JPH01503173A - センサー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 センサー装置 １丘豆１ 本発明は、センサー（検出器）装置に関する。

詳述すれば、本発明は、タンク、特に石油又は石油タンカーのバラストのための 貯蔵タンク内のスラッジを検出するためのシステムに使用するのに適したセンサ ー装置に関する。

技ＪＪＬ屡 そのような用途の検出装置は、しばしば危険な環境下で作動しなければならない ので、センサーの機能を阻害することなくセンサーの電子部品を周囲環境から隔 絶することが必要とされる。

良亘皇■ｊ 本発明によれば、タンク内のスラッジを検出するためのシステムに使用するため のセンサー装置であって、該タンク内に支持されるようになされており、液体で 満たされた部分球形のソーナー（音波探知器）ドームの形とした部分を含むハウ ジングと、該ハウジング内に配設されており、該ソーナードームの曲率中心と実 質的に一致した実効音響中心を有するソーナー受信送信トランスジューサとから 成るセンサー装置が提供される。

このセンサー装置には、前記トランスジューサを実質的に前記曲率中心において 交差する２つの直交軸線の周りに角度的に移動させる（回転させる）ための手段 を設けることが好ましい、そのような１つの特定的な構成においては、前記２つ の交差軸線のうちの一方の軸線を、該１つの軸線と一致する軸線を有し該一方の 軸線の周りに回転しつるように配設された軸によって画定し、前記トランスジュ ーサは、一端を前記軸に取付けられて２つの交差軸線のうちの他方の軸線の周り に回転しつるように配設された部材上に担持させる。

前記ソーナードームは、半球状とするのが好ましい。

通常、上記ソーナードームは、センサー装置がタンク内に支持されたとき前記ハ ウジングの下方の部分を構成するように配設される。

本発明による装置は、タンクの屋根部分からタンク内に懸架支持されるように構 成することが好ましい、この目的のために、本発明による装置は、一端をタンク の屋根に固定されるようになされたチューブ状部材によってタンク内に支持され るように構成し、前記ハウジングの一部分が該チューブ状部材の他端内に受容さ れ、前記ソーナードームが該チューブ状部材から下方に突出するようにすること が好ましい。

本発明によるセンサー装置を組入れたタンク内スラッジ検出システムの一例を添 付図を参照して以下に説明する。

図面の簡単な説明 第１図は、壁の一部を切除した前記タンクと、タンクの屋根から懸架支持された 本発明のセンサー装置を示す透視図である。

第２図は、上記センサー装置及びその支持構造体の分解図である。

実施例 添付図の第２図を参照して説明すると、センサー装置ｌは、貯蔵タンク３の屋根 ５の中心からチューブ７の下端によって該タンク内に懸架支持され、タンクが満 杯のときはタンク内に貯蔵された物質のレベル（液面）より下に位置するように なされている。

第１図を合せて参照して説明すると、チューブ７は。

典型的な例では直径２０ｃｍ、長さ３ｍであり、タンクの屋根５の外部に位置す るフランジ９によって軸線を垂直にして該屋根５に固定される。フランジ９の上 に、センサー装置１のエレクトロニクス（電子部品）を収容した防炎性のハウジ ング１１が固定されている。

センサー装置１は、半球状ソーナードーム１５を構成する下方部分と、倒立皿形 部材１７を構成する上方部分とを有するハウジング１３を含む０皿形部材１７は 、そのベース（底壁）に中央孔１９を有し、ドーム１５の赤道上のフランジ２５ の内周面に形成された円周凹溝２３内に嵌合するようになされたリム部分２１を 有する。

ハウジング１３は、そのドーム１５のフランジ２５に穿設された穴と、それに対 応するチューブ７の下端のフランジ２７に穿設された穴に通した複数のボルト（ 図示せず）によってチューブ７の下端に固定される１皿形部材１７は、チューブ ７の下方端内に受容され、そのリム部分はフランジ２，５と２７の間に捕捉され る。

ハウジング１３内には、ソーナー受信送信トランスジューサ２９が収納される。

トランスジューサ２９は、通常、圧電材製の小さなディスクの形であり、第１図 ステップモータ３３の駆動軸に固定されたブラケット３１上に取付けられる。ス テップモータ３３は、部材１７を貫通し、部材１７のベースの中央穴１９を貫通 して垂直に延長した軸３５の下端に固定される。モータ３３自体の駆動軸は、水 平であり、ソーナードーム１５の曲率中心において軸３５の軸線と直交する。軸 ３５は、その軸線の周りに第２ステツプモータ３７によって回転せしめられる。

第２ステツプモーク３７は、そのモータケースのフランジ３９を介して部材１７ のベースの上面に固定される。かくして、モータ３７のケースは１部材１７の孔 １９を閉鎖し、ハウジング１３を完成する。

かくして、トランスジューサ２９は、モータ３７によって軸３５の軸線の周りに 回転せしめられ、モータ３３によってモータ３３の駆動軸の軸線の周りに回転せ しめられる。トランスジューサ２９は、ブラケット３１上に３の駆動軸の周りに 回転し、送信の際には、モータ３３の駆動軸と軸３５の軸線との交差点を通る軸 線に沿ってソーナービーム（音波ビーム）を送信するようになされている。従っ て、トランスジューサ２９は、その実効音響中心が、軸３５の軸線と、モータ３ ３の駆動軸の軸線との交差点、即ちソーナードーム１５の曲率中心と一致するよ うにブラケット３１上に位置づけされる。ソーナートランスジューサの実効音響 中心とは、トランスジューサが送信する際音波が放射する見掛けの点である。

チューブ７及びハウジング１３内の空間は、センサー装置１の一部分によって占 められる部分を除いて、変成器又はシリコーン油又はその他の電気的絶縁性流体 （図示せず）によって完全に満たされる。

センサー装置１と防炎性ハウジングｌｌ内のエレクトロニクスとの電気的接続は 、チューブ７内を貫通して延長させたケーブル４１によって行われる。

以上の説明から、ソーナードーム１５と、チューブ７と、防炎性ハウジング１１ とが協同して、このシステムをその周囲環境から隔絶し、従ってこのシステムを 危険な環境内で使用するのに適するようにすることが理解されよう、これに関連 して、このシステムは、英国標準規格に規定されたゾーン１の領域内で作動する ように容易に設計することができ、チューブ７が貫通する領域、即ち、タンク３ の屋根５からタンク内に貯蔵された物質の上面（第１図に線４３で示されている ）までの領域は、英国標準規格に規定されたゾーンゼロの領域とすることができ る。

上記システムの作動において、トランスジューサ２９は、モータ３７により軸３ ５の周りに回転せしめられ、モータ３３によってモータ３３の駆動軸の軸線の周 りに揺動され、タンク３の底部を、従ってそこにスラッジが堆積していればその スラッジ４５を走査する。スラッジ４５の分布を示すマツプ及び、又はプロフィ ルは、周知の態様でトランスジューサ２９によって送信された音響パルス圧力波 の結果としてトランスジューサ２９によって検出されるエコーをモニターするこ とによって得られるデータから創生され、記録される。

そのような各音響パルス圧力波及びそのエコーは、ハウジング１３内の油、タン ク３内に貯蔵された物質、及びハウジング１３の内部をタンク３の内部から隔絶 するソーナードーム１５を経てトランスジューサ２９と、スラッジとの間を往来 する。

音響パルス圧力波は、ソーナードームを透過すると、速度の変化を受け、振幅を 減少せしめられ、位相の変化を受ける。これらの各変化の度合は、ドームに入射 する圧力波の入射角の関数である。実際、圧力波がある特定の斜め角でドームに 入射した場合、圧力波は、実質的に完全に吸収されてしまう場合がある。ガラス 繊維製のドームの場合、圧力はが完全に吸収されてしまう入射角は、４０°〜５ ０＠の範囲である。このような現象は。

一般に「スポーキング」と称されている。ドームの素材及びその厚み、及びソー ナーの周波数は、ドームの応答特性に影響する要因である。ドームが金属製であ る場合は、その厚さは、ソーナーの作動周波数において圧力波に対し透過性とな るように「同調」させなければならない。

例として以上に説明した構成、及び本発明によるその他の構成においては、トラ ンスジューサ２９の実効音響中心がドーム１５の曲率中心に位置させることによ り。

ソーナーの圧力波がドーム１５の壁を実質的に直角に透過する。従って、センサ ー装置によって走査される領域に盲点が生じることがなく、そのシステムのエレ クトロニクス（電子機器）は、圧力波がドーム１５を透過することによって受け る速度変化を補償するために利得変更及び時間変更手段を提供するだけでよく、 ドームの盲点は配録データには導入されない、しかも、トランスジューサ２９か ら送受信される圧力波の速度、振幅、及び位相の変化は、最少限にされる。

国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　８８００３）Ｓ Ｓ＾　２１９２０

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．タンク内のスラッジを検出するためのシステムに使用するためのセンサー装 置であって、該タンク内に支持されるようになされており、液体で満たされた部 分球形のソーナードームの形とした部分を含むハウジングと、該ハウジング内に 配設されており、該ソーナードームの曲率中心と実質的に一致した実効音響中心 を有するソーナー受信送信トランスジューサとから成るセンサー装置。
2. ２．前記トランスジューサを実質的に前記曲率中心において交差する２つの直交 軸線の周りに回転させるための手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第 １項記載のセンサー装置。
3. ３．前記２つの交差軸線のうちの一方の軸線は、該１つの軸線と一致する軸線を 有し該一方の軸線の周りに回転しうるように配設された軸によって画定され、前 記トランスジューサは、一端を該軸に取付けられて２つの交差軸線のうちの他方 の軸線の周りに回転しうるように配設されたトランスジューサ担持部材上に担持 されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のセンサー装置。
4. ４．前記トランスジューサ担持部材は、前記軸に固定された電気モータの駆動軸 に取付けられ、該駆動軸は、前記２つの交差軸線のうちの他方の軸線を画定する ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のセンサー装置。
5. ５．前記トランスジューサは、前記２つの交差軸線のうちの他方の軸線から離隔 するように前記トランスジューサ担持部材上に配置されていることを特徴とする 特許請求の範囲第３項又は４項記載のセンサー装置。
6. ６．前記最初に言及された軸を回転させるように配設された第２電気モータを有 することを特徴とする特許請求の範囲第３〜５項のいずれかに記載のセンサー装 置。
7. ７．前記第２電気モータは、前記ハウジングの、前記ソーナードームのある側と は反対側の端部のところに配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第６ 項記載のセンサー装置。
8. ８．前記ソーナードームは、半球状であることを特徴とする特許請求の範囲第１ 〜７項のいずれかに記載のセンサー装置。
9. ９．前記ソーナードームは、該センサー装置が前記タンク内に支持されたとき前 記ハウジングの下方の部分を構成するように配設されていることを特徴とする特 許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載のセンサー装置。
10. １０．該センサー装置が前記タンク内に支持されたとき前記２つの直交軸線のう ちの一方の軸線が、該タンクの屋根部分のに実質的に直角に延長するように特許 請求の範囲第２項に従って構成されたいることを特徴とする特許請求の範囲第９ 項記載のセンサー装置。
11. １１．前記タンクの屋根部分から該タンク内に懸架支持されるようになされてい ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載のセンサー装 置。
12. １２．一端を前記タンクの置根に固定されるようになされたチューブ状部材を有 し、前記ハウジングの一部分が該チューブ状部材の他端内に受容され、前記ソー ナードームが該チューブ状部材から下方に突出するようになされていることを特 徴とする特許請求の範囲第１１項記載のセンサー装置。
13. １３．タンク内のスラッジを検出するためのシステムに使用するためのセンサー 装置であって、添付図に関連して先に説明された構成のセンサー装置。
14. １４．特許請求の範囲第１〜１３項のいずれかに記載のスラッジ検出センサー装 置を組入れたタンク内スラッジ検出システム。