ITMI20000414A1 - Dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolio liquefatto - Google Patents
Dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolio liquefatto Download PDFInfo
- Publication number
- ITMI20000414A1 ITMI20000414A1 IT2000MI000414A ITMI20000414A ITMI20000414A1 IT MI20000414 A1 ITMI20000414 A1 IT MI20000414A1 IT 2000MI000414 A IT2000MI000414 A IT 2000MI000414A IT MI20000414 A ITMI20000414 A IT MI20000414A IT MI20000414 A1 ITMI20000414 A1 IT MI20000414A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- indicator device
- level indicator
- tank
- sensors
- resin
- Prior art date
Links
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 title claims description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 29
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation 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
- G01F23/2921—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
- G01F23/2922—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels with light-conducting sensing elements, e.g. prisms
- G01F23/2925—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels with light-conducting sensing elements, e.g. prisms using electrical detecting means
- G01F23/2927—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels with light-conducting sensing elements, e.g. prisms using electrical detecting means for several discrete levels, e.g. with more than one light-conducting sensing element
-
- 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
- G01F23/2921—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
- G01F23/2922—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels with light-conducting sensing elements, e.g. prisms
- G01F23/2924—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels with light-conducting sensing elements, e.g. prisms for several discrete levels, e.g. with more than one light-conducting sensing element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
- B60K15/03—Fuel tanks
- B60K15/06—Fuel tanks characterised by fuel reserve systems
- B60K15/061—Fuel tanks characterised by fuel reserve systems with level control
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)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
- Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Description
DESCRIZIONE dellinvenzione industriale avente per titolo:
«DISPOSITIVO INDICATORE DI LIVELLO IN UN SERBATOIO DI GAS DI PETROLIO LIQUEFATTO»
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di o per gas di petrolio liquefatto. Tale dispositivo è particolarmente adatto per l'indicazione del livello in un serbatoio attrezzante un autoveicolo.
E' importante, in un serbatoio di o per gas di petrolio-liquefatto, seguire in maniera precisa la variazione del livello. Infatti, tenuto conto delle dilatazioni, il serbatoio non deve essere riempito per più dell'80% del suo contenuto totale, per ragioni di sicurezza. Inoltre, nella sua parte inferiore, un serbatoio deve fornire informazioni per consentire, ad esempio, la commutazione della alimentazione del motore con benzina.
Gli strumenti misuratori sinora noti impiegano un sistema meccanico a galleggianti che genera numerosi inconvenienti, in particolare imprecisioni di misura dovute ai giochi meccanici, rischi di cattivo funzionamento degli organi meccanici, grippaggio o usura con il loro invecchiamento, variazioni accidentali delle misure in seguito ai movimenti del veicolo, un serbatoio di gas essendo difficilmente suscettibile di essere diviso in comparti per limitare i movimenti di fluido come nei serbatoi per benzina, un notevole ingombro all'interno del serbatoio, ed una assenza di sicurezza.
E' noto realizzare strumenti misuratori utilizzando dispositivi di rivelazione ottica impieganti un principio di rivelazione mediante differenza degli indici di rifrazione tra un liquido ed un gas. Il Documento US-A 286464 insegna un simile dispositivo indicatore di livello in un serbatoio, in particolare una coppa per olio. In tale documento è previsto un dispositivo indicatore di livello comprendente un complesso di sensori ottici che sono spostati verticalmente. Ciascun sensore comprende una sorgente luminosa, ad esempio un LED di tipo P-N al gallio e all'arsenico, un ricevitore, come un fototransistor piano P-N-P al silicio e mezzi di trasmissione di un raggio luminoso. Questi mezzi trasmettono il raggio dalla sorgente luminosa verso il rivelatore quando il sensore si trova fuori dal liquido, ed il raggio è rifratto quando il sensore si trova nel liquido. Mezzi elettronici consentono di trasmettere le informazioni ricevute dai sensori verso uno strumento indicatore del livello dell'olio.
Lo scopo dell'invenzione è quello di fornire un dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolio liquefatto, che abbia una struttura compatta, che non comprenda pezzi in movimento, che possieda una grande affidabilità, e che possa essere associato a funzioni di sicurezza complementari, come ,ad esempio arresto del riempimento quando è raggiunto un certo livello, o interdizione del riempimento se il motore del veicolo funziona.
Essa propone di utilizzare rivelatori ottici utilizzanti un principio di rivelazione mediante differenza degli indici di rifrazione tra un liquido ed un gas.
A tal fine, il dispositivo a cui essa si riferisce comprende:
- un complesso di sensori ottici montati su un supporto, spostati verticalmente gli uni rispetto agli altri e disposti all'interno del serbatoio essendo distribuiti sull'altezza di quest'ultimo, ciascun, sensore comprendendo una sorgente luminosa ed un ricevitore, e
- mezzi di alimentazione delle sorgenti luminose dei diversi sensori, e di elaborazione delle informazioni ricevute dai diversi ricevitori e di trasmissione ad uno strumento di visualizzazione del livello del gas liquefatto.
Secondo l'invenzione, il supporto ed i sensori posizionati su di esso sono annegati in una resina sintetica sostanzialmente trasparente ai fasci luminosi emessi dalle sorgenti luminose e la superficie della resina, rivolta ai sensori, è tale che un fascio emesso dalla sorgente luminosa corrispondente è riflesso verso il ricevitore associato.
Questa forma di realizzazione consente l'utilizzazione di sensori ottici in un serbatoio di Gas di Petrolio Liquefatto (GPL), in cui le condizioni ambiente sono particolarmente severe. La resina consente di sigillare il complesso della sonda ed un pezzo rigido monoblocco e di ottenere un eccellente isolamento elettrico tra i componenti ed il GPL
Il livello del gas all'interno del serbatoio è ottenuto elaborando le informazioni ricevute dai differenti ricevitori, dovendosi ricordare che i ricevitori che sono in fase gassosa ricevono ciascuno un fascio emesso dalla sorgente luminosa corrispondente, mentre gli altri ricevitori, vale a dire quelli immersi nel gas liquido, non ricevono tale informazione.
Secondo una forma di realizzazione di questo dispositivo, ciascuna sorgente luminosa è costituita da un diodo emettente un fascio luminoso nel campo visibile o nel campo infrarosso, e ciascun ricevitore è costituito da una cellula fotoelettrica o da un fototiristore.
La resina utilizzata è ad esempio costituita da una resina epossidica. Una simile resina possiede in tal caso un indice di rifrazione prossimo a quello del GPL in fase liquida.
Se un sensore è in fase gassosa, il fascio emesso è riflesso verso il ricevitore corrispondente, poiché l'indice del gas, prossimo ad 1, è otticamente assai inferiore all'indice della resina.
Se il sensore è in fase liquida, il fascio emesso dalla sorgente è essenzialmente diffuso nel liquido, poiché gli indici di rifrazione del liquido e della resina sono prossimi, circa da 1,3 a 1,4. Tuttavia, una piccola parte del fascio può essere riflessa verso il ricevitore, ma la sensibilità di quest'ultimo non consente ad esso di essere impressionato da questo debole fascio.
La sezione dello strato di resina ricoprente i sensori non è imposta, l'essenziale essendo che la traiettoria ottica consenta, mediante riflessione sulla parete interna della resina, il trasferimento del fascio dalla sorgente luminosa verso il sensore. Tuttavia, la sorgente luminosa ed il ricevitore di un medesimo sensore saranno vantaggiosamente assai vicini fra loro, e la superficie della resina rivolta al sensore integrante questa sorgente e questo sensore sarà quindi parallela al sensore ed al suo supporto.
In una variante di realizzazione, il supporto è montato in un manicotto servente come involucro esterno alla resina e sostanzialmente trasparente al fascio luminoso emesso dalle sorgenti luminose. Questo manicotto è ad esempio realizzato in policarbonato. L'indice di rifrazione del materiale costituente il manicotto sarà scelto quanto più possibile vicino all'indice ,di rifrazione della quattro viti fissate al serbatoio.
Per garantire il collegamento elettrico tra i sensori della sonda e l'esterno del serbatoio, un passa-fili isolante è vantaggiosamente assemblato nella testa di fissaggio.
Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa di questo dispositivo, il supporto su cui sono montati i sensori è costituito da un circuito stampato.
Secondo una forma di realizzazione preferita di tale dispositivo, i mezzi di alimentazione delle sorgenti luminose e di elaborazione delle informazioni comprendono un microprocessore o un microcontrollore.
Sapendo che il dispositivo di misura di livello fornisce solamente misure discrete, vale a dire non continue, è preferibile evitare che la lancetta dello strumento misuratore abbia a discendere a gradini per ciascun cambiamento di stato di un sensore. A tal fine, i mezzi di elaborazione delle informazioni effettuano una lettura del valore dello spostamento dello strumento misuratore tra le misure corrispondenti a due sensori adiacenti, simulando misure intermedie tra due punti di misura reali, mediante interpolazione di un consumo medio di gas per una durata media.
Al fine di evitare di tener conto di tutti i cambiamenti di stato parassiti dei sensori, che non rappresentano il livello reale del liquido, a causa della aspersione delle gocce, di ondicelle dovute ai movimenti del veicolo, o della inclinazione del veicolo, i mezzi di elaborazione delle informazioni comprendono una filtrazione dei cambiamenti di stato dei sensori integrando una nozione di durata durante la quale la rivelazione non deve variare per essere valida. Questa durata può corrispondere ad un tempo relativamente breve, di una durata dell'ordine di qualche secondo, in dipendenza dal livello di sensibilità ricercato.
Secondo una caratteristica vantaggiosa dell'invenzione, nel caso della installazione di un serbatoio per autoveicolo, i mezzi di elaborazione delle informazioni sono collegati, da un lato, alla scatoletta di contatto della alimentazione elettrica del motore del veicolo e, dall'altro lato, ad una elettrovalvola disposta sul dispositivo di riempimento del serbatoio, per non consentire l'apertura della elettrovalvola se non quando il motore è fermo e se il livello è inferiore ad un livello determinato, dell'ordine di 80% del riempimento massimo del serbatoio, corrispondente alla posizione del sensore più alto.
Il dispositivo secondo l'invenzione integra quindi funzioni di sicurezza essenziali. Occorre osservare che, nelle installazioni attualmente esistenti, l'arresto del riempimento è realizzato in modo meccanico tramite un galleggiante, con i medesimi inconvenienti di quelli che sono stati indicati precedentemente nel caso dello strumento misuratore.
Al fine di garantire una eccellente sicurezza al dispositivo, i mezzi di elaborazione delle informazioni possiedono, ad esempio, una funzione di prova di tutti i sensori ottici come pure dei differenti componenti elettronici sensibili ad eventuali perturbazioni.
Per ragioni di sicurezza, in caso di guasto del sensore di riempimento massimo, le sue funzioni sono trasferite automaticamente al sensore situato immediatamente al di sotto, o anche l'elettrovalvola di riempimento è mantenuta in posizione chiusa.
I mezzi di elaborazione delle informazioni comprendenti un microcontrollore o un microprocessore possono pure essere impiegati per limitare le energie elettriche poste in gioco durante i periodi di non utilizzazione, vale a dire quando il veicolo è fermo, o per il mantenimento del comando dell'elettrovalvola in posizione di riempimento. E' possibile realizzare un'interfaccia di tali mezzi di elaborazione delle informazioni con il sistema di iniezione elettronico del carburante per migliorare le prestazioni e la sicurezza del veicolo.
L'invenzione sarà comunque ben compresa con l'ausilio della descrizione seguente, facendo riferimento agli acclusi disegni schematici rappresentanti, a titolo di esempi non limitativi, varie forme di realizzazione di tale dispositivo.
La Figura 1 è una vista di un serbatoio di gas di petrolio liquefatto di un veicolo, dotato di un dispositivo secondo l'invenzione, come pure dei suoi collegamenti a differenti organi del veicolo;
Le Figure 2 e 3 sono due viste in sezione trasversale di un sensore ottico rispettivamente al di fuori 3 e all'interno del gas di petrolio liquefatto, prese secondo le linee II-II e III- III di Figura 1;
Le Figure 4 e 5 sono due viste rispettivamente in posizione esplosa e in posizione montata di un dispositivo indicatore di livello secondo l'invenzione;
La Figura 6 è una vista prospettica esplosa di un dispositivo secondo l'invenzione e di una testa di fissaggio corrispondente;
La Figura 7 è una vista in sezione trasversale passante attraverso un sensore; e
La Figura 8 è una vista prospettica esplosa su scala ingrandita della estremità libera del dispositivo della Figura 6.
La Figura 1 illustra un serbatoio 2 di gas di petrolio liquefatto previsto per attrezzare un autoveicolo. Il gas liquido contenuto nel serbatoio è indicato dal numero di riferimento 3 ed è sormontato da un volume gassoso 4. Tale serbatoio è dotato di un dispositivo di riempimento 5, di per sé noto, su cui è disposta una elettrovalvola 6 azionante una valvola consentente o no il riempimento del serbatoio, in funzione della sua posizione.
Il dispositivo indicatore di livello comprende una barretta 4 che, nella forma di realizzazione rappresentata nei disegni, è disposta verticalmente all'interno del serbatoio. Questa barretta è dotata di un complesso di sensori 9, ciascuno dei quali comprende una sorgente luminosa 10 costituita, ad esempio, da un diodo emettente un fascio luminoso nel campo visibile o nel campo infrarosso, e da un ricevitore 12 costituito da una cellula fotoelettrica o da un fototiristore. La barretta 8 è costituita ad esempio da un circuito stampato. I differenti sensori 9 sono fissati sulla barretta 8 che serve come supporto ed annegati in una resina sintetica 13 possedente un indice di rifrazione prossimo all'indice di rifrazione del gas liquido. Nella forma di realizzazione rappresentata nelle Figure 2 e 3, gli assi ottici della sorgente luminosa 10 e del corrispondente ricevitore 12 sono paralleli. La sorgente 10 ed il ricevitore sono assai vicini fra loro e la superficie della resina 13 rivolta al sensore 9 è parallela al supporto 8 formato dal circuito stampato piano. Così, mediante riflessione, il fascio luminoso della sorgente 10 è trasmesso al ricevitore 12. Quando un sensore si trova nella fase gassosa 4, si verifica, com'è rappresentato in Figura 2, una riflessione quasi totale del fascio luminoso 10 verso il ricevitore 12, poiché l'indice di rifrazione del gas 4 è assai inferiore all'indice della resina. Viceversa, se si considera un sensore rappresentato in Figura 3 e corrispondente alla linea di sezione III-III di Figura 1, che è immerso in gas liquido, la maggior parte del fascio luminoso emesso dalla sorgente 12 è diffratta all'interno del gas liquido 3,poiché gli indici di rifrazione del liquido e della resina 13 sono assai prossimi.
L'analisi dei segnali emessi dai differenti ricevitori 12 dei sensori 9 consente mediante determinazione dei sensori immersi e di quelli che non lo sono, di misurare il livello del liquido.
Com'è rappresentato nelle Figure da 4 a 8, una soluzione per realizzare un dispositivo indicatore di livello consiste nell'introdurre una barretta 8 dotata di sensori 9 all'interno di un manicotto 16 formante una grondaietta a U. Tale manicotto 16 è successivamente riempito da un materiale sintetico trasparente al fascio luminoso, la quale cosa consente di isolare perfettamente i sensori 9 come pure i loro mezzi di alimentazione e di prelievo di informazioni rispetto a fluidi liquidi e gassosi contenuti nel serbatoio 2. Tale materiale sintetico è ad esempio una resina epossidica.
Il manicotto 16 è un pezzo profilato presentante una sezione a U. Questo manicotto presenta quindi due rami 23 ed una base 24. All'interno di ciascun ramo 23 è realizzata una scanalatura 25 estendentesi longitudinalmente per tutta la lunghezza del manicotto 16. Le due scanalature 25 sono tali da consentire lo scorrimento e la guida del circuito stampato di supporto 8 e permettono un posizionamento di tale circuito stampato piano parallelamente alla base 24 del manicotto. Quest'ultimo è ad esempio realizzato in policarbonato. Il circuito stampato è è fatto scorrere nel manicotto 16 in maniera tale che i sensori 9 si trovino di fronte alla base del manicotto e siano perfettamente paralleli a guest'ultima.
Dopo aver realizzato tale montaggio, il manicotto è introdotto in riscontro in una testa di fissaggio 26. Si tratta di una testa di fissaggio metallica che si integra con una guarnizione toroidale, non rappresentata, nella posizione abitualmente prevista per ricevere uno strumento misuratore meccanico a galleggiante tradizionale, tramite quattro viti fissate al serbatoio. Questa testa metallica 26 supporta gli sforzi di spinta dovuti alla pressione del GPL nel serbatoio 2. Una cavità 27 simulante la forma del manicotto è prevista nella testa di fissaggio 26 in maniera tale che il manicotto sia arrestato in traslazione sotto la spinta della pressione gassosa. Un foro d'aggancio 32 è previsto per il fissaggio del manicotto 16 sulla testa di fissaggio 26.
Un passa-fili isolante 28, in cui sono inseriti spinotti metallici 29, è assemblato nella testa di fissaggio 26 che presenta un passaggio sboccante agli spinotti. Cosi, spinotti maschio sporgono dalla testa 26 all'esterno del serbatoio. Essi sono accoppiati ad una scatoletta elettronica 17 che sarà descritta successivamente. Tale accoppiamento alla scatoletta elettronica 17 è realizzato, ad esempio, mediante un terminale femmina, non rappresentato, o a fili saldati su terminali o spinotti maschio quindi impregnati di resina epossidica per sigillare il complesso.
Dopo l'assemblaggio di tutti gli elementi, la sonda è posizionata orizzontalmente per essere impregnata con resina epossidica mediante semplice colata tramite gravitazione. Questa resina è opportunamente scelta per essere trasparente al fascio emesso ed essere compatibile con il GPL, preservando al tempo stesso buone caratteristiche meccaniche di durata di isolamento elettrico e di resistenza termica dopo polimerizzazione. Com'è rappresentato in Figura 8, per consentire la colata nella resina, si posiziona in corrispondenza della estremità del manicotto 16 opposta alla testa di fissaggio 26 un coperchio 30 che chiude l'estremità del manicotto in maniera ermetica. Un gioco è previsto tra il supporto 8 ed il coperchio 30 per consentire un passaggio della resina epossidica da entrambi i lati del supporto 8.
Lo scivolo così formato è completamente impregnato all'orizzontale. Dopo polimerizzazione, la resina sigilla il complesso, in un pezzo rigido monoblocco, e consente di isolare elettricamente le correnti elettriche dal GPL. Inoltre, la resina garantisce una perfetta ermeticità del manicotto e del passa-fili sulla testa della sonda.
Questo procedimento di colata orizzontale consente di limitare fortemente la comparsa di micro-bolle entro la resina, tali bolle essendo suscettibili di perturbare il percorso ottico di un fascio luminoso emesso da una sorgente luminosa 10 di un sensore 9.
Poiché le sorgenti luminose 10 sono assai vicine ai ricevitori 12, la base 24 del manicotto 16 deve essere piana. La distanza tra i sensori 9 e la base 24 del manicotto, vale a dire lo spessore dello strato di resina 13 ricoprente i sensori 9, deve essere minimizzata per deviare nel grado minore possibile il percorso ottico sino alla superficie piana.
Per perturbare nel grado minore possibile la trasmissione del fascio ottico, è pensabile di rimuovere il manicotto per non avere in tal caso se non un unico blocco di resina 13 circondante il supporto 8 ed i sensori 9. In realtà, la presenza del manicotto, anche se l'indice di rifrazione della resina e quello delmateriale costituente il manicotto sono assai prossimi (circa da 1,5 a 1,6), la presenza di un diottro tra la resina ed il manicotto devia il fascio luminoso. E' quindi preferibile sopprimere tale diottro. Si perviene così ad una forma di realizzazione come quella rappresentata in Figura 7 che rappresenta in sezione trasversale una sonda senza manicotto. Si ritrova quindi, com'è rappresentato nelle Figure 2 e 3, un supporto 8 portante sensori 9 annegati in un blocco di resina 13.
Com'è rappresentato in Figura 1, la barretta 8 è associata alla scatoletta elettronica 17. Questa scatoletta è collegata, in particolare, alla batteria 18 del veicolo, alla scatoletta di contatto 19 consentente l'alimentazione elettrica del motore, allo strumento 20 misuratore di livello del carburante integrato al cruscotto del veicolo, come scoperto dal liquido, fornisce alla scatoletta elettronica 17 una informazione consentente a quest 'ultima, ad esempio, di comandare il basculamento automatico della alimentazione del motore in benzina.
Per ragioni di sicurezza e, in particolare, per consentire un aumento di pressione della fase gassosa durante un aumento di temperatura, il riempimento del serbatoio non deve superare 80% del contenuto totale di quest'ultimo. E' quindi possibile disporre di un sensore di livello massimo che, quando è attivato dalla presenza di un livello liquido, fornisce alla scatoletta elettronica una informazione consentente a quest'ultima di comandare l'elettrovalvola 6 per garantire la chiusura del dispositivo di riempimento. La scatoletta elettronica 17 è pure collegata alla scatoletta di contatto 19 al fine di evitare che il riempimento del serbatoio possa essere realizzato se il motore del veicolo è in funzione.
I sensori 9 sono installati ad intervalli opportunamente scelti in dipendenza dalla forma del serbatoio. Essi sono così più vicini nel fondo del serbatoio per aumentare la precisione delle misure quando il livello del liquido si avvicina alla "riserva". Inoltre, tale installazione non regolare dei sensori consente di conservare identica la parte elettronica di elaborazione del segnale qualsiasi sia il tipo di serbatoio. La sonda ottica vera e propria (i sensori 9 impegnati di resina) è specifica per ciascun tipo di serbatoio, mentre il modulo di elaborazione del segnale (interpretazione delle misure, lettura, comando degli azionatori, rinvio al cruscotto...) rimane comune a tutti i modelli, la qual cosa ne riduce notevolmente i costi di fabbricazione.
La scatoletta elettronica 17 garantisce infine un auto-controllo dei sensori, con fornitura di un segnale se uno dei sensori è malfunzionante. Se il sensore di riempimento massimo è malfunzionante, allora le sue funzioni sono immediatamente trasferite sul sensore disposto immediatamente al di sotto. Secondo un'altra possibilità, il micro controllore o il microprocessore può impedire qualsiasi nuovo riempimento sinché tale sensore è malfunzionante, mediante mantenimento in posizione chiusa della elettrovalvola.
L'arresto del motore provoca l'apertura dell'elettrovalvola associata al dispositivo di riempimento per un tempo t. Se il sensore di riempimento massimo ha 80% o l'avviatore del motore non sono sollecitati durante tale periodo t, allora un dispositivo di temporizzazione determina la chiusura dell'elettrovalvola.
Come risulterà chiaro da quanto precede, l'invenzione apporta un grande miglioramento alla tecnica esistente, fornendo un dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolio liquefatto, di struttura compatta, non possedente alcun pezzo in movimento, che non è influenzato dalle variazioni normali di pressione o di temperatura di da 0 a 30 bar e di da meno 20°C a più 65 °C, pur presentando un eccellente precisione ed una eccellente affidabilità.
Come risulterà chiaro, l'invenzione non è limitata alle sole forme di realizzazione di questo dispositivo descritte precedentemente a titolo esemplificativo, essa comprendendo viceversa tutte le varianti. Così, in particolare, il numero di sensori potrebbe essere differente, il loro posizionamento all'interno del serbatoio potrebbe essere differente, o inoltre la forma del manicotto associato ai sensori potrebbe essere differente, senza per questo allontanarsi dall'ambito protettivo dell'invenzione.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolio liquefatto, comprendente ; - un complesso di sensori ottici (9) montati su un supporto spostati verticalmente gli uni rispetto agli altri e disposti all'interno del serbatoio (2) distribuiti lungo l'altezza di quest'ultimo, ciascun sensore comprendendo una sorgente luminosa (10) ed un ricevitore (12), e - mezzi (17) di alimentazione delle sorgenti luminose dei differenti sensori (9) e di elaborazione delle informazioni ricevute dai differenti ricevitori (12) e di trasmissione ad uno strumento (20) di visualizzazione del livello del gas liquefatto, caratterizzatodalfattoche il supporto ed i sensori disposti su di esso sono annegati in una resina sintetica (13) sostanzialmente trasparente al fascio luminoso emesso dalle sorgenti luminose (10), e che la superficie della resina, rivolta ai sensori (9) è tale che un fascio emesso dalla sorgente luminosa (10) corrispondente sia riflesso verso il ricevitore (12) associato).
- 2. Dispositivo indicatore di livello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la resina utilizzata è una resina epossidica.
- 3. Dispositivo indicatore secondo una delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dalfatto che il supporto (8)è montato in un manicotto (16) servente come involucro esterno per la resina (13) e sostanzialmente trasparente al fascio luminoso emesso dalle sorgenti luminose (10).
- 4. Dispositivo indicatore di livello secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il manicotto (16) è realizzato in policarbonato.
- 5. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzato dalfatto che il manicotto (16) presenta una sezione a U, che ciascun ramo (23) della U presenta sulla sua faccia interna una scanalatura longitudinale (25), le due scanalature essendo previste per ricevere il supporto (8) dei sensori (9) in modo tale che quest'ultimo sia parallelo alla base (24) del manicotto.
- 6. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il supporto (8), la resina (13) ed eventualmente il manicotto (16) sono montati in riscontro in una testa di fissaggio (26) prevista per essere fissata sul serbatoio (2).
- 7. Dispositivo indicatore di livello secondo la rivendicazione 6, caratterizzatodalfattoche la testa di fissaggio (26) è una testa metallica dotata di una guarnizione toroidale e fissata mediante viti sul serbatoio (2).
- 8. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni 6 o 7, caratterizzatodalfatto che un passa-fili (28) isolante è assemblato nella testa di fissaggio (26).
- 9. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzatodal fattoche il supporto (8) è costituito da un circuito stampato.
- 10. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzatodal fattoche imezzi (17) di alimentazionedelle sorgenti luminose e di elaborazione delle informazioni comprendono un microprocessore i un microcontrollore.
- 11. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzatodal fattoche i mezzi (17) di elaborazione delle informazioni effettuano una lettura del valore di spostamento dello strumento (20) tra le misure corrispondenti a due sensori (9) adiacenti, simulando misure intermedie tra due punti di misura reali, mediante interpolazione di un consumo medio di gas per una durata media.
- 12. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzatodal fattoche i mezzi (17) di elaborazione delle informazioni comprendono un filtraggio dei cambiamenti di stato dei sensori (9) integrando una nozione di durata durante la quale la rivelazione non deve variare per essere convalidata.
- 13. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzatodal fattoche, nel casodell'installazionediun serbatoio (2) per autoveicolo, i mezzi (17) di elaborazione delle informazioni sono collegati, da un lato, alla scatoletta (19) di contatto della alimentazione elettrica del motore del veicolo e, dall'altro lato, ad una elettrovalvola (6) disposta sul dispositivodi riempimento del serbatoio, per consentire l'apertura della elettrovalvola solamente se il motore è fermo e se il livello è inferiore ad un livello determinato, dell'ordine del 80% del riempimento massimo del serbatoio, corrispondente alla posizione del sensore più alto.
- 14. Dispositivo indicatore di livello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzatodal fattoche i mezzi {17) di elaborazione delle informazioni possiedono una funzione di prova dei sensori secondo una periodicità determinata.
- 15. Dispositivo indicatore di livello secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dalfatto che, nel caso di malfunzione del sensore di riempimento massimo (9), le sue funzioni sono trasferite automaticamente al sensore situato immediatamente al di sotto, oppure il riempimento del serbatoio è resoimpossibilemediantemantenimentoinposizione di chiusura della elettrovalvola.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9903398A FR2791131B1 (fr) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | Dispositif indicateur de niveau dans un reservoir de gaz de petrole liquefie |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITMI20000414A0 ITMI20000414A0 (it) | 2000-03-02 |
ITMI20000414A1 true ITMI20000414A1 (it) | 2001-09-02 |
IT1316705B1 IT1316705B1 (it) | 2003-04-24 |
Family
ID=9543365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT2000MI000414A IT1316705B1 (it) | 1999-03-15 | 2000-03-02 | Dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolioliquefatto |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1012730A3 (it) |
FR (1) | FR2791131B1 (it) |
IT (1) | IT1316705B1 (it) |
NL (1) | NL1014583C2 (it) |
PL (1) | PL339030A1 (it) |
TR (1) | TR200000709A1 (it) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1382946A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-01-21 | Product Innovation Limited | Level sensors |
LV13255B (en) * | 2004-10-08 | 2005-02-20 | Imants Keiss | Method and fuel level gauge |
CN103748441B (zh) | 2011-06-07 | 2016-12-28 | 精量电子(美国)有限公司 | 用于流体传感的光学传感装置和光学传感方法 |
DE102018205336A1 (de) | 2018-04-10 | 2019-10-10 | Ford Global Technologies, Llc | Tankeinheit für ein Kraftfahrzeug |
GB201903101D0 (en) * | 2019-03-07 | 2019-04-24 | Johnson Matthey Plc | Apparatus for measuring levels of materials |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB888941A (en) * | 1959-06-22 | 1962-02-07 | Dehavilland Aircraft | Improvements in liquid level indicators |
US3844171A (en) * | 1971-12-29 | 1974-10-29 | E Rodger | Light guide liquid level indicator |
GB2029005B (en) * | 1978-08-03 | 1983-01-12 | Marconi Co Ltd | Fluid level inidicators |
US4286464A (en) * | 1980-01-14 | 1981-09-01 | Technical Development Company | Optical fluid level monitor |
FR2655154B1 (it) * | 1989-11-29 | 1992-02-28 | Jaeger | |
EP0795740A1 (en) * | 1996-03-13 | 1997-09-17 | Simmonds Precision Products Inc. | Self testing optical liquid level sensor |
-
1999
- 1999-03-15 FR FR9903398A patent/FR2791131B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-02 IT IT2000MI000414A patent/IT1316705B1/it active
- 2000-03-08 NL NL1014583A patent/NL1014583C2/nl not_active IP Right Cessation
- 2000-03-08 BE BE00/0185A patent/BE1012730A3/fr not_active IP Right Cessation
- 2000-03-10 TR TR2000/00709A patent/TR200000709A1/xx unknown
- 2000-03-15 PL PL00339030A patent/PL339030A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ITMI20000414A0 (it) | 2000-03-02 |
IT1316705B1 (it) | 2003-04-24 |
NL1014583C2 (nl) | 2000-09-27 |
FR2791131A1 (fr) | 2000-09-22 |
BE1012730A3 (fr) | 2001-02-06 |
FR2791131B1 (fr) | 2001-04-20 |
TR200000709A1 (tr) | 2000-11-21 |
NL1014583A1 (nl) | 2000-09-18 |
PL339030A1 (en) | 2000-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6658933B2 (en) | Fill-level indicator for a liquefied-petroleum-gas tank | |
CA2265782C (en) | Gauge for measuring liquid levels | |
US3120125A (en) | Liquid level determining devices and method | |
US4840137A (en) | Liquid level gauging apparatus | |
US20190003873A1 (en) | Optical System and Method for Measuring Fluid Level | |
KR20180050963A (ko) | 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계 | |
ITMI20000414A1 (it) | Dispositivo indicatore di livello in un serbatoio di gas di petrolio liquefatto | |
EP3719444B1 (en) | Reflective bubble level | |
ES2950155T3 (es) | Medidor de agua que comprende una caja del transductor con estanqueidad variable a la humedad | |
US20100281972A1 (en) | Method and device for the optical measurement of state variables and the level in a container for liquefied gases, and device therefor | |
CN111076853A (zh) | 一种用于船舶结构应力监测的短基传感器及其使用方法 | |
WO2006061186A3 (de) | Füllstands-messvorrichtung | |
US4353252A (en) | Liquid level sensor | |
GB2036326A (en) | Liquid level sensor | |
CN105987742A (zh) | 液位检测装置和方法 | |
EP4379340A1 (en) | Leak detection sensor module | |
CN219301735U (zh) | 水位测量装置及包含其的水箱组件 | |
JP6009183B2 (ja) | 液位スイッチ及びそれを有する液位検出システム | |
CN2350737Y (zh) | 光纤液位报警器 | |
JP3171095B2 (ja) | フロート式液面計 | |
JPH09218072A (ja) | 液面レベルセンサー | |
JPS6144373Y2 (it) | ||
CN113514131B (zh) | 一种抗泡沫液位传感器 | |
CN214407675U (zh) | 一种光电式液位传感器 | |
NO812975L (no) | Detektor for anvendelse i et apparat for detektering av en substans paa en vaeskeoverflate |