KR20060028755A

KR20060028755A - 기포식 액면계

Info

Publication number: KR20060028755A
Application number: KR1020050006880A
Authority: KR
Inventors: 야마다이와오
Original assignee: 무사시노 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-04-03
Also published as: KR100828697B1; JP3983240B2; JP2006098172A; CN100365395C; HK1086880A1; JP2006113030A; JP3992153B2; CN1755333A

Abstract

본 발명은, 구조가 간단하고 고장이 적고 압축공기의 소비량이 적고 압축공기의 맥동이 없고 지시값의 흔들림이 없어 안정적인 표시가 가능한 기포식 액면계를 얻는다.

적어도 하단부가 탱크 내의 액체에 잠겨있는 급기관, 급기관 내에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원, 급기관 내의 기압을 계측하는 압력센서, 압력센서의 검출신호에 기초하여 탱크 내의 액체레벨을 표시하는 표시부를 가지며, 압축공기 공급원에서 급기관으로의 압축공기 공급경로를 개폐하는 제1전자밸브와, 급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개폐하는 제2전자밸브를 갖는다. 제1전자밸브가 압축공기 공급경로를 여는 급기모드에서는 제2전자밸브가 기압검출경로를 닫고, 제2전자밸브가 기압검출경로를 여는 측정모드에서는 제1전자밸브가 압축공기 공급경로를 닫는다.

Description

기포식 액면계{Air bubble type liquid-level meter}

도 1은 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 1을 도시한 계통도이다.

도 2는 실시예 1의 동작을 도시한 것으로서, (a)는 동작모드를 도시한 타이밍 차트, (b)는 압력변화를 도시한 타이밍 차트, (c)는 액면하강 운전에서의 급기관의 개념도, (d)는 기포방출 운전에서의 급기관의 개념도이다.

도 3은 실시예 1의 각 전자밸브의 각 동작모드에서의 개폐동작을 도시한 도면이다.

도 4는 실시예 1에서 급기모드에서 측정모드로 전환했을 때의 압력변화의 양상을 도시한 그래프이다.

도 5는 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 2를 도시한 계통도이다.

도 6은 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 3을 도시한 계통도이다.

도 7은 실시예 3의 각 전자밸브의 각 동작모드에서의 개폐동작을 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 4를 도시한 계통도이다.

도 9는 실시예 4의 동작을 도시한 것으로서, (a)는 동작모드를 도시한 타이밍 차트, (b)는 압력변화를 도시한 타이밍 차트, (c)는 액면하강 운전에서의 급기관의 개념도, (d)는 기포방출 운전에서의 급기관의 개념도이다.

도 10은 실시예 4에서 급기모드에서 측정모드로 전환했을 때의 압력변화의 양상을 도시한 그래프이다.

도 11은 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 5를 도시한 계통도이다.

도 12는 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 6을 도시한 계통도이다.

도 13은 복수의 전자밸브와 이에 조합되는 매니폴드의 일반적인 예를 도시한 것으로서, (a)는 복수의 전자밸브의 예를 도시한 개념도, (b)는 매니폴드의 예를 도시한 개념도이다.

도 14는 종래의 기포식 액면계의 예를 도시한 계통도이다.

도 15는 상기 종래의 기포식 액면계 중의 에어퍼지 헤드의 내부구성을 도시한 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 탱크

12 급기관

14 액체

30 배관

34 압축공기 공급원으로서의 컴프레서

38 컨트롤룸

52 공기변환기

54 압력센서

63 메인매니폴드

64 서브매니폴드

65 제1전자밸브

66 제2전자밸브

67 제3전자밸브

본 발명은 선박 등의 탱크에 저류되어 있는 액면의 레벨을 측정하기 위한 기포식 액면계에 관한 것이다.

컨테이너 선박이나 탱커와 같은 선박에서의 밸러스트탱크나 기름탱크, 물탱크 등에는 저류되어 있는 액체의 레벨을 검출하기 위한 액면계가 설치되어 있다. 이와 같은 액면계의 계측방식으로는, 플로팅식, 기포식 등이 종래부터 알려져 왔다. 종래의 기포식 액면계의 대부분은 여러개 배치된 탱크마다 급기관을 설치하고 탱크에 저류된 액체에 잠긴 상기 급기관에, 기계실 또는 다른 구획에 설치된 컴프레서에서 만들어진 압축공기를 배관을 통해 배송하도록 되어 있다.

기포식 액면계는 액체를 넣는 탱크 안에, 하단부가 자유개구로 되어 있는 파이프로 이루어진 급기관을 연직방향을 배치하고 탱크 안에 액체가 들어 있을 때 급기관의 하단부에서 기포가 되어 배출되도록 상기 배관을 통해 급기관에 압축공기를 공급한다. 그 때의 급기관의 내압(P)은, 액체의 깊이(H)에 액체의 밀도(ρ)를 곱한 헤드(ρH)에 액체 상부의 가스압을 더한 것, 즉 「전압(全壓)」과 동일하기 때문에 검출된 전압에서 액체 상부의 가스압을 뺀 것을 액체의 레벨로서 지시계에 표시한다. 압축공기는 기관실 또는 다른 구획의 컴프레서에서 만들어지며 갑판 위에 깔린 주관(主管)에서 지관(枝管)을 거쳐 각 탱크의 레벨 검출기로 공급되거나 또는 독립적인 배관을 거쳐 각 탱크의 레벨 검출기로 공급되도록 되어 있다.

파이프로 이루어진 급기관 내의 압력은 액체의 헤드(액체의 깊이)에 따라 다름과 동시에 액체의 헤드는 각각의 탱크마다 다르다. 그러나 종래 형태의 기포식 액면계는, 압축공기는 하나의 컴프레서에서 공급되기 때문에 압축공기의 기압은 계측하려는 최대 액체헤드에 맞는 최대압을 유지할 필요가 있으며, 탱크 깊이나 그때마다의 액체헤드에 대해서는 기압이 너무 높아지게 되어 계측치가 미묘하게 변화되는 결점이 있었다.

그래서 본 출원인은 탱크 내의 액체 중에 잠긴 급기관과, 급기관 내에 압축기체를 공급할 수 있는 펌프와, 펌프와 급기관 사이에 설치된 체크밸브와, 급기관 내의 기압을 계측하는 압력센서와, 압력센서에서 보내온 압력데이터에 의해 펌프를 제어하는 제어수단으로 이루어진 기압식 액면계로서, 상기 급기관과 펌프와 체크밸브와 압력센서가 탱크마다 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기압식 액면계에 관해 특허권을 취득했다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에서 말하는 「기압식 액면계」는 「기포식 액면계」이다.

<특허문헌 1>에 기재된 발명에 따르면,

1. 복잡한 배관이 불필요해지며 단독으로 작동하는 전기기기로서 간단히 취급할 수 있다.

2. 계측부의 급기관을 채울 만큼의 압축기체만 있으면 되기 때문에 소용량의 펌프 장착으로 충분하다.

3. 계측부의 인접거리에서 압축기체를 공급하기 때문에 외부온도의 영향이 거의 없다.

4. 계측부의 인접거리에서 압축기체를 공급하기 때문에 간단한 제어로 충분하며 계측부는 검출부 단자함 안에 수납되어 있기 때문에 보수점검이 간단하다.

는 효과를 얻을 수 있다.

<특허문헌 1> 일본특허 제2951954호 공보

최근 액면계의 간략화를 도모하여 경비를 절감하기 위해 탱커나 케미컬선박, 또는 LNG선박의 방폭구획에서, 저렴한 가격 대비 고장이 적고 안전성이 높은 기포식 액면계가 그다지 높은 계측정밀도를 필요로 하지 않는 탱크에 채용되고 있다.

따라서 최근 기포식 액면계의 예를 설명하기로 한다. 도 14, 도 15에서 선박의 탱크(10)에는 기름, 물 등의 액체(14)가 저류된다. 탱크(10)의 천정 상면측에는 스탠드피스(16)를 통해 에어퍼지 헤드(20)가 부착되어 있으며, 에어퍼지 헤드(20)로부터는 탱크(10)의 저면을 향해 급기관(12)이 드리워진 형태로 부착되어 있다. 에어퍼지 헤드(20)에는 배관(30)과 배관(32)이 접속되어 있다. 배관(30)은 압축공기를 공급하기 위한 배관이며, 배관(32)은 시그널에어를 취출하기 위한 배관이다.

도 15에 도시한 바와 같이 에어퍼지 헤드(20)는 컵을 뒤집은 형태로 그 내부는 격벽(21)에 의하여 상하로 이등분됨과 동시에 격벽(21)에 다이어프램(22)이 부착되어 있다. 격벽(21)으로 나뉘어진 상측 공간은 파이프를 통해 상기 배관(30)에 연통되어 있다. 배관(30)은 또 오리피스(26) 및 유량제어밸브(28)를 통해 급기관(12)에 연통되어 있다. 급기관(12)은 유량제어밸브(28)와 파이프를 통해 상기 배관(32)에 연통되어 있다. 급기관(12)은 또 적당한 파이프를 통해 상기 다이어프램(22)의 내부공간에 연통되어 있다. 따라서 다이어프램(22) 내부의 공기압과 급기관(12) 내의 공기압은 동일하다. 다이어프램(22) 내부에는 코일형 스프링(24)이 배치되어 있어서 다이어프램(22)을 도 15에서 위쪽으로 향하게 함으로써 격벽(21)으로 구획된 상측 공간을 좁히는 방향으로 탄성가압하고 있다. 상기 유량제어밸브(28)는 다이어프램(22)의 천정에서 드리워진 로드와 일체로 연결되어 있다.

에어퍼지 헤드(20)는 다음과 같이 동작한다. 급기관(12)의 하단부가 탱크(10) 내의 액체(14)에 잠겨 있는 상태에서 배관(30)에서 압축공기가 공급되면, 상측 공간의 기압 즉 다이어프램(22) 바깥쪽의 기압이 다이어프램(22) 내부의 기압 즉 급기관(12) 내의 기압보다 높아져 다이어프램(22)이 스프링(24)의 탄력에 저항하여 압축된다. 이 다이어프램(22)의 작동에 의해 유량제어밸브(28)가 하측으로 눌려져서 밸브가 열리고 오리피스(26)를 통해 급기관(12) 내에 압축공기가 일정유량으로 공급된다. 이 압축공기에 의해 급기관(12) 내의 액면이 눌려지게 된다. 그 결과 급기관(12)의 하단에서 압축공기가 방출되고, 기포가 되어 액체(14) 내를 상승하여 대기중으로 방출된다. 급기관(12) 내의 액체(14)의 레벨이 낮아짐에 따라 급기관(12) 내의 공기압은 높아지기 때문에 급기관(12) 내의 공기압을 측정함으로써 기체(14)의 레벨을 측정할 수 있다. 급기관(12)에 압축공기를 공급하기 시작했을 당시에는 유량제어밸브(28)가 크게 눌려 압축공기의 유량이 많고, 급기관(12) 내의 액면이 눌러짐에 따라 유량제어밸브(28)의 개구량이 작아져 유량이 적어진다. 기포가 방출되어 액면레벨을 측정할 때에는 급기관(12)의 하단에서 일정량씩 압축공기가 방출된다. 이와 같이 에어퍼지 헤드(20)는 소정 유량 메커니즘을 구성하고 있다.

도 14에서 상기 배관(30)에는 컴프레서(34)에서 압축공기가 공급된다. 컴프레서(34)와 배관(30) 사이에는 선내 레귤레이터(36)와 에어서플라이 유니트(40)가 개재되어 있다. 선내 레귤레이터(36)는 컴프레서(34)에서 송출되는 압축공기의 압력을 예컨대 7㎏/㎠ 정도로 조정한다. 에어서플라이 유니트(40)는 컨트롤룸(38)에 배치되어 있고, 컴프레서(34) 쪽에서 순서대로 스톱밸브(42), 필터(44), 레귤레이터(46), 압력계(48)를 구비하고 있다. 컨트롤룸(38)에는 전환밸브(50), 공전변환기(52), 지시계(58)가 배치되어 있다. 공전변환기(52)는 공기압을 검출하여 전기신호로 변환하는 것으로서, 압력센서(54)와, 이 압력센서(54)의 출력에 따라 지시계(58)에 의한 기압지시값을 제어하는 제어기판(56)으로 이루어진다. 전환밸브(50)는 도시된 바와 같이 급기관(12) 내의 기압을 공전변환기(40)로 이끄는 형태와, 도시한 상태에서 시계방향으로 90도 회전조작함으로써 공전변환기에 걸리는 기압을 대기중에 개방하는 제로보정 형태로 전환할 수 있도록 되어 있다.

절환밸브(50)가 도 14에 도시되어 있는 절환형태일 때에는 급기관(12) 내의 기압이 압력센서(54)에 걸린다. 이 기압은 상기와 같이 탱크(10)에 저류되어 있는 액체(14)의 레벨에 의존한다. 압력센서(54)는 여기에 걸리는 기압에 따른 전기신호를 출력한다. 이 저기신호는 제어기판(56)에서 지시계(58)에 의한 액체레벨 표시에 필요한 처리가 이루어져 지시계(58)에 의해 액체레벨이 표시된다.

이상 설명한 종래의 기포식 액면계에 따르면, 급기관에 압축공기를 일정량씩 공급하기 위해 다이어프램, 스프링, 유량제어밸브를 갖춘 에어퍼지 헤드를 가지고 있으며 구조가 복잡하여 고장나기 쉽고 비용이 많이 드는 단점이 있다. 또 압축공기 공급원에서 항상 급기관으로 압축공기를 공급할 필요가 있기 때문에 압축공기의 소비량이 많아지고 또 압축공기의 방출에 의한 맥동이 있어 이것이 압력센서로 전달되어 표시값이 흔들려 불안정해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기 종래의 기포식 액면계의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 구조가 간단하고 고장이 적고 비용이 저렴한 기포식 액면계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또 압축공기의 소비량을 줄일 수 있으며 압축공기의 맥동이 없고 지시값의 흔들림이 없어 안정적인 표시가 가능한 기포식 액면계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또 검출프로세스의 절환, 압축공기의 공급량 조정을, 우선 탱크의 적하패턴 또는 양륙(揚陸)패턴을 상정하여 설정한 자동제어 프로그램의 실행에 의해 측정할 수 있는 기포식 액면계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또 상기 자동제어 프로그램의 실행 및 신호처리 등의 전기적 처리 내지 제어는 제어실 내에서 수행할 수 있으며 갑판 위에서는 전기기기가 존재하지 않고 본질안전 방폭형의 조건을 만족하는 기포식 액면계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 복수의 전자밸브를 사용하는 기포식 액면계에서 설치공정수의 감소를 도모하기 위해 매니폴드를 사용하는 것을 가능하게 한 기포식 액면계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 적어도 하단부가 탱크 내의 액체에 잠겨있는 급기관과, 급기관 내에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원과, 급기관 내의 기압을 계측하는 압력센서와, 압력센서의 검출신호에 기초하여 상기 탱크 내의 액체레벨을 표시하는 표시부를 갖는 기포식 액면계로서, 압축공기 공급원에서 급기관으로의 압축공기 공급경로를 개폐하는 제1전자밸브와, 급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개폐하는 제2전자밸브를 갖는 것을 가장 중요한 특징으로 한다.

본 발명은 또한 상기와 같은 제1전자밸브와 제2전자밸브를 갖는 기포식 액면계로서, 제1전자밸브와 제2전자밸브를 탑재할 수 있는 매니폴드를 가지며 이 매니폴드는 압축공기 공급원에 연결되는 공기공급경로를 갖는 메인매니폴드와, 이 메인매니폴드와 일체로 결합된 서브매니폴드로 이루어지며, 제1전자밸브의 공기입구 쪽은 서브매니폴드를 통해 메인매니폴드의 공기공급유로로 연결되며, 상기 서브매니폴드는 탑재되는 복수의 전자밸브의 공기유입측과 공기출구측을 직렬적으로 연결하는 공기통로와, 상기 압축공기 공급경로에 연통되는 공기통로와, 상기 기압검출경로에 연통되는 공기통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

제1전자밸브를 엷으로써 압축공기 공급원에서 급기관으로 압축공기가 공급되 어 급기관 내의 기압이 상승한다. 급기관 내의 액면이 급기관의 하단부까지 내려오면 흡기관 내의 압축공기가 액체중에 기포형태로 새어나와 흡기관 내의 기압이 액면레벨에 대응한 기압이 된다. 제1전자밸브를 닫고 제2전자밸브를 엷으로써 급기관 내의 공기압을 압력센서로 검출하고 검출신호에 기초하여 표시부에 탱크 내의 액체레벨을 표시한다.

이하 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 14에 도시한 종래예의 구성과 동일한 구성부분에는 동일 부호를 붙였다.

<실시예 1>

도 1에서 선박의 탱크(10)에는 기름, 물 등의 액체(14)가 저류된다. 탱크(10)의 천정 상면측에는 스탠드피스(16)와 플랜지(60)를 통해 배관(30)이 연결되어 있다. 상기의 종래예와는 달리 에어퍼지 헤드는 설치되어 있지 않다. 그러나 여기에 필요에 따라 역지(逆枝)밸브를 설치하는 경우도 있다. 배관(30)은 예컨대 선박의 데크 위의 배관으로서, 컨트롤룸(38) 내에 배치된 매니폴드(64)에 연결되어 있다. 배관(30)은 제1, 제2전자밸브(65),(66)의 개폐제어에 의해 압축공기 공급용 배관으로서도 기능하며 또 시그널에어를 취출하기 위한 배관으로서도 기능한다. 상기 스탠드피스(16)로부터는 급기관(12)이 탱크(10)의 저면을 향해 드리워진 형태로 부착되며 급기관(12)은 그 하단부부터 탱크(10) 내의 액체(14)에 잠기도록 되어 있다.

상기 매니폴드(64)는 우선 복수의 전자밸브를 장착하기 위한 홀과 장착된 전 자밸브 상호간 및 외부의 배관에 연결되는 공기유통홀이 형성되어 있다. 이 실시예에서는 매니폴드(64)에 3개의 전자밸브(65),(66),(67)가 장착되어 있다. 각 전자밸브는 공전변환기(52)가 갖고 있는 제어기판(56)에 의해 동작이 제어되도록 되어 있다. 각 전자밸브는 구동코일이 여자됨으로써 일방향으로 이동하여 공기의 유입측과 출구측을 연통시키고 구동코일이 비여자일 때에는 탄성가압력으로 이동하여 공기의 유입측과 출구측을 차단하도록 구성된, 비교적 간단한 구성의 것이다. 매니폴드(64)는 각 전자밸브(65),(66),(67)를 직렬적으로 연결하는 공기유통홀과, 전자밸브(65),(66) 간의 공기유통홀을 분기시켜 상기 배관(30)에 연결되는 공기유통홀과, 전자밸브(66),(67) 간의 공기유통홀을 분기시키고 공전변환기(52) 내의 압력센서(54)에 닿는 배관에 연결되는 공기유통공을 구비한다. 또 전자밸브(65)의 공기유입측과 에어서플라이 유니트(40)로부터의 배관에 연결되는 공기유통홀과, 전자밸브(67)의 공기 출구측을 대기중에 개방하기 위한 공기유통홀을 갖고 있다.

도 14에 도시한 종래예와 마찬가지로 압축공기 공급원인 컴프레서(34)를 가지며 컴프레서(34)와 매니폴드(64) 사이에는 선내 레귤레이터(36)와 에어서플라이 유니트(40)가 개재되어 있다. 선내 레귤레이터(36)는 컴프레서(34)로부터 송출되는 압축공기의 압력을 예컨대 7㎏/㎠ 정도로 조정한다. 에어서플라이 유니트(40)는 컨트롤룸(38)에 배치되어 컴프레서(34) 쪽에서 순서대로 스톱밸브(42), 필터(44), 레귤레이터(46), 압력계(48)를 가지고 있다. 컨트롤룸(38)에는 공전변환기(52), 지시계(58)가 배치되어 있다. 공전변환기(52)는 공기압을 검출하여 전기신호로 변환하는 것으로서 압력센서(54)와 이 압력센서(54)의 출력에 따라 지시계(58)에 의한 기 압지시값을 제어하는 제어기판(56)을 구비하고 있다. 상기와 같이 전자밸브(66),(67) 간의 공기유통홀이 분기되고 배관을 통해 압력센서(54)로 연결되어 있다. 제어기판(56)은 압력센서(54)의 검출출력을 연산하여 탱크(10) 내의 액면레벨로 변환하고 액면레벨을 지시계(58)에 표시시키는 연산기능을 가지고 있다. 제어기판(56)은 또 각 전자밸브(65),(66),(67)의 개폐동작을 제어하는 소프트웨어가 인스톨되어 있다.

다음에 상기 실시예 1의 동작을 설명하기로 한다. 3개의 전자밸브(65),(66),(67)의 개폐작동 태양에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 에어공급모드, 에어정지모드, 측정압 대기방출모드의 3개의 동작모드가 있다. 「에어공급모드」란 압축공기 공급원으로부터 급기관(12)에 압축공기를 공급하는 모드, 즉 「급기모드」이며, 「에어정지모드」란 에어의 급기를 정지하여 액면레벨을 측정하는 모드, 즉 「측정모드」이다. 「측정압 대기방출모드」란 압력센서에 걸리는 압축공기를 대기로 개방하여 대기압으로 하고 이 때의 지시계(58)의 지시값을 제로로 하는 제로점 조정을 수행하기 위한 동작모드이다. 도 3에서 SV1는 제1자기밸브(65), SV2는 제2전자밸브(66), SV3은 제3전자밸브(67)를 가리키고 있다.

「급기모드」에서는 제1전자밸브(65)가 압축공기 공급경로를 열고 제2자기밸브(66)는 압력센서로 연결되는 기압검출경로를 닫고 압축공기가 급기관(12)으로 공급된다. 「에어정지모드」에서는 제1전자밸브(65)는 압축공기 공급경로를 닫고 제2전자밸브(66)만 열려 상기 기압검출경로를 열고, 급기관(12) 내의 기압이 공전변환기(52)의 압력센서(54)에 걸리도록 한다. 「측정압 대기방출모드」에서는 제3전자 밸브(67)만 열려 압력센서(54)에 걸리는 기압을 대기압과 동일하게 한다.

제1전자밸브만 여는 「급기모드」와, 제2전자밸브만 여는 「측정모드」는 도 2에 도시한 바와 같이 간헐적으로 교대로 전환제어된다. 도 2(a)에서 「a1」은 최초의 급기모드를 나타내며 이 급기모드(a1)의 다음 측정모드를 「b1」으로 도시하고 있다. 「an」은 n회째의 급기모드, 「bn」은 n회째의 측정모드를 나타내고 있다. 급기모드의 개시 직전까지는 급기관(12) 내의 액면은 탱크에 저류되어 있는 액체의 액면과 동일한 레벨이며 급기모드가 실행됨에 따라 급기관(12) 내의 기압이 상승하고 급기관(12) 내의 액면 레벨이 도 2(c)에 도시한 바와 같이 하강한다. 급기모드와 측정모드는 교대로 실행되기 때문에 급기개시 당시에는 도 2(b)의 왼쪽에 도시한 바와 같이 급기관(12) 내의 기압이 단계적으로 상승한다.

급기관(12) 내의 기압이 상승하여 급기관(12) 내의 액면이 급기관(12)의 하단부에 도달하면, 도 2(d)에 도시한 바와 같이 급기관(12)의 하단부에서 압축공기가 새어나와 기포가 되고 탱크(10) 내의 액체(14) 내를 상승하여 대기로 개방된다. 따라서 급기관(12) 내의 기압은 탱크(10) 내의 액체(14)의 레벨(깊이)에 대응한 기압이 되며 액체(14)의 레벨이 변동하지 않는 한 급기관(12) 내의 기압도 변동하지 않는다. 그래서 측정모드에서 측정값이 변동하지 않게 된 시점에서의 측정값을 읽음으로써 그 때의 액면(14)의 레벨을 측정할 수 있다. 도 2(b)에서의 기호「I」는 급기관(12) 내의 액면하강 운전중이라는 것을 나타내고 있으며, 기호「II」는 급기관(12)으로부터의 기포방출 운전중, 즉 액면(14)의 레벨을 측정할 수 있는 운전중이라는 것을 나타내고 있다. 또 상기 기호「an」은 기포방출 운전으로 전환된 직후 의 급기모드를 나타내며, 기호「bn」은 기포방출 운전으로 전환된 직후의 측정모드를 나타내고 있다.

급기개시 당시의 액면하강 운전(I)은 단시간에 완료되어 가능한 한 빨리 기포방출 운전(II)으로 전환되도록 하는 것이 바람직하다. 그래서 도 2(a)의 a1, b1으로 도시한 바와 같이 급기모드에서의 운전시간이, 이것과 교대로 수행되는 측정모드의 운전시간보다 길어지도록 상기 제1, 제2전자밸브(65),(66)의 동작이 제어된다. 그리고 기포방출 운전으로 전환된 후에는 급기관(12) 내의 기압을 유지할 수 있는 정도로 압축공기를 공급하면 되기 때문에, 기호「an」「bn」으로 도시한 바와 같이 측정모드에서의 운전시간이 급기모드에서의 운전시간보다 길어지도록 제1, 제2전자밸브(65),(66)의 동작이 제어된다. 또 측정값이 안정되면 도 2(a),(b)의 오른쪽 반절 부분에 도시한 바와 같이 측정모드에서의 운전시간이 급기모드에서의 운전시간보다 길어질 뿐 아니라 급기모드와 측정모드의 주기를 길게 하여 불필요한 급기가 수행되지 않도록 고려되어 있다.

이제 탱크(10) 내의 액체(14)의 실제 깊이를 Hm으로 한다. 선박의 데크 위의 배관은 길기 때문에 이 배관 속을 통과하는 압축공기에는 압력손실(ΔP)이 발생한다. 따라서 급기모드에서의 운전중에 상기 매니폴드(64)에서의 압력을 생각하면 제2전자밸브(66)의 상류측, A1, P2포트에서의 압력은 높아지고,

(H×0.1+ΔP)[㎏/㎠]

가 된다. 따라서 급기모드에서 측정모드로 전환했을 때 압력센서(54)로 연결되는 Ps포트에서의 압력이 안정될 때까지 시간이 걸린다. 도 2(b)에 도시한 파형도 에서 측정모드로 전환될 때마다 압력이 ΔP만큼 상승하고 그 후 완만하게 저하되어 안정된 것이 그것을 나타내고 있다.

그래서 도 4에 도시한 바와 같이 Ps포트에서의 압력이 허용정밀도 범위, 예컨대 ±1.0%FS 상당의 압력

H×0.1+ΔP

보다 하강했을 때 Ps포트에서의 압력을 지시계(58)에 수심으로 표시하도록 한다. 예를 들어 H=3인 경우 3+0.03=3.03(㎏/㎠)보다 하강했을 때 지시계(58)에 표시한다. 바꿔 말하면 측정모드에서는, 우선 제어실에서 레벨검출부까지의 거리에 의해 증감하는 압력손실 및 레벨검출부의 액면 깊이에 관계된 요인을 배려한 실험값에 의해 압력변동을 예측하고 그 수정을 더한 「읽기」를 표시함으로써, 측정모드로의 이행시점에서 허용오차에 들어가는 정확한 액면레벨을 표시하도록 되어 있다. 액면계의 운용개시 후 즉 본선 취항 후에는 실측값에 기초하여 자동으로 보정할 수 있는 학습능력을 부여하면 된다. 도 4에서 T1은 급기모드에서의 동작시간, T2는 측정모드로의 이행시점에서 측정을 허용할 때까지 필요한 시간, T3은 완전안정에 도달할 때까지 필요한 시간을 나타낸다.

제1, 제2전자밸브(65),(66)를 닫고 제3자기밸브(67)를 연 「측정압 대기방출모드」에서는 압력센서(54)에 걸리는 기압이 대기압과 같아지기 때문에 이 대의 표시계(58)의 지시값을 제로로 한다. 즉 측정압 대기방출 모드는 제로점 조정을 위한 모드이다.

이상 설명한 실시예 1에 따르면 압축공기의 유량조정은 전자밸브의 온오프로 제어할 뿐만 아니라 유량조정밸브와 같은 미묘한 개폐제어를 필요로 하는 부재를 설치할 필요가 없기 때문에 구성이 간단하고 비용이 저렴하고 고장이 적은 기포식 액면계를 얻을 수 있다. 급기모드에서 측정모드로 전환하여 측정하기 때문에 압축공기의 소비량이 적어 고정밀도의 액면측정을 수행할 수 있다.

상기 실시예에 관한 기포식 액면계는 하나하나의 탱크마다 설치되며 각 액면계의 에어서플라이 유니트(40), 매니폴드(64), 공전변환기(52), 표시계(58)는 컨트롤룸(38)에 일괄적으로 배치되며 집중제어 및 집중감시가 수행된다. 각 전자밸브(65),(66),(67)의 자동제어 프로그램은 탱크의 적하패턴 또는 양륙패턴을 상정하여 우선 설정되며 자동제어 프로그램의 실행에 의해 검출프로세스의 전환, 압축공기의 공급량 조정이 수행된다.

<실시예 2>

다음에 도 5에 도시한 실시예 2에 대해 설명하기로 한다. 실시예 2가 실시예 1과 다른 점은 압축공기 공급원인 컴프레서(34)에서 선내 레귤레이터(36)와 에어서플라이 유니트(40)를 거쳐 제1전자밸브(65)에 이르는 압축공기 공급경로에, 압축공기의 유량을 제한하는 오리피스(72)가 배치되어 있는 점이다. 오리피스(72)는 매니폴드(64) 내에 제1전자밸브(65)의 압축공기 입구측에 배치되어 있다. 기타 구성 및 전자밸브(65),(66),(67)의 제어는 실시예 1과 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

실시예 2의 기포식 액면계에 따르면, 오리피스(72)에 의해 제1전자밸브(65)에 유입되는 압축공기의 유량이 제한되어 적어지기 때문에 선박의 데크 위에 배치된 배관 내를 통과하는 압축공기의 상기 압력손실(ΔP)이 적어진다. 따라서 급기모 드에서 급기를 정지시켜 정지모드로 전환한 후 Ps포트의 기압이 단시간에 안정되어 장시간 기다리지 않고 급기관(12) 내의 기압을 측정할 수 있는 잇점이 있다. 또 실시예 1과 마찬가지로 제어부의 연산처리에 의해 계측값의 읽기 정밀도가 향상된다.

<실시예 3>

도 6은 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 3을 도시한다. 실시예 3은 실시예 2의 제1전자밸브(65)와 병렬적으로 제4전자밸브(70)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 보다 정확하게는 오리피스(72)와 제1전자밸브(65)가 직렬적으로 연결된 부분에 제4전자밸브(70)가 병렬적으로 연결되어 있다. 실시예 1에 제4전자밸브(70)를 부가한다면 제1전자밸브(65)와 직접적으로 제4전자밸브(70)를 연결하면 된다. 도 7에 도시한 바와 같이 제4전자밸브(70)는 제어기판(56)에 의해 제1전자밸브(65)와 동시에 그리고 제1전자밸브(65)와 동일하게 개폐제어된다. 단 급기관(12) 내의 액면을 하강시키는 경우에만 제1전자밸브(65)와 함께 제4전자밸브(70)를 개폐하고, 급기관(12) 내의 액면이 하강하여 급기관(12)의 하단부에서 압축공기가 새어나오기 시작하면 제4전자밸브(70)는 닫힌 상태가 되도록 제어하면 된다. 기타 구성 및 제어는 실시예 1, 실시에 2와 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

실시예 3의 기포식 액면계에 따르면, 제4전자밸브(70)가 존재함으로써 급기관(12) 내의 액면을 신속하게 하강시킬 수 있고 기포식 액면계의 작동개시부터 탱크내의 액체 레벨을 측정할 수 있을 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 또 선박의 요동 등에 의해 급기관(12) 내에 액체(14)가 침입했을 때 등에 급기관(12) 내의 액체(14)를 신속하게 배출할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또 실시예 1과 마찬가 지로 제어부의 연산처리에 의해 계측값의 읽기 정밀도가 향상된다.

<실시예 4>

도 8은 본 발명에 관한 기포식 액면계의 실시예 4를 도시한다. 이 실시예는 실시예 1에 배관을 추가한 구성으로 되어 있다. 즉 제1전자밸브(65)의 압축공기 출구측 포트(A1)는 압축공기 공급경로(30)를 통해 급기관(12)에 연결되고, 제2전자밸브(66)의 공기입구측 포트(P2)는 기압검출경로(32)를 통해 급기관(12)에 연결되어 있다. 실시예 1에서는 제1, 제2전자밸브(65),(66)가 직결되고 그 중간이 분기되어 하나의 배관에 의해 급기관(12)에 연결되어 있는데 반해, 실시예 4에서는 상기와 같이 제1, 제2자기밸브(65),(66) 사이가 분단되어 각각 압축공기 공급경로(30)를 통해 그리고 기압검출경로(32)를 통해 급기관(12)에 연결되어 있다. 그 외에는 실시예 1의 구성과 동일하다. 부호 64는 매니폴드를 나타낸다.

실시예 4에 따르면, 기압검출경로(32)에는 항상 급기관(12) 내의 기압이 걸려있어 압축공기는 흐르지 않는다. 따라서 기압검출경로(32)가 길어져도 기압검출경로(32) 내의 상기 압력손실(ΔP)이 발새하지 않고, 도 9에 도시한 바와 같이 급기모드에서 측정모드로 전환되었을 때 기압검출경로(2) 내의 압력에는 압력손실(ΔP)에 상당하는 맥동형 상승이 존재하지 않는다. 도 10에 도시한 바와 같이 에어공급모드, 즉 「급기모드」에서 운전중에 급기관에서 압축공기가 기포가 되어 새어나올 때 금기관 내의 기압이 파형으로 변동되는 것만으로도 에어정지모드 즉 「측정모드」로 전환되면 급기관(12) 내의 압력 및 기압검출경로(32) 내의 압력은 바로 안정된다.

실시예 4에 관한 기포식 액면계에 따르면, 매니폴드(64)와 급기관(12) 사이의 배관이 하나 늘어나는 단점이 있는데 「급기모드」에서「측정모드」로 전환되자마자 급기관(12) 내의 압력을 압력센서(54)로 검출하여 표시계(58)에 액체의 레벨을 표시시킬 수 있기 때문에 대기시간이 없어 신속한 측정이 가능하다. 또 「측정모드」로 전환되자마자 급기관(12) 내의 압력이 안정되기 때문에 고정밀도의 액면측정이 가능해진다.

이상 설명한 기포식 액면계의 실시예에서는 매니폴드를 사용하여 복수의 전자밸브를 서로 연결하고 있는데 매니폴드를 사용하지 않는다면 시공상 배관에 공정수가 늘어나는 단점이 있다. 예컨대 도 1, 도 5, 도 6에 도시한 실시예에서는 제1전자밸브(65)의 출구측 포트(A1)와 제2전자밸브(66)의 입구측 포트(P2)를, 도 1, 도 5, 도 6 및 도 8에 도시한 실시예에서는 제2전자밸브(66)의 출구측 포트(A2)와 제3전자밸브(67)의 입구측 포트(P3)를 각각 배관으로 접속해야 하므로 배관에 공정수가 늘어나는 문제가 있다.

그래서 본 발명의 각 실시예에서는 매니폴드를 사용하고 있다. 본 발명자는 도 13(b)에 도시한 바와 같은 매니폴드(642)를 사용하고 여기에 도 13(a)에 도시한 바와 같은 전자밸브를 탑재한다는 발상이 떠올랐다. 도 13에 도시한 매니폴드(642)는 보통 생각할 수 있는 구성의 매니폴드로서 공기의 입구측 포트(P)와 공기의 출구측 포트(R)와, 이들 포트를 각각 통과하는 공기통로를 갖고 있다. 매니폴드(642)에는 제1, 제2, 제3전자밸브(65),(66),(67)를 탑재하는 부분이 있으며 소정 위치에 이들 전자밸브를 탑재하면 각 전자밸브의 입구측 포트(P1),(P2),(P3)가 매니폴드 (642)의 입구측 포트(P)에 연통되고, 각 전자밸브의 출구측 포트(A1),(A2),(A3)가 매니폴드(642)의 출구측 포트(R)에 연통되도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면 매니폴드(642)는 복수의 전자밸브를 병렬적으로 접속하는 것이다.

도 13에 도시한 바와 같은 보통 생각해 낼 수 있는 매니폴드는 복수의 전자밸브를 직렬적으로 접속하는 것이 아니기 때문에, 그리고 전자밸브 상호간을 연결하는 공기통로를 분기시키는 것이 아니기 때문에 상기 「급기모드」, 「측정모드」나아가 「측정압 대기방출」모드로 전환하여 사용하는 것은 불가능하다.

그래서 본 발명에서는 보통 생각해 낼 수 있는 매니폴드의 구성에 궁리를 더하여 복수의 전자밸브를 사용하는 기포식 액면계에 적용하기 위한 독특한 구성으로 하여, 매니폴드를 사용할 수 있게 함과 동시에 설치공정수의 절감을 도모했다. 실시예 5, 실시예 6에 관한 기포식 액면계가 그것으로서, 이하에 설명하기로 한다.

<실시예 5>

도 11에서 선박의 탱크(10), 급기관(12), 배관(30), 컴프레서(34), 선내 레귤레이터(36), 컨트롤룸(38), 에어서플라이 유니트(40), 제1, 제2, 제3전자밸브(65),(66),(67), 공전변환기(52), 압력센서(54) 등으로 이루어진 구성부분은, 도 1에 도시한 실시예와 동일하다. 동일한 구성부분의 설명은 간략화하고 본 실시예 특유의 구성부분인 매니폴드의 구성을 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 매니폴드는 메인매니폴드(63)와 서브매니폴드(64)로 이루어지며 미리 복수의 전자밸브를 장착하기 위한 공기통로와, 장착된 전자밸브 상호간 및 외부의 배관에 연결되는 공기통로가 형성되어 있다. 메인매니폴드(63)와 서브매니폴드(64) 는 일체로 결합되어 있다. 메인매니폴드(63)를 공통의 매니폴드로서 사용하고 메인매니폴드(63)의 적절한 위치에 서브매니폴드(64)를 설치하고 여기에 한쌍의 전자밸브를 탑재하여 급기관(12)까지, 또 공전변환기(52)의 압력센서(54)까지 배관되어 있다. 바꿔 말하면 선박에서 복수의 탱크마다 기포식 액면계를 설치할 경우에도 메인매니폴드(63)는 공통의 것으로서 설치하고 메인매니폴드(63)의 적절한 위치에 서브매니폴드(64)를 설치하고 여기에 한쌍의 전자밸브를 탑재하여 필요한 배관을 한다. 이와 같이 함으로써 복수의 기포식 액면계마다 압축공기 공급용 배관을 둘러친다는 종래의 복잡한 배관을 간략화할 수 있다.

이 실시예에서는 서브매니폴드(64)에 3개의 전자밸브(65),(66),(67)가 장착되어 있다. 각 전자밸브는 공전변환기(52)가 갖고 있는 제어기판(56)에 의해 동작이 제어되도록 되어 있다. 각 전자밸브는 구동코일이 여자됨으로써 일방향으로 이동하여 공기의 유입측과 출구측을 연통시키고, 구동코일이 비여자일 때에는 탄성가압력으로 이동하여 공기의 유입측과 출구측을 차단하도록 구성된 비교적 간단한 구조의 것이다. 서브매니폴드(64)는 각 전자밸브(65),(66),(67)를 직렬적으로 연결하는 공기통로와, 전자밸브(65),(66) 간의 공기통로를 분기시켜 상기 배관(30)에 연결되는 공기통로와, 전자밸브(66),(67) 간의 공기통로를 분기시키고 공전변환기(52) 내의 압력센서(54)에 도달하는 배관에 연결되는 공기통로를 가지고 있다. 또 메인매니폴드(63)는, 일단이 에어서플라이 유니트(40)로부터의 압축공기 공급경로에 연결되는 공기공급유로(68)와, 일단이 대기중에 개방되기 위한 대기개방유로(69)를 갖고 있다. 각 공기통로(68),(69)의 타단은 폐쇄되어 있다.

서브매니폴드(64)에 제1전자밸브(65)를 탑재하면 전자밸브(65)의 공기유입측 포트(P1)가 서브매니폴드(64)의 공기통로를 통해 메인매니폴드(63)의 공기공급유로(68)에 연결되고, 전자밸브(65)의 공기출구측 포트(A1)가 서브매니폴드(64)의 공기통로를 통해 제2전자밸브(66)의 공기유입측 포트(P2)에 연결되도록 구성되어 있다. 서브매니폴드(64)에 제2전자밸브(65)를 탑재하면 그 공기출구측 포트(A2)가 서브매니폴드(64)의 공기통로를 통해 제3전자밸브(67)의 공기유입측 포트(P3)에 연결되도록 구성되어 있다. 서브매니폴드(64)에 제3전자밸브(67)를 탑재하면 그 공기출구측 포트(A3)가 서브매니폴드(64)의 공기통로를 통해 메인매니폴드(63)의 대기개방유로(69)에 연결되도록 구성되어 있다.

상기 예와 마찬가지로 압축공기 공급원인 컴프레서(34)를 가지며 컴프레서(34)와 매니폴드(64) 사이에는 선내 레귤레이터(36)와 에어서플라이 유니트(40)가 개재되어 있다. 선내 레귤레이터(36)는 컴프레서(34)에서 송출되는 압축공기의 압력을 예컨대 7㎏/㎠ 정도로 조정한다. 에어서플라이 유니트(40)는 컨트롤룸(38)에 배치되어 있어 컴프레서(34) 쪽에서 순서대로 스톱밸브(42), 필터(44), 레귤레이터(46), 압력계(48)를 구비하고 있다. 컨트롤룸(38)에는 공전변환기(52), 지시계(58)가 배치되어 있다. 공전변환기(52)는 공기압을 검출하여 전기신호로 변환하는 것으로서, 압력센서(54)와 이 압력센서(54)의 출력에 따라 지시계(58)에 의한 기압지시값을 제어하는 제어기판(56)으로 이루어진다. 상기와 같이 전자밸브(66),(67) 사이에 개재되는 서브매니폴드(64)의 공기통로가 분기되고 배관(61)을 통해 압력센서(54)에 연결되어 있다. 제어기판(56)은 압력센서(54)의 검출출력을 연산하여 탱크 (10) 내의 액면레벨로 변환하고 액면레벨을 지시계(58)에 표시시키는 연산기능을 가지고 있다. 제어기판(56)에는 또 각 전자밸브(65),(66),(67)의 개폐동작을 제어하는 소프트웨어가 인스톨되어 있다.

상기 실시예 5의 동작은 도 1에 도시한 실시예 1의 동작과 동일하기 때문에 동작의 설명은 생략한다.

이상 설명한 실시예 5에 따르면 다수의 탱크마다 기포식 액면계를 설치하는 경우에도 압축공기 공급원인 컴프레서(34)에서 개개의 기포식 액면계까지 배관할 필요가 없으며 메인매니폴드(63)을 공통 매니폴드로서 사용하고 메인매니폴드(63)에 인접한 위치에 서브매니폴드(64)를 설치하고 여기에 한쌍의 전자밸브를 탑재하여 급기관(12) 및 압력센서(54)까지 배관하면 충분하기 때문에 배관을 간략화할 수 있다. 또 압축공기 공급관에 연결되는 공기공급유로(68)를 갖는 메인매니폴드(63)와, 이 메인매니폴드(63)와 일체로 서브매니폴드(64)를 결합하고 서브매니폴드(64)에 복수의 전자밸브를 탑재하기 때문에, 매니폴드를 사용함에도 불구하고 「급기모드」,「측정모드」등으로 전환하여 사용할 수 있게 된다. 메인매니폴드(63)는 공기공급유로(68)를 갖는 심플한 형태로서 고정되며 서브매니폴드(64)를 한쌍의 전자밸브의 조합과 외부로의 배관에 맞춘 구성이 되도록 설계 변경함으로써 기포식 액면계의 구성에 대응한 구성으로 유연하게 대응할 수 있다.

<실시예 6>

이어서 도 12에 도시한 실시예 6에 대해 설명하기로 한다. 이 실시예 6은 실시예 5에 배관을 추가한 구성으로 되어 있다. 즉 제1전자밸브(65)의 압축공기 출구 측 포트(A1)는 서브매니폴드(641)의 공기통로와 압축공기 공급경로(30)를 통해 급기관(12)에 연결되며, 제2전자밸브(66)의 공기유입측 포트(P2)는 서브매니폴드(641)의 공기통로와 공기검출경로(32)를 통해 급기관(12)에 연결되어 있다. 실시예 5에서는 제1, 제2전자밸브(65),(66)가 서브매니폴드(64)의 공기통로를 통해 연결되며 그 중간이 분기되어 하나의 배관(30)에 의해 급기관(12)으로 연결되어 있는데 반해, 실시예 6에서는 상기와 같이 제1, 제2전자밸브(65),(66) 사이가 분단되고 각각 압축공기 공급경로(30)를 통해, 그리고 기압검출경로(32)를 통해 급기관(12)에 연결되어 있다. 상기 구성을 실현하기 위해 서브매니폴드(641)는 제1전자밸브(65)의 공기출구측 포트(A1)를 급기관(12)에 연결하기 위한 배관(30)을 통과하는 공기통로와, 제2전자밸브(66)의 공기유입측 포트(P2)를 급기관(12)에 연결하기 위한 배관(32)을 통과하는 공기통로를 가지고 있다. 서브매니폴드(641)에는 제1전자밸브(65)의 공기출구측 포트(A1)와 제2전자밸브(66)의 공기유입측 포트(P2)를 직접 연결하는 공기통로는 존재하지 않는다. 그 밖에는 실시예 5의 구성과 동일하다.

실시예 6에 따르면 기압검출경로(32)에는 항상 급기관(12) 내의 기압이 걸려있어 압축공기는 흐르지 않는다. 따라서 기압검출경로(32)가 길어도 기압검출경로(32) 내의 상기 압력손실(ΔP)은 발생하지 않으며 급기모드에서 측정모드로 전환되었을 때 기압검출경로(32) 내의 압력에는 압력손실(ΔP)에 상당하는 맥동형 상승이 존재하지 않는다. 따라서 서브매니폴드(641)와 급기관(12) 사이의 배관이 하나 늘어나는 단점이 있는데 「급기모드」에서 「측정모드」로 전환되자마자 급기관(12) 내의 압력을 압력센서(54)로 검출하여 표시계(58)에 액체의 레벨을 표시시킬 수 있 기 때문에 대기시간 없이 신속한 측정이 가능하다. 또 「측정모드」로 전환되자마자 급기관(12) 내의 압력이 안정되기 때문에 고정밀도의 액면 측정이 가능해진다. 실시예 2의 경우에도 메인매니폴드(63)와 서브매니폴드(641)를 가짐으로써 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 기포식 액면계는 탱커, LNG선박, 화물선박 등 선박의 적하 저류탱크, 밸러스트탱크, 정수탱크 등 제반 탱크의 액면레벨 계측이나 음수계로서 적용할 수 있고 또 선박 이외의 수송수단의 탱크, 지상에 설치되는 각종 용도의 탱크에 적용할 수 있다.

또 급기관에 공급되는 기체는 각 실시예에서는 공기로서 설명했는데 적하의 종류에 따라서는 공기 이외의 가스인 경우도 있다.

본 발명에 관한 기포식 액면계에 따르면, 종래의 기포식 액면계에서 이용되고 있는 유량제어밸브 대신에 전자밸브를 이용함으로써 전체의 구성이 간단해져 고장이 적고 비용이 저렴한 기포식 액면계를 얻을 수 있다.

전자밸브는 그 동작을 자동제어 프로그램으로 제어할 수 있으며 수동적인 조작은 불필요해진다. 또 자동제어 프로그램에 의한 제어는 제어실 내에서 수행할 수 있으며 갑판 위에 전기기기를 설치할 필요가 없기 때문에 본질안전 방폭형의 조건을 만족할 수 있다. 또 압축공기의 공급량 조정을 우선 탱크의 적하패턴 또는 양륙패턴을 상정하여 설정한 자동제어 프로그램을 실행함으로써 측정할 수 있다.

압축공기의 소비량을 줄일 수 있고 압축공기의 맥동이 없어 표시값의 흔들림 없이 안정적인 표시를 수행할 수 있다.

전자밸브를 매니폴드에 탑재하여 이루어진 발명에 따르면, 다수의 탱크마다 기포식 액면계를 설치하는 경우에도 압축공기 공급원으로부터 개개의 기포식 액면계까지 배관할 필요가 없어 메인매니폴드를 공통 매니폴드로서 사용하고 메인매니폴드의 적당한 위치에 서브매니폴드를 설치하고 여기에 전자밸브를 탑재하여 급기관까지 배관하면 충분하기 때문에 배관을 간략화할 수 있다. 또 압축공기 공급원으로 연결되는 공기공급유로를 갖는 메인매니폴드와, 이 메인매니폴드와 일체로 서브매니폴드를 결합하고 서브매니폴드의 복수의 전자밸브를 탑재하기 때문에 「급기모드」, 「측정모드」등으로 전환하여 사용할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

적어도 하단부가 탱크 내의 액체에 잠겨있는 급기관과, 급기관 내에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원과, 급기관 내의 기압을 계측하는 압력센서와, 압력센서의 검출신호에 기초하여 상기 탱크 내의 액체레벨을 표시하는 표시부를 갖는 기포식 액면계로서,

압축공기 공급원에서 급기관으로의 압축공기 공급경로를 개폐하는 제1전자밸브와,

급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개폐하는 제2전자밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개방할 수 있는 제3전자밸브를 구비하는 기포식 액면계.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각 전자밸브의 개폐동작은 소프트웨어에 의해 제어되는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 제1전자밸브가 압축공기 공급경로를 여는 급기모드에서는 제2전자밸브가 기압검출경로를 닫고, 제2전자밸브가 기압검출경로를 여는 측정모드에서는 제1전자밸브가 압축공기 공급경로를 닫는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 제1전자밸브와 제2전자밸브는 급기모드와 측정모드가 교대로 수행되도록 제어되는 기포식 액면계.
제5항에 있어서, 급기관으로의 압축공기 공급개시 당시에는 측정모드 시간에 대해 급기모드 시간이 길게, 측정값이 안정된 후에는 측정모드의 시간에 대해 급기모드의 시간이 짧게 제어되는 기포식 액면계.
제6항에 있어서, 측정모드에서는 측정모드로의 이행시점에서 측정값이 안정될 때까지의 소정시간 경과 후에 측정하는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 압축공기 공급원에서 제1전자밸브에 이르는 압축공기 공급경로에, 압축공기의 유량을 제한하는 오리피스가 배치되어 있는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 제1전자밸브와 병렬적으로 제4전자밸브가 배치되며, 계측모드가 정상적으로 작동할 때까지의 압축공기 공급 당시에는 제4전자밸브와 제1전자밸브가 동시에 개폐되며, 계측모드가 정상적으로 작동하고 있을 때에는 제4전자밸브는 닫히며, 제1전자밸브와 제2전자밸브가 교대로 개폐되도록 제어되는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 제1전자밸브와 제2전자밸브는 직렬로 접속되며 제1전자밸브와 제2전자밸브의 중간이 분기되어 급기관에 배관되어 있는 기포식 액면계.
제1항에 있어서, 제1전자밸브의 압축공기 출구측은 압축공기 공급경로를 통해 급기관에 연결되고, 제2전자밸브의 공기입구측은 기압검출경로를 통해 급기관에 연결되어 있는 기포식 액면계.
적어도 하단부가 탱크 내의 액체에 잠겨있는 급기관과, 급기관 내에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원과, 급기관 내의 기압을 계측하는 압력센서와, 압력센서의 검출신호에 기초하여 상기 탱크 내의 액체레벨을 표시하는 표시부와, 압축공기 공급원에서 급기관으로의 압축공기 공급경로를 개폐하는 제1전자밸브와, 급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개폐하는 제2전자밸브를 구비하는 기포식 액면계로서,

상기 제1전자밸브와 제2전자밸브를 탑재할 수 있는 매니폴드를 가지며,

상기 매니폴드는 압축공기 공급원에 연결되는 공기공급경로를 갖는 메인매니폴드와, 이 메인매니폴드와 일체로 결합된 서브매니폴드로 이루어지며,

제1전자밸브의 공기유입측은 서브매니폴드를 통해 메인매니폴드의 공기공급유로에 연결되며,

상기 서브매니폴드는 탑재되는 복수의 전자밸브의 공기유입측과 공기출구측을 직렬적으로 연결하는 공기통로와, 상기 압축공기 공급경로에 연통되는 공기통로 와, 상기 기압검출경로에 연통되는 공기통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 기포식 액면계.
제12항에 있어서, 서브매니폴드는 급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개방할 수 있는 제3전자밸브를 탑재할 수 있으며 메인매니폴드는 서브매니폴드를 통해 제3전자밸브의 공기출구측에 연통되는 대기개방 경로를 갖는 기포식 액면계.
제12항 또는 제13항에 있어서, 각 전자밸브의 개폐동작은 소프트웨어에 의해 제어되는 기포식 액면계.
제12항에 있어서, 제1전자밸브가 압축공기 공급경로를 여는 급기모드에서는 제2전자밸브가 기압검출경로를 닫고, 제2전자밸브가 기압검출경로를 여는 측정모드에서는 제1전자밸브가 압축공기 공급경로를 닫는 기포식 액면계.
제12항에 있어서, 제1전자밸브와 제2전자밸브는 급기모드와 측정모드가 교대로 수행되도록 제어되는 기포식 액면계.
제12항에 있어서, 제1전자밸브와 제2전자밸브는 서브매니폴드를 통해 직렬로 접속되며 서브매니폴드는 제1전자밸브와 제2전자밸브의 중간을 분기시켜 급기관에 배관되어 있는 기포식 액면계.
적어도 하단부가 탱크 내의 액체에 잠겨있는 급기관과, 급기관 내에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원과, 급기관 내의 기압을 계측하는 압력센서와, 압력센서의 검출신호에 기초하여 상기 탱크 내의 액체레벨을 표시하는 표시부와, 압축공기 공급원에서 급기관으로의 압축공기 공급경로를 개폐하는 제1전자밸브와, 급기관에서 압력센서로의 기압검출경로를 개폐하는 제2전자밸브를 갖는 기포식 액면계로서,

상기 제1전자밸브와 제2전자밸브를 탑재할 수 있는 매니폴드를 가지며,

상기 매니폴드는 압축공기 공급원에 연결되는 공기공급경로를 갖는 메인매니폴드와, 이 메인매니폴드와 일체로 결합된 서브매니폴드를 가지고 있으며,

제1전자밸브의 공기입구 쪽은 서브매니폴드를 통해 메인매니폴드의 공기공급유로로 연결되며,

제1전자밸브의 공기출구 쪽은 서브매니폴드와 압축공기 공급경로를 통해 급기관으로 연결되며,

제2전자밸브의 공기유입측은 서브매니폴드와 공기검출경로를 통해 급기관으로 연결되어 있는 기포식 액면계.