NO123319B

NO123319B -

Info

Publication number: NO123319B
Application number: NO16510166A
Authority: NO
Inventors: I Hoeivold; J Lund
Original assignee: Norcontrol Divisjon Av Noratom
Priority date: 1966-10-11
Filing date: 1966-10-11
Publication date: 1971-10-25
Also published as: SE341917B; GB1195595A

Description

System for nivåmåling i væsketanker på basis av boblerørprinsippet. System for level measurement in liquid tanks based on the bubble tube principle.

Denne oppfinnelse angår nivåmålesystemer og er mer spesielt rettet mot et system for nivåmåling i væsketanker på basis av boblerørprinsippet. This invention relates to level measurement systems and is more particularly directed towards a system for level measurement in liquid tanks based on the bubble tube principle.

For nivåmåling i åpne og lukkede tanker er det tidligere kjent å bruke målesystemer basert på boblerørprinsippet, hvilket består i at et målerør eller dykkrør er ført ned i tanken under nivået av væsken i denne og fødes med en liten luftstrøm, hvor-ved trykket i målerøret svarer til væsketrykket ved rørets ut-løpsåpning. Lufttrykket i målerøret blir så målt ved hjelp av et manometer. Når væsketrykket i en gitt dybde er kjent, kan væskenivået beregnes når den spesifikke vekt av væsken likeledes er gitt eller målt. For level measurement in open and closed tanks, it is previously known to use measuring systems based on the bubble tube principle, which consists of a measuring tube or diving tube being led down into the tank below the level of the liquid in it and fed with a small air flow, whereby the pressure in the measuring tube corresponds to the liquid pressure at the outlet opening of the pipe. The air pressure in the measuring tube is then measured using a manometer. When the liquid pressure at a given depth is known, the liquid level can be calculated when the specific weight of the liquid is also given or measured.

Slike målesystemer har anvendelse blant annet i tankskip Such measuring systems are used, among other things, in tankers

for å muliggjøre en nøyaktig lasting og lossing av lasttankene. Målesystemer basert på boblerørprinsippet har blant annet den for-del at de kan brukes for fjernmåling, hvilket er av betydning også ved andre tankanlegg enn slike i tankskip. Som ytterligere fordeler kan nevnes at målesystemer av denne art ikke medfører plasering av elektriske komponenter eller mekanisk bevegelige deler i nærheten av eller i tankene, hvilket på den ene side medfører øket sikkerhet i tilfelle av tanker for brannfarlig eller eksplosive væsker og på den annen side gjør måleutstyret mer pålitelig og vedlikeholds-fritt. to enable accurate loading and unloading of the cargo tanks. Measuring systems based on the bubble tube principle have, among other things, the advantage that they can be used for remote measurement, which is also important for tank installations other than those in tankers. As additional advantages, it can be mentioned that measurement systems of this kind do not entail the placement of electrical components or mechanically moving parts near or in the tanks, which on the one hand leads to increased safety in the case of tanks for flammable or explosive liquids and on the other hand makes the measuring equipment more reliable and maintenance-free.

Det er kjent forskjellige utførelser av målesystemer Various designs of measuring systems are known

basert på boblerørsystemet hvor det. er tatt sikte på å oppnå en øket nøyaktighet av målingene, særlig i området opp imot det maksimale nivå av en tank. Det kan i denne forbindelse henvises til U.S.patent nr. 2.559.436, britisk patent nr. 865.909 og britisk patent nr. 945.549. Det sistnevnte patentskrift er av særlig interesse i denne forbindelse, da det viser et system med to manometre hvorav det ene er innrettet til å måle væskenivået i området nær det maksimale eller fullt nivå med større nøyaktighet ved hjelp av et målerør som bare stikker et stykke ned under det maksimale nivå i tanken. based on the bubble tube system where it. is aimed at achieving an increased accuracy of the measurements, particularly in the area up to the maximum level of a tank. Reference may be made in this connection to U.S. Patent No. 2,559,436, British Patent No. 865,909 and British Patent No. 945,549. The latter patent document is of particular interest in this connection, as it shows a system with two manometers, one of which is arranged to measure the liquid level in the area near the maximum or full level with greater accuracy by means of a measuring tube which only sticks a little way down below the maximum level in the tank.

Det kan også nevnes at ifølge en kjent metode er det mulig It can also be mentioned that according to a known method it is possible

å bestemme egenvekten av en væske ved hjelp av et manometer hvis høytrykkside er forbundet med et rør som er ført ned i væsken til en viss dybde, og hvis lavtrykkside er forbundet med et rør som er ført ned i væsken til en mindre dybde, idet dybdeforskjellen mellom de to rørender forutsettes kjent eller målt. Avlesningen av manometeret vil da muliggjøre en direkte beregning av væskens spesifikke vekt. Det er i denne forbindelse kjent fra britisk patentskrift nr. 1.026.182, som også omhandler et målesystem med to manometre av den ovenfor omtalte type, at det kan eksistere en sammenkobling mellom lavtrykksiden av det ene manometer og høytrykksiden av det annet manometer, mens det ene manometer er koblet for måling av spesifikk vekt. Herunder er imidlertid det annet manometer over-hodet ikke i virksomhet, idet nivåmåling foretas med helt andre sammenkoblinger av de to manometre. to determine the specific gravity of a liquid by means of a manometer whose high-pressure side is connected to a pipe which is led down into the liquid to a certain depth, and whose low-pressure side is connected to a pipe which is led down into the liquid to a lesser depth, the difference in depth being between the two pipe ends is assumed to be known or measured. The reading of the manometer will then enable a direct calculation of the liquid's specific weight. In this connection, it is known from British patent document no. 1,026,182, which also deals with a measuring system with two manometers of the type mentioned above, that there can be a connection between the low pressure side of one manometer and the high pressure side of the other manometer, while the one manometer is connected for measuring specific weight. Below this, however, the second manometer is not in operation at all, as level measurement is carried out with completely different connections of the two manometers.

Foreliggende oppfinnelse er således nærmere bestemt rettet mot et system for nivåmåling i væsketanker på basis av boblerør- prinsippet, hvilket system er av den type som omfatter minst to manometre og minst to målerør, hvorav et første målerør fortrinnsvis er ført ned til et punkt nær bunnen av tanken og et annet målerør i det minste er ført ned til et nivå under det maksimale nivå The present invention is thus specifically directed towards a system for level measurement in liquid tanks based on the bubble tube principle, which system is of the type that comprises at least two manometers and at least two measuring tubes, of which a first measuring tube is preferably led down to a point near the bottom of the tank and another measuring tube is at least brought down to a level below the maximum level

som ønskes målt, hvilket første målerør er forbundet med høytrykk-siden av et første manometer og hvilket annet målerør er forbundet med høytrykksiden av et annet manometer, mens lavtrykksiden av det første manometer er forbundet med høytrykksiden av det annet manometer. De nye og særegne trekk ved systemet ifølge foreliggende oppfinnelse består i første rekke i at de to manometre har en koordinert skalaanordning på hvilken det første manometer har en skala for spesifikk vekt av væsken innrettet til å samvirke med en skala tilforordnet det annet manometer som med stor nøyaktighet angir maksimalt eller fullt nivå svarende til respektive skalaverdier for spesifikk vekt på den nevnte skala for spesifikk vekt, hvilke skalaer er innrettet til å samvirke ved at det mellom skalaen for spesifikk vekt og den nevnte skala tilforordnet det annet manometer er trukket forbindelseslinjer som direkte angir sammenhørende verdier på de to skalaer. which is desired to be measured, which first measuring tube is connected to the high-pressure side of a first manometer and which other measuring tube is connected to the high-pressure side of another manometer, while the low-pressure side of the first manometer is connected to the high-pressure side of the second manometer. The new and distinctive features of the system according to the present invention consist primarily in the fact that the two manometers have a coordinated scale device on which the first manometer has a scale for the specific weight of the liquid arranged to cooperate with a scale assigned to the second manometer which with a large accuracy indicates maximum or full level corresponding to respective scale values for specific weight on the said scale for specific weight, which scales are designed to cooperate in that connecting lines are drawn between the scale for specific weight and the said scale assigned to the other manometer which directly indicate corresponding values on the two scales.

Ved hjelp av denne nye kobling av et slikt målesystem By means of this new coupling of such a measuring system

blir det oppnådd en rekke fordeler. Indikasjonen eller avlesningen av manometrene blir særlig enkel og oversiktlig, slik at operatøren raskt og nøyaktig kan se når væskenivået under fylling nærmer seg det maksimale nivå for en tank. Egenvekten av væsken kan straks avleses uten tidkrevende beregninger, og løsningen muliggjør videre et meget fordelaktig og hensiktsmessig skala-arrangement i et målesystem med to manometre. a number of benefits are achieved. The indication or reading of the manometers becomes particularly simple and clear, so that the operator can quickly and accurately see when the liquid level during filling approaches the maximum level for a tank. The specific gravity of the liquid can be immediately read without time-consuming calculations, and the solution also enables a very advantageous and appropriate scale arrangement in a measuring system with two manometers.

I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen som viser en utførelsesform for oppfinnelsen tegnet helt skjematisk og sterkt forenklet for å bringe de vesentlige trekk som har tilknytning til oppfinnelsen tydelig frem. In what follows, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, which shows an embodiment of the invention drawn entirely schematically and greatly simplified in order to clearly bring out the essential features associated with the invention.

Tegningen viser en lukket tank T forsynt med gassventil G, hvilken tank for eksempel kan være en lasttank på et tankskip. The drawing shows a closed tank T equipped with a gas valve G, which tank can for example be a cargo tank on a tanker.

I tanken T er det ført inn tre målerør b^, b^og b^, som fødes med en liten luftstrøm Q. Av disse tre rør er rørene b^og b^å betrakte som de egentlige målerør, mens røret b^gjør tjeneste som kompensasjonsforbindelse. Luften vil for målerørene b^og b^ boble ut i væsken, som har spesifikk vekt y—, og trykket i male- rør b^vil være lik det hydrostatiske trykk ^"'h ve^ målerørets utløpsåpning, der h er høyden fra tankbunnen til væskeoverflaten. Nivået n^av den nedre ende av målerøret b^antas her å ligge så Three measuring tubes b^, b^ and b^ are introduced into the tank T, which are supplied with a small air flow Q. Of these three tubes, the tubes b^ and b^ are to be regarded as the actual measuring tubes, while the tube b^ serves as compensation compound. For the measuring tubes b^ and b^, the air will bubble out into the liquid, which has a specific weight y—, and the pressure in the measuring tube b^ will be equal to the hydrostatic pressure ^"'h ve^ the outlet opening of the measuring tube, where h is the height from the tank bottom to the liquid surface.The level n^of the lower end of the measuring tube is assumed here to be so

nær bunnen av tanken at forskjellen mellom h og h-n^er neglisjer- near the bottom of the tank that the difference between h and h-n^ is neglect-

bar. bar.

Manometrene 1 og 2 er koblet til målerørene som vist på Manometers 1 and 2 are connected to the measuring tubes as shown

fig. 1. fig. 1.

Således er målerøret b^ forbundet med høytrykksiden av manometeret 1 og målerøret er forbundet med høytrykksiden av manometeret 2. Videre er kompensasjonsmålerøret b^forbundet med lavtrykksiden av manometeret 2. Endelig er det som vist på fig..1, anbragt en forbindelse mellom høytrykksiden av det annet manometer 2 og lavtrykksiden av det første manometer 1. Denne forbindelse muliggjør en spesiell funksjon av manometeranordningen, slik det skal forklares nærmere nedenfor. Thus, the measuring tube b^ is connected to the high-pressure side of the manometer 1 and the measuring tube is connected to the high-pressure side of the manometer 2. Furthermore, the compensation measuring tube b^ is connected to the low-pressure side of the manometer 2. Finally, as shown in fig..1, a connection is placed between the high-pressure side of the second manometer 2 and the low pressure side of the first manometer 1. This connection enables a special function of the manometer device, as will be explained in more detail below.

Et viktig trekk ved målesystemet ifølge denne oppfinnelse består i den særiige anordning av indikator- eller avlesnings- An important feature of the measuring system according to this invention consists in the special arrangement of indicator or reading

skalaene for de to manometre, som er anbragt side om side slik det fremgår av fig. 1. Den til venstre for manometer 1 antydede skala med inndeling fra 0 til 90 angir fyllhøyden i tanken i prosent av det maksimale nivå under forutsetning av at tankinnholdet har en bestemt spesifikk vekt.. Med de tall som eksempelvis er innsatt på skalaene på fig. 1, er den bestemte spesifikke vekt valgt lik 1. Skalaen til høyre for manometer 1 angir spesifikk vekt for tankinnholdet efter at væskesøylen i dette manometer har sluttet å the scales for the two manometers, which are placed side by side as shown in fig. 1. The scale indicated to the left of manometer 1 with a division from 0 to 90 indicates the filling height in the tank as a percentage of the maximum level on the assumption that the tank contents have a specific specific weight. 1, the determined specific gravity is chosen equal to 1. The scale to the right of manometer 1 indicates the specific gravity of the tank contents after the liquid column in this manometer has stopped

stige fordi nivået er kommet over utløpsenden av det annet målerør b^-Forbindelseslinjer fra skalaen for spesifikk vekt er trukket over rise because the level has come above the outlet end of the second measuring tube b^-Connecting lines from the scale for specific gravity are crossed

til skalaen for manometer 2. Tallene til høyre for dette manometer angir på tilsvarende måte og under samme forutsetning som for manometer 1, fyllhøyden i tanken i prosent av det maksimale nivå, nemlig for området 90 til 100 prosent. Når den aktuellé væske i tanken avviker i egenvekt fra den forutsatte, hvilket vil fremgå to the scale for manometer 2. The numbers to the right of this manometer indicate in a similar way and under the same conditions as for manometer 1, the fill height in the tank as a percentage of the maximum level, namely for the range 90 to 100 percent. When the current liquid in the tank deviates in specific gravity from the assumed one, which will be apparent

av skalaen til høyre for manometer 1, fremkommer det automatisk på skalaen for manometer 2 hvilken manometeravlesning som der til- of the scale to the right of manometer 1, the scale of manometer 2 automatically shows which manometer reading there is

svarer maksimalt nivå med den aktuelle væske. Denne automatiske angivelse blir oppnådd ved hjelp av forbindelseslinjene mellom skalaene, hvilke linjer er trukket efter beregninger av sammen- corresponds to the maximum level with the fluid in question. This automatic indication is achieved by means of the connecting lines between the scales, which lines are drawn according to calculations of the

hørende skalaverdier på de to skalaer. respective scale values on the two scales.

Manometervæsken i manometer 1 har en spesifikk vekt som The manometer liquid in manometer 1 has a specific weight which

bør være omkring en dekade høyere enn væsken i manometer 2, for å should be about a decade higher than the liquid in manometer 2, in order to

få omtrent samme skalalengde for de to manometre. Manometer 1 i viser væskestanden opp til ca. 90 prosent nivå, dvs. fra nivå n^get approximately the same scale length for the two manometers. Manometer 1 i shows the liquid level up to approx. 90 percent level, i.e. from level n^

til nj, og manometer 2 fra ca. 90 prosent til 100 prosent nivå, to nj, and manometer 2 from approx. 90 percent to 100 percent level,

dvs. fra n2til n^, hvor nivået n^ tilsvarer maksimal fyllhøyde. i.e. from n2 to n^, where the level n^ corresponds to the maximum fill height.

Under fylling av tanken vil følgende gjelde: When filling the tank, the following will apply:

n^< h < n_ Væskesøylen i manometer 1 vil indikere nivå, mens ' i søyle 2 vil stå på null. Indikasjonen gir verdien jf"-<*>h, hvor h kan finnes dersom jj"' er kjent. Søyle 1 virker i denne fase som en grovindikering av nivå. n^< h < n_ The liquid column in manometer 1 will indicate level, while ' in column 2 will stand at zero. The indication gives the value jf"-<*>h, where h can be found if jj"' is known. Column 1 acts in this phase as a rough indication of level.

h = n_ I dette øyeblikk stopper søyle 1, og indikasjonen er h = n_ At this moment column 1 stops, and the indication is

et mål for spesifikk vekt. Søyle 2 vil starte. a measure of specific gravity. Pillar 2 will start.

^ h n^I denne fase vil søyle 1 vise spesifikk vekt, uavhengig av nivå. Nivåstigningen vil indikeres på søyle 2 ^ h n^In this phase, column 1 will show specific weight, regardless of level. The level rise will be indicated on column 2

med stor oppløsningsevne. Søyle 2 vil vise ^(h-^) , with high resolution. Column 2 will show ^(h-^) ,

men ^ kan leses på søyle 1 og h kan regnes ut nøyaktig. but ^ can be read on column 1 and h can be calculated exactly.

h = nQSøyle 1 vil fremdeles vise spesifikk vekt. Visningen h = nQColumn 1 will still show specific gravity. The display

på søyle 2 vil være avhengig av ^7 derfor kan søyle 2 kalibreres i spesifikk vekt som gjelder når h = n. on column 2 will depend on ^7 therefore column 2 can be calibrated in specific weight that applies when h = n.

Søyle 1 viser også gjeldende spesifikk vekt, som igjen via kalibreringen for spesifikk vekt på søyle 2 angir visningen på søyle 2 for å oppnå h = n^. Derved er oppnådd en entydig indikasjon for fullt nivå, som kan leses direkte på indikatoren uten at det er behov for omregning. Dette er vesentlig for å kunne fylle en tank til et spesifisert maksimalt nivå, for eksempel ved lasting av tankskip. Column 1 also shows the current specific gravity, which again via the specific gravity calibration on column 2 sets the display on column 2 to achieve h = n^. This results in an unambiguous indication of the full level, which can be read directly on the indicator without the need for conversion. This is essential to be able to fill a tank to a specified maximum level, for example when loading tankers.

Kompensasjonsrøret b3på fig. 1 tjener til å utbalansere The compensation pipe b3 in fig. 1 serves to balance

et eventuelt over- eller undertrykk i rommet over væsken i tanken, any excess or underpressure in the space above the liquid in the tank,

og er ikke nødvendig når tanken er åpen, dvs. med atmosfæretrykk over væskeoverflaten. I dette tilfelle kan også lavtrykksiden av manometer 2 stå i direkte åpen forbindelse med atmosfæren. and is not necessary when the tank is open, i.e. with atmospheric pressure above the liquid surface. In this case, the low pressure side of manometer 2 can also be in direct open connection with the atmosphere.

Det er klart at selv om de ovenfor beskrevne utførelses-eksempler er basert på bruk av væskemanometre, vil også manometre av andre typer kunne anvendes. En rekke modifikasjoner av den beskrevne utførelsesform vil kunne finnes av fagfolk på området. It is clear that even though the above-described embodiment examples are based on the use of liquid manometers, manometers of other types can also be used. A number of modifications of the described embodiment will be available to those skilled in the art.

Når det gjelder utnyttelsen av målesystemet er det åpenbart at dette ikke bare er begrenset til anvendelse i forbindelse med lasttanker på tankskip, men kan brukes ved ethvert tankanlegg hvor væsken er av en slik art at boblerørmetoden er brukbar. En annen anvendelse av praktisk interesse er for måling av skips dypgående ved inn-føring av målerørene i sjøvannet på i og for seg kjent måte. Temperaturvariasjoner i væsken vil kunne registreres som følge av den tilsvarende variasjon i spesifikk vekt. When it comes to the utilization of the measuring system, it is obvious that this is not only limited to use in connection with cargo tanks on tankers, but can be used at any tank facility where the liquid is of such a nature that the bubble tube method is usable. Another application of practical interest is for measuring a ship's draft by introducing the measuring tubes into the seawater in a manner known per se. Temperature variations in the liquid will be able to be registered as a result of the corresponding variation in specific weight.

Claims

System for level measurement in liquid tanks based on the bubble tube principle, comprising at least two manometers and at least two measuring tubes, of which a first measuring tube is preferably led down to a point near the bottom of the tank and a second measuring tube is at least led down to a level below the maximum level that is desired to be measured, which first measuring tube is connected to the high-pressure side of a first manometer and which other measuring tube is connected to the high-pressure side of another manometer, while the low-pressure side of the first manometer is connected to the high-pressure side of the second manometer, characterized in that the two manometers (1,2) have a coordinated scale device on which the first manometer (1) has a scale for specific weight of the liquid arranged to cooperate with a scale assigned to the second manometer (2) which with great accuracy indicates maximum or full level corresponding to respective scale values for specific weight on the mentioned scale for specific weight, which scales are designed to cooperate in that between the scale for specific weight and the scale mentioned therein assigned to the other manometer (2) connecting lines are drawn which directly indicate corresponding values on the two scales.