用于测深管中的液位测量和内容物纯度测量的装置和方法制造方法及图纸

一种用于附接到测深管以测量箱中的内容物的液位的液位感测装置(110)。所述液位感测装置包括：用于封闭液位感测装置的组件(20)的壳体(16)；这些组件包括发射器和可操作地连接到发射器的天线(18)，用于在远离发射器的方向上引导电波或机械波。天线还适于接收电波和机械波。所述装置还包括测深管适配器(32)，其尺寸设定成用于附接到测深管，以及将壳体可操作地附接到测深管适配器的连接器组件。连接器组件使得壳体能够相对于测深管适配器围绕水平轴旋转，以暴露测深管的开口端。在使用中，液位感测装置允许脉冲雷达测量箱中的液位。壳体可以相对于测深管旋转，以还允许手动液位测量箱内容物或对箱内容物取样。

Devices and methods for liquid level measurement and content purity measurement in Bathymetric tubes

A liquid level sensing device (110) is used for attaching a sounding tube to measure the liquid level of the contents in the box. The liquid level sensing device includes: a housing (16) of a component (20) for sealing the liquid level sensing device; these components include a transmitter and an antenna (18) operatively connected to the transmitter for guiding radio or mechanical waves in a direction far from the transmitter. The antenna is also suitable for receiving radio and mechanical waves. The device also includes a bathymetric tube adapter (32), which is sized to be used for attaching to the bathymetric tube and a connector assembly operatively attaching the housing to the bathymetric tube adapter. The connector assembly enables the housing to rotate around the horizontal axis relative to the bathymetric adapter to expose the opening end of the bathymetric tube. In use, the liquid level sensor allows the liquid level in the pulse radar measuring box. The shell can be rotated relative to the sounding tube to allow manual liquid level measurement or sampling of the contents of the tank.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测深管中的液位测量和内容物纯度测量的装置和方法
本专利技术涉及脉冲雷达测量，并且更具体地，涉及一种使用脉冲雷达波来测量存储箱(storagetank)内的液体的液位，同时还允许手动测量液体的液位感测装置和方法。
技术介绍
在许多环境中，各种材料在其处置之前或期间在箱中储存和/或处理。这些材料包括食品、饮料、药品和燃料。这种箱的一种特殊和公知的用途涉及为各种运输方式储存燃料。这些燃料箱的范围可以从汽车上的油箱到大型燃料箱，诸如位于海军舰船上的燃料箱。具体地，航空母舰容纳多个燃料箱。这些箱用于为船舶上携带的飞机储存喷气燃料。对于在海军舰船上的存储箱，在任何给定时间可靠地确定箱的内容物的量和纯度的能力可能是关键的。军事准备通常依赖于充足的燃料供应。此外，燃料使用的准确测量直接转化为采购船舶燃料供应的成本效益。因此，准确可靠地测量这些箱中的燃料液位有许多益处，因此，海军进行定期测量，以确定存储箱中的燃料液位。此外，高性能喷射的操作依赖于燃料中的低水平的杂质。燃料中的污染物会对喷射部件造成损坏，并且会以对乘员有害的方式降低性能。因此，除了测量燃料液位外，海军还定期检查箱中的燃料纯度。储存在海军舰船上的燃料纯度由通常被称为“取样器取样(thiefsampling)”的方法确定。在该过程中，将细长的中空管或“取样筒(thiefsampler)”投入箱的内容物中。来自箱的燃料填充取样筒的中空槽。然后，收回取样筒，并通过本领域熟知的方法测量所收集的样品的纯度。用于确定液体液位的方法包括目视检查或使用测量燃料液位的各种装置。在海军舰船上的喷气燃料的特殊情况下，目视检查受到船舶内部的箱的位置和箱的庞大尺寸的阻碍。由于目视检查的问题，海军传统上通过使用带有附接的铅锤的铅垂线的测深管执行手动燃料液位测量。测深管通常是直径为1.5英寸的管道，其定位为船舶基础设施的一部分。测深管在燃料箱内延伸，并对箱内容物开放，以使测深管中的液体液位与箱中的液体液位相等。测深管不一定是线性管，而是可以包括弯曲，以便围绕船舶的其他基础设施延伸。为了测量燃料液位，打开测深管的顶部，并将铅锤穿过测深管的内部投入管的底部。然后，使用铅垂线从测深管的底部收回铅锤，并通过观察由铅垂线上的燃料产生的湿度水平来测量液体液位。海军继续使用这种铅垂线和测深管测量作为船舶上的备用手动方法。然而，液体液位测量的铅垂线方法产生某些问题。首先，喷气燃料是干净的并且非常快速地蒸发，从而增加了在视觉上评估铅垂线以准确地确定相关湿度水平的难度。其次，铅锤在使用过程中可能会脱落铅垂线。由于涉及的困难，作为实际问题，不能从测深管取回分离的铅锤。结果，可能阻止用于测量的后续铅锤掉落到测深管的底部，导致测量范围减小。由于视觉和铅垂线液体液位测量方法的问题，已开发出非接触式液位感测仪，其适于可操作地连接到测深管，以快速可靠地确定存储箱中的燃料液位。已经开发了几种类型的非接触式液位感测仪，包括使用雷达发射器或超声波的仪表。通过使用液位感测仪来实现高精度，液位感测仪通过从天线向箱内容物的表面发射微波脉冲来监测内容物液位。这些脉冲从内容物反射回天线。其他雷达仪使用连续波而不是微波脉冲。雷达信号不受噪声、极端空气湍流或介电常数波动到标称最小值之上、密度或电导率的影响。甚至具有高度颤动表面或气泡的液体通常也可以用雷达仪可靠地测量。气体分层(诸如由溶剂或气体产生的气体分层)实际上没有不利影响。雷达传感器适用于液体、固体、粉末、颗粒、灰尘、腐蚀性蒸汽和蒸汽，无论介质特性、环境、低压和高压或温度如何。因此，雷达传感器非常适合于感测海军舰船的箱中的燃料液位。虽然非接触式雷达液位感测仪具有许多优点，但是当尝试如海军所实施的液位测量和燃料纯度检查的备用手动测深方法时，这些仪表可能出现问题。为了使用铅垂线而从测深管上移除液位感测仪是笨重且耗时的，并且需要将高灵敏度仪表放置在船舶的甲板上。在这个位置，仪表易受损坏。另外，在取样之后，液位感测仪必须重新附接到测深管，这可能是耗时的并且需要重新校准仪表。已经开发了液位感测装置，其不需要从测深管完全移除雷达液位感测仪，以便执行手动液位和纯度测量。在一个示例中，液位感测装置包括闩锁门，该闩锁门密封通过其可以插入铅锤的孔。在共同转让的第6,538,598号和第6,337,655号美国专利中描述了这种液位感测装置和测量方法。尽管已经证明这些装置和方法足以使用非接触式雷达和手动铅垂线方法测量存储箱中的内容物的液位，但是装置中的闩锁门的位置不允许收集箱内容物的样品，以测量燃料的纯度。具体地，闩锁门在测深管适配器的侧壁中的位置不适合于插入取样筒。为了解决这个问题，已经开发了一种非接触式液位感测仪，其包括用于在远离测深管开口的垂直方向上提升液位感测仪，然后围绕竖直轴旋转该感测仪，以移动壳体不与测深管对齐的装置。提升和旋转液位感测仪使得该感测仪能够保持附接到测深管适配器，同时允许进入测深管的开口端，以进行包括获得燃料样品的手动测量。在共同转让的第6,292,131号美国专利中描述了该液位感测仪，其内容通过引用并入本文中。虽然这种液位感测仪不需要从测深管移除仪表来执行手动测量，并且还允许使用取样筒来收集燃料样品，但是在旋转之前需要抬起装置的很不方便的，并且需要最小的头顶空间。此外，在海军舰船的狭小空间内，提升和旋转运动可能是笨重的。另外，在提升和旋转运动期间，感测仪中的天线可能不再与测深管对齐，从而需要重新校准。因此，本文描述了一种简化的、流线型非接触式液位感测仪，其提供对测深管的开口端的完全进入，同时还消除了与现有的非接触式液位感测装置和方法相关的问题。
技术实现思路
本文所述的液位感测装置和液体液位以及内容物纯度测量方法，通过提供用于使液位感测仪远离测深管旋转的装置，而改进了上述装置和方法。如本文将描述的，改进的液位感测装置可以远离测深管旋转，以完全暴露管的开口端，从而允许进入测深管以插入取样筒、铅垂线和铅锤，或者其他可手动插入的测量设备。另外，在改进的液位感测装置中，液位感测仪和测深管适配器之间的连接组件是可分离的，以允许移除和更换液位感测仪，而无需从测深管移除测深管适配器。进一步，改进的液位感测装置和方法提供了天线和测深管之间的快速、有效的对齐，以在仪表壳体旋转之后使仪表最佳地偏振(polarize)。在第一方面，提供了一种用于附接到测深管以测量箱中的内容物液位的液位感测装置，所述液位感测装置包括：壳体，用于封闭液位感测装置中的组件。这些组件包括发射器和可操作地连接到发射器的天线，用于在远离发射器的方向上引导电波或机械波。天线还适于接收电波和机械波。所述装置进一步包括测深管适配器，其尺寸设定成用于附接到测深管，以及连接器组件，其将壳体可操作地附接到测深管适配器。连接器组件使壳体能够相对于测深管适配器围绕水平轴旋转，以暴露测深管的开口端。在第二方面，提供了一种用于测量箱中内容物的液位并确定其内容物纯度的方法。所述方法包括以下步骤：提供附接到测深管的液位感测装置，液位感测装置具有壳体和设置在壳体内并附接到壳体的发射器。进一步提供设置在壳体内的天线。天线可操作地连接到发射器，用于在远离发射器的方向上引导电波或机械波，并接收在天线的方向上从内容物表面反射的电波或机械波。所述方法进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位感测装置，用于附接到测深管以测量箱中的内容物液位，所述液位感测装置包括：壳体；发射器，设置在所述壳体内；天线，设置在所述壳体内并可操作地连接到所述发射器，用于在远离所述发射器的方向上引导电波或机械波，所述天线进一步适于接收电波和机械波；以及连接器组件，将所述壳体可操作地附接到所述测深管，所述连接器组件适于允许所述壳体相对于所述测深管围绕水平轴旋转，以暴露所述测深管的开口端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.09 US 62/293,3241.一种液位感测装置，用于附接到测深管以测量箱中的内容物液位，所述液位感测装置包括：壳体；发射器，设置在所述壳体内；天线，设置在所述壳体内并可操作地连接到所述发射器，用于在远离所述发射器的方向上引导电波或机械波，所述天线进一步适于接收电波和机械波；以及连接器组件，将所述壳体可操作地附接到所述测深管，所述连接器组件适于允许所述壳体相对于所述测深管围绕水平轴旋转，以暴露所述测深管的开口端。2.根据权利要求1所述的液位感测装置，其中，所述壳体的下端相对于所述测深管围绕所述水平轴从基本平行于所述测深管的所述开口端的平面旋转到相对于所述测深管的所述开口端具有至少90度角的平面。3.根据权利要求1所述的液位感测装置，其中，所述连接器组件进一步包括第一凸缘和第二凸缘，用于可操作地连接所述壳体和所述测深管。4.根据权利要求3所述的液位感测装置，其中，所述凸缘包括用于使所述电波和所述机械波在所述天线和所述测深管之间通过的开口。5.根据权利要求3所述的液位感测装置，其中，所述连接器组件进一步包括沿着所述水平轴接合所述第一凸缘和所述第二凸缘的边缘的柔性接头。6.根据权利要求5所述的液位感测装置，其中，所述第一凸缘能够围绕所述柔性接头在闭合位置和打开位置之间旋转，其中，在所述闭合位置，所述第一凸缘和所述第二凸缘在基本水平的平面中延伸，在所述打开位置，所述第一凸缘在相对于所述第二凸缘至少90度的平面中延伸。7.根据权利要求6所述的液位感测装置，其中，所述第一凸缘和所述第二凸缘中的至少一个进一步包括一个或更多密封构件，用于在闭合位置将所述壳体密封到所述测深管。8.根据权利要求5所述的液位感测装置，其中，所述第一凸缘可释放地附接到所述壳体。9.根据权利要求5所述的液位感测装置，其中，所述连接器组件进一步包括一个或更多锁定构件，用于防止在闭合位置所述第一凸缘和所述第二凸缘之间的相对运动。10.根据权利要求1所述的液位感测装置，其中，当所述壳体处于闭合位置时，所述壳体的对称轴与所述测深管的对称轴基本对齐。11.根据权利要求3所述的液位感测装置，进一步包括在所述第二凸缘上的第一对齐指示器和在所述壳体上的第二对齐指示器，所述壳体相对于所述测深管可旋转，以对齐所述第一对齐指示器和所述第二对齐指示器。12.根据权利要求12所述的液位感测装置，其中，当所述第一凸缘和所述第二凸缘处于解锁状态时，所述壳体相对于所述测深管适配器可旋转。13.一种使用延伸到箱内容物的测深管测量箱中的内容物的液位并确定箱中的内容物的纯度的方法，所述方法包括以下步骤：提供附接到所述测深管的开口端的液位感测装置，所述液位感测装置具有壳体、设置在所述壳体内并附接到所述壳体的发射器、设...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·D·里韦拉，G·J·加勒特，M·R·康利，N·T·威尔基，
申请(专利权)人：VEGA美洲公司，
类型：发明
国别省市：美国,US