SE529551C2 - Vätskenivåmätanordning - Google Patents

Description

40 45 529 551 2 Genom att ha organ för att leda flödet av vätska härstammande från tanken längs med ett parti av vågledaren som är beläget ovanför vätskenivån så blir temperaturen väsentligen samma alltigenom hela vågledaren, varvid nivåmätningen användande ljudhastigheten I vågledaren, vilken hastighet är temperaturberoende, blir mycket noggrann.

Det ska noteras att WO2005038415 beskriver en anordning innefattande organ för matning av ett flöde av fluid som härstammar från tanken in i det parti av vågledaren som är beläget ovanför vätskenivån. Syftet med detta är att tillhandahålla en mätning som är kompenserad med avseende på gassammansättning. I vissa fall är dock enbart temperaturen av intresse, varvid det är mycket mer praktiskt utifrån ett konstruktions- och kostnadsperspektiv att tillhandahålla vätskan längs det yttre av vågledaren istället för inuti vågledaren. Det senare kräver till exempel en öppning för att mata fluid in i vågledare liksom dräneringsanordningar.

I en utföringsform är ledningsorganet en sug- och/eller returledning för en vätskepump som är associerad med tanken. Företrädesvis är vågledaren och sug- och/eller returledningen anordnade intill varandra. En del av vågledaren kan till exempel vara anordnad längs med sug- och/eller returledningen så att temperaturen hos det senare kan överföras till den tidigare. I ett annat exempel är en del av vågledaren hyst i ett hus och sug- och/eller returledningen går intill eller genom huset, igen för att överföra temperaturen från sug- och/eller returledningen till vågledaren. Vidare kan vågledaren och sug- och/eller returledningen vara integrerade till en enda konstruktion, vilket underlättar tillverkning och hopsättning och sänker kostnaden. Här tillhandahåller bränslepumpen med fördel flödet av vätska från tanken. En fördel med att använda sug- och/eller returledningen för bränslepumpen är att inget ytterligare dedicerat organ för att leda vätskeflödet är nödvändigt, vilket sänker kostnaden.

I en annan utföringsform är tanken en sadeltank som har en första och andra sektion och ett ejektorsystem med en transportledning för att överföra vätska mellan sektionerna, och ledningsorganet är transportledningen för ejektorsystemet. Anordningen kan därutöver innefatta en andra vågledare, vilken kan vara ansluten till samma omvandlare som den första vågledaren eller till sin egna omvandlare. Företrädesvis sträcker sig den första vågledaren in iden första sektionen av sadeltanken, medan den andra vågledaren sträcker sig in i den andra sektionen av sadeltanken. Vidare ska ejektorsystemets transportledning också leda flödet av vätska längs med det yttre av ett parti av den andra vågledaren som är beläget ovanför vätskenivån. Detta arrangemang medger kompenserade mätningar i båda sektioner av sadeltanken, vilket tillhandahåller en noggrannare total mätning.

Så som ovan är vågledaren/vågledarna och transportledningen företrädesvis anordnade intill varandra. Till exempel kan en del av vågledaren/vågledarna vara anordnade längs med transportledningen så att temperaturen hos den senare överförs till den tidigare. I ett annat exempel är en del av vågledaren/vågledarna hysta i ett hus och transportledningen går intill eller igenom huset, igen för att överföra temperaturen från transportledningen till vågledaren. Vidare kan vågledaren/vågledarna vara integrerade till en enda konstruktion, vilket underlättar tillverkning och hopsättning och sänker kostnaden. Ejektorsystemet tillhandahåller här med 10 15 20 25 30 35 40 45 529 551 3 fördel flödet av vätska från tanken, En fördel med att använda transportledningen för ejektorsystemet är att inget dedicerat organ för att leda vätskeflödet är nödvändigt.

Den ovannämnda mätanordningen är särskilt användbar i fall vätskan. som ska mätas är diesel, eftersom temperatur är den övervägande faktorn att beakta för diesel. Kompensation för gassammansättning är inte så relevant eftersom diesel inte avdunstar i så hög utsträckning som till exempel bensin. l enlighet med en annan aspekt av uppfinningen tillhandahålls en _ e metod för tillhandahållande av en temperaturkompenserad mätning av nivan av vätska i en tank, innefattande att sända en akustisk signal från en omvandlare som är anordnad utanför vätskan in i en vågledare vilken sträcker sig ned i vätskan, och motta en reflekterad akustisk signal till omvandlaren från vågledare kännetecknad av att leda ett flöde med västa som härstammar från tanken längs med det yttre av ett parti av vågledaren som är beläget ovanför vätskenivån. Denna aspekt uppvisar liknande fördelar som den tidigare diskuterade aspekten av uppfinningen.

Kort beskrivninq av ritniångarna Dessa och andra aspekter av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i mer detalj, med hänvisning till de medföljande ritningarna som visar för närvarande föredragna utföringsformer av uppfinningen.

F lg. 1a är en schematisk sidovy av en bränsletank med en mätanordning i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning, Fig. 1b är en förstorad schematisk delvis vy i perspektiv av mätanordningen i fig. 1a, Fig. 2a är en schematisk perspektiwy av en mätanordning i enlighet med en annan utföringsform av föreliggande uppfinning, vilken mätanordning är anordnad i en sadeltank, Fig. 2b är en schematisk sidovy av sadeltanken och mätanordningen i fig. 2a, och Fig. 2c är en variant av sadeltanken och mätanordningen i figurerna 2a-2b.

Detalierad beskrivninq av för närvarande föredragna utföringsformer Fig. 1 är en schematisk sidovy av en tank 12 med en mätanordning 10 i enlighet med en utföringsforrn av föreliggande uppfinning. Tanken 12 kan vara en bränsletank för ett fordon, såsom en bil, lastbil eller båt, och mätanordningen 10 är anordnad att detektera nivån av bränsle 14 i tanken 12. l tanken 12 är det utöver mätanordningen 10 tillhandahållet en sugledning 16 och en returledning 18. Sugledningen 16 är ansluten till en bränslepump 20 som är anordnad utanför tanken 12, medan returledningen 18 är ansluten till ett bränsleretursystem (visas ej) som också är placerat utanför tanken 12. Sugledningen 16 och returledningen 18 kan vara integrerade till en enda konstruktion.

Vid drift sugs bränsle 14 från tanken 12 upp av bränslepumpen 20 via sugledningen 16, medan överskotts- eller ”oanvänt” bränsle returneras till tanken 12 via returledningen 18, enligt känd teknik. Under drift tillhandahålls 10 15 20 25 30 35 40 45 529 551 4 således ett flöde av bränsle i både sugledningen 16 och returledningen 18 av bränslepumpen 20 respektive bränsleretursystemet.

Konstruktionen och driften av mätanordningen 10 kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurerna 1a och 1b. Mätanordningen 10 innefattar en omvandlare 22 och en vågledare 24 som är ansluten till omvandlaren 22. lfig. 1a är omvandlaren 22 placerad utanför tanken 12, men den kan alternativt vara placerad inuti l toppen av tanken 12. Omvandlaren 22 är vidare anordnad i anslutning med en elektronisk styranordning 26, vilken också är placerad utanför tanken 12.

Vågledaren 24 sträcker sig från omvandlaren 22 ner till botten av tanken 12, ned i bränslet 14. Mer specifikt är Vågledaren 24 i enlighet med föreliggande utföringsform anordnad längs med sugledningen 16 och/eller returledningen 18. Vågledaren 24 och åtminstone en av sugledningen 16 och returledningen 18 kan vara placerade i kontakt med varandra (som i fig. 1a) och de kan till och med vara integrerade till en enda konstruktion. Vågledaren 24 och åtminstone en av sugledningen 16 och returledningen 18 kan också vara inneslutna att gemensamt långsträckt huserande rör (visas ej). Vidare ska det parti av Vågledaren 24 som är nära omvandlaren 22 som har formen av en platt spiral, eller ett eventuellt hus 28 som hyser nämnda parti, vara positionerat nära eller i kontakt med sugledningen 16 och/eller returledningen 18. Alternativt kan sugledningen 16 och/eller returledningen 18 gå igenom huset 28 (visas ej).

Under drift av mätanordningen 10 matar den elektroniska styranordningen 26 omvandlaren 22 för att generera akustiska pulser. En puls som skickas från omvandlaren 22 leds genom vågledaren 24 mot ytan på bränslet 14 i tanken 12, vilken puls färdas genom vågledaren 24, reflekteras därefter av utan, och återvänder slutligen till omvandlaren 22. Som svar på den återvändande pulsen genererar omvandlaren en motsvarande signal till styranordningen 26. Genom att veta gångtiden och hastigheten för pulsen kan styrenheten 26 beräkna bränslenivån eller bränslevolymen i tanken 12.

För att öka noggrannheten i mätningarna kan mätanordningen vidare innefatta ett referenssystem (visas ej). Till exempel kan ett referenselement tillhandahållas i vågledaren, företrädesvis strax efter spiralpartiet och ovanför den högsta möjliga bränslenivån, skapande ett referensparti av Vågledaren mellan omvandlaren och referenselementet. Ett exempel på ett sådant referenssystem och mer beskrivs i det ovannämnda dokumentet WO2005038415, vilket dokument häri är inkorporerat genom hänvisning.

Vidare leds flödet av bränsle i sugledningen 16 och returledningen 18 längs det yttre av vågledaren 24 eftersom de är anordnade intill varandra.

Detta samt det faktum att huset 28 också är anordnat intill sugledningen 16 och returledningen 18 medger att ”temperaturen” hos bränslet i sugledningen 16 och returledningen 18 överförs till ett parti av Vågledaren 24 som är beläget ovanför bränslenivån, vilket utjämnar förhållandena alltigenom vågledaren 24 med avseende på temperatur, vilket i sin tur medger mer noggranna mätningar eftersom hastigheten för de akustiska pulserna (vilken beror på temperatur) blir väsentligen densamma alltigenom Vågledaren 24 som är belägen ovanför den huvudsakliga bränslenivån. Flödet av vätska som härstammar från tanken kan exempelvis komma direkt från tanken 12 (i 10 15 20 25 30 35 40 45 529 551 5 fallet med sugledningen 16), eller indirekt via ett bränsleretursystem (i fallet med returledningen 18).

Mätanordningen enligt föreliggande uppfinnlng är särskilt användbar i fallet där bränslet som ska mätas är diesel, eftersom temperatur är den dominerande faktorn att beakta för diesel. Gassammansättning, som också kan påverka pulshastigheten, är inte så relevant eftersom diesel inte avdunstar i samma utsträckning som till exempel bensin.

Figurerna 2a-2c illustrerar en mätanordning 10 i enlighet med en annan utföringsform av föreliggande uppfinning, vilken mätanordning här är anordnad i en sadeltank 30.

Sadeltanken har en inbuktnlng 32 vid dess botten bildande en första sektion 34 och en andra sektion 36. lnbuktningen är vanligen för passage av fordonets drivaxel (visas ej). Bränslepumpen 20 är anordnad i den andra sektionen 36, och den är anordnad att pumpa bränsle ut ur tanken via en matningsledning 38. Alternativ kan bränslepumpen vara placerad utanför tanken. Därutöver är ett ejektorsystem tillhandahållet för att överföra eventuellt bränsle som är kvar i den första sektionen 34 till bränslepumpen 20.

Det exemplifierade ejektorsystemet i fig. 2 innefattar en första transportlednlng 40 som sträcker sig från den första sektionen 34 till den andra sektionen 36, och en andra transportlednlng 44. I fig. 2 är den andra transportledningen 44 en bränslereturledning som returnerar överflödigt bränsle från ett bränsleretursystem (visas ej) som är placerat utanför tanken 30, och avslutas med ett munstycke 42 som är riktat mot ingången till den första transportledningen 40 i den första sektionen 34.

Ejektorsystemet fungerar i enlighet med den kända principen med sugande stråle. Vid drift av ejektorsystemet matas bränsle från bränsleretursystemet via den andra transportledningen 44 till munstycket 42.

Vid munstycket 42 genereras på känt sätt ett sugtryck, bringande bränsle i den första sektionen 34 att överföras via den första transportledningen 40 till den andra sektionen 36, där det kan pumpas ut ur tanken 30 medelst bränslepumpen 20. Under drift tillhandahålls således ett flöde av bränsle av ejektorsystemet i överföringsledningen 40.

Mätanordningen 10 i figurerna 2a-2c liknar den ifigurerna 1a och 1b, men inkluderar därutöver en andra vågledare 46. Den andra vågledaren 46 kan anslutas till omvandlaren 22 (visas i fig. 1b) eller till sin egna omvandlare (visas ej) och sträcker sig in i en sektion 36 av sadeltanken 30, medan den första vågledaren 24 sträcker sig in iden andra sektionen 34 av sadeltanken 30. Mer precist är vågledarna 24, 46 anordnade bredvid den första transportledningen 40. Vågledarna 24, 46 kan till och med vara integrerade till en enda konstruktion, så att vågledarna 24, 46 äri kontakt med överföringsledningen 40. Vågledarna 24, 46 kan också vara inneslutna av ett gemensamt utsträckt hus (visas ej). Vidare ska spiralpartierna av vågledarna 24, 46, eller ett eventuellt hus 28 som hyser nämnda partier, vara positionerade nära eller i kontakt med transportledningen 40, vid toppen av tanken i en smal passage 48 ovanför lnbuktningen 32 mellan sektionerna 34, 36, så som illustreras ifig. 2b. Alternativt kan transportledningen 40 gå genom huset 28, så som illustreras i fig. 2c. Huset 28 kan också vara 10 15 20 25 30 35 40 45 529 551 6 integrerat med vågledarna 24, 46 och överföringsledningen 40 för att bilda en enda konstruktion.

Under drift fungerar mätanordningen 10 i fig. 2 på liknande sätt som den i figurerna 1a och lb, men på grund av de två vågledarna 24, 46 tillhandahåller den två mätningar, en för varje sektion 34, 36 av sadeltanken 30, varvid den totala mätningen av nivån av bränsle 14 itanken 30 med fördel är genomsnittet av de två mätningama. Vidare leds, eftersom de är anordnade intill varandra, flödet av bränsle i transportledningen 40 längs det yttre av vågledarna 24,46. Detta medge att ”temperaturen” hos bränslet i transportledningen 40 överförs till partier av vågledarna 24, 46 som är belägna ovanför bränslenivån, vilket utjämnar förhållandena alltigenom vågledarna 24,46 med avseende på temperatur, vilket i sin tur medger mer noggranna mätningar eftersom hastigheten hos pulserna (vilken beror på temperatur) blir väsentligen densamma alltigenom vågledarna 24, 46 som är belägna ovanför den huvudsakliga bränslenivån.

Mätanordningen enligt uppfinningen användande två vågledare är också fördelaktig i att endast en öppning till sadeltanken är nödvändig. Med arrangemanget i figurerna 2a-2c sträcker sig endast vågledaren 24 in i den första sektionen 34 via den smala passagen 48. Sannolikheten att vågledaren kommer att fallera är mycket liten, och även om den skulle göra det är det relativt enkelt att föra in en ny vågledare i den första sektionen via den smala passagen från öppningen vid bränslepumpsidan av tanken. Detta ska jämföras med ett fall där en traditionell flottörmätanordning är anordnad iden första sektionen. För att kunna reparera flottören om den fallerar erfordras en yttrligare öppning i tanken vid den första sektionen för åtkomst till nämnda sektion för att nå flottören.

Vidare i tillverkningen kan en så kallad flaskskeppsteknik ("ship-in-a- bottle", SlB) med fördel användas, varvid tanken bildas runt mätanordningen (och eventuella andra tankkomponenter, såsom bränslepumpen, delar av ejektorsystemet, etc.). En bränsletank i plast kan till exempel formblåsas för att omsluta mätanordningen och eventuella andra tankkomponenter.

En fackman på området inser att föreliggande uppfinning inte på något sätt är begränsad till de föredragna utföringsformerna som beskrivits ovan.

Tvärt om är många modifikationer och variationer möjliga inom de medföljande patentkravens omfattning. Till exempel kan det ovannämnda ejektorsystemet utformas på olika sätt inom föreliggande uppfinnings omfattning. Till exempel istället för att vara en bränslereturledning som returnerar överflödigt bränsle så kan den andra transportledningen vara avgrenad direkt från matningsledningen och gå inuti tanken till munstycket.

En sådan andra transportledning skulle också kunna användas som ledningsorganet. Det skulle till exempel kunna vara anordnat att passera genom huset som hyser spiralpartierna av vågledarna. Vidare kan munstycket istället för att vara anordnat i den första sektionen vara anordnat vid den första transportledningen iden andra sektionen av sadeltanken.

Lämpliga ejektorsystem som kan användas tillsammans med föreliggande uppfinning beskrivs exempelvis i dokumentet US5941279, DE19955133, DE4201037 och EP0864458.

Vidare kan trots att akustiska pulser har använts i de beskrivna utföringsformerna den uppfinningsenliga mätanordningen också användas 529 551 7 med andra mätsätt, såsom mätning med stående våg.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 40 45 529 551 PATENTKRAV

1. Anordning (10) för tillhandahållande av en temperaturkompenserad mätning av nivån av vätska (14) i en tank (12; 30), innefattande: en omvandlare (22) som är anordnad utanför vätskan för sändning och mottagning av akustiska signaler, och en vågledare (24) som är ansluten till omvandlaren och som sträcker sig ned i vätskan, kännetecknad av: o organ (16; 18; 40) för att leda ett flöde av vätska som härstammar fran tanken längs med det yttre av ett parti av vâgledaren som är beläget ovanför vätskenivån.

2. Anordning enligt krav 1, varvid Iedningsorganet är en sug- och/eller returledning (16, 18) för en bränslepump (20) som är associerad med tanken.

3. Anordning enligt krav 2, varvid vâgledaren och sug- och/eller returledningen är anordnade intill varandra.

4. Anordning enligt krav 2, varvid åtminstone en del av vâgledaren och sug- och/eller returledningen är anordnade längs med varandra.

5. Anordning enligt krav 2, varvid en del av vâgledaren är hyst i ett hus (28), och varvid sug- och/eller returledningen går intill eller genom huset.

6. Anordning enligt krav 2, varvid vâgledaren och sug- och/eller returledningen är integrerade till en enda konstruktion.

7. Anordning enligt krav 1, varvid tanken är en sadeltank (30) som har en första och andra sektion (34, 36) samt att ejektorsystem med en transportledning (40) för överföring av vätska mellan sektionerna, och Iedningsorganet är transportledningen (40) för ejektorsystemet.

8. Anordning enligt krav 7, vidare innefattande en andra vågledare (46).

9. Anordning enligt krav 7 eller 8, varvid vågledaren/vågledarna och transportledningen är anordnade intill varandra.

10. Anordning enligt krav 7 eller 8, varvid åtminstone en del av vågledaren/vågledarna och transportledningen är anordnade längs med varandra.

11. Anordning enligt krav 7 eller 8, varvid en del av vågledaren/vågledarna hyses i ett hus (28), och varvid transportledningen går intill eller genom huset.

12. Anordning enligt krav 7 eller 8, varvid vågledaren/vågledarna och transportledningen är integrerade till en enda konstruktion. 10 529 551 9

13. Anordning enligt krav 1, varvid vätskan är diesel.

14. Metod för tillhandahållande av en temperaturkompenserad mätning av nivån av vätska (14) i en tank (12; 30), innefattande att: sända en akustisk signal från en omvandlare (22) som är anordnad utanför vätskan in i en vågledare (24) vilken sträcker sig ned i vätskan, och motta en reflekterad akustisk signal till omvandlaren från vågledaren, kännetecknad av att: leda ett flöde med västa som härstammar från tanken längs med det yttre av ett parti av vågledaren som är beläget ovanför vätskenivån.