CN100538576C - 气体覆盖层管理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

气体覆盖层管理系统(10)包含：用来感测贮罐介质参数的贮存介质传感器(32)，其相应地生成贮存介质信号；用来感测贮罐覆盖层气体参数的覆盖层气体传感器(34)，其相应地生成覆盖层气体信号；以及用来感测覆盖层气体流量的覆盖层气体流量传感器(44、46)，其相应地生成覆盖层气体流量信号。该贮罐系统还包含用来接收介质信号与覆盖层气体信号中至少一个、以及覆盖层气体流量信号、并且相应地生成覆盖层气体泄露指示信号的控制器单元(36)。

Description

气体覆盖层管理系统及其方法

技术领域

一般地，本发明涉及一种贮罐(storage tank)监控系统，更具体地讲，涉及一种气体覆盖层(gas blanket)监控系统与方法。

背景技术

贮罐，尤其是大型工业用贮罐，经常用来贮存流体。这些流体一般会产生对环境有害的排放物质，例如挥发性有机化合物、碳氢化合物、或者其它挥发性化学物质。由于其有害排放，所以经常要求将这些流体与大气隔离。一般通过在封闭罐的顶部放入惰性气体(例如氮气)来实现大气隔离，由此在所贮存的介质流体与大气之间产生气体屏障。这种气体覆盖层或者气体覆盖层系统可以用于几种原因与情况，包含但不限于消除或最小化由所贮存的介质产生的排放量，以及保护或隔离罐中贮存的介质不受大气影响以最小化或消除所贮存的介质的污染。

一般地，贮罐设计为不能承受过大的压力。由此，一般以低压保持罐顶部的覆盖气体。为了确保覆盖层气体处于低压或所希望的压力，当向罐中加入或者从罐中去除流体介质时，也必须加入或者去除覆盖层气体，以补偿流体介质所占据的体积减少或增加。为了在罐内获得适当的压力，可以与蒸气回收设备或者其它能够释放罐内气体压力的设备结合地利用覆盖层气体调节器。

除了压力调节器之外，还利用其它设备来获得各种有关贮罐内所贮存的介质与覆盖层气体的状态的值与数据。例如，在紧急情况下，例如当罐正在经受过大压力时，可以使用紧急排气阀门。在另一个例子中，如果罐正在经受过大的负压，这种情况下可能使罐内向爆裂，可以使用真空装置或者安全排气装置(relief vent)。罐还配备有水准监控设备，用来获得有关于贮存介质的量的数据。其它罐监控设备可能包含罐填充系统、罐抽取或流出系统，以及罐加热系统。

人们已经独立地使用上述不同技术与设备，从而提供特定数据或者达到该设备具体希望获得的单一目的。然而，这些分离的设备用途有限，并且不能够独立地管理贮罐系统。基于合成/总体数据收集进行调节的好处包括通过提供高效的产品覆盖层、防止产品污染、最小化产品蒸发、减少覆盖层气体损失、避免产品损毁或者变质、并且确保符合清洁气体规则来获得较低的气体覆盖层成本。因此，仍然需要一种将气体覆盖层控制与监控其它罐参数相结合的气体覆盖层管理系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种贮罐监控系统。在一个示范性实施例中，该系统包含控制器单元、覆盖层气体流量传感器、以及贮存介质传感器和覆盖层气体传感器之一。贮存介质传感器用来感测从其生成相应的贮存介质信号的贮存介质参数。覆盖层气体传感器用来感测从其生成相应的覆盖层气体信号的贮罐覆盖层气体参数。覆盖层气体流量传感器用来感测从其生成相应的覆盖层气体流量信号的覆盖层气体流量。控制器单元用来接收所述覆盖层气体流量信号以及所述贮存介质信号与覆盖层气体信号之一，并且相应地生成覆盖层气体泄露指示信号。

根据本发明的另一个方面，公开了一种监控贮罐的方法。在一个示范性实施例中，该方法包含感测覆盖层气体进入贮罐的流量，并且生成与其相应的覆盖层气体流量信号。在一个示范性实施例中，该方法包含感测贮罐介质参数与贮罐覆盖层气体参数中的至少一个，并且生成与其相应的贮存介质信号与覆盖层气体信号之一。在一个示范性实施例中，该方法包含接收所述覆盖层气体流量信号以及贮存介质信号与覆盖层气体信号中的至少一个作为输入，并且相应地生成覆盖层气体泄露指示信号。

附图说明

图1为根据本发明的示教构造的气体覆盖层管理系统的示意图；

图2为气体覆盖层管理系统中控制器单元的电子组件的方框图；

图3为气体覆盖层管理系统网络的方框图；

图4为气体覆盖层管理系统网络的示意图；

图5为整装阀门(package value)的示意图；以及

图6为可以在操作气体覆盖层管理系统的过程中执行的示范性例程的流程图。

虽然此处描述的方法与设备可进行各种修改与替换构造，但是在附图中显示了并且以下将详细描述其特定示范性实施例。然而应该理解本说明书无意限制本发明为所公开的特定形式，相反，本说明书的意图在于覆盖落入权利要求所限定的本发明的精神与范围内的所有修改、替换构造、以及等同物。

具体实施方式

此处所述的气体覆盖层管理系统20可以用于贮存会产生对环境有害的排放物质(例如挥发性有机化合物、碳氢化合物、或者其它挥发性化学物质)的流体介质的贮罐。由于其有害排放物质，可能要求将该流体介质与大气隔离。在一个示范性实施例中，通过在封闭罐的顶部放入惰性气体或覆盖层气体(例如氮气)来实现该大气隔离，由此在贮存介质流体与大气之间产生气体屏障。

现在参照附图，具体参照图1，标号20概括表示根据本发明的示教构造的气体覆盖层管理系统。如图所示，在一个示范性实施例中，气体覆盖层管理系统20包括：覆盖层气体22、贮存介质24、贮罐30、至少一个罐入口28、至少一个罐出口31、至少一个贮存介质传感器32、至少一个覆盖层气体传感器34、控制器单元36、以及至少一个控制输出设备37。

在一个示范性实施例中，贮罐30可以是用来贮存并容纳此处被定义为流体的各种流体介质或气态物质的各种形状与大小的贮罐。贮存介质传感器32可以是用来测量(gauge)贮罐30内贮存介质的几个参数之一的传感器。如图2所示，在一个示范性实施例中，贮存介质传感器32可以是贮存介质水准传感器38、贮存介质流入量传感器39、贮存介质流出量传感器40、贮存介质温度传感器41、或者罐30内贮存介质的任何其它希望参数。

本领域普通技术人员可以容易地理解贮存介质传感器32的类型以及贮存介质传感器32测量不同参数的方式可以很大地变化。在一个示范性实施例中，贮存介质传感器32可以是(例如)浮阀。该浮阀可能包含在贮存介质顶部漂浮的浮子(未显示)，由此指示罐水准，以及最终指示贮罐30中呈现的贮存介质的量。然而，在一个替换实施例中，贮存介质传感器32可以是靠近贮罐30底部放置的压力传感器，也是用来获得贮罐30中呈现的贮存介质的量。

类似地，覆盖层气体传感器34可以是用来测量贮罐30内覆盖层气体的几个参数之一的传感器。也如图2所示，在一个示范性实施例中，覆盖层气体传感器34可以是覆盖层气体压力传感器42、覆盖层气体流入量传感器44、覆盖层气体流出量传感器46、覆盖层气体温度传感器47、或者覆盖层气体的任何其它希望参数。同样地，本领域普通技术人员可以容易地理解覆盖层气体传感器34的类型以及覆盖层气体传感器34测量不同参数的方式可以很大地变化。覆盖层气体传感器34可以是靠近贮罐30顶部放置的压力传感器，由此获得贮罐30中覆盖层气体22的压力。然而，在另一示范性实施例中，覆盖层气体传感器34可以是一个或多个流量传感器，其中单个的流量传感器可以测量进入或排出贮罐30的覆盖层气体22的量，或者其中一对流量传感器可以测量进入与排出贮罐30的覆盖层气体22的量。

也可以各种方式实现借助贮存介质流入量与流出量传感器39、40以及覆盖层气体流入量与流出量传感器44、46的、对流量的感测。也如图2所示，可以通过使用诸如入口测压孔48的压力传感器44测量覆盖层气体22的入口压力、或者使用诸如出口测压孔50的压力传感器测量气体覆盖层的出口压力、并且测量覆盖层气体调节器64的节流孔(orifice)来确定流量。可以通过借助行程传感器52测量阀门塞等等的行程距离、并且提供用于数学地确定覆盖层气体流速的信息来获得节流孔的大小。

然而，贮存介质传感器32与覆盖层气体传感器34、或者一般的传感器的数目与类型不限于两个或者以上指出的传感器类型。这样，在一个示范性实施例中，覆盖层气体管理系统20可以具有一个或多个附加传感器，其能够测量流体介质24和/或覆盖层气体22的各种参数。例如，附加传感器可能包含但不限于温度和/或热追踪(heat tracing)传感器。如上所述，贮罐30可以具有用来感测贮存介质24的温度的一个或多个贮存介质温度传感器41。在一个示范性实施例中，贮罐30可以包含用来感测覆盖层气体温度的一个或多个覆盖层气体温度传感器47。

控制器单元36用来接收由各种传感器生成的信号，并且以各种形式发送设备信号。控制器单元36可以(例如)包含能够通过无线或有线技术接收和/或发送信号的收发器。更具体地讲，可以通过硬线路(例如RS485或电话技术)、或者通过无线技术(例如射频无线电或蜂窝式数字分组数据(CellularDigital Packet Data，CDPD))等等将由传感器生成的信号发送给控制器单元36。类似地，从控制器单元36发送信号的方法可以通过上述的或者本领域普通技术人员公知的其它方式中的任何一种方式实现。

更具体地讲，如图2与3的方框图所示，可以在控制器单元36中并入多个组件。参照图2，在一个示范性实施例中，控制器单元36可以包含程序存储器54、微控制器或微处理器(MP)56、随机访问存储器(RAM)58、以及输入/输出(I/O)电路60，所有这些通过地址/数据总线62互连。应该理解尽管只显示出了一个微处理器56，控制器单元36可以包含额外的微处理器。类似地，控制器单元36的存储器可以包含多个RAM 58与多个程序存储器54。虽然I/O电路60显示为单个块，但是应该理解I/O电路60可以包含多个不同类型的I/O电路。RAM 58与程序存储器54可以实现为(例如)半导体存储器、磁可读存储器、和/或光可读存储器、或者本领域普通技术人员公知的其它存储器。

图2显示可以将包含贮存介质传感器32与覆盖层气体传感器34的传感器耦合至I/0电路60。上述的每个组件可以通过单向或双向的、单线或多线数据链路如此耦合，其依赖于所使用的组件的设计。

可以通过直接线路或者导体将组件连接到I/O电路60。可以使用不同的连接方案。例如，可以通过公用总线或者多个组件共享的其它数据链路将图2所示的一个或多个组件连接到I/O电路60。另外，本领域普通技术人员应该理解某些组件可以直接连接到微处理器58，而不用通过I/O电路60。

如图1、2、4所示，控制器单元36的输出可以连接到一个或多个贮罐输入设备28、一个或多个贮罐输出设备31、以及用来接收和/或响应于由控制器单元36生成的设备信号的一个或多个控制器输出设备37。同样地，传送设备信号手段可以很大地变化，并且可能类似于或者等同于接收输入信号的手段。

更具体地讲，如图2所示，贮罐输入设备28可以包含：贮存介质流入阀门或调节器62，用来控制贮存介质24进入罐30的流量；覆盖层气体阀门或者调节器(PAD阀门)64，用来控制覆盖层气体22进入罐30的流量；以及真空安全阀门66，用来允许大气压力进入罐30内，以避免罐30内向爆裂或者联接(coupling)。

类似地，贮罐输出设备31可以包含：覆盖层气体流出阀门或者调节器(DEPAD阀门)68，用来控制覆盖层气体22排出罐30的流量；贮存介质流出阀门或者调节器70，用来控制贮存介质24排出罐30的流量；以及压力安全阀门66，用来向大气排放过高压力，以避免罐30损坏或者内向爆裂。

气体覆盖层管理系统20的运行气压可以是适合于其希望用途的任何压力。在一个示范性实施例中，进入气体覆盖层管理系统20的覆盖层气体管路压力可以处于20-200PSI的范围内，更具体地讲，可以是近似100PSI。类似地，罐30内的覆盖层气体压力可以是适合于其希望用途的任何压力。在一个示范性实施例中，罐30内的覆盖层气体压力可以处于1/4英寸H₂O(60℉)-20PSI的范围内，更具体地讲，可以是近似1-2PSI。在本说明书与所附权利要求书中，名词“PAD”指用覆盖层气体覆盖贮罐30内的区域以维持压力，而名词“DEPAD”指排放贮罐30内包含覆盖层气体的区域以限制气体覆盖层压力。

控制器输出设备37可以包含报警器，用来在收到或者未收到来自控制器单元36的指示信号时启动。这样，在一个示范性实施例中，如图2所示，控制器输出设备37可以包含：贮存介质报警器74、覆盖层气体报警器75、贮存介质传感器报警器76、或者覆盖层气体传感器报警器77。此类报警可以是可听的、可视的、或者在本质上可触的，或者可以将该报警器自动化从而按照需要停止操作或者进行其它纠正动作。

控制器单元36，以及一般的气体覆盖层管理系统20，也可以与外部设备通信。例如，气体覆盖层管理系统20以及控制器单元36可以用来与第三方通信，例如负责贮存介质24的公司或者实体、覆盖层气体22的供应商、和/或各种职权部门，例如消防部门、警察局和/或其它实体。利用第三方通信能力，控制器单元36可以将从上述传感器和/或控制设备获得的信息直接或间接地传送给负责人或者必要的人员。例如如果警报启动，则对贮存介质24负责的人员可以立刻得到通知，或者该人员可以随时了解贮存介质24的水准。类似地，当覆盖层气体供应量达到应该补充气体供应量的水平时，覆盖层气体供应商可以得到通知。也可能希望将传感器、控制设备、和/或报警器中的一个或多个通信链接到一个或多个实体，例如消防部门，从而在这个例子中，向该部门提供在贮罐30所涉及的紧急情况下的快速反应能力。

因此，可以从图3看出，气体覆盖层管理系统20可以包含第一网络110。第一网络110可以包含通过网络数据链路或者总线114有效地耦合至网络计算机112的至少一个控制器单元36。气体覆盖层管理系统20也可以包含第二网络116。第二网络116包含通过网络数据链路或者总线122有效地耦合至网络计算机120的至少一个控制器单元118。第一与第二网络110、116可以借助第一与第二网络链路126与128通过网络124有效地相互耦合，网络124可以包含(例如)互联网、广域网(WAN)、或者局域网(LAN)。

如图4所示，第一网络110的控制器单元36可以配备于位置A处的第一罐厂，第二网络116的控制器单元118可以配备于与第一罐厂分离的地理位置(例如位置B)处的第二罐厂。例如，这两个罐厂可以位于同一城市的不同区域，或者其可以位于不同的州、国家、或者其它地理位置。网络124可以包含多个网络计算机或者服务器计算机(未显示)，其中每一个可以有效地互连。

网络计算机112可以是服务器计算机。网络计算机112可用以采集并分析有关于操作控制器单元36的数据。例如，网络计算机112可以连续地接收来自每一个控制器单元36的、指示来自每个贮罐30的传感器和/或控制设备状态的数据。类似地，网络计算机120可以是服务器计算机，并且针对上述控制器单元118可用以执行与网络计算机112相同或者不同的功能。

上述网络110或者网络110、116、控制器单元36、贮存介质传感器32或覆盖层气体传感器34之间发生的通信不一定限于从贮存介质传感器32接收的传感器信号，或者限于发送至贮存介质输入/输出设备62、70的设备信号(贮存介质信号)，或者限于从覆盖层气体传感器34接收的传感器信号，或者限于发送至覆盖层气体输入/输出设备64、68的设备信号(覆盖层气体信号)。例如，该通信可以包含贮罐30、覆盖层气体22、和/或贮存介质24所特有的信息，通过用贮罐、覆盖层气体、和/或贮存介质信息编码或者唯一地标记各个信号，该信息可以与贮存介质信号或覆盖层气体信号相分离地传送，或者可以与贮存介质信号或覆盖层气体信号一道传送。

例如，贮存介质水准传感器38可以将传感器信号发送到控制器单元36和/或网络110，指示贮存介质24的量。另外，在一个示范性实施例中，该传感器信号可以包含标记，或者可以用有关于贮存介质水准传感器38所感测的贮罐30的信息编码。具体地讲，该信息可以包含但不限于用来标识贮罐30的唯一贮罐特有标记，或者用来标识贮存介质24的唯一贮存介质特有标记。

类似地，作为进一步的说明，可以将覆盖层气体信号传送给控制器单元36和/或网络110，指示覆盖层气体22正在泄露。另外，在一个示范性实施例中，该传感器信号可以包含标记，或者可以用有关于从其发起覆盖层气体信号的贮罐30的信息编码。该信息可以包含但不限于用来标识贮罐30的唯一贮罐特有标记，或者用来标识覆盖层气体22的唯一覆盖层气体特有标记。

针对气体覆盖层调节的操作、或者一般地，图2的“PAD”阀门64为能够通过按照需要添加覆盖层气体22来维持贮罐30内覆盖层气体22的恒定压力的设备。更具体地讲，PAD阀门64通过使用覆盖层气体22维持在罐或容器中贮存的任何流体之上的保护性气态环境。来自PAD阀门64的低压气体覆盖层填充在贮罐30中贮存的流体之上的空隙空间。气体覆盖层22有助于防止外部空气、湿气、以及其它污染物进入贮罐30。另外，该系统的气体覆盖层提供了贮罐30内流体之上的头部压力(head pressure)，以减少蒸气损失，这有助于保护贮罐30不受腐蚀。当贮罐30内的覆盖层气体压力减少时，PAD阀门64将打开，这将允许覆盖层气体22进入贮罐30。类似地，在从贮罐30去除流体时，PAD阀门64维持恒定罐压力，由此防止贮罐30塌陷。

在另一方面，DEPAD阀门68能够通过从贮罐30去除蒸气或者覆盖层气体22来维持贮罐30内覆盖层气体22的恒定压力。一旦从贮罐30去除后，覆盖层气体22可能被释放到大气中。也可以循环利用并且处理或过滤覆盖层气体22以再次用做覆盖层气体22。

在至少一个示范性实施例中，也可以将PAD阀门64与DEPAD阀门68结合以建成PAD/DEPAD阀门。顾名思义，PAD/DEPAD阀门执行这两个分离的阀门的组合功能。

PAD阀门64、DEPAD阀门68、以及PAD/DEPAD阀门也可以与参数感测设备32、34结合或者融合，如图5所示，以建成整装阀门126。借助于控制器单元36，整装阀门126能够感测并且调节贮存介质24与覆盖层气体22的不同的参数。在一个示范性实施例中，整装阀门126可以是与贮存介质水准感测器38(例如浮子设备)结合或者融合的PAD阀门64与DEPAD阀门68。整装阀门126能够感测覆盖层气体的流量。另外，如上所述，整装阀门126与贮存介质水准感测器38能够根据贮存介质24的水准感测并且调节覆盖层气体22的流量。

在贮罐30内需要压力纠正的情况下，使用压力安全阀门或排气装置72以及真空安全阀门或排气装置66两者。在大部分情况下，压力安全排气装置72以及真空安全阀门66分别用来防止贮罐30外向爆炸或者内向爆炸。例如，如果正在用贮存介质24填充贮罐30而由于某种原因没有去除覆盖层气体22以补偿贮存介质24体积的添加，则贮罐30内的压力将增加，由此威胁贮罐30的完整性。如果不降低的话，则压力将增加到临界点，并且导致贮罐30向外爆炸或者泄露。为了防止压力增加到该临界点，压力安全排气装置72将允许覆盖层气体22在覆盖层气体压力增加时逸出(escape)。

在另一例子中，如果正在从贮罐30去除贮存介质24而由于某种原因没有添加覆盖层气体22以补偿贮存介质24体积的去除，则贮罐30内的负压力将增加，由此威胁贮罐30的完整性。如果不纠正的话，则负压力将增加到临界点，并且导致贮罐30向内爆炸或者引起泄露。为了防止负压力增加到该临界点，真空安全阀门66将吸入必要的覆盖层气体22或空气以减少负压力。

在运行时，可以配置气体覆盖层管理系统20来完成多个任务，包含气体覆盖层管理系统20获得贮存介质24、覆盖层气体22、贮罐30的不同参数值的功能，以及启动罐控制设备与报警器的功能。例如，气体覆盖层管理系统20可以获得贮存介质24或覆盖层气体22的温度、贮存介质24或覆盖层气体22的压力、和/或贮存介质24或覆盖层气体22的流速。在至少一个示范性实施例中，与获得不同介质的不同参数值的功能一起，气体覆盖层管理系统20可以结合一个或多个介质的两个或更多个参数，以完成(如上所述)各种其它功能。

通过结合一个或多个介质的两个或更多个参数，气体覆盖层管理系统20能够控制或监控贮罐30的完整性，或者能够控制或监控罐填充系统、罐抽取或流出系统、罐水准监控系统、和/或罐加热系统。

在一个例子中，气体覆盖层管理系统20可以与PAD阀门64、DEPAD阀门68、贮存介质流入阀门62、以及贮存介质流出阀门结合地利用控制器单元36、气体覆盖层传感器34、以及贮罐传感器32，以监控贮罐30的完整性。更具体地讲，当贮罐系统处于在其间没有在贮罐30中添加或抽取贮存介质24或覆盖层气体22的稳定状态时，贮存介质24或覆盖层气体22的量、以及由此的其各自的相关压力，应该保持恒定。

应该注意：即使贮罐30处于理论上的稳定状态，没有添加或减少任何覆盖层气体22或贮存介质24，在大多数情况下由于覆盖层气体22的耗散，贮罐30内覆盖层气体22的压力也会逐步减少。随着稳定状态过程中覆盖层气体22逐步减少的压力以及耗散，将有覆盖层气体22流入贮罐30以补充耗散的气体并且恢复覆盖层气体压力。因此，人们假定，并且在本领域中公知，即使贮罐30可能处于稳定状态，没有向贮罐30实质添加覆盖层气体22，也会有覆盖层气体22微小、持续地流入贮罐30，以补充耗散的气体并且恢复覆盖层气体压力。

还应该注意，即使可能有覆盖层气体22微小、持续地流入贮罐30，也可能调校覆盖层气体流入量传感器44如没有覆盖层气体22流动那样地读数。可能由于几种原因而如此调校覆盖层气体流入量传感器44，包括确保贮罐30内的正压力，以及防止覆盖层气体流入量传感器44和/或气体流入阀门或调节器64的错误读数。

如果贮罐30有泄露、或者贮存介质流入阀门62或气体覆盖层流入设备64有故障，则气体覆盖层管理系统20可以用来感测贮罐泄露或控制设备故障，并且能够相应地启动报警器。贮罐泄露可能由穿孔或者出故障的贮罐控制设备引起，允许覆盖层气体或贮存介质从贮罐30逸出，或者贮罐泄露可能由出故障的PAD阀门64、PAD/DEPAD阀门、或贮存介质流入阀门62引起，由此允许覆盖层气体22或贮存介质24无意地添加到贮罐30中。

在图6提供的示范性例程140中用图形显示了这样的操作。例程140可以开始于块142，其中控制器单元36启动可用传感器的诊断检查，例如一个或多个贮存介质传感器32和/或一个或多个气体覆盖层传感器34。本领域普通技术人员可以容易地理解：进行诊断检查的手段可以各种方式实现，包含传感器32、34与控制器单元36之间的单向或双向通信，或者实现该诊断的任何其它适当手段。如果在判断方块144，诊断检查142确定一个或多个传感器32、34功能不正常，则控制器单元36可以在块146根据哪些传感器不能正常工作来启动贮存介质传感器报警器76或气体覆盖层传感器报警器77。如果在判断方块144，诊断检查142确定传感器32、34功能正常，则在块148，贮存介质传感器32和气体覆盖层传感器34都将感测其各自介质的参数。由传感器32、34感测的参数包括但不限于覆盖层气体的流入量、流出量、温度、体积和压力，以及贮存介质的流入量、流出量、温度、体积和压力。然而，为了清楚起见，以后将使用气体覆盖层流入量传感器44与贮存介质水准传感器38描述例程140。

在块148气体覆盖层流入量传感器44感测气体覆盖层流入状态之后，在块150，气体覆盖层流入量传感器44可以向控制器单元36发送表示气体覆盖层流入状态的信号。类似地，在块148贮存介质水准传感器38感测贮存介质水准状态之后，贮存介质水准传感器38向控制器单元36发送表示贮存介质水准状态的信号。例如，贮罐30可能具有3,140,000立方英尺的容量，其中贮存介质水准传感器38指示贮罐30填充到一半容量或1,570,000立方英尺，以及贮存介质的高度及由此的体积未改变。

类似地，当贮罐系统处于稳定状态时，气体覆盖层流入量传感器44可以检测到零气体覆盖层流入速度。然后，贮存介质水准传感器38与气体覆盖层流入量传感器44可以向控制器单元36发送表示相应的水准与流速的信号。应该注意：控制器单元36、传感器38、44、以及贮罐输入与输出设备28、31之间的通信手段可能很大地变化，并且可能包含几种技术。更具体地讲，如上所述，控制器单元36可以包含能够通过无线或有线技术接收和/或发送信号的收发器。可以通过硬线路(例如RS485或电话技术)、或者通过无线技术(例如射频无线电或蜂窝式数字分组数据(CDPD))等等将由传感器生成的信号发送给控制器单元36。类似地，从控制器单元36发送信号的方法可以通过上述的或者本领域普通技术人员公知的其它方式中的任何一种方式实现。

在图6的块152，控制器单元36评估从贮存介质水准传感器38与气体覆盖层流入量传感器44接收的信号。可以比较这些信号以验证贮存介质24的状态与覆盖层气体22的状态相互对应。例如，如上所述，如果来自贮存介质水准传感器38的信号指示介质水准无变化，覆盖层气体流入速度应该相应地为零。因此，当信号指示贮罐30内相同状态或变化时，这两个或更多个传感器的信号相互对应。如果在判断方块154，信号指示相应的状态，则可以将控制转移给块142，其中重复整个过程。

如果在判断方块154信号没有指示相应的状态，则可以将控制转移给判断方块156，其中进一步评估信号，以确定信号为什么不对应。如果在判断方块156覆盖层气体流入量传感器44指示有覆盖层气体流入贮罐30，并且贮存介质水准传感器38指示贮存介质水准没有变化，则可以将控制转移给块158。在块158，控制器单元36启动覆盖层气体报警器75。例如，如果来自贮存介质水准传感器38的信号指示贮存介质水准没有变化、并且覆盖层气体流入量传感器44指示100立方英尺/分钟的流速，则可能有允许覆盖层气体22逸出的穿孔或者开放的出口或者阀门。如果在判断方块156，覆盖层气体流入量传感器44的信号指示没有覆盖层气体流入，则可以将控制转移给判断方块160。

如果在判断方块160，贮存介质水准传感器38指示贮罐30内贮存介质水准有变化、并且覆盖层气体流入量传感器44指示没有气体覆盖层流速，则可以将控制转移给块162，其中控制器单元36启动贮存介质报警器74。例如，如果来自贮存介质水准传感器38的信号指示贮存介质水准下降3英尺、并且覆盖层气体流入量传感器44指示零流速，则可能有穿孔或者开放的阀门允许贮存介质24逸出。然而，如果在判断方块160，贮存介质水准传感器38也指示贮罐30内贮存介质24水准没有变化，则控制器单元36感测到传感器38、44之一出了故障，并且在块146启动传感器报警器76、77之一。

图6的例程只是可以使用气体覆盖层管理系统20的许多例子与应用之一。多个与多种类型的传感器与控制设备的及其组合可以用来实现多种调节、控制、以及信息采集功能。另外，为与控制器单元、传感器、以及控制设备通信以及控制它们而设立的结构与通信可能是本地或者全局的。作为说明，图3的控制器单元36可以与本地通信模块170通信。通信模块170可能附接于贮罐30或者靠近贮罐30放置。通信模块170还可能是控制器单元36的集成部分，或者是完全独立的单元。用户能够利用通信模块170直接调节气体覆盖层管理系统20，或者可以利用通信模块170检索或下载传感器和/或控制设备数据。

气体覆盖层管理系统20也可以通信耦合至第三方系统、计算机或者其它通信设备。名词“通信耦合”此处应该理解为指气体覆盖层管理系统20和/或控制器单元36被耦合或链接并且能够传送和/或接收信息、数据和/或信号的任何实例。例如，气体覆盖层管理系统20也可以通信耦合至位于负责维护贮罐和/或供应覆盖层气体的气体制造或者气体分发设施的监视器。信息的传送和/或接收可以各种方式实现，例如直接地或者间接地，硬线路或者无线、即时通信或者延迟通信，和/或单向的或双向的。

给出上述详细描述只为清楚理解，而不应根据其理解有不必要的限制，因为本领域普通技术人员可以看出能够有修改。

Claims (39)

1.一种贮罐监控系统，包括：

覆盖层气体流量控制设备，用来控制覆盖层气体的流量，其中该覆盖层气体流量控制设备包含用来感测覆盖层气体流量、并且相应地生成覆盖层气体流量信号的覆盖层气体流量传感器；

贮存介质传感器以及覆盖层气体传感器中的至少一个，用来感测贮存介质以及覆盖层气体参数中的至少一个，并且相应地生成贮存介质传感器信号与覆盖层气体传感器信号中的至少一个；以及

控制器单元，用来接收所述覆盖层气体流量信号，以及接收该贮存介质传感器信号与该覆盖层气体传感器信号中的至少一个，并且相应地生成控制设备信号。

2.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述控制设备信号包含第一与第二状态中的至少一个，其中第一状态指示覆盖层气体泄露，而第二状态指示没有覆盖层气体泄露。

3.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述贮存介质传感器用来感测贮罐中贮存介质的罐内水准。

4.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述贮存介质传感器包括压力传感器。

5.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述贮存介质传感器包括浮阀。

6.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述贮存介质传感器包括用来感测介质进入贮罐的流入量的流入量传感器，以及用来感测介质从贮罐流出的流出量的流出量传感器。

7.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述覆盖层气体传感器包括入口测压孔、出口测压孔以及行程传感器。

8.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，还包括响应于所述控制设备信号的报警器单元。

9.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述覆盖层气体传感器用来感测覆盖层气体进入覆盖层气体回收系统的流出量。

10.根据权利要求9所述的贮罐监控系统，其中所述控制器单元用来进一步接收所述覆盖层气体进入覆盖层气体回收系统的流出量，并且相应地生成泄露指示信号。

11.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，还包含用来感测罐温度、并且生成罐温度传感器信号的罐温度传感器。

12.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述贮存介质传感器信号用唯一的贮罐特有标记来标记。

13.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述覆盖层气体传感器信号用唯一的贮罐特有标记来标记。

14.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述覆盖层气体流量信号用唯一的贮罐特有标记来标记。

15.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述控制器单元安装在远离贮罐的位置上，并且通过硬线路和无线电设备之一通信耦合至覆盖层气体流量传感器以及耦合至贮存介质传感器和覆盖层气体传感器之一。

16.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述控制器单元通过硬线路和无线电设备之一通信耦合至中央监控单元。

17.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，其中所述控制器单元通信耦合至全球计算机网络。

18.根据权利要求17所述的贮罐监控系统，其中所述全球计算机网络包括互联网。

19.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，还包含用来感测热跟踪性能的传感器。

20.根据权利要求1所述的贮罐监控系统，还包含用来允许本地检索传感器数据的本地通信模块。

21.一种贮罐监控系统，包括：

覆盖层气体流量控制设备，用来控制覆盖层气体的流量，其中该覆盖层气体流量控制设备包含用来感测覆盖层气体流量、并且相应地生成覆盖层气体流量信号的覆盖层气体流量传感器；

贮存介质传感器，用来感测贮罐内贮存介质的水准，并且相应地生成贮存介质传感器信号；以及

控制器单元，用来接收所述贮存介质传感器信号与覆盖层气体流量信号，并且相应地生成控制设备信号。

23.一种监控贮罐的方法，该方法包括：

提供用来控制覆盖层气体的流量的覆盖层气体流量控制设备，其中该覆盖层气体流量控制设备包含覆盖层气体流量传感器；

感测覆盖层气体进入贮罐的流量；

相应地生成覆盖层气体流量传感器信号；

感测贮存介质参数以及覆盖层气体参数之一；

相应地生成贮存介质传感器信号与覆盖层气体传感器信号之一；

接收所述覆盖层气体流量传感器信号，以及接收该贮存介质传感器信号与该覆盖层气体传感器信号之一作为输入；以及

相应地生成控制设备信号。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述控制设备信号包含第一与第二状态之一，其中第一状态指示覆盖层气体泄露，而第二状态指示没有覆盖层气体泄露。

25.根据权利要求23所述的方法，其中所述感测贮罐介质参数进一步包含感测贮罐中贮存介质的水准。

26.根据权利要求23所述的方法，其中所述感测贮罐介质参数进一步包含感测介质进入贮罐的流入量以及感测介质排出贮罐的流出量。

27.根据权利要求24所述的方法，进一步包含：当所述控制设备信号处于第一状态时，生成警报。

28.根据权利要求24所述的方法，其中所述覆盖层气体流量传感器信号为第一覆盖层气体传感器信号，并且其中所述覆盖层气体参数为覆盖层气体进入覆盖层气体回收系统的流出量。

29.根据权利要求28所述的方法，进一步包含：接收第二覆盖层气体传感器信号，并且相应地生成设备信号。

30.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：感测罐温度，并且生成罐温度传感器信号。

31.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：用唯一的贮罐特有标记来标记贮存介质传感器信号。

32.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：用唯一的贮罐特有标记来标记覆盖层气体传感器信号。

33.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：用唯一的贮罐特有标记来标记控制设备信号。

34.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：通过硬线路和无线电设备之一，将控制器单元通信耦合至覆盖层气体流量传感器以及耦合至贮存介质传感器和覆盖层气体传感器之一。

35.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：将控制器单元通信耦合至全球计算机网络。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述全球计算机网络包含互联网。

37.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：感测热跟踪性能。

38.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：将传感器数据传送到本地通信模块。

39.根据权利要求23所述的方法，进一步包含：提供用来接收所述覆盖层气体流量传感器信号以及接收贮存介质传感器信号与覆盖层气体传感器信号之一、并且生成所述控制设备信号的控制器单元。

40.一种用于多个贮罐的覆盖层气体监控系统，该覆盖层气体监控系统包括：

多个覆盖层气体流量控制设备，用来控制覆盖层气体的流量，其中所述覆盖层气体流量控制设备包含用来感测覆盖层气体流量、并且相应地生成覆盖层气体流量信号的覆盖层气体流量传感器；

多个贮存介质传感器或多个覆盖层气体传感器，其中所述多个贮存介质传感器或多个覆盖层气体传感器中的每一个都用来感测相应贮罐的贮存介质参数或覆盖层气体参数以相应地生成贮存介质传感器信号或覆盖层气体传感器信号；以及

控制器单元，用来对于多个贮罐中的每一个接收所述覆盖层气体流量信号以及接收所述贮存介质传感器信号或覆盖层气体传感器信号，并且相应地对于多个贮罐中的每一个生成贮罐设备信号。

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