ES2569212T3 - Dispositivo de medición de nivel de un fluido - Google Patents

Dispositivo de medición de nivel de un fluido Download PDF

Info

Publication number
ES2569212T3
ES2569212T3 ES08158367.6T ES08158367T ES2569212T3 ES 2569212 T3 ES2569212 T3 ES 2569212T3 ES 08158367 T ES08158367 T ES 08158367T ES 2569212 T3 ES2569212 T3 ES 2569212T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fluid
transducer
piece
wave
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES08158367.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Jan BOSTRÖM
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Axsensor AB
Original Assignee
Axsensor AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE0302710A external-priority patent/SE0302710D0/xx
Priority claimed from SE0302709A external-priority patent/SE527128C2/sv
Application filed by Axsensor AB filed Critical Axsensor AB
Application granted granted Critical
Publication of ES2569212T3 publication Critical patent/ES2569212T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02425—Liquids in gases, e.g. sprays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/101—Number of transducers one transducer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

Un dispositivo de medición del nivel de un fluido (116) en un depósito (118), utilizando impulsos acústicos de baja frecuencia, comprendiendo el citado dispositivo: - un medio transductor (114) para transmitir y recibir impulsos acústicos, y - una guía de ondas (112) conectada al citado transductor (114) y dispuesta para extenderse en el interior del fluido (116), teniendo los citados impulsos acústicos una longitud de onda que es más larga que el doble del diámetro de la guía de ondas, para asegurar la propagación de ondas planas, teniendo la citada guía de ondas una pieza de referencia (128) dispuesta para estar situada por encima de la superficie del fluido y que se extiende entre el transductor y un elemento de referencia (26), estando dispuesto el citado elemento de referencia (26) para reflejar parcialmente un impulso acústico desde el transductor con el fin de permitir la determinación de la velocidad actual del sonido, caracterizado porque la citada pieza de referencia (128) de la guía de ondas es helicoidal o tiene la forma de una espiral plana.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
DESCRIPCION
Dispositivo de medicion de nivel de un fluido Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un dispositivo mejorado para proporcionar una medicion acustica del nivel de un fluido en un deposito, comprendiendo dicho dispositivo un transductor que se encuentra dispuesto fuera del citado lfquido para transmitir y recibir senales acusticas, y una grna de ondas conectada al citado transductor y que se extiende en el interior del lfquido. La presente invencion tambien se refiere a un procedimiento para medir acustica- mente el nivel del lfquido en un deposito.
Tecnica antecedente
Los dispositivos y los procedimientos de medicion que utilizan senales acusticas son bien conocidos en la tecnica anterior. La medicion acustica puede ser utilizada, por ejemplo, para medir la distancia, la profundidad, el volumen, el caudal o propiedades acusticas de objetos de medicion tales como la atenuacion y otros similares. A menudo, el tiempo de desplazamiento de un impulso acustico a traves de un medio, o el tiempo de desplazamiento de un impul- so acustico hacia delante y atras de un objeto de medicion reflectante se utiliza como base para el calculo de, por ejemplo, la distancia al objeto de medicion. La distancia se calcula basicamente a partir de la formula muy conocida: distancia = velocidad * tiempo.
Sin embargo, la velocidad del sonido depende, por ejemplo, de la temperatura, lo que puede hacer que la medicion sea erronea. Para superar este problema, muchos sistemas de medicion acustica comprenden un sistema de referenda, en el que el impulso acustico recorre una distancia conocida con el fin de determinar la velocidad actual del sonido, con lo que la velocidad actual del sonido se utiliza a continuacion para calcular la distancia desconocida o el volumen, etcetera, del objeto de medicion. Un sistema de referencia se desvela, por ejemplo, en la solicitud de pa- tente del Reino Unido GB2 164 151.
Sin embargo, la velocidad del sonido tambien depende de la composicion del gas a traves del cual se desplaza la senal. A menudo, la composicion del gas vana a lo largo del dispositivo de medicion, con lo que la velocidad del sonido es diferente en diferentes partes del dispositivo de medicion, lo cual puede afectar de manera significativa la precision de la medicion.
El documento US 4.933.915 (D4) desvela un dispositivo para medir el nivel de un fluido en un deposito de gasolina de un vehuculo usando impulsos acusticos en base a la propagacion de ondas planas. En particular, se describe una forma de medir con precision el tiempo de llegada de los impulsos acusticos.
Sumario de la invencion
Por tanto, un objeto de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de medicion de nivel del fluido que esta mejorado en comparacion con los dispositivos de medicion de nivel del fluido conocidos.
Un objeto particular de la invencion es proporcionar un dispositivo de medicion de nivel del fluido que es compacto, y se puede realizar de una manera efectiva en costos.
Estos y otros objetos que se haran evidentes en la descripcion que sigue se han logrado mediante un dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1
La presente invencion se basa en el entendimiento de que cuando se usan impulsos de baja frecuencia y la propagacion de ondas planas en una grna de ondas, es posible doblar y / o curvar la grna de ondas, dentro de ciertos lfmites, sin afectar negativamente la propagacion de los impulsos en la grna de ondas.
Una ventaja con la curvatura de la pieza de referencia de la grna de ondas es que hace posible realizar el dispositivo de medicion de una manera mucho mas compacta. Un tamano compacto es fundamental cuando el dispositivo de medicion de nivel del fluido se va a emplear, por ejemplo, en un coche de pasajeros, en el que el espacio alrededor del deposito de combustible generalmente es muy limitado.
Otra ventaja al utilizar la propagacion de ondas planas y senales de baja frecuencia es que se pueden utilizar com- ponentes electronicos estandar de bajo costo en el dispositivo, lo cual permite costos de fabricacion bajos.
La pieza de referencia del dispositivo de medicion se puede colocar dentro o fuera del recipiente o deposito que contiene el fluido que va a ser medido. Preferiblemente, la pieza de referencia del dispositivo esta dispuesta en co- nexion con la superficie superior del deposito. El lfquido que va a ser medido por el dispositivo de medicion puede ser cualquier fluido que incluye, pero no se limita a gas, diesel o agua.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Mediante la disposicion helicoidal de la pieza de referencia, se consigue una pieza de referencia relativamente plana con una extension limitada en el plano paralelo a la superficie del fluido. Una pieza de referencia helicoidal de este tipo puede estar dispuesta ventajosamente alrededor de una bomba de combustible en un deposito de combustible. En el caso de una forma espiral plana, la altura de la pieza de referencia solo esta limitada por el diametro de la grna de ondas. Esto permite un diseno muy plano de la pieza de referencia, lo cual es una ventaja importante cuando el dispositivo de medicion debe estar dispuesto, por ejemplo, en conexion con un deposito de combustible en un auto- movil.
En una realizacion, la pieza de referencia de la grna de ondas del dispositivo de medicion esta dispuesta con una pluralidad de curvas en un plano, que es esencialmente paralelo a la superficie del fluido que va a ser medido. Por ejemplo, la pieza de referencia puede tener una forma correspondiente y se extienden en curvas hacia atras y ade- lante a lo largo del plano paralelo al fluido. Esto permite un tamano mas compacto del dispositivo de medicion.
En otra realizacion, la pieza de referencia de grna de ondas se proporciona en una pluralidad de curvaturas de 360° en el plano esencialmente paralelo a la superficie del fluido.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, un dispositivo de medicion comprende una segunda grna de ondas que tiene un extremo que se extiende en el interior del fluido. Esto hace que sea posible detectar el nivel del fluido en dos posiciones diferentes en el deposito, y obtener de esta manera una medicion mas precisa del nivel del fluido en un deposito con geometna irregular o restringida. Un deposito de este tipo puede ser, por ejemplo, un denomina- do deposito de silla de montar en el que el espacio en el deposito esta dividido en dos partes por una indentacion en el extremo de fondo del deposito. Las grnas de ondas del dispositivo de medicion se pueden extender facilmente en partes mas compactas y restringidas, por ejemplo, en un deposito de este tipo, por lo que el posicionamiento de los puntos de medicion se hace muy flexible. Por ejemplo, es posible posicionar un punto de medicion en el recipiente que generalmente rodea a una bomba de combustible, y en dicho recipiente se encuentra el combustible final del deposito, y permite de esta manera la medicion de nivel de la ultima cantidad de combustible en el deposito.
La segunda grna de ondas puede estar conectada por ejemplo, al transductor de la primera grna de ondas. De esta manera, se utiliza un transductor comun. Otra ventaja de esta disposicion es que solo es necesaria una abertura del deposito para conectar el dispositivo de medicion con la electronica exterior del deposito. Esto es ventajoso ya que la legislacion en algunas partes del mundo requiere que el deposito de combustible de un vehuculo tenga solo una abertura. En este caso es posible posicionar la segunda grna de ondas ya sea en el mismo lado del transductor que la primera grna de ondas, o en el lado opuesto del transductor, si el transductor esta dispuesto para transmitir y reci- bir impulsos en estas dos direcciones. Esto puede facilitar la fijacion de dos grnas de ondas al transductor.
Alternativamente, la segunda grna de ondas y la primera grna de ondas pueden tener una pieza de referencia comun. Como mas arriba, esta disposicion requiere solo una abertura en el deposito. Otra ventaja es que permite el uso de un transductor y pieza de referencia comunes, lo que reduce los costes de fabricacion y ahorra espacio en o alrededor del deposito.
Como tercera alternativa, la segunda grna de ondas puede estar conectada a un segundo transductor. En esta disposicion, las piezas relativamente mas voluminosas del dispositivo de medicion, tales como los transductores y las piezas de referencia, se pueden colocar ventajosamente juntas como una pieza mas voluminosa del deposito, mien- tras que solo las grnas de ondas se extienden dentro de las piezas mas compactas y restringidas del deposito.
Breve descripcion de los dibujos
Las realizaciones actualmente preferidas de la invencion se describiran a continuacion adicionalmente con referencia a los dibujos que se acompanan, en los que:
la figura 1 es una vista lateral esquematica de una realizacion de la invencion que incluye medios para ali- mentar un flujo del fluido dentro de la grna de ondas;
la figura 2 es una vista lateral parcial esquematica de una realizacion de la invencion, en la que la pieza de referencia se coloca en una estructura en forma de embudo;
la figura 3 es una vista lateral parcial esquematica de otra realizacion de la invencion que comprende una funcion de sifon;
la figura 4 es una vista esquematica en perspectiva de una realizacion de la invencion que comprende una pieza de referencia en forma de espiral plana;
la figura 5 es una vista lateral esquematica de una realizacion de la invencion que comprende una pieza de referencia de forma helicoidal;
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
la figura 6 es un grafico que muestra una secuencia de impulsos acusticos relacionados con el dispositivo en la figura 1 o en la figura 2;
la figura 7 es una vista lateral esquematica de una realizacion de la invencion que tiene una segunda gma de ondas y una pieza de referencia comun;
las figuras 8a - 8b son una vista lateral esquematica de una realizacion de la invencion que tiene una segunda gma de ondas y un transductor comun; y
la figura 9 es una vista lateral esquematica de una realizacion de la invencion que tiene una segunda gma de ondas y un segundo transductor.
Descripcion detallada de realizaciones preferidas
La figura 1 muestra una realizacion preferida de un dispositivo de medicion de acuerdo con la presente invencion. El dispositivo de medicion esta dispuesto para determinar el nivel del lfquido en un deposito. El deposito puede ser, por ejemplo, un deposito de combustible de un barco o un vefuculo tal como un automovil o un camion. El lfquido que va a ser medido puede ser, por ejemplo, agua, gasolina o diesel o similares. El deposito que se muestra en la figura 1 contiene tambien una bomba de combustible 11.
En la figura 1, el dispositivo de medicion 10 de acuerdo con la invencion comprende una gma de ondas 12 que tiene un extremo que esta conectado a un transductor 14, mientras que el otro extremo se extiende dentro del fluido 16 que esta contenido en el deposito 18. El extremo 20 de la gma de ondas 12 que se extiende dentro del fluido 16 tiene una abertura para permitir que el fluido entre en la gma de ondas. Ademas, el extremo 20 de la gma de ondas que se extiende dentro del fluido esta fijado preferiblemente parcialmente a la parte de fondo del deposito 18. Esto asegura la posicion del extremo 20 de la gma de ondas 12, y permite la medicion de nivel del fluido desde el fondo del deposito.
El transductor 14 que se ha mencionado mas arriba puede ser, por ejemplo, un componente piezoelectrico de bajo costo, o comprender un transmisor y un receptor de sonido separados. El transductor esta dispuesto en relacion con un dispositivo de control electronico 22, que esta dispuesto para controlar el transductor y para calcular el nivel del fluido en funcion de las senales transmitidas y recibidas por el transductor.
Ademas, la gma de ondas 12 comprende un elemento de referencia 26, por ejemplo un saliente dispuesto dentro de la gma de ondas. El elemento de referencia 26 puede ser, por ejemplo, de forma anular, o comprender un pasador dispuesto en la pared de la gma de ondas. La pieza de la gma de ondas 12 que se extiende desde el extremo conectado con el transductor 14 al elemento de referencia 26 se denominara en la presente memoria descriptiva y en adelante como la pieza de referencia 28 de la gma de ondas. La pieza de la gma de ondas 12 desde el fondo del deposito 20 a la altura maxima del deposito 30, es decir, el nivel del fluido mas alto posible, se denominara en la presente memoria descriptiva y en adelante como la pieza de medicion 32 de la gma de ondas 12. La pieza de la gma de ondas 12 entre la pieza de referencia y la de medicion se denominara como la pieza "muerta" 34.
La pieza de referencia en la figura 1 tiene una forma helicoidal, sin embargo, la pieza de referencia puede tener una forma espiral plana.
Cuando se mide el nivel del fluido, el transductor 14 es alimentado con una senal electrica desde el dispositivo de control 22 con el fin de producir un impulso de sonido. El impulso de sonido es transmitido desde el transductor 14 y es guiado a traves de la gma de ondas 12 hacia la superficie del fluido 36. El impulso de sonido es reflejado parcialmente por el elemento de referencia 26 en el extremo de la pieza de referencia 28 de la gma de ondas. El resto del impulso pasa a la pieza muerta 34 y se desplaza a traves de la pieza de medicion 32 hasta que es reflejado por la superficie 36 del fluido. Por lo tanto, dos impulsos reflejados retornan al transductor 14. Un impulso reflejado esta asociado con el elemento de referencia, y el otro impulso reflejado esta asociado con la superficie del fluido. Como respuesta a los impulsos de sonido recibido, el transductor 14 genera senales electricas correspondientes y las ali- menta de vuelta al dispositivo de control 22.
La pieza muerta 34 de la gma de ondas 12 es lo suficientemente larga para asegurar que los dos impulsos reflejados desde el elemento de referencia 26 y la superficie 36 del fluido, respectivamente, estan suficientemente separados de manera que los dos impulsos se puedan distinguir, incluso si el deposito esta lleno hasta la pieza superior y por lo tanto los impulsos regresan al transductor 14 en proximidad relativamente cercana.
Conociendo el rango de tiempo entre cada impulso, es decir, el tiempo de transito para cada impulso acustico, y la longitud de la pieza de referencia 28, de la pieza muerta 34 y de la pieza de medida 32, es posible que el dispositivo de control 22 calcule el nivel del fluido o el volumen del fluido en el deposito de acuerdo con la siguiente formula:
Nivel 1 = (pieza de referencia + pieza muerta + pieza de medicion) - (pieza de referencia / REF) + SURF
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
en los que "pieza de referenda", "pieza muerta" y "pieza de medicion" se refieren a la longitud de cada elemento respectivamente, y REF y SURF se refieren al tiempo de transito del impulso reflejado por el elemento de referencia y por la superficie del fluido, respectivamente.
De esta manera, el nivel del fluido se calcula mediante la reduccion de la longitud total de la gma de ondas con la longitud de la gma de ondas por encima de la superficie, con lo que la longitud de la gma de ondas por encima de la superficie se calcula como la velocidad del sonido (=pieza referencia / REF) multiplicado por el tiempo de SURF..
Los calculos anteriores son realizados por el dispositivo de control 22.
El dispositivo de medicion comprende, ademas, una conexion 38 entre la pieza de referencia 28 de la gma de ondas y el reflujo de combustible 40 procedente de la bomba de combustible 11. La conexion 38 es un tubo que puede conducir fluido tal como gasolina. Ademas, la pieza de referencia 28 comprende una pluralidad de orificios de drena- je 42. Preferiblemente, la pieza de referencia 28 contiene alrededor de 8 orificios de drenaje por vuelta de la espiral helicoidal.
Concurrentemente con los impulsos de sonido que se desplazan a traves de la gma de ondas 12 como se ha descri- to mas arriba, el fluido, en este caso combustible, es bombeado desde el deposito por medio de la bomba de combustible 11, a traves del tubo de conexion 38, y al interior de la pieza de referencia 28. Por lo tanto, un flujo de combustible es bombeado continuamente a traves de la gma de ondas 12 durante el proceso de medicion. El combustible que se desplaza a traves de la gma de ondas 12 se devuelve al deposito 18 a traves de los orificios de drenaje 42 y a traves de la misma gma de ondas 12.
Por un lado, la extension del flujo continuo a traves de la gma de ondas 12 es lo suficientemente grande para que el gas pueda emanar del flujo de combustible, por lo que la composicion del gas en el dispositivo de medicion se hace esencialmente identica en toda la gma de ondas. Por otra parte, la extension de la corriente es lo suficientemente pequena para que los impulsos de sonido en la pieza de referencia 28 no se vean afectados significativamente por el propio fluido.
Debido al flujo concurrente del fluido a traves de la gma de ondas y la pieza de referencia de la invencion, la composicion del gas en la pieza de referencia 28 es esencialmente similar a lo largo de la totalidad de la gma de ondas situada por encima del nivel del fluido. Eso significa que la velocidad del sonido, que vana dependiendo de la composicion del gas, en la gma de ondas esta compensada con respecto a la composicion del gas.
Puesto que la formula anterior utiliza la velocidad del sonido de acuerdo con la medicion de referencia con el fin de calcular el nivel del fluido en el deposito 18, se obtiene una medicion compensada de la composicion del gas muy precisa del nivel del lfquido.
En la realizacion anterior, la pieza de medicion 32 es esencialmente vertical y se obtiene una medida absoluta del nivel del lfquido. Sin embargo, tambien es posible inclinar la pieza de medicion con el fin de que se pueda ajustar en diferentes depositos con diferentes alturas. En ese caso, es ventajoso calcular la relacion entre el nivel del lfquido y el nivel maximo del deposito con el fin de evitar una calibracion adicional, con lo que:
Relacion = nivel / pieza de medicion
En la realizacion de la invencion que se muestra en la figura 1, se utiliza la propagacion de ondas planas. Con el fin de lograr la propagacion de ondas planas, la longitud de onda es mucho mayor que el diametro de la gma de ondas. La longitud de onda debe ser superior a aproximadamente el doble de diametro. La longitud de onda de los impulsos acusticos esta preferiblemente en el rango de aproximadamente 2 a10 cm, que corresponde a una frecuencia de aproximadamente 3,4 a 17 kHz, es decir, no de ultrasonido. Debido a la longitud de onda relativamente larga, la gma de ondas tambien tiene que ser larga. Preferiblemente, la longitud de la pieza de referencia es de hasta aproximadamente 70 cm, y la longitud de la pieza muerta es de hasta aproximadamente 30 cm.
La gma de ondas 12 en la figura 1 puede comprender tambien elementos de referencia adicionales colocados a distancias conocidas desde el primer elemento de referencia 26. Cuando se utiliza por ejemplo un elemento de referencia adicional, un impulso de sonido adicional vuelve al transceptor, con lo que el tiempo de transito del impulso se utiliza para calcular la velocidad actual del sonido. Elementos de referencia adicionales pueden ser colocados, por ejemplo, en la pieza de medicion, o entre el transductor y el primer elemento de referencia. Los resultados anteriores en esa pieza de referencia estan mas cerca del fluido cuando el nivel del fluido es bajo.
Las figuras 2-3 muestran realizaciones de la presente invencion en las que la pieza de referencia 28 esta situada fuera del deposito. Los dispositivos en las figuras 2-3 tienen la misma estructura y caractensticas basicas que el dispositivo que se muestra en la figura 1, y numeros de referencia identicos se han utilizado para las mismas estruc- turas en todas las figuras.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
La figura 2 muestra un dispositivo de medicion en el que la pieza de referencia 28 se encuentra exterior del deposito 18 en, por ejemplo un barco. La pieza de referencia 28 comprende una pluralidad de orificios de drenaje 42. El dispositivo de medicion comprende ademas una estructura en forma de embudo 44 en la que esta dispuesta la pieza de referencia 28. La pieza de referencia 28 tiene la forma de una espiral, que en la figura 2 esta alineada con la pared interior 46 del embudo 44. Alternativamente, la pieza de referencia puede estar formada como por ejemplo una espiral plana que esta situada dentro del embudo 44. La abertura del extremo de fondo 48 del embudo 44 esta conectada al deposito 18, y la grna de ondas 12 entra al interior del deposito 18 a traves de la abertura 48.
La medicion de nivel del fluido en el deposito se produce de una manera similar a la que se ha descrito mas arriba con respecto a la figura 1.
En el dispositivo que se muestra en la figura 2, el fluido en exceso del flujo del fluido en la pieza de referencia 28 es conducido a traves de los orificios de drenaje 42 y vuelve al deposito 18 a traves del embudo 44. Tambien el fluido en exceso que se origina, por ejemplo, por la condensacion y / o por el fluido que entra en la grna de ondas de referencia 28 desde el deposito 18 si las inclinaciones del deposito pueden conducirse a traves de los orificios de drenaje 42 y el embudo 44 asociado. El fluido sera dirigido de vuelta al deposito 18 por el embudo 44, siempre y cuando el angulo A del embudo sea mas grande que el angulo de inclinacion B del deposito. Por lo tanto, cuando se disena el dispositivo de medicion, la pendiente del embudo 44 puede ser elegida de manera que el dispositivo de medicion del deposito pueda realizar mediciones de hasta un angulo de inclinacion maximo permitido predeterminado del deposi- to. Por ejemplo, en un barco, el angulo de inclinacion maximo permitido puede estar en un orden de magnitud de aproximadamente 25°, por lo que el angulo A del embudo se encuentra justo por encima del angulo de inclinacion maximo permitido elegido.
Otra realizacion de la invencion se muestra en la figura 3. En la figura 3, la pieza de referencia 28 del dispositivo de medicion tiene la forma de una espiral plana y esta posicionada fuera del deposito. El dispositivo de medicion comprende, ademas, un recipiente 50 en el que se coloca la pieza de referencia en forma de espiral plana. El recipiente 50 tiene una placa de base esencialmente circular 52 y una pared 54 se extiende hacia arriba desde el borde de la placa de base. El recipiente 50 esta conectado al deposito a traves de una abertura 56 en la placa de base 52, con lo que la grna de ondas 12 pasa a la abertura 56 en el deposito. El recipiente 50 comprende ademas una capa ab- sorbente 58 que se extiende sobre la placa de base 52 del recipiente, y hacia abajo en la abertura 56 en el deposito. Se debe hacer notar que los extremos inferiores 60 de la capa absorbente 58 estan colocados en el pasaje al de- posito. La capa absorbente 58 puede ser, por ejemplo, un pano absorbente, tal como un pano de esponja.
Durante la medicion, el exceso del fluido, que se origina, por ejemplo, por un flujo a traves de la pieza de referencia 28 y / o condensacion, emana de los orificios de drenaje 42 y es absorbido por el pano absorbente 58. Puesto que los extremos 60 del pano absorbente 58 estan situados a un nivel inferior a la parte del pano absorbente en la placa de base 52 del recipiente 50, el fluido se acumula en los extremos 60, y gotea retornando al deposito 18 debido del principio de sifon. Ademas, al elevar el recipiente 50 de la superficie superior del deposito 18 una distancia C, es posible utilizar la funcion de sifon, y por lo tanto el dispositivo de medicion, incluso si todo el deposito esta inclinado, siempre que la distancia denotada por D en la figura. 3 sea mayor que cero. Por lo tanto, cuando se disena el dispositivo de medicion, la elevacion del recipiente 50 puede ser elegida de manera que el dispositivo de medicion del deposito pueda proporcionar mediciones hasta un angulo de inclinacion deseado del deposito.
Como se ha mencionado, los dispositivos para la medicion acustica del nivel de un fluido en un deposito, en particular un deposito de combustible, por ejemplo, en un vehnculo o un barco, son conocidos en la tecnica anterior. Uno de los dispositivos de este tipo se desvela en la solicitud de patente del Reino Unido GB2 164 151, que desvela un aparato de medicion de nivel del fluido acustico para determinar el nivel del fluido en un deposito. El aparato comprende un tubo, en el que un extremo del tubo esta sumergido en el lfquido, y el otro extremo esta dispuesto con un transductor. El tubo tambien esta dispuesto con dos medios de referencia situados a lo largo del tubo entre los dos extremos del tubo. El transductor produce impulsos de fuente que son reflejados parcialmente por los medios de referencia, y la energfa del impulso restante se refleja en la superficie del fluido, con lo que los retardos de tiempo entre los ecos pueden ser usados para calcular el nivel del lfquido en el deposito.
Al medir con las senales acusticas en una grna de ondas, es ventajoso el uso de la propagacion de ondas planas, que por ejemplo hace que sea posible reducir las perturbaciones. Una condicion para la propagacion de ondas planas de una senal acustica en una grna de ondas es que la longitud de onda de la senal tiene que ser mucho mayor que el diametro de la grna de ondas. Al mismo tiempo, con el fin de permitir la separacion de las senales reflejadas, la grna de ondas debe tener una longitud de varias longitudes de ondas. Por lo tanto, puesto que una grna de ondas tiene tfpicamente un diametro en el orden de un centfmetro, la grna de ondas en un aparato de medicion que emplea la propagacion de ondas planas debe ser muy largo, variando desde varios dedmetros hasta aproximadamente un metro.
Sin embargo, un aparato de este tipo tiene el inconveniente de que es muy alargado y requiere una cantidad relati- vamente grande de espacio. Cuando un dispositivo de medicion de nivel del fluido se va a incorporar, por ejemplo, en un coche o un camion con el fin de determinar el nivel de combustible en el deposito de combustible del vehnculo,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
es de suma importancia que el dispositivo de medicion no ocupe demasiado espacio. El espacio alrededor del de- posito de combustible, por ejemplo en un coche, es normalmente muy limitado.
Las figuras 4 y 5 muestran un dispositivo de medicion de nivel del fluido de acuerdo con dos realizaciones de la invencion. Se han sido utilizados numeros de referencia identicos para las mismas estructuras en ambas figuras.
El dispositivo de medicion esta dispuesto para ser asociado con un recipiente o deposito. El deposito puede ser, por ejemplo, un deposito de combustible de un barco o de un vefnculo, tal como un automovil o un camion. El fluido que va a ser medido puede ser, por ejemplo, un lfquido tal como gasolina, diesel o agua o similares. El deposito que se muestra en la figura 4 y en la figura 5 contiene tambien una bomba de combustible 11.
En la figura 4, el dispositivo de medicion 110 de acuerdo con la invencion comprende una grna de ondas 112 que tiene un extremo que esta conectado a un transductor 114, mientras que el otro extremo se extiende en el interior del fluido 116 que esta contenido en el deposito 118. El extremo 120 de la grna de ondas 112 que se extiende en el interior del fluido 116 tiene una abertura para permitir que el fluido entre en la grna de ondas. Ademas, el extremo 120 de la grna de ondas que se extiende en el interior del fluido esta fijado preferiblemente parcialmente a la parte de fondo del deposito 118. Esto asegura la posicion del extremo 120 de la grna de ondas 112, y permite la medicion de nivel del fluido de la parte mas inferior del deposito.
La grna de ondas en la figura 4 se extiende esencialmente hacia abajo a traves del deposito desde el transductor. Sin embargo, es posible colocar el punto de medicion, es decir, el extremo 120 de la grna de ondas, en cualquier lugar en el deposito. Por ejemplo el punto de medicion puede estar situado en el centro de la parte de fondo del deposito, aunque el transductor pueda estar situado, por ejemplo, en una esquina superior del deposito.
El transductor 114 que se ha mencionado antes puede ser, por ejemplo, un componente piezoelectrico de bajo co- sto, o un transmisor de sonido y receptor de sonido separados. El transductor esta dispuesto en conexion con un dispositivo electronico de control 122, que esta dispuesto para controlar el transductor y para calcular el nivel del fluido en base a las senales transmitidas y recibidas por el transductor.
Ademas, la grna de ondas 112 comprende un elemento de referencia 126 dispuesto, por ejemplo, en un saliente dentro de la grna de ondas. El elemento de referencia 126 puede ser, por ejemplo, de forma anular, o comprender un pasador dispuesto en la pared de la grna de ondas. La pieza de la grna de ondas 112 que se extiende desde el extremo conectado con el transductor 114 al elemento de referencia 126 se denominara en la presente memoria descriptiva y en lo que sigue como la pieza de referencia 128 de la grna de ondas. La pieza de la grna de ondas 112 desde el fondo del deposito 120 a la altura maxima del deposito 130, es decir, el nivel mas alto posible del fluido, se denominara en la presente memoria descriptiva y en lo que sigue como la pieza de medicion 132 de la grna de ondas 112. La pieza de la grna de ondas 112 entre la pieza de referencia y la de medicion es denominada como la pieza "muerta" 134.
Cuando se mide el nivel del fluido, el transductor 114 es alimentado con una senal electrica desde el dispositivo de control 122 con el fin de producir un impulso de sonido. Con referencia a la figura 6A, el impulso A de un sonido es transmitido desde el transductor 114 y guiado a traves de la grna de ondas 112 hacia la superficie 136 del fluido. A continuacion, como se muestra en la figura 6b, el impulso A de un sonido es reflejado parcialmente por el elemento de referencia 126, y un impulso reflejado B es devuelto hacia el transductor. El resto del impulso A' pasa a la pieza muerta 134 y se desplaza a traves de la pieza de medicion 132 hasta que es reflejado por la superficie 136 del fluido. Por lo tanto, como se muestra en la figura 6c, dos impulsos reflejados B y C retornan al transductor 114. Un impulso reflejado B esta asociado con el elemento de referencia, y el otro impulso reflejado C esta asociado con la superficie del fluido. Como respuesta a los impulsos de sonido recibidos, el transductor 114 genera senales electri- cas correspondientes y las alimenta de vuelta al dispositivo de control 122.
La pieza muerta 134 es lo suficientemente larga para asegurar que los dos impulsos B y C estan suficientemente separados de manera que los dos impulsos se pueden distinguir, incluso si el deposito esta lleno hasta la pieza superior y por lo tanto los impulsos B y C estan regresando al transductor con una proximidad relativamente cerca- na.
Conociendo el rango de tiempo entre cada impulso, es decir, el tiempo de transito de cada impulso acustico, y la longitud de la pieza de referencia 128, de la pieza muerta 134 y de la pieza de medicion 132, es posible para el dispositivo de control 122 calcular el nivel del fluido o el volumen del fluido en el deposito de acuerdo con la siguiente formula:
Nivel 1 = (pieza de referencia + pieza muerta + pieza de medicion) - (pieza de referencia / REF) + SURF
en la que "pieza de referencia", "pieza muerta" y "pieza de medicion" se refieren a la longitud de cada elemento respectivamente, y REF y SURF se refieren al tiempo de transito para los impulsos A y B reflejados por el elemento de referencia y la superficie del fluido, respectivamente.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
En la formula anterior, el nivel del fluido es calculado reduciendo la longitud total de la gma de ondas por la longitud de la gma de ondas por encima de la superficie. La longitud de la gma de ondas por encima de la superficie se cal- cula como la velocidad del sonido (= pieza referencia / REF) multiplicado por el tiempo SURF. La velocidad del soni- do vana generalmente en relacion con la temperature y la composicion del gas. Sin embargo, puesto que la formula anterior utiliza la velocidad del sonido de acuerdo con la medicion de referencia, la medicion global es relativamente insensible con respecto a la temperatura y a la composicion del gas.
En la realizacion anterior, la pieza de medicion 132 es esencialmente vertical y se obtiene una medida absoluta del nivel del fluido. Sin embargo, tambien es posible inclinar la pieza de medicion con el fin de que se ajuste en los dife- rentes depositos con diferentes alturas. En ese caso, es ventajoso calcular la relacion entre el nivel del fluido y el nivel maximo del deposito con el fin de evitar una calibracion adicional, con lo que:
Relacion = nivel / pieza de medicion
De acuerdo con la invencion, la pieza de referencia 128 de la gma de ondas esta curvada en un plano esencialmente paralelo a la superficie 136 del fluido. En la realizacion que se muestra en la figura 4, la pieza de referencia 128 tiene la forma de una espiral plana. Esto asegura que el dispositivo de medicion ocupa un espacio tan pequeno como sea posible en relacion con el deposito. En la figura 4, la pieza de referencia 128 de la gma de ondas esta contenida en un saliente 138 en el deposito 118, junto con el transductor 114, mientras que el dispositivo electronico de control 122 esta colocado fuera del deposito.
Alternativamente, la pieza de referencia de la gma de ondas puede tener una forma helicoidal, como se muestra en la figura 5. En la figura 5, la pieza de referencia 128 esta dispuesta alrededor de la bomba de combustible 111, y por lo tanto utiliza el espacio alrededor de la citada bomba de combustible. La pieza de referencia helicoidal 128 puede ser colocada alternativamente de una manera similar a la que se ha explicado mas arriba con respecto a la referencia en forma de espiral plana, es decir, dentro del deposito independiente de la bomba de combustible, por ejemplo en un saliente en el techo del deposito, o justo fuera del deposito.
En las realizaciones de la invencion que se muestran en la figura 4 y en la figura 5, se utiliza la propagacion de ondas planas. Con el fin de lograr la propagacion de ondas planas, la longitud de onda es mucho mayor que el diame- tro de la gma de ondas. La longitud de onda debe ser superior a aproximadamente el doble del diametro. La longitud de onda de los impulsos acusticos esta preferiblemente en el rango de aproximadamente 2 a 10 cm, que correspon- de a una frecuencia de aproximadamente 3,4 a 17 kHz, es decir, no ultrasonidos. Debido a la longitud de onda relativamente larga, la gma de ondas tambien tiene que ser larga. Preferiblemente, la longitud de la pieza de referencia es de hasta aproximadamente 70 cm, y la longitud de la pieza muerta es de hasta aproximadamente 30 cm.
Tambien con referencia a las realizaciones de la figura 4 y de la figura 5, la pieza de referencia 128 de la gma de ondas esta contenida en el deposito 118, junto con el transductor 114, mientras que el dispositivo de control electro- nico 122 se coloca fuera del deposito. Alternativamente, el dispositivo de control puede ser colocado dentro del de- posito junto con el transductor. Sin embargo, tambien es posible colocar tanto el transductor como el dispositivo de control juntos justo fuera del deposito, o colocar la pieza de referencia, y por lo tanto el dispositivo transductor y control, todos juntos justo fuera del deposito.
La gma de ondas 112 en las figuras 4 y 5 puede comprender tambien elementos de referencia adicionales colocados a distancias conocidas desde el primer elemento de referencia 126. Cuando se utiliza, por ejemplo, un elemento de referencia adicional, un impulso de sonido adicional retorna al transceptor, con lo que el tiempo de transito del impul- so es utilizado para calcular la velocidad actual del sonido. Los elementos de referencia adicionales pueden ser colocados, por ejemplo, en la pieza de medicion, o entre el transductor y el primer elemento de referencia. Lo anterior hace que esa pieza de la referencia este mas cerca del fluido cuando el nivel del fluido es bajo.
Las figuras 7 a 9 muestran realizaciones del segundo aspecto de la presente invencion, en el que el nivel del fluido se puede medir en dos posiciones diferentes en el deposito. Los dispositivos de medicion en las figuras 7 a 9 tienen la misma estructura basica y caractensticas que los dispositivos que se muestran en las figuras 4 y 5, e identicos numeros de referencia han sido utilizados para las mismas estructuras en todas las figuras.
La figura 7 muestra un dispositivo de medicion 110 similar al de la figura 5, que comprende, ademas, una segunda gma de ondas 140, que esta conectada al extremo de la pieza muerta 134 y se extiende en el interior del fluido 116. El extremo 142 de la segunda gma de ondas que se extiende al interior del fluido tiene una abertura para permitir que el fluido entre en la gma de ondas 140. Ademas, el extremo 142 se coloca preferiblemente en una posicion diferente en comparacion con el extremo 120 de la primera gma de ondas 112, y esta fijado parcialmente a la pieza de fondo del deposito 118 para asegurar la posicion del extremo de la gma de ondas.
El deposito 118 en la figura 7 es un denominado deposito de silla de montar, que comprende una indentacion 144 en la pieza de fondo del deposito, con lo que una gma de ondas 112, 140 esta dispuesta en cada lado de la indentacion 144. De esta manera, se proporciona una medicion mas precisa del nivel del fluido en el deposito. Ademas, el dispo-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
sitivo de medicion esta construido alrededor de una unica pieza de referencia 128 y un unico transductor 114 y dis- positivo de control 122, lo cual permite una realizacion mas eficiente en costo del dispositivo, as^ como permite que solo se requiera una abertura del deposito 118 para el dispositivo de medicion, a pesar de que el dispositivo dispone de dos puntos de medicion separados.
Cuando se mide el nivel del fluido, un impulso de sonido es transmitido desde el transductor 114, tal como se ha descrito mas arriba. Despues de ser reflejado parcialmente por el elemento de referencia 126 y de haber pasado por la pieza muerta 134, el impulso se divide y se desplaza a traves de la pieza de medicion 132 y de la segunda grna de ondas 140, respectivamente, y es reflejado por la superficie 136 del fluido en cada grna 132, 140. Por lo tanto, tres impulsos reflejados retornan al transductor 114. Un impulso reflejado esta asociado con el elemento de referencia 126, uno esta asociado con la superficie del fluido en la pieza de medicion 132, y uno esta asociado con la superficie del fluido en la segunda grna de ondas 140. La pieza de medicion 132 y la segunda grna de ondas 140 tienen que ser de longitudes diferentes de manera que sea posible distinguir los dos ecos uno del otro.
Al conocer el tiempo utilizado por cada impulso y la distancia con la que la pieza de referencia, la pieza muerta y las grnas de ondas se extienden en el interior del fluido, es posible calcular el nivel del fluido o el volumen del fluido en el deposito. El calculo es realizado por el dispositivo de control electronico 122.
Como una alternativa a la figura 7, la segunda grna de ondas 140 puede estar conectada al transductor 114, que se muestra en las figuras 8a y 8b. En las figuras 8a - 8b, la segunda grna de ondas 140 comprende una pieza de referencia 148, una pieza de medicion 150 y una pieza muerta 152 similar a la primera grna de ondas 112. La segunda grna de ondas 140 puede estar situada ya sea en el mismo lado del transductor 114 como la primera grna de ondas 112 (figura 8a), o en el lado opuesto del transductor 114 (figura 8b). En la figura 8b, el transductor 114 esta dispues- to para transmitir los impulsos en ambas direcciones.
Cuando se realiza la medicion de nivel del fluido en las figuras. 8a y 8b, un impulso de sonido es transmitido desde el transductor 114 y es guiado a traves de las grnas de ondas 112, 140 hacia la superficie 136 del fluido. El impulso de sonido es reflejado parcialmente por los elementos de referencia 126, 154 en el extremo de cada pieza de referencia de las grnas de ondas. Las piezas de referencia 128, 148 estan dispuestas de tal manera que los ecos relati- vos a los elementos de referencia que retornan al transductor 114 se pueden separar. El resto del impulso pasa a las piezas muertas 134, 150 y se desplaza a traves de la pieza de medicion 132, 152 de las grnas de ondas primera y segunda respectivamente, y es reflejado por la superficie del fluido.
De esta manera, cuatro impulsos reflejados retornan al transductor 112. Un impulso reflejado esta asociado con el elemento de referencia 126 de la primera grna de ondas, uno esta asociado con el elemento de referencia 154 de la segunda grna de ondas, uno esta asociado con la superficie del fluido en la pieza de medicion 132 de la primera grna de ondas, y uno esta asociado con la superficie del fluido en la pieza de medicion 152 de la segunda grna de ondas. Las piezas de medicion de la primera y segunda grna de ondas tienen que ser de diferentes longitudes de manera que sea posible distinguir los dos ecos uno del otro.
Conociendo el tiempo utilizado para cada impulso y la distancia de las piezas de referencia, las piezas muertas y las grnas de ondas que se extienden en el interior del fluido, es posible calcular el nivel del fluido o el volumen del fluido en el deposito. El calculo es realizado por el dispositivo de control electronico.
Como tercera alternativa, la segunda grna de ondas 140 puede estar conectada a un segundo transductor 156 como se muestra en la figura 9. La segunda grna de ondas 140 y el segundo transductor 156 tienen la misma estructura y funcionamiento que la primera grna de ondas 112 y el primer transductor 114 en la figura 4. Las piezas de medicion se colocan en diferentes posiciones en el deposito para permitir una lectura mas precisa del nivel del fluido. Los transductores pueden estar dispuestos preferiblemente en la misma region del deposito, y estan conectados a un unico dispositivo de control electronico 122, que calcula el nivel del fluido en general en base a las lecturas individuals de los transductores primero y segundo 114, 156 y grnas de ondas 112, 140.
En la realizacion que se muestra en las figuras 7 a 9, el uso de dos puntos de medicion tambien hace que sea posible proporcionar una medicion de nivel que es independiente de la inclinacion del deposito. Para los movimientos de giro del deposito alrededor de un unico eje, una grna de ondas es colocada en cada lado del deposito, por lo que la diferencia de tiempo de la recepcion de los impulsos de eco se calcula con el fin de proporcionar una medicion de nivel del lfquido compensada en inclinacion.
La invencion no esta limitada a las realizaciones que se han descrito mas arriba. Los expertos en la tecnica recono- ceran que se pueden realizar variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion como se reivin- dica en las reivindicaciones adjuntas.
Por ejemplo, el aspecto de los orificios de drenaje se puede combinar con cualquier dispositivo de medicion, en el que el exceso del fluido debe ser drenado fuera de la grna de ondas.
Ademas, otras gmas de ondas de medicion adicionales pueden estar conectadas al dispositivo de medicion, lo cual permite mediciones de diferentes partes de un deposito. En este caso, un transductor y pieza de referencia comunes pueden ser utilizados.
Ademas, el pano de absorcion puede ser utilizado en combinacion con cualquier estructura, tal como el embudo que 5 se ha explicado mas arriba.
Ademas, las piezas de referencia 28, 48 de los dispositivos de medicion en las figuras 7 a 9 son helicoidales y estan dispuestas alrededor de la bomba de combustible 11 del deposito 18. Sin embargo, alternativamente, la pieza de referencia puede estar colocada en una posicion independiente de la bomba de combustible, ya sea dentro o fuera del deposito. La pieza de referencia tambien puede tener una forma en espiral plana como en la figura 4.
10 A pesar de que se han utilizado dos gmas de ondas, por ejemplo, en los dispositivos de medicion en las figuras 7 a 9, se pueden utilizar mas gmas de ondas con el fin de aumentar el numero de puntos de medicion.
Ademas, el aspecto de varias gmas de ondas se puede combinar con cualquier dispositivo convencional.
Ademas, las gmas de ondas que se extienden en el interior del fluido pueden tener una forma conica de manera que el diametro en la pieza inferior del extremo de la gma de ondas es mayor que el diametro en la pieza superior de la 15 gma de ondas. Esto permite un mejor angulo de alivio.
Ademas, las gmas de ondas, en todo o en parte, pueden tener un diseno de la seccion transversal que es redondo, rectangular o plano u otros similares.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de medicion del nivel de un fluido (116) en un deposito (118), utilizando impulsos acusticos de baja frecuencia, comprendiendo el citado dispositivo:
    - un medio transductor (114) para transmits y recibir impulsos acusticos, y
    - una gma de ondas (112) conectada al citado transductor (114) y dispuesta para extenderse en el interior del fluido (116),
    teniendo los citados impulsos acusticos una longitud de onda que es mas larga que el doble del diametro de la gma de ondas, para asegurar la propagacion de ondas planas,
    teniendo la citada gma de ondas una pieza de referencia (128) dispuesta para estar situada por encima de la superficie del fluido y que se extiende entre el transductor y un elemento de referencia (26), estando dispuesto el citado elemento de referencia (26) para reflejar parcialmente un im- pulso acustico desde el transductor con el fin de permitir la determinacion de la velocidad actual del sonido,
    caracterizado porque
    la citada pieza de referencia (128) de la gma de ondas es helicoidal o tiene la forma de una espiral plana.
  2. 2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la citada pieza de referencia (128) de la gma de ondas esta provista de una pluralidad de curvaturas en un plano esencialmente paralelo a la superficie del flui- do.
  3. 3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la citada pieza de referencia (128) de la gma de ondas esta provista en una pluralidad de vueltas de 360° en un plano esencialmente paralelo a la superficie del fluido.
  4. 4. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, ademas, una se- gunda gma de ondas (140) que se extiende en el interior del fluido (116).
  5. 5. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que la citada gma de ondas (112) y la citada segunda gma de ondas (140) estan conectadas respectivamente al citado transductor (114) en lados opuestos del citado transductor.
  6. 6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que la citada gma de ondas (112) y la citada segunda gma de ondas (140) tienen una pieza de referencia comun (128).
  7. 7. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 4, que comprende, ademas, un segundo transductor (156), en el que la citada segunda gma de ondas (140) esta conectada al citado segundo transductor.
  8. 8. Un sistema de medicion de nivel dispuesto para medir el nivel del contenido en un deposito, que comprende un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, y un dispositivo de control electronico (122) dispuesto para estar situado fuera del deposito, en el que el o los transductores esta / estan dispuestos para estar situados en el interior del deposito.
ES08158367.6T 2003-10-15 2004-10-15 Dispositivo de medición de nivel de un fluido Active ES2569212T3 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302709 2003-10-15
SE0302710A SE0302710D0 (sv) 2003-10-15 2003-10-15 Fluid level measurement device
SE0302709A SE527128C2 (sv) 2003-10-15 2003-10-15 Anordning för mätning av vätskenivå
SE0302710 2003-10-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2569212T3 true ES2569212T3 (es) 2016-05-09

Family

ID=34467905

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08158367.6T Active ES2569212T3 (es) 2003-10-15 2004-10-15 Dispositivo de medición de nivel de un fluido
ES04775555T Active ES2308244T3 (es) 2003-10-15 2004-10-15 Dispositivo de medida del nivel de fluidos.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04775555T Active ES2308244T3 (es) 2003-10-15 2004-10-15 Dispositivo de medida del nivel de fluidos.

Country Status (9)

Country Link
US (2) US7571645B2 (es)
EP (2) EP1962066B1 (es)
JP (1) JP4689617B2 (es)
KR (1) KR101169103B1 (es)
AT (1) ATE399309T1 (es)
DE (1) DE602004014631D1 (es)
ES (2) ES2569212T3 (es)
PL (1) PL1676102T3 (es)
WO (1) WO2005038415A1 (es)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4689617B2 (ja) * 2003-10-15 2011-05-25 アクセンサー エービー 流体面高さ測定装置
EP1748285A1 (de) * 2005-07-29 2007-01-31 Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung mit Grenzstandserkennung
EP2174101B1 (en) * 2006-07-12 2018-01-24 Axsensor AB Liquid level measurement device
SE529551C2 (sv) * 2006-07-12 2007-09-11 Axsensor Ab Vätskenivåmätanordning
US7650785B1 (en) * 2006-11-17 2010-01-26 Vibro-Meter, Inc. Scan lock and track fluid characterization and level sensor apparatus and method
US8746045B2 (en) 2006-11-17 2014-06-10 Meggitt (Orange County), Inc. System and method for identifying fluids and monitoring fluid quality in a vessel
US8794063B2 (en) * 2007-01-08 2014-08-05 Meggitt (Orange County), Inc. System and method for optimizing sweep delay and aliasing for time domain reflectometric measurement of liquid height within a tank
EP2158586B1 (en) 2007-06-01 2019-08-14 Axsensor AB Piezoelectric transducer device
US8322209B2 (en) 2007-08-07 2012-12-04 Axsensor Ab Liquid level measurement device and method
US8549909B2 (en) 2007-10-01 2013-10-08 Meggitt (Orange County), Inc. Vessel probe connector with solid dielectric therein
GB2492691B8 (en) 2007-10-01 2013-02-27 Meggitt New Hampshire Inc Method for accurately measuring fluid level in a vessel
US20110132084A1 (en) * 2008-08-07 2011-06-09 Illinois Tool Works Inc Liquid level sensing system
US20110091330A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-21 Deoliviera Marcelo Condensate Removal Pump Controller Using Acoustic Liquid Level Sensor
US8258678B2 (en) * 2010-02-23 2012-09-04 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Short range ultrasonic device with broadbeam ultrasonic transducers
US9086354B2 (en) 2010-07-22 2015-07-21 Saudi Arabian Oil Company Sound-velocity dewatering system
CN103403504B (zh) * 2011-02-23 2016-01-20 加斯洛克有限责任公司 用于测量液体的液位的设备
DE102012005281A1 (de) 2012-03-16 2013-09-19 Emitec France S.A.S Fördereinheit mit Füllstandsensor für ein flüssiges Additiv
DE102012211848B4 (de) * 2012-07-06 2019-08-01 KSB SE & Co. KGaA Füllstandmessung
US9322697B2 (en) 2012-11-09 2016-04-26 Robert H. Cameron System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container
US10184821B2 (en) 2012-11-09 2019-01-22 Robert H. Cameron System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container
US9057638B2 (en) 2012-11-09 2015-06-16 Robert H. Cameron System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container
US9354101B2 (en) * 2013-07-11 2016-05-31 Axsensor Ab Device for providing a gas composition and temperature compensated acoustic measurement of a liquid level
US9945737B2 (en) * 2014-03-13 2018-04-17 Siemens Energy, Inc. Method for determining waveguide temperature for acoustic transceiver used in a gas turbine engine
JP6282514B2 (ja) * 2014-04-04 2018-02-21 愛三工業株式会社 液量検出装置
DE102014109843A1 (de) * 2014-07-14 2016-01-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Füllstands in einem Tank
JP6826097B2 (ja) 2015-07-09 2021-02-03 アクセンソル アクティエボラーグ 液体レベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置
US10578479B2 (en) * 2017-08-09 2020-03-03 Fluke Corporation Calibration bath with acoustic liquid level sensor
KR102302252B1 (ko) * 2020-04-24 2021-09-14 숭실대학교산학협력단 초음파 센서용 파동유도관
US20240085235A1 (en) * 2022-09-13 2024-03-14 Simmonds Precision Products, Inc. Liquid measurement systems and methods
US11714176B1 (en) * 2022-09-23 2023-08-01 Texzec, Inc. Helical acoustic liquid level sensor

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3222929A (en) * 1964-09-21 1965-12-14 Henry P Kalmus Augmented-signal mechanical wave depth gauge
US4090407A (en) * 1977-09-19 1978-05-23 T. W. Salisbury, III Water level measurement device
JPS5890129A (ja) * 1981-11-26 1983-05-28 Nippon Kokan Kk <Nkk> 超音波式レベル計
GB2164151B (en) 1984-09-07 1988-12-21 James Gerald Lacy Measuring apparatus
SE456279B (sv) * 1986-09-16 1988-09-19 Bost & Co Ab Sett och anordning for att tidsbestemma en akustisk puls
US4909080A (en) * 1987-10-31 1990-03-20 Toyoda Gosei Co., Ltd. Ultrasonic level gauge
US5062595A (en) * 1990-04-26 1991-11-05 University Of Southern California Delta wing with lift enhancing flap
WO1991019171A1 (en) * 1990-06-05 1991-12-12 Australian Coal Industry Research Laboratories Limited Fluid level detector system and apparatus
US5062295A (en) * 1990-12-24 1991-11-05 Sparktech Dual tube sonic level gage
US5319973A (en) * 1993-02-02 1994-06-14 Caterpillar Inc. Ultrasonic fuel level sensing device
US5471872A (en) * 1994-01-07 1995-12-05 Semitool, Inc. Acoustic liquid level measuring apparatus
GB9800533D0 (en) * 1998-01-13 1998-03-11 Saw Technologies Ltd Method and apparatus for detecting an interface
US6360599B1 (en) * 1999-08-25 2002-03-26 National Institute Of Ocean Technology Department Of Ocean Development Govenment Of India Device for measuring liquid level preferably measuring tide level in sea
JP2001082262A (ja) * 1999-09-13 2001-03-27 Denso Corp 圧電センサユニット
RU2193164C1 (ru) * 2001-10-05 2002-11-20 Балин Николай Иванович Устройство для измерения уровня жидкости (варианты)
DE10312101A1 (de) * 2003-03-19 2004-09-30 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Messung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter
JP4689617B2 (ja) * 2003-10-15 2011-05-25 アクセンサー エービー 流体面高さ測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005038415A1 (en) 2005-04-28
ATE399309T1 (de) 2008-07-15
JP4689617B2 (ja) 2011-05-25
KR101169103B1 (ko) 2012-07-26
JP2007510140A (ja) 2007-04-19
US7856876B2 (en) 2010-12-28
ES2308244T3 (es) 2008-12-01
US7571645B2 (en) 2009-08-11
EP1962066A2 (en) 2008-08-27
US20090282911A1 (en) 2009-11-19
EP1962066B1 (en) 2016-02-24
PL1676102T3 (pl) 2008-12-31
US20070204689A1 (en) 2007-09-06
DE602004014631D1 (de) 2008-08-07
EP1962066A3 (en) 2008-09-03
EP1676102A1 (en) 2006-07-05
EP1676102B1 (en) 2008-06-25
KR20060098386A (ko) 2006-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2569212T3 (es) Dispositivo de medición de nivel de un fluido
ES2727939T3 (es) Sistema de medición de nivel
CA1123946A (en) Ultrasonic transducer with reference reflector
JP2010519531A (ja) 流体面位置測定法及びそのためのシステム
CN103674180B (zh) 具有气泡脱落反射器的液位测量系统
JPH05231905A (ja) 距離測定装置及び方法
KR20070004723A (ko) 변환기 어레이 및 반사면을 갖는 초음파 유동 센서
US6202484B1 (en) Method and device for determining a liquid level with the aid of ultrasonic pulses
US5065624A (en) Installations for measuring liquid depth
JP3814347B2 (ja) 流体量測定システム
ES2971970T3 (es) Sistema y procedimiento para medir el nivel de llenado de un tanque de fluido mediante ondas acústicas
US20050150291A1 (en) Ultrasonic filling level sensor
KR101421137B1 (ko) 초음파 수위 측정 장치
KR20180016116A (ko) 초음파 유속계 및 유속 측정방법
RU2545065C2 (ru) Способ измерения скорости звука в воде
JP3375899B2 (ja) バイパスパイプ式液面計
CN216052180U (zh) 一种用于河道测绘的超声波探头装置
RU53001U1 (ru) Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости
CN101458113B (zh) 流体位测量设备
KR100709779B1 (ko) 초음파레벨센서
RU107371U1 (ru) Устройство для определения характеристик опасных ледовых гидрологических явлений
RU2303243C1 (ru) Ультразвуковой уровнемер
KR20180060500A (ko) 농업용 수로의 유속 및 수위 복합 측정장치
JPS609698Y2 (ja) 液面レベル計
RU16313U1 (ru) Ультразвуковой уровнемер