KR20160008812A - 압력용기의 레벨 측정 시스템 및 그의 레벨 측정 방법 - Google Patents
압력용기의 레벨 측정 시스템 및 그의 레벨 측정 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 압력송신기로부터 압력용기의 내부압력을 수신하는 복합송신기로부터 압력용기의 내부압력, 하부압력 및 온도를 전달받고 온도에 따른 비중을 반영하여 압력용기의 레벨을 정확하게 측정할 수 있도록 한 압력용기의 레벨 측정 시스템 및 그의 레벨 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체를 저장하는 압력용기의 상단에 설치되어 상기 압력용기의 내부압력을 감지하여 송신하는 압력송신기; 상기 압력용기의 하단에 설치되어 상기 압력용기의 하부압력과 온도를 감지하여 송신하고, 상기 압력송신기로부터 수신된 내부압력도 송신하는 복합송신기; 및 상기 복합송신기로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 상기 온도에 따른 비중을 이용하여 상기 압력용기의 레벨을 측정하는 ICSS(Integrated Control and Safety System)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체를 저장하는 압력용기의 상단에 설치되어 상기 압력용기의 내부압력을 감지하여 송신하는 압력송신기; 상기 압력용기의 하단에 설치되어 상기 압력용기의 하부압력과 온도를 감지하여 송신하고, 상기 압력송신기로부터 수신된 내부압력도 송신하는 복합송신기; 및 상기 복합송신기로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 상기 온도에 따른 비중을 이용하여 상기 압력용기의 레벨을 측정하는 ICSS(Integrated Control and Safety System)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 압력용기의 레벨 측정 시스템 및 그의 레벨 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력송신기로부터 압력용기의 내부압력을 수신하는 복합송신기로부터 압력용기의 내부압력, 하부압력 및 온도를 전달받고 온도에 따른 비중을 반영하여 압력용기의 레벨을 정확하게 측정할 수 있도록 한 압력용기의 레벨 측정 시스템 및 그의 레벨 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부유식 해상 구조물에 구비된 압력용기 내부는 외부에서 잘 보이지 않기 때문에 압력용기에 어느 정도의 유체가 수용되어 있는지 명확하게 파악하기 어렵다. 이러한 어려움 때문에 압력용기 내부에 수용된 액상물질의 수위를 측정하기 위한 많은 방법과 장치들이 제안 사용되고 있다.
그 일예로서 눈금이 새겨진 측심자의 외측면에 물이 접촉될 때 색이 변하는 젤타입의 약품을 도포한 후 이 측심자를 압력용기 내부에 삽입하여 색이 변한 곳과 변하지 않은 곳의 경계선을 읽어 수위를 측정하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 압력용기 내부에 측심자를 투입하는 과정 중에 측심자의 외측면에 물이 묻는 경우 수위를 명확하게 파악할 수 없을 뿐만 아니라 수위를 측정한 이후에는 측심자의 외측면에 도포된 약품을 제거하는 번거로운 과정이 뒤따른다.
또 다른 예로서 압력용기 내부에 저장된 유체에 초음파를 발사하여 이 초음파가 유체의 표면에 도달 후 되돌아오는 반송파의 시간을 측정하는 방법도 있으나, 이 방법은 초음파의 특성상 온도 변화 및 압력변화에 의한 오동작 가능성과 오차범위가 넓어 정확하게 수위를 측정할 수 있는 수위(LEVEL) 측정 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 압력송신기로부터 압력용기의 내부압력을 수신하는 복합송수신기로부터 압력용기의 내부압력, 하부압력 및 온도를 전달받아 압력용기의 레벨을 정확하게 측정할 수 있도록 한 압력용기의 레벨 측정 시스템 및 그의 레벨 측정 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체를 저장하는 압력용기의 상단에 설치되어 상기 압력용기의 내부압력을 감지하여 송신하는 압력송신기; 상기 압력용기의 하단에 설치되어 상기 압력용기의 하부압력과 온도를 감지하여 송신하고, 상기 압력송신기로부터 수신된 내부압력도 송신하는 복합송신기; 및 상기 복합송신기로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 상기 온도에 따른 비중을 이용하여 상기 압력용기의 레벨을 측정하는 ICSS(Integrated Control and Safety System)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템이 제공된다.
상기 ICSS는 상기 압력용기의 내부압력, 상기 측정된 레벨 및 상기 온도를 이용하여 상기 압력용기의 볼륨(volume)을 계산하는 것이 바람직하다.
상기 비중은 상기 압력용기에 저장된 액체의 비중에서 상기 온도에 따른 보정계수를 가감하여 계산되는 것이 바람직하다.
상기 복합송신기는 상기 압력용기의 내부압력과 상기 압력용기에 채워진 액체에 의한 압력을 더한 상기 하부압력을 감지하는 것이 바람직하다.
상기 압력송신기와 상기 복합송신기는 제 1 케이블에 의해 연결되고, 상기 복합송신기와 상기 ICSS는 제 2 케이블에 의해 연결되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액체를 저장하는 압력용기의 레벨을 측정하는 레벨 측정 방법으로서, 상기 압력용기의 상단에 설치된 압력송신기로부터 상기 압력용기의 내부압력을 감지하여 송신하는 단계; 상기 압력용기의 하단에 설치된 복합송신기로부터 상기 압력용기의 하부압력과 온도를 감지하여 송신하고 상기 압력송신기로부터 수신된 내부압력도 송신하는 단계; 및 상기 복합송신기로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 상기 온도에 따른 비중을 이용하여 상기 압력용기의 레벨을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 방법이 제공된다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 방법은 상기 측정하는 단계 이후에, 상기 압력용기의 내부압력, 상기 측정된 레벨 및 상기 온도를 이용하여 상기 압력용기의 볼륨(volume)을 계산하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 측정하는 단계는 상기 압력용기에 저장된 액체의 비중에서 상기 온도에 따른 보정계수를 가감하여 상기 비중이 계산되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 압력송신기로부터 압력용기의 내부압력을 수신하는 복합송신기로부터 압력용기의 내부압력, 하부압력 및 온도를 전달받고 온도에 따른 비중을 반영하여 압력용기의 레벨을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 압력용기에 저장된 액체의 비중에서 복합송신기에서 수신된 온도에 따른 보정계수를 가감하여 온도에 따라 변화하는 비중을 정확하게 계산함으로써 압력용기의 레벨의 정확도를 높일 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 압력용기의 내부압력, 측정된 레벨, 그리고 압력용기의 온도를 이용하여 압력용기의 볼륨을 계산할 수 있음에 따라 압력용기에서 필요로 하는 상태정보, 즉 압력용기의 압력, 온도, 레벨, 볼륨을 전달할 수 있는 효과도 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 압력용기의 상태를 확인하기 위한 압력, 온도, 레벨, 볼륨과 같은 4가지 정보를 단 두개의 계기를 활용하여 모니터링할 수 있는 효과도 있다. 이는 4가지 상태를 확인하기 위하여 4개의 개별 계기가 필요치 않고, 단 두개의 계기로 4가지 상태를 확인 가능한 효과도 있다. 또한 4개의 계기가 설치되면 이를 모니터링하기 위한 케이블이 각각 설치되어야 하지만, 본 발명을 활용하면 하나의 케이블만 설치해도 4가지 상태를 확인할 수 있어 케이블 설치 절감 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 시스템을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 시스템의 레벨 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 시스템의 레벨 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 시스템은 액체를 저장하는 압력용기(10)의 상단에 설치된 압력송신기(20)과, 압력용기(10)의 하단에 설치된 복합송신기(30)와, 복합송신기(30)에 연결되어 압력용기(10)의 레벨을 측정하는 ICSS(40)를 포함하여 구성된다.
압력용기(10)는 액체화물을 저장하는 화물탱크나 연료로 사용되는 연료탱크일 수 있다. 특히 압력용기(10)는 저온의 상태를 유지해야만 하는 액체를 저장하는 탱크일 수 있다.
압력송신기(Pressure Transmitter)(20)는 압력용기(10)의 순수한 내부압력을 감지하고 감지된 압력용기(10)의 내부압력을 복합송신기(30)에 송신한다.
압력송신기(20)와 복합송신기(30)는 제 1 케이블(L1)에 의해 연결되어 있어, 제 1 케이블(L1)을 거쳐 압력송신기(20)에서 측정되어 송신된 압력용기(10)의 내부압력이 복합송신기(30)에 전달된다.
복합송신기(30)는 압력용기(10)의 하단에서 감지되는 압력용기(10)의 하부압력을 제 2 케이블(L2)을 거쳐 ICSS(40)에 송신할때 제 1 케이블(L1)을 거쳐 수신된 압력용기(10)의 내부압력도 ICSS(40)에 송신한다.
더 자세하게 복합송신기(30)는 압력용기(10)의 내부압력과 압력용기(10)에 채워진 액체에 의한 압력을 더한 하부압력과 압력용기(10)의 온도를 감지하고 감지된 하부압력과 온도를 제 2 케이블(L2)를 거쳐 ICSS(40)에 송신한다. 또한 복합송신기(30)는 압력송신기(20)로부터 수신된 압력용기(10)의 순수한 내부압력을 제 2 케이블(L2)를 거쳐 ICSS(40)에 송신한다.
복합송신기(30)는 하부압력과 온도를 송신할때 같이 내부압력을 송신할 수도 있고, 하부압력과 온도를 송신한 후에 내부압력을 송신하거나 또는 내부압력을 송신한 후에 하부압력과 온도를 송신할 수도 있다.
ICSS(Integrated Control and Safety System)(40)는 복합송신기(30)로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 온도에 따른 비중(specific gravity)을 이용하여 압력용기(10)의 레벨을 측정한다. 압력용기(10)의 레벨은 하기의 수학식 1을 통하여 측정된다.
이때 비중은 온도에 따라 변화하게 되므로, 온도가 표준온도(예를들면 15℃)보다 올라가면 부피가 늘어나기에 상대적으로 비중값은 낮아지게 되고 반대로 온도가 표준온도 이하로 내려가면 부피감소로 인한 비중값은 높아지게 된다. 따라서 압력용기(10)의 온도가 항상 일정한 온도를 유지하고 있지가 않기에 정확한 레벨을 측정하기 위해서는 복합송신기(30)에서 감지된 온도에 따른 보정계수를 반영하여 비중을 계산하고 계산된 비중을 반영하여 압력용기(10)의 레벨을 측정함이 바람직하다. 온도에 따른 보정계수는 경험에 의해 미리 설정되어 테이블화할 수 있다.
ICSS(40)는 압력용기(10)의 현재 비중을 구하기 위해 압력용기(10) 안에 들어있는 액체의 온도에 따른 비중을 추출하고 추출된 비중에서 복합송신기(30)에서 감지된 온도별 보정계수를 가감하여 현재 온도에서의 비중이 계산된다. 이렇게 구해진 비중값을 통해 압력용기(10)에 들어있는 액체의 레벨을 측정할 수 있다.
ICSS(40)는 현재 온도에서 비중을 구하고 그 비중에 맞춰서 현재 압력용기(10)의 레벨을 상술된 수학식 1을 통하여 측정하여 측정된 레벨을 미리 정해진 출력방식에 따라 출력한다.
또한 ICSS(40)는 압력용기(10)의 상태정보 중에서 볼륨을 확인하기 위하여 압력송신기(20)에서 감지된 압력용기(10)의 내부압력, 측정된 레벨, 그리고 복합송신기(30)에서 감지된 온도를 가지고 볼륨을 계산하거나, 레벨별로 미리 저장된 볼륨정보를 저장한 테이블을 참조하여 측정된 레벨에 따른 볼륨을 추출하여 HMI에 표시할 수 있다.
이에 따라 압력용기(10)의 압력, 온도, 볼륨, 레벨을 하나의 압력송신기(20)와 하나의 복합송신기(30)를 통해 확인 가능할 뿐만 아니라 온도에 따른 보정계수를 반영한 비중을 통하여 압력용기(10)의 레벨을 정확하게 측정할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 압력용기의 레벨 측정 시스템의 레벨 측정 방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력용기의 레벨 측정 시스템의 레벨 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 2를 참조하면 압력용기의 레벨 측정 시스템에 포함된 압력송신기(20)는 압력용기(10)의 내부압력을 감지하여 감지된 내부압력을 제 1 케이블(L1)을 통해 복합송신기(30)에 송신한다(S11).
압력용기의 레벨 측정 시스템에 포함된 복합송신기(30)는 압력송신기(20)로부터 압력용기(10)의 내부압력을 수신한다(S13).
복합송신기(30)는 압력용기(10)의 하부압력, 즉 압력용기(10)의 내부압력과 압력용기(10)에 채워진 액체에 의한 압력을 더한 하부압력과 온도를 감지하여 감지된 하부압력과 온도를 송신할대 상기 S13 단계에서 수신된 압력용기(10)의 내부압력을 제 2 케이블(L2)을 거쳐 ICSS(40)에 송신한다(S15).
ICSS(40)는 복합송신기(30)로부터 압력용기(10)의 내부압력, 하부압력 및 온도를 수신하고 수신된 온도에 따른 비중을 온도별로 비중이 설정되어 있는 테이블을 참조하여 추출한다(S17).
ICSS(40)는 수신된 압력용기(10)의 하부압력과 내부압력간의 차압과 상술된 S17 단계에서 추출된 비중을 상술된 수학식 1에 적용시켜 압력용기(10)의 레벨을 측정한다(S19). 이때 수학식1에 적용되는 비중은 추출된 비중에 온도별로 설정된 보정계수를 가감하여 더 정확하게 계산될 수 있다.
이후 ICSS(40)는 압력용기(10)의 내부압력과, 상술된 S19 단계에서 측정된 레벨과, 복합송신기(30)의 온도, 즉 내부온도를 이용하여 압력용기(10)의 볼륨을 계산한다(S21). 여기서는 볼륨을 계산하는 것으로 설명하고 있지만, ICSS(40)는 레벨별로 미리 저장된 볼륨정보를 저장한 테이블을 참조하여 측정된 레벨에 따른 볼륨을 추출할 수도 있다.
ICSS(40)는 압력용기(10)에 필요로 하는 상태정보, 즉 압력용기(10)의 압력, 온도, 레벨 및 볼륨을 미리 정해진 화면 또는 미리 정해진 출력매체에 표시되도록 한다(S23).
이와 같이 압력용기(10)의 상단에 설치된 하나의 압력송신기(20)가 압력용기(10)의 하단에 설치된 하나의 복합송신기(30)에 연결되고 복합송신기(30)가 ICSS(40)에 연결되고 ICSS(40)에서 압력용기(10)의 레벨을 확인하는데 온도, 압력, 볼륨까지 확인 가능하다. 또한 ICSS(40)에서 온도에 따라 변화하는 비중에 보정계수를 가감하여 더 정교한 압력용기(10)의 레벨을 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.
10 : 압력용기 20 : 압력송신기
30 : 복합송신기 40 : ICSS
30 : 복합송신기 40 : ICSS
Claims (8)
- 액체를 저장하는 압력용기의 상단에 설치되어 상기 압력용기의 내부압력을 감지하여 송신하는 압력송신기;
상기 압력용기의 하단에 설치되어 상기 압력용기의 하부압력과 온도를 감지하여 송신하고, 상기 압력송신기로부터 수신된 내부압력도 송신하는 복합송신기; 및
상기 복합송신기로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 상기 온도에 따른 비중을 이용하여 상기 압력용기의 레벨을 측정하는 ICSS(Integrated Control and Safety System)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 ICSS는 상기 압력용기의 내부압력, 상기 측정된 레벨 및 상기 온도를 이용하여 상기 압력용기의 볼륨(volume)을 계산하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 비중은 상기 압력용기에 저장된 액체의 비중에서 상기 온도에 따른 보정계수를 가감하여 계산되는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 복합송신기는 상기 압력용기의 내부압력과 상기 압력용기에 채워진 액체에 의한 압력을 더한 상기 하부압력을 감지하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 압력송신기와 상기 복합송신기는 제 1 케이블에 의해 연결되고, 상기 복합송신기와 상기 ICSS는 제 2 케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 시스템. - 액체를 저장하는 압력용기의 레벨을 측정하는 레벨 측정 방법으로서,
상기 압력용기의 상단에 설치된 압력송신기로부터 상기 압력용기의 내부압력을 감지하여 송신하는 단계;
상기 압력용기의 하단에 설치된 복합송신기로부터 상기 압력용기의 하부압력과 온도를 감지하여 송신하고 상기 압력송신기로부터 수신된 내부압력도 송신하는 단계; 및
상기 복합송신기로부터 수신된 하부압력과 내부압력간의 차압과 상기 온도에 따른 비중을 이용하여 상기 압력용기의 레벨을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 측정하는 단계 이후에,
상기 압력용기의 내부압력, 상기 측정된 레벨 및 상기 온도를 이용하여 상기 압력용기의 볼륨(volume)을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 측정하는 단계는
상기 압력용기에 저장된 액체의 비중에서 상기 온도에 따른 보정계수를 가감하여 상기 비중이 계산되는 것을 특징으로 하는 압력용기의 레벨 측정 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120137711A (ko) | 2011-06-13 | 2012-12-24 | 대우조선해양 주식회사 | 선박용 폴 타입 레벨 트랜스미터 |
| KR101285322B1 (ko) | 2012-05-02 | 2013-07-11 | 대우조선해양 주식회사 | 유체의 수위측정장치 |
-
2014
- 2014-07-15 KR KR1020140088995A patent/KR20160008812A/ko not_active Ceased
Patent Citations (2)
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| KR20120137711A (ko) | 2011-06-13 | 2012-12-24 | 대우조선해양 주식회사 | 선박용 폴 타입 레벨 트랜스미터 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20140715 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20190704 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20140715 Comment text: Patent Application |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20200520 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20201204 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20200520 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |