DK176679B1 - Sensor til detektering af slamniveau - Google Patents

Description

DK 176679 B1

Sensor til detektering af slamniveau

Den foreliggende opfindelse angår en sensor til detektering af slamniveauet i en beholder.

5

Olie/benzinudskillersystemer, som f.eks. anvendes i forbindelse med tankstationer, indeholder et slamfang, som har det formål at separere faste partikler fra den væske, der løber igennem olie/benzinudskilleren. De fraseparerede partikler vil opsamles i bunden af slamfanget, hvor de danner et slamlag. Slamlaget vil vokse i højden med 10 tiden, og på et givent tidspunkt vil det være nødvendigt at tømme slamfanget for slam for at sikre slamfangets fortsatte funktion. Slamniveauet bestemmes i dag typisk ved en manuel pejling, eller også tømmes slamfanget efter faste periodiske tidsintervaller.

En tømning af et slamfang vil typisk foregå ved hjælp af en slamsuger, som tømmer 15 hele slamfanget for indhold. Prisen for en tømning beregnes typisk ud fra, hvor mange m3 der blev udtømt fra slamfanget. Det er derfor økonomisk optimalt at tømme slamfanget for sit indhold, når slamniveauet har nået det maksimale niveau, der er kendetegnende for den pågældende slamfangstype.

20 Formålet med den foreliggende opfindelse er at muliggøre en automatisering og optimering af tømning af et slamfang og derved minimere omkostningerne, der opstår ved drift af en olie/benzinudskiller.

Sensorer af samme art, hvor detektering af slamlaget er baseret på slammets egenskab 25 for dæmpning af ultralyd, er kendt f.eks. fra japansk patentskrift nr. JP2000187025, JP2000221176 og JP10332651. Det er kendetegnende for de kendte sensorer, at ultralydssender og -modtager er anbragt vandret over for hinanden i hvert sit lukkede hus i en tilstrækkelig stor afstand. Denne udformning giver de kendte sensorer forholdsvis stor størrelse samt en forholdsvis høj fremstillingspris. De kendte sensorer finder ty-30 pisk anvendelse i store åbne slamfang på f.eks. kommunale rensningsanlæg.

Den foreliggende opfindelse adskiller sig fra denne type sensorer af samme art ved, at ultralydssender og -modtager er anbragt i samme hus og at ultralyden reflekteres fra 2 DK 176679 B1 sender til modtager ved hjælp af et antal arme, der er påmonteret huset. Denne udformning er meget kompakt og giver en lav fremstillingspris.

Sensorer af samme art, hvor detekteringen af lagdelingen mellem to medier er baseret på forskellen i mediernes akustiske impedans, er kendt f.eks. fra det europæiske pa-5 tentskrift nr. EP0544173 Bl og det japanske nr. JP60066121. Det er kendetegnende for denne type kendte sensor, at ultralyds sender og -modtager er anbragt på ydersiden af en beholder og lyden sendes igennem beholdervægen.

Den foreliggende opfindelse adskiller sig fra denne type sensorer af samme art ved, at 10 være en sensor, der hænger frit indvendigt i en beholder, hvilket gør den foreliggende opfindelse ideel til anvendelse i en nedgravet beholder.

Sensoren ifølge opfindelsen beskrives nedenfor under henvisning til tegningens fig. 1, hvori der er vist en eksempelvis udførelsesform. Fig. la viser sensoren set forfra, fig.

15 lb viser sensoren set fra siden og fig. lc viser et tværsnit af sensoren vist forfra.

Fig. lc viser den foreliggende opfindelse, som angår en sensor til detektering af slamniveauet i en beholder, bestående af et hus 1, hvori der er anbragt en ultralydssender 2, en ultralydsmodtager 3 og et printkort 6. På huset 1 er der fastgjort to arme 4, 5 og en 20 ballastvægt 7. Sensoren er ophængt i en ledning 9, som er fastgjort til ballastvægten 7 ved hjælp af en vandtæt kabelforskruning 8. De overflader på de to arme 4, 5, der vender ind imod henholdsvis ultralydssender 2 og ultralydsmodtager 3, er udstyret med lydreflekterende overflader 4a, 5a, der fungerer som akustiske spejle. Der, hvor ultralydssender 2 og ultralydsmodtager 3 er fastgjort på indersiden af huset 1, er der an-25 bragt to impedanstilpassede akustiske vinduer 2a, 3a.

Fig. 2 viser en eksempelvis udførelsesform for den foreliggende opfindelse neddykket i en beholder 12, som indeholder et væskelag 10 og et lavt slamlag 11a. Når sensoren hænger frit i væskelaget 10, vil lydstrålen 2b, som udsendes fra ultralydssenderen 2, 30 transmitteres igennem væskefasen 10, reflekteres af den første arm 4, transmitteres vandret igennem væskevasen 10, reflekteres af den anden arm 5 og transmitteres igennem væskefasen 10 til ultralydsmodtageren 3.

3 DK 176679 B1

De fleste væsker har en forholdsvis lav akustisk dæmning, f.eks. har vand ved 20°C og 1 MHz en dæmpning på 0,02 dB/m. Derfor vil lydstrålen 2b, der når frem til ultralydsmodtageren 3 efter at være reflekteret af armene 4, 5, være forholdsvis kraftig, så længe sensoren hænger frit i væskefasen 10.

5

Fig. 3 viser en eksempelvis udførelsesform for den foreliggende opfindelse neddykket i beholder 12, som indeholder et væskelag 10 og et højt slamlag 11b. Når sensoren hænger delvis dækket af slamlaget 11b, vil lydstrålen, som udsendes fra ultralydssenderen 2, blive transmitteret igennem slamlaget 11b, reflektere på den første arm 4, 10 transmittere vandret igennem slamlaget 11b, reflektere på den anden arm 5 og blive transmitteret igennem slamlaget 11b til ultralydsmodtageren 3.

Det slam, der typisk forefindes i slamlaget i en olie/benzinudskiller, har en typisk akustisk dæmpning på 200-400 dB/m. Derfor vil lydstrålen, der når frem til ultralydsmod-15 tageren 3 efter at være reflekteret på armene 4, 5, være forholdsvis svag, når den ne-derste del af sensoren er neddykket i slamlaget 1 lb.

Printkortet 6 indeholder den nødvendige elektronik for at styre lydudsendelsen fra ultralydssenderen 2, forstærke og signalbehandle signalet fra ultralydsmodtageren 3, 20 samt kommunikere med omverdenen over ledningen 9, hvori sensoren er ophængt.

Sender 2 og modtager 3 indeholder et piezoelektrisk materiale til henholdsvis at generere lydstrålen og til at omdanne lydstrålen til et elektrisk signal igen. Sendefrekvensen for ultralydssenderen 2 ligger i området fra 100 kHz - 5 MHz.

25

En anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse består i, at modtageren 3 udskiftes med et akustisk spejl, hvorved lydstrålen reflekteres tilbage til senderen 2, der også fungerer som modtager i denne udførelsesform.

30 Ved at anbringe senderen 2 i en vinkel på 40-60° mellem sendefladen og husets 1 lodrette aksel og ved at anbringe modtageren i en vinkel på 40-60° mellem modtagefladen og husets 1 lodrette aksel, opnås en kompakt udformning af sensoren.

4 DK 176679 B1

Den foreliggende opfindelse kan også anvendes til detektering af vaeskeniveau, idet lydstrålen, som udsendes fra ultralydssenderen 2, ikke vil blive transmitteret til ultralydsmodtageren 3, hvis sensoren befinder sig i luften over væskelaget 10.

5 \

Claims (8)

1. En sensor bestående af et hus (1), et printkort (6), en ultralydssender (2) og en ultralydsmodtager (3) og et antal arme (4,5) med lydreflekterende overflader (4a, 5a), til 5 detektering af slamniveau i en beholder ved måling af dæmpningen af ultralyd i slam, kendetegnet ved, at sender (2) og modtager (3) er integreret i et hus (1) og armene (4.5) er påmonteret huset (1) således at deres lydreflekterende overflader (4a,5a) reflekterer ultralyden fra sender (2) til modtager (3).

2. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1, kendetegnet ved, at armene (4.5) med lydreflekterende overflader (4a, 5a) er en integreret del af huset (1).

3. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1, kendetegnet ved, at armene (4.5) med lydreflekterende overflader (4a, 5a), huset (1) og en ballastvægt (7) er en 15 integreret enhed.

4. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1,2 og 3, kendetegnet ved, at de lydreflekterende overflader (4a, 5a) på armene (4,5) består af metal.

5. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sendefre kvensen for ultralydssenderen (2) ligger i området fra 100 kHz - 5 MHz.

6. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ultralydssenderen (2) sender på to eller flere frekvenser. 25

7. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ultralydssenderen (2) også er ultralydsmodtager.

8. En sensor til detektering af slamniveau ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sensoren 30 er ophængt i en ledning (9).