FI93396B - Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi - Google Patents
Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI93396B FI93396B FI933616A FI933616A FI93396B FI 93396 B FI93396 B FI 93396B FI 933616 A FI933616 A FI 933616A FI 933616 A FI933616 A FI 933616A FI 93396 B FI93396 B FI 93396B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- liquid
- light
- height
- measuring
- change
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 5
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
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
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
93396
OPTINEN MENETELMÄ NESTEEN PINNANKORKEUDEN MITTAAMISEKSI
Keksinnön kohteena on optinen menetelmä nesteen pinnan korkeuden mittaamiseksi.
5 i
Tunnetuin menetelmä esim. säiliöissä tai vastaavissa olevan nesteen pinnan korkeuden määrittämiseksi on vieläkin mittatikun käyttö, missä kastumarajasta määritetään pinnankor-keus. Jonkin verran käytetään myös säiliöön asetettujen 10 elektrodien välisen induktion riippuvuutta nestemäärästä pinnankorkeuden mittaamiseen. Myös ultraäänellä on pyritty määräämään pinnankorkeus säiliössä. Näitä mittauksia rajoittaa huomattavasti polttoainesäiliössä räjähdysalttius, optisten anturien likantuminen varsinkin lyijypitoisten 15 bensiinien pinnankorkeuden mittauksissa sekä lämpötilan ja höyrynpaineen muutokset mittaustilassa.
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä nesteen pinnan korkeuden mittaamiseksi, jonka menetelmän avulla 20 poistetaan tunnettuihin menetelmiin liittyviä epäkohtia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, joka sopii polttoainesäiliöiden nesteen korkeuden mittaamiseen, ja on luotettava ja turvallinen.
25 Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä valoa johdetaan valokuidun kautta nesteeseen sijoitetussa anturissa olevaan sekundää-30 rinesteeseen, johon vaikuttaa tutkittavan nesteen hydrostaattinen paine, valo johdetaan anturista toisella valokuidulla fotodiodille ja nesteen pinnan korkeus mitataan se-kundäärinesteen nestepatsaan korkeuden aiheuttaman valon intense teettimuutoksen avulla siten, että valokuidusta saata-35 van valon intensiteetin muutos mitataan suhteessa normitus-valokuidusta saatavan valon intensiteettiin, mikä mitataan valitsijan avulla, ja lopullinen primäärikorkeus saadaan 2 93396 vertaamalla tätä suhteellista mittausarvoa kalibrointiku-vaajaan.
Kehitetyllä optisella menetelmällä päästään eroon likaan-5 tumisesta ja menetelmä on täysin optinen anturirakenteen osalta. Kehitetyn menetelmän keskeisimpänä käyttöalana on polttosäiliöiden nesteen pinnan korkeuden mittaus esimerkiksi huoltoasemilla. Polttoainesäiliöön ei tarvitse viedä minkäänlaisia sähköisiä tai mekaanisesti liikkuvia laitteita 10 tai niiden osia, ja kipinöiden muodostuminen ei ole mahdollista. Vain valoa liikutetaan säiliöön ja sieltä pois. Menetelmä myös normittaa itseään koko ajan. Keksintöä voidaan soveltaa myös muihin käyttökohteisiin.
15 Keksinnön edullisessa sovelluksessa nestepatsaan sisälle sijoitetaan valokuitu tai valokuitunippu, joka kastuu. Kastuminen aiheuttaa valon kulussa kuidussa muutoksen, joka havaitaan intensiteetin muutoksena, johon ulkoinen pinnan korkeus kalibroidaan. Tällöin saadaan aikaan tarkka ja 20 luotettava mittaustulos.
Keksinnön toisessa sovelluksessa valo johdetaan nestepatsan kohdalle ja suunnataan nestepatsaaseen, jolloin nestepatsaan sisällä valo heijastelee ja sen heijastuksen tehokkuus 25 muuttuu kun putken, jonka sisällä nestepatsas on, sisäpinta kastuu, jolloin määritys ulkoisen pinnan muutoksesta saadaan vertaamalla normituskuidusta tulevan valon intensiteettiin ja tästä suhteesta saadaan kalibrointikuvaajän avulla ulkoisen nesteen pinnan korkeus. Myös tällä tavalla saadaan 30 tarkka ja luotettava mittaustulos.
Keksinnön edullisessa lisäsovelluksessa mittausnesteeseen lisätään lisäaineita, jotka lisäävät optisten ominaisuuksien muutoksien aiheuttajia, kuten väriä ja taitekerrointa. Näin 35 saadaan nesteen pinnan korkeus vielä tarkemmin selville.
Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla 3 93396 oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnön mukaisen mittausmenetelmän periaatetta soveltavaa laitteistoa sivulta katsottuna ja sen toimintaa käytännössä.
5 Kuvan mukaisessa laitteistossa valolähteestä 1 ohjataan * valoa valokuituihin 2, 3. Valoa jaetaan kahteen kuituun; toisen kuidun 3 valoa käytetään normitukseen ja toisen kuidun 2 valoa puolestaan mittaukseen. Anturi on avoinna tilaan, jossa on sama ilmanpaine kuin pinnan mittaustilassa 10 mitattavan nesteen yläpuolella. Anturissa on joustavalla kumikalvolla 5 eristetty mitattavasta nesteestä 12 varsinaisen mittausnesteen tila 4. Kumikalvo on asennettu niin löysälle, että sen muutoksiin ei tule huomattavaia kimmovoi-mia mittaustilanteissa ulkoisen nestepinnan ollessa eri 15 korkeuksilla. Kumikalvo välittää hydrostaattisen paineen 11 avulla nestepatsaaseen 8 tutkittavan nesteen pinnankorkeu-den. Kun kumikalvon liikuttamiseen ei tarvita voimia ja nesteiden tiheydet anturin ulkopuolella ja anturissa ovat samat, on patsaan pinta yhtä korkealla kuin ulkopuolisen 20 nesteen pinta. Näin ei kuitenkaan tarvitse välttämättä olla, vaan anturi kalibroidaan sähköisen signaalin ja todellisen nesteen korkeuden avulla näyttämään oikeaa korkeutta.
Valosignaali ohjataan kuidusta 2 putkimaiseen valojohtimeen 25 6, jossa se kulkee kuin optisessa kuidussa heijastellen pääosin sen sisäseinämistä. Kun putkeen nousee nestettä, heijastusominaisuudet muuttuvat ja intensiteetin pieneneminen on verrannollista nestepatsaan 8 korkeuteen.
30 Mittaputki on suljettu yläpäästään elastisella kumipussilla hermeettisesti 9 haihtumisen eliminoimiseksi. Mittausneste-tila on suljettu siten, että sen sisällä oleva neste ei pääse haihtumaan, mutta sulkeminen ei estä nestepatsaan 8 korkeuden muuttumista. Mittaputken 6 yläpäästä otetaan valo 35 optiseen kuituun 10 ja viedään valitsimen 13 kautta foto-diodille 14 intensiteettimittaukseen. Fotodiodin signaali vahvistetaan ja luetaan normaalisti esimerkiksi mikrotieto- 4 93396 koneella. Mittaus tehdään aina suhteellisesti eli mitataan vuorotellen normituskuidun 3 kautta kulkevaa valoa ja mittalaitteen kautta 2 =#· 6 10 kulkevaa valoa. Suhteellisesta mittaustuloksesta kalibrointikuvaajän avulla saadaan sitten 5 lasketuksi ulkopuolisen nesteen korkeus. Mittauksen ollessa aina suhteellinen eliminoituu valolähteen ja vahvistimen ryömintä käytännössä kokonaan. Myös ulkoisen mitattavan nesteen likaava vaikutus eliminoituu sillä, että optisessa järjestelmässä on puhdas sekundäärineste, joka on hermeetti-10 sesti suljetussa tilassa.
Keksintöä ei rajata esitettyyn polttoainesäiliön pinnan korkeuden mittaukseen, vaan se soveltuu mihin tahansa rajapinnan mittaukseen, kun mittaustilan paineistusaukko on 15 samassa paineessa säiliön ilmatilan kanssa.
Claims (8)
- 5 93396 . 1. Optinen menetelmä nesteen pinnan korkeuden mittaamiseksi, tunnettu siitä, että valoa johdetaan valokuidun (2) 5 kautta nesteeseen (12) sijoitetussa anturissa (7) olevaan sekundäärinesteeseen (4), johon vaikuttaa tutkittavan nesteen hydrostaattinen paine, valo johdetaan anturista toisella valokuidulla (10) fotodiodille (14) ja nesteen pinnan korkeus mitataan sekundäärinesteen nestepatsaan korkeuden 10 aiheuttaman valon intensiteettimuutoksen avulla siten, että valokuidusta (10) saatavan valon intensiteetin muutos mitataan suhteessa normituskuidusta (3) saatavaan intensiteettiin, mikä mitataan valitsijan (13) avulla, ja lopullinen primäärikorkeus saadaan vertaamalla tätä suhteellista mit-15 tausarvoa kalibrointikuvaajaan.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että nestepatsaan sisälle sijoitetaan valokuitu tai valokuitunippu, joka kastuu, jolloin kastuminen aiheut- 20 taa valon kulussa kuidussa muutoksen, joka havaitaan intensiteetin muutoksena, johon ulkoinen pinnan korkeus kalibroidaan .
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-25 t u siitä, että valo johdetaan nestepatsaan kohdalle ja suunnataan nestepatsaaseen, jolloin nestepatsaan sisällä valo heijastelee ja sen heijastelun tehokkuus muuttuu kun putken (6), jonka sisällä nestepatsas on, sisäpinta kastuu, jolloin määritys ulkoisen pinnan muutoksesta saadaan ver-30 taamalla normituskuidusta (3) tulevan valon intensiteettiin ja tästä suhteesta saadaan kalibrointikuvaajän avulla ulkoisen nesteen pinnan korkeus.
- 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että mittausnesteeseen (4) lisätään lisäaineita, jotka tehostavat optisten ominaisuuksien muutoksien aiheuttajia, kuten väriä ja taitekerrointa. 93396 6
- 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausnestetila suljetaan hermeettisesti (9) siten, että sen sisällä oleva neste (8) ei pääse haihtumaan, mutta nestepatsaan (8) korkeus pääsee 5 muuttumaan.
- 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anturi (7) on avoinna tilaan, jossa on sama ilmanpaine kuin pinnan mittaustilassa mi- 10 tattavan nestepinnan yläpuolella.
- 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ulkoinen hydrostaattinen paine välitetään kumikalvolla (5), joka asetetaan niin löysälle, 15 että sen muutoksiin ei tule huomattavia kimmovoimia mittaus-tilanteissa ulkoisen nestepinnan ollessa eri korkeuksilla.
- 9. H * HIM I I I ff| : \ 7 93396 PAT ENTKKAV
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI933616A FI93396C (fi) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi |
| AU74619/94A AU7461994A (en) | 1993-08-17 | 1994-08-15 | Optic method for measuring of the level of the surface of a liquid |
| PCT/FI1994/000352 WO1995005583A1 (en) | 1993-08-17 | 1994-08-15 | Optic method for measuring of the level of the surface of a liquid |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI933616A FI93396C (fi) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi |
| FI933616 | 1993-08-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI933616A0 FI933616A0 (fi) | 1993-08-17 |
| FI93396B true FI93396B (fi) | 1994-12-15 |
| FI93396C FI93396C (fi) | 1995-03-27 |
Family
ID=8538424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI933616A FI93396C (fi) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7461994A (fi) |
| FI (1) | FI93396C (fi) |
| WO (1) | WO1995005583A1 (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6782122B1 (en) | 2000-04-27 | 2004-08-24 | Simmonds Precision Products, Inc. | Apparatus for measuring height of a liquid in a container using area image pattern recognition techniques |
| JO2409B1 (en) | 2000-11-21 | 2007-06-17 | شركة جانسين فارماسوتيكا ان. في | Second-phenyl carboxy amides are useful as lipid-lowering agents |
| CN100390507C (zh) * | 2004-05-20 | 2008-05-28 | 广州市敏通光电科技有限公司 | 连续型光纤液位传感器 |
| RU2503950C2 (ru) * | 2012-02-27 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Система контроля параметров жидкости |
| CN114777888B (zh) * | 2022-04-28 | 2024-09-20 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 一种基于光纤光栅压力传感器液位测量误差补偿修正方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB905228A (en) * | 1958-03-14 | 1962-09-05 | Pynford Ltd | Improvements in or relating to apparatus operable in accordance with a fluid pressure or head |
| CA1174869A (en) * | 1980-11-20 | 1984-09-25 | Lloyd A. Baillie | Liquid level indicator |
| US5303586A (en) * | 1993-01-22 | 1994-04-19 | Wayne State University | Pressure or fluid level sensor |
-
1993
- 1993-08-17 FI FI933616A patent/FI93396C/fi active
-
1994
- 1994-08-15 WO PCT/FI1994/000352 patent/WO1995005583A1/en active Application Filing
- 1994-08-15 AU AU74619/94A patent/AU7461994A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7461994A (en) | 1995-03-14 |
| FI933616A0 (fi) | 1993-08-17 |
| FI93396C (fi) | 1995-03-27 |
| WO1995005583A1 (en) | 1995-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3319514A (en) | Submersible turbidity detector unit | |
| US4173886A (en) | Gas detectors | |
| JPH04255568A (ja) | 検査装置 | |
| WO2014153633A1 (pt) | Dispositivo multiparamétrico para medição por meios ópticos, do nível de preenchimento de tanques e reservatórios para líquidos e liquefeitos, índice de refração e análises por imagem, sem peças móveis | |
| FI93396B (fi) | Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi | |
| US3200700A (en) | Photoelectric comparison apparatus for indicating the amount of contamination in liquids | |
| US4773265A (en) | Method for detecting leaks | |
| US3469455A (en) | Apparatus for measuring changes in the weight of a sample | |
| US1457406A (en) | Depth and specific-gravity measuring apparatus | |
| US4627281A (en) | Tank gaging system | |
| JP3711303B2 (ja) | 液体の粘度測定装置および測定方法 | |
| Domanski et al. | Compact optical fiber refractive index differential sensor for salinity measurements | |
| US4952054A (en) | Correction of blood count tube readings | |
| US4030368A (en) | Spring-loaded differential pressure gage | |
| SU1390589A1 (ru) | Устройство дл определени погрешности датчиков влажности | |
| US4198848A (en) | Level gauge calibration apparatus | |
| EP0052960B1 (en) | Apparatus for monitoring float level and method for detecting leaks by use of the apparatus | |
| GB2576773A (en) | Fluid level sensing device and method | |
| US3048037A (en) | Tank gauging device | |
| US7130061B2 (en) | System and method for monitoring properties of a medium by fiber optics | |
| KR102233557B1 (ko) | 굴절률을 통해 수분량을 측정하는 토양 수분 센서 | |
| US3540292A (en) | Apparatus and method for controlling pressure in a constant volume environment | |
| GB2100021A (en) | Fluid level indicator | |
| SU1179149A1 (ru) | Устройство дл измерени плотности жидкостей | |
| CN111238447A (zh) | 一种基于光纤结构的水平仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: AWACTRO OY |