KR20060082869A - 측심 파이프가 장착된 탱크 내 충전 상태를 측정하기 위한장치 - Google Patents

측심 파이프가 장착된 탱크 내 충전 상태를 측정하기 위한장치 Download PDF

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Abstract

선박의 연료 탱크, 밸러스트 탱크, 또는 화물 탱크에는 종종 탱크 내 매질의 충전 상태를 기계적으로 측심하기 위해 사용되는 개방형 측심 파이프가 장착된다. 극초단파 신호로 작동하는 측정 장치로 충전 상태를 측정하는 동안, 측심 파이프의 하부 영역에서 유효 신호들이 탱크의 바닥으로부터 발생되는 강한 간섭 신호에 의해 간섭받을 수 있다. 본 발명의 목적은 상기 측심 파이프(22)가 장착된 탱크 내에서 극초단파로 작동하는 상태 측정에 의해 매질의 충전 상태를 신뢰성 있게 결정할 수 있도록 하는 것이다. 상기 목적은 측심 파이프(22)의 하부 단부 영역에서 극초단파 신호를 편향시키기 위한 장치(24)를 포함하는 장치에 의해 달성된다. 기계적 측심 장치의 도움으로 탱크 내에서 측심이 이루어질 수 있도록, 극초단파를 투과시킬 수 있는, 측심 장치용 지지부(34)가 편향 장치(24)의 영역에 제공된다.
측심 파이프, 탱크, 극초단파 신호, 편향 장치, 지지부

Description

측심 파이프가 장착된 탱크 내 충전 상태를 측정하기 위한 장치 {ARRANGEMENT FOR MEASURING THE FILLING LEVEL IN A TANK EQUIPPED WITH A SOUNDING PIPE}
본 발명은 측심 파이프가 장착된 탱크 내에서 매질의 충전 상태를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.
이러한 장치은, 예를 들면 탱크 설비에 공지되어 있으며, 매질에 대해 개방된 측심 파이프는 탱크 내 매질의 충전 상태를 기계적으로 측심하기 위해 탱크 내에 제공된다. 이러한 목적을 위해, 와이어 상의 연추(plumb) 또는 이와 유사한 수단, 또는 측심 파이프 내의 측심막대(dipstick)는 규정된 지지점까지 매질 내로 내려가서 연추 장치가 매질로 커버링되는 상태가 결정된다. 탱크 내부의 기하구조를 알게 되면, 용적 단위로 또는 퍼센트 값으로 소정의 충전 상태를 얻을 수 있다. 측심 파이프는 통상 탱크 내에 깊숙히 그리고 매질 내로 도입되지만, 탱크 바닥 위에서 종결된다.
측심 파이프가 장착된 상술된 탱크는 선박에 공지되어 있으며, 연료 탱크, 밸러스트 탱크, 또는 화물 탱크 내에서 매질의 충전 상태는 바다에서 특별한 조건하에 측정되어야 한다. 선박의 탱크 내 충전 상태의 측정은 이미 극초단파 신호로 작동하는 충전 상태 측정 장치로 측정된다. 이러한 측정의 장점은 매질의 밀도 또는 온도에 의해 그리고 탱크 내의 압력에 의해 영향 받지 않는다는 점이다.
유전상수(DK: εr < 4)가 낮은 매질에서 극초단파 신호로 측정하는 경우, 탱크 바닥으로부터 발생하는 강한 간섭 신호에 의해 측심 파이프의 하부 단부 영역에서 유효 신호가 간섭되는 것으로 나타낸다.
본 발명의 목적은 측심 파이프가 장착된 탱크 내에서 그리고 극초단파 신호로 작동하는 충전 상태 측정 장치를 사용하여, 유전상수(DK) 값이 작은 매질의 충전 상태를 측심 파이프의 하부 영역에서 신뢰성 있게 측정하는 것을 허용하는 장치을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 극초단파 신호로 작동하는 충전 상태 측정 장치를 사용하여, 측심 파이프가 장착된 탱크 내 매질의 충전 상태를 측정하기 위한 장치에 의해 달성되며, 이러한 장치은 측심 파이프의 하부 단부 영역에서 극초단파 신호의 편향을 위한 편향 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 특별한 실시예에서, 편향 장치는 편향철판을 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예에서는, 대상물에 대한 편향 장치의 고정부가 제공된다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예에서, 편향 장치는 측심 파이프의 종축에 대해 사전 설정된 각도로 배치된다.
본 발명에 따른 장치의 추가 실시예에서, 편향 장치는 그 자체가 각을 이룬 철판이다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예에서, 충전 상태 측정 장치는 측심 파이프 내로 삽입 돌출되는 호온 안테나(horn antenna)를 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예에서, 측심 파이프에 연추 장치를 위한 Y-어댑터가 포함되며, 극초단파를 투과시킬 수 있는, 연추 장치용 지지부가 편향 장치의 영역에 제공된다.
본 발명의 특별한 장점에 따르면, 측심 파이프의 하부 영역에서 그리고/또는 측심 파이프의 단부와 탱크 바닥 사이에 배치된 편향 장치에 의해, 탱크 내에서 측정될 매질의 유전상수(DK) 값이 작은 경우에도, 극초단파 신호를 사용하는 충전 상태 측정이 신뢰성 있는 결과를 가져오는 것을 보장한다.
본 발명의 추가의 장점에 따르면, 편향 장치를 기계적인 측심 프로브(probe) 또는 측심 연추를 위한 지지부와 조합시킬 수 있으며, 지지부는 극초단파 신호를 투과시킨다. 이것은 극초단파를 사용하여 충전 상태를 측정하는 것 이외에 기계적인 수단으로도 충전 상태를 측정할 수 있는 탱크 설비에서 중요한 가치를 나타낸다.
따라서, 본 발명은 특히 선박에 대해 그리고 특히 종종 다양한 매질로 충전되는, 선박의 탱크에 대해 적합하다. 선박의 탱크는 오늘날 상술된 측심 파이프가 자주 장착된다. 극초단파에 의한 충전 상태 측정 장치는 측심 파이프 상에 적합한 어댑터를 사용하여 간단한 방식으로 고정될 수 있다. 상기 충전 상태 측정 장치의 하부에 조립된 적합한 Y-어댑터에 의해 밀폐 가능한 측면 개구 및 측심 파이프 내로의 입구가 제공되므로, 조립된 극초단파식 충전 상태 측정 장치에서도 충전 상태의 측정을 위한 기계적 측심 연추방식이 가능할 수 있다.
이하, 본 발명은 첨부되는 도면을 참조로 하여 바람직한 실시예에 의해 더욱 상세히 설명되고 기술될 것이다.
도1은 측심 파이프가 장착된 탱크 내에서 매질의 충전 상태를 측정하기 위한, 본 발명에 따른 장치의 사시도이다.
도2는 도1에서의 X로 표시된, 도1에 따른 장치 중 세부 영역을 도시한 도면이다.
도3은 충전 상태를 측정하기 위한, 본 발명에 따른 장치의 편향 장치의 제1 실시예에 대한 확대 사시도이다.
도4는 충전 상태를 측정하기 위한, 본 발명에 따른 장치의 편향 장치의 제2 실시예에 대한 확대 사시도이다.
도5는 충전 상태를 측정하기 위한, 본 발명에 따른 장치의 편향 장치의 제3 실시예에 대한 확대 사시도이다.
도면에서 간단함과 개관성을 위해 동일한 요소 및 모듈은 동일한 도면부호로 제공된다.
도1에는 본 발명에 따라 충전 상태를 측정하기 위한 장치(10)의 실시예가 도시된다. 장치(10)은 측심 파이프(12)를 포함하며, 파이프의 상단부(14)에 어댑터(16)가 제공되며, 어댑터 상에 충전 상태 측정 장치(18)가 고정된다. 이미 상술된 바와 같이, 상기 장치는 극초단파 측정 신호로 작동하는 충전 상태 측정 장치이다. 충전 상태 측정 장치(18)의 송신 및 수신 장치로서 안테나, 바람직하게는 호온 안테나가 측심 파이프(12) 내로 도입 돌출되는데, 선택된 도시 방식으로 인해 도면에 도시되지는 않는다.
측심 파이프(12)는 예를 들면 선박 탱크와 같은 탱크(50) 내에 도입되며, 도면에서는 탱크가 탱크 커버(52)와 탱크 바닥(54)으로 분명히 도시된다. 도면에서 탱크(50)는, 예를 들면 가솔린, 오일 또는 액화 기체와 같이 유전상수(DK)-값이 작은 유체 매질과 같은 매질로(58)로 대략 절반 가량 충전된 상태로 도시된다. 매질(58)의 상반부에는 기체상(60)이 존재한다.
도면에 도시되지는 않았지만, 측심 파이프가 탱크의 커버(52)에 고정되어야 한다는 것과 어떤 방식으로 고정되야 하는지가 당업자에게는 분명하다.
충전 상태 측정 장치(18)를 위해 어댑터(16)의 하부에는, 측심 파이프(12)의 내부에 대해 밀폐 가능한 입구가 될 수 있는 Y-어댑터(20)가 제공된다. 이로써, 심지어 충전 상태 측정 장치(18)가 조립된 경우에도, 예를 들면 연추 또는 프로브와 같은 기계적 측심 장치가, 매질(58)의 충전 상태를 측정하기 위해 Y-어댑터(20)를 통해 측심 파이프(12) 내로 도입될 수 있다.
측심 파이프(12)의 하부 단부(22)에는 편향 장치, 바람직하게는 편향철판 (24)이 제공된다. 이러한 편향철판(24)을 사용하지 않는 경우, 충전 상태 측정 장치(18)에 수신되는 유효 신호를 간섭하는 바람직하지 않은 간섭 신호가, 편향철판을 사용하는 본 발명에 따라 방지되거나, 충전 상태를 측정하기 위한 유효 신호를 분명하게 규명할 수 있을 정도로 약화된다. 매질(58)에 대해 개방되어 있는 측심 파이프(12)의 하부 단부(22)와 편향 장치는 도1에서 세부영역 X로 표시되고 도2에서 더욱 상세히 도시된다. 충전 상태 측정을 위해 사용되는 극초단파 신호의 경로는 도1에서 양 방향 화살표(56)로 명시된다. 극초단파 신호를 사용하는 충전 상태 측정은 당업자에게 충분히 공지되어 있어서, 본원에서는 더 이상 설명하지 않는다.
도2는 측심 파이프(12) 및 이의 하부 단부(22)와 편향철판(24)을 나타내며, 편향철판은 클램프(30)에 의해 고정되며, 도2에서 도시되지 않은 하부의 고정 탭(25, 이에 대해서는 도5 참조)은 클램프(30)의 외부에, 측심 파이프(12)와 클램프(30) 사이에, 또는 측심 파이프(12)의 내부에 조립된다. 편향철판(24)의 또 다른 고정방식은 당연히 배제되지 않는다. 편향철판(24)은 측심 파이프(12)의 종축에 대해 사전 설정된 각도 하에, 예를 들면 45°로 기울어 진다. 편향철판(24)은 바람직하게 측심 파이프(12)의 단면을 차폐시키는 정도의 크기를 갖는다.
도3은 측심 파이프(12)의 하부 단부(22)와, 편향철판(24)과, 도2에 도시된 클램프(30)에 대한 약간의 변형을 보다 더 상세히 나타낸다. 극초단파를 투과시킬 수 있는 재료, 바람직하게는 적합한 유전성 재료로 이루어진, 구멍이 제공된 지지부(32)는 측심 파이프(12)의 하부 단부(22) 내로 삽입되고, 지지부는 한편으로는 매질(58, 도1 참조)이 측심 파이프(12) 내로 유입되는 것을 허용하고 다른 한편으 로는 Y-어댑터(20, 도1 참조)를 통해 측심 파이프(12) 내로 도입되는 기계적 측심 장치에 대한 지지부 또는 차단부를 형성한다.
상술된 바와 같이, 편향철판(24)은 고정 탭(25)에 의해 지지부(32)에 직접 고정되고 지지부와 함께 클램프를 통해 측심 파이프(12)에 결합된다. 그러나 고정 탭(25)은 또한 직접 클램프(30)의 외부 또는 내부에 고정될 수 있고 클램프와 함께 측심 파이프(12)에 대해 또는 측심 파이프 상에 조립될 수 있다. 또한, 고정 탭(25)을 측심 파이프(12)와 클램프(30) 사이에 배치하고 클램프(30)의 고정에 의해 고정시킬 수 있다.
도4에는, 편향철판(26) 자체가 각을 이룬, 본 발명에 따른 편향 장치의 또 다른 실시예가 도시된다. 또한, 본 실시예에서 도3에 대해 상술된 바와 같이, 극초단파를 투과시킬 수 있는 재료로 이루어진, 구멍이 제공된 지지부(32)가 측심 파이프(12)의 하부 단부(22) 내에 삽입된다. 각을 이룬 편향철판(26)은 본 실시예의 경우 각각의 측면에 제공된 두 개의 고정부(28), 바람직하게는 도4에 도시된 바와 같이 약간 각을 이룬 스트립(strip)을 통해 고정되며, 스트립은 클램프(30) 내로 결합된다. 도2와 도3에 따른 편향철판(24)에 비해 각을 이룬 상기 편향철판(26)의 장점은 측심 파이프(12)의 하부 단부(22)의 단면이 하부 단부(22) 아래에서 보다 적은 공간을 차지하면서 동일하게 차폐된다는 것이다.
본 발명에 따른 편향 장치와 기계적인 측심 프로브에 대한 지지부의 또 다른 실시예는 도5에 도시된다. 본 실시예에서는 극초단파를 투과시킬 수 있는 윈도우(34)가 림(rim)(36) 내에 제공된다. 도2와 도3으로부터 알 수 있는 편향철판(24) 은 편향철판의 고정 탭(25)을 통해 림(36) 상에 고정되고 림(36)과 윈도우(34)와 함께 측심 파이프(12) 상에 위치하여 고정된다. 윈도우(34)는 바람직하게 적합한 유전성 재료로 이루어지고 마찬가지로 구멍이 제공되어, 매질(58, 도1 참조)이 측심 파이프(12) 내로 유입되는 것을 허용하며, 매질의 충전 상태가 측정될 수 있다.

Claims (9)

  1. 극초단파 신호로 작동하는 충전 상태 측정 장치(18)를 사용하여, 측심 파이프(12)가 장착된 탱크(50) 내 매질(58)의 충전 상태를 측정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치(10)가 극초단파 신호를 편향시키기 위해 측심 파이프(12)의 단부영역(22) 내에 편향 장치(24, 26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 편향 장치(24, 26)가 편향철판(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 편향 장치(24, 26)가 측심 파이프(12) 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 편향 장치(24, 26)가 측심 파이프(12) 외부에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 편향 장치(24, 26)가 측심 파이프(12)의 종축에 대해 사전 설정된 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 편향 장치(24, 26)가 각을 이룬 철판(26)인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 상태 측정 장치(18)가, 측심 파이프(12) 내로 돌출되는 호온 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 측심 파이프(12) 내에 Y-어댑터(20)가 연추 장치를 위해 제공되며 편향 장치(24, 26)의 영역에서 극초단파를 투과시킬 수 있는 지지부(32, 34)가 연추 장치를 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 선박의 탱크(50) 내에서 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 장치(10)의 이용.
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