DE3888629T2

DE3888629T2 - Tankvorrats- und Leckdetektionssystem.

Info

Publication number: DE3888629T2
Application number: DE3888629T
Authority: DE
Inventors: Raymond J Andrejasich; Sara M Mussmann; Laurence S Slocum
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1988-10-25
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2008-10-26
Also published as: EP0315356B1; US4835522A; EP0315356A3; EP0315356A2; CA1324425C; DE3888629D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstatusdetektor, wie z. B. von dem Typ, der Kohlenwasserstofflüssigkeit erfaßt, die aus einem unterirdischen Lagertank leckt, und bezieht sich insbesondere auf einen Detektor, der sowohl interne Tankbestandssensoren als auch externe Lecksensoren in einem einzelnen System vereinigt.
Die US-Patente Nr. 4 221 125; 4 586 033; 4 646 069; 4 660 026 und 4 116 045 beschreiben Beispiele von Systemen zum Erfassen des Vorhandenseins von leckender Flüssigkeit. Üblicherweise umfassen solche Systeme Leckagemeßfühler, die in der Nähe von Kohlenwasserstofflagertanks vergraben sind, zwischen den Wänden von doppelwandigen Kohlenwasserstofflagertanks plaziert sind oder anderweitig außerhalb von. Lagertanks plaziert sind, um Flüssigkeit zu erfassen, die aus den Tanks leckt. Die Meßfühler sind im allgemeinen über Drähte mit einer zentralen Steuereinheit verbunden, die z. B. in dem Büro einer Tankstelle angeordnet sein kann und den Meßfühlerstatus überwacht. Darüber hinaus ist seit vielen Jahren eine große Vielfalt von Systemen zum dessen des Flüssigkeitspegels in Tanks zum Zwecke des Messens der Flüssigkeitsmenge in dem Tank und/oder zum Erfassen der Leckage von Flüssigkeit aus dem Tank bekannt. Solche Systeme sind z. B. in- den US-PS Nr. 2 775 748; 3 017 771; 4 571 987; 4 604 893; 4 637 254; 4 646 560; 4 646 569 und 4 672 842 beschrieben. Die obigen Druckschriften beschreiben nur eine kleine Anzahl von verfügbaren Flüssigkeitspegelmeßvorrichtungen. Trotz der umfangreichen Forschung und Entwicklung, die für die Flüssigkeitspegelmessung aufgewandt worden sind, bleibt die bevorzugte Methode des Ermittelns des Bestands in unterirdischen Lagertanks der Pegelstab. Die vorliegende Erfindung umfaßt zum ersten Mal kombinierte externe Leckerfassungssensoren mit internen Pegelmeßsensoren in einem einzigartigen System, das zu wichtigen Vorteilen führt, insbesondere bei unterirdischen Benzinlagertanks, wobei das System eine praktische elektronische Bestandskontrolle durchführt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitsstatusdetektor zu schaffen, der sowohl externe Leckerfassungssensoren als auch interne Flüssigkeitspegelmeßsensoren hat.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Flüssigkeitsstatusdetektor zu schaffen, bei dem die Fähigkeit, kleine Mengen an Flüssigkeit außerhalb eines Flüssigkeitslagertanks zu erfassen, die Fähigkeit des Systems, die Menge an Flüssigkeit in dem System genau zu bestimmen, steigert.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Flüssigkeitsstatusdetektor zu schaffen, bei dem Sensoren innerhalb eines Flüssigkeitslagersystems die Fähigkeit von Sensoren außerhalb des Lagersystems steigern, Lecks in dem Lagersystem zu erfassen und zu lokalisieren.
Diese Ziele werden bei einer Tankbestands- und Leckerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 erreicht.
Die externe Erfassungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer kleinen Menge an Kohlenwasserstofflüssigkeit. Die externe Erfassungseinrichtung umfaßt weiter vorzugsweise eine Sammeleinrichtung zum Sammeln von Flüssigkeit, eine Schwimmereinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie in die Sammeleinrichtung paßt und den überwiegenden Teil ihres Raums an der Flüssigkeit-Schwimmer-Grenzfläche einnimmt, und eine an dem Schwimmer befestigte Abfühleinrichtung zum Liefern des externen Flüssigkeitssignals. Alternativ umfaßt die externe Erfassungseinrichtung einen Dampfsensor und eine Einrichtung zum Anbringen des Dampfsensors zwischen den Wänden von und nahe dem Boden eines doppelwandigen Tanks. Die interne Erfassungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Meßeinrichtung zum Messen der Menge an Flüssigkeit in dem Lagersystem. Die Meßeinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Flüssigkeitspegeleinrichtung zum Messen des Flüssigkeitspegels in dem Lagersystem und wenigstens eine Temperatursensoreinrichtung zum Abfühlen der Temperatur der Flüssigkeit in dem Lagersystem. Eine Speichereinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Einrichtung zum Speichern von Entscheidungskriterien zum Bestimmen der Lage eines Lecks in dem Flüssigkeitslagersystem, und die Anzeigeeinrichtung weist eine Einrichtung auf zum Anzeigen der Lage eines Lecks in dem Flüssigkeitslagersystem.
Bislang sind interne Tankpegelmeßsysteme nicht zuverlässig gewesen. Relativ große Pegeländerungen, die beträchtlichen Volumenänderungen entsprechen, können z. B. durch relativ übliche Änderungen in der Flüssigkeitstemperatur verursacht werden. Als ein weiteres Beispiel sei erwähnt, daß stehende Wellen zwischen Schichten von Flüssigkeit mit unterschiedlichen Temperaturen für relativ lange Zeitspannen vorhanden sein und die Abfühlsysteme unterbrechen können. Weiter kann die üblichste Form von Leckage, d. h. die Leckage aus Kupplungen und angeschlossenen Rohrleitungen während Volumentransfers auftreten, die sie überdecken können. Es ist jedoch herausgefunden worden, daß richtig plazierte externe Leckdetektoren winzige Mengen an leckender Flüssigkeit erfassen können. Zum Beispiel ist festgestellt worden, daß herausgeleckte Flüssigkeiten dazu neigen, sich in Sümpfen zu sammeln, und kleine Mengen, z. B. ein Becher voll, können schnell erfaßt werden. Bei der vorliegenden Erfindung werden empfindliche externe Leckagesensoren benutzt, um das interne Meßsystem zu überprüfen, wodurch viele Fehlalarme eliminiert werden, die frühere Systeme beeinträchtigt haben.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in welchen
Fig. 1A eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Tankbestands- und Leckdetektorsystems nach der Erfindung in einer typischen Betriebsumgebung ist;
Fig. 1B ein Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild ist, das Einzelheiten der Verbindung der Steuereinheit und der Meßfühler zeigt, die in den Ausführungsformen nach den Fig. 1A und 1B gezeigt sind;
Fig. 3 ein bevorzugtes Format für eine Digitalbefehlsabgabe durch die Steuereinheit zeigt;
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Meßfühlerkommunikationsnetzwerks der Ausführungsform nach Fig. 2 ist;
Fig. 5 ein ausführliches elektrisches Schaltbild des Kommunikationsmoduls nach den Fig. 1, 2 und 4 ist;
Fig. 6 ein Blockschaltbild der Steuereinheit nach den Fig. 1A und 1B ist;
Fig. 7 ein ausführliches Schaltbild der gezeigten Steuereinheitbefehlssignalschnittstelle ist;
Fig. 8 ein ausführliches Schaltbild der Steuereinheitstatussignalschnittstelle ist;
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Flüssigkeitspegelsensormoduls nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Lecksensormoduls nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 11 ein ausführliches elektrisches Schaltbild einer exemplarischen bevorzugten Sensormodulleiterplatte ist;
Fig. 12 die Sensorelemente zeigt, die mit der Leiterplatte nach Fig. 11 verbunden sind, um den Sensormodul nach Fig. 9 zu bilden;
Fig. 13 die Sensorelemente zeigt, die mit der Leiterplatte nach Fig. 11 verbunden sind, um den Sensormodul nach Fig. 10 zu bilden;
Fig. 14 einen exemplarischen Schacht und Schwimmer zum Erfassen von winzigen Mengen an leckender Flüssigkeit zeigt;
Fig. 15 einen exemplarischen Dampferfassungssensor und die Einrichtung zum Anbringen desselben zwischen den Wänden eines doppelwandigen Tanks zeigt;
Fig. 16 eine exemplarische Plazierung des Sensors nach Fig. 15 zwischen den Wänden eines doppelwandigen Tanks zeigt;
Fig. 17 ein Flußdiagramm ist, das das bevorzugte Hauptmikroprozessorprogramm nach der Erfindung zeigt;
Fig. 18 ein Blockschaltbild der bevorzugten Fülldurchflußeinheit ist;
Fig. 19 ein Flußdiagramm ist, welches das bevorzugte Überwachungsbetriebsartunterprogramm zeigt;
Fig. 20 ein Flußdiagramm ist, das das bevorzugte Leitungsdruckmeßfühlerprüfunterprogramm zeigt;
Fig. 21 ein Flußdiagramm ist, das das bevorzugte externe Meßfühlerprüfunterprogramm zeigt;
Fig. 22 ein Flußdiagramm ist, das das bevorzugte Ringraummeßfühlerprüfunterprogramm zeigt;
Fig. 23 ein Flußdiagramm ist, das den bevorzugten Tankbestandteil des Hauptprogramms zeigt; und
Fig. 24 ein Flußdiagramm ist, das das bevorzugte Alarmprogramm zeigt.
Fig. 1A zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wie sie in einer Tankstelle installiert sein kann. Fig. 1B ist ein Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Eine Steuereinheit 40, die vorzugsweise eine Recheneinheit 43, einen Drucker 41, eine Anzeige 42, eine Einrichtung 45 zum Erzeugen eines hörbaren Alarms, Relais 44 und Tastaturen 92 umfaßt, ist in einem Büro in einer Tankstelle 33 angeordnet. Die Steuereinheit 40 empfängt Bestandseingangsdaten über eine Übertragungsleitung 32, Bestandsausgangsdaten über eine Übertragungsleitung 31 und Flüssigkeitsstatusinformation über eine Übertragungsleitung 30. Eine Durchflußeinheit 22 enthält einen Durchflußmesser 22A, der in einer Tankfüllöffnung 28 angeordnet ist, und ein Überlaufmeßgerät 22C, die der Steuereinheit 40 Bestandseingangsdaten über die Leitung 32 liefern. Durchflußmesser wie 21A in Pumpen 21 geben Bestandsausgangsdaten an die Steuereinheit 40 über die Leitung 31 ab. Meßfühler wie 23 bis 27 erfassen den Status ihrer Umgebung und geben Signale über die Übertragungsleitung 30 an die Steuereinheit 40 ab. Einige Meßfühler wie die Meßfühler 24 und 27 erstrecken sich abwärts in Schächte wie 36 bzw. 37 außerhalb von Benzintanks 39A, 39B und 39C. Andere Meßfühler wie ein Meßfühler 26 sind zwischen den Wänden 38A und 38B eines doppelwandigen Tanks wie des Tanks 39C plaziert. Andere Meßfühler wie der Meßfühler 25 erstrecken sich innerhalb der Tanks, um den Flüssigkeitspegel in den Tanks zu messen. Weitere Meßfühler wie der Meßfühler 23 messen den Druck in Flüssigkeitsförderleitungen wie z. B. 34. Bei der Erfindung können auch andere Typen von Meßfühlern benutzt werden. Der Einfachheit halber sind nur Beispiele von Meßfühlern in Fig. 1B gezeigt.
Jeder Meßfühler umfaßt einen Meßfühlerkommunikationsmodul wie 24B und 25B, von denen ein typischer in den Fig. 2 und 4 bei 29B gezeigt ist. Jeder Meßfühler umfaßt außerdem einen Sensormodul wie 24C und 25C, von denen ein typischer in den Fig. 2 und 4 bei 29C gezeigt ist. Jeder Kommunikationsmodul ist, wie es im folgenden noch im einzelnen zu sehen sein wird, im wesentlichen identisch, wogegen der Sensormodul in Abhängigkeit von dem besonderen physikalischen Zustand, der erfaßt werden soll, weit variieren kann.
In der bevorzugten Ausführungsform werden der Steuereinheit 40 Bestandsdaten durch Durchflußmesser in den Pumpen 21 und in Förderöffnungen wie 28 immer dann geliefert, wenn Flüssigkeit in die Tanks 39A, 39B und 39C eingeleitet oder aus denselben entnommen wird. Meßfühlerdaten werden durch die Steuereinheit 40 über ein Befehlssignal in häufigen Intervallen verlangt. Das Befehlssignal umfaßt vorzugsweise ein Meßfühleridentifiziersignal und ein Datensignal, das so formatiert ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Das Befehlssignal wird von der Steuereinheit 40 aus über die Übertragungsleitung 30 zu den Meßfühlerkommunikationsmoduln wie 29B geleitet. Das Signal wird in dem Kommunikationsmodul (vgl. Fig. 4) decodiert, und das Datensignal wird zu dem Sensormodul wie z. B. 29C geleitet. Typische Sensormoduln sind in den Fig. 9 und 10 gezeigt. In diesen Moduln wird das Datensignal über Dateneingangsleitungen wie 48 und 148 zu einem Multiplexer 134 geleitet. Sensoren wie 130, 131, 132, 140 und 141 in den Sensormoduln geben Statussignale an den Multiplexer 134 über Kanäle 136 und 146 ab. Die Information in dem Datensignal sagt dem Multiplexer, welcher Datenkanal auszuwählen ist, und der Multiplexer legt das Signal über den ausgewählten Kanal an einen Spannungs-Frequenz-Wandler wie 135 und 147 an, der ein oszillierendes Signal abgibt, welches an den Meßfühlerausgang -SO (Fig. 2, 4 und 5) über den Schalter 63 des Kommunikationsmoduls 29B angelegt wird, wenn das Identifiziersignal, das mit einer lokalen Meßfühleradresse übereinstimmt, an einen Decodierer 60 angelegt wird.
Bei dem Empfang des oszillierenden Signals aus den Meßfühlern zählt die Steuereinheitstatussignalschnittstelle 96 (Fig. 6) die Anzahl von Oszillationen, die über einer vorbestimmten Zeitspanne auftreten, und gibt den Zählwert an einen Prozessor 90 ab, der in einem Speicher 91 gespeicherte Entscheidungskriterien benutzt, um eine Anzeige des Systemstatus zu liefern, die die Form von Nachrichten auf dem Drucker 41 oder der Flüssigkristallanzeige 42, einen hörbaren Alarm durch die Alarmeinrichtung 45, einen externen Alarm über Relais 44, weiche eine aufgezeichnete Nachricht in einem Telefon 46 oder einem Lautsprecher 47 aktivieren können, oder einen Bericht an einem externen Datenterminal 49 haben kann. Die Statussignale könnten in Kombination mit den Entscheidungskriterien den Prozessor veranlassen, eine Pumpe 48 einzuschalten, um leckende Verunreinigungen zu beseitigen. Die Tastaturen 50 und 51 an der Steuereinheit 40 können benutzt werden, um Daten und Befehle einzugeben und anderweitig mit dem System zu kommunizieren.
Es wird nun zu einer mehr ins einzelne gehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zurückgekehrt. Fig. 2 zeigt die Verbindung zwischen den Meßfühlern und der Steuereinheit. Die Steuereinheit 40 ist mit den Meßfühlern über eine Übertragungsleitung 30 verbunden, welche in der bevorzugten Ausführungsform ein sechsadriges Kabel ist. Jeder Meßfühler, wie z. B. 29, umfaßt vorzugsweise einen Verbindungskasten, wie z. B. 29A, einen Kommunikationsmodul, wie z. B. 29B, und einen Sensormodul, wie z. B. 29C. Der Verbindungskasten (29A) und der Kommunikationsmodul (29B) sind für jeden Meßfühler vorzugsweise identisch. Der Sensormodul kann ein Flüssigkeitssensor in einem Schacht, wie z. B. 35 (Fig. 1A), sein, ein Flüssigkeitspegelsensor, wie z. B. 25C, ein zwischen den Wänden angeordneter Dampfsensor, wie z. B. 26B, ein Leitungsdrucksensor, wie z. B. 23C, oder irgendeiner von einer Anzahl von verschiedenen Flüssigkeitsstatussensoren. Beispiele von solchen Sensoren sind unten mit Bezug auf die Fig. 9-16 beschrieben. Die Kommunikationsmoduln sind bei 24B, 25B und 26B in Fig. 1A gezeigt. Die Verbindungskästen sind in Fig. 1A nicht gezeigt, da der Maßstab nicht ausreicht, um sie deutlich zu zeigen. Der Verbindungskasten und der Kommunikationsmodul werden am Beispiel des Verbindungskastens 29A und des Kommunikationsmoduls 29B erläutert, wobei klar ist, daß diese Teile für alle Meßfühler gleich sind. Der bevorzugte Kommunikationsmodul wird unten mit Bezug auf die Fig. 2, 4 und 5 erläutert. Die Steuereinheit hat eine positive Stromausgangsklemme (+PO), eine negative Stromausgangsklemme (-PO), eine positive Identifiziersignalausgangsklemme (+IO), eine negative Identifiziersignalausgangsklemme (-IO), eine positive Statussignaleingangsklemme (+SI) und eine negative Statussignaleingangsklemme (-SI). Der Verbindungskasten 29A hat links positive und negative Eingangsstromklemmen (+PI, -PI), positive und negative Identifiziersignaleingangsklemmen (+II, -II), positive und negative Statussignalausgangsklemmen (+SO, -SO), die jeweils mit der entsprechenden Klemme an der Steuereinheit (+PI mit +PO, -PI mit -PO, +II mit +IO, usw.) verbunden sind. Rechts hat der Verbindungskasten eine positive und negative Stromausgangsklemme (+PO, -PO), eine positive und negative Identifiziersignalausgangsklemme (+IO, -IO) und eine positive und negative Statussignaleingangsklemme (+SI, -SI), die mit den entsprechenden Klemmen an dem nächsten Verbindungskasten (+PO mit +PI, -PO mit -PI, +IO mit +II, -IO mit -II, +SI mit +SO und -SI mit -SO) verbunden sind. Die Verbindungskastenklemmen sind mit dem Kommunikationsmodul verbunden, was aus der Erläuterung der Fig. 4 und 5 deutlich werden wird.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das Identifiziersignal Teil eines digitalen, Manchester-codierten 16-Bit- Befehls, der durch die Steuereinheit 40 an die Meßfühler abgegeben wird. Das Format für diesen Befehl ist in Fig. 3 gezeigt. Die ersten vier Bits und das elfte und zwölfte Bit sind festgelegt. A0 bis A4 repräsentieren das Identifiziersignal. Bis zu 32 Meßfühler können durch diese 4 Bits adressiert werden. D0 bis D3 repräsentieren ein Datenwort, das benutzt werden kann, um den Sensormodul zu steuern. Dieses Wort kann benutzt werden, um einen von sechzehn Datenkanälen zu adressieren.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Systemkommunikationsnetzwerks. Die Kommunikationsnetzwerksteile der Steuereinheit umfassen einen Optokoppler 54, einen Transistor 55 und Widerstände 56, 57, 58 und 59. Der Widerstand 59 ist zwischen die interne Stromquelle Vcc (eine Stromquelle mit etwa 5 Volt) der Steuereinheit und die Ausgangsklemme +IO geschaltet. Der Kollektor des Transistors 55 ist mit der Ausgangsklemme -IO verbunden. Der Emitter des Transistors 55 ist mit Masse verbunden, und die Basis ist mit Masse über den Widerstand 57 und mit dem Identifiziersignal (Digitalwort)-Ausgang über den Widerstand 58 verbunden. Die positive Statussignaleingangsklemme (+SI) ist mit der Anode der Optokopplerdiode verbunden, und die negative Statussignaleingangsklemme (-SI) ist mit der Katode verbunden. Der Emitter des Optokopplers ist mit Masse verbunden, wogegen der Kollektor mit der Stromquelle Vcc über den Widerstand 56 und mit dem Statussignaleingang verbunden ist.
Der Kommunikationsmodul enthält eine Decodierschaltungsanordnung 60, eine Dekrementierschaltungsanordnung 61, eine Codierschaltungsanordnung 62, Optokoppler 64 und 65, Inverter 66, 67, 68 und 69 und Widerstände 73, 74, 75 und 76. Die Identifiziersignaleingangsklemmen +II und -II sind an die Optokopplerdiode 64 angeschlossen, wobei die positive mit der Anode und die negative mit der Katode verbunden ist. Der Emitter des Optokopplers 64 ist mit der Meßfühlermasse verbunden, und der Kollektor ist mit der Meßfühlerstromversorgung Vbb (eine Stromquelle mit etwa 5 Volt) über den Widerstand 74 und mit dem Eingang des Inverters 69 verbunden. Der Ausgang des Inverters 69 ist mit dem Eingang der Decodierlogik 60 verbunden. Die Decodierlogik vergleicht die 5-Bit-Meßfühleridentifizieradresse A0 bis A4 mit der lokalen Adresse, und, wenn sie übereinstimmen, plaziert sie ein Signal an dem Wählausgang (sel), das an den Schalter 63 angelegt wird, um ihn zu veranlassen, auf den lokalen Meßfühlerstatus in der Leitung umzuschalten. Wenn die Identifizieradresse nicht mit der lokalen Adresse übereinstimmt, wird sie zu der Dekrementierlogik 61 gesendet, wo sie um eins dekrementiert und zu der Codierlogik 62 geleitet wird. Ein Signal wird außerdem an dem Wählausgang plaziert, um den Schalter 63 zu veranlassen, auf den Statussignalmeßfühlereingang umzuschalten. Das Datenwort D0 bis D3 wird zu der Codierlogik und zu dem Sensormoduldateneingang geleitet. Die Decodierlogik prüft außerdem das digitale Datenwort auf Gültigkeit, und, wenn es gültig ist, plaziert sie ein Signal an dem Daten-gültig-Ausgang, das an die Codierlogik 62 angelegt wird, um sie zu veranlassen, das codierte Signal an den Eingang des Inverters 66 anzulegen. Der Ausgang des Inverters 66 ist mit der Klemme -SO verbunden. Die Klemme +IO ist mit der Stromquelle Vbb über den Widerstand 76 verbunden. Die Klemme +SI ist mit der Anode der Optokopplerdiode 65 verbunden, und die Klemme -SI ist mit ihrer Katode verbunden. Der Emitter des Optokopplers 65 ist mit Masse verbunden, und der Kollektor ist mit der Quelle Vbb über den Widerstand 75 und mit dem Eingang des Inverters 67 verbunden. Der Ausgang des Inverters 67 ist mit dem Statussignalmeßfühlereingang des Schalters 63 verbunden. Der Ausgang des Schalters 63 ist mit dem Eingang des Inverters 68 verbunden. Der Ausgang des Inverters 68 ist mit der Klemme -SO verbunden, und die Klemme +SO ist mit der Stromquelle Vbb über den Widerstand 73 verbunden.
Fig. 5 ist ein ausführliches elektrisches Schaltbild des Kommunikationsmoduls. Zusätzlich zu den oben mit Bezug auf Fig. 4 erläuterten Teilen enthält die Schaltung einen Gleichspannungswandler 82 und Inverter 83 und 84. Die Decodierlogik 60 und die Dekrementierlogik 61 sind unter Verwendung eines Decodierers 77, von Schieberegistern 78 und 79 und Addierern 80 und 81 gemeinsam realisiert worden. Die Codierlogik umfaßt einen Codierer 62. Die Eingänge +PI und -PI sind mit einem Gleichspannungswandler verbunden, der für eine Trennung der Meßfühlerstromversorgung und für Masseisolation zwischen den Meßfühlern sorgt. Der Gleichspannungswandler gestattet außerdem eine Eingangsgleichspannung von 24 V. Diese höhere Verteilungsspannung reduziert den Stromverlust jedes Meßfühlers an dem Verteilungssystem, wodurch die ohmschen Verluste in der Übertragungsleitung 30 reduziert werden, was die Verwendung von mehr Meßfühlern gestattet. Die Ausgänge des Wandlers 81 bilden die Meßfühlerstromquelle Vbb und die Meßfühlermasse. Die Zahlen in den Rechtecken repräsentieren die IS-Chips 77, 78, 79, 80, 81 und 62 und geben die Eingänge/Ausgänge dieser Chips an, die in der Literatur erläutert sind, welche mit den besonderen Chips geliefert wird (vgl. unten). Der Ausgang des Inverters 69 ist mit dem SI-Eingang des Decodierers 77 verbunden. Der Ausgang DV des Decodierers 77 ist mit dem Eingang SDI des Codierers 62 verbunden. Die Ausgänge SO und DC des Decodierers 77 sind mit den Eingängen D bzw. CLK des Schieberegisters 78 verbunden. Der Ausgang DC ist außerdem mit dem Eingang CLK des Schieberegisters 79 verbunden. Der Ausgang DRS des Decodierers 77 ist mit den Eingängen MR der Schieberegister 78 und 79 über Inverter 83 verbunden. Die Eingänge D1 bis D15 des Decodierers 77 sind mit Masse verbunden. Der Ausgang Q7 des Schieberegisters 78 ist mit dem Eingang D des Schieberegisters 79 verbunden, wogegen der Ausgang Q6 mit dem Eingang A0 des Addierers 81 verbunden ist. Die Ausgänge Q0 bis Q3 des Schieberegisters 78 sind mit den Eingängen D12 bis D15 des Codierers 62 und außerdem mit dem Sensormodulklemmenblock 87 verbunden, wobei die Leitung D3 (Q0) durch den Inverter 84 invertiert wird. Die Ausgänge Q0 bis Q3 des Schieberegisters 79 sind mit den Eingängen A3 bis A0 des Addierers 80 verbunden. Die Eingänge B0 bis B3 der Addierer 80 und 81 sind mit der Spannungsquelle Vbb verbunden. Die Ausgänge S1 bis S4 des Addierers 80 sind mit den Eingängen D4 bis D7 des Codierers 62 verbunden. Der Eingang CI des Addierers 81 liegt an Masse. Der Ausgang C0 des Addierers 81 ist mit dem Eingang CI des Addierers 80 verbunden, wogegen der Ausgang S1 mit dem Eingang D9 des Codierers 62 verbunden ist. Der Ausgang D0 des Codierers 62 ist mit dem Eingang des Inverters 66 verbunden. Die Masse- und Spannungsquelleneingänge des Sensormoduls sind mit der Masse bzw. Spannungsquelle Vbb des Kommunikationsmoduls über den Klemmenblock 87 verbunden. Die anderen Verbindungen sind so wie mit Bezug auf Fig. 4 erläutert.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Codierer 62 ein Manchester-Codierer/Decodierer-Supertex-Typ ED9, die Addierer 80 und 81 sind 4-Bit-Addierer National Semiconductor Typ 74HC283, die Schieberegister 78 und 79 sind vom RCA-Typ CD74HC164, der Decodierer 77 ist ein Supertex Typ ED5 Manchester-Codierer/Decodierer, die Optokoppler 54, 64 und 65 sind Texas Instruments Typ TIL153, der Transistor 55 ist ein Typ PN2222, die Inverter 66 bis 69 und 83 und 84 sind ein National Semiconductor Schmitt-Hex-Inverter Typ 74HC14, der Gleichspannungswandler 81 ist ein 24 Volt/5 Volt-Wandler, die Widerstände 57, 59, 73 und 76 sind 1K Ohm, der Widerstand 58 ist ein 2K Ohm, die Widerstände 56, 73, 74 und 75 sind 10K Ohm, und der Schalter 63 ist ein Quad-Multiplexer, Typ CD74HC157, von RCA.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform der Steuereinheit 40. Sie umfaßt einen Prozessor 90, einen Speicher 91, Tastaturen 92, Ausgänge 93, eine Befehlssignalschnittstelle 95, eine Statussignalschnittstelle 96, eine Durchflußeinheitschnittstelle 97 und eine Pumpenmeßinstrumentschnittstelle 98. Der Prozessor empfängt Instruktion aus den Tastaturen 92, Daten aus den Schnittstellen 96, 97 und 98 und benutzt Entscheidungskriterien, die in dem Speicher 91 gespeichert sind, um passende Ausgänge 93 zu aktivieren. Der Prozessor 90, der Speicher 91, die Tastaturen 92 und die Ausgänge 93 können irgendwelche von einer Anzahl von derartigen Komponenten sein, die im Stand der Technik bekannt sind; z. B. der Prozessor, der Speicher, die Tastaturen, die Anzeigeeinrichtungen usw., die in den US-Patenten Nr. 4 736 193 und 4 740 777 beschrieben sind. Die Befehlssignalschnittstelle 95 und die Statussignalschnittstelle 96 sind jedoch auf dem Gebiet der Fluiddetektoren einzigartig und werden deshalb ausführlich beschrieben. Die Durchflußeinheitschnittstelle 97 und die Pumpenmeßinstrumentschnittstelle 98 sind herkömmliche RS- 232-Schnittstellen und werden hier nicht weiter erläutert.
Fig. 7 zeigt das ausführliche Schaltbild für die Befehlssignalschnittstelle 95. Sie umfaßt einen Parallelschnittstellenadapter 100, einen Sender 101, Widerstände 103, 57, 58 und 59 und Kondensatoren 104 und 105. Die Zahlen auf den integrierten Schaltungen wie dem Parallelschnittstellenadapter 100 in der Nähe der Verbindungsleitungen beziehen sich auf die Stiftnummern der Schaltungen, wogegen sich die Buchstaben im Inneren auf die internen Signale beziehen. Die Stifte 5, 8, 9 und 27 bis 36 des Parallelschnittstellenadapters sind mit den Daten- und Zeitsteuerausgängen des Prozessors nach Bedarf verbunden, um die Meßfühleradresse und Sensormoduldaten zu übertragen. Der Stift Nr. 6 ist mit der Vorrichtungsfreigabeschaltungsanordnung verbunden, die dem Prozessor zugeordnet ist. Die Stifte 1 bis 4 des Adapters 100 sind mit den Stiften 7 bis 10 des Senders 101 verbunden. Der Stift Nr. 40 des Adapters 100 ist mit dem Stift 6 des Senders 101 verbunden. Die Stifte 18 bis 21 des Adapters 100 sind mit den Stiften 14 bis 11 des Senders 101 verbunden. Der Stift 14 des Adapters 100 ist mit dem Stift 4 des Senders 101 verbunden. Der Stift 3 des Senders 101 ist mit der Systemspannungsquelle Vcc über den Kondensator 105 verbunden, und der Stift 15 ist ebenfalls mit der Spannung Vcc verbunden. Der Stift 18 des Senders 101 ist mit dem Stift 2 über den Kondensator 104 und mit dem Stift 1 über den Widerstand 103 verbunden. Der Stift 16 des Senders 101 und der Stift 26 des Adapters 100 sind mit der Spannung Vcc verbunden, und der Stift Nr. 17 des Senders 101 und der Stift 7 des Adapters 100 sind mit Masse verbunden. Der Stift 5 des Senders 101 gibt das Ausgangsbefehlssignal an die Meßfühler ab, welches auch das in Fig. 4 gezeigte Identifizierausgangssignal ist.
Die Befehlssignalschnittstellenschaltung 95 arbeitet wie folgt. Der Parallelschnittstellenadapter 100 ist mit dem Prozessor und anderen Elementen der Schaltung verbunden, so daß er die Meßfühleradresse (das Identifiziersignal) an seinen Ausgängen PA0 bis PA4 und das Sensordatensignal an seinen Ausgängen PB0 bis PB3 liefert. Der Stift 14 des Adapters 100 fragt den Sender 101 ab, wenn das Identifiziersignal und das Sensorsignal an den Adapterausgängen sind, und der Sender 101 sendet dann das Signal als ein Manchester-codiertes, serielles Digitalsignal an dem Ausgangsstift 5. Die Schaltung aus dem Transistor 55 und den Widerständen 57 und 58 ist eine Pufferschaltung, wogegen die Schaltung aus dem Widerstand 103 und den Kondensatoren 104 und 105 eine RC-Taktschaltung ist, die für die Zeitsteuerung des Senders 101 sorgt. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Parallelschnittstellenadapter 100 ein Typ 82C55A, und der Sender 100 ist ein Manchester-Sender Typ ED-9, wogegen der Widerstand 103 einen Wert von 40K Ohm hat und die Kondensatoren 104 und 105 Werte von 1000 Picofarad bzw. 100 Picofarad haben, was ein Zeitsteuersignal von 10K Hertz ergibt.
Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen, in der die ausführliche Schaltungsanordnung für die Statussignalschnittstelle 96 gezeigt ist. Sie enthält einen Parallelschnittstellenadapter 110, Zähler 111 und 112, monostabile Kippschaltungen 115 und 116, einen Zähler 117, Schmitt- Triggerinverter 119 und 120, Widerstände 56, 122 und 125 und Kondensatoren 123 und 124. Die Stifte 5, 8, 9, 17 und 27-36 des Adapters 110 sind mit dem Prozessor 90 verbunden, und der Stift 6 ist mit der Chipwählschaltungsanordnung verbunden, die dem Prozessor 90 zugeordnet ist. Der Stift 26 des Adapters 110 ist mit der Spannung Vcc verbunden, wogegen der Stift 7 mit Masse verbunden ist. Die Stifte 1 bis 7 des Zählers 112 sind mit den Stiften 3, 2, 1, 40, 39, 38 bzw. 37 des Adapters 110 verbunden. Der Stift 15 des Zählers 112 ist mit dem Stift 4 des Adapters 110 verbunden, wogegen der Stift 15 des Zählers 111 mit dem Stift 18 des Adapters 110 verbunden ist. Die Stifte 1 bis 7 des Zählers 111 sind mit den Stiften 19 bis 25 des Adapters 110 verbunden. Die Stifte 13 und 16 des Adapters 110 sind mit dem Ausgang Q der Kippschaltung 116 verbunden. Der Stift 10 des Adapters 110 ist mit den Rücksetzeingängen der Kippschaltungen 115 und 116 und mit dem Eingang des Inverters 120 verbunden. Die Stifte 16 der Zähler 111 und 112 sind mit der Spannung Vcc verbunden, wogegen ihre Stifte 8 und 14 mit Masse verbunden sind. Ihre Stifte 10 sind jeweils mit dem Ausgang Q der Kippschaltung 116 verbunden, ihre Stifte 11 sind mit dem Ausgang des Inverters 119 verbunden, und ihre Stifte 13 sind mit dem Ausgang Q der Kippschaltung 115 verbunden. Der Stift 12 des Zählers 112 ist mit dem Ausgang Q der Kippschaltung 115 verbunden, wogegen der Stift 12 des Zählers 111 mit dem Stift 9 des Zählers 112 verbunden ist. Der Ausgang CX der Kippschaltung 115 ist mit ihrem Eingang R/C über einen Kondensator 124 verbunden, wogegen der Ausgang CX der Kippschaltung 116 mit ihrem Eingang R/C über einen Kondensator 123 verbunden ist. Der Eingang R/C der Kippschaltung 115 ist außerdem mit der Spannung Vcc über den Widerstand 125 verbunden, woge,gen der Eingang R/C der Kippschaltung 116 ebenfalls mit Vcc über den Widerstand 122 verbunden ist. Die Eingänge B der Kippschaltungen 115 und 116 sind mit der Spannung Vcc verbunden. Der Eingang A der Kippschaltung 115 ist mit dem Ausgang Q7 (Stift Nr. 3) des Zählers 117 verbunden, wogegen der Eingang A der Kippschaltung 116 mit dem Ausgang Q der Kippschaltung 115 verbunden ist. Der Stift 14 des Zählers 117 ist mit Vcc verbunden, wogegen sein Stift Nr. 7 mit Masse verbunden ist. Der Takteingang (Stift 1) des Zählers 117 ist mit der Prozessorzeitgeberfunktion, TMROUT0, verbunden. Der Rücksetzeingang des Zählers 117 ist mit dem Ausgang des Inverters 120 verbunden. Der Eingang des Inverters 119 ist mit dem Stift 5 des Optoisolators 54 verbunden, welcher das Statussignal In liefert, das in Fig. 4 gezeigt ist.
Die Statussignalschnittstelle arbeitet folgendermaßen: Nachdem der Prozessor 90, wie oben mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben, einen Befehl an einen Meßfühler abgegeben hat, der nach dessen Status fragt, wartet er eine ausreichende Zeit, damit der Befehl über das Meßfühlerkommunikationsnetzwerk und zu dem Meßfühler gehen kann, der adressiert worden ist, um den verlangten Status zu berichten. Er adressiert dann den Parallelschnittstellenadapter 110, was diesen veranlaßt, die Rücksetzeingänge des Zählers 117 und der Kippschaltungen 115 und 116 abzufragen. Das veranlaßt die Kippschaltungen, die Zähler 111 und 112 einzuschalten, um mit dem Lesen der Frequenz zu beginnen, die auf der Eingangsklemme +SI hereinkommt, und den Zähler 117 zu veranlassen, mit dem Taktsteuern einer Zeitspanne zu beginnen, über welcher die Frequenz gelesen wird. Die Zeit wird durch den Prozessor über die Funktion TMROUT0 gesteuert. Wenn der Prozessor einen Status verlangt, der ein mit hoher Auflösung erfolgendes Lesen des ankommenden Signals SI verlangt, wird er ein Niederfrequenzsignal wie TIMROUT0 liefern, und wenn er einen Status verlangt, der ein mit geringer Auflösung erfolgendes Lesen erfordert, wird er ein Signal höherer Frequenz wie TMROUT0 liefern. Der Zähler 117 wird dann für eine vorbestimmte Zahl von Zählungen zählen, welche die Länge der Zeitspanne festlegen, über welcher das Signal SI gelesen wird. Wenn der Zähler 117 die Zeitsperre erreicht, aktiviert er die monostabilen Kippschaltungen 115 und 116, welche die Zähler 111 und 112 abschalten. Der Prozessor veranlaßt dann den Parallelschnittstellenadapter 110, den Zählwert der Zähler 111 und 112 zu lesen, die so geschaltet sind, daß sie als ein einzelner 16-Bit-Verbinder arbeiten, was der Adapter tut und den Zählwert zurück in den Prozessor 90 einliest. Er signalisiert dann dem Prozessor, daß er fertig ist, über das Ausgangssignal INT2 an dem Stift 17.
Die Zählung der Zähler 111 und 112, die dem Prozessor 90 gemeldet wird, ist ein Digitalsignal, das in Beziehung zu der Frequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators 135, 147 in dem Meßfühler steht, in welchem der Fluidstatus erfaßt wurde. Der Mikroprozessor benutzt die Frequenz TM- ROUT0, um einen Absolutwert der Oszillatorfrequenz zu bestimmen. Zum Beispiel, der Kehrwert der Frequenz TMROUT0 ist proportional zu der Zeitspanne, über welcher die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators gemessen wurde. Wenn der Zählwert der Zähler 111 und 112 mit dem Kehrwert von TMROUT0 multipliziert wird, wird eine Zahl erhalten, die proportional zu der mittleren Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) oder zu dem Mittelwert des Statussignals über dieser Zeitspanne ist. Wenn die niedrigere Frequenz TMROUT0 durch den Prozessor abgegeben wird, dann wird die Zeitspanne länger sein, und die Anzahl der Oszillationen, die über ihr gemittelt wird, wird größer sein, und die Auflösung des Statussignals wird höher sein. Der Prozessor 90 benutzt das digitale Statussignal, um eine Anzeige des erfaßten Zustands zu liefern, wie es unten erläutert wird.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Parallelschnittstellenadapter 110 ein Typ 82655A, die Zähler 111 und 112 sind jeweils Acht-Bit-Zähler des Typs 74HC590, die Kippschaltungen 115 und 116 sind vom Typ 74HC221, der Zähler 117 ist ein 74HC4020, die Inverter 119 und 120 sind jeweils ein 74HC14, die Werte der Widerstände 122 und 125 betragen jeweils 2K Ohm, und die Werte der Kondensatoren 123 und 124 betragen jeweils 1000 Picofarad.
Die Durchflußmeßinstrumente 21A in den Pumpen 21 sind herkömmliche digitale Meßinstrumente, wie sie in Tankstellen üblicherweise benutzt werden. Solche Meßinstrumente sind so ausgelegt, daß sie über eine herkömmliche RS-232-Schnittstelle 98 kommunizieren, die bekannter Stand der Technik ist.
Es folgt nun die Beschreibung eines exemplarischen Sensormoduls. Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Flüssigkeitspegelsensormoduls wie z. B. 25C. Dieser Modul umfaßt einen Flüssigkeitspegelsensor 130, einen Wassersensor 131, Temperatursensoren 132, einen Multiplexer 134 und einen Spannungs-Frequenz-Wandler 135. Die Sensoren 130, 131 und 132 legen jeweils Spannungssignale an den Multiplexer 134 an. Die Dateneingangsleitungen 148, die von dem Klemmenblock 87 ausgehen, sind ebenfalls mit dem Multiplexer 134 verbunden. Ansprechend auf die Datensignale auf den Leitungen 148, die ihren Ursprung in der Steuereinheit 40 haben, legt der Multiplexer an den Wandler 135 die Spannung an, die dem durch die Steuereinheit verlangten Status entspricht. Der Wandler 135 wandelt die Spannung in ein Frequenzsignal um, welches das Statussignal ist, und gibt das Statussignal an die lokale Meßfühlerstatusklemme des Klemmenblockes 87 ab. Dieses Signal beinhaltet ein internes Flüssigkeitssignal.
Fig. 10 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild eines weiteren exemplarischen Sensormoduls, und zwar eines Sensors, der zur Anbringung in einem Schacht wie z. B. 36 (Fig. 1) vorgesehen ist und der zwischen Wasser, Kohlenwasserstoff und Luft unterscheidet. Dieser Modul enthält einen Wasser/Kohlenwasserstoff-Sensor 140, einen Flüssigkeit/Gas- Sensor 141, eine Logikschaltung 142, einen Analogschalter 143, einen Spannungsteiler 144, einen Multiplexer 134 und einen Spannungs-Frequenz-Wandler 147. Die Sensoren 140 und 141 legen jeweils Spannungssignale an die Logikschaltung 142 an, die feststellt, ob Kohlenwasserstoff, Wasser oder Luft vorhanden ist, und ein Signal, das anzeigt, was davon vorhanden ist, an den Analogschalter 143 anlegt. Der Spannungsteiler 144, der einen Referenzspannungspegel aus dem Wandler 147 benutzt, erzeugt drei Analogspannungspegel, die jeweils an den Schalter 143 angelegt werden. Der Schalter 143 legt einen der Spannungspegel, welcher durch das Eingangssignal aus der Logikschaltung 142 bestimmt wird, an den Multiplexer 134 an. Das Datensignal aus der Steuereinheit 40 wird an den Multiplexer 134 über Dateneingangsleitungen 148 angelegt. Der Wandler 147 legt außerdem ein Temperatursignal, das die Temperatur des IS-Chips angibt, an den Multiplexer 134 an. Aufgrund des Datenbefehls aus der Steuereinheit 40 und unter Verwendung einer Referenzspannung aus dem Spannungs-Frequenz-Wandler 147 legt der Multiplexer 134 eine der Spannungen, die durch den Spannungsteiler 144 geliefert werden, oder die Temperatursignalspannung an den Wandler 147 an, der sie in ein Frequenzsignal umwandelt und dieses Signal an die lokale Meßfühlerstatusklemme des Klemmenblockes 87 anlegt. Dieses Signal beinhaltet ein externes Flüssigkeitssignal.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Flüssigkeitspegelsensormodul nach Fig. 9 und der Flüssigkeitssensormodul nach Fig. 10 auf einer einzelnen Leiterplatte vorgesehen, die in Fig. 11 gezeigt ist. Verschiedene Schaltungen sind auf der Platte angeschlossen, und verschiedene Komponenten sind mit der Leiterplatte über einen Klemmenblockverbinder 150A verbunden, um die beiden verschiedenen Sensormoduln zu bilden. Die Komponenten, die an den Klemmenblock 150A angeschlossen sind, um den Flüssigkeitspegelsensor nach Fig. 9 zu bilden, sind in Fig. 12 gezeigt, wogegen die Komponenten, die mit dem Klemmenblock 150A verbunden sind, um den Flüssigkeitssensormodul nach Fig. 10 zu bilden, in Fig. 13 gezeigt sind.
Gemäß der Darstellung in Fig. 12 beinhaltet in der bevorzugten Ausführungsform der Sensor für den Flüssigkeitspegelmodul Temperatursensoren 210, 211, 212, einen Flüssigkeitspegelsensor 215, leitende Elektrodenspitzen 217 und 218 und einen Verbinder 150B. Die Temperatursensoren 210, 211 und 213 sind vorzugsweise in unterschiedlichen Tiefen des Tanks 39C angeordnet, der Pegelsensor ist vertikal in dem Tank montiert, und die leitenden Spitzen 217 und 218 sind am oder nahe bei dem Boden des Tanks angeordnet. Die Drähte 219 verbinden den Sensor und den Verbinder 150B, der in den Wandler 150A in der Meßfühlersensormodulleiterplatte eingesteckt wird, die an dem oberen Ende des Meßfühlersensormoduls 25C angeordnet ist.
Gemäß den Fig. 13 und 14 beinhalten die Flüssigkeitssensormodulsensoren leitende Elektrodenspitzen 221 und 222, die an einem Schwimmer 225 montiert sind, der in einem Schacht, wie z. B. 36, außerhalb der Tanks 39A, 39B und 39C angeordnet ist. Die Schächte wie der Schacht 36 sind so angeordnet und die Füllung ist so um sie plaziert, daß jede Flüssigkeit, die aus einem Tank leckt, in den Schacht sickern wird. Der Schwimmer 225 kann sich in dem Schacht frei auf- und abbewegen, wenn der Flüssigkeitspegel in dem Schacht steigt und fällt, und die leitenden Spitzen 221 und 222 sind auf dem Schwimmer befestigt, so daß sie sich in den oberen Teil der Flüssigkeit 226 erstrecken. Ein Schwimmerschalter 224 ist in dem Schwimmer angebracht, und der Schalter und die leitenden Spitzen 221 und 222 sind durch Drähte 228 mit dem Verbinder 150C verbunden, der in den Verbinder 150A eingesteckt wird, welcher an der Leiterplatte angebracht ist, die nahe dem oberen Ende des Schachtes angeordnet ist. Der Schwimmer 225 ist so ausge-, legt, daß der größte Teil des Volumens des Schachtes in der Höhe der Flüssigkeitsoberfläche 227 durch den Körper des Schwimmers eingenommen wird. Daher wird, speziell wenn Grundwasser vorhanden ist, eine sehr geringe Menge an Kohlenwasserstoff (oder an anderer Flüssigkeit, die auf Wasser schwimmt), z. B. ein Becher voll oder so, ausreichen, um den Leckmeßfühler zu aktivieren.
Ein Dampfsensortypleckmeßfühler 26 ist in Fig. 16 eingebaut in einem doppelwandigen Tank gezeigt. In diesem Meßfühler umfaßt der Sensormodul 26C eine Sensoreinheit 232, die zwischen den Wänden 233, 234 des doppelwandigen Tanks angeordnet ist, und Elektronik in einer Meßfühlerkappe 245. Die Sensoreinheit 232 ist in Fig. 15 zusammen mit einer Einrichtung 231 zum Einführen der Sensoreinheit zwischen die Wände eines doppelwandigen Tanks gezeigt. Die Sensoreinheit 232 umfaßt ein Dampfsensorelement, wobei die Einheit Öffnungen 233 hat, damit Dampf das Sensorelement erreichen kann. Ein Kabel 235 und ein Fisch 226 bilden eine Einrichtung 231 zum Installieren der Sensoreinheit 232 zwischen den Wänden 243, 244 eines doppelwandigen Tanks. Ein elektrisches Kabel 237 verbindet die Sensoreinheit 232 mit dem Rest des Sensormoduls 230 und dem Meßfühlerkommunikationsmodul 239, der in der Kappe 245 enthalten ist, die die Öffnung 240 verschließt, durch welche der Sensor eingeführt wird. Dampfmeßfühler 26, die wie gezeigt installiert sind, haben sich als fähig erwiesen, kleine Lecks, die weniger als einen Becher voll Kohlenwasserstoff umfassen, zwischen den Wänden eines doppelwandigen Tanks zu erfassen. Das Signal, das durch den Dampfmeßfühler 26 geliefert wird, ist ein externes Flüssigkeitssignal.
Ein ausführliches elektrisches Schaltbild der bevorzugten Sensormodulleiterplatte ist in Fig. 11 gezeigt. Die Schaltung beinhaltet einen Multiplexer 134, einen 15-Logik/Analog-Schalter 151, der sowohl als Logikschaltung 142 als auch als Analog-Schalter 143 fungiert, einen Spannungs- Frequenz-Wandler 135, einen Spannungs-Frequenz-Wandler 147, Inverter 152 bis 157, eine Konstantstromdiode 160, Dioden 161 und 162, Potentiometer 165 bis 170, Kondensatoren 171 bis 176, Widerstände 180 bis 198, Schaltdrähte 201, 202, 203 und Verbinder 87B und 150A. Der GD- oder Massestift des Verbinders 87B ist an die Plattensystemmasse angeschlossen, wogegen der Stift Vbb an die Systemspannungsleitung angeschlossen ist. Der Statusstift ist mit dem Stift Nr. 9 des Wandlers 147, dem Stift Nr. 14 des Wandlers 135 und der Spannung Vbb über den Widerstand 185 verbunden. Der Dateneingang D0 des Verbinders 87B ist mit dem Stift Nr. 11 des Multiplexers 134 und dem Stift Nr. 11 des Logik/Analog- Schalters 151 über den Schaltdraht 201 verbunden. Es sei beachtet, daß die ausgezogene Linie bei den Schaltdrähten 201, 202 und 203 die Verbindung für den Pegelsensormodul nach Fig. 9 zeigt, wogegen die gestrichelte Linie die Verbindung für den Flüssigkeitssensormodul nach Fig. 10 zeigt. Der Logikschalter 151 und der Wandler 147 sind für den Pegelsensormodul nach Fig. 9 nicht erforderlich und können auf den Leiterplatten für den Modul weggelassen werden, wogegen der Wandler 135 für den Fluidsensormodul nach Fig. 10 nicht erforderlich ist und auf den Leiterplatten, die für diesen Modul vorgesehen sind, weggelassen werden kann. Der Dateneingang D1 ist mit dem Stift 10 des Multiplexers 134 und mit dem Stift 10 des Logik/Schalters 151 über den Schaltdraht 203 verbunden. Der Dateneingang D2 ist mit den Stiften 9 des Multiplexers 134 und des Logik/Schalters 151 verbunden. Der Dateneingang D3 ist mit dem Stift 6 des Logik/Schalters 151 über den Schaltdraht 202 verbunden, wogegen der Dateneingang D3 mit dem Stift 6 des Multiplexers 134 verbunden ist. Die leitende Spitze des Eingangsstifts C des Verbinders 150A ist mit dem Eingang des Inverters 154 und der Anode der Diode 161 über den Kondensator 175 verbunden; der Eingang des Inverters 154 ist außerdem mit der Spannung Vbb über den Widerstand 186 verbunden. Die Inverter 152 usw. sind ein Hex-Inverterchip, dessen Spannungseingang mit der Spannung Vbb verbunden ist und dessen Masse an Masse liegt. Der Ausgang des Inverters 153 ist mit dem Eingang des Inverters 152 über den Kondensator 173 verbunden, wogegen der Ausgang des Inverters 152 mit dem Eingang des Inverters 153 verbunden ist und außerdem mit seinem eigenen Eingang über den Widerstand 181 verbunden ist. Der Ausgang des Inverters 153 ist mit der Katode der Diode 161 verbunden, und die Anode der Diode ist mit dem Eingang des Inverters 154 verbunden. Der Ausgang des Inverters 154 ist mit dem Eingang des Inverters 155 verbunden, und der Ausgang des Inverters 155 ist mit der Anode der Diode 162 verbunden. Die Katode der Diode 162 ist mit dem Eingang des Inverters 156, mit Masse über den Kondensator 176 und außerdem mit Masse über den Widerstand 194 verbunden. Der Ausgang des Inverters 156 ist mit dem Eingang des Inverters 157 verbunden. Der Ausgang des Inverters 157 ist mit dem Stift 5 des Multiplexers 134 über den Widerstand 196 verbunden, und derselbe Stift ist außerdem mit Masse über den Widerstand 195 verbunden. Der Ausgang des Inverters 157 ist außerdem mit dem Stift 10 des Logik/Schalters 151 über den Schaltdraht 203 in der Flüssigkeitssensormodulausführungsform verbunden. Eine Seite und der einstellbare Kontakt von jedem der Potentiometer 168, 169 und 170 sind mit Masse verbunden, wogegen die andere Seite mit den Stiften 14, 15 und 12 des Multiplexers 134 über die Widerstände 187, 188 bzw. 189 verbunden ist; die Stifte 14, 15 und 12 sind außerdem mit den Temperatureingängen (T1, T2 und T3) Nr. 1, 2 und 3 des Verbinders 150A verbunden. Der Pegel-1- Eingang, L1, des Verbinders 150A ist mit dem Stift Nr. 1 des Multiplexers 134 und mit der Spannung Vbb über die Konstantstromdiode 160 verbunden, wobei die Katode der Diode dem Pegel-1-Eingang zugewandt ist. Der Pegel-2-Eingang, L2, des Verbinders 150A ist mit dem Stift 13 des Multiplexers 134 und außerdem mit Masse über den Widerstand 197 verbunden. Der Schwimmerschaltereingang, F, des Verbinders 150A ist mit dem Stift 11 des Logik/Schalters 151 über den Schaltdraht 201 in der Flüssigkeitssensormodulausführungsform und außerdem mit der Spannungsquelle Vbb über den Widerstand 198 verbunden. Die Stifte V und G des Verbinders 150A sind mit der Spannung Vbb bzw. mit Masse verbunden. Die Stifte 13 und 15 des Logik/Schalters 151 sind mit Masse über den Widerstand 191 und außerdem mit seinem Stift 12 über den Widerstand 193 verbunden. Der Stift 12 ist außerdem mit dem Stift 14 über den Widerstand 192 verbunden; der Stift 14 ist außerdem mit dem Stift 4 des Multiplexers 134, mit dem einstellbaren Eingang des Potentiometers 166 und mit dem Stift 4 des Wandlers 147 über den Widerstand 190 verbunden. Die Stifte 7 und 8 des Logik/Schalters 151 und des Multiplexers 134 liegen alle an Masse, wogegen die Stifte 16 von jedem mit der Spannung Vbb verbunden sind. Die Stifte 3 von jedem sind mit dem Stift 2 des Wandlers 147 und dem Stift 5 des Wandlers 135 verbunden. Der Stift 2 des Multiplexers 134 ist mit dem Stift 6 des Wandlers 135 und mit dem Stift 3 des Wandlers 147 verbunden. Der Stift 1 des Wandlers 147 ist mit Masse über den Widerstand 180 verbunden, die Stifte 5 und 10 liegen an Masse, und der Stift 6 ist mit dem Stift 7 über den Kondensator 171 verbunden. Der Stift 8 des Wandlers 147 ist mit dem einstellbaren Eingang des Potentiometers 165 und mit dem Stift 13 des Wandlers 135 verbunden. Die beiden Seiten des Potentiometers 165 sind mit den Stiften 9 bzw. 10 des Wandlers 135 verbunden. Der Stift 13 des Wandlers 135 ist außerdem mit der Spannung Vbb über den Widerstand 184 und mit Masse über den Kondensator 174 verbunden. Der Stift 11 des Wandlers 135 ist mit dem Stift 12 über den Kondensator 172 verbunden. Die Stifte 3 und 4 des Wandlers 135 sind mit einer Seite des Potentiometers 167 über den Widerstand 183 verbunden. Die andere Seite des Potentiometers 167 ist mit Masse verbunden. Der einstellbare Eingang des Potentiometers 167 ist mit Masse verbunden. Die Stifte 1 und 8 des Wandlers 135 sind ebenfalls mit Masse verbunden. Der Stift 7 des Wandlers 135 ist mit einer Seite des Potentiometers 166 verbunden, wogegen die andere Seite des Potentiometers mit Masse über den Widerstand 182 verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Multiplexer 134 und der Logik/Analog-Schalter 151 Multiplexer des Typs CD4051BCN, die Spannungs-Frequenz-Wandler 147 und 135 sind V/F-Wandler des Typs AD537JH, die von Analog Devices erhältlich sind, die Inverter 152 bis 157 sind in einem einzelnen Hex-Inverter des Typs CD4069CN implementiert, die Dioden 161 und 162 sind Dioden des Typs IN914, die Konstantstromdiode 160 ist eine Diode des Typs IN5297, das Potentiometer 165 ist ein Potentiometer mit 20K Ohm und 15 Windungen, das Potentiometer 166 ist ein Potentiometer mit 10K Ohm und 15 Windungen, das Potentiometer 167 ist ein Potentiometer mit 200K Ohm und 15 Windungen, die Potentiometer 168, 169 und 170 sind Potentiometer mit 100 Ohm und 15 Windungen, die Kondensatoren 172, 173, 174, 175 und 176 sind Kondensatoren mit 0,01 Mikrofarad, 4700 Picofarad, 10 Mikrofarad, 0,1 Mikrofarad bzw. 1 Mikrofarad. Die Widerstände 180 bis 198 sind Widerstände mit 1K Ohm, 220K Ohm, 60,4K Ohm, 909 Ohm, 100 Ohm, 5K Ohm, 270K Ohm, 953 Ohm, 953 Ohm, 953 Ohm, 24K Ohm, 24K Ohm, 24K Ohm, 24K Ohm, 100K Ohm, 10K Ohm, 90K Ohm, 10 Ohm bzw. 100K Ohm. In einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoren nach den Fig. 12 und 13 sind die Temperatursensoren 210, 211 und 212 Temperatursensoren des Typs AD590, die von Analog Devices erhältlich sind, der Pegelsensor 215 ist vorzugsweise ein Metritape®-Pegelsensor, der von Metritape, Inc., P. O. Box 2366, Littleton, MA 01460, erhältlich ist, der Schwimmer 225, der Schwimmerschalter 224 und die leitenden Elektrodenspitzen 221 des Fluidsensors nach Fig. 13 sind eine Schwimmerbaugruppe des Typs, die bei der FD- Meßfühlerserie (FD 241R, FD 2415, FD241P) benutzt wird, welche von Pollulert Systems, Inc., P.O. Box 706, Indianapolis, in 46206-0706, USA, erhältlich ist, wie es in dem US-Patent Nr. 4 442 405 beschrieben ist. Die leitenden Elektrodenspitzen 217 und 218 sind Elektroden, wie sie in dem obigen Patent beschrieben sind, welche vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder Platin bestehen, und die Verbinder 150A, 150B und 150C sind vorzugsweise Niet- und Kopfverbinder, wogegen die Verbinder 87A und 87B vorzugsweise Steck- und Buchsenverbinder des Typs 1510D sind, oder beide Verbinder können festverdrahtet sein.
Es folgt nun eine Zusammenfassung der Funktion des Flüssigkeitspegelsensormoduls nach den Fig. 9, 11 und 12 in Verbindung mit der Steuereinheit 40 und dem Meßfühlerkommunikationssystem. Der Flüssigkeitspegelsensor hat die Hauptfunktion, den Flüssigkeitspegel in einem Lagertank wie z. B. 39C zu messen. Er mißt auch die Temperatur in drei Tiefen längs des Sensors. Wasser in dem Lagertank wird über Konduktanzelektroden 217 und 218 erfaßt, die am unteren Ende des Pegelsensormoduls 25C installiert sind. Der Flüssigkeitspegel wird in ein Analogsignal durch den Metritape®-Pegelsensor 215 umgesetzt, welcher als ein langer, variabler Widerstand beschrieben werden kann, dessen untergetauchter Teil durch hydrostatischen Druck der Flüssigkeit, in die er eingetaucht ist,, kurzgeschlossen ist. Die Temperaturerfassung erfolgt durch mit zwei Klemmen versehene elektronische Vorrichtungen 210, 211 und 212, welche Strom in direktem Verhältnis zu ihrer Absolut- oder Kelvin-Temperatur leiten. Zwei Referenzspannungen, V Ref Hoch und V Ref Niedrig, werden ebenfalls gemessen und durch den Sensor gemeldet, eine nahe dem oberen Ende und eine nahe dem unteren Ende des Analogsignalbereiches, wobei diese Daten notwendig sind, um die Steuereinheit 40 zum Decodieren der ferngemessenen Daten freizugeben. Schließlich ist ein Signal, V temp, das die Temperatur des elektronischen Bausteins darstellt, zur Übertragung zu der Steuereinheit 40 auf Befehl verfügbar.
Gemäß Fig. 9 wählt ein Acht-Kanal-Analogmultiplexer 134 unter dem Befehl eines Drei-Bit-Digitalwortes aus der Steuereinheit einen unter einer Gruppe von acht Analogeingangskanälen 136 aus und verbindet ihn mit dem Eingang des Spannungs-Frequenz-Wandlers 135. Das Ausgangssignal des Wandlers 135 ist eine symmetrische Rechteckschwingung, deren Frequenz zu der analogen Eingangsspannung direkt proportional ist. Dieses Signal ist zur Übertragung über die Meßfühlerkette zu der Steuereinheit 40 gut geeignet, wo sie durch Zähltechniken decodiert und mit Bezug auf Referenzsignale, die über dieselbe Kette übertragen werden, interpretiert wird. Zwei der analogen Eingangssignale an dem Multiplexer sind Hilfsausgangssignale des Wandlers 135. Der Signalfluß ist ansonsten unkompliziert.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 11 und 12 besteht die Flüssigkeitspegelerfassungsschaltung aus einem variablen Metritape®-Widerstand 215, der durch eine Konstantstromdiode 160 gespeist wird. Der Widerstandswert des Pegelsensors 215 und daher die Spannung an ihm sind proportional zu der Länge des Sensors, die sich in Luft befindet. Die Differenz zwischen der Lufthöhe und der Sensorgesamthöhe wird als die Tiefe der Flüssigkeit in dem Lagertank genommen. Ein Referenzwiderstand 197 von 10 Ohm ist zwischen den Pegelsensor 215 und Masse eingefügt. Die Spannung an diesem Widerstand beträgt, wenn er durch die Konstantstromquelle mit 1 mA gespeist wird, 10 mV, was als niedriger Pegel bezeichnet wird. Das wird gegenüber der Verwendung von null Volt als Referenzwert bevorzugt, um zu vermeiden, daß der Wandler 135 an der äußersten Grenze seines Bereiches arbeiten muß.
Die Temperatursensoren 210, 211 und 212 sind Halbleitervorrichtungen, bei denen es sich um Stromquellen mit zwei Klemmen handelt, die einen Strom leiten, der zu der absoluten oder Kelvin-Temperatur mit einem nominellen Skalenfaktor von 1 uA pro Grad Kelvin proportional ist. Für die Temperatur 1 wird der Sensor 210 abgelesen, indem sein Strom in die Spannung an dem an Masse liegenden Widerstand 187 umgewandelt wird. Der variable Widerstand 168 ist ein Skalenfaktortrimmwiderstand, der zur Einzelpunkteicheinstellung benutzt wird. Das Ergebnis ist ein Skalenfaktor von 1 Millivolt/Grad Kelvin. Die Temperaturen 2 und 3 werden ebenso abgelesen.
Die Wasser/Kohlenwasserstoff-Sensorschaltung besteht aus einem Multivibrator, einer Wechselstrom-Konduktanz-Erfassungsschaltung und einer Halbwellengleichrichter- und Filterschaltung. Ein herkömmlicher freilaufender CMOS-Multivibrator wird durch die Inverter 152 und 153, den Widerstand 181 und den Kondensator 173 gebildet. Eine Rechteckschwingung mit etwa 500 Hz ist an dem Ausgang des Inverters 153 vorhanden. Wenn die leitenden Spitzen 217 und 218 in Luft oder Öl sind, ist der Kondensator 175 effektiv nicht in der Schaltung, und die Rechteckschwingung erscheint an dem Eingang des Inverters 154 und an dem Ausgang des Inverters 155. Die Diode 162 und der Kondensator 176 bilden einen Spitzendetektor, der durch den Widerstand 194 entladen wird. Wenn die Rechteckschwingung an dem Ausgang des Inverters 155 vorhanden ist, ist ein hoher Pegel an dem Eingang des Inverters 156 und daher an dem Ausgang des Inverters 157 vorhanden. Wenn Wasser zwischen den leitenden Spitzen 217 und 218, vorhanden ist, ist der Kondensator 175 effektiv mit Masse verbunden, und die Spannung an dem Eingangs des Inverters 154 hat keine Zeit, von dem niedrigen Wert aus beträchtlich anzusteigen, auf den sie durch das Leiten der Diode 161 eingestellt ist; das heißt, es gibt keinen ausreichenden Stromfluß durch den Widerstand 186, um den Kondensator 175 während der positiven Halbperiode des Multivibrators aufzuladen. Tatsächlich wird die Rechteckschwingung durch den Kondensator 175 und die Wasserleitfähigkeit zwischen den leitenden Spitzen 217 und 218 zur Masse hin kurzgeschlossen. Demgemäß leitet die Diode 162 nicht, und es wird ein niedriger Pegel an dem Eingang des Inverters 156 und an dem Ausgang des Inverters 157 erzielt, von denen letzterer das logische Signal bildet, welches anzeigt, daß Wasser vorhanden ist. Der Schaltungsausgang schaltet scharf auf einen Widerstand der leitenden Spitze von etwa 150K Ohm um. Der Schwellenwiderstand kann erhöht werden, indem der Wert des Widerstands 186 erhöht wird.
Eine integrierte Schaltung 134 in Form eines Acht-Kanal- Analogmultiplexers genügt für den Pegelsensor, obgleich der andere Multiplexer 151 verfügbar ist, wenn eine Ausweitung auf mehr Kanäle gewünscht wird. Die Ausgänge (Stift 3) der Multiplexer 134 und 151 sind fest miteinander verdrahtet, weil ein hoher Pegel auf der Blockierleitung (Stift 6) des nichtgewählten Chips alle seine Analogschalter in den Zustand hoher Impedanz bringt.
Die integrierte Spannungs-Frequenz-Wandlerschaltung 135 erzeugt ein logisches Rechteckschwingungsausgangssignal, das eine Frequenz hat, die zu der Analogeingangssignalspannung mit einem nominellen Skalenfaktor von 10 K Hertz/Volt proportional ist. Die Eingangsimpedanz, welcher sich die Analogeingangsquelle gegenübersieht, beträgt, wie in dieser Schaltung benutzt, etwa 250 Megohm, bei einem Eingangsvorspannungsstrom von 100 nA. Deshalb sind Fehler aufgrund von Belastung und Eingangsstrom kleiner als 0,1% und sind daher vernachlässigbar. Um den maximalen Dynamikbereich sicherzustellen, zu dem der Wandler 135 in der Lage ist, ist es notwendig, den Eingangsverstärker null zu stellen. Das wird mit dem Potentiometer 165 erreicht.
Die Skaliergleichung, die die Ausgangsfrequenz zu der Eingangssignalspannung in Beziehung setzt, lautet in dieser Schaltung: F aus = V ein/10 (Widerstand 183 + Widerstand 167) · Kapazität 172. Das Potentiometer 167 wird benutzt, um den Skalenfaktor einzustellen. Der Spannungs-Frequenz- Wandler 135 liefert die Referenzausgangsspannung an dem Stift 7, die mit 1 Volt ± 5% festgelegt ist. Das Potentiometer 166 wird benutzt, um eine präzise Referenzspannung von 900 mV ± 1 mV zu erzeugen, die als V ref hoch bezeichnet wird, welche an den Multiplexer 134 an dem Stift 4 angelegt wird.
Ein weiteres Ausgangssignal aus dem Wandler 135 ist ein Thermometerausgangssignal, das die absolute Temperatur des Chips darstellt, und zwar mit einem Skalenfaktor von 1 mV/ºK ± 2%. Die Anfangseichung wird als eine Anstiegslinie mit einer Genauigkeit innerhalb von ± 5 Grad Kelvin bei Raumtemperatur festgelegt. Dieser Ausgangsreferenzwert wird an den Multiplexer 134 an dem Stift 2 angelegt und benutzt, um die Temperatur des Sensormodulelektronikbausteins anzuzeigen. Diese Temperatur kann durch den Prozessor 90 auf herkömmliche Weise benutzt werden, um die empfangene Wandlerfequenz zu korrigieren, wie es in den Spezifikationen des Herstellers angegeben ist, die mit dem VCO-Chip geliefert werden. Diese Korrektur ist nicht notwendig, wenn die Spannungspegel, die an den spannungsgesteuerten Oszillator angelegt werden, breiter beabstandet sind als die Änderungen in der Frequenz aufgrund der Temperatur und/oder wenn die Meßfühlerschaltungstemperatur relativ stabil ist.
Es folgt nun eine Zusammenfassung der Funktion des Flüssigkeitssensormoduls nach den Fig. 10, 11, 13 und 14 in Verbindung mit der Steuereinheit 40 und dem Meßfühlerkommunikationssystem; der Zweck des Flüssigkeitssensormoduls 149 ist es, das Vorhandensein von Flüssigkeit zu erkennen und festzustellen, ob die Flüssigkeit Kohlenwasserstoff oder Wasser ist. Ein Schwimmerschalter 224 erkennt, daß Flüssigkeit vorhanden ist; eine elektrische Konduktanzschaltung 140 unterscheidet zwischen Kohlenwasserstoff und Wasser. Diese beiden Eingangssignale an einer logischen Schaltung 142 bestimmen, welcher der drei Analogpegel dem Spannungs-Frequenz-Wandler 147 dargeboten wird. Die Resultierende der drei Frequenzen wird über die Meßfühlerkette zu der Steuereinheit 40 übertragen, um durch eine Zähltechnik decodiert zu werden. Gemäß dem Blockschaltbild in Fig. 10 liefert ein Wasser/Kohlenwasserstoff-Sensor 140 ein logisches Signal, welches hoch ist, wenn der spezifische elektrische Widerstand zwischen den leitenden Spitzen 221 und 222 oberhalb eines Schwellenwertes (etwa 150K Ohm) ist, und niedrig, wenn der spezifische Widerstand unter dem Schwellenwert ist. Daher bedeutet ein niedriges Ausgangssignal, daß zwischen den Spitzen Wasser vorhanden ist. Der Schwimmerschalter 224 erzeugt ein logisches Signal, welches bedeutet, daß Schwimmen aufgetreten ist. Eine logische Schaltung verarbeitet dieses beiden Eingangssignale und steuert einen Analogschalter 143, um einen von drei Analogpegeln, die durch den Spannungsteiler 144 erzeugt worden sind, an den Multiplexer 134 anzulegen. Eingangssignale aus der Steuereinheit 40 steuern den Analogkanal, der durch den Multiplexer 134 ausgewählt wird. In dem Flüssigkeitssensor 149 werden vier Multiplexerkanäle 146 benutzt; dabei handelt es sich um: ein Luft-Öl-Wasser-Signal, eine Referenzspannung (nominell 1 Volt); eine Null-Volt- Referenzspannung; und ein Thermometerausgangssignal. Der Wandler 147 erzeugt eine symmetrische Rechteckschwingung einer Frequenz, die zu der Analogausgangsspannung des Multiplexers 134 direkt proportional ist. Dieses Rechteckschwingungssignal ist zur Übertragung über die Kommunikationsmodulkette zu dem Prozessor in der Steuereinheit 40 geeignet. Die Proportionalitätskonstante beträgt nominell 10K Hertz/Volt. Zwei Analogausgangssignale werden durch den Wandler 147 ebenfalls erzeugt: ein Ein-Volt-Referenzpegel, der benutzt wird, um den Spannungsteiler 144 anzusteuern; ein Thermometersignal, das zu der absoluten (Kelvin) Temperatur des als integrierter Schaltungschip 147 ausgebildeten Wandlers direkt proportional ist und das eine Proportionalitätskonstante von 1 Millivolt/Grad Kelvin hat. Das letztere Signal wird benutzt, um die Temperatur des Fluidsensorelektronikbausteins zu überwachen. Gemäß Fig. 11 werden wegen der Üblichkeit der Funktion sowohl der Flüssigkeitssensor 149 als auch der Pegelsensor 139 auf derselben gedruckten Leiterplatte durch geeignetes Vorsehen oder Weglassen von Komponenten und geeignete Plazierung der drei Schaltdrahtverbindungen 201, 202 und 203 aufgebaut. Die gekrümmten gestrichelten Linien in dem Schaltbild zeigen die verlangten Schaltdrahtverbindungen für den Flüssigkeitssensor 149; die ausgezogenen gekrümmten Linien sind die Schaltdrähte für den Pegelsensor 139. Die Wasser/Kohlenwasserstoff-Sensorschaltung 140 arbeitet so, wie es oben bei der Erläuterung des Pegelsensors 139 beschrieben worden ist, um ein logisches Signal an dem Ausgang des Inverters 157 zu erzeugen, das an den Stift 10 des Logik/Schalters 151 in der Flüssigkeitssensorausführungsform angelegt wird.
Der Schwimmerschalter 224 ist ein magnetisch betätigter einpoliger Ein/Aus-Schalter, der mit der an Masse liegenden Elektrodenspitze 221 in der Schwimmerbaugruppe 225 verbunden ist, wenn keine Flüssigkeit vorhanden ist. Schwimmen bewirkt, daß der Schwimmerschalter 224 öffnet. Der Schalter wird mit Vbb über den Widerstand 198 und über den gestrichelten Schaltdraht 201 mit dem Stift 11 des Logik/Schalters 151, einem Kanalwähleingang, verbunden. Schwimmen verursacht daher einen hohen Pegel an dem Stift 11. Der Ausgang der Wasser/Kohlenwasserstoff-Sensorschaltung wird über den gestrichelten Schaltdraht 202 mit dem Stift 10 verbunden, einem weiteren Kanalwähleingang des Logik/Schalters 151. Der Stift 9 des Logik/Schalters 151 wird durch Softwarebefehle aus der Steuereinheit 40 auf niedrigem Pegel gehalten. Der als integrierte Schaltung ausgebildete Logik/Schalter 151 ist ein Multiplexer-Chip, der in dem Fluidsensor sowohl als die Logikschaltung 142 als auch als der mehrpolige Analogschalter 143 benutzt wird. Seine Kanalwähleingänge werden wegen ihrer Fähigkeit benutzt, eine einfache logische Funktion bei zwei binären Eingangssignalen zu erfüllen und das Ergebnis auszudrücken, indem unter der Gesamtheit der analogen Eingangssignale, die an den Kanaleingängen anliegen, eines ausgewählt wird. Die Spannungsteilerschaltung 144 legt Spannungspegel von 0,75, 0,5 und 0,25 Volt an die Stifte 12, 13, 14 bzw. 15 des Logik/Schalters 151 an. Die Logik ist so, daß die in Tabelle 1 aufgelistete Beziehung zwischen Zuständen und Analogspannungen an dem Ausgang, Stift 3, des Logik/Schalters 151 erzeugt wird. TABELLE 1 Zustand Logik Eingangsstift Analogschalter Ausgangsstift Frequenz am V/F-Wandler-Ausgangsstift Luft Niedrig Hoch 0,25 Vol Öl Wasser
Das Ausgangssignal des Stifts 3, wird als das Analogeingangssignal an den Spannungs-Freguenz-Wandler 147, Stift 2, angelegt. Ausgangsfrequenzen werden wie in Tabelle 1 gezeigt aufgrund der erkannten Zustände erzeugt. Es sei angemerkt, daß die Ausgangsstifte 3 der beiden Multiplexerchips 151 und 134 fest miteinander verdrahtet sind; das ist machbar, weil der Blockiereingang, Stift 6, von der Software gesteuert wird. Wenn das Blockiereingangssignal hoch ist, gehen alle Analogschalter in den Zustand hoher Impedanz. Der Wandler 147 liefert außerdem eine Referenzspannung von 1,0 Volt an seinem Stift 4, die benutzt wird, um den Spannungsteiler 144 anzusteuern, und die an den Multiplexer 134, Stift 4, angelegt wird, so daß er durch die Steuereinheit 40 überwacht werden kann. Der Wandler 147 erzeugt außerdem ein Thermometerausgangssignal an seinem Stift 3, welches ein Analogsignal ist, das zu der absoluten oder Kelvin-Temperatur des V/F-Chips proportional ist, und zwar mit einem Skalenfaktor von 1 mV/ºK. Dieses Signal wird auch an den Multiplexer 134 angelegt, und zwar an den Stift 2. Der Skalenfaktor des Wandlers 147 wird durch den Kondensator 171 und den Widerstand 180 gemäß folgender Beziehung eingestellt: F = V/10 · Widerstand 180 · Kapazität 171, mit den gezeigten Werten, wobei der Skalenfaktor s 10 KHz/Volt beträgt. Es sei angemerkt, daß der Kondensator 171 nahe bei den Stiften montiert sein sollte, mit denen er verbunden wird, um Fehler aufgrund von Abgriff- und Streukapazität zu vermeiden.
Die obige Beschreibung des Sensormoduls für den Flüssigkeitspegelmeßfühler und den Flüssigkeitsmeßfühler stellt lediglich ein Beispiel dar. Aus der Beschreibung dürfte klar hervorgehen, daß irgendein Erfassungselement, das ein Ausgangssignal in Form einer Spannung hat, in einen solchen Meßfühler eingebaut werden kann, indem er auf einen geeigneten Spannungspegel eingestellt wird, die Spannung mit einem Multiplexer oder einer ähnlichen Torschaltung verknüpft wird, die Spannung an einen Spannungs-Frequenz-Wandler angelegt wird und das resultierende Ausgangssignal des Wandlers an einen Kommunikationsmodul angelegt wird, wie es oben beschrieben worden ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist eine solche Schaltung für den Dampfmeßfühler 26 und den Leitungsdruckmeßfühler 23 vorgesehen. Die Dampfmeßfühlerelektronik zum Erzeugen des oben erwähnten Spannungspegels sowie der mechanische Aufbau des Bausteins und die Methode zum Installieren desselben zwischen den Wänden eines doppelwandigen Tanks sind vorzugsweise so, wie es in der GB-Patentanmeldung Nr. 2188735 beschrieben ist. Der Leitungsdrucksensor 23C ist vorzugsweise ein Sensor, der eine elektronische Schaltung enthält, wie sie in der US-Patentanmeldung Nr. 134 694 beschrieben ist , um zwei Spannungen zu erzeugen, von denen eine einen Auslösepunkt bei etwa 20,7 kPa (3 psi) und die andere einen Auslösepunkt von etwa 48,3 kPa (7 psi) anzeigt. Diese Spannungen werden an eine Logikschaltung und an einen Analogschalter ähnlich denjenigen angelegt, die in Fig. 10 gezeigt sind, um die Signale an den Multiplexer wie 134 zu liefern, welche weiter zu der Steuereinheit geleitet werden. Diese Signale aus dem Leitungsdruckmeßfühler 23 umfassen ein internes Flüssigkeitssignal.
In Fig. 18, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Blockschaltbild der Durchflußeinheit 22 gezeigt. Die Einheit umfaßt einen Durchflußmesser 22A, ein Überlaufmeßinstrument 22C, ein e Durchflußmeßinstrumentschnittstelle 250, eine,, Überlaufschnittstelle 252, einen Mikroprozessor 255 und einen RS232-Anschluß 257. Der Durchflußmesser ist vorzugsweise ein hochgenauer Turbinendurchflußmesser wie ein Cox- Modell Nr. F-3/4, das von Schutte and Koerting Division of Ametek, Inc., 3255 W. Stetson Avenue, Hemet, California 92343, USA, hergestellt wird, obgleich andere herkömmliche Durchflußmesser benutzt werden können. Das Überlaufmeßinstrument 22C ist vorzugsweise ein Modell Nr. 73, das von Magnetrol International, 4300 Belmont Road, Downers Grove, Illinois 60515, USA hergestellt wird, obgleich andere herkömmliche Überlaufmeßinstrumente benutzt werden können. Das Ausgangssignal des bevorzugten Durchflußmessers 22A ist eine Reihe von Impulsen mit einer Frequenz, die zu der Strömungsgeschwindigkeit in dem Durchflußmesser proportional ist. Daher ist das, Signal, das durch die Durchflußmesserschnittstelle 250 empfangen wird, ähnlich dem, das durch die Statussignalschnittstelle 96 empfangen wird, und kann ebenso gehandhabt werden. In diesem Fall wird jedoch die Rücksetzabfrage vorzugsweise durch einen Tastaturbefehl eingeleitet, der über das Kabel 32, den Anschluß 257 und den Mikroprozessor 255 vor der Förderung übertragen wird. Das Ausgangssignal des Überlaufmeßinstruments 22C ist ein Spannungssignal mit einem vorbestimmten Spannungspegel, und deshalb ist die Schnittstelle 252 eine einfache Spannungsbrücke, die die Eingangsspannung auf einen geeigneten Pegel zum Eingeben in den Mikroprozessor 255 einstellt. Der Mikroprozessor 255 ist vorzugsweise ein Typ HD63701VOP oder HD6301V1, die beide von Hitachi hergestellt werden, obgleich viele andere Mikroprozessoren benutzt werden könnten. Seine Hauptfunktion ist es, das Ausgangssignal des Durchflußmessers 22A zwischen Unterbrechungen aus der Steuereinheit 40 zu speichern; er sorgt außerdem vorzugsweise für eine Mittelwertbildung und für Korrekturen, die ansonsten durch den Prozessor 90 der Steuereinheit vorgenommen werden müßten, wodurch Zeit der Steuereinheit für Überwachungsfunktionen eingespart wird. Der RS232-Anschluß 257 kommuniziert zwischen dem Mikroprozessor 255 und der Steuereinheit-RS232-Schnittstelle 97. Das Signal aus der Durchflußeinheit 22 umfaßt auch ein internes Flüssigkeitssignal.
In den Fig. 17 und 19 bis 23, auf die nun Bezug genommen wird, sind die bevorzugten Flußdiagramme der bevorzugten Steuereinheitprozessorprogramme gezeigt. Das Hauptprogramm ist in Fig. 17 zusammengefaßt. Das Programm initialisiert das System und führt Wartungsroutinen aus, nachdem es eingeschaltet worden ist. Diese Initialisierungen und Wartungsroutinen sind herkömmlich und werden hier nicht erläutert. Diese Routinen enthalten vorzugsweise einen Zeitsteuer-Interrupt, wie es z. B. in dem US-Patent Nr. 4 736 193 beschrieben ist. Immer dann, wenn eine bestimmte Taste auf der Tastatur 51 gedrückt wird, wie z. B. die Ausgangstaste, tritt die Software in die Programmbetriebsart ein, in welcher das System programmiert sein kann. Eine solche Programmbetriebsart ist in dem obigen Patent beschrieben und kann nach Bedarf modifiziert werden, um irgendeine gewünschte Programmierung des Systems auszuführen. Das Hauptprogramm wird etwa einmal jede Minute abgefragt und tritt in die Überwachungsbetriebsart ein, die in Fig. 19 gezeigt ist. In der Überwachungsbetriebsart wird die Durchflußeinheit 22 unterbrochen, um festzustellen, ob der Durchflußmesser läuft. Wenn dem so ist, tritt das Programm in die Füllbetriebsartunterroutine ein, die das Pegelmeßinstrument alle fünf Sekunden überprüft. Wenn der hohe Zustand des Alarmsignals des Pegelmeßinstruments anzeigt, daß der Tank sich dem vollen Zustand nähert, tritt das System in eine Tank-voll-Betriebsart ein und überprüft dann das Überlaufmeßinstrument und geht dann in eine Alarmbetriebsart, in welcher geeignete visuelle und hörbare Signale für den sich nähernden Voll-Zustand geliefert werden. Das System wird weiterhin das Überlaufmeßinstrument in Intervallen von fünf Sekunden überprüfen, bis der Durchflußmesser abgeschaltet wird. Anschließend wird das System wieder mit dem Überprüfen des Überlaufmeßinstruments 22C jedesmal dann beginnen, wenn der Durchflußmesser eingeschaltet wird, bis der Tankflüssigkeitspegel unter den hohen Alarmpegel des Pegelmeßinstruments sinkt und den hohen Alarmpegel inaktiviert. Wenn der Durchflußmesser abschaltet, überprüft das System das Pegelmeßinstrument und das Überlaufmeßinstrument erneut und befaßt sich dann mit dem Überwachen der Leitungsdruckmeßfühler, der externen Meßfühler und der Ringraummeßfühler. Die bevorzugten Programme für diese Überwachungsfunktionen sind in den Fig. 20, 21 bzw. 22 gezeigt.
Der bevorzugte Leitungsdruckmeßfühler 23 liefert, wie oben erläutert, ein Signal zurück, das zwischen drei Druckwerten unterscheidet, d. h. weniger als etwa 20,7 kPa (3 psi), zwischen 20,7 kPa (3 psi) und 48,3 kPa (7 psi) sowie über 48,3 kPa (7 psi). Das Programm setzt dann ein niedriges Leitungsdruckflag immer dann, wenn der Leitungsdruck unter 48,3 kPa (7 psi) sinkt, und ein Leitungsleckflag immer dann, wenn der Leitungsdruck unter 20,7 kPa (3 psi) sinkt. Diese Flags werden in dem Alarmprogramm benutzt, um Alarme zu geben und außerdem zusätzliche Entscheidungskriterien zu liefern, die in die Unterroutinen für die externen Meßfühler und die Tankbestandbetriebsart eingebaut werden. Die Leitungsdruckunterroutine wird jedesmal dann aufgerufen, wenn die Leitungsdruckuhr die Zeitsperre erreicht. Die Uhr ist eine programmierbare Softwareuhr, die vorzugsweise auf etwa 2 Minuten eingestellt wird.
Die Unterroutine für die externen Meßfühler ist in Fig. 21 gezeigt. Diese Unterroutine wird jedesmal dann aufgerufen, wenn die Uhr des externen Meßfühlers die -Zeitsperre erreicht; diese Softwareuhr wird ebenfalls vorzugsweise auf etwa eine Zeitsperre in Intervallen von etwa 2 Minuten eingestellt. Diese Unterroutine benutzt die gespeicherten Entscheidungskriterien, die durch die Dateneingabe durch verschiedene Meßfühler und Sensoren und durch andere Unterroutinen (in der Form von Flags) geliefert werden, um eine zuverlässigere und ausführlichere Antwort auf Lagersystemlecks zu liefern, als durch irgendein bekanntes Leckerfassungssystem geliefert werden könnten. Wenn es keine Meßfühler gibt, die Alarm geben, zeichnet das System diese Tatsache einfach auf und kehrt zu der Überwachungsbetriebsartunterroutine zurück. Wenn ein oder mehrere Meßfühler einen Kohlenwasserstoffzustand berichten, prüft die Unterroutine, um festzustellen, ob ein Verlustflag gesetzt worden ist, d. h. ob die Tankbestandsunterroutine (vgl. unten) einen Tankvolumenverlust festgestellt hat oder ob die Leitungsdruckunterroutine einen Leitungsverlust festgestellt hat. Wenn dem so ist, wird ein Großleckflag sofort gesetzt. Das Großleckflag wird auch gesetzt, wenn mehr als ein Meßfühler einen Kohlenwasserstoffzustand berichtet. Andernfalls wird das Leckflag gesetzt. Danach prüft das Programm, um festzustellen, ob ein Überlaufflag gesetzt worden ist, und setzt, wenn dem so ist, das Verschüttungsflag, was anzeigt, daß es vermutlich zu einem Verschütten (im Gegensatz zu einem Leck) gekommen ist. Schließlich prüft das Programm, ob ein niedriges Leitungsdruckflag gesetzt worden ist und, wenn dem so ist, wird die Lage des niedrigen Leitungsdruckes (unter der Annahme, daß es mehr als einen Leitungsdruckmeßfühler in dem System gibt) mit den Meßfühlern verglichen, die Kohlenwasserstoffzustände melden, und wenn irgendwelche korrelieren, werden Lecklageflags gesetzt, die benutzt werden, um auf einem Drucker 41 und einer Anzeigeeinrichtung 42 (über periphere Einheiten 49) Anzeigen zu liefern, welche die Lage der Lecks zeigen.
Die Ringraummeßfühlerüberprüfungsunterroutine ist in Fig. 22 gezeigt. Diese Unterroutine wird durch eine programmierbare Softwareuhr aufgerufen, die vorzugsweise auf etwa 4 Minuten eingestellt wird. Wenn die Ringraummeßfühler wie z. B. 26 nicht irgendein Vorhandensein von Kohlenwasserstoff berichten, kehrt das System zu der Überwachungsbetriebsart zurück. Wenn ein Meßfühler den Kohlenwasserstoffzustand berichtet, wird das Kohlenwasserstoff-im-Ringraum-Flag gesetzt. Wenn außerdem für denselben Tank ein Tankvolumenverlustflag gesetzt wird, dann wird das Großleckflag gesetzt. Wenn ein externes Leckflag gesetzt wird, und das Leck mit dem Tank korreliert, in welchem der Ringraummeßfühler über Kohlenwasserstoff berichtet, dann wird ein Tankverlustflag gesetzt, welches anzeigt, daß sowohl der innere als auch der äußere Tank durchbrochen worden sind.
Das Tankbestandsprogramm, welches einen Teil des Hauptprogramms bildet, ist in Fig. 23 gezeigt. Zu diesem Programm wird immer dann zurückgekehrt, wenn der Prozessor 40 keine anderen Aufgaben ausführt, und es durchläuft sich ständig selbst, solange der Mikroprozessor nicht aufgerufen wird, andere Aufgaben zu erfüllen. Im allgemeinen wird die volle Berechnung zum Vollenden dieses Programms mehrere Minuten an Prozessorzeit benötigen. Wenn eine der Abgabepumpen oder der Fülldurchflußmesser in Betrieb sind, wird das Programm die notwendigen Daten lesen und aufzeichnen und dann auf eine Kurzformberechnung übergehen, bei der das Tankvolumen geschätzt wird. Wenn ein Tankvolumenverlust in der Schätzbetriebsart festgestellt wird, wird ein Schätzvolumenverlustflag gesetzt. Dieses Flag ist ausreichend, um Alarmanzeigen auszusetzen, wenn es in Kombination mit anderen Leck- oder Verlustflags, wie in den externen Leckmeßfühler- und Ringraumleckmeßfühlerüberwachungsprogrammen, auftritt, es wird aber nicht selbst das System veranlassen, in Alarm zu gehen. Wenn sowohl der Abgabe- als auch der Eingabedurchflußmesser nicht in Betrieb sind, führt das System eine Berechnung des Tankvolumens mit voller Genauigkeit durch. Diese Berechnung erfolgt so, daß sie auf vorhergehenden Berechnungen basiert, und daher können während langen Zeitspannen von Pumpen- und Durchflußmesserabschaltungen, wie z. B. über Nacht, sehr genaue Bestandsberechnungen gemacht werden. Selbst in der genauen Betriebsart wird das System keinen Alarm ertönen lassen, wenn zum ersten Mal ein Tankvolumenverlust oder -gewinn berechnet wird, sofern nicht ein Leckflag gesetzt ist, wobei in diesem Fall das Volumenverlustflag sofort gesetzt wird und das System auf das Alarmprogramm übergeht. Wenn kein Leckflag gesetzt ist, dann wird das System das Volumenverlustflag setzen und in Alarm immer dann gehen, wenn zwei Gewinne oder zwei Verluste nacheinander berechnet werden, ohne daß Berechnungen dazwischen keinen Gewinn oder keinen Verlust zeigen.
Das Alarmprogramm ist in Fig. 24 gezeigt. Das Programm sorgt für geeignete hörbare und visuelle Anzeigen der verschiedenen Alarmzustände, die mit Flags gekennzeichnet worden sind. Diese Anzeigen können von Anlage zu Anlage variieren und können in den Speicher 91 über die Tastaturen 92 (50, 51) einprogrammiert werden. Solche Anzeigen sind bekannter Stand der Technik und werden hier nicht ausführlich erläutert. Das Alarmprogramm hält eine Aufzeichnung des Alarmereignisses in dem Speicher 91 fest. Auf diese Aufzeichnung kann über die Tastaturen 92 oder den Fernterminal 49 zugegriffen werden. Wenn die geeigneten Anzeigen gegeben worden sind und die Aufzeichnung abgespeichert worden ist, kehrt das System zu dem Programm zurück, welches es verlassen hat.
Gemäß der obigen Beschreibung gestattet die Kombination der externen und internen Sensoren in einem System eine detailliertere Analyse der Tanksituation. Darüber hinaus macht es, wie beschrieben, das kombinierte System möglich, Alarme außer Betracht zu lassen, die verdächtig sein können. Weiter gestattet das kombinierte System, Meßfühler auf empfindlichere Erfassungspegel einzustellen, ohne Fehlalarme zu vermehren, und gestattet sogar, Fehlalarme zu verringern. Insbesondere kann die Bestandsberechnung in der Praxis genauer ausgeführt werden; das dürfte auf die vermehrte Information zurückzuführen sein, die dazu dient, Fehler in der Berechnung auszubügeln, ganz auf die Weise, wie Information über zusätzliche Variable die Genauigkeit der Berechnung der Lösung von gleichzeitigen Gleichungen verbessert. Die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit des kombinierten Systems werden daher viel stärker gesteigert, als es aus einem einfachen Aufaddieren der Fähigkeiten der beiden unabhängigen Systeme erwartet würde.

Claims

1. Tankbestands- und Leckerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Status eines Flüssigkeitslagersystems und seines Inhalts, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine externe Erfassungseinrichtung (21A, 22, 24, 26, 28) zum Erfassen von einem oder mehreren Zuständen von Flüssigkeit außerhalb des Lagersystems und zum Liefern eines externen Flüssigkeitssignals;

eine interne Erfassungseinrichtung (25) zum Erfassen von einem oder mehreren Zuständen von Flüssigkeit innerhalb des Lagersystems und zum Erzeugen eines internen Flüssigkeitssignals;

eine Einrichtung (90, 91) zum Speichern von Entscheidungskriterien, die einen oder mehrere der externen Flüssigkeitszustände mit einem oder mehreren der internen Flüssigkeitszustände in Beziehung setzen; und

eine Anzeigeeinrichtung (90, 41, 42, 45, 46, 47), die mit der Einrichtung zum Speichern kommuniziert und auf eine Korrelation zwischen dem externen Flüssigkeitssignal und dem internen Flüssigkeitssignal anspricht, um eine Anzeige des Status des Flüssigkeitslagersystems und seines Inhalts zu liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Erfassungseinrichtung eine Sammeleinrichtung aufweist zum Erfassen des Vorhandenseins von kleinen Mengen an Kohlenwasserstofflüssigkeit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Erfassungseinrichtung weiter eine Sammeleinrichtung (36) aufweist zum Sammeln von Flüssigkeit und eine Schwimmereinrichtung (225), die so ausgebildet ist, daß sie in die Sammeleinrichtung paßt und den überwiegenden Teil von deren Volumen an der Flüssigkeit-Schwimmer-Grenzfläche einnimmt, und eine Abfühleinrichtung (224), die an dem Schwimmer befestigt ist, zum Liefern des externen Flüssigkeitssignals.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Erfassungseinrichtung einen Dampfsensor und eine Einrichtung zum Anbringen des Dampfsensors zwischen den Wänden und nahe dem Boden eines doppelwandigen Tanks aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Erfassungseinrichtung (25) eine Meßeinrichtung aufweist zum Messen der Menge an Flüssigkeit in dem Lagersystem.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Flüssigkeitspegeleinrichtung (130) aufweist zum Messen des Flüssigkeitspegels in dem Lagersystem und wenigstens eine Temperatursensoreinrichtung (132) zum Abfühlen der Temperatur der Flüssigkeit in dem Lagersystem.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (91) eine Einrichtung aufweist zum Speichern von Entscheidungskriterien zum Bestimmen der Lage eines Lecks in dem Flüssigkeitslagersystem und daß die Anzeigeeinrichtung eine Einrichtung (41, 42) aufweist zum Anzeigen der Lage des Lecks in dem Flüssigkeitslagersystem.