RU2714029C1 - Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов - Google Patents
Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714029C1 RU2714029C1 RU2019119553A RU2019119553A RU2714029C1 RU 2714029 C1 RU2714029 C1 RU 2714029C1 RU 2019119553 A RU2019119553 A RU 2019119553A RU 2019119553 A RU2019119553 A RU 2019119553A RU 2714029 C1 RU2714029 C1 RU 2714029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cryogenic
- liquid
- gas
- pressure sensor
- data transmission
- Prior art date
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
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к техническим средствам для автоматизированного измерения и контроля показателей хранения сжиженных криогенных газов. Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов, для которой каждый криогенный сосуд оборудуется датчиком дифференциального давления газовой и жидкостной фазы, датчиком давления газовой фазы, датчиком давления в теплоизоляционном пространстве и датчиком температуры окружающей среды, подключаемыми к модулю беспроводной передачи данных. Модули беспроводной передачи данных всех криогенных сосудов, состояние которых мониторируется, осуществляют передачу информации в модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости, к входу которого подключен блок хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа, а к выходу подключен приемопередающий блок. Технический результат заключается в повышении безопасности эксплуатации криогенных сосудов. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Заявленное изобретение относится к техническим средствам для автоматизированного измерения и контроля показателей состояния криогенных сосудов (сосудов для хранения сжиженных криогенных газов).
Наиболее близкими аналогами заявляемого изобретения являются способ определения в режиме реального времени уровня жидкости в криогенном сосуде (патент на изобретение ЕР №2205899), а также система для индикации уровня жидкости в криогенном сосуде (патент на изобретение US №20040236536), использующие пересчет уровня жидкости на основе измерения разности давлений в газовой и жидкостной фазах резервуара, с учетом поправки на изменение плотности, рассчитанной по показаниям датчика давления с возможностью как местной индикации (в непосредственной близости от криогенного сосуда) значения уровня жидкости, так и передачи данных на удаленное устройство для контроля процессов хранения, что позволяет службам логистики планировать доставку жидких продуктов без привлечения дополнительных ресурсов со стороны персонала, осуществляющего эксплуатацию криогенных сосудов. Недостатком этих технических решений является невозможность расчета и удаленного получения информации о прогнозируемом времени хранения криопродукта с учетом состояния емкости, условий окружающей среды и режимов эксплуатации.
Технической задачей заявленного изобретения является обеспечение удаленного мониторинга состояния криогенных сосудов, в том числе, с возможностью, на основе полученных данных, определять (вычислять) резервное (до момента срабатывания предохранительных устройств) время хранения криогенной жидкости.
Решение технической задачи обеспечивается тем, что каждый криогенный сосуд оборудуется датчиком дифференциального давления газовой и жидкостной фазы, датчиком давления газовой фазы, датчиком давления в теплоизоляционном пространстве и датчиком температуры окружающей среды, подключаемыми к модулю беспроводной передачи данных, причем модули беспроводной передачи данных всех криогенных сосудов, состояние которых мониторируется, осуществляют передачу информации в модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости, к входу которого подключен блок хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа, а к выходу подключен приемо-передающий блок.
Для мониторинга состояния криогенных сосудов в процессе транспортировки по меньшей мере один из транспортируемых криогенных сосудов оборудуется датчиком механических колебаний.
Для индикации состояния криогенного сосуда непосредственно у места его расположения вместо передачи данных в приемо-передающий блок может быть осуществлен вывод информации в систему индикации параметров хранения криогенных жидкостей.
Для удобства организации информационного обмена подключение датчиков к модулю беспроводной передачи данных может осуществляться по проводному интерфейсу (при условии размещения модуля беспроводной передачи данных в непосредственной близости от криогенного сосуда).
Для удобства организации информационного обмена подключение датчиков к модулю беспроводной передачи данных может осуществляться по беспроводному интерфейсу (при условии размещения модуля беспроводной передачи данных вдали от криогенного сосуда).
Для удобства организации информационного обмена подключение блока хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа к модулю определения времени безопасного хранения может осуществляться по проводному интерфейсу.
Для удобства организации информационного обмена подключение блока хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа к модулю определения времени безопасного хранения может осуществляться по беспроводному интерфейсу.
Технический результат, достигаемый заявленной совокупностью признаков, заключается в повышении безопасности эксплуатации криогенных сосудов за счет обеспечения возможности расчета значения резервного времени хранения криогенной жидкости в режиме реального времени как в стационарных условиях, так и при транспортировке. Это, в свою очередь, позволяет получать информацию для превентивного (упреждающего) принятия мер по предотвращению возможного сброса дорогостоящего криогенного продукта через предохранительные устройства, в том числе, по предотвращению возможного сброса в атмосферу горючих газов, образующих взрывоопасные смеси с воздухом. Компоненты заявленной системы известны на момент подачи заявки: датчик дифференциального давления газовой и жидкостной фазы может быть выполнен заодно с датчиком давления газовой фазы в рамках комплексного технического решения (URL:http://izmerkon.ru/userfiles/products/Pressure/Transmitters/PRD-33X/PRD33X_rus.pdf, дата обращения 04.06.2019);
датчик давления вакуума в теплоизоляционной полости может быть выполнен на базе микромеханического преобразователя (Ковыркин П.Б. Беспроводной микромеханический датчик для измерения давления в вакуумном диапазоне. Материалы научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика - 2017». Сборник статей. 2017. С. 72-79);
датчик температуры окружающей среды может быть выполнен в виде платинового термометра сопротивления Pt100 (ГОСТ 6651-2009);
датчик механических колебаний может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2383025;
приемо-передающий блок может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2562440.
Функционирование заявленной системы иллюстрируется фигурой, на которой обозначены:
1 - датчик дифференциального давления;
2 - датчик давления газовой фазы;
3 - датчик давления вакуума в теплоизоляционной полости;
4 - датчик температуры окружающей среды;
5 - датчик механических колебаний (опция для транспортных сосудов);
6 - модуль беспроводной передачи данных;
7 - модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости;
8 - блок хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа;
9 - приемо-передающий блок.
Функционирование системы состоит в следующем:
1) Каждый стационарный или транспортный криогенный сосуд, состояние которого мониторируется, оборудуется:
датчиком дифференциального давления газовой и жидкостной фаз, к которому подводятся две импульсные линии, выведенные, соответственно, из верхней и нижней частей сосуда,
датчиком давления газовой фазы, к которому подводится импульсная линия, выведенная из верхней части сосуда,
датчиком давления в теплоизоляционной полости, размещаемым на конце импульсной линии, выведенной из вакуумированного пространства между наружным и внутренним сосудом,
датчиком механических колебаний, размещаемым на внешней поверхности сосуда.
2) Информация от датчиков поступает в модуль беспроводной передачи данных. За счет наличия у каждого из криогенных сосудов, состояние которых мониторируется, индивидуального модуля беспроводной передачи данных, в систему мониторинга могут быть включены различные сосуды, вне зависимости от их удаленности друг от друга.
В качестве возможного варианта, при использовании идентичных криогенных сосудов и идентичных условий их размещения, хранения и транспортировки, возможно оборудование датчиками хотя бы одного из нескольких криогенных сосудов.
3) Из модуля беспроводной передачи данных осуществляется передача информации в модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости.
4) Модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости на основании данных о перепаде давления между газовой и жидкостной фазой хранимого продукта (криогенной жидкости) обеспечивает расчет уровня жидкости и прогнозируемого резервного времени хранения на основе информации из блока хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа, рассчитанных на основе данных о температурной стратификации, полученных при компьютерном моделировании процессов нестационарного тепломассообмена. Пересчет времени хранения производится в зависимости от текущей информации о давлении и уровне жидкости, а также с учетом необходимых поправок:
на основании информации о температуре окружающей среды производится поправка на значение теплового потока из окружающей среды через изоляцию;
при транспортировке криогенных жидкостей за счет информации с датчика механических колебаний о направлении, амплитуде и частоте колебаний учитывается поправка на увеличение теплового потока за счет диссипативных явлений при разрушении поверхности жидкости и усиленном каплеобразовании;
наличие информации от датчика давления вакуума в теплоизоляционной полости обеспечивает возможность вычисления поправки на значение теплового потока к криогенному продукту и уточнения расчета резервного времени хранения жидкости вплоть до аварийных случаев, связанных с потерей вакуума.
5) Модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости генерирует сообщения о состоянии системы хранения криогенных жидкостей, которые поступают в приемо-передающий блок, откуда направляются персоналу, ответственному за дистанционный контроль состояния криогенных сосудов.
Своевременное объективное информирование персонала, ответственного за дистанционный контроль состояния криогенных сосудов, о состоянии этих сосудов обеспечивает достижение технического результата - повышение безопасности эксплуатации криогенных сосудов.
Claims (7)
1. Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов, характеризующаяся тем, что каждый криогенный сосуд оборудуется датчиком дифференциального давления газовой и жидкостной фазы, датчиком давления газовой фазы, датчиком давления в теплоизоляционном пространстве и датчиком температуры окружающей среды, подключаемыми к модулю беспроводной передачи данных, причем модули беспроводной передачи данных всех криогенных сосудов, состояние которых мониторируется, осуществляют передачу информации в модуль определения времени безопасного хранения криогенной жидкости, ко входу которого подключен блок хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа, а к выходу подключен приемопередающий блок.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый криогенный сосуд дополнительно оборудуется датчиком механических колебаний.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что вместо передачи данных в приемо-передающий блок осуществляется вывод информации в систему индикации параметров хранения криогенных жидкостей.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подключение датчиков к модулю беспроводной передачи данных осуществляется по проводному интерфейсу.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подключение датчиков к модулю беспроводной передачи данных осуществляется по беспроводному интерфейсу.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа подключен к модулю определения времени безопасного хранения по проводному интерфейсу.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок хранения характеристик теплофизических свойств жидкости и газа подключен к модулю определения времени безопасного хранения по беспроводному интерфейсу.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119553A RU2714029C1 (ru) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119553A RU2714029C1 (ru) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2714029C1 true RU2714029C1 (ru) | 2020-02-11 |
Family
ID=69625722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019119553A RU2714029C1 (ru) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714029C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802102C1 (ru) * | 2022-12-14 | 2023-08-22 | Евгений Сергеевич Солдатов | Система мониторинга криогенных транспортных цистерн |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2335793C2 (ru) * | 2002-09-05 | 2008-10-10 | Фишер Контролз Интернэшнл Ллс | Система управления газовым защитным слоем и способ |
| CN204005218U (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 山东电力设备有限公司 | 变压器本体存储状态在线监测系统 |
| US20160033085A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Lightsail Energy, Inc. | Compressed gas storage unit and fill methods |
| CN206001262U (zh) * | 2016-08-26 | 2017-03-08 | 中船圣汇装备有限公司 | 一种可远程监控lng槽车 |
| US20180073682A1 (en) * | 2012-06-19 | 2018-03-15 | Shailendra Kumar Suman | Propane tank continuous monitoring system |
-
2019
- 2019-06-24 RU RU2019119553A patent/RU2714029C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2335793C2 (ru) * | 2002-09-05 | 2008-10-10 | Фишер Контролз Интернэшнл Ллс | Система управления газовым защитным слоем и способ |
| US20180073682A1 (en) * | 2012-06-19 | 2018-03-15 | Shailendra Kumar Suman | Propane tank continuous monitoring system |
| US20160033085A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Lightsail Energy, Inc. | Compressed gas storage unit and fill methods |
| CN204005218U (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 山东电力设备有限公司 | 变压器本体存储状态在线监测系统 |
| CN206001262U (zh) * | 2016-08-26 | 2017-03-08 | 中船圣汇装备有限公司 | 一种可远程监控lng槽车 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802102C1 (ru) * | 2022-12-14 | 2023-08-22 | Евгений Сергеевич Солдатов | Система мониторинга криогенных транспортных цистерн |
| RU2803856C1 (ru) * | 2022-12-29 | 2023-09-21 | Евгений Сергеевич Солдатов | Система мониторинга состояния заполненных криогенным продуктом танк-контейнеров при перевозке авиационным транспортом |
| RU2803855C1 (ru) * | 2022-12-29 | 2023-09-21 | Евгений Сергеевич Солдатов | Система мониторинга технического состояния криогенных танк-контейнеров |
| RU2812982C1 (ru) * | 2023-06-16 | 2024-02-06 | Евгений Сергеевич Солдатов | Устройство для автономного телеметрического контроля состояния транспортного контейнера |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI482965B (zh) | 用於測量兩相流體的物理性質的方法及設備 | |
| CN109477747B (zh) | 具有温度补偿的振动式流体流量测量系统 | |
| US20130245991A1 (en) | Method for determining the remaining life of a thermal mass in a shipping package while in transit | |
| CA2923150C (en) | Pressure sensor with mineral insulated cable | |
| US20190101245A1 (en) | Systems and methods for management of cryogenic storage vessels | |
| KR20070017297A (ko) | 이동 저장 탱크용 모니터링 시스템 | |
| US20170206497A1 (en) | Method for determining the remaining life of a thermal mass in a shipping package while in transit | |
| RU2714029C1 (ru) | Система дистанционного мониторинга состояния криогенных сосудов | |
| EP3234881A1 (en) | Environmental parameter monitor with wide area communication | |
| US10324477B2 (en) | System and method of fluid detection for a plurality of tanks | |
| KR100955035B1 (ko) | 2차 방벽의 결함부 검사방법 | |
| US20170131150A1 (en) | Process variable measurement system with secondary seal | |
| KR101448401B1 (ko) | 감지센서봉의 원거리 설치가 가능한 온도 및 압력 측정 계측기 | |
| WO2022010762A1 (en) | Method and arrangement for the transport of blood, biological samples, food and medicines | |
| US20220327476A1 (en) | Automated System for Payload Condition Monitoring and Prediction Using Digital Twins | |
| JP2021535371A (ja) | プロセス容器断熱材モニタリング | |
| US11187611B2 (en) | System and method for monitoring and reporting liquid nitrogen container level | |
| US9476787B1 (en) | Fluid detection system for a plurality of tanks | |
| CN108291691B (zh) | 用于主容器的失效指示补充容器 | |
| RU189985U1 (ru) | Автоцистерна для перевозки вязких нефтепродуктов | |
| CN105486373B (zh) | 一种储液罐及液体重量的测量方法 | |
| GB2546272A (en) | A system comprising a transportable gas supply cylinder for pressurised gas and a method of monitoring such a cylinder | |
| US20210003522A1 (en) | Adiabatic concrete calorimeter and method | |
| US20190063804A1 (en) | Tank Temperature Probe with Positional Sensor | |
| Richardson et al. | Retrofit of a Rubotherm ISOSORP® 2000 for PVT-x and sorption measurements at cryogenic temperatures |