KR20200111692A

KR20200111692A - 오프셋 측정용 자기 교정 베이스 스테이션

Info

Publication number: KR20200111692A
Application number: KR1020207020711A
Authority: KR
Inventors: 사헤자드 파텔; 브라이언 패럿; 압둘라 아랍; 파들 압델라티프; 파블로 카라스코 자니니
Original assignee: 사우디 아라비안 오일 컴퍼니
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-09-29
Also published as: CN111742192A; SA520412432B1; EP3749927A1; SG11202007391TA; US11022479B2; US10697820B2; WO2019156827A1; US20200300688A1; JP2021513056A; US20190242742A1

Abstract

탱크의 체적 용량을 정확하게 측정하는 자기 교정 시스템, 장치 및 방법 시스템, 장치 및 방법은, 플랫폼의 레벨을 조절하는 기구; 플랫폼에 장착되는 빔 형상 광학계(레이저, 다이오드, 등)를 갖는 발광 장치; 플랫폼에 대한 발광 장치의 정렬을 조절하는 기구; 180도를 포함하는 가변 각도만큼 플랫폼을 회전시키는 기구; 중력 벡터에 직각인 플랫폼의 정렬에 대해 피드백을 제공하는 (예를 들면, 스피릿 레벨, 틸트 센서 또는 다른 장치와 같은) 하나 이상의 레벨 센서를 포함한다.

Description

오프셋 측정용 자기 교정 베이스 스테이션

본 개시 내용은 전반적으로 저장 탱크의 교정에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 석유 제품을 저장하고 탱크에 저장된 석유 제품의 양을 측정하는 데에 사용되는 저장 탱크의 교정에 관한 것이다.

저장 탱크는 보통 다양한 유형의 석유 제품을 저장하는 데에 사용된다. 저장 탱크는 수 천 입방 미터 내지 수 십만(또는 그 이상) 입방 미터의 체적 용량의 범위를 가질 수 있다. 이러한 탱크의 저장 용량은 미리 알려져 있기 때문에, 탱크 내에 보유된 석유 제품의 양을 측정하는 데에 탱크가 빈번하게 사용된다. 그러나, 이러한 탱크의 체적 용량은 고정되지 않고, 탱크 내에 있는 제품의 양을 비롯하여, 예를 들면, 무엇보다도, 탱크 기하학적 구조, 탱크의 벽에 사용되는 재료, 주위 온도, 주변 압력 등의 체적 용량에 영향을 미치는 다른 인자에 따라 변화한다. 따라서, 정확한 체적 용량을 결정하여, 그 결과로서, 탱크 내의 석유 제품(예를 들면, 오일 또는 가스)의 양을 정확하게 판단하기 위해 저장 탱크를 교정하는 것이 일반적인 사례이다.

대형 저장 탱크의 체적을 교정하거나 측정하기 위해 다수의 방법이 존재한다. 예를 들어, 하나의 알려진 방법은 탱크를 충전한 다음 탱크로부터 배출되는 액체의 양을 측정하는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 시간이 많이 걸리며 대형 탱크의 경우 비용이 매우 많이 들 수 있다. 보통, 탱크 파라미터의 물리적 측정을 통해 탱크 체적을 기하학적으로 측정하지 못한다면, 이러한 방법은 회피된다.

탱크를 교정하는 다른 방법을 광학 기준 라인 방법(optical reference line method (ORLM))이라 한다. ORLM은 하나의 기준 원주의 측정 후, 탱크 상의 상이한 고도 레벨에서 잔여 원주를 결정하여 원통형 탱크를 교정한다. 잔여 원주는 수직 광학 기준 라인으로부터의 탱크 벽의 수평 오프셋을 측정하는 것에 의해 결정된다. 이러한 원주는 벽 두께를 기초로 수정되어 실제 내부 원주를 산출하며, 그런 다음, 실제 내부 원주는 탱크 체적을 결정하는 데에 추가될 수 있다.

ORLM 방법의 예가 도 1에 도시되며, 여기에는, 탱크(2), 자성 트롤리(4), 광학 장치(6), 트롤리(4)에 부착되는 수평 눈금 스케일(8)이 도시된다. 작동 중, 광학 장치(6)는 탱크 벽(12)에 평행하게 상방으로 광선 빔(10)을 생성한다. 자성 트롤리(4)는 통상적으로 탱크(2)의 상부에 위치하여 트롤리(4)에 부착된 로프(13)를 붙잡은 작업자(11)에 의해 제어된다. 작업자(11)는 로프(13)를 당기거나 풀어서 트롤리(4)를 탱크 벽(12)을 따라 상하로 이동시킨다.

체적을 결정하기 위해, 탱크(2)의 원주를 따라 기준 원주(C)가 초기에 측정된다. 기준 원주(C)는 측정 테이프(미도시)를 사용하여 측정되며 통상적으로 탱크(2)의 바닥 근처에서 측정된다. 기준 원주(C)가 알려진 상태에서, 트롤리(4)가 로프(13)에 의해 탱크 벽(12)을 따라 다양한 수직 스테이션(V)으로 상승되거나 하강될 수 있다. 대부분의 시스템에서, 수직 스테이션(V)은 탱크(2)의 용접 이음새 사이에 위치된다. 도 1에는, 2개의 수직 스테이션이 라인(V)으로 표시된다. 각각의 수직 스테이션(V)에서, 탱크 벽(12) 및 광선 빔 사이의 수평 오프셋이 수평 눈금 스케일(8)을 사용하여 기록된다.

일단 수직 스테이션(V)에서 일련의 측정이 수행되면, 정확도를 확인하기 위해 180도 회전된 광학 장치(6)로 측정이 반복된다. 그 후, (기준점으로서 기준 원주를 사용하여) 각 수직 스테이션(V)에서 탱크의 원주를 결정하고 탱크(2)의 체적을 결정하는 데에 측정이 사용된다. 또한, 체적을 산출할 때, 예를 들면, 탱크 벽(12)의 온도와 같은 추가적인 인자가 고려될 수 있다. 이러한 온도는 통상적으로 탱크 내의 온도 및 주위 온도를 기초로 도출된다.

상술한 바와 같이, 체적을 결정하기 위해 탱크(2)를 충전하고 탱크(2)로부터 배출되는 유체를 측정하는 것에 비하여, 도 1에 도시된 ORLM 방법이 어떤 점에서는 보다 양호하지만, 이는 상당한 단점을 갖는다. 예를 들면, 선택된 적은 수의 수직 스테이션(V)에서만 광선 빔(10)으로부터 트롤리(4)의 수평 오프셋을 측정하는 것은 탱크 원주가 측정될 수 있는 비교적 적은 데이터 지점을 제공한다. 탱크(2)의 체적을 추정하기 위해 이러한 데이터가 외삽될 수 있지만, 이러한 외삽은 부정확한 경향이 있다. 추가적으로, 도 1에 도시된 ORLM 방법은 작업자(11)가 탱크의 상부에 위치될 것을 필요로 하는데, 이는 위험할 수 있다. 또한, 탱크 벽(12)의 수평 오프셋을 측정하기 위해 광선 빔(10) 및 수평 눈금 스케일(8)을 사용하는 것은 정확한 탱크 체적을 산출하는 데에 필요한 정밀도가 부족하다. 이는 각 수평 오프셋에서의 수평 눈금 스케일(8)을 작업자가 종종 먼 거리에서 판독해야 하기 때문이다.

각각의 수평 오프셋에서 작업자가 수평 눈금 스케일(8)을 판독해야 하는 단점을 극복하기 위해, 광선 빔(10)이 선형 위치 센서에 도달하는 위치를 정확하게 감지하여 측정 위치(예를 들면, 수직 스테이션(V))에서의 탱크 벽(12)의 원주의 정확한 결정을 용이하게 하는 선형 위치 센서로 트롤리(4) 상의 수평 눈금 스케일(8)을 대체하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 선형 위치 센서는, 예를 들면, 탱크 벽(12)의 불규칙성 또는 변형으로 인해 광학 장치(6) 및 트롤리(4) 사이에 상당한 편차가 발생하는 경우, 광선 빔(10)을 감지하지 못한다. 이러한 상황이 발생하면, 이러한 측정 위치에서 수평 오프셋 측정이 수행될 수 없으며, 측정 누락에 의해 체적 용량 산출에 도입된 부정확성이 신뢰할 수 없는 ORLM 교정 방법을 발생시키기에 충분히 클 수 있다.

오프셋 측정에 대해 자기 교정을 제공하고 알려진 시스템의 단점을 극복하는 장치, 시스템 및 방법에 대한 충족되지 않은 요구가 존재한다.

본 개시 내용의 양태에 따르면, 플랫폼의 레벨을 조절하는 기구; 플랫폼에 장착되는 빔 형상 광학계(레이저, 다이오드, 등)를 갖는 발광 장치; 플랫폼에 대한 발광 장치의 정렬을 조절하는 기구; 180도를 포함하는 가변 각도만큼 플랫폼을 회전시키는 기구; 중력 벡터에 직각인 플랫폼의 정렬에 대해 피드백을 제공하는 (예를 들면, 스피릿 레벨, 틸트 센서 또는 다른 장치와 같은) 하나 이상의 레벨 센서를 포함하는 자기 교정 시스템이 제공된다.

레벨 센서는 플랫폼의 표면에 완벽하게 평행하게 장착될 수 있다.

레벨, 정렬 또는 회전을 조절하는 기구가 작동될 수 있다. 모터, 전기 활성 재료, 자성, 또는 기어링 등을 포함하는 다른 형태의 힘 생성 장치 및/또는 시스템을 통해 작동이 달성될 수 있다.

베이스 스테이션은 온보드 센서(또는 다른 정보원)로부터 정보를 판독하고 베이스 스테이션이 작동되는 경우 조절을 잠재적으로 처리할 수 있도록 마이크로 컨트롤러를 가질 수 있다. 광학계의 기울어짐 또는 오정렬을 기록하는 것에 의해, 베이스 스테이션을 완전히 작동시키는 것보다, 베이스 스테이션 정렬을 능동적으로/물리적으로 이동시키는(수정하는) 것 보다는 데이터가 수학적으로 정정/보상될 수 있다. 이것은 기계 시스템을 단순화할 수 있다.

베이스 스테이션은 광 또는 플랫폼의 정렬을 조정하기 위한 추가 정보를 얻기 위해 기준 빔을 수신하는 지능형 센서와 통신하는 수단을 가질 수 있다. 통신은 무선 또는 유선일 수 있다.

베이스 스테이션은 유선 또는 무선 수단을 통해 작업자 제어/모니터링 장치와 통신하는 수단을 가질 수 있다.

베이스 스테이션 및/또는 센서는 자성을 사용하여 표면에 장착될 수 있다. 베이스 스테이션은 측정되는 표면(예를 들어, 탱크 벽) 또는 다른 표면(예를 들어, 바닥/지면)에 장착/안착될 수 있다. 자기성은 선택적이다.

베이스 스테이션 및/또는 센서는 검사/측정될 표면을 따라 이동하도록 작동될 수 있다.

베이스 스테이션은 다수의 발광 장치를 가질 수 있고 동시에 다수의 센서와 상호 작용할 수 있다.

센서 및/또는 베이스 스테이션은 정보를 작업자에게 다시 보고 할 수 있다.

베이스 스테이션은 측정의 절대/지리 좌표를 기록하기 위해 GPS 또는 일부 다른 형태의 위치 결정 센서를 가질 수 있다.

베이스 스테이션은 다수의 센서에 의해 동시에 수신될 수 있는 완전한 360도 "평면"을 수평 또는 수직 방향으로 내보낼 수 있다. 이것은 레벨링이 필요한 탱크의 바닥 또는 보다 큰 다른 표면의 오프셋을 교정하는 데에 유용할 수 있다.

센서는 상대 위치를 획득하기 위해 일종의 위치 결정(localization) 기술을 포함할 수 있다.

본 개시 내용의 다른 양태에 따르면, 베이스 스테이션을 센서와 정렬하는 자기 교정 방법에 있어서, 베이스 스테이션을 표면 상에 위치시키는 단계; 베이스 스테이션 플랫폼이 중력에 대하여 레벨링되는 것을 확보하는 단계(기술적으로, 이에 대해서는 적어도 2개의 의미가 있다(수직으로 또는 수평으로 지향될 수 있지만, 중력이 사용하는 기준이 됨)); 베이스 스테이션의 상방/전방(발광 장치의 경로 내)에 소정 거리로 직접적으로 센서를 다른 표면에 위치시키는 단계; 장치의 플랫폼을 회전시키는 단계; 플랫폼의 레벨링이 유지되는 것을 확보하고, 그렇지 않으면, 이 오류에서의 차이를 분할하도록 플랫폼을 조절하고 이전 단계를 반복하는 단계(이는 센서가 플랫폼에 완벽하게 평행하게 장착되지 않은 경우에 발생할 수 있음); (감지 장치와의 통신을 통해) 광이 센서를 타격하는 위치가 회전에 따라 변하지 않는 것을 확보하는 단계; 및 광이 센서 상의 위치를 변화시키지 않고 플랫폼이 회전될 수 있을 때까지 변화를 반으로 줄이는 것에 의해 발광 장치의 정렬을 조절하는 단계(상술한 단계를 반복함)를 포함하는 자기 교정 방법이 제공된다.

베이스 스테이션과 센서를 정렬하는 전체 과정은 다양한 수준으로 자동화될 수 있다. 센서 장치의 배치도 자동화될 수 있다.

알려진 거리에서 잘 알려지고 교정된 장치를 사용하면, 감지 장치에 도달할 때, 점 또는 선의 폭을 측정하는 것에 의해, 정렬이 확인될 수 있다. 예상보다 큰 경우, 센서를 포함하는 평면과 광이 방출되는 방향 사이에 각도 오정렬이 있다는 것을 의미할 수 있다. 이는 베이스 스테이션 정렬의 오류 또는 센서 자체가 (중력 벡터에 직각인) 지면에 평행하지 않은 것으로 인해 발생할 수 있다.

센서가 안착되고 부착되는 표면에 대한 센서의 회전에 의해 가장 얇은 기준 빔 라인이 항상 유지되는 것(센서로 인한 잠재적인 오정렬을 극복함)을 확보하도록, 센서가 작동될 수 있다. 틸트 센서, 가속도계 또는 센서 보드 상의 다른 센서가 도움이 될 수 있다.

대안적으로, 베이스 스테이션의 오정렬로 인해 오류가 발생하는 경우, 이용 가능한 입력의 정확도 및 신뢰성에 비례하여 오류를 최소화하는 정렬 설정을 선택하기 위해 약간의 오류를 가질 가능성이 있는 다수의 센서를 사용하여, 베이스 스테이션은 자체 정렬을 시도하는 데에 이 정보를 활용할 수 있다.

센서는 중력에 대하여 레벨링되는 것을 확보하기 위해 하나 또는 두 개의 자유도(롤 및 피치)로 능동적으로 작동될 수 있다. 틸트 센서, 가속도계 또는 관성 측정 유닛이 능동 레벨링을 구현하기 위한 피드백으로 사용될 수 있다.

발광 장치는 (광이 도달한 표면에서 볼 때) 라인 또는 십자 라인을 방출할 수 있으며, 적어도 하나의 라인은 표면에 평행하다. 다른 하나는 표면에 대해 수직이다.

표면을 따라 이동하도록 작동되어, 베이스 스테이션에 대한 위치를 검출하고 베이스 스테이션 상방의 요구되는 위치로 이동시키는 일부 수단을 사용하는 것에 의해, 요구되는 표면에 이미 있는 경우, 센서 장치의 배치는 자동으로 발생할 수 있다.

주요 동작 모드는 수직, 즉, 레이저와 일치할 수 있어, 센서/차량은 표면 위로 이동함에 따라 다수의 여러 판독을 획득한다.

이는 새로운 위치로 이동하거나 표면 상에서 회전하기 위해 베이스 스테이션이 수행하는 이동에 결합될 수 있다. 예를 들면, 베이스 스테이션이 특정 거리만큼 오른쪽으로 이동하면, 감지 장치는 광을 검출하고/하거나 요구되는 이동을 달성할 때까지 마찬가지로 명령을 수신할 수 있다.

이것은 반복되는 일련의 측정을 수행하기 위해 사전 프로그래밍된 명령 세트의 일부일 수 있다.

이러한 반복된 측정은 주어진 크기의 탱크에 대한 스테이션 개수, 각 스테이션 사이에서 이동을 필요로 하는 거리 등과 같은 상이하고 구체적인 경우에 맞게 수정될 수 있다.

감지 장치가 상이한 거리에서 다수의 개의 센서를 갖고 있는 경우, 이에 대한 광원의 정렬은, 광이 각각의 센서를 타격하는 위치의 차이를 고려하고, 센서 또는 베이스 스테이션을 조절하여, 광이 동일한 위치에서 이러한 센서 각각을 타격하는 것을 확보하는 것에 의해 달성될 수 있다(모두 동일한 양만큼 표면으로부터 오프셋된 것으로 가정함). 센서 배향 또는 베이스 스테이션 배향을 조절할 지를 결정하는 것은 추가적인 데이터의 분석을 필요로 할 수 있다.

시스템은 외부 추적 시스템을 활용하여 3D 공간에서 센서/차량의 위치를 추적할 수 있다. 추적 시스템은 예를 들어 라이더 기반 추적기 등을 포함할 수 있다. 이는 3D 공간에서의 모든 오프셋 측정을 위한 위치 태그를 제공할 수 있으며, 이는 데이터의 분석을 도울 수 있고 베이스 스테이션과 차량의 정렬을 도울 수 있다.

시스템은 복수의 발광 소스(레이저, 다이오드, 등)를 포함할 수 있다. 이는 응용에 필요한 다양한 구성으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 감지 장치로부터 더 많은 정보를 획득하기 위해 두 개의 병렬 레이저 라인이 사용될 수 있다.

시스템은 온도 센서 또는 기타 환경 센서를 구비하여 환경 조건으로 인한 시스템의 교정/보상을 보조할 수 있다.

본 개시 내용의 추가적인 특징, 장점 및 실시예는 상세한 설명, 도면 및 첨부를 고려하여 설명되거나 명백해질 수 있다. 더욱이, 본 개시 내용의 상술한 요약 및 후술하는 상세한 설명, 도면 및 첨부는 예시적이며, 청구된 본 개시 내용의 범위를 한정하지 않고 추가적인 설명을 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.

본 개시 내용의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함된 첨부된 도면은 본 명세서의 일부에 포함되고, 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 개시 내용의 실시예를 도시하며, 상세한 설명과 함께 본 개시 내용의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 개시 내용의 근본적인 이해와 이를 실시할 수 있는 다양한 방식을 위해 필요한 것보다 상세하게 본 개시 내용의 구조적 상세를 도시하기 위한 시도는 없다. 도면에서:
도 1은 탱크 교정의 광학 기준 라인 방법을 실시하기 위한 알려진 시스템의 예를 도시한다.
도 2는 본 개시 내용의 실시예에 따른 탱크 교정 시스템을 도시한다.
도 3은 본 개시 내용의 실시예에 따른 베이스 스테이션을 도시한다.
도 4는 본 개시 내용의 실시예에 따른 베이스 스테이션 컴퓨터를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 개시 내용의 원리에 따른 베이스 스테이션의 다른 실시예의 사시도를 도시하며, 도 6은 도 5의 베이스 스테이션의 부분 절개도를 도시한다.
도 7은 본 개시 내용의 실시예에 따른 베이스 스테이션을 설정하고 작동하는 과정을 도시한다.
후술하는 상세한 설명에서 본 개시 내용이 더 설명된다.

첨부된 도면에 설명되고/되거나 도시되고 후술하는 설명에 상세하게 설명된 비한정적 실시예 및 예를 참조로 본 개시 내용 및 다양한 특징 및 그 유리한 상세를 더 완전하게 설명한다. 본원에 명시되지 않더라도, 당업자가 인식할 수 있듯이, 도면에 도시된 특징은 반드시 비례적으로 도시된 것은 아니며 일 실시예의 특징은 다른 실시예로 채용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 본 개시 내용의 실시예를 불필요하게 모호하게 하지 않도록, 잘 알려진 부품 및 처리 기법의 설명은 생략될 수 있다. 본원에 사용된 예는 본 개시 내용이 실시될 수 있는 방식의 이해를 용이하게 하고 또한 당업자가 본 개시 내용의 실시예를 실시할 수 있게 하기 위해 의도된 것일 뿐이다. 따라서, 본원의 예 및 실시예는 본 개시 내용의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 여러 도면에 걸쳐 동일한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다는 점에 유의한다.

도 2는 본 개시 내용의 비한정적 실시예에 따른 탱크 교정 시스템(100)의 개략도를 도시한다. 탱크 교정(또는 "TC") 시스템(100)은 탱크(102), 트롤리(104), 베이스 스테이션(200)을 포함하는 탱크의 체적 용량을 측정한다.

트롤리(104)는 베이스 스테이션(200)에 의해 발생된 기준 빔(110)을 감지하는 위치 센서(108)를 포함한다. 트롤리(104)는 고도 센서(116) 및/또는 온도 센서(118)를 포함할 수 있다. 트롤리(104)는 트롤리 컴퓨터(113)를 포함할 수 있다. 고도 센서(116)는 위치 센서(108) 및 지면 사이의 거리를 감지하고 결정할 수 있다. 온도 센서(118)는 탱크 벽(112)에 근접한 온도를 감지하고 결정할 수 있다. 트롤리 컴퓨터(113)는, 트롤리(104)의 부품을 제어하고 작동시키는 것을 포함하고, 탱크 벽(102)에 대하여 트롤리(104)를 구동하고 조종하는 것과 트롤리(104) 및 베이스 스테이션(200) 사이의 모든 통신을 제어하는 것을 포함하고, 트롤리(104) 및 베이스 스테이션(200) 사이의 하나 이상의 통신 링크를 통해 센서 신호, 데이터 신호, 제어 신호를 송신하고 수신하는 것을 포함하는, 로봇(미도시)을 포함할 수 있는, 트롤리(104)의 모든 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.

트롤리(104)는 자성식, 전동식, 원격 제어식, 로봇식, 자기 구동 및 조종식, 또는 자율식일 수 있다. 트롤리(104)가 자성식인 경우, 탱크 벽(112)의 윤곽을 측정하는 과정에 걸쳐, 트롤리(104)의 자성은 스틸 또는 다른 철재로 형성될 수 있는 트롤리를 탱크 벽(112)과 계합된 상태로 유지할 수 있다. 측정 과정에 걸쳐 탱크 벽(112)과 계합된 상태를 유지하는 이러한 능력은 트롤리(104) 및 기준 빔(110) 사이의 정확한 수평 거리 측정을 확보한다.

본 발명의 실시예는, 예를 들면, 플라스틱(예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)) 또는 유리 섬유와 같은 비철 재료로 형성된 탱크와 함께 사용될 수 있다. 이러한 응용예에서, 트롤리(104)는 본 개시 내용의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 흡입 컵(미도시) 또는 다른 탱크 부착 기구(미도시)를 구비할 수 있다. 대안적으로, 트롤리(104)는 도 1에 도시된 트롤리(4)를 포함할 수 있다.

위치 센서(108)는, 예를 들면, 선형 센서, 2차원(2D) 어레이 센서, 둘 이상의 감각 평면을 갖는 3차원(3D) 어레이 센서, 등을 포함할 수 있다. 위치 센서(108)는 전하 결합 장치(CCD), 고체 상태 장치, 상보적 금속 산화물-반도체(CMOS) 센서, 전기 광학 센서, 적외선 센서, 발광 다이오드(LED) 센서, 광 검출기, 포토다이오드, 광 트랜지스터, 등을 포함할 수 있다. 위치 센서(108)는 센서로부터의 정보 및 트롤리(104)의 위치, 배향, 또는 위치 및 배향 모두를 식별하는 데에 사용할 수 있는 출력 위치 정보를 처리하도록 구성되는 프로그램을 구현하는 컴퓨터 실행 가능 인공 지능(AI) 플랫폼을 포함하는 컴퓨터(미도시)를 갖는 지능형 센서를 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 주어진 위치 센서(108)는 상술한 것들 중 하나 또는 전부를 포함할 수 있고, 임의의 컴퓨터가 센서에 내장될 수 있거나 종래의 방식의 하나 이상의 센서에 연결 가능한 트롤리 컴퓨터(113)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 스테이션(200)은 중력 벡터(GV) 및/또는 탱크 벽(112)에 실질적으로 평행하게 배향될 수 있는 기준 빔(110)을 발생시켜 방출한다. 베이스 스테이션(200)은 탱크 벽(112)(도 2에 도시됨)에 부착될 수 있거나 지지대(예를 들면, 도 1에 도시된 삼각대)에 장착될 수 있다.

베이스 스테이션(200)은 기준 빔(110)을 발생시켜 방출하는 빔 소스(210)(도 3, 도 5, 도 6에 도시됨)를 포함한다. 탱크(102)의 체적 용량을 측정하기 위해, 상술한 알려진 방법을 포함하는 임의의 적절한 방법을 사용하거나 트롤리(104)를 사용하여 미리 설정된 기준 위치에서 탱크(102)의 원주가 초기에 측정될 수 있다. 예를 들면, 도 2에서, 지면과 가까운 라인(C)을 따라 탱크(102)의 원주 주위의 수평 거리를 측정하는 것에 의해 기준 원주가 결정될 수 있다. 탱크(102)의 이 부분은 시간 경과에 따라 현저하게 팽창할 수 있다. 미국 석유 산업(API) 가이드라인에 따르면, 이러한 위치를 측정하는 것에 의해, 전체 탱크(102)의 재교정 필요성을 나타내는 주어진 레벨을 초과하는 탱크(102) 내의 대략적인 팽창을 인식할 수 있다. ORLM 방법에 대한 기준 원주를 제공하기 위해 각각의 실시 전에(또는 반 규칙적인 기준으로) 이러한 위치가 측정될 수 있다. 탱크 충전 레벨은 이 라인의 측정 및 그 후의 이 라인로부터의 측정에서 동일할 필요가 있지만, 그 사이에서 탱크가 비워지고 재충전될 수 있으며, 이는 목표로 하는 정확도에 따라 결정된다. 탱크(102) 내의 유체가 변하지 않는다고 가정하면, 기준 원주(C)는 검사하는 데에 소요되는 지속 기간 동안 실질적으로 일정한 값을 제공할 수 있다. r 이 반경이고 c 가 탱크(102)의 원주일 때 r = c/2π 의 간단한 기하학적 관계에 대한 필요한 조절을 수정하기 위해, 기준 위치에서 측정된 기준 원주(C) 값을 사용하여, 기준 위치에서의 탱크(102)의 링 반경(또는 원주)가, 예를 들면, API MPMS Chapter 2.2A Appendix B에 특정된 일련의 식을 사용하여 결정될 수 있다.

베이스 스테이션(200)은 수직으로 중력(즉, 중력 벡터(GV))과 실질적으로 평행하게 기준 빔(110)을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 위치 센서(108)(또는 트롤리 컴퓨터(113) 또는 베이스 스테이션 컴퓨터(300))에 의해 탱크 벽(112)으로부터 기준 빔(110)까지의 거리가 감지되고 결정될 수 있다. 대안적으로(및/또는 추가적으로), 차량 휠(또는 트롤리(104) 휠) 상의 엔코더를 사용하여 높이가 결정될 수 있다. 기준 위치에서의 탱크(102)의 링 반경이 알려져 있고 탱크 벽(112)로부터 기준 빔(110)까지의 거리가 알려져 있기 때문에, 탱크(102)의 중심(114)으로부터 기준 빔(110)까지의 거리가 산출될 수 있다. 탱크 벽(112)의 두께를 감산하면, 내부 탱크 반경이 결정될 수 있다.

탱크 교정 시스템(100)은, 그 전체가 본원에 참조로 포함되는, 2015년 11월 17일에 등록된 "Enhanced Reference Line Tank Calibration Method and Apparatus"를 발명의 명칭으로 하는 공동 소유의 미국 특허 번호 9,188,472에 설명된 시스템(100)과 유사하게 설계될 수 있다.

탱크(102) 벽 원주에서의 오프셋을 측정하는 경우, 빔 소스(210)가 위치 센서(108)와 광학적으로 정렬되는 것이 중요하다. 기준 빔(110)의 광학 축 및 위치 센서(108)의 감지면(미도시) 사이의 약간의 각도 불일치는 상당한 거리에 걸쳐 수행될 수 있는 높은 정확도 측정에 상당한 오류를 초래할 수 있다. 추가적으로, 예를 들면, 주변 조건(예를 들면, 온도, 바람, 압력, 습도, 등)으로 인해, 빔 소스(210)(또는 빔 소스(210)를 유지하는 부품)의 재료 치수에 있어서의 작은 변화는 광학 축과, 이에 따라, 기준 빔(110) 및 위치 센서(108) 사이에 오정렬을 일으킬 수 있다. 본 개시 내용의 이점 없이는, 위치 센서(108)에 대하여 빔 소스(210)를 정렬하는 것은 시간이 많이 소요되고, 고가이며, 적절하게 수행되지 않으면 이러한 시스템의 부품의 손상을 초래할 수 있다. 경우에 따라서는, 지속적으로 변화하는 조건으로 인해, 수동으로 실제로 수행하는 것이 불가능할 수 있다. 또한, 본 개시 내용에 의해 제공된 이점 없이는, 가혹한 현장 조건에서 빔 소스(210)를 위치 센서(108)와 정렬된 상태로 유지하는 것이 매우 어려울 수 있다. 본 개시 내용은 빔 소스(210), 기준 빔(110) 및 위치 센서(108)의 정렬의 지속적으로 정확한 교정을 제공하는 자기 교정 장치, 시스템 및 방법을 제공한다.

도 3은 본 개시 내용의 원리에 따라 구성된 베이스 스테이션(200)의 실시예를 도시한다. 베이스 스테이션(200)은 베이스(201), 플랫폼(2010), 베이스 레벨 센서(220), 빔 레벨 센서(230), 빔 지지 베이스(240), 빔 레벨링 베이스(250) 및 빔 소스(210)를 포함한다. 빔 지지 베이스(240) 및 빔 레벨링 베이스(250)는 단일 장치 또는 서로 결합된 둘 이상의 장치로서 형성될 수 있다.

베이스(201)는 탱크 벽(112)과 대면하는 베이스(201)의 제1 면(예를 들면, 후면)과 탱크 벽(112)의 외면 사이의 공간을 조절하도록 조절 가능할 수 있는 레그(202)를 포함할 수 있다. 탱크 벽(112)에 부착될 수 있고 탱크 벽을 따라 이동할 수 있는 로봇(미도시)에 베이스(201)가 장착될 수 있고, 이 경우, 조절 가능 레그(202)는 베이스(201)의 제1 면과 로봇(미도시) 상의 표면 사이의 공간(또는 거리)를 조절할 수 있다.

베이스(201)는 복수의 레그(202)(예를 들면, 3개의 레그)를 포함할 수 있다. 복수의 레그 중 하나 이상은 탱크 벽(112)의 표면 또는 로봇(미도시)의 표면에 대하여 (상술한 바와 같이) 조절 가능할 수 있다. 레그(202)는 중력 벡터(GV) 및/또는 탱크 벽(112)에 대한 3개의 치수(예를 들면, 데카르트 좌표계에서 x-, y- 및 z-축 또는 구형 좌표계 r, θ 및 φ) 모두에서 베이스(201)를 정렬하도록 조절될 수 있으며, 이에 따라, 베이스(201)는 중력 벡터(GV)에 실질적으로 평행하다. 도 3에 도시된 실시예에서, 플랫폼(2010)이 베이스(201)에 실질적으로 직각인 경우, 플랫폼(2010)(또는 그 종축(PLA))이 중력 벡터(GV)(도 2에 도시)에 실질적으로 직각(또는 수직)이도록, 레그(202)가 조절될 수 있다. 각 레그(202)는 베이스(201)에 대한 제 위치에 레그(202)를 연장, 후퇴 또는 고정시킬 수 있는 액추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 플랫폼(2010)은 베이스(201)에 직각일 필요는 없지만, 오히려 그 종축(PLA)이 베이스(201)의 종축(BLA)에 대하여 0°내지 180° 사이의 임의의 각도를 형성하도록 구성될 수 있다는 점에 유의한다.

베이스 스테이션(200)은 베이스 스테이션 컴퓨터(300)(도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다. 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 베이스(201) 또는 플랫폼(2010)에 부착될 수 있거나 원격으로 위치될 수 있다. 레그 액추에이터(미도시)는 베이스 스테이션 컴퓨터(300)의 레그 액추에이터 구동기(330)에 연결될 수 있고, 이는 레벨링 베이스 센서 인터페이스(340)를 통해 베이스 레벨 센서(220)로부터 중력 벡터에 대한 위치 신호(예를 들면, x-좌표 신호, y-좌표 신호 및/또는 z-좌표 신호)를 수신하고, 레그를 조절하여 베이스(201) 및/또는 플랫폼(2010)을 정렬로 조절하기 위해 레그 액추에이터 구동기(330)로부터 레그(202)로 액추에이터 제어 신호를 송신한다. 레벨 센서(220)는 중력 벡터(GV)에 대한 플랫폼(2010)의 실세계(real-world) 레벨 위치(x, y, z 또는 r, θ, φ)를 검출하고 레벨링 베이스 센서 인터페이스(340)를 통하여 베이스 스테이션 컴퓨터(300)로 실시간 위치 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.

레그(202)는, 예를 들면, 금속, 알루미늄, 탄소 섬유, 플라스틱, 등의 내구성 경량 재료로 형성될 수 있다. 레그(202)는 레그 조절기(2021)(도 4 및 도 5에 도시됨)에 의해 조절 가능하도록 구성될 수 있다. 레그 조절기(2021)는 탱크 벽(또는 로봇)에 대하여 베이스(201)를 적절하게 위치시키고 정렬하기 위해 베이스(201)에 대하여 레그(202)를 제어 가능하게 연장하거나, 후퇴시키거나, 잠글 수 있는 노브, 핸들 또는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 레그(202)는, 예를 들면, 6.6 mm의 이동 마다 약 +/- 1°만큼 베이스(201)를 기울이도록 구성될 수 있다. 레그(202)의 6.6 mm 미만 또는 초과의 이동에 기초하여 1°미만 또는 초과만큼 탱크 벽에 대하여 베이스(201)를 기울이는 것을 포함하여, 베이스 경사에 대한 다른 레그 이동의 비율이 본원에서 고려된다.

베이스(201)는 레그(202)와 동일하거나 상이한 재료로 형성될 수 있는 하나 이상의 핸들(203)을 포함할 수 있다. 핸들(203)은 작업자의 각각의 손에 용이하게 파지되도록 설계될 수 있어, 탱크 벽(112) 또는 탱크 벽(112)을 따라 이동할 수 있는 로봇(미도시) 상의 요구되는 위치 또는 이에 근접한 위치에서, 작업자가 베이스(201)를 운반하고, 조작하고, 위치시키도록 한다.

베이스(201)는, 베이스(201)가 부착될 탱크 벽(112)의 표면에 직각인 축 및/또는 중력 벡터를 중심으로 회전되도록 구성될 수 있다. 베이스(201)는, 탱크 벽(112)의 장착 부위의 표면에 직각인 축(TNA)(도 2에 도시됨) 및/또는 중력 벡터(GV)(도 2에 도시됨)를 중심으로 베이스(201)를 회전시킬 수 있는 회전 액추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 액추에이터는 0° 및 180° 사이에서 베이스(201)를 회전시킬 수 있다. 액추에이터는 180° 및 360° 사이에서 베이스(201)를 더 회전시킬 수 있다. 액추에이터(미도시)는 컴퓨터(300)(도 4에 도시됨)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 이는 플랫폼 센서 인터페이스(320)(도 4에 도시됨)를 통하여 수신될 수 있는 베이스 레벨 센서(220)로부터의 위치 신호에 기초하여 베이스(201) 및/또는 플랫폼(2010)을 정렬시키도록 액추에이터(미도시)를 구동할 수 있다.

베이스(201)는 베이스(201)의 수직축(NBLA)(즉, 베이스(201)(도 3에 도시됨)의 종축에 직각인 축)을 중심으로 플랫폼(2010)을 회전시키도록 구성되는 회전 액추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 액추에이터는 베이스(201)에 대하여 약 0° 및 약 180° 사이에서 플랫폼(2010)을 회전시킬 수 있다. 액추에이터는 180° 및 360° 사이에서 플랫폼(2010)을 더 회전시킬 수 있다. 플랫폼 액추에이터(미도시)는 컴퓨터(300)(도 4에 도시됨)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 컴퓨터는 플랫폼 센서 인터페이스(320)(도 4에 도시됨)를 통하여 베이스 레벨 센서(220)로부터 수신되는 위치 신호를 기초로 플랫폼(2010)을 정렬시키도록 플랫폼 액추에이터(미도시)를 구동할 수 있다. 플랫폼(2010)은 베이스(201)에 대하여 약 0° 및 약 180° 사이에서 회동하도록 구성될 수 있음에 유의한다. 베이스 스테이션(200)은 플랫폼(2010)이 베이스(201)에 대하여 접힐 수 있도록 구성되어, 베이스 스테이션(200)이 포장 또는 운반을 위해 접힐 수 있다.

베이스(201)는 베이스(201)를 자력에 의해 금속 탱크 벽(112) 또는 로봇(미도시)에 고정하는 영구 자석(204)을 포함할 수 있다. 베이스(201)는 베이스(201)를 금속 탱크 벽(112) 또는 로봇(미도시)에 추가로 고정하는 추가적인 자석(205)을 포함할 수 있다. 자석(205)은 선택적으로 자기장을 인가하여 자석(205)을 탱크 벽(112) 또는 로봇(미도시)에 고정하는 전자석을 포함할 수 있다. 영구 자석(204)은 베이스(201)를 탱크 벽(112)(또는 로봇)를 부착하고 베이스(201)를 제 위치에 일시적으로 유지하는 역할을 할 수 있다. 자석(205)은 베이스(201)를 탱크 벽(112)(또는 로봇)에 고정시키는 역할을 할 수 있어, 레그(202)에 의해 베이스(201)의 제1 면(예를 들면, 후면)과 탱크 벽(112)(또는 로봇)의 외면 사이의 공간(또는 거리)의 조절을 허용하면서 탱크 벽(112)(또는 로봇)의 표면 평면에 평행한 평면에서의 베이스(201)의 임의의 이동을 방지한다.

자석(205)은 전자석, "전환 가능 자석"(예를 들면, 단락되어 표면으로의 자기 인력을 방지할 수 있는 자속을 갖는 영구 자석) 등을 포함할 수 있다. 작업자에 의해 파지되고 조작될 수 있는 핸들을 포함할 수 있는 자석 액추에이터(2051)(도 4에 도시됨)의 작동에 의해 자석(205)이 온/오프 되거나 조절될 수 있다. 자석(205)에 의해 발생된 자기장은 액추에이터(2051)의 작동에 의해 온/오프될 수 있거나 강도가 조절될 수 있다. 자석(205)은 배터리와 같은 전력 저장소를 포함할 수 있는 전원(270)(도 6에 도시됨)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.

자석(205)이 자동으로 온/오프하도록 제어하거나 자석(205)에 의해 발생된 자기장을 조절할 수 있는 컴퓨터(300)에 (예를 들면, 도 4에 도시된 입력/출력(I/O) 인터페이스(316)를 통하여) 자석(205)이 통신 가능하게 결합될 수 있다.

자석(204) 및/또는 자석(205) 대신에 또는 추가적으로, 베이스 스테이션(200)은, 예를 들면, 로봇, 트롤리, 차량, 스탠드, 삼각대, 등과 같은 이동 가능 플랫폼(미도시) 상에 위치될 수 있다.

플랫폼(2010)은 견고하거나 이동 가능하게(예를 들면, 회전되게) 베이스(201)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 플랫폼(2010)은 단일 부품으로서 베이스(201)와 일체로 형성될 수 있다. 플랫폼(2010)에 대한 빔 소스(210)의 정렬을 조절하기 위해, 빔 소스(210)가 빔 레벨링 베이스(250) 및/또는 빔 지지 베이스(240)에 의해 플랫폼(2010)에 장착될 수 있다. 베이스 레벨 센서(220)는 플랫폼(2010)에 부착되거나 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 베이스 레벨 센서(220)는 베이스(201)에 부착되거나 일체로 형성될 수 있다. 빔 레벨 센서(230)는 빔 레벨링 베이스(250)에 부착되거나 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 빔 레벨 센서(230)는 빔 지지 베이스(240)에 부착될 수 있다.

빔 소스(210)는 고체 레이저, 가스 레이저, 엑시머 레이저, 염료 레이저, 반도체 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드), 또는 위치 센서(108)에 대한 베이스 스테이션(200)의 위치를 결정하기 위해 위치 센서(108)에 의해 검출될 수 있는 검출 가능 기준 빔(110)을 방출하는 임의의 장치를 포함할 수 있다. 빔 소스(210)는, 예를 들면, +/- 1.5° 팬(fan) 및 +/- 1° 조향 모듈을 갖는 635 nm Class IIIa 레이저 모듈을 포함할 수 있다. 빔 소스(210)는 베이스 스테이션 컴퓨터(300)(도 4에 도시됨)의 빔 소스 구동기(350)에 통신 가능하게 결합될 수 있으며, 이는 기준 빔(110)의 빔 강도, 빔 각도, 빔 확산, 등을 온/오프 할 수 있다.

빔 소스(210)는, 예를 들면, 탱크 벽(112)의 표면에 평행한 적어도 하나의 빔 및 탱크 벽(112)의 표면에 직각인 적어도 하나의 빔을 포함하는, 라인 빔 또는 복수의 빔(예를 들어, 십자형)으로서 단일 기준 빔(110)을 방출할 수 있다. 빔 소스(210)가 복수의 빔을 방출하는 경우, 빔은 주어진 응용예에 대한 필요에 따라 다양한 구성으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 위치 센서(108)로부터 더 많은 정보를 획득하기 위해 2개의 평행 빔이 사용될 수 있다.

베이스 레벨 센서(220)는, 예를 들면, 스피릿 바이알 레벨, 원형 스피릿 바이알 레벨, 스피릿 레벨 버블 바이알, 틸트 센서, 자이로 스코프, 지자기 센서, 3축 가속도계, 또는 3D에서 중력 벡터(GV)에 직각인 평면에서 플랫폼(2010)의 정렬에 대해 피드백을 제공할 수 있는 임의의 다른 장치와 같은 3차원(3D 또는 3축) 센서를 포함할 수 있다. 베이스 레벨 센서(220)는 플랫폼(2010)의 표면에 장착되거나 플랫폼의 표면에 평행하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 레벨 센서(220)는 (예를 들어, 자석(미도시)을 통해) 플랫폼(2010)의 표면에 장착될 수 있거나 플랫폼(2010) 구조와 일체로 형성될 수 있다.

베이스 레벨 센서(220)는 플랫폼 센서 인터페이스(320)를 통해 베이스 스테이션 컴퓨터(300)에 통신 가능하게 결합되어 감지된 위치 신호를 베이스 스테이션 컴퓨터(300)에 제공할 수 있다.

빔 레벨 센서(230)는 3D 센서(빔 레벨 센서(220)와 유사) 또는 하나 이상의 2차원(2D) 레벨 센서를 포함할 수 있다. 빔 레벨 센서(230)는 이중 축 스피릿 레벨, 틸트 센서, 또는 중력 벡터에 대한 지지 베이스(240)(또는 레벨링 베이스(250))의 직각 정렬에 대한 피드백을 제공할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 센서(230)는 4 arcsec 감도를 제공할 수 있다. 빔 레벨 센서(230)는 중력에 대해 레벨링되도록 1 또는 2 자유도(롤 및 피치)로 능동적으로 작동될 수 있다.

빔 레벨 센서(230)는 레벨링 베이스 센서 인터페이스(340)를 통해 프로세서 베이스 스테이션 컴퓨터(300)에 통신 가능하게 결합되어 감지된 위치 신호를 베이스 스테이션 컴퓨터(300)에 제공할 수 있다.

빔 레벨링 베이스(250) 및 빔 지지 베이스(240)는 단일 유닛으로서 일체로 형성될 수 있거나 복수의 부품으로부터 조립될 수 있다. 빔 지지 베이스(240)는 빔 지지 베이스(240)에 대한 제 위치에 빔 소스(210)를 견고하게/하거나 고정되게 유지하도록 구성될 수 있다. 빔 지지 베이스(240)는 빔 지지 베이스(240)에 대한 제 위치에 빔 레벨 센서(230)를 견고하게/하거나 고정되게 유지하도록 구성될 수 있다. 빔 지지 베이스(240)는 빔 레벨링 베이스(250)에 기계적으로 및/또는 전기적으로 결합될 수 있다.

빔 레벨링 베이스(250)는 플랫폼(2010)에 대한 실세계 좌표계(x, y, z 좌표계)의 x-y 평면 및 z-y 평면 모두에서 조정 가능하도록 구성될 수 있다. 빔 레벨링 베이스(250)는, 예를 들면, 작업자에 의해 수동으로 제어될 수 있거나 베이스 스테이션 컴퓨터(300)(도 4에 도시됨)에 의해 전자적으로 제어될 수 있는 이중 축 레벨링 베이스를 포함할 수 있다. 빔 레벨링 베이스(250)는 약 +/- 2.5°의 이동 범위 및 2 arcsec 감도를 가질 수 있다.

빔 레벨링 베이스(250)는 플랫폼(2010)에 대한 회전 조절을 포함하여, 모든 3차원 치수(x-, y-, z- 치수 또는 r-, θ-, φ- 치수)로 조절 가능하도록 구성될 수 있다.

빔 레벨링 베이스(250)는 중력 벡터(GV)(도 3에 도시됨)에 대한 빔 레벨링 베이스(250)의 법평면을 조절하기 위해 복수의(예를 들면, 2개의) 조절 가능 노브(2501, 2502)(도 5에 도시됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 노브(2501, 2502)는 빔 레벨 센서(230)를 중심에 위치시키도록 조정될 수 있다(예를 들어, 도 5에서, 스피릿 바이알 내의 기포를 2D 센서(2301, 2302) 각각의 중심으로 가져옴).

도 4는 본 개시 내용의 원리에 따라 구성된 베이스 스테이션 컴퓨터(300)의 실시예를 도시한다. 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 본 개시 내용의 다양한 양태를 구현하도록 구성된다. 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는, 제어기(310), 플랫폼 센서 인터페이스(320), 레그 액추에이터 구동기(330), 레벨링 베이스 센서 인터페이스(340), 레벨링 베이스 구동기(350), 위치 센서 인터페이스(360) 및 빔 소스 구동기(370)를 포함하며, 이 모두는 버스(305)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 시스템 버스(305)는 다양한 상용 버스 구조 중 임의의 것을 사용하여 메모리 버스(메모리 제어기의 존재 또는 부재), 주변 버스 및 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 임의의 여러 유형의 버스 구조일 수 있다.

제어기(310)는 프로세서(311)를 포함한다. 프로세서(311)는 다양한 상용 프로세서 중 임의의 프로세서일 수 있다. 프로세서(311)로서 듀얼 마이크로 프로세서 및 다른 멀티 프로세서 구조가 사용될 수도 있다.

제어기(310)는 프로세서(311)에 의해 실행될 때 본원에 설명된 단계, 프로세스 및 방법이 실시되도록 하는 실행 가능하거나 해석 가능한 컴퓨터 코드(또는 명령)를 유지할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 스토리지(312), HDD (313) 및/또는 ODD(314)에 구비될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로세서(311)에 의해 실행될 때 베이스 스테이션(200)이 도 7에 도시된 각각의 단계를 비롯하여 본원에 설명되거나 고려되는 다른 공정 단계를 실시하도록 하는 컴퓨터 코드의 섹션을 포함할 수 있다.

스토리지(312)는 ROM(312A) 및 RAM(312B)을 포함한다. 기본 입력/출력 시스템(BIOS)이, 예를 들어, ROM, EPROM, EEPROM 등을 포함할 수 있는 비휘발성 메모리(312A)에 저장될 수 있다. BIOS는 제어기(310) 내의 구성 요소 사이에, 보다 일반적으로, 스타트 업 중과 같은 베이스 스테이션 컴퓨터(300)의 구성 요소 사이에서 정보를 전송하는 것을 돕는 기본 경로를 포함할 수 있다. RAM(312B)은 데이터 캐싱을 위한 정적 RAM과 같은 고속 RAM을 포함할 수 있다.

제어기(310)는, 예를 들면, EIDE(Enhanced Integrated Drive Electronics) 드라이브, SATA(Serial Advanced Technology Attachments) 드라이브 등과 같은 내부 하드 디스크 드라이브(HDD)(313)와, 광 디스크 드라이브(ODD)(314)를 포함할 수 있다(예를 들어, CD-ROM 디스크(미도시)를 판독하거나, DVD와 같은 다른 고용량 광학 매체를 판독하거나 기록하기 위함). HDD(313)는 적절한 섀시(미도시)에서의 외부 사용을 위해 구성될 수 있다. HDD(313) 및 ODD(314)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(미도시) 및 광학 드라이브 인터페이스(미도시)에 의해 시스템 버스(305)에 연결될 수 있다. 하드 디스크 드라이브 인터페이스(미도시)는 외부 애플리케이션을 위한 USB(Universal Serial Bus)(미도시), IEEE 1394 인터페이스(미도시) 등을 포함할 수 있다.

HDD(313) 및/또는 ODD(314) 및 이와 관련된 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행 가능 명령 등의 비휘발성 스토리지를 제공할 수 있다. HDD(313) 및/또는 ODD(314)는 적합한 디지털 포맷의 임의의 데이터의 스토리지를 수용할 수 있다. 스토리지(312), HDD(313) 및/또는 ODD(314)는 본원에 설명된 구조의 양태를 실행하는 데에 사용되는 하나 이상의 앱을 포함할 수 있다.

운영 시스템(미도시), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(미도시), 하나 이상의 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 다른 프로그램 모듈(미도시) 및 프로그램 데이터(미도시)를 포함하여, 다수의 프로그램 모듈이 HDD(313), ODD(314) 및/또는 RAM(312B)에 저장될 수 있다. 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램, API, 프로그램 모듈 및 프로그램 데이터 중 임의의 것(또는 모두)은 컴퓨터 코드의 실행 가능한 섹션으로서 RAM(312B)에 캐싱될 수 있다.

제어기(310)는 네트워크 인터페이스(315)를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(315)는 네트워크(미도시)에 연결될 수 있다. 네트워크 인터페이스(315)는 유선 또는 무선 통신 네트워크 인터페이스(미도시) 및/또는 모뎀(미도시)을 포함할 수 있다. 근거리 통신망(LAN)에서 사용될 때, 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스를 통해 LAN 네트워크에 연결될 수 있으며; 광역망(WAN)에서 사용될 때, 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 모뎀을 통해 WAN 네트워크에 연결될 수 있다. 네트워크(미도시)는 LAN, WAN 등을 포함할 수 있다. 모뎀(미도시)은 내부 또는 외부 및 유선 또는 무선일 수 있다. 모뎀은, 예를 들면, 직렬 포트 인터페이스(미도시)를 통해 시스템 버스(305)에 연결될 수 있다.

제어기(310)는 입력/출력(I/O) 인터페이스(316)를 포함할 수 있다. 제어기(310)는 I/O 인터페이스(316)를 통해 작업자로부터 명령 및 데이터를 수신할 수 있으며, 이는, 예를 들면, 키보드(미도시), 마우스(미도시), 포인터(미도시), 마이크(미도시), 스피커(미도시), 디스플레이(미도시) 등을 포함하는 하나 이상의 입력/출력 장치에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 수신된 명령 및 데이터는 버스(305)를 통해 명령 및 데이터 신호로서 I/O 인터페이스(316)로부터 프로세서(311)로 전달될 수 있다.

플랫폼 센서 인터페이스(320)는 통신 링크에 의해 시스템 버스(305) 및 베이스 레벨 센서(220)(도 1에 도시됨)에 연결될 수 있다. 플랫폼 센서 인터페이스(320)는 베이스 레벨 센서(220)로부터 센서 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, 이는 중력 벡터(GV)에 대한 x-, y-, z- 좌표계(또는 r, θ 및 φ 구형 좌표계)에서의 베이스 레벨 센서(220)의 위치를 나타낼 수 있다. 위치 센서 신호는 실시간으로 수신될 수 있다.

레그 액추에이터 구동기(330)는 통신 링크에 의해 시스템 버스(305) 및 레그 액추에이터(미도시)에 연결될 수 있다. 레그 액추에이터 구동기(330)는 각각의 레그 액추에이터(미도시)와 통신하고 이를 구동하여 플랫폼 센서 인터페이스(320)를 통해 베이스 레벨 센서(220)로부터 수신된 위치 신호에 기초하여 베이스(201) 및/또는 플랫폼 (2010)을 정렬하도록 구성될 수 있다.

레벨링 베이스 센서 인터페이스(340)는 통신 링크에 의해 시스템 버스(305) 및 빔 레벨 센서(230)(도 3에 도시됨)에 연결될 수 있다. 레벨링 베이스 센서 인터페이스(340)는 빔 레벨 센서(230)로부터 위치 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, 이는 중력 벡터(GV)에 대한 x, y, z- 좌표계(또는 r, θ 및 φ 구형 좌표계)에서의 빔 레벨 센서(230)의 위치를 나타낼 수 있다. 센서 위치 신호는 실시간으로 수신될 수 있다.

레벨링 베이스 구동기(350)는 통신 링크에 의해 시스템 버스(305) 및 빔 레벨링 베이스(250)(도 3에 도시됨)에 연결될 수 있다. 레벨링 베이스 구동기(350)는 빔 레벨링 베이스(250)와 통신하고 이를 구동하여 레벨링 베이스 센서 인터페이스(340)를 통해 빔 레벨 센서(230)로부터 수신된 센서 위치 신호에 기초하여 빔 소스(210)(및/또는 빔(110))를 이동 및 정렬시키도록 구성될 수 있다.

위치 센서 인터페이스(360)는 통신 링크에 의해 시스템 버스(305) 및 위치 센서(108)(도 2에 도시됨)에 연결될 수 있다. 위치 센서 인터페이스(360)는 위치 센서(108)로부터 센서 위치 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, 이는 x, y, z- 좌표 시스템(또는 r, θ 및 φ 구형 좌표계)에서 위치 센서(108)에 대한 빔(110)의 위치를 나타낼 수 있다. 센서 위치 신호는 실시간으로 수신될 수 있다.

빔 소스 구동기(370)는 통신 링크에 의해 시스템 버스(305) 및 빔 소스(210)에 연결될 수 있다. 빔 소스 구동기(370)는 빔 소스(210)와 통신하고 이를 구동하여, 빔 강도, 빔 각도, 빔 확산 등의 조절을 포함하여 빔(110)에 전력을 공급하거나, 빔(110)을 온/오프하거나, 빔을 조절하도록 구성될 수 있다.

베이스 스테이션(200)을 완전히 작동시키는 대신에, 빔 소스(210) 광학 컴포넌트(미도시)의 경사 또는 오정렬을 기록함으로써, 베이스 스테이션(200)의 물리적 부품을 능동적으로/물리적으로 이동(수정)하는 대신에(또는 그에 추가하여), 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 베이스 스테이션(200)의 다양한 센서 및 부품으로부터 수신된 데이터를 수학적으로 수정하고/하거나 보상할 수 있다. 이러한 구현예는 베이스 스테이션(200)의 기계적 시스템을 단순화하는데 사용될 수 있다.

위치 센서(108)의 배치는 베이스 스테이션 컴퓨터(300)에 의해 제어될 수 있다. 위치 센서(108)가 탱크 벽(112)의 표면을 따라 이동하도록 작동되고 이미 요구되는 표면 상에 있다면, 위치 센서의 배치는 자동으로 이루어질 수 있다. 베이스 스테이션(200)에 대한 위치 센서(108)의 위치는 베이스 스테이션(200) 상방의 요구되는 위치로 이동하도록 검출되고 구동될 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션(200)이 특정 거리만큼 오른쪽(또는 왼쪽)으로 이동하면, 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 명령 신호를 트롤리(104) 및/또는 위치 센서(108)로 전송하여, 위치 센서가 베이스 스테이션(200)과 정렬되는 것이 검출될 때까지 마찬가지로 동작한다. 이와 관련하여, 정렬은 위치 센서(108)에 대한 기준 빔(110)의 위치를 기초로 결정될 수 있다.

베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 일 세트의 명령 또는 컴퓨터 코드로 미리 프로그래밍되어 일련의 측정을 수행할 수 있으며, 이는 반복될 수 있다. 반복된 측정은 주어진 크기의 탱크에 대한 수직 스테이션(V)의 개수, 각 스테이션 사이에서 이동을 필요로 하는 거리 등과 같은 상이하고 구체적인 사례에 맞게 수정될 수 있다.

또한, 베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 트롤리(104) 및/또는 위치 센서(108) 및/또는 베이스 스테이션(200)을 구동하여, 측정되고 있는 탱크 벽(112)에 대해 이들 중 임의의 것 또는 전부가 이동하도록 구성될 수 있다.

베이스 스테이션 컴퓨터(300)는 측정의 절대/지리적 좌표를 기록하기 위해 GPS(global positioning satellite) 수신기 또는 일부 다른 형태의 위치 결정 센서(예를 들어, WiFi 송수신기의 삼각 측량을 사용함)를 포함할 수 있다.

센서(108, 220, 230) 중 임의의 하나 이상은 센서의 절대/지리적 좌표를 기록하기 위해 및/또는 그 상대 위치를 획득하기 위해 GPS 수신기 또는 일부 다른 형태의 위치 결정 센서(예를 들면, WiFi 송수신기의 삼각 측량을 사용함)를 포함할 수 있다.

베이스 스테이션(200)은 다수의 센서(미도시)에 의해 동시에 수신될 수 있는 수평 또는 수직 방향으로 완전한 360도 "평면"을 만들도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 탱크의 바닥의 오프셋 또는 레벨링이 필요한 다른 큰 표면의 오프셋을 교정하는 데에 유용할 수 있다.

위치 센서(108)가 상이한 거리에 위치된 복수의 센서를 포함하는 경우, 이에 대한 기준 빔(110)의 정렬은, 기준 빔(110)이 각각의 위치 센서(108)를 타격하는 위치의 차이를 고려하고, 위치 센서(108) 또는 베이스 스테이션(200)을 조절하여, 기준 빔(110)이 동일한 위치에서 이들 위치 센서(108) 각각을 타격(또는 도달)하는 것을 확보하는 것에 의해 달성될 수 있다(모두 표면으로부터 동일한 양만큼 오프셋된 것으로 가정함). 위치 센서(108) 배향을 조절할 지 또는 베이스 스테이션(200) 배향을 조절할 지를 결정하는 것은 추가적인 데이터의 분석을 포함할 수 있다.

베이스 스테이션(200) 및 위치 센서(108)의 교정 시스템은 3D 공간에서의 위치 센서(108) 및/또는 베이스 스테이션(200)의 위치를 추적하기 위한 외부 추적 시스템(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 라이더 기반 추적기(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 시스템은 3D 공간에서의 모든 오프셋 측정을 위한 위치 태그를 제공할 수 있으며, 이는 데이터의 분석을 도울 수 있고 베이스 스테이션(200)(및 운반 차량(미도시))의 정렬을 도울 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 개시 내용의 원리에 따라 구성된 베이스 스테이션(200)의 다른 실시예의 사시도를 도시한다. 도 6은 도 5의 베이스 스테이션(200)의 부분 절개도를 도시한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 베이스 스테이션(200)은 베이스(201), 빔 소스(210), 3차원(3D) 베이스 레벨 센서(220), 복수의(예를 들어, 2 개의) 2차원(2D) 빔 레벨 센서(2301, 2302)(또는 총괄적으로 230), 빔 지지 베이스(240), 빔 레벨링 베이스(250), 빔 소스 구동기(260) 및 전원(270)을 포함한다.

빔 소스(210)는 기준 빔(110)을 조절(예를 들어, 각도 및/또는 확산)하거나 조향하기 위해 조절 가능 노브(2109)에 의해 조절될 수 있는 소형 회전 스테이지(2108)에 결합되거나 일체로 형성될 수 있는 빔 방출단(2105)을 갖는다. 회전 스테이지(2108)는 약 2 arcsec 감도 레이저 빔 조향에 적합할 수 있다. 빔 소스(210)는 IP67 또는 유사한 커넥터에 의해 빔 소스 구동기(260)에 결합될 수 있다.

베이스(201)는 복수의 레그(202)(예를 들어, 3 개의 레그), 한 쌍의 핸들(203), 영구 자석(204) 및 자석 액추에이터(2051)의 작동에 의해 제어될 수 있는 제어 가능 자석(205)을 포함한다. 이 실시예에서, 레그(202) 중 하나만이 조절 가능하다.

레그(202)는, 예를 들면, 금속, 알루미늄, 플라스틱, 탄소 섬유 등과 같은 내구성 경량 재료로 형성될 수 있다. 레그(202)는 레그 조절기(2021)에 의해 조절 가능할 수 있다. 레그 조절기(2021)는 노브, 핸들, 또는 베이스(201)에 대해 레그(202)를 제어 가능하게 연장하거나 후퇴시켜 탱크 벽에 대하여 베이스(201)를 적절히 위치시키고 정렬시키는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 레그(202)는 각각의 6.6 mm의 이동에 대해 베이스(201)를 +/- 1°만큼 기울이도록 구성될 수 있다. 레그(202)에 의한 6.6 mm 미만 또는 초과의 이동에 기초하여 탱크 벽(112)에 대해 베이스(201)를 1° 미만 또는 초과만큼 기울이는 것을 포함하여, 베이스 경사에 대한 다른 레그 이동의 비율이 본원에서 고려된다.

핸들(203)은 레그(202)와 동일하거나 상이한 내구성 경량 재료로 형성될 수 있다. 핸들(203)은 작업자의 각각의 손으로 쉽게 파지되도록 설계되어, 작업자가 탱크 벽(112) 또는 탱크 벽을 따라 이동할 수 있는 로봇(미도시) 상의 요구되는 위치 또는 탱크 벽(112) 또는 로봇에 근접한 위치로 베이스(201)를 운반, 조작 및 배치하도록 한다.

영구 자석(204)은, 예를 들면, 약 44 Kgf 최대 힘 및/또는 약 17 Kgf 유효 힘을 가하는 영구 자석을 포함할 수 있다. 영구 자석은 44 Kgf 초과(또는 미만)의 최대 힘을 가할 수 있고 17 Kgf 초과(또는 미만)의 유효 힘을 가할 수 있다.

제어 가능 자석(205)은 자석 액추에이터(2051)의 작동에 의해 제어될 수 있는 전자석을 포함할 수 있다. 작업자에 의해 파지되고 조작될 수 있는 핸들을 포함할 수 있는 자석 액추에이터(2051)의 작동에 의해 자석(205)이 온/오프되거나 그 자기장이 조절될 수 있다. 자석(205)에 의해 발생된 자기장은 액추에이터(2051)의 작동에 의해 온/오프되거나 조절될 수 있다. 자석(205)은 배터리(예를 들어, LiFePO4, 6.4 V, 9.6 Wh 배터리)와 같은 전력 저장소를 포함할 수 있는 전원(270)에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 자석(205)은, 예를 들면, 약 75 Kgf 최대 힘 및/또는 약 24 Kgf 유효 힘을 발생시키는 전자석을 포함할 수 있다. 자석(205)은 75 Kgf 초과(또는 미만) 최대 힘 및 24 Kgf 초과(또는 미만)의 유효 힘을 가할 수 있다.

3D(또는 3축) 기본 레벨 센서(220)는, 예를 들면, 스피릿 바이알 레벨, 원형 스피릿 바이알 레벨, 스피릿 레벨 버블 바이알, 틸트 센서, 또는 중력 벡터에 직각인 평면에서의 베이스(201)의 정렬에 대해 피드백을 제공할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다.

2D 빔 레벨 센서(230)는 이중 축 스피릿 레벨, 틸트 센서, 또는 중력 벡터에 직각인 베이스(201)의 정렬에 대해 피드백을 제공할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 센서(230)는 4 arcsec 감도를 제공할 수 있다.

빔 지지 베이스(240)는 빔 레벨링 베이스(250)에 기계적으로 결합될 수 있고 2D 레벨 센서(230) 및 빔 소스 구동기(260)를 유지할 수 있다. 빔 레벨링 베이스(250)는 약 +/- 2.5°의 범위와 2 arcsec 감도를 갖는 이중 축 레벨링 베이스를 포함할 수 있다. 빔 레벨링 베이스(250)는 중력 벡터에 대해 빔 레벨링 베이스(250)의 법평면을 조절하기 위해 복수의(예를 들어, 2 개의) 조절 가능 노브(2501, 2502)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 노브(2501, 2502)는 2D 빔 레벨 센서(230)를 중심으로 위치시키도록 조절될 수 있다(예를 들어, 스피릿 바이알 내의 기포를 2D 센서(2301, 2302) 각각의 중심으로 가져옴).

도 7은 본 개시 내용의 실시예에 따라 베이스 스테이션(200)(도 5 및 도 6에 도시됨)을 설정하고 작동하는 과정(400)을 도시한다. 전술한 바와 같이, 베이스 스테이션 컴퓨터(300)(도 4에 도시됨)는 도 7에 도시된 단계를 실시하기 위한 컴퓨터 코드(또는 명령)의 섹션을 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 초기에, 자석(205)이 오프(또는 계합 해제)된 것을 확인한 후, 핸들(203)이 작업자에 의해 파지될 수 있고, 베이스 스테이션(200)이 측정될 탱크의 탱크 벽 상의 요구되는 위치 또는 탱크 벽에 근접한 위치에 위치될 수 있다(단계 405). 베이스 레벨 센서(220)가 상방을 향하도록 베이스 스테이션(200)이 위치되어야 한다. 베이스 스테이션(200)은 자석(204)에 의해 탱크 벽(112)의 표면에 부착될 수 있다. 자석(205)은 여전히 계합 해제되어야 한다.

한 손을 베이스 스테이션(200)에 유지하고 아직 자석(205)과 계합하지 않고, 베이스 스테이션(200)이 중력 벡터에 대해 적절하게 정렬되는지를 확인하도록 베이스 레벨 센서(220)가 검사되고(단계 410), 필요하다면(단계 412에서 아니오), 베이스 스테이션(200)이 중력 벡터(GV)에 대하여 적절하게 정렬될 때까지(단계 412에서 예), 베이스 스테이션(200)이 조절될 수 있다(단계 415). 도 5 및 도 6에 도시된 실시예의 경우, 원형 스피릿 바이알 내의 기포가, 예를 들면, 0으로부터 약 2.5°와 같이, 미리 결정된 베이스 레벨 범위 내에 있는지를 확인하기 위해 베이스 레벨 센서(220)가 시각적으로 검사될 수 있다(단계 410, 412). 그렇지 않다면(단계 412에서 아니오), 핸들(203) 및/또는 레그 조절기(2021)를 사용하여, 예를 들면, 0에서 약 2.5°의 미리 설정된 베이스 레벨 범위 내에서 스피릿 바이알(220) 내의 기포를 가져오도록(단계 410), 베이스 스테이션(200)이 조절될 수 있다(단계 415).

베이스 레벨 센서(220)에 기초하여, 베이스 스테이션(200)이 중력 벡터(GV)에 대해 적절히 정렬된 것으로 결정되면(단계 412에서 예), 베이스 스테이션(200)을 탱크 벽(112)에 고정하기 위해, 예를 들면, 자석 액추에이터(2051)의 작동에 의해, 자석(205)이 계합될 수 있다(단계 420). (예를 들면, 자석 액추에이터(2051)를, 예를 들면, 약 180° 회전시켜) 자석(205)이 계합된 이후, 작업자는 두 핸들(203)을 해제할 수 있다.

베이스 레벨 센서(220)가 중력 벡터(GV)에 대한 베이스(201)의 적절한 정렬을 나타내는 것을 확인한 이후(단계 412에서 예), 빔 레벨 센서(230 (2301 및 2302))가 확인될 수 있고(단계 425), 필요하다면(단계 428에서 아니오), 빔 레벨 센서(230)가 중력 벡터(GV)에 대한 레벨링 베이스(250)(따라서, 빔 소스(210))의 적절한 정렬(단계 428에서 예)을 나타낼 때까지, 레벨링 베이스(250)가 조절될 수 있다(단계 430). 도 5 및 도 6의 실시예의 경우, 바이알 내의 기포가, 예를 들면, 0에서 약 2.5°와 같이, 미리 결정된 빔 레벨 범위 내에 있는지를 확인하기 위해, 이중 축 스피릿 바이알(2301, 2302)이 시각적으로 검사될 수 있다(단계 425, 428). 그렇지 않으면(단계 428에서 아니오), 노브(2501 및 2502)를 사용하여, 예를 들면, 0에서 2.5°의 미리 설정된 빔 레벨 범위 내에서 스피릿 바이알(2301,2302) 내의 기포를 가져오도록(단계 425, 428), 빔 레벨링 베이스(250)가 조절될 수 있다(단계 430).

그런 다음, (예를 들어, 스피릿 바이알(2301 및 2302) 내의 기포를 기록하여) 빔 레벨 센서(230) 표시가 기록될 수 있고(단계 435), 레벨링 베이스(250)는 도 3에 도시된 제1 위치로부터 제2의 대향 위치(미도시)로 180° 회전될 수 있다(단계 440). 플랫폼(2010) 및 빔 레벨링 베이스(250)는 회전 잠금 기구(미도시)를 포함할 수 있고, 회전 잠금 기구는, 예를 들면, 핀, 볼 베어링, 등과 같은 플랫폼(2010) 및 빔 레벨링 베이스(250) 중 다른 하나에서의 수형 돌출부(미도시)를 수용하는, 예를 들면, 핀 홀과 같은 플랫폼(2010) 및 빔 레벨링 베이스(250) 중 하나에서의 암형 수용기(미도시)를 포함할 수 있어, 빔 레벨링 베이스(250)(또는 기준 빔(110)에 실질적으로 평행한 평면)의 표면의 법선이 플랫폼(2010)의 상면의 법선으로부터 오프셋 반경 방향으로 180°인 위치를 포함하는, 플랫폼(2010)에 대한 하나 이상의 미리 설정된 반경 방향 위치로 빔 레벨링 베이스(250)를 해제 가능하게 잠근다.

빔 레벨링 베이스(250)가 제1 위치로부터 180° 회전된 이후(단계 440), 빔 레벨링 베이스(250)가 중력 벡터(GV)에 대해 적절하게 정렬되는 지를 확인하기 위해, 빔 레벨 센서(230)가 확인될 수 있고(단계 445), 그것이 아니라고 판단되면(단계 448에서 아니오), 중력 벡터(GV)에 대한 적절한 정렬을 빔 레벨 센서(230)가 나타낼 때까지(단계 448에서 예), 빔 레벨링 베이스(250)가 조절될 수 있다(단계 450). 도 5 및 도 6의 실시예의 경우, 예를 들면, 0에서 약 2.5°와 같은 미리 설정된 빔 레벨 범위 내에서 스피릿 바이알(2301, 2302) 내의 기포를 가져오도록 레벨링 베이스(250)를 조절하기 위해(단계 445, 448) 노브(2501, 2502)가 조작될 수 있다(단계 450). 각각의 스피릿 바이알 버블에 의해 이동된 거리를 절반으로 줄이기 위해, 각각의 노브(2501, 2502)가 조절될 수 있다(단계 450). 선택적으로, 노브(2501, 2502)를 제자리에 잠그기 위해, 각 노브(2501, 2502)에 설정 나사(미도시)가 구비될 수 있다.

위치 센서(108)(도 2에 도시됨)의 판독이 획득되고 기록될 수 있다(단계 455). 전술한 바와 같이, 위치 센서(108)는 트롤리(104) 상에 구비될 수 있고, 위치 센서(108) 판독 대신에 또는 이에 추가적으로, 트롤리(104)의 위치가 기록될 수 있다. 그런 다음, 빔 레벨링 베이스(250)는 다시 제1 위치로 180° 회전될 수 있다(단계 460). 빔 레벨링 베이스(250)가 다시 제1 (또는 원래) 위치로 회전됨에 따라, 빔 레벨 센서(230)는 비교적 정적으로 유지되어야 한다. 빔 레벨링 베이스(250)가 중력 벡터(GV)에 대해 적절하게 정렬되어 있는 지를 확인하기 위해, 빔 레벨 센서(230)가 확인되어야 한다(단계 465). 도 5 및 도 6의 실시예의 경우, 스피릿 바이알(2301, 2302) 내의 기포가, 예를 들면, 눈금 마크의 약 1/2과 같은 미리 정해진 회전 빔 레벨 범위를 초과한 것만큼 이동해서는 안된다(단계 465). 기포가 미리 설정된 회전 빔 레벨 범위 양을 초과하여, 예를 들어 눈금의 1/2만큼 이동하면(단계 468에서 아니오), 단계 435 내지 465가 반복되어야 한다.

기포가 미리 설정된 회전 빔 레벨 범위 양을 초과하여 이동하지 않으면(단계 468에서 예), 위치 센서(108)(및/또는 트롤리)의 새로운 판독이 획득되고 기록되어야 한다(단계 470).

베이스 레벨 센서(220)(단계 420에서 예) 및 빔 레벨 센서(230)(단계 428, 448, 468에서 예)가 중력 벡터(GV)에 대한 플랫폼(2010) 및 빔 레벨링 베이스(250)의 적절한 정렬을 나타내는 것으로 확인된 이후, 위치 센서(108) 신호가 검사될 수 있고(단계 475, 480), 위치 센서(108)(및/또는 트롤리(104)) 판독이, 예를 들면, 2개의 이전에 기록된 판독(단계 480에서 예)의 평균에 가능한 한 근접한 것과 같은, 그 지점에서 위치 센서 판독이 기록될 수 있는(단계 490), 미리 설정된 빔 위치 범위 내에 있을 때까지(단계 480), 기준 빔(110)의 빔 팬을 조향하기 위해, (예를 들면, 노브(2109)를 조절하는 것에 의해) 회전 스테이지(2108)가 조절될 수 있다(단계 485). 빔 레벨 센서(230)가 정적 상태로 유지되는 지(예를 들면, 센서(2301, 2302) 내의 스피릿 레벨 기포가 회전 전체에 고정된 상태로 유지됨)를 추가로 검증하기 위해, 빔 레벨링 베이스(250)가 (선택적으로) 1회 이상 180° 회전될 수 있고, 위치 센서(108)(및/또는 트롤리(104))는 각 회전 전후에 일치한다.

예를 들면, DigiPas DWL-8500xy가 빔 레벨링 베이스(250)의 상부에 선택적으로 장착될 수 있고, 180° 회전에 걸쳐 레벨을 검증하는데 사용될 수 있다.

본 개시 내용에서 사용되는 "액추에이터"는 예를 들어, 제한 없이, 모터, 전기 모터, 유압 액추에이터, 공압 액추에이터, 기어, 랙 앤 피니언, 자석, 전기 활성 재료 등과 같은 기계력을 생성할 수 있는 기계, 장치, 회로, 부품, 모듈 또는 기계, 장치, 회로, 부품, 모듈 등의 임의의 시스템을 의미한다.

본 개시 내용에서 사용되는 "통신 링크"는 적어도 2 개의 지점 사이에서 데이터 또는 정보를 전달하는 유선 및/또는 무선 매체를 의미한다. 유선 또는 무선 매체는, 예를 들면, 금속 도체 링크, 무선 주파수(RF) 통신 링크, 적외선(IR) 통신 링크, 광학 통신 링크 등을 제한 없이 포함할 수 있다. RF 통신 링크는, 예를 들면, WiFi, WiMAX, IEEE 802.11, DECT, 0G, 1G, 2G, 3G, 4G 또는 5G 셀룰러 표준, 블루투스 등을 포함할 수 있다. 통신 링크는 공중 전화 교환망 (PSTN) 회선, VoIP (Voice-over-Internet-Protocol) 회선, 셀룰러 네트워크 링크, 인터넷 프로토콜 링크 등을 포함할 수 있다. 인터넷 프로토콜은, 응용층(예를 들면, BGP, DHCP, DNS, FTP, HTTP, IMAP, LDAP, MGCP, NNTP, NTP, POP, ONC/RPC, RTP, RTSP, RIP, SIP, SMTP, SNMP, SSH, TELNET, TLS/SSL, XMPP, 등), 전송층(예를 들면, TCP, UDP, DCCP, SCTP, RSVP, 등), 인터넷층(예를 들면, IPv4, IPv6, ICMP, ICMPv6, ECN, IGMP, IPsec, 등), 및 링크층(예를 들면, ARP, NDP, OSPF, 터널(L2TP), PPP, MAC(이더넷, DSL, ISDN, FDDI, 등), 등)을 포함할 수 있다.

본 개시 내용에서 사용되는 "네트워크"는, 예를 들어, 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 대도시 통신망(MAN), 개인 영역 네트워크(PAN), 캠퍼스 영역 네트워크, 회사 영역 네트워크, 글로벌 영역 네트워크(GAN), 광대역 영역 네트워크(BAN), 셀룰러 네트워크, 인터넷 등 또는 이들의 임의의 조합, 무선 및/또는 유선 통신 매체를 통해 데이터를 통신하도록 구성되는 임의의 것을 의미하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 네트워크는 TCP/IP, IRC 또는 HTTP로 제한되지 않는 다양한 프로토콜을 실행할 수 있다.

본 개시 내용에서 사용된 "컴퓨터"는, 예를 들면, 제한 없이, 프로세서, 마이크로 프로세서, 중앙 처리 장치, 범용 컴퓨터, 슈퍼 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 워크 스테이션 컴퓨터, 서버, 서버 팜, 컴퓨터 클라우드 등, 또는 프로세서, 마이크로 프로세서, 중앙 처리 장치, 범용 컴퓨터, 슈퍼 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 워크 스테이션 컴퓨터, 서버, 서버 팜, 컴퓨터 클라우드 등의 어레이와 같이, 하나 이상의 명령에 따라 데이터를 조작할 수 있는 임의의 기계, 장치, 회로, 부품 또는 모듈, 또는 임의의 기계, 장치, 회로, 부품, 모듈 등의 임의의 시스템을 의미한다.

본 개시 내용에서 사용된 용어 "포함하고", "포함하는" 및 그 변형은, 달리 명시되지 않는 한, "포함하지만 이에 한정되지 않는"을 의미한다.

본 개시 내용에서 사용된 용어 "a", "an" 및 "the"는 달리 명시되지 않는 한 "하나 이상"을 의미한다.

달리 명시되지 않는 한, 서로 통신하는 장치는 서로 연속적으로 통신할 필요는 없다. 또한, 서로 통신하는 장치는 직접적으로 또는 하나 이상의 중개자를 통해 간접적으로 통신할 수 있다.

과정 단계, 방법 단계, 알고리즘 등이 순차적인 순서로 설명될 수 있지만, 이러한 과정, 방법 및 알고리즘은 대안적인 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 설명될 수 있는 임의의 순서 또는 단계 순서는 반드시 단계가 그 순서로 수행되어야 하는 요건을 나타내는 것은 아니다. 본원에 설명된 과정, 방법 또는 알고리즘의 단계는 실용적인 임의의 순서로 수행될 수 있다. 또한, 일부 단계는 동시에 수행될 수 있다.

단일 장치 또는 물품이 본원에 설명될 때, 단일 장치 또는 물품 대신에 복수의 장치 또는 물품이 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 마찬가지로, 복수의 장치 또는 물품이 본원에 설명되는 경우, 복수의 장치 또는 물품 대신 단일 장치 또는 물품이 사용될 수 있음이 명백할 것이다. 장치의 기능 또는 특징은 대안적으로 그러한 기능 또는 특징을 갖는 것으로 명시되지 않은 하나 이상의 다른 장치에 의해 구현될 수 있다.

본 개시 내용에서 사용되는 "컴퓨터 판독 가능 매체"는 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 데이터(예를 들면, 명령)를 제공하는데 참여하는 임의의 매체를 의미한다. 이러한 매체는 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하여 다수의 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 비휘발성 매체는 광학 또는 자기 디스크 및 다른 영구 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 매체는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)를 포함할 수 있다. 전송 매체는 프로세서에 결합된 시스템 버스를 포함하는 와이어를 포함하여, 동축 케이블, 구리 와이어 및 광섬유를 포함할 수 있다. 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 중 발생된 것과 같은 음파, 광파 및 전자기 방출을 포함하거나 전달할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 일반적인 형태는, 예를 들면, 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 홀의 패턴을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이하 본원에 설명되는 반송파, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 "클라우드"를 포함할 수 있으며, "클라우드"는 다수(예를 들어, 수천)의 컴퓨터 상의 다수(예를 들어, 수천)의 메모리 캐시를 통한 파일 분포를 포함한다.

컴퓨터로 명령 시퀀스를 전달하는데 다양한 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체가 포함될 수 있다. 예를 들면, 명령 시퀀스는, (i) RAM으로부터 프로세서로 전달될 수 있고, (ii) 무선 전송 매체를 통해 전달될 수 있고/있거나, (iii) 예를 들면, WiFi, WiMAX, IEEE 802.11, DECT, 0G, 1G, 2G, 3G 또는 4G 셀룰러 표준, 블루투스 등을 포함하는 다수의 포맷, 표준 또는 프로토콜에 따라 포맷될 수 있다.

본 개시 내용이 예시적인 실시예와 연관되어 설명되었지만, 당업자는 본 개시 내용이 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내의 변형예로 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 예는 단지 예시적인 것이며, 본 개시 내용의 모든 가능한 디자인, 실시예, 응용예 또는 변형예의 전체 목록이 되도록 의도된 것은 아니다.

Claims

기준 빔을 위치 센서와 정렬하는 자기 교정 시스템으로서,
상기 기준 빔을 발생시켜 방출하는 빔 소스를 포함하는 베이스 스테이션을 포함하고,
상기 베이스 스테이션은 베이스 레벨 센서 및 빔 레벨 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 베이스 스테이션은 상기 기준 빔의 빔 각도, 빔 팬, 빔 강도 및 빔 온/오프 조건 중 적어도 하나를 조절하는, 자기 교정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 탱크 벽에 부착되는 베이스를 포함하는, 자기 교정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 빔 소스를 지지하는 플랫폼을 포함하는, 자기 교정 시스템.
제3항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 탱크 벽에 부착되는 베이스를 포함하고, 상기 플랫폼은 상기 베이스에 실질적으로 직각인, 자기 교정 시스템.
제3항에 있어서,
상기 베이스 레벨 센서는 상기 플랫폼 상에 위치되는, 자기 교정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 빔 소스를 고정되게 유지하는 빔 지지 베이스를 포함하고, 상기 빔 레벨 센서는 상기 빔 지지 베이스 상에 위치되는, 자기 교정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 기준 빔을 조절하는 빔 레벨링 베이스를 포함하는, 자기 교정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 빔 소스를 고정되게 유지하는 빔 지지 베이스를 포함하고, 상기 빔 지지 베이스는 상기 빔 레벨링 베이스에 기계적이거나 전기적으로 결합되고, 상기 빔 레벨링 베이스는 상기 빔 지지 베이스의 위치를 조절하는, 자기 교정 시스템.
제2항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 베이스의 제1 면과 상기 탱크 벽의 표면 사이의 공간을 변화시키도록 조절되는 레그를 포함하는, 자기 교정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 탱크 벽 또는 로봇에 부착되어 상기 탱크 벽에 대하여 상기 베이스 스테이션을 제 위치에 유지하는 자석을 포함하는, 자기 교정 시스템.
제10항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 베이스 스테이션을 상기 탱크 벽 또는 상기 로봇에 고정하고 상기 탱크 벽 또는 상기 로봇에 대해 적어도 하나의 평면에서 상기 베이스 스테이션의 이동을 방지하도록 선택적으로 온/오프되는 다른 자석을 더 포함하는, 자기 교정 시스템.
제11항에 있어서,
상기 다른 자석은 전자석 또는 전환 가능 자석을 포함하는, 자기 교정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 빔 레벨링 베이스는 실세계 좌표계의 적어도 2개의 평면에서 상기 기준 빔을 조절하는, 자기 교정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 탱크 벽 또는 로봇에 부착되는 베이스를 포함하고, 상기 빔 레벨링 베이스는 상기 베이스의 표면에 직각인 축을 중심으로 회전되게 조절되는, 자기 교정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 빔 소스를 지지하는 플랫폼을 포함하고, 상기 플랫폼은 종축을 갖고, 상기 빔 레벨링 베이스는 상기 종축을 중심으로 회전되게 조절되는, 자기 교정 시스템.
제15항에 있어서,
상기 빔 레벨링 베이스는 상기 종축을 중심으로 0도로부터 180도로 회전하는, 자기 교정 시스템.
교정 시스템에서 베이스 스테이션을 정렬하는 방법으로서,
측정될 탱크의 탱크 벽 상의 요구되는 위치 또는 탱크 벽에 근접한 요구되는 위치에 상기 베이스 스테이션을 위치 결정하는 단계로서, 상기 베이스 스테이션은 베이스를 포함하는 단계;
베이스 레벨 센서를 확인하고, 베이스가 위치 센서 위치 및 중력 벡터 중 적어도 하나와 적절하게 정렬될 때까지 상기 베이스를 조절하는 단계;
상기 베이스를 상기 탱크 벽에 고정하고 상기 베이스가 상기 탱크 벽에 대하여 적어도 하나의 평면에서 이동하는 것을 방지하도록 자석을 계합하는 단계;
빔 레벨 센서를 확인하고, 상기 빔 레벨 센서가 상기 중력 벡터에 대한 상기 빔 레벨링 베이스의 적절한 정렬을 표시할 때까지 빔 레벨링 베이스를 조절하는 단계; 및
빔 레벨 센서 표시를 기록하는 단계를 포함하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 빔 레벨링 베이스를 제1 위치로부터 180° 회전하는 단계를 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 빔 레벨 센서를 확인하고, 상기 빔 레벨링 베이스가 상기 중력 벡터에 평행하게 정렬될 때까지 상기 빔 레벨 베이스를 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
제17항에 있어서,
위치 센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 센서 신호를 기초로 상기 베이스 및 상기 빔 레벨링 베이스 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 센서 신호는 기준 빔이 상기 위치 센서에 도달하는 위치 지점을 나타내는 위치 신호를 포함하는, 방법.