵蚀性或爆炸性介质变得稳健和安全。填充物位和/或极限物位的测量是穿过完全包封的壳体250进行的。

由于电源电路230的容量是有限的,因此雷达传感器200在出厂时仅有有限的能量可用。为了延长雷达传感器200的寿命,电源电路可以包括蓄能器和/或充电电路260,其中,充电电路被实施为对蓄能器充电。例如,充电电路可以包括用于通过电磁感应进行无线能量传输的接收器,例如使用qi标准。替代地或额外地,充电电路可以包括太阳能电池和/或用于从振动中产生电能的发电机。此外,充电电路可包括用于从空间温差产生电能的热电发电机。

图3示出了用于说明根据本发明的示例性实施例的制造雷达传感器200的方法的步骤的流程图。例如,雷达传感器200可以是参照图2说明的雷达传感器200。

在第一步骤s1中,提供传感器电路210、电子评估电路220、通信电路240和电源电路230。在进一步的步骤s2中,使用塑料将雷达传感器的传感器电路210、电子评估电路220、通信电路240和电源电路230完全地包覆(umspritzen),以一体地形成壳体250,使得壳体250完全封闭传感器电路、电子评估电路、电源电路和通信电路。

另外,需要主意的是,“包括”和“具有”不排除其它要素或步骤,不定冠词“一”或“一个”也不排除多个。还应注意的是,参照上述任一示例性实施例说明的特征或步骤也可以与上述其它示例性实施例的其它特征或步骤结合使用。权利要求书中的附图标记不应视为限制。

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