KR20200063140A - 극저온 저장 용기들의 관리를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

극저온 저장 용기들의 관리를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200063140A
KR20200063140A KR1020207007997A KR20207007997A KR20200063140A KR 20200063140 A KR20200063140 A KR 20200063140A KR 1020207007997 A KR1020207007997 A KR 1020207007997A KR 20207007997 A KR20207007997 A KR 20207007997A KR 20200063140 A KR20200063140 A KR 20200063140A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
level
cryogenic
storage
storage container
data
Prior art date
Application number
KR1020207007997A
Other languages
English (en)
Inventor
존 엘. 로마노스
케빈 엠. 외프
Original Assignee
워딩턴 인더스트리즈, 아이엔씨.
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 워딩턴 인더스트리즈, 아이엔씨. filed Critical 워딩턴 인더스트리즈, 아이엔씨.
Publication of KR20200063140A publication Critical patent/KR20200063140A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/002—Automated filling apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/001—Thermal insulation specially adapted for cryogenic vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/026—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the temperature as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/04—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0308—Radiation shield
    • F17C2203/032—Multi-sheet layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0391—Thermal insulations by vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/032—Control means using computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/034—Control means using wireless transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/036—Control means using alarms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0408—Level of content in the vessel
    • F17C2250/0417—Level of content in the vessel with electrical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F17C2250/0434—Pressure difference
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0447—Composition; Humidity
    • F17C2250/0452—Concentration of a product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0486—Indicating or measuring characterised by the location
    • F17C2250/0491—Parameters measured at or inside the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0486—Indicating or measuring characterised by the location
    • F17C2250/0495—Indicating or measuring characterised by the location the indicated parameter is a converted measured parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0636—Flow or movement of content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/07—Actions triggered by measured parameters
    • F17C2250/072—Action when predefined value is reached
    • F17C2250/075—Action when predefined value is reached when full
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/07—Actions triggered by measured parameters
    • F17C2250/072—Action when predefined value is reached
    • F17C2250/077—Action when predefined value is reached when empty
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/024—Improving metering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/05—Applications for industrial use
    • F17C2270/0509—"Dewar" vessels
    • 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
    • G01F23/24—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 variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246—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 variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
    • G01F23/247—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 variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices for discrete levels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

듀얼 레벨 센싱, 진공 모니터링, 스마트 공급 실린더들, 스마트 산소 모니터들, 및 실시간 데이터 수집이 샘플 안전과 사용자 안전을 향상시키기 위해 극저온 저장 시스템에 통합된다. 듀얼 레벨 센싱 시스템은, 극저온 냉동 장치에 설치되고 컨트롤러로 리던던트 레벨 정보를 보내는 2개의 액체 질소 레벨 센서들을 포함한다. 진공 모니터링은 진공 포트에 설치되고 데이터를 컨트롤러로 통신하는 게이지를 통해 수행된다. 컨트롤러는 공급 실린더들로부터의 레벨 정보, 하나 또는 그 이상의 산소 모니터들로부터의 산소 레벨들을 더 수신한다. 앞서 언급된 데이터 소스들은 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 결정에 통합될 수 있다. 이에 더하여, 극저온 저장 시스템의 모든 작동 데이터는, 실시간 상태 모니터링, 추세 분석, 및 경보 알림들을 제공하기 위해 클라우드 기반 플랫폼으로 통신된다.

Description

극저온 저장 용기들의 관리를 위한 시스템 및 방법
본 출원은 2017년 10월 2일 출원된 미국 가출원 제62/566,900호의 혜택과 우선권을 주장한다. 이 출원의 모든 것이 참조로서 통합되어 있다.
일반적으로, 본 발명은 극저온 저장 용기들과 관련되어 있으며, 상기 저장 용기들의 향상된 작동 및 관리를 용이하게 하는 특히 센서 시스템, 제어 시스템 및 클라우드 기반 플랫폼과 관련되어 있다.
전자 제어 시스템을 구비한 액체 질소 냉동 장치들은 자동적인 충전 작업을 제공할 수 있다. 전형적인 작동에는 컨트롤러 내에 확립된 충전 시작 파라미터(START FILL parameter)와 충전 정지 파라미터(STOP FILL parameter)가 포함된다 냉동 장치 내에서 액체 질소(LN2)의 어떤 레벨이 시작 충전 파라미터에 의해 특정된 레벨 아래로 떨어지면, 컨트롤러는 LN2가 냉동 장치로 유동하도록 하기 위해 극저온 솔레노이드 밸브를 개방한다. 냉동 장치 내에서 LN2의 레벨이 정지 충전 파라미터에 대해 설정된 레벨에 도달하면, 컨트롤러는 냉동 장치로의 LN2의 유동을 중단하기 위해 극저온 솔레노이드 밸브를 폐쇄한다. 이 제어 체계는, 허용할 수 있는 온도에서의 냉동 장치 내의 물품들의 저장을 제공하기 위해, 일반적으로 냉동 장치 내의 LN2 레벨을 허용할 수 있는 범위 내로 유지한다. 이 제어 체계는 일관되고 정확한 레벨 판독값을 컨트롤러에 제공하기 위해 레벨 센서에 의존한다.
현존하는 시스템들의 약점은 위에서 설명된 제어 체계와 관련된 단일 고장점(single point of failure)에 중심이 맞춰진다. 특히, 레벨 센서의 고장과 관련된 내재적인 위험이 존재한다. 이런 고장은 허용 가능한 LN2 레벨을 유지하는 컨트롤러의 능력을 막을 것이다. 현존하는 시스템들에서 온도와 같은 다른 파라미터들이 모니터링되고 문제가 생기면 경보가 발해질 수 있지만, 레벨 센서와 관련된 단일 고장점은 전체적인 시스템의 신뢰성을 약화시킨다.
액체 질소 냉동 장치는, 용기의 내측 벽체와 외측 벽체 사이에 위치된 멀티 레이어 단열(multi-layer insulation, MLI)과 진공을 포함하는 이중 벽체 용기일 수 있다. 이 구조체는 전도, 대류 및/또는 복사를 통해 용기로 들어가는 열에 대해 효율적인 배리어를 제공하며, 따라서 극도로 낮은 온도에서 저장 제품들에 적합한 용기를 제공한다. 그러나 통상적인 액체 질소 냉동 장치들은 일단 작동에 들어가면 냉동 장치의 진공 무결성을 측정하고 통신할 수 없는 것과 관련된 내재된 작동상 위험을 가지고 있다. 통상 증발율(normal evaporation rate, NER)로 일컬어지는 전형적인 측정 기법에는 특정된 양의 LN2를 냉동 장치에 충전하고 냉동 장치의 중량을 측정하는 것이 포함된다. 주어진 테스트 시간에 걸쳐, 냉동 장치는 간격을 두고 반복적으로 중량 측정된다. 냉동 장치의 중량은 LN2의 증발로 인해 시간에 따라 변화한다. 증발율은 진공의 무결성에 대한 대용적인 측정값이다.
액체 질소 냉동 장치들은 극저온을 유지하기 위한 냉매로서 LN2를 사용한다. LN2는 공급 실린더, 마이크로벌크 탱크, 벌크 탱크를 포함하는 다양한 용기들에 의 해 공급된다. 그러나 냉동 장치들의 대부분은 대략 160 내지 240 리터의 범위의 체적을 가진 공급 실린더들에 의해 공급을 받는다. 공급 실린더 내에서 LN2의 레벨은 전형적으로, 공급 실린더 내부의 플로트 메커니즘과 결합된 게이지를 보는 것에 의해, 또는 중량을 파악하기 위해 실린더를 흔들어 보는 것에 의해 수동으로 파악된다. 관례적으로, 액체 질소 냉동 장치가 적절한 공급 레벨로 유지되는 것을 보장하기 위해 표준적인 작동 절차 및 배달 스케줄들에 의존한다.
또한, 액체 질소 냉동 장치들은 충전 작업 과정에서 질소(N2) 가스를 만들어낸다. 이것은 따뜻한 배관 조립체를 냉각시키는 LN2로부터의 증발로 인해, 그리고 냉동 장치내의 LN2의 차가운 풀(pool)로 들어가는 따듯한 혼합-상의 N2로부터의 증발로 인해 발생한다. 질소가스는 산소를 대체하는데, 이것은 잠재적으로 충전 중인 냉동 장치 근처에 있는 사람에게 위험한 환경을 만들어낸다. 폐쇄된 공간에 있는 냉동 장치는 훨씬 더 큰 위험을 준다.
또한, 일부 액체 질소 냉동 장치들은, 예컨대 온도, 액체 레벨, 경보 상태들과 같은 냉동 장치의 작동 데이터를 수집한다. 작동 데이터는 전형적으로 냉동 장치에 설치된 제어 보드 상의 메모리에 저장된다.
위에서 언급되고 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 여기서 극저온 저장 시스템들을 위한 향상된 LN2 레벨 측정을 제공하는 시스템 및 방법이 개시된다. 제1 센서가 고장난 경우, 냉동 장치에서 LN2 레벨을 모니터링하고 레벨 제어를 용이하게 하기 위해 제2 센서가 활용될 수 있도록 레벨 센서 시스템은 리던던시를 제공할 수 있다.
보다 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 이어지는 예시적이고 비한정적인 실시예들의 다양한 양상들의 기본적이거나 일반적인 이해를 가능하게 하는 것을 돕기 위해 여기서 단순화된 요약이 제공된다. 그러나 이 요약은 광범위하거나 철저한 개괄로서 의도된 것이 아니다 대신, 본 요약의 유일한 목적은, 이어지는 다양한 실시예들의 보다 상세한 설명에 앞서 몇몇 예시적이고 비한정적인 실시예들과 관련된 몇 가지 컨셉을 단순화된 형태로서 제공하는 것이다.
다양한 비한정적인 실시예들에서, 물품들의 저장에 적합한 극저온을 제공하기 위해 극저온 액체를 수용하도록 구성된 저장 용기를 포함하는 극저온 저장 시스템이 제공된다. 이 시스템은 저장 용기 내에서 극저온 액체의 레벨의 리던던트 측정(redundant measurement)을 제공하도록 구성된 듀얼-레이어 레벨 측정 시스템을 더 포함한다. 이에 더하여 이 시스템은, 듀얼-레이어 레벨 측정 시스템으로부터 레벨 측정값들을 얻고 이 레벨 측정값들에 적어도 부분적으로 기초하여 저장 용기의 충전 작업들을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들이 도면들, 상세한 설명 및 첨부된 청구범위들을 참조하여 볼 때 명확해질 것이다.
본 발명은 특정한 부분들 및 부분들의 배치에서 물리적인 형태를 취할 수 있는데, 그 바람직한 실시예가 발명의 설명에서 상세히 설명될 것이며 그 일부를 형성하는 첨부된 도면에 도시될 것이다.
도 1은 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 예시적이고 비한정적인 극저온 저장 시스템의 블록 다이어그램을 나타내고 있다.
도 2는 도 1의 극저온 저장 시스템을 위한 컨트롤러의 예시적이고 비한정적인 실시예를 나타내고 있다.
도 3은 다양한 양상들에 따라 극저온 저장 시스템을 위한 차등 압력 시스템의 예시적이고 비한정적인 실시에들 나타내고 있다.
도 4는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 극저온 저장 시스템을 위한 서미스터 기반 시스템의 예시적이고 비한정적인 실시예를 나타내고 있다.
도 5는 다양한 양상들에 따른 극저온 저장 시스템을 위한 서미스터 기반 시스템의 예시적이고 비한정적인 실시예를 나타내고 있다.
도 6은 극저온 저장 시스템과 관련된 진공 모니터의 예시적이고 비한정적인 실시예를 나타내고 있다.
도 7은 하나 또는 그 이상의 양상들에 다른 시스템 통신의 예시적이고 비한정적인 실시예들 나타내고 있다.
도 8은 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 레벨 센싱 시스템을 구비한 공급 용기의 예시적이고 비한정적인 실시예를 나타내고 있다.
도 9는 예시적이고 비한정적인 산소 모니터를 나타내고 있다.
도 10은 다양한 양상들에 따른 극저온 저장 시스템을 제어하기 위한 예시적이고 비한정적인 실시예에 대한 순서도이다.
도 11은 극저온 저장 시스템에서 레벨 측정값들을 활용하기 위한 예시적이고 비한정적인 실시예에 대한 순서도이다.
도 12는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 서미스터 기반 레벨 센싱 시스템을 활용하기 위한 예시적이고 비한정적인 실시예에 대한 순서도이다.
도 13은 레벨 측정값들의 자동 확인을 위한 예시적이고 비한정적인 방법에 대한 순서도이다.
도 14는 클라우드 기반 플랫폼의 대시보드 화면의 예시적인 스크린샷이다.
도 15는 클라우드 기반 플랫폼의 히스토리 화면의 예시적인 스크린샷이다.
도 16은 클라우드 기반 플랫폼의 그래프 화면의 예시적인 스크린샷이다.
도 17은 클라우드 기반 플랫폼의 알림 화면의 예시적인 스크린샷이다.
도 18은 산소 모니터와의 통합을 보여주는 클라우드 기반 플랫폼의 화면의 예시적인 스크린샷이다.
도 19는 여기서 설명되는 다양한 실시예들이 구현될 수 있는 클라우드 또는 인터넷 기반을 포함하는 예시적이고 비한정적인 네트워킹된 환경을 대표하는 블록 다이어그램이다.
액체 질소(LN2) 냉동 장치들에서, 적절한 온도를 유지하는 것은 보관된 제품들(예컨대, 샘플들)의 안전성 및 보존성에 필수적이다. 샘플의 안전성 및 사용자 안전성은 단일 고장점과 관련된 위험을 완화하기 위해 LN2 냉동 장치들에서 개별적이거나 조합된 다양한 기술들의 적용에 의해 크게 향상된다. 이 기술들은 듀얼 레벨 센싱 시스템을 활용하는 단계, 진공 무결성 및 온도 프로파일과 관련된 데이터를 획득하는 단계, 공급 실린더들과 통신하는 단계, 산소 레벨들에 대한 정보를 획득하는 단계, 및 분석을 수행하고 수준 높은 알림 시스템을 가능하게 하는 클라우드 기반 플랫폼으로 작동 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.
듀얼 레벨 센싱 시스템은 통상적인 레벨 측정 시스템들(예컨대, 싱귤러 차등 압력(singular differential pressure, DP) 센서, 부온도계수(negative temperature coefficient, NTC) 서멀 레지스터 또는 서미스터, 커패시턴스 프로브, 초전도 저항 측정, 및/또는 로드 셀)의 모든 장점들을 포함하는 향상된 LN2 레벨 측정을 제공한다. 이에 더하여, 듀얼 레벨 센싱은 결과를 확증하기 위해 리던던트 포맷으로 레벨 측정을 제공한다. 한 예에 따르면, 듀얼 레벨 센싱 시스템은 차등 압력(DP) 센서를 구비한 제1 레벨 센싱 시스템과, 한 용기의 분리된 센서 튜브에 배치된 한 세트의 NTC 서미스터들을 구비한 제2 레벨 센싱 시스템을 포함할 수 있다.
차등 압력 레벨 측정 시스템은 용기의 상측 헤드에서 시작되어 환형 공간(예컨대 용기의 내측 벽체와 외측 벽체 사이)을 통과해 LN2가 존재하는 용기의 내측 챔버로 연장된 2개의 튜브들을 포함할 수 있다. 차등 압력 센서의 고압 포트는 내측 챔버의 하측 부분에서 끝나는 제1 튜브로 연결된다. 용기 내부의 LN2는 제1 튜브 내에 갇힌 N2 가스를 압박한다. 더 많은 LN2가 용기 내부에 존재할수록 더 강한 압박이 제1 튜브 내의 갇힌 N2에 대해 가해지는데, 이것이 압력을 증가시킨다. 이 압력이 측정되며 차등 압력 측정에서 고압측을 대표한다. 차등 압력 센서의 저압 포트는 LN2의 풀 위에서 내측 챔버의 상측 부분에서 끝나는 제2 튜브로 연결된다. 고압 포트와 저압 포트 사이에서 유지되는 차이가 용기 내의 액체 질소의 레벨을 파악하는 데에 활용된다. 증발로 인한 용기 내의 압력의 축적이 고압 포트 및 저압 포트 모두에 의해 측정되는데, 이것은 이 평형의 양측 모두에서 이 현상을 효율적으로 상쇄시킨다. 고압 측정값 및 저압 측정값은 컨트롤러로 통신되는데, 이것은 압력 차이를 레벨로 해석한다.
서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 인쇄 회로 기판의 길이를 따른 특정한 위치들에서 인쇄 회로 기판에 설치된 한 세트의 서미스터들을 포함할 수 있다. 이 회로 기판은, 용기의 상측 헤드로부터 시작하여 환형 공간을 통과해 LN2가 존재하는 용기의 내측 챔버로 연장되는 튜브로 설치된다. 이 튜브는 2개의 지점에서 내측 챔버로의 진입 지점들을 구비한다. 제1 지점은 LN2가 튜브로 진입하고 용기 내부의 LN2와 평형을 이루는 것을 가능하게 하기 위해 용기의 바닥에 인접한다. 제2 진입 지점은 LN2의 풀 위에서 내측 챔버의 상측 부분에 위치될 수 있다. 이 두 가지 진입은 레벨 평형이 얻어지는 것을 가능하게 한다. 바꾸어 말해, LN2가 튜브의 바닥으로 들어가고 상측으로 움직임에 따라, 튜브 내의 LN2 위의 가스 포켓이 제2 진입 지점을 통과해 용기로 압박된다. 이것은 튜브로의 LN2의 유동을 저해하는 가스 트랩을 제거한다.
서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 컨트롤러로 신호들을 송신하기 위해 회로 기판에 연결된 케이블을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 시스템은 센서 튜브로 연결하기 위해, 그리고 케이블을 고정하도록 코드 그립을 수용하기 위해 튜브대 파이프 피팅(fitting)을 포함할 수 있다. 이 피팅은 또한 얼음 생성을 촉진할 수 있는 공기 움직임에 대해 튜브의 정상을 밀봉한다. 컨트롤러는 수신된 서미스터 신호들에 기초하여 레벨을 파악할 수 있다.
극저온 저장 시스템의 작동 수명 내내 진공의 무결성을 모니터링하는 것은 NER 테스트의 장점들 포함하는 한편, 추세 분석에서의 사용에 적합한 보다 정확하고 보다 잦은 판독을 제공한다. 따라서, 한 양상에 따르면, 진공 측정 시스템은 진공이 당겨지는 플러그에 설치된다. 본 시스템으로부터의 측정값들은 컨트롤러 및/또는 클라우드 기반 플랫폼으로 통신될 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 공급 실린더에서 LN2의 레벨이 측정되고 극저온 저장 시스템의 컨트롤러는 물론 운영자, LN2 디스트리뷰터 등으로도 통신될 수 있다. 공급 실린더 모니터는 LN2의 충분한 공급이 극저온 저장 시스템의 작동을 위해 활용 가능한 것을 보장하도록 정확한 공급 정보를 제공한다. 한 예에서, 커패시티브 프로브가 LN2 레벨을 측정하기 위해 공급 실린더로 설치된다. 이 데이터는 극저온 저장 시스템의 컨트롤러, 운영자 및/또는 디스트리뷰터들로 송신된다. LN2의 낮은 공급이 탐지되면, 컨트롤러는 LN2를 보존하기 위해 작동들을 조정할 수 있다. 또한, 운영자들은 보충 조치를 촉발하도록 통보받을 수 있고, 디스트리뷰터는 추가적인 LN2의 즉각적인 배달을 수행하도록 통보받을 수 있다.
또다른 양상에서, 산소 모니터가 극저온 시스템을 구비한 방에 설치될 수 있다. 이 모니터는 산소 레벨을 측정하며 이 정보를 극저온 저장 시스템 및/또는 클라우드 기반 플랫폼과 통신한다. 극저온 저장 시스템은 저장 용기 근처에서 낮은 산소 레벨들이 검출되면 충전 작업들을 일시적으로 중단할 수 있다. 클라우드 기반 플랫폼은 낮은 산소 레벨들의 보고를 받으면, 적절한 산소 레벨들이 회복될 때까지 안전 예방 조치로서 운영자들에게 통지한다.
또한, 여기서 개시된 클라우드 기반 플랫폼은 거의 제한 없는 데이터 저장 용량, 저장 리던던시(storage redundancy), 글로벌 접근성, 경보에 대한 신속한 알림, 분석 및 원격 문제 해결 능력으로 인한 추가적인 개선점들과 함께 위에서 상세화된 통상적인 데이터 로깅이라는 장점들을 제공한다. 한 예에 따르면, 극저온 저장 시스템의 로컬 통신 네트워크는 클라우드 기반 플랫품으로 데이터를 송신하기 위해 다른 통신 네트워크(예컨대, 인터넷 또는 다른 TCP/IP 네트워크)로 접속될 수 있다. 데이터는 안전한 송신을 위해 암호화될 수 있으며 온도, LN2 레벨, 산소 레벨 등을 포함할 수 있다. 온도 및 유체 레벨들은 설정 가능한 간격들(예컨대, x분마다)로 주기적으로 송신될 수 있는 한편, 변화가 검출되면 다른 파라미터들이 클라우드로 송신될 수 있다. 경보 상태가 중요 데이터 수집 및 송신을 트리거링할 수 있다.
한 양상에 따르면, 클라우드 기반 플랫폼은 장비의 단순화되고 한눈에 보인 상태들과 함께 모든 연결된 장비들을 보여주는 대시보드를 제공할 수 있다. 클라우드 기반 플랫폼의 히스토리 화면은 시스템의 상세한 작동 데이터를 제공한다. 그래프 화면은 시각화된 액체 높이 및 온도를 운영자에게 제공한다. 클라우드 기반 플랫폼의 알림 화면은 알림 트리거, 수신자 및 기타 세팅들의 커스터마이징을 가능하게 한다.
위에서 언급되고 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 여기서 극저온 저장 시스템들을 위한 향상된 LN2 레벨 측정을 제공하는 시스템 및 방법이 개시된다. 제1 센서가 고장난 경우, 냉동 장치에서 LN2 레벨을 모니터링하고 레벨 제어를 용이하게 하기 위해 제2 센서가 활용될 수 있도록 레벨 센서 시스템은 리던던시를 제공할 수 있다. 리던던트 센서, 즉 듀얼 센서 시스템은 레벨 센싱과 관련하여 단일 고장점을 없애며, 샘플 온도에서 상승을 초래하는 센서 고장의 위험을 감소시킴으로써 향상된 샘플 안전성을 제공한다. 리던던트 센서 시스템은 리던던트 경보 지점들로서 사용할 수 있는 분별된 측정 지점들을 제공하는 서미스터 기반 시스템을 포함한다. 예를 들어, 알려져 있는 높이들에 있는 분별된 센서들은 레벨 판독값들을 검증하기 위해 제1(차등 압력 기반) 센서 시스템으로부터의 판독값들과 비교될 수 있다. 차등 압력 센서 시스템으로부터의 데이터는 충전 작업 과정에서 증발에 의해 귀결되는 압력 상승 판독값들(pressure spike readings)을 상쇄하기 위해 활용될 수 있다.
또한, 여기서 설명되는 시스템들 및 방법들은 극저온 저장 시스템의 기대되는 사용 수명 내내 진공 무결성의 측정 및 모니터링을 제공한다. 진공 무결성 측정값들은 추세를 파악하고 및/또는 극저온 저장 용기에 대해 기대되는 수명 말기(end-of-life, EOL)를 예측하기 위해 저장되고 분석될 수 있다. 진공 무결성 측정값들은 샘플 안전성을 향상시키기 위해 온도, 충전 빈도와 같은 다른 파라미터들과 함께 분석될 수 있다.
여기서의 시스템들 및 방법들은 또한 공급 실린더들에 대한 레벨 측정도 제공한다. 이 정보는 LN2를 보존하는 극저온 저장 시스템의 작동을 변경하기 위해 컨트롤러로 송신될 수 있다. 이 정보는 또한 적시에 LN2의 공급을 제공하기 위해 가스 공급자들(유통 업자)로 통신될 수도 있고, 한 조직 내에서 효율적인 분배를 향상시키기 위해 기업들로 통신될 수도 있다. 이 정보는 또한 유통 업자들이 손상된 공급 실린더들을 식별하고, 수리를 위해 사용상태로부터 그것들을 제거하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
산소 모니터링은, 산소 레벨들이 안전 레벨로 증가하는 것을 허용하도록 충전 작업이 일시적으로 중지될 수 있도록 산소 레벨 정보가 컨트롤러로 통신되는 것을 가능하게 한다. 작업원은 산소 레벨들이 회복될 때까지 불안전한 영역들을 피하도록 알림을 받을 수 있다.
위에서 언급되고 아래에 설명되는 바와 같이, 클라우드 기반 플랫폼은 작동 데이터를 수집하고, 작동 문제들을 나타내는 추세를 식별하기 위해 데이터에 대한 분석을 수행한다. 데이터 수집 및 클라우드로의 저장을 통해, 극저온 저장 시스템 및 저장 용기 내에 저장된 제품들의 실시간 상태가 얻어질 수 있다. 히스토리 데이터가 추세를 파악하기 위해 분석된다. 데이터의 그래프가 키 파라미터들의 시각화를 제공하기 위해 생성될 수 있다. 또한, 클라우드 기반 플랫폼은 모든 파라미터들의 완전한 정보와 함께 에러의 실시간 알림들을 위한 알림 시스템을 제공한다. 이 알림들은 경보, 장비, 수신자 및 타임 블록의 맥락에서 커스터마이징될 수 있다.
한 실시예에서, 극저온 저장 시스템이 설명된다. 이 시스템은 저장 챔버를 구비하고, 물품들의 극저온 저장에 적합한 저장 챔버 내의 극저온을 제공하기 위해 극저온 액체를 수용하도록 구성된 저장 용기를 포함한다. 이 시스템은 또한 저장 용기 내의 극저온 액체의 레벨에 대한 리던던트 측정을 제공하도록 구성된 듀얼-레이어 레벨 측정 시스템을 포함한다. 이에 더하여, 시스템은 듀얼-레이어 레벨 측정 시스템으로부터 레벨 측정값들을 획득하고 이 레벨 측정값들에 적어도 부분적으로 기초하여 저장 용기에 대한 충전 작업들을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
한 예에 따르면, 듀얼-레이어 레벨 측정 시스템은 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템을 포함한다. 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템은 극저온 액체의 레벨 아래의 한 지점에서 저장 용기의 저장 챔버로 관입하는 제1 튜브와, 극저온 액체의 레벨 위의 한 지점에서 저장 챔버로 관입하는 제2 튜브를 포함할 수 있다. 제1 튜브는 고압 측정값을 제공하고 제2 튜브는 저압 측정값을 제공한다. 컨트롤러는 또한 저장 용기 내의 극저온 액체의 레벨을 파악하기 위해 고압 측정값과 저압 측정값을 분석하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 듀얼-레이어 레벨 측정 시스템은 서미스터 기반 레벨 특정 시스템을 포함한다. 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 극저온 액체의 레벨 아래의 한 지점에서 저장 용기의 저장 챔버로의 제1 관입부와 극저온 액체의 레벨 위의 한 지점에서의 제2 관입부를 구비한 튜브 및 튜브 내에 장착되고 서미스터들의 세트를 가지고 있는 회로 기판을 포함할 수 있다. 서미스터 세트의 서미스터들은 액체의 특정한 레벨들에 대응하는 분리된 지점들에서 회로 기판 상에 배치되어 있다. 액체의 특정한 레벨들은 하측 경보 레벨, 충전 시작 레벨, 충전 정지 레벨, 상측 경보 레벨을 포함한다. 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 또한 서미스터들로부터 컨트롤러로 신호들을 통신하기 위한 케이블을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 또한 저장 용기 내의 극저온 액체의 레벨을 파악하기 위해 서미스터 세트의 개별적인 저항들을 해석하도록 구성될 수 있다.
다른 예들에서, 시스템은 저장 용기에 대한 극저온 액체의 공급량을 저장하는 저장 컨테이너를 포함할 수 있는데, 여기서 저장 컨테이너는 저장 컨테이너에 저장된 유체의 레벨을 컨트롤러로 통신하도록 구성된 레벨 센서를 포함한다. 시스템은 또한 저장 용기의 진공 포트에 결합되고 저장 용기의 진공 무결성을 측정하도록 구성된 진공 측정 장치도 포함할 수 있다. 시스템은 또한 저장 용기 근처에서 산소 레벨을 측정하고 컨트롤러로 그 산소 레벨을 통신하도록 구성된 산소 모니터도 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 극저온 저장 시스템의 작동 데이터를 수집하고, 추세를 알기 위해 작동 데이터를 분석하며, 식별된 상태들에 응답하여 사용자에게 알림을 통신하도록 구성된 클라우드 플랫폼을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 극저온 저장 시스템을 위한 방법이 설명된다. 이 방법은 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템으로부터 데이터를 수집하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템으로부터의 데이터에 기초하여 저장 용기 내의 극저온 유체의 제1 레벨을 파악하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 서미스터 기반 레벨 측정 시스템으로부터 데이터를 수집하는 단계와, 서미스터 기반 레벨 측정 시스템으로부터의 데이터에 기초하여 저장 용기 내의 극저온 유체의 제2 레벨을 파악하는 단계도 포함할 수 있다. 이에 더하여, 이 방법은 극저온 유체의 제1 및 제2 레벨들에 적어도 부분적으로 기초하여 저장 용기에 대한 충전 작업들을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
한 예에서, 이 방법은 극저온 유체의 제1 및 제2 레벨들에 기초하여 경보들을 촉발하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 이 방법은 제1 레벨과 제2 레벨을 비교하는 단계와, 제1 레벨과 제2 레벨이 검증 파라미터들에 따라 일치하는 것을 파악하는 단계를 포함할 수도 있다. 검증 파라미터들은 레벨들이 일치하는 것을 파악하기 위해 허용 가능한 제1 및 제2 레벨들 사이의 불일치의 문턱 레벨을 특정한다. 다른 예에서, 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 서미스터의 세트를 포함하고 서미스터 기반 측정 시스템으로부터 수집된 데이터는 서미스터 세트의 각 서미스터에 대한 저항값을 포함한다. 따라서, 이 방법은 서미스터 세트의 각 서미스터에 대한 저항값들이 잘못된 시나리오를 특정하는지를 파악하는 단계를 포함할 수 있다.
또다른 실시예에서, 한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 저장 챔버 내에 극저온을 제공하기 위해 극저온 유체를 수용하도록 구성된 저장 챔버를 구비한 극저온 저장 용기를 포함할 수 있다. 이 시스템은 또한 저장 챔버 내의 극저온 유체의 제1 레벨 측정값을 파악하도록 구성된 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 이 시스템은 저장 챔버 내의 극저온 유체의 제2 레벨 측정값을 파악하도록 구성된 서미스터 기반 레벨 측정 시스템을 포함할 수 있다. 이 시스템은 극저온 저장 용기에 대한 극저온 액체의 공급량을 저장하는 공급 컨테이너를 추가적으로 포함할 수 있는데, 여기서 공급 컨테이너는 공급 컨테이너에 저장된 유체의 레벨을 측정하도록 구성된 레벨 센서를 포함한다. 또한, 이 시스템은 극저온 저장 용기의 진공 포트에 결합되고 극저온 저장 용기의 진공 무결성을 측정하도록 구성된 진공 측정 장치를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 이 시스템은 극저온 저장 용기의 근처에서 산소 레벨을 측정하도록 구성된 산소 모니터를 포함할 수 있다. 다른 양상에서, 이 시스템은 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템, 서미스터 기반 레벨 측정 시스템, 공급 컨테이너의 레벨 센서, 진공 측정 장치 및 산소 모니터로부터 데이터를 획득하도록 구성된 컨트롤러를 포함할 수 있는데, 여기서 컨트롤러는 획득된 데이터에 기초하여 제어 조치들을 수행한다. 또한, 이 시스템은 시스템의 작동 데이터를 수집하고, 추세에 대해 작동 데이터를 분석하며, 식별된 상태들에 응답하여 사용자에게 알림을 통신하도록 구성된 클라우드 시스템을 포함할 수 있다.
여기서 제공되는 시스템 및 방법의 이들 및 다른 장점들이 해당 기술분야에서 숙련된 사람에게 명백할 것이다.
도면들을 참조하면, 유사한 참조 번호들은 몇몇의 도면에서 동일하거나 대응하는 부분들을 가리킨다. 서로 다른 도면들에서 유사한 요소들을 포함하는 것은 주어진 실시예가 반드시 그런 요소들을 포함하여야 하거나 본 발명의 모든 실시예들이 그런 요소들을 포함한다는 것을 의미하지 않는다. 예시 및 도면들은 설명을 위한 것일 뿐이며 본 발명을 한정하고자 의도된 것이 아니며, 본 발명은 청구항들의 범위 및 사상에 의해 평가된다. 또한, 도면들이 특징들을 축적에 맞게 묘사하지 않을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 특정한 크기, 배향, 위치 및/또는 형상들과 같은 여기서 개시된 것들과 유사한 압력 용기들의 특정한 디자인 특징들은 부분적으로 특정한 적용예 및/또는 사용 환경에 의해 결정된다. 도면들은 시각화를 용이하게 하기 위해 특정한 특징들을 확대하거나 과장할 수 있다.
도 1은 극저온 저장 시스템(100)의 예시적이고 비한정적인 실시예를 도시하고 있다. 시스템(100)은 샘플 또는 다른 제품들을 극저온으로 저장하도록 구성된 냉동 장치 또는 저장 용기(102)를 포함한다. 예를 들어, 저장 용기(102)는 액체 질소(LN2) 또는 다른 극저온 유체의 풀(pool)을 수용할 수 있다. 저장 용기(102)는 증발 손실 및 다른 요인들로 인해 필요한대로 LN2로 저장 용기(102)를 주기적으로 충전하기 위해 배관 시스템(106)을 통해 공급 컨테이너(104)에 결합될 수 있다. 이에 더하여, 저장 용기(102)와 공급 컨테이너(104)는 저장 시스템(100)의 작동을 제어하도록 구성된 제어 시스템(110)에 통신적으로 연결된다. 예를 들어, 제어 시스템(110)은 저장 용기(102) 및/또는 공급 컨테이너(104)에 연결된 다양한 센서들로부터 데이터를 획득하고, 조치가 취해져야 하는지 파악하기 위해 수집된 데이터를 분석하며, 필요한 것으로 파악된 조치들을 수행할 수 있다. 조치들을 수행하는 것은 예컨대 공급 컨테이너(104)로부터 저장 용기(102)로 LN2의 유동이 가능하도록 개방하기 위해(즉, 충전 작업) 밸브로 신호를 보내는 것을 포함할 수 있다. 다른 조치들은 시스템 상태에 기초하여 시각적 그리고 청각적 경보들을 촉발하는 것, 다양한 수신자들에게 데이터를 송신하는 것, 시스템 상태에 따라 표준 작동 사이클을 조정하는 것, 또는 저장 시스템(100)의 작동과 관련된 임의의 기타 작업들을 비제한적으로 포함할 수 있다.
한 양상에 따르면, 제어 시스템(110)은 저장 시스템(100)의 작동을 향상시키고 제품 및 운영자 안전을 향상시키기 위해 다양한 센서들, 모니터링 또는 분석 시스템들을 통합하도록 구성된다. 듀얼 LN2 레벨 측정 시스템은 저장 용기(102) 내의 LN2의 정확하고 확고한 레벨을 파악하기 위해 리던던트 레벨 센싱을 제공한다. 듀얼 레벨 센싱 시스템은 차등 압력 시스템(112)과 서미스터 시스템(114)에 의해 구현될 수 있다. 차등 압력 시스템(112)은 저장 용기(102) 내에서 이질적인 영역들로부터 고압 측정값과 저압 측정값을 획득한다. 두 측정값들 사이의 차이에 기초하여, LN2 레벨이 파악된다. 파악된 레벨은 서미스터 시스템(114)에 의해 확인될 수 있는데, 이것은 저장 용기(102) 내의 분리된 위치들에 위치된 서미스터 세트로부터 판독값들을 획득한다. 서미스터 세트로부터 획득된 판독값들의 패턴은 LN2 레벨을 지시할 수 있다. 제어 시스템(110)은 구성된 파라미터들(즉, START FILL 및 STOP FILL)에 따라 충전 작업을 개시하거나 충전 작업을 중지하기 위해 LN2 레벨을 활용할 수 있다.
공급 레벨 시스템(116)은 공급 컨테이너(104)에서 활용 가능한 LN2 레벨의 측정을 용이하게 한다. 예를 들어, 커패시턴스 프로브(capacitance probe) 또는 다른 측정 장치가 공급 컨테이너(104) 내의 LN2 레벨을 나타내는 데이터를 생성할 수 있다. 제어 시스템(110)은 공급 컨테이너(104)가 대체될 수 있을 때까지 낮은 레벨에 응답하여 보존 측정을 개시할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(110)은 저장 용기(102) 내의 온도를 허용 가능한 범위 내로 유지하는 한편 충전 빈도를 감소(즉, 충전 사이의 간격을 증가)시킬 수 있다.
저장 용기(102)는 용기의 내측 벽체와 외측 벽체 사이에 위치된 진공 및 멀티 레이어 단열(multi-layer insulation, MLI)을 가진 이중 벽체 용기일 수 있다. 내측 벽체는 극저온으로 유지될 샘플들 또는 다른 제품들을 수용하는 내측 챔버를 형성한다. 진공의 무결성은 증발율 및 따라서 원하는 온도를 유지하기 위해 저장 용기(102)가 얼마나 자주 충전을 필요로 하고 얼마나 많은 LN2가 충전 작업들을 통해 소비되는지와 관련될 수 있다. 시스템(100)은 진공을 측정하기 위해 진공 측정 시스템(118)을 포함하는데, 이것은 추세를 분석하기에 적합한 데이터를 제공할 수 있다.
산소 레벨 측정 시스템(120)은 저장 용기(102)의 근처에 위치된 산소 모니터를 포함한다. 산소 모니터는 해당 영역에서 산소 레벨을 측정할 수 있으며, 충전 작업이 언제 과도하게 많은 산소를 밀어내는지를 파악하기 위해 이 정보를 제어 시스템(110)으로 제공할 수 있다. 제어 시스템(110)은 산소 레벨이 안전한 레벨로 회복될 때까지 충전 작업들을 일시적으로 중지할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제어 시스템(110)은 인터넷, LAN, 또는 다른 TCP/IP 네트워크와 같은 통신 네트워크로 제어 시스템(110)(및 이와 관련된 센서, 모니터들)를 연결하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 인터페이스는 제어 시스템(110)을, 알림 기능, 리던던트 데이터 저장, 및 추세 분석 기능을 제공하는 클라우드 시스템(122)으로 통신적으로 연결할 수 있다. 이에 더하여, 제어 시스템(110)은 도 1에 나타낸 센서 시스템들로부터 데이터를 획득하고, 클라우드 시스템(122)과 통신하며, 극저온 저장 시스템(100)의 작동 제어를 실행하는 컨트롤러(130)(예컨대 마이크로 프로세서 기반 컨트롤러)를 포함할 수 있다.
앞서의 논의는 다양한 실시예들에 따른 향상된 극저온 저장 시스템의 양상들의 폭넓은 개괄이다. 이어지는 것들은 극저온 저장 시스템을 개별적으로 향상시키며 함께 할 경우 저장 시스템의 작동 효율 및 성능을 상승적으로 향상시키는 각 특징의 상세한 설명들이다.
도 2로 돌아가면, 컨트롤러(130)에 대한 예시적이고 비한정적인 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(130)는 극저온 저장 시스템을 위한 제어, 데이터 획득 및 통신 프로세스를 구성하는 지침들과 같이 컴퓨터 실행 가능한 지침들(206)을 실행하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 프로세서(들)(202)을 포함한다. 이런 컴퓨터 실행 가능한 지침들(206)은 메모리(204)와 같은 비일회성 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하는 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 지침들(206), 세팅들(208)(예컨대 구성 세팅, 파라미터 세팅, 충전 레벨 세트포인트(즉, START FILL, STOP FILL) 등), 및/또는 데이터(210)(예컨대 작동 데이터, 히스토리 데이터, 유체 레벨 데이터, 산소 레벨 데이터, 온도 데이터 등)을 지속적으로 저장하기 위해 비휘발성 저장소를 포함할 수 있다. 메모리(204)는 또한 프로세서(202)에 의한 실행 과정에서 지침들(206), 기타 데이터(작업 데이터 또는 변수들), 또는 그 부분들을 저장하는 휘발성 저장소를 포함할 수도 있다.
컨트롤러(130)는 인터넷 또는 기타 통신 네트워크를 통해 컨트롤러(130)를, 여기에 한정되는 것은 아니지만 클라우드 시스템(122), 클라이언트 장치들, 기타 컨트롤러들, 또는 인터넷 접속을 가능하게 하는 장치들(예컨대, IoT 센서들)과 같은 다양한 원격 시스템으로 연결하기 위해 통신 인터페이스(212)를 포함한다. 통신 인터페이스(212)는, 여기에 한정되는 것은 아니지만 WiFi 인터페이스, 이더넷 인터페이스, 블루투스 인터페이스, 광섬유 인터페이스, 셀룰러 무선 인터페이스, 위성 인터페이스 등을 포함하는 유선 또는 무선 인터페이스일 수 있다. 통신 인터페이스(212)는 위에 설명된 바와 같은 극저온 저장 시스템과 함께 배치된 근거리 통신망을 통해 클라우드 시스템 및/또는 다른 장치들과 통신하도록 구성될 수 있다. 이렇게 확립된 통신 세팅들이 메모리(204)에 저장될 수 있다.
구성품 인터페이스(214)가 또한 극저온 저장 시스템(100)의 다양한 구성품들로 컨트롤러(130)를 연결하기 위해 제공된다. 예를 들어, 구성품 인터페이스(214)는 컨트롤러(130)를 차등 압력 시스템(112), 서미스터 시스템(114), 공급 레벨 시스템(116), 진공 측정 시스템(118), 산소 레벨 측정 시스템(120)과 같은 센서 시스템들로 연결할 수 있다. 구성품 인터페이스(214)은 또한 컨트롤러(130)를 극저온 저장 시스템(100)의 양상들을 제어하기 위해 활성화되거나 조작되는 밸브 및 스위치들과 같은 다양한 장치들로 연결할 수도 있다. 따라서, 구성품 인터페이스(214)는 프로세서(202), 메모리(204) 등에 추가로 연결되는 컨트롤러(130)의 회로 기판 또는 인터넷 버스 상의 복수의 전기 연결부들을 포함할 수 있다. 또한, 구성품 인터페이스(214)는, 여기에 한정되는 것은 아니지만 USB 인터페이스, 시리얼 인터페이스, WiFi 인터페이스, 단거리 RF 인터페이스(블루투스), 적외선 인터페이스, 근거리 무선통신(NFC) 인터페이스 등과 같은 다양한 유선 또는 무선 인터페이스들로 구현될 수 있다.
도 3으로 돌아가면, 극저온 저장 시스템을 위한 차등 압력 시스템의 예시적이며 비한정적인 실시예가 도시되어 있다. 특히, 도 3은 저장 용기(300)에 연결되거나 연관된 차등 압력 시스템의 부분들을 묘사하고 있는데, 이 용기는 위에서 설명된 저장 용기(102)와 유사할 수 있다. 차등 압력 시스템은 용기(300)의 상측 헤드로 관입되고 하방으로 연장된 2개의 튜브들을 포함한다. 고압 튜브인 제1 튜브(302)는 용기(300)의 수직 높이를 따라 용기(300)의 환형 공간(306)을 통과해 용기(300)의 하측 헤드로 연장된다. 환형 공간은 용기(300)의 외측 벽체와 내측 벽체 사이에 존재한다. 제1 튜브(302)는 LN2의 제한된 증발을 촉진하도록 얼마간의 열이 튜브로 진입하는 것을 허용하기 위해 용기(300)의 외측 벽체에 근접하게 이어질 수 있다. 이 증발은 가스 트랩(308)을 생성하는 질소 가스를 만들어내는 한편, 액체 질소는 제1 튜브(302)의 바닥부(310) 근처에 남아 있다. 용기(300)의 하측 헤드에서, 제1 튜브(302)는 용기(300) 내부의 액체 질소의 레벨 아래의 지점에서 내측 챔버의 벽체로 관입된다. 이 지점에서의 관입은 액체 질소가 제1 튜브(302)로 진입하는 것을 허용한다. 저압 튜브인 제2 튜브(304)는 용기(300) 내의 액체 질소의 풀 위의 한 위치에서 내측 챔버로 관입되도록 상대적으로 더 짧은 거리만큼 연장된다.
용기(300) 내부의 액체 질소는 제1 튜브(302) 내의 가스 트랩(308)에 대해 압박하여서 측정될 수 있는 제1 압력(예컨대 고압)을 제공한다. 용기(300) 내로 LN2가 더 많이 도입됨에 따라 가스 트랩(308)에 대한 더 강한 압박이 존재한다. 제2 튜브(304)는 액체 질소의 풀 위에서의 압력에 대응하는 제2 측정 가능한 압력을 제공한다. 정적 상태(static state)에서 또는 용기(300)의 뚜껑이 개방되어 있을 때, 제2 압력은 대기압에 접근한다. 충전 작업 과정에서, 액체 질소는 저장 컨테이너(예컨대 공급 컨테이너(104)))로부터 용기(300)로 이동한다. 액체 질소가 이동함에 따라, 그것은 충전 라인들 및 용기(300)의 배관 조립체(미도시)를 냉각시킨다. 이 냉각 프로세스는 액체와 가스 둘 다로 구성된 혼합상(mixed phase)의 질소를 생성한다. 혼합상의 질소가 충전 작업 과정에서 용기(300)로 진입함에 따라, 혼합상의 질소가 용기(300) 내의 액체 질소의 풀과 충돌할 때와 같이 더 많은 증발이 일어난다. 액체 질소가 1:696의 비율로 팽창할 수 있기 때문에, 압력 축적이 용기(300) 내에서 일어날 수 있다. 그러나 용기(300) 내에서의 압력 축적은, 그것이 용기(300)의 고압 튜브(302)와 저압 튜브(304) 모두에서 측정되기 때문에 상쇄된다. 즉, 충전 작업 과정에서 압력 축적은 도 3에 묘사된 차등 압력 시스템에 의해 제공되는 레벨 측정에 영향을 주지 않는다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 고압 또는 제1 튜브(302)는 용기(300)의 상측 헤드 밖에서 노출된 부분 상에 설치된 바브 피팅(barbed fitting)을 포함한다. 바브 피팅은 제1 타이곤 튜브(tygon tube)(312)에 연결될 수 있다. 제1 타이곤 튜브(312)는 차등 압력 트랜스듀서의 고압 포트와 연계된 컨트롤러의 바브 피팅으로 연장된다. 유사하게, 제2 튜브(304)는 제2 타이곤 튜브(314)에 연결된 바브 피팅을 포함한다. 제2 타이곤 튜브(314)는 차등 압력 트랜스듀서의 저압 포트와 연계된 컨트롤러의 바브 피팅으로 연장된다. 컨트롤러는 차등 압력을 해석하고 용기(300) 내의 액체 레벨을 파악한다.
도 4로 돌아가면, 극저온 저장 시스템을 위한 서미스터 기반 레벨 측정 시스템의 예시적이고 비한정적인 실시예가 도시되어 있다. 특히, 도 4는 저장 용기(400)와 연결되거나 연계된 서미스터 기반 레벨 측정 시스템의 부분들을 묘사하고 있는데, 이 용기는 위에서 설명된 저장 용기(102)와 유사할 수 있다. 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 부온도 계수(negative temperature coefficient, NTC) 서미스터들을 포함한다. NTC 서미스터들은 온도가 낮아지면 큰 저항 변화를 보이는 열 저항들이다. 예컨대 주위 온도에서, NTC 서미스터는 대략 5~12 Ω의 저항을 가질 수 있다. 온도가 내려가고 극저온에 접근함에 따라, 이 저항은 대략 23~38 KΩ의 범위에 있을 수 있다.
한 양상에 따르면, NTC 서미스터들은 적어도 4개의 서미스터들이 표준 레벨 컨트롤의 정상 작동 범위 내에 위치되도록 인쇄 회로 기판(PCB)에 설치된다. 즉, 이 4개의 서미스터들은 저레벨 경보 파라미터(Low Level Alarm parameter), 충전 시작 파라미터(Star Fill parameter), 충전 정지 파라미터(Stop Fill parameter), 고레벨 경보 파라미터(High Level Alarm parameter)와 연계된 위치들(예컨대, 유체 레벨들)에 대응할 수 있다. 다른 서미스터들은 용기(400)의 정상 작동 범위 전체에 걸쳐 복수의 지점들에서 레벨 측정값들을 검증하기 위해 PCB의 수직 높이의 나머지 부분에 걸쳐 등거리로 이격될 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 서미스터 조립체(410)는 용기(400)의 상측 헤드로 관입하고 하방으로 연장되는 튜브(402)를 포함한다. 서미스터 조립체 튜브로 언급될 수 있는 이 튜브(402)는 용기(400)의 수직 높이를 따라 외측 벽체와 내측 벽체 사이의 환형 공간을 통과하여 용기(400)의 하측 헤드로 연장된다. 하측 헤드에서, 튜브(402)는 액체 질소가 튜브(402)로 진입하는 것을 허용하기에 충분한 지점(404)에서 내측 챔버로 용기(400)의 내측 벽체를 관입한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 튜브(402)는 액체 질소의 풀 위에서 내측 챔버를 관입하는 연장부를 가진 T형 접합부(406)를 포함한다. 용기(400) 내부의 액체 질소 레벨이 상승함에 따라, 더 많은 액체가 관입 지점(404)에서 튜브(402)로 들어갈 것이다. 튜브(402) 내의 액체 질소는 용기(400) 내부의 액체 질소의 레벨에 대응하는 레벨(408)로 상승할 것이다. T형 접합부(406) 밖의 연장부는 가스가 튜브(402) 내에 갇혀 있는 것을 방지하며, 따라서 액체가 튜브(402)로 들어가고 상승하는 한편, 튜브(402) 내부의 N2 가스가 용기(400)의 내측 챔버로 되돌아 압박되는 것을 허용한다.
도 5로 돌아가면, 서미스터 조립체(312)는 서미스터들(514)의 장치를 수용하도록 구성된 회로 기판(502)을 포함한다. 회로 기판(502)의 상측 부분에서, 서미스터들(514)로부터 컨트롤러(위에서 설명된 제어 시스템(110)과 같은)로 신호들을 송신하도록 케이블(504)이 연결된다. 케이블(504)은 한 측면이 튜브 압축 피팅(506)이고 다른 측면이 NPT 파이프 피팅(508)인 피팅을 가지고 있다. 튜브 피팅(506)은 T형 접합부(306)로부터 용기(300)의 외부로 연장된 튜브(302)의 한 부분(510) 위에 설치될 수 있다. 코드 그립(512)이 케이블(504) 상에 추가적으로 설치된다. 회로 기판(502)은 회로 기판(502)이 도 5에 나타낸 바와 같이 튜브(302)의 바닥 부분과 접하도록 튜브(302) 내에 배치된다. 코드 그립(512)은 NPT 파이프 피팅(508)에 설치되고 케이블(504)을 제자리에 유지하도록 조여진다. 코드 그립(512)과 파이프 피팅(508)은 얼음 형성을 막기 위해 튜브(302)와 외부 환경 사이에 공기 밀봉을 제공한다.
한 양상에 따르면, 케이블(504)는 예컨대 둥근(12) 핀 커넥터를 통해 컨트롤러로 연결된다. 컨트롤러는 서미스터들(514)로부터 신호들을 수신하고, 서미스터들(514)로부터 각각의 저항들을 해석하며, 용기(300) 내의 액체 질소의 레벨을 파악한다. 서미스터 조립체(412)가 컨트롤러(130)와 같은 컨트롤러와 무선으로 통신할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 6으로 돌아가면, 한 양상에 따른 진공 무결성 모니터의 예시적이고 비한정적인 실시예가 도시되어 있다. 용기(600)는 진공 포트(602)를 포함하는데, 이것은 용기(600)의 내측 벽체와 외측 벽체 사이에서 진공을 얻기 위해 진공 펌프가 연결될 수 있는 물리적인 부착 지점이다. 진공 측정 장치(604)는 진공 포트(602)에 연결될 수 있고, 도 1의 제어 시스템(110)과 같은 컨트롤러로 진공에 관한 측정값들을 주기적으로 보낼 수 있다. 측정값들은 예컨대 컨트롤러로부터의 요청에 응답하여 송신될 수 있다. 한 양상에 따르면 컨트롤러는 데이터를 리던던트 저장 및 분석을 위해 클라우드 기반 플랫폼으로 전달할 수 있다.
도 7은 한 양상에 따른 시스템 통신들의 예시적이고 비한정적인 실시예를 도시하고 있다. 통신 버스(702)는 용기(700)와 연계되어 있으며, 다양한 센서 및 측정 시스템들을 제어 시스템들로 통신적으로 연결한다. 예를 들어, 시스템은 컨트롤러(704), 레벨 센서(706), 클라우드 플랫폼(708), 진공 측정 장치(710)를 포함할 수 있다. 공급 레벨 시스템(116) 및 산소 레벨 측정 시스템(120)과 같은 다른 시스템들도 통신 버스(702)로 연결될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 버스(702)에 연결된 각 구성은 버스(702) 상의 다른 구성들로의 연결 및 그들과의 통신을 용이하게 하는 인터페이스(712)를 포함할 수 있다.
일례로서, 통신 버스(702)는 CAN 버스일 수 있고, 인터페이스들(712)은 구성들 사이의 견실하고 안정적인 통신을 제공하기 위해 CAN 버스 네트워크 상의 CRYOWIRE SECURE 프로토콜을 실행하도록 구성될 수 있다. 이런 식으로 복수의 장치들이, 네트워크 상의 한 장치의 고장이 다른 장치들의 통신 성능에 영향을 주지 않는 것을 보장하면서 모두 정연한 방식으로 통신할 수 있도록 피어투피어(peer to peer) 통신책이 채택될 수 있다. 따라서, 통신 버스(702) 상에서 CRYOWIRE SECURE 프로토콜을 실행하는 임의의 장치가 컨트롤러(704)뿐만 아니라 클라우드 플랫폼(708)으로도 직접(예컨대 TCP/IP 인터페이스를 통해) 데이터를 송신할 수 있다.
도 8은 레벨 센싱 시스템을 구비한 저장 컨테이너(800)의 예시적이고 비한정적인 실시예를 도시하고 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 저장 컨테이너(800)는 액체 질소가 저장 용기로 연통되는 충전 작업을 용이하게 하는 충전 포트(802)를 포함할 수 있다. 저장 컨테이너(800)에서 활용 가능한 액체 질소의 레벨(806)과 관련한 정보를 제공하기 위해, 커패시턴스 프로브(804)가 저장 컨테이너(806) 내에 배치된다. 이 프로브(804)는 컨트롤러의 레벨(806)을 나타내는 신호를 제공한다. 압력 센서가 또한 압력 데이터를 제공하기 위해 저장 컨테이너(800)에 연결될 수 있다. 한 예에서, 데이터는 위에서 설명된 CAN 버스 네트워크 상에서의 통신을 위해 CRYOWIRE SECURE 포맷으로 변환될 수 있다.
컨트롤러는 충전 작업을 개시할지, 충전 작업을 중단할 지, 공급을 보존해야 할 지 결정하기 위해 데이터를 활용한다. 예를 들어, 레벨(806)이 낮으며, 컨트롤러는 활용 가능한 공급을 늘이기 위해 충전 작업을 지연시킬 수 있다. 도 1 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 데이터는 또한 필요할 때 알림이 운영자들 및/또는 디스트리뷰터들에게 보내지도록 촉발하기 위해 클라우드 플랫폼으로 통신될 수 있다.
도 9로 돌아가면, 예시적인 산소 모니터(900)이 도시되어 있다. 이 모니터는 산소 센서(902) 및 모니터(900)가 산소 레벨을 특정하는 정보를 컨트롤러 또는 다른 장치로 통신하는 것을 가능하게 하는 통신 포트(904)를 포함한다. 예를 들어, 모니터(900)는 버스(702)로 연결될 수 있으며, 산소 판독값들을 컨트롤러 및/또는 클라우드 플랫폼으로 송신하기 위해 CYROWIRE SECURE 프로토콜을 실행할 수 있다. 산소 모니터(900)는 현재 측정된 산소 레벨을 표시하는 디스플레이(906)을 포함할 수도 있다.
도 1의 컨트롤 시스템(110)의 컨트롤러(130)와 같은 컨트롤러는 저장 용기(예컨대, 극저온 냉동 장치)에 연결되어 있을 때 다양한 제어 기능들을 제공할 수 있다. 이 기능들은 여기에 한정되는 것은 아니지만, 용기 내의 액체 질소 레벨을 제어하고, 의사결정을 위해 차등 압력 레벨 측정 시스템으로부터 데이터를 획득하며, 의사결정을 위해 서미스터 기반 레벨 측정 시스템으로부터 데이터를 획득하고, 의사결정을 위해 진공 게이지로부터 데이터를 획득하며, 의사결정을 위해 공급 실린더로부터 데이터를 획득하고, 의사결정을 위해 산소 모니터로부터 데이터를 획득하며, 수집된 데이터를 저장하고, 작동 파라미터들이 정상 상태들로부터 바뀔 때 국부적인 경보들을 발하며, 견실한 통신들을 용이하게 하고, 클라우드 기반 플랫폼으로 인터페이스를 제공하는 것과 같은 성능들을 포함할 수 있다.
도 10은 극저온 저장 시스템을 제어하기 위한 예시적이고 비한정적인 방법의 순서도를 도시하고 있다. 단계 1000에서, 레벨 측정 시스템들(예컨대 차등 압력 기반 및/도는 서미스터 기반), 공급 레벨 측정 시스템, 산소 모니터링 시스템, 진공 모니터링 시스템, 온도 시스템 등과 같은 구성품 시스템들로부터 데이터가 수집된다. 단계 1002에서, 극저온 저장 시스템의 제어가 수집된 데이터에 부분적으로 기초하여 수행된다. 예를 들어, 충전 작업이 수집된 데이터의 분석에 기초하여 개시되거나 정지될 수 있고, 경보가 위험한 상태를 운영자에게 경보하기 위해 활성화될 수 있으며, 알림이 통신될 수 있고, 및/또는 비표준 작동 상태들(예컨대, 낮은 공급 레벨들, 전기적 동력의 상실, 과도한 증발 등)을 설명하기 위해 구성된 파라미터들이 변화될 수 있다. 단계 (1004)에서, 정보가 클라우드 시스템으로 송신될 수 있다. 이 정보는 구성품 시스템들뿐만 아니라 극저온 저장 시스템을 위한 다른 작동 데이터 또는 히스토리 데이터로부터 수집된 데이터를 포함할 수 있다.
도 11은 극저온 저장 시스템에서 레벨 측정값들을 활용하는 예시적이고 비한정적인 방법의 순서도를 도시하고 있다. 단계 1100에서, 차등 압력 시스템으로부터 데이터가 수집된다. 단계 1102에서, 데이터가 실제로 수집되었는지에 관한 체크가 이루어진다. 아니라면, 이 방법은 에러 상태가 출력되는 단계 1104로 옮겨간다. 데이터가 성공적으로 수집되면, 이 방법은 단계 1106으로 진행하며, 여기서 데이터가 서미스터 기반 시스템으로부터 수집된다. 데이터가 성공적으로 수집되었는지 파악하기 위해 단계 1108에서 다른 체크가 이루어진다. 아니라면, 에러 상태가 출력된다. 그렇지 않으면, 이 방법은 단계 1110으로 진행하고 여기서 차등 압력 시스템으로부터 수집된 데이터가 서미스터 기반 시스템으로부터 수집된 데이터와 비교되어 상대적으로 측정된 레벨들이 일치하는지 파악된다. 일치하지 않는다면, 에러가 출력된다. 그렇지 않다면, 이 방법은 단계 1112로 계속되는데 여기서 측정된 레벨에 기초하여 조치들이 실행된다. 예를 들어, 단계 1114에서, 충전 작업이 레벨에 기초하여 시작되거나 중단될 수 있다. 단계 1116에서 레벨이 경보 상태에 대응한다면 경보가 촉발될 수 있다. 단계 1118에서, 이벤트가 기록될 수 있다.
도 12는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 서미스터 기반 레벨 센싱 시스템을 활용하는 예시적이고 비한정적인 방법의 순서도를 도시하고 있다. 단계 1200에서, 서미스터 기반 센서 시스템으로부터 데이터가 수집된다. 단계 1202에서, 데이터가 실제로 수집되었는지에 관한 체크가 이루어진다. 아니라면, 이 방법은 에러 상태가 출력되는 단계 1204로 이행하고 그리고나서 경보가 단계 1206에서 촉발된다. 데이터가 성공적으로 수집된다면, 이 방법은 단계 1208로 진행하고 여기서 서미스터들의 상태가 체크된다. 서미스터들 중 임의의 것이 개방되어 있다면(단계 1210), 에러가 출력되고(단계 1204) 경보가 촉발된다(1206). 그러나 모든 서미스터들이 작동 중이라면, 이 방법은 단계 1212로 진행하며 여기서 잘못된 시나리오가 보고되었는지를 파악하기 위해 서미스터들로부터 수집된 데이터가 체크된다. 예를 들어, 잘못된 시나리오는, 서미스터들이 액체 질소를 검출하지 않은 다른 서미스터보다 더 높은 지점에서 액체 질소의 존재를 보고하는 것과 같이 불일치하는 데이터를 보고하는 상황을 포함할 수 있다. 잘못된 시나리오가 보고되면, 에러가 출력되며(단계 1204), 경보가 촉발된다(단계 1206). 그렇지 않다면, 단계 1214에서, 데이터가 차등 압력 시스템에 의해 제공된 측정값들과 비교된다. 레벨들이 일치한다면, 이 방법은 측정값들을 검증하는 것을 계속하도록 반복된다. 레벨들이 일치하지 않으면, 경보가 단계 1216에서 촉발된다.
도 11 및 도 12의 방법들에서, 레벨 일치가 옵션적인 이행이라는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기서 설명되는 극저온 저장 시스템들은 차등 압력 기반 측정 시스템만으로 구현되거나, 서미스터 기반 측정 시스템만으로 구현될 수 있다.
도 13은 레벨 측정값들을 자동적으로 검증하기 위한 예시적이고 비한정적인 방법의 순서도를 나타내고 있다. 이 방법은 단계 1300에서 시작되는데, 여기서 검증 파라미터들이 체크된다. 한 양상에 따르면, 검증 파라미터들은 레벨 일치가 판정되는 상황들을 특정한다. 예를 들어, 검증 파라미터들은 일치 여부의 파악을 위해 받아들일 수 있는 불일치의 문턱 양을 확립할 수 있다. 단계 1302에서, 차등 압력 시스템으로부터 데이터가 수집된다. 데이터가 성공적으로 수집되지 않으면, 출력 상태가 출력되고, 경보가 촉발된다(1304, 1306, 1308). 데이터가 성공적으로 수집되면, 이 방법은 단계 1310으로 진행하고, 여기서 서미스터 기반 시스템으로부터 데이터가 수집된다. 데이터가 성공적으로 수집되었는지 파악하기 위해 단계 1312에서 다른 체크가 이루어진다. 아니라면, 에러가 출력되고 경보가 촉발된다. 그렇지 않다면, 이 방법은 단계 1314로 진행하고 여기서 레벨들이 일치하는지 체크된다. 이 방법은 레벨들이 불일치하면 재시작된다. 레벨이 일치하면, 단계 1316에서 데이터가 기록되고 이 데이터가 단계 1318에서 검증 파라미터들에 대해 체크된다. 검증이 여전히 필요하면, 이 방법은 재시작된다. 그렇지 않다면 이 방법은 종료된다.
클라우드 플랫폼은 극저온 저장 시스템에 대해 데이터 리던던시와 향상된 데이터 접근성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클라우드 플랫폼은 이에 한정되는 것은 아니지만 액체 질소 냉동 장치들로부터 작동 테이더를 수집하는 것, 다른 시험 기구로부터 작동 데이터를 수집하는 것, 액체 질소 냉동 장치들 및 다른 시험 기구의 실시간 작동 상태를 제공하는 것, 감사(audit)를 위해 히스토리 데이터를 제공하는 것, 추세를 파악하기 위해 히스토리 데이터를 제공하는 것, 완전한 세트의 데이터를 시각화하기 위해 차트를 제공하는 것, 상태에 대한 알림 또는 다양한 그룹들로 경보 상태를 제공하는 것과 같은 기능을 제공할 수 있다. 도 14 내지 도 16은 예시적이고 비한정적인 클라우드 플랫폼에 의해 제공되는 화면들의 예시적인 스크린샷을 나타내고 있다. 특히 도 14는 대시보드 화면을 나타내고 있다. 도 15는 히스토리 화면을 나타내고 있다. 도 16은 데이터를 시각화하기 위한 그래프 화면을 나타내고 있다. 도 17은 알림들의 커스터마이징을 가능하게 하는 알림 화면을 보여준다. 도 18은 산소 모니터와 클라우드 기반 플랫폼의 통합을 나타내는 화면을 보여준다.
해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람은, 여기서 설명된 극저온 저장 시스템 또는 클라우드 시스템의 다양한 실시예들이, 네트워크 컴퓨팅 환경의 일부로서 또는 클라우드와 같은 분산 컴퓨팅 환경의 일부에 배치될 수 있는 임의의 컴퓨팅 장치, 클라이언트 장치 또는 서버 장치와 연계되어 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 여기서 설명되는 다양한 실시예들은 임의의 수의 메모리 또는 저장 유닛들, 임의의 수의 프로세싱 유닛, 및 임의의 수의 저장 유닛들 및 프로세싱 유닛들에 걸쳐 일어나는 임의의 수의 어플리케이션 및 프로세스들을 구비한 실질적으로 임의의 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨팅 환경에서 구현될 수 있다. 이것은, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 복수의 컴퓨팅 가능한 객체들 사이에 분산되어 있는 컴퓨팅 리소스들(즉, 메모리, 퍼시스턴트 스토리지(persistent storage), 프로세서 사이클, 네트워크 밴드폭 등)을 총집합한, 물리적인 컴퓨팅 장치들(예컨대 서버들)을 가진 클라우드 환경들을 포함한다. 물리적인 컴퓨팅 장치들은 유선 통신 매체(예컨대, 파이버 옵틱, 트위스티드 페어 와이어, 동축 케이블 등) 및/또는 무선 통신 매체(마이크로파, 위성, 셀룰러, 라디오 또는 스프레드 스펙트럼, 공간광 통신 등)와 같은 다양한 물리적인 통신 링크들을 통해 통신할 수 있다. 물리적인 컴퓨팅 장치들은 컴퓨팅 서비스 또는 기능을 클라이언트 컴퓨팅 장치들로 제공하기 위해 어플리케이션 또는 서비스 제공자들에 의한 사용을 위한 다양한 레벨의 앱스트랙션(abstraction)에 따라 총집합되거나 노출될 수 있다. 클라이언트 컴퓨팅 장치들은 어플리케이션 프로그램 인터페이스들(APIs), 웹 브라우저 또는 다른 스탠드얼론 어플리케이션 또는 네트워크 어플리케이션을 통해 컴퓨팅 서비스 또는 기능에 접근할 수 있다. 따라서, 극저온 저장 시스템의 양상들이 이런 클라우드 환경에 기초하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 클라우드 시스템(122)이 클라우드 환경에 존재하여서, 그 기능들을 실행하는 컴퓨터 실행가능한 지침이, 복수의 물리적인 컴퓨팅 장치들에 의해 제공된 총집합된 컴퓨팅 리소스들로 구현된다. 클라우드 환경은 클라우드 시스템(122)으로의 접근하는 하나 또는 그 이상의 방법들을 제공하는데, 이것은 제어 시스템(110) 또는 다른 클라이언트 장치들에 의해 활용된다. 이 접근 방법들은 IP 어드레스, 도메인명, URI 등을 포함한다. 총집합된 컴퓨팅 리소스들이 서로로부터 원격으로 위치하고 있는 물리적인 컴퓨팅 장치에 의해 제공될 수 있기 때문에, 클라우드 환경은 네트워크 데이터를 적절히 조정하는 라우터, 로드 밸런서(load balancer), 스위치 등과 같은 부가적인 장치들을 포함할 수 있다.
도 19는 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)과 같은 예시적인 네트워크 컴퓨팅 환경 또는 분산 컴퓨팅 환경의 개략적인 다이어그램을 제공하고 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)은 전형적으로 인터넷을 통해 하나 또는 그 이상의 클라이언트 장치들로 활용 가능한 컴퓨팅 리소스들의 집합을 대표한다. 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)은 다양한 레벨의 앱스트랙션, 즉 인프라스트럭처(1910), 플랫폼(1920), 및 어플리케이션들(1930)을 포함한다. 인프라스트럭처(1910)로부터 어플리케이션들(1930)까지 각 레벨은 일반적으로 보다 낮은 레벨들의 위에서 실행되는데, 인프라스트럭처(1910)는 가장 낮은 레벨을 대표한다.
인프라스트럭처(1910)는 일반적으로 배치되는 물리적 리소스들 및 구성품들을 포괄하는데, 이 위에 클라우드 서비스들이 배치된다. 예를 들어, 인프라스트럭처(1910)는 가상 머신들(1912), 물리 머신들(1914), 라우터/스위치들(1916) 및 네트워크 인터페이스들(1918)을 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스들(1918)는 인터넷 또는 기타 네트워크를 통해 컴퓨팅 장치들(1940, 1952, 1960) 등과 같은 클라이언트 장치들로부터 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)으로의 접근을 제공한다. 즉, 네트워크 인터페이스들(1918)은 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)의 최외곽 경계를 제공하며 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)을 다른 네트워크들, 인터네, 및 클라이언트 컴퓨팅 장치들로 연결한다. 라우터/스위치들(1916)은 네트워크 인터페이스들(1918)을 물리 머신들(1914)로 연결하는데, 이들은 컴퓨터 프로세서들, 메모리, 대용량 저랑 장치들 등을 포함하는 컴퓨팅 장치들이다. 물리 머신들(1914)의 하드웨어는 가상 머신들(1912)을 제공하기 위해 가상화될 수 있다. 한 양상에서, 가상 머신들(1912)은 하나 또는 그 이상의 물리 머신들(1914) 상에서 실행될 수 있다. 즉, 한 물리 머신(1914)이 복수의 가상 머신들(1912)을 포함할 수 있다.
인프라스트럭처(1910) 상에 구현된 플랫폼(1920)은 어플리케이션들(1930)을 위한 기반을 형성하는 소프트웨어를 포함한다. 플랫폼(1920)을 형성하는 소프트웨어는 오퍼레이팅 시스템(1922), 프로그래밍 또는 실행 환경들(1924), 웹 서버들(1926), 및 데이터베이스들(1928)을 포함한다. 플랫폼(1920)의 소프트웨어는 가상 머신들(1912) 및/또는 물리 머신들(1914) 상에 설치될 수 있다.
어플리케이션들(1930)은, 다양한 클라이언트 장치들에 서비스들을 제공하는 플랫폼(1920) 상에 구현된 사용자 지향 소프트웨어 어플리케이션들(user-facing software applications)을 포함한다. 이와 관련하여, 여기서 설명되는 극저온 저장 시스템(100)의 클라우드 시스템(122)은 예제 어플리케이션(1930)이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 클라이언트 장치들은 컴퓨팅 장치들(1940, 1952)과 모바일 장치(1960)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치들(1940, 1952)은 인터넷, 따라서 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)에 직접적으로 연결될 수 있거나, 또는 VAN/LAN(1950)을 통해 인터넷에 간접적으로 연결될 수 있다. WAN/LAN(1950)은 모바일 장치(1960)와의 무선 통신(예컨대 WiFi)을 가능하게 하는 액세스 포인트(1954)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 액세스 포인트(1954) 및 WAN/LAN(1950)을 통해 모바일 장치(1960)는 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)과 무선으로 통신할 수 있다. 모바일 장치(1960)는, 이에 한정되는 것은 아니지만 GSM, LTE, WiMAX, HSPA 등과 같은 셀룰러 기술에 따라 무선으로 통신할 수도 있다. 따라서, 모바일 장치(1960)는 베이스 스테이션(1962)과 무선으로 통신할 수 있는데, 이것은 무선 통신 공급자의 코어 네트워크(1964)로 연결된다. 코너 네트워크(1964)는 인터넷으로의 게이트웨이를 포함하며, 인터넷을 통해 클라우드 컴퓨팅 환경(1900)으로의 통신 경로를 제공한다.
위에서 설명된 바와 같이, 예시적인 실시예들이 다양한 컴퓨팅 장치들과 네트워크 아키텍처들과 관련하여 설명되었던 반면, 기저에 놓인 개념들은 임의의 네트워크 시스템 및 임의의 컴퓨팅 장치나 시스템에 적용될 수 있는데, 여기서 이미지 분할 시스템을 구현하는 것이 바람직하다.
또한, 예컨대 적절한 API, 툴 키트, 드라이버 코드, 오퍼레이팅 시스템, 제어, 스탠드얼론 또는 다운로드 가능한 소프트웨어 객체 등과 같은, 어플리케이션들 및 서비스들이 여기서 제공된 기법들을 활용하는 것을 가능하게 하는 동일하거나 유사한 기능을 실행하는 복수의 방법들이 존재한다. 따라서, 여기서의 실시예들은 API(또는 다른 소프트웨어 객체)의 관점으로부터는 물론 여기서 설명된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 실시예들을 구현하는 소프트웨어 또는 하드웨어 객체로부터도 창안된다. 따라서, 여기서 설명된 다양한 실시예들은 전적으로 하드웨어로, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어로는 물론 소프트웨어로 된 양상들을 가질 수 있다.
여기서 설명된 실시예들의 다양한 특징들 및 양상들이 나머지 실시예들과의 임의의 조합으로서 활용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
여기서 활용되는 바와 같이, '또는'이라는 용어는 배타적인 '또는'이라기보다는 포괄적인 '또는'을 뜻하도록 의도된다. 즉, 달리 특정되거나 문맥으로부터 명백하지 않은 이상, "X는 A 또는 B를 채택한다"는 문구는 당연한 포괄적인 치환들 중 임의의 것을 의미하도록 의도된다. 즉, "X는 A 또는 B를 채택한다"는 문구는 다음의 경우들 중 임의의 것에 의해 충족된다: X는 A를 채택한다; X는 B를 채택한다; 또는 X는 A와 B 모두를 채택한다. 또한, 본 출원 및 첨부된 청구항들에 사용된 부정관사 'a' 및 'an'은 달리 특정되거나 문맥으로부터 단수 형태를 가리키는 것이 명백하지 않은 이상 '하나 또는 그 이상'을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 여기서 사용되는 바와 같이 '예시적인'이라는 용어는 "설명 또는 어떤 것의 예로서 기능하는"을 뜻하도록 의도된다.
이상에서 설명을 위한 실시예들이 설명되었다. 위의 장치들 및 방법들이, 청구된 주제의 일반적인 범위를 벗어나지 않으면서 변화 및 변경이 개입될 수 있다는 것이 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 청구된 주제의 범위 내에서 이런 변경 및 교체 모두를 포괄하도록 의도되어 있다. 또한, '이루어지다(include)'는 용어가 발명의 설명 또는 청구범위 중 어느 곳에서 사용되는 한, 이런 용어는 청구항에서 전이어로서 사용될 때 '포함하다(comprise)'가 해석되는 것과 같이 '포함하다'와 유사한 방식으로 포괄적이도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 저장 챔버를 구비하고, 극저온 액체를 수용하여 물품들의 극저온 저장에 적합한 저장 챔버 내에 극저온을 제공하도록 구성된 저장 용기;
    상기 저장 용기 내의 극저온 액체의 레벨의 리던던트 측정을 제공하도록 구성된 듀얼 레이어 레벨 측정 시스템; 및
    상기 듀얼 레이어 레벨 측정 시스템으로부터 레벨 측정값들을 획득하고, 상기 레벨 측정값들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 저장 용기에 대한 충전 작업들을 제어하도록 구성된 컨트롤러
    를 포함하는 극저온 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 듀얼 레이어 레벨 측정 시스템은 차등 압력 기반(differential-pressure-based) 레벨 측정 시스템을 포함하는 극저온 저장 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 듀얼 레이어 레벨 측정 시스템은 서미스터 기반 레벨 측정 시스템을 포함하는 극저온 저장 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템은:
    극저온 액체의 레벨 아래의 한 지점에서 상기 저장 용기의 저장 챔버로 관입하는 제1 튜브; 및
    극저온 액체의 레벨 위의 한 지점에서 상기 저장 용기로 관입하는 제2 튜브
    를 포함하되,
    상기 제1 튜브는 고압 측정값을 제공하고 제2 튜브는 저압 측정값을 제공하는 극저온 저장 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는 또한 상기 저장 용기 내의 극저온 액체의 레벨을 파악하기 위해 상기 고압 측정값과 저압 측정값을 분석하도록 구성된 극저온 저장 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은:
    극저온 액체의 레벨 아래의 한 지점에서 상기 저장 용기의 저장 챔버로의 제1 관입부와, 극저온 액체의 레벨 위의 한 지점에서 제2 관입부를 구비하는 튜브; 및
    상기 튜브 내에 장착되고 한 세트의 서미스터들을 가지고 있는 회로 기판
    을 포함하는 극저온 저장 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 한 세트의 서미스터들의 서미스터들은, 액체의 특정한 레벨들에 대응하는 구별되는 지점들에서 상기 회로 기판 상에 위치된 극저온 저장 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 액체의 상기 특정한 레벨들은 하측 경보 레벨, 충전 시작 레벨, 충전 정지 레벨, 및 상측 경보 레벨을 포함하는 극저온 저장 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은, 상기 서미스터들로부터 상기 컨트롤러로 신호들을 통신하기 위한 케이블을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 또한 상기 저장 용기 내의 극저온 액체의 레벨을 파악하기 위해 상기 한 세트의 서미스터들의 개별적인 저항들을 해석하도록 구성된 극저온 저장 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 저장 용기에 대한 극저온 액체의 공급량을 저장하는 저장 컨테이너를 더 포함하되, 상기 저장 컨테이너는 상기 컨트롤러로 상기 저장 컨테이너에 저장된 유체의 레벨을 통신하도록 구성된 레벨 센서를 포함하는 극저온 저장 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 저장 용기의 진공 포트에 연결되고 상기 저장 용기의 진공 무결성을 측정하도록 구성된 진공 측정 장치를 더 포함하는 극저온 저장 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 저장 용기의 근처에서 산소 레벨을 측정하고 상기 산소 레벨을 상기 컨트롤러로 통신하도록 구성된 산소 모니터를 더 포함하는 극저온 저장 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 극저온 저장 시스템의 작동 데이터를 수집하고 추세에 대해 상기 작동 데이터를 분석하며 식별된 상태들에 응답하여 사용자들에게 알림을 통신하도록 구성된 클라우드 플랫폼을 더 포함하는 극저온 저장 시스템.
  14. 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템으로부터 데이터를 수집하는 단계;
    상기 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템으로부터의 데이터에 기초하여 저장 용기 내의 극저온 유체의 제1 레벨을 파악하는 단계;
    서미스터 기반 레벨 측정 시스템으로부터 데이터를 수집하는 단계;
    상기 서미스터 기반 레벨 측정 시스템으로부터의 데이터에 기초하여 상기 저장 용기 내의 극저온 유체의 제2 레벨을 파악하는 단계;
    극저온 유체의 상기 제1 레벨 및 제2 레벨에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 저장 용기에 대한 충전 작업들을 제어하는 단계를 포함하는 극저온 저장 시스템을 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서, 극저온 유체의 상기 제1 레벨 및 제2 레벨에 기초하여 경보들을 촉발하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 레벨과 제2 레벨을 비교하는 단계; 및
    상기 제1 레벨 및 제2 레벨이 검증 파라미터들(validation parameters)에 따라 일치하는 것을 파악하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 검증 파라미터들은, 상기 레벨들이 일치하는지 파악하기 위해 허용 가능한 제1 레벨 및 제2 레벨 사이의 불일치의 문턱 레벨을 특정하는 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 서미스터 기반 레벨 측정 시스템은 한 세트의 서미스터들을 포함하고, 상기 서미스터 기반 레벨 측정 시스템으로부터 수집된 데이터는 상기 한 세트의 서미스터들의 각 서미스터에 대한 저항값을 포함하는 방법.
  19. 제19항에 있어서, 상기 한 세트의 서미스터들의 각 서미스터에 대한 저항값들이 잘못된 시나리오를 특정하는지 파악하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 극저온 유체를 수용하여 저장 챔버 내에 극저온을 제공하도록 구성된 저장 챔버를 구비한 극저온 저장 용기;
    상기 저장 챔버 내의 극저온 유체의 제1 레벨 측정값을 파악하도록 구성된 차등 압력 기반 레벨 측정 시스템;
    상기 저장 챔버 내의 극저온 유체의 제2 레벨 측정값을 파악하도록 구성된 서미스터 기반 레벨 측정 시스템;
    상기 극저온 저장 용기에 대한 극저온 액체의 공급량을 저장하는 공급 컨테이너로서, 상기 공급 컨테이너 내에 저장된 유체의 레벨을 측정하도록 구성된 레벨 센서를 포함하는 공급 컨테이너;
    상기 극저온 저장 용기의 진공 포트에 연결되고 상기 극저온 저장 용기의 진공 무결성을 측정하도록 구성된 진공 측정 장치;
    상기 극저온 저장 용기의 근처에서 산소 레벨을 측정하도록 구성된 산소 모니터;
    상기 차등 압력 기반 측정 시스템, 상기 서미스터 기반 레벨 측정 시스템, 상기 공급 컨테이너의 레벨 센서, 상기 진공 측정 장치, 및 상기 산소 모니터로부터 데이터를 획득하도록 구성된 컨트롤러로서, 여기서 상기 얻어진 데이터에 기초하여 제어 조치들을 실행하는 컨트롤러; 및
    시스템의 작동 데이터를 수집하고, 추세에 대해 상기 작동 데이터를 분석하며, 식별된 상태들에 응답하여 사용자들에게 알림들을 통신하도록 구성된 클라우드 시스템
    을 포함하는 시스템.
KR1020207007997A 2017-10-02 2018-10-01 극저온 저장 용기들의 관리를 위한 시스템 및 방법 KR20200063140A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762566900P 2017-10-02 2017-10-02
US62/566,900 2017-10-02
PCT/US2018/053690 WO2019070556A1 (en) 2017-10-02 2018-10-01 SYSTEMS AND METHODS FOR MANAGING CRYOGENIC STORAGE CONTAINERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200063140A true KR20200063140A (ko) 2020-06-04

Family

ID=63963489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207007997A KR20200063140A (ko) 2017-10-02 2018-10-01 극저온 저장 용기들의 관리를 위한 시스템 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20190101245A1 (ko)
EP (1) EP3692297A1 (ko)
JP (1) JP2020536198A (ko)
KR (1) KR20200063140A (ko)
AU (1) AU2018345551A1 (ko)
CA (1) CA3075890A1 (ko)
WO (1) WO2019070556A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190128550A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-02 Campos Engineering, Inc. Intelligent wireless test and balance system
CN110529730A (zh) * 2019-08-28 2019-12-03 大连理工大学 一种面向超低温冷却加工的独立式液氮供给与调控装置
US11248979B2 (en) * 2019-09-25 2022-02-15 Whirlpool Corporation Feature in vacuum insulated structure to allow pressure monitoring
CN113985798B (zh) * 2021-12-31 2022-04-05 江苏和泽干细胞基因工程有限公司 适用于干细胞存储的液氮消耗监测提醒方法及装置
US11762399B1 (en) * 2022-07-04 2023-09-19 Kristopher Mullins Methods, systems, apparatuses, and devices for facilitating transferring fluids between containers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB858592A (en) * 1958-02-24 1961-01-11 British Oxygen Res And Dev Ltd Method of and apparatus for storing liquid ozone
US3222578A (en) * 1963-09-26 1965-12-07 Thiele Alfred Almstedt Silicon controlled rectifier actuated liquid gas filler
DE3938742C2 (de) * 1989-11-23 1997-10-23 Gok Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur redundanten Überfüllsicherung
US5686658A (en) * 1995-10-05 1997-11-11 Asttest Services, Inc. Aboveground liquid storage tank leakage detection
EP2947444B1 (en) * 2014-05-20 2018-03-07 Inergy Automotive Systems Research (Société Anonyme) Vehicular liquid containment system and method for verifying integrity of same
CN203877266U (zh) * 2014-05-16 2014-10-15 成都科莱斯科技有限公司 液氮液位监控系统
CN204313916U (zh) * 2014-12-09 2015-05-06 中国石油天然气股份有限公司 一种气液两相分离器双液位计测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018345551A1 (en) 2020-04-02
CA3075890A1 (en) 2019-04-11
WO2019070556A1 (en) 2019-04-11
EP3692297A1 (en) 2020-08-12
JP2020536198A (ja) 2020-12-10
US20190101245A1 (en) 2019-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200063140A (ko) 극저온 저장 용기들의 관리를 위한 시스템 및 방법
US10753821B2 (en) System and method for monitoring and reporting liquid nitrogen container level
JP6333272B2 (ja) 環境品質因子を動的に測定するデバイスおよび方法
JP6434419B2 (ja) 流体搬送導管網をモニタリングするための装置、方法およびシステム
US10464690B2 (en) Method for monitoring the ageing of a landing gear of an aircraft
US8464590B2 (en) Pressure sensor configuration for pressurized tank
US20190094165A1 (en) Condition Monitoring of an Object
US20220196514A1 (en) System and method for monitoring and reporting liquid nitrogen container level
BR102020000240A2 (pt) sistema de detector de gelo, e, método para realizar monitoramento de desempenho e saúde em tempo real de um sistema de detector de gelo
KR20210020082A (ko) 탱크 내의 매체의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법 및 시스템
CN105547418B (zh) 一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置和检测方法
US20230243689A1 (en) Tank level sensor and management system
RU189985U1 (ru) Автоцистерна для перевозки вязких нефтепродуктов
US20210124343A1 (en) Field device for process automation in an industrial environment
CN109211431B (zh) 分布式光纤温度监控方法和系统
EP3940351A1 (en) Remote monitoring of vehicle scale for failure prediction
KR102350293B1 (ko) 스마트 볼트 관리 시스템
CN211042304U (zh) 变压器储油柜综合监测装置
KR101504981B1 (ko) 주유기, 주유기 검사 단말기, 주유기 관리서버, 및 이를 포함하는 주유기 검사 시스템
KR102579171B1 (ko) 지능형 아이오티 디바이스를 구비한 안전관리시스템
US20220397444A1 (en) Improvements in or relating to field devices
JP6708939B1 (ja) 漏油監視装置
US20240096192A1 (en) Container content monitoring device and system
CN106768732A (zh) 一种基于互联网的远程泄漏监控系统及远程泄漏监控方法
KR20190139363A (ko) 백신 냉장 장치 모니터링 시스템 및 상기 시스템의 사용 방법