KR20150012041A - 탱크의 레벨 측정 장치 - Google Patents

탱크의 레벨 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150012041A
KR20150012041A KR1020130087370A KR20130087370A KR20150012041A KR 20150012041 A KR20150012041 A KR 20150012041A KR 1020130087370 A KR1020130087370 A KR 1020130087370A KR 20130087370 A KR20130087370 A KR 20130087370A KR 20150012041 A KR20150012041 A KR 20150012041A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tank
guide tube
fluid
level
transmitting
Prior art date
Application number
KR1020130087370A
Other languages
English (en)
Inventor
김덕수
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020130087370A priority Critical patent/KR20150012041A/ko
Publication of KR20150012041A publication Critical patent/KR20150012041A/ko

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B63B43/06—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability using ballast tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/48—Arrangements of indicating or measuring devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 선박의 탱크내에 설치된 가이드 튜브내에서 레이저 신호를 송수신하여 탱크내 유체의 레벨을 정확하게 측정할 수 있도록 한 탱크의 레벨 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 밀도가 변하는 유체를 저장한 탱크; 상기 탱크의 상단에서 아래쪽을 향하여 설치된 가이드 튜브; 상기 가이드 튜브에 설치되고, 상기 탱크내의 유체가 유입 또는 유출되는 홀; 상기 가이드 튜브 내부로 레이저 신호를 송신하는 송신하고 상기 가이드 튜브 내의 유체 또는 해당 가이드 튜브의 바닥에 부딪쳐 반사되는 반사신호를 수신하는 송수신부; 상기 송수신부와 연결되어 상기 송신된 레이저 신호와 상기 반사신호를 이용하여 상기 탱크내의 레벨을 계산하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치가 제공된다.

Description

탱크의 레벨 측정 장치{LEVEL MEASURING DEVICE OF VESSEL TANK}
본 발명은 탱크의 레벨 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 탱크내에 설치된 가이드 튜브내에서 레이저 신호를 송수신하여 탱크내 유체의 레벨을 정확하게 측정할 수 있도록 한 탱크의 레벨 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 일반선 또는 특수선 등과 같은 선박에는 소정의 유체를 저장할 수 있는 탱크를 구비하는 바, 이러한 탱크는 선박의 무게 중심이 변동되는 것을 최소화하기 위한 밸러스트 탱크(ba1last tank), 선박의 안전 운항을 위한 해수 탱크, 및 카고 오일(cargo oil)을 저장하는 오일 탱크, 머드를 저장하는 머드 탱크 등을 예로 들 수 있다.
그리고, 이와 같은 탱크에는 다수의 저장 공간이 구획 형성되는데, 그 저장 공간에 수용된 저장 유체의 레벨과 잔존 용량을 측정하기 위한 레벨 측정 장치를 구비하고 있다.
여기서 레벨 측정 장치는 대한민국공개특허 제10-2011-0125056호(선박용 탱크의 레벨 측정 장치) 외에 다수가 출원되어 있다.
상기 특허를 포함하는 종래의 레벨 측정 장치는 전자파를 탱크 바닥면을 향하여 송신한 신호와 반사되어 돌아온 신호를 이용하여 탱크의 유체 레벨을 측정하였다.
그러나 종래의 레벨 측정 장치는 전자파가 탱크 바닥면을 송신시 전자파의 특성상 전자파가 퍼지기 때문에 정확하게 탱크의 유체 레벨 측정이 어려웠다.
이러한 문제를 해결하고자 와이어를 탱크 바닥면에 설치하고 설치된 와이어를 따라 전자파가 탱크 바닥면으로 향하도록 하였다. 하지만 이와 같은 종래의 레벨 측정 장치도 와이어를 기준으로 반경 300mm 사이에 어떤 구조물도 없어야 하는 제약사항이 있고, 탱크 바닥면에서 와이어를 고정시키기 위한 고정수단, 예를 들면 고리의 설치가 필요하며, 고리에 와이어를 묶어줘야 하는 등 여러가지 불편한 문제점이 있다.
특히 머드 탱크는 2개씩 레벨 측정 장치가 설치되는데 조건이 까다로운 다른 장비 배치를 고려한 설치 공간 확보에 어려움이 있다. 또한 레벨 측정 장치의 정비시 탱크를 비워야 하므로 정비시의 불편함도 있다.
본 발명의 목적은, 선박의 탱크내에 설치된 가이드 튜브내에서 레이저 신호를 송수신하여 탱크내 유체의 레벨을 정확하게 측정할 수 있도록 한 탱크의 레벨 측정 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 밀도가 변하는 유체를 저장한 탱크; 상기 탱크의 상단에서 아래쪽을 향하여 설치된 가이드 튜브; 상기 가이드 튜브에 설치되고, 상기 탱크내의 유체가 유입 또는 유출되는 홀; 상기 가이드 튜브 내부로 레이저 신호를 송신하는 송신하고 상기 가이드 튜브 내의 유체 또는 해당 가이드 튜브의 바닥에 부딪쳐 반사되는 반사신호를 수신하는 송수신부; 상기 송수신부와 연결되어 상기 송신된 레이저 신호와 상기 반사신호를 이용하여 상기 탱크내의 레벨을 계산하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치가 제공된다.
상기 측정부는 상기 계산된 탱크내의 레벨을 제어 시스템에 전송하는 것이 바람직하다.
상기 홀은 수직방향으로 일정 간격을 두고 복수개 설치된 것이 바람직하다.
상기 탱크는 머드가 저장된 머드 탱크인 것이 바람직하다.
상기 탱크의 내벽에는 상기 가이드 튜브를 지지하는 지지부가 설치된 것이 바람직하다.
상기 탱크는 시추선에 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 선박의 탱크내에 설치된 가이드 튜브내에서 레이저 신호를 송수신하여 탱크내 유체의 레벨을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 탱크내 가이드 튜브의 설치 공간만 필요하므로 종래의 와이어를 기준으로 반경 300mm 사이에 어떤 구조물도 없어야 하는 제약사항을 해결할 수 있고, 탱크 바닥면에서 와이어를 고정시키기 위한 별도의 고정수단이 불필요하며, 가이드 튜브내에서 레이저 신호를 이용한 것으로 센서 정비시 탱크를 비울 필요가 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탱크의 레벨 측정 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탱크의 레벨 측정 장치내에 설치된 지지부를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 가이드 뷰트내에서 발생되는 정반사와 난반사를 도시한 도면,
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탱크의 레벨 측정 장치를 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 탱크의 레벨 측정 장치는 선체내에 배치된 탱크(11)와, 그 탱크(11)의 상단으로부터 아래쪽으로 향하게 설치된 가이드 튜브(12)와, 가이드 튜브(12)내에 설치된 홀(13)과, 탱크(12)의 상부에서 가이드 튜브(12)로 레이저 신호를 송신하고 탱크(11) 내의 유체 또는 탱크(11) 바닥면에 반사되어 돌아오는 반사신호를 수신하는 송수신부(14)와, 송수신부(14)로부터 송신된 레이저 신호와 수신된 반사신호를 이용하여 탱크(11)의 유체 레벨을 계산하는 측정부(15)를 포함하여 구성된다.
탱크(11)는 밀도가 변하는 유체를 저장할 수 있다. 여기서 탱크(11)는 시추선에 설치되는 머드(mud) 탱크일 수 있다.
가이드 튜브(12)는 도 1에서 탱크(11)의 상단으로부터 아래쪽으로 수직하게 설치된 것으로 도시하고 있지만, 그 형상이 본 발명을 제한하지는 않는다.
탱크(11)의 내벽에는 가이드 튜브(12)를 지지하는 지지부(16)가 설치될 수 있다. 지지부(16)는 도 2에 잘 도시되어 있다.
탱크(11) 내에는 가이드 튜브(12)가 복수개 설치될 수 있다.
가이드 튜브(12)는 송수신부(14)로부터 송신된 레이저 신호, 예를 들면 레이저 빔(Laser Beam)이 외부로 벗어나지 않도록 하고 외부의 신호로부터 간섭을 받지 않는다. 이에 따라 종래 전자파로 탱크의 유체 레벨을 측정할 때 주변의 간섭으로 인해 측정의 정확성이 저해된 부분을 해결할 수 있다.
이와 같은 가이드 튜브(12)는 반사를 원활하게 하기 위해 표면이 매끄러운 소재이고, 난반사로 인한 측정 오차를 최소화할 수 있도록 최대한 작은 직경을 갖는다.
가이드 튜브(12)에 마련된 홀(13)은 탱크(11)내 유체의 유입 또는 유출을 가능하게 한다. 여기서 홀(13)은 수직방향으로 일정 간격을 두고 복수개 설치될 수 있다.
가이드 튜브(12)의 상단에 설치된 송수신부(14)는 가이드 튜브(12)를 향하여 레이저 신호를 송신한다. 도 1에서 (a)는 송수신부(14)에서 가이드 튜브(12)의 바닥면을 향하여 송신하는 레이저 신호이고, (b)는 탱크(11) 내 채워진 유체에 의해 반사되어 되돌아오는 반사신호이다.
송수신부(14)에 의해 송신된 레이저 신호와 수신된 반사신호는 송수신부(14)와 연결된 측정부(15)에 제공된다.
측정부(15)는 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하는 컨버터(미도시)를 포함한다. 또한 측정부(15)는 컨버터에 의해 전기적 신호로 변환된 신호들(송신신호와 수신신호)를 이용하여 탱크(11)의 유체 레벨을 계산할 수 있다.
더 설명하면 측정부(15)는 유체, 즉 머드 수면에 반사된 레이저의 도달 시간을 계산하여 머드 수면 높이를 측정할 수 있다. 머드 수면을 측정하기 위한 방법은 레이저가 반사되어 돌아오는 최단 시간과 최장 시간의 평균이다. 즉 하기의 수학식 1을 통하여 탱크(11) 내 유체의 레벨을 측정할 수 있다.
Figure pat00001
여기서 반사 최단 시간은 정반사로 돌아오는 시간을 의미하고, 반사 최장 시간은 난반사로 돌아오는 시간을 의미한다.
도 3을 참조하면 유체의 레벨은 (Asec+Bsec)/2(샘플수)로 계산된다.
또한 측정부(15)는 계산된 탱크(11)의 유체 레벨을 별도로 구비된 제어 시스템(미도시)에 제공할 수 있다. 이에 따라 탱크(11)의 유체 레벨을 모니터링할 수 있다. 측정부(15)는 상술된 제어 시스템와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
이렇게 함으로써 외부의 간섭없이 가이드 튜브내에서 레어저 신호를 이용하여 탱크의 유체 레벨을 정확하게 측정할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
11 : 탱크 12 : 가이드 튜브
13 : 홀 14 : 송수신부
15 : 측정부

Claims (6)

  1. 밀도가 변하는 유체를 저장한 탱크;
    상기 탱크의 상단에서 아래쪽을 향하여 설치된 가이드 튜브;
    상기 가이드 튜브에 설치되고, 상기 탱크내의 유체가 유입 또는 유출되는 홀;
    상기 가이드 튜브 내부로 레이저 신호를 송신하는 송신하고 상기 가이드 튜브 내의 유체 또는 해당 가이드 튜브의 바닥에 부딪쳐 반사되는 반사신호를 수신하는 송수신부;
    상기 송수신부와 연결되어 상기 송신된 레이저 신호와 상기 반사신호를 이용하여 상기 탱크내의 레벨을 계산하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정부는 상기 계산된 탱크내의 레벨을 제어 시스템에 전송하는 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 홀은 수직방향으로 일정 간격을 두고 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탱크는 머드가 저장된 머드 탱크인 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 탱크의 내벽에는 상기 가이드 튜브를 지지하는 지지부가 설치된 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 탱크는 시추선에 설치된 것을 특징으로 하는 레벨 측정 장치.
KR1020130087370A 2013-07-24 2013-07-24 탱크의 레벨 측정 장치 KR20150012041A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130087370A KR20150012041A (ko) 2013-07-24 2013-07-24 탱크의 레벨 측정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130087370A KR20150012041A (ko) 2013-07-24 2013-07-24 탱크의 레벨 측정 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150012041A true KR20150012041A (ko) 2015-02-03

Family

ID=52488254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130087370A KR20150012041A (ko) 2013-07-24 2013-07-24 탱크의 레벨 측정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150012041A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210012802A (ko) * 2019-07-26 2021-02-03 삼성중공업 주식회사 드릴쉽의 머드 밀도 측정 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210012802A (ko) * 2019-07-26 2021-02-03 삼성중공업 주식회사 드릴쉽의 머드 밀도 측정 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1676102B1 (en) Fluid level measurement device
US9541443B2 (en) Guided wave radar level gauging with probe retaining element
US7518951B2 (en) Systems and methods for seismic streamer positioning
CN103674180B (zh) 具有气泡脱落反射器的液位测量系统
US20150276463A1 (en) Non-Invasive Acoustic Monitoring of Subsea Containers
GB2265219A (en) Liquid level gauging
KR20110112275A (ko) 충진레벨 결정 시스템 및 방법
US8941532B2 (en) Probe spacing element
US10527478B2 (en) Tank fluid level measuring device
DK160374B (da) Fremgangsmaade og apparat til niveaumaaling
KR101576438B1 (ko) 장애물에 의한 오차를 해소하기 위한 수위 측정 방법 및 이를 이용한 레이더 방식 레벨 게이지 시스템
JP2010249790A (ja) レーザー式水位計
CN111352161A (zh) 一种海底原位探测仪及海底原位声学特性探测方法
US7802470B2 (en) Ultrasonic liquid level detector
JPH11502031A (ja) 超音波パルスにより液体のレベルを決定するための方法および装置
KR20110114469A (ko) 유체 밀도 측정 방법 및 장치
CN103364051A (zh) 物位测量装置及带反射器的适配器
KR20150012041A (ko) 탱크의 레벨 측정 장치
KR100433518B1 (ko) 유량 측정 장치 및 방법
KR101875162B1 (ko) 수위 측정 장치
JP2011058996A (ja) マンホール内水位測定装置
JP6618541B2 (ja) 地中の孔を計測する計測装置及び方法
US11092474B2 (en) Liquid level sensor
RU2682081C2 (ru) Акустический профилограф для получения изображения поверхности дна (варианты)
GB2385478A (en) Probe for liquid level sensor

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination