KR100948081B1 - 레이더 방사 장치로 액체의 레벨 측정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

레이더 방사 장치로 액체의 레벨 측정을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더를 사용하는 저장소의 레벨을 측정하는 장치 및 방법에 관련된다. 저장소에 아래쪽으로 직접 연결된 안테나(1)를 통해, 전자기 파동은 수신 및 반사되고, 시간지연 파동이 수신되는데, 각 파동의 감지 특성과 상호 구별된다. 본 발명에 따르는 장치는 적어도 하나의 추가 레이더 측정 채널(3,4)이 안테나(1)에 연결되며, 레이더 파동은 첫 번째 레이더 측정 채널에 사용된 레이더 파동으로부터 구별 가능한 레이더 파동으로 특징된다.

Description

레이더 방사 장치로 액체의 레벨 측정을 위한 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR LIQUID LEVEL MEASUREMENT BY MEANS OF RADAR RADIATION}
본 발명은 청구항 제 1 항의 서문에 따른 방법과 관련된다.
유조선의 적재탱크에 대한 레이더와 함께 작동하는 레벨 측정 시스템은 미국 특허 제 4,665,403호에 공지되어 있다. 상기 공지된 종래 기술은 저장소(receptacle)에 수용된 매체(medium)의 표면 레벨을 전자기 파동을 이용하여 측정하는 방법에 관한 것이다. 상기 종래 기술에 의하면 저장소 안으로 향하는 안테나를 통해 전자기 파동이 저장소 내에 수용된 매체의 표면에 송신된다. 상기 전자기 파동이 반사되어 수신되면, 수신 신호의 주파수 또는 지연 등의 특성에 기초하여 안테나와 표면 간의 거리를 측정할 수 있다. 그러나 이러한 종류의 적재탱크에서는 레벨 측정 시스템과 독립적인 적어도 하나의 오버필 알람(overfill alarm)이 필요하다. 독립 장치에서 다른 측정 시스템 간에 전기접촉이 없어야 하며 공통적인 전기 회로 및 전선연결이 없어야 한다. 그러나 예를 들어 보통 고장날 수 없는 고정된 기계 구조는 공유될 수 있다. 분리된 탱크 부싱(bushing)에 장착된 플로트(float) 센서와 다른 전기용량 센서는 이 같은 경보 시스템에 대한 센서로 사용된다. 그러나 이러한 센서는 라이닝(lining), 부식 그리고 적재 탱크의 내용물 혹은 전선들로 인한 영향에 민감해서 기능 불량의 발생될 위험이 있다.
본 발명의 목적은 전술된 결점으로 인해 훼손되지 않는 방법을 이루기 위함이다. 이러한 목적은 청구항 제 1 항에 언급된 특징에 의해 이루어진다.
본 발명은 또한 종래 기술과 비교하여 개선된 청구항 제 6 항에 따르는 장치를 제작하는데 그 목적이 있다. 이들 목적은 상기 청구항에 언급된 특성으로 인해 이루어진다.
여러 가지 많은 장점이 본 발명을 통해 얻어진다. 두 개 이상의 레벨 측정 채널에 대한 단일 안테나를 사용하여, 추가 안테나에 대한 비용을 절감하고, 탱크 부싱뿐만 아니라 탱크에도 알맞다. 만약 두 개의 측정 채널이 동일하다면, 특정한 공차 범위 내에 있는 경우에만 측정 채널이 작동한다 것을 나타내는 예비 측정 결과가 얻어진다. 몇 가지 동일한 측정 채널은 또한 여분의 부품 보관을 쉽게 하고 비용이 적게 들도록 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하기 설명될 것이다.
도 1, 2는 유조선의 적재 탱크에 대한 경보 표시인 레벨 측정(본 발명은 모든 종류의 액체 및 부피를 갖는 재료에 사용가능 함)에 대한 본 발명의 두 가지 방식을 나타내는 다이아그램;
* 부호 설명
1: 안테나 1a: 공급 리드
2: 레이더 측정 채널 2a: 송수신기
2b: 표시장치 3,4: 추가 레이더 측정 채널
3a,4a: 송수신기
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도면에서 (1)은 일반적으로 안테나를 나타낸다. 이것은 고정 혹은 이동 포물선형 안테나, 원뿔형 안테나, 전송라인 혹은 일직선 튜브 안테나가 될 수 있다. 레이더 측정 채널(2)은 안테나(1)에 연결되어 있는데, 이 채널(2)은 사전 설정된 레벨에서 경보를 발생시키고 현재 레벨을 표시하도록 설계된 표시장치(2b) 및 송수신기(2a)로 구성되어 있다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 추가 레이더 측정 채널이 안테나(1)에 연결되어 있는데, 도면에 도시된 실시예에서 두 개의 추가적인 레이더 측정 채널들(3,4)이 있고, 이들 각각은 송수신기(3a,4a) 및 표시장치(3b,4b)를 갖는다. 예를 들어 측정 채널(2)의 송신기에 의해 송신된 레이더 파동이 반사된 후에 측정 채널(3) 혹은 측정 채널(4)에 구비된 수신기에 의해 수신되는 것을 방지하기 위해, 각 채널로부터의 레이더 파동은 편광, 변조, 및/또는 시간적 갱신(업데이트) 등과 같은 각 파동에 대한 감지 가능한 특성에 의해 구별될 수 있다.
몇 가지 다른 측정 및 경보의 대안이 하나 이상의 추가적인 측정 채널을 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나의 추가 레이더 측정 채널(3)을 사용하여 측정이 수행될 수 있는데, 이것은 측정 채널(2)을 사용하여 수행되는 레벨 측정에 대한 예비측정이다. 만약 두 개의 측정 채널로부터 얻어진 측정값이 정해진 공차 값 내에 있다면, 측정된 레벨 값이 맞다는 매우 높은 확률이 증명될 수 있다. 선택적으로 고 레벨 경보는, 최대 허용 레벨 알람 혹은 오버필 알람의 형태로, 추가적인 측정 채널(3)로 얻어질 수 있다.
두 개의 추가 측정 채널(3,4)로 동시에 예비 측정을 수행하고 고 레벨 경보를 발생할 수가 있다. 선택적으로, 레벨 측정은 측정 채널(2)로 수행되고, 고 레벨 경보는 측정 채널(3)로 수행되고, 오버필 알람(overfill alarm)은 측정 채널(4)로 수행될 수 있다.
도 1 및 도 2에 대한 장치는 기본적으로 측정 채널(2, 3, 4)이 안테나(1)에 연결되어 있는 방법에 대해서만 다르다. 도 1에서 측정 채널은 안테나에 있는 공급 리드(lead)(1a)에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 측정 채널(2,3,4)은 당해업자에게 알려진 전력 분배기(5)를 통해 공급 리드(1a)에 연결되어 있다.

Claims (11)

  1. 탱크선의 적재탱크 내의 매체에 대한 표면 레벨을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    둘 이상의 레이더 측정 채널들(2,3,4)을 제공하되, 상기 채널들 각각은 전자기 파동에 대한 송수신기(2a,3a,4a) 및 레벨 표시 장치(2b,3b,4b)를 갖고,
    상기 적재탱크 안으로 아래로 향하는 안테나(1)를 통해 제 1 전자기 파동을 제 1 채널(2)에서 전송하며,
    상기 표면에 의해 상기 안테나(1)로 반사되는, 제 1 시간 지연을 갖는 제 1 전자기 파동을 제 1 채널(2)에서 수신하며,
    제 1 시간 지연을 기초로 상기 레벨을 계산하며,
    제 1 채널에서의 상기 전송과는 독립적으로, 하나의 동일한 상기 안테나(1)를 통해 제 2 전자기 파동을 제 2 채널(3,4)에서 전송하며,
    상기 표면에 의해 상기 안테나(1)로 반사되는, 제 2 시간 지연을 갖는 제 2 전자기 파동을 제 2 채널(3,4)에서 수신하며,
    제 2 시간 지연을 기초로 상기 레벨을 계산하며,
    제 1 및 제 2 전자기 파동이, 이들의 시간 특성, 변조 특성, 및 편광 특성 중 적어도 어느 하나에 의해 서로 구별되는 단계를 포함하며,
    상기 안테나를 통한 제 1 채널에서의 전송과 상기 안테나를 통한 제 2 채널에서의 전송이 동시에 행해질 수 있도록 제 1 채널과 제 2 채널이 상기 안테나에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 전자기 파동으로 수행되는 레벨 측정은 제 1 전자기 파동으로 수행되는 레벨 측정에 대한 예비측정인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전자기 파동들 중 하나로 사전 설정된 표면 레벨에서 수행되는 레벨 측정은, 오버필 알람(overfill alarm)과 같은 고 레벨 경보(high level alarm)를 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 레이더의 의하여 탱크선의 적재탱크 내의 매체에 대한 표면 레벨을 표시하기 위한 장치로서,
    채널 각각이 전자기 파동에 대한 송수신기(2a,3a,4a) 및 레벨 표시 장치(2b,3b,4b)를 갖는 둘 이상의 레이더 측정 채널들(2,3,4)을 포함하고,
    상기 둘 이상의 레이터 측정 채널들 중 제 1 채널(2)은 상기 적재탱크 안으로 아래로 향하는 안테나를 통해 제 1 전자기 파동을 전송하고 수신하고,
    상기 둘 이상의 레이터 측정 채널들 중 제 2 채널(3,4)는 하나의 동일한 상기 안테나(1)를 통해 제 1 채널에서의 상기 전송과는 독립적으로 제 2 전자기 파동을 전송하고 수신하며,
    제 1 및 제 2 전자기 파동이, 이들의 시간 특성, 변조 특성, 및 편광 특성 중 적어도 어느 하나에 의해 서로 구별될 수 있고,
    상기 안테나를 통한 제 1 채널에서의 전송과 상기 안테나를 통한 제 2 채널에서의 전송이 동시에 행해질 수 있도록 제 1 채널과 제 2 채널이 상기 안테나에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 2 채널(3,4)은 제 1 채널(1)에 대한 예비 채널인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 레이터 측정 채널들 중 하나(3,4)는 최대 허용 레벨을 측정하여 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    제 1 채널(2)은 상기 표면 레벨을 측정하고, 제 2 채널(3)은 예비 레벨 측정 채널로서 사용되고, 상기 둘 이상의 레이터 측정 채널들 중 제 3 채널(4)은 최대 허용 레벨을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 측정 채널들은(2,3,4)은, 각 채널(2, 3, 4)이 상기 안테나에 대한 공급 리드에 연결되거나 각 채널(2, 3, 4)이 전력 분배기(5)를 통해 상기 안테나(1)에 연결됨으로써 상기 안테나(1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 채널의 전기회로 및 전선연결이 제 2 채널의 전기회로 및 전선연결과 분리되어 제 1 채널과 제 2 채널 간에는 전기 접촉이 없는 것을 특징으로 하는 장치.
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