JP2009513971A - Level gauge - Google Patents

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Abstract

本発明は、容器内の液位を求める装置であって、信号を液面へ向けて送るアンテナを有するレーダー測定装置と、エコー信号を検出する手段とを含み、さらに、容器基準信号を提供する装置を含むことを特徴とする装置に関する。本発明は、容器内の液位を求める方法及びシステムも含む。
【選択図】図１The present invention is an apparatus for determining a liquid level in a container, and includes a radar measuring apparatus having an antenna for sending a signal toward the liquid surface, means for detecting an echo signal, and further provides a container reference signal. The present invention relates to an apparatus including the apparatus. The present invention also includes a method and system for determining a liquid level in a container.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、本出願人のノルウェー特許出願第２００５４４６６号（特許文献１）に記載されている、液位を求める装置に関し、当該出願の内容は、参照により本明細書に援用される。   The present invention relates to an apparatus for determining a liquid level, which is described in the applicant's Norwegian patent application No. 20054466, the contents of which are hereby incorporated by reference.

上記装置は、レーダー機器及びいくつかの実施の形態では底面部によって液位を測定する波遮蔽体を備える。   The apparatus comprises a wave shield that measures the liquid level by means of radar equipment and in some embodiments a bottom surface.

したがって、本発明は、容器内の液位を測定する装置に関し、液体がＬＮＧであり、容器が船にあるタンクである例によって詳細に説明するが、例えば地上配置式のＬＮＧ貯蔵タンク、石油製品タンク、化学薬品タンク、及び液状栄養タンク等、他の任意のレーダー測定システムにおいて使用することができる。   Accordingly, the present invention relates to an apparatus for measuring the liquid level in a container, and will be described in detail by way of example in which the liquid is LNG and the container is a tank on a ship. It can be used in any other radar measurement system, such as tanks, chemical tanks, and liquid nutrient tanks.

従来の液位計のレーダーは、タンクの屋根によって支持されている。レーダー源とタンクの底面間には一定の距離（タンク深さ）があるものと思われる。液位計のレーダーは、（レーダー源及び液面間の距離である）アレージを測定し、液位は、タンク深さと測定されたアレージとの差として計算される。この方法は、多くの理由から、深いタンク内の低い液位を測定するのに十分に正確ではない。   Conventional level gauge radar is supported by a tank roof. There seems to be a certain distance (tank depth) between the radar source and the bottom of the tank. The level gauge radar measures the ullage (which is the distance between the radar source and the liquid level), and the liquid level is calculated as the difference between the tank depth and the measured ullage. This method is not accurate enough to measure low liquid levels in deep tanks for a number of reasons.

ＩＳＯ１３６８９によると、液位測定は、「液深を測定する基準となる、タンク較正テーブルのゼロ位に等しい基準面（reference level）」である基準面（datum level）に関連し得る（ＩＳＯ／ＣＤ１３６８９．３§３．６）。液位は、「タンク内の液面と基準面との距離である」（§３．７）。本発明は、（容器底面の）タンク基準面に直接関連し得る、（容器上部の）レーダー測定用の一定の基準位置を確立する際の実際的な問題に対処する。タンク屋根の熱膨張はそれのみで、ＣＴＳ用途に必要とされる正確性にはとどまらないほど（レーダー及び底面間の距離を変えることによって）タンク深さに影響を与える可能性を有する。レーダーが固定されるタンク屋根の熱膨張は、主としてデッキ上の太陽熱の放射に起因し、これはタンクの上部が容器内部の冷却液化ガスから熱的に分離されているためである。この現象は従来技術のシステムでは考慮されていない。ＬＮＧの用途でも、レーダースチールパイプの熱収縮について液位測定を補正するのに使用される方法においては、誤差の原因となるものがかなりある。   According to ISO 13689, the liquid level measurement may be related to a datum level that is a “reference level equal to the zero level of the tank calibration table, which is the reference for measuring the liquid depth” (ISO / CD13689). .3 § 3.6). The liquid level is “the distance between the liquid level in the tank and the reference plane” (§3.7). The present invention addresses a practical problem in establishing a fixed reference position for radar measurements (at the top of the container) that can be directly related to the tank reference plane (at the bottom of the container). As such, the thermal expansion of the tank roof has the potential to affect the tank depth (by changing the distance between the radar and the bottom surface) beyond the accuracy required for CTS applications. The thermal expansion of the tank roof to which the radar is fixed is mainly due to solar radiation on the deck, because the upper part of the tank is thermally separated from the liquefied liquefied gas inside the vessel. This phenomenon is not considered in prior art systems. Even in LNG applications, there are quite a few sources of error in the methods used to correct the liquid level measurement for radar steel pipe thermal shrinkage.

国際公開第２００４／０８３７９１号（特許文献２）は、製品の表面レベルを測定するシステムを示している。このシステムは２つの液位計を備え、第１のものは製品の表面よりも上に配置され、第２のものは容器の底面近くに配置されて、測定値が所定値未満である場合に製品の液位を求める。この装置、低い液位を正確に測定するように試みており、主として、層を成す貯蔵タンク内（すなわち油タンクの底面の水）の高密度液体の液位を測定することができることを含む。しかし、第２の液位計の提供は以下の不都合点を有する。すなわち、設置段階の追加コスト及び複雑さ、並びに第２の液位計は、ＬＮＧ貯蔵タンク内の極めて低い温度で沈められるであろうため、動作中の故障の危険が高まることである。   International Publication No. 2004/083791 (Patent Document 2) shows a system for measuring the surface level of a product. This system is equipped with two level gauges, the first one being placed above the surface of the product and the second one being placed near the bottom of the container, when the measured value is below a predetermined value Determine the liquid level of the product. This device attempts to accurately measure low liquid levels, primarily including being able to measure the liquid level of a dense liquid in a stratified storage tank (ie, water at the bottom of an oil tank). However, the provision of the second liquid level gauge has the following disadvantages. That is, the added cost and complexity of the installation stage and the second level gauge will be submerged at a very low temperature in the LNG storage tank, increasing the risk of failure during operation.

従来技術では、タンクの底面に用いられる基準面は、十分に正確な方法で高さのばらつきを考慮していないため、深いタンク内で液位を測定するいかなる満足のいく方法も提供されていない。   The prior art does not provide any satisfactory way to measure the liquid level in a deep tank because the reference surface used for the bottom of the tank does not take into account height variations in a sufficiently accurate manner .

ノルウェー特許出願第２００５４４６６号Norwegian Patent Application No. 20054466 国際公開第２００４／０８３７９１号International Publication No. 2004/083791

本発明の目的は、容器の底面に対する液位測定のための正確な基準信号を供給する、容器基準装置を提供することである。   It is an object of the present invention to provide a container reference device that provides an accurate reference signal for liquid level measurement relative to the bottom surface of the container.

別の目的は、液位を測定するときに、容器及び／又は測定システムの熱膨張／熱収縮を考慮することである。   Another object is to take into account the thermal expansion / contraction of the container and / or measurement system when measuring the liquid level.

本発明の別の目的は、容器に容易に固定することができる装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide an apparatus that can be easily fixed to a container.

本発明の別の目的は、スチールパイプの熱収縮／熱膨張を考慮に入れた装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide an apparatus that takes into account the thermal contraction / expansion of the steel pipe.

本発明の別の目的は、好ましくは直接的に（すなわち、別個の測定もオペレータ入力値も必要とせずに）流体の波伝搬速度又は誘電率（permittivity）（誘電定数（dielectric constant））を求める方法を提供し、レーダー信号が液相を通る移動距離を、測定された時間遅延から計算することができるようにすることである。   Another object of the present invention is to determine the wave propagation velocity or permittivity (dielectric constant) of the fluid, preferably directly (ie, without requiring separate measurements or operator input values). A method is provided to allow the distance traveled by the radar signal through the liquid phase to be calculated from the measured time delay.

これら及び他の目的は、信号を液面へ向けて送るアンテナを有するレーダー測定装置と、エコー信号を検出する手段とを備える、容器内の液位を求める装置であって、容器基準信号を提供する装置を備えることを特徴とする、装置によって達成される。   These and other objects are apparatus for determining a liquid level in a container, comprising a radar measuring apparatus having an antenna for sending a signal toward the liquid surface, and means for detecting an echo signal, providing a container reference signal This is achieved by an apparatus, characterized in that it comprises an apparatus that does.

一実施の形態では、レーダー測定装置は、スチールパイプ及び遮蔽装置を備える。この実施の形態の変形では、容器基準装置は、主にスチールパイプ内の縦スリット内を摺動するようになっており、且つ遮蔽装置の開口に受け入れられるようになっている基準ピンを備える。別の変形では、容器基準装置は、ディスク及び支持ピンを備え、ディスクは、基準マーカであり、支持ピンに載っている。別の変形では、容器基準装置はリフレクタを備え、遮蔽装置は底面部を有し、それによりリフレクタを使用して、遮蔽装置の底面部から屈折するエネルギーの部分をスチールパイプへ反射して戻すことにより底面基準信号を遅らせる。この実施の形態の変形では、リフレクタは、遮蔽装置の上縁部又は壁上に位置するカラーリングであり、別の変形ではリフレクタは、オフセット距離に関して自由度を提供するようになっている別個のリフレクタである。   In one embodiment, the radar measurement device comprises a steel pipe and a shielding device. In a variant of this embodiment, the container reference device comprises a reference pin that is adapted to slide primarily in a longitudinal slit in the steel pipe and to be received in the opening of the shielding device. In another variant, the container reference device comprises a disc and a support pin, the disc being a reference marker and resting on the support pin. In another variant, the container reference device comprises a reflector and the shielding device has a bottom surface, whereby the portion of energy refracted from the bottom surface of the shielding device is reflected back to the steel pipe using the reflector. To delay the bottom reference signal. In a variant of this embodiment, the reflector is a coloring located on the upper edge or wall of the shielding device, and in another variant the reflector is a separate one adapted to provide a degree of freedom with respect to the offset distance. It is a reflector.

本発明の別の実施の形態では、上記装置は、波伝搬速度を測定するさらなる手段を備える。この実施の形態の変形では、当該手段は、主にスチールパイプの縦スリット（split）を摺動するようになっている２つのピンを備え、別の変形では、固定マーカを備える。   In another embodiment of the invention, the device comprises further means for measuring the wave propagation velocity. In a variant of this embodiment, the means comprises two pins that are mainly adapted to slide through a steel pipe longitudinal slit, and in another variant a stationary marker.

本発明は、信号を液面へ向けて送ることを含む、レーダーシステムによって容器内の液位を測定する方法であって、液面からの第１のエコー信号を検出すること、容器基準装置からの第２の信号を検出すること、及び上記第１のエコー信号及び上記第２のエコー信号に基づいて、好ましくはこれらの信号と波伝搬速度との間の時間遅延に基づいて、液位を表す信号を供給することをさらに含むことを特徴とする、方法も含む。一実施の形態では、流体の特性（したがって波伝搬速度）は分かっており、別の実施の形態では、流体の特性は不明であり、誘電率又は波伝搬速度は、上記レーダーシステムによって直接測定される。   The present invention is a method for measuring a liquid level in a container by a radar system, including sending a signal toward the liquid level, detecting a first echo signal from the liquid level, from a container reference device Based on the first echo signal and the second echo signal, preferably based on a time delay between these signals and the wave propagation velocity. Also included is a method, further comprising providing a signal representative. In one embodiment, the fluid properties (and hence the wave propagation velocity) are known, and in another embodiment the fluid properties are unknown and the dielectric constant or wave propagation velocity is measured directly by the radar system. The

本発明は、信号を液面へ向けて送るアンテナを有するレーダー測定装置と、液面からの第１のエコー信号を検出する手段とを備える、容器内の液位を求めるシステムであって、第２のエコー信号を供給する容器基準装置と、当該第２のエコー信号を検出する手段と、上記第１のエコー信号及び上記第２のエコー信号に基づいて液位を表す信号を提供する手段とをさらに備えることを特徴とする、システムも含む。   The present invention is a system for determining a liquid level in a container, comprising a radar measuring device having an antenna for sending a signal toward a liquid surface, and means for detecting a first echo signal from the liquid surface, A container reference device for supplying two echo signals, means for detecting the second echo signal, means for providing a signal representing a liquid level based on the first echo signal and the second echo signal, and A system is also included.

第１のエコー信号及び第２のエコー信号間の時間遅延を測定して、時間遅延と波伝搬速度とを乗算し、次いで、真の容器底面及び容器基準位置間の距離に対する適切な補正を適用することによって液位を表す信号を供給する。   Measure the time delay between the first echo signal and the second echo signal, multiply the time delay by the wave propagation velocity, and then apply the appropriate correction for the distance between the true container bottom and the container reference position To supply a signal indicating the liquid level.

本発明の一実施の形態では、基準装置は容器の底面に接続される。別の実施の形態では、基準装置は容器の底面に位置付けられる。別の実施の形態では、基準装置は遮蔽装置に接続され、この基準装置の変形では遮蔽装置の波遮蔽体に接続される。本発明の異なる特徴は、分かりやすくするために異なる実施の形態として提示され、当業者は、これらの実施の形態を組み合わせて装置を実際的な使用に適応させることができることを理解するであろう。   In one embodiment of the invention, the reference device is connected to the bottom surface of the container. In another embodiment, the reference device is located on the bottom surface of the container. In another embodiment, the reference device is connected to a shielding device, and in a variant of this reference device, it is connected to the shielding device's wave shield. Different features of the present invention are presented as different embodiments for clarity, and those skilled in the art will understand that these embodiments can be combined to adapt the device for practical use. .

本発明は、２つ以上のエコー信号を供給するために２つ以上の容器基準装置を使用することをさらに含む。スチールパイプに接続されている装置であるスチールパイプ基準装置の使用、及び容器基準装置と共にその動きを追跡することも予見される。   The invention further includes using two or more container reference devices to provide two or more echo signals. The use of a steel pipe reference device, which is a device connected to the steel pipe, and the tracking of its movement with the container reference device are also foreseen.

本発明によると、底面エコー、又は底面からの固定距離若しくは計算可能な距離において底面に追従するマーカからのエコーを用いて、液面エコーと、真の、又は遅延した／進んだ底面エコーとの間の時間遅延に基づいて液位を測定又は計算する。   According to the present invention, using a bottom echo or an echo from a marker that follows the bottom surface at a fixed or computable distance from the bottom surface, a liquid surface echo and a true or delayed / advanced bottom echo The liquid level is measured or calculated based on the time delay between.

この特徴は、ノルウェー特許出願第２００５４４６６号（特許文献１）に記載されているような底面エコー減衰器を有する遮蔽装置と組み合わせることができる。底面エコー（これは基準装置の幾何学的形状によって制御される）に対して進んでいるか又は遅延しているマーカエコーを使用することにより、液面エコーをより正確に、従来技術におけるよりも底面近くで追跡することが可能である。   This feature can be combined with a shielding device having a bottom echo attenuator as described in Norwegian Patent Application No. 20054466. By using a marker echo that is advanced or delayed relative to the bottom echo (which is controlled by the geometry of the reference device), the liquid level echo is more accurate and closer to the bottom than in the prior art. It is possible to track with.

ここで、本発明を添付の図面に示される例によって説明する。   The invention will now be described by way of example shown in the accompanying drawings.

図１は、壁１００及び底面部１０１を有する（好ましくは減衰器を備える）遮蔽装置１３を示す。底面部１０１は、タンクの底面に接続されるか、又はタンクの底面に位置付けられる。壁１００は、基準ピン１０を受け入れるようになっている開口１０２を有し、且つピン１０及び底面部１０１間に一定距離を提供する。したがって、本発明による容器基準装置は、この実施形態では、レーダースチールパイプ１２の２つの直径方向に対向するスリット１１内に通されると共に、ここで摺動することができる基準ピン１０を備える。基準ピン１０は、遮蔽装置１３の上縁部に載り、これにより当該遮蔽装置１３、及びしたがってタンク底面の動きに追従する。スリット１１の高さにより、容器上面部の湾曲（curving）（屋根の熱膨張）と組み合わせられたスチールパイプ１２の最大熱収縮が可能になる。レーダーはスチールパイプに固定され、スチールパイプは容器の屋根又は上面部に接続される。スリット１１は、上記現象によるピンの高さ方向の変位を可能にする。スリット１１は通常、深さ３０ｍのタンクの場合、９０〜１２０ｍｍ、好ましくは１００ｍｍである。スリット１１の幅は、レーダー信号の望ましくない外乱を回避するために５ｍｍ未満であることが好ましい。ピン１０は、例えば金属又はプラスチックの材料で作製することができ、シグネチャは、標準エコーとの干渉を最小限にするために、検出しやすいが標準エコーよりも低い（好ましくは標準エコーの１０ｄＢ〜２０ｄＢ未満）ように選択される。遮蔽装置１３の底面部から基準ピン１１までの距離は、臨界底面域において、基準エコーとのいかなる望ましくない干渉も回避するために、さらに好ましくは２０ｃｍよりも長く、好ましくは２５ｃｍよりも長い。   FIG. 1 shows a shielding device 13 having a wall 100 and a bottom part 101 (preferably with an attenuator). The bottom surface portion 101 is connected to the bottom surface of the tank or is positioned on the bottom surface of the tank. The wall 100 has an opening 102 adapted to receive the reference pin 10 and provides a constant distance between the pin 10 and the bottom portion 101. Accordingly, the container reference device according to the invention comprises in this embodiment a reference pin 10 which can be passed through and slidable in two diametrically opposed slits 11 of the radar steel pipe 12. The reference pin 10 rests on the upper edge of the shielding device 13, thereby following the movement of the shielding device 13 and thus the tank bottom. The height of the slit 11 allows the maximum heat shrinkage of the steel pipe 12 combined with the curving of the container upper surface (roof thermal expansion). The radar is fixed to a steel pipe, which is connected to the roof or top surface of the container. The slit 11 enables displacement in the height direction of the pin due to the above phenomenon. The slit 11 is usually 90 to 120 mm, preferably 100 mm, in the case of a 30 m deep tank. The width of the slit 11 is preferably less than 5 mm in order to avoid unwanted disturbance of the radar signal. The pin 10 can be made of, for example, a metal or plastic material, and the signature is easy to detect but lower than the standard echo (preferably from 10 dB of the standard echo to minimize interference with the standard echo) Less than 20 dB). The distance from the bottom of the shielding device 13 to the reference pin 11 is more preferably longer than 20 cm, preferably longer than 25 cm, in order to avoid any unwanted interference with the reference echo in the critical bottom area.

レーダー信号は、液面及び基準ピンによって反射され、これらの信号の比較により、タンク底面及び基準ピン間の距離は一定であり分かっているため、液位の測定を行うことができる。   The radar signal is reflected by the liquid level and the reference pin, and since the distance between the tank bottom surface and the reference pin is known to be constant by comparing these signals, the liquid level can be measured.

図２では、同じ目的が、容器基準装置がプラスチック又は他の非金属材料製の支持ピン１５上に載っている基準マーカ（ディスク１４）を備える、本発明の第２の実施形態によって実現される。支持ピン１５は底面部１０１に固定されており、レーダー信号はこの場合、ディスク１４及び液面によって反射される。   In FIG. 2, the same object is achieved by a second embodiment of the invention in which the container reference device comprises a reference marker (disk 14) resting on a support pin 15 made of plastic or other non-metallic material. . The support pin 15 is fixed to the bottom surface portion 101, and the radar signal is reflected by the disk 14 and the liquid surface in this case.

図３に示す本発明の第３の実施形態では、容器基準装置は、遮蔽装置１３の上縁部に位置するカラーリング１６を備える。カラーリング１６はまた、遮蔽装置１３の壁の、遮蔽装置の上縁部よりも低い高さに位置することができ、この場合、壁の環状突起として設計される。カラーリング１６は、レーダーエネルギーの適当な部分を、容器底面部１０１における第２の反射によってスチールパイプに反射して戻すように設計される。この反射の強度は好ましくは、標準エコーの大きさと同じであるべきであるが、この反射は標準エコーに対して遅延するため、液位が低い場合でも、液位測定の正確性を下げることなくより強い信号が受け取られることができる。したがって、カラーリング１６を使用して、遮蔽装置１３の底面部１０１から屈折するエネルギーの部分をスチールパイプ１２へ反射して戻すことにより底面基準信号を遅延させる。次に、レーダーによって送信された信号は、受信器に達する前に３つの反射ステップを通り（２００で参照される矢印）、直接的な液位エコー（液面エコー）に対して遅延され、したがって液位が低い（タンクの底面に近い）場合であっても液位エコーと干渉しない。しかし、このエコーの遅延は、レーダー及びタンクの底面間の距離によって変わり、したがってタンク深さが測定される。   In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the container reference device includes a coloring 16 located at the upper edge of the shielding device 13. The color ring 16 can also be located at a lower height on the wall of the shielding device 13 than the upper edge of the shielding device, in this case designed as an annular projection on the wall. The coloring 16 is designed to reflect an appropriate part of the radar energy back to the steel pipe by a second reflection at the container bottom 101. The intensity of this reflection should preferably be the same as the size of the standard echo, but since this reflection is delayed with respect to the standard echo, even if the liquid level is low, without reducing the accuracy of the liquid level measurement. A stronger signal can be received. Therefore, the color reference 16 is used to delay the bottom reference signal by reflecting the portion of the energy refracted from the bottom portion 101 of the shielding device 13 back to the steel pipe 12. The signal transmitted by the radar then goes through three reflection steps (arrow referenced 200) before reaching the receiver and is delayed with respect to the direct liquid level echo (liquid level echo), thus Even when the liquid level is low (close to the bottom of the tank), it does not interfere with the liquid level echo. However, this echo delay varies with the distance between the radar and the bottom of the tank, so the tank depth is measured.

図４では、図３と同じ効果が、容器基準装置が別個のリフレクタ１７を備える本発明の第４の実施形態によって得られる。この実施形態は、図３の実施形態に比べて距離をオフセットすることに関してより自由度が高い。   In FIG. 4, the same effect as in FIG. 3 is obtained by a fourth embodiment of the invention in which the container reference device comprises a separate reflector 17. This embodiment is more flexible in terms of offsetting the distance than the embodiment of FIG.

ノルウェー特許第２００５４４６６号（特許文献１）において述べられているように、遮蔽装置１３の底面部１０１は、例えば減衰器、偏向器又は１／４波長ステップ装置（quarter wave step device）であり得る。   As described in Norwegian Patent No. 20054466, the bottom surface portion 101 of the shielding device 13 can be, for example, an attenuator, a deflector or a quarter wave step device.

基準装置を、（図１及び図２に示す実施形態のように）底面部よりも先に位置付けるか、又は（基準装置のエコーが、信号を底面部の反射よりも長い経路にわたって反射している、図３及び図４に示す実施形態にように）底面部よりも後に位置付けることにより、マーカエコーは、底面エコーに対して進められるか又は遅延し、底面に近い場合でも高い正確性が達成される。   Position the reference device ahead of the bottom surface (as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2), or the echo of the reference device reflects the signal over a longer path than the bottom surface reflection. By positioning behind the bottom surface (as in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4), the marker echo is advanced or delayed relative to the bottom echo, and high accuracy is achieved even when close to the bottom surface. .

図３及び図４の実施形態は、底面部からの反射に基づいており、１／４波長ステップ又は別のタイプの偏向器１８によって、レーダーエネルギーの十分な部分がリフレクタの方へ屈折される。これらの実施形態では、流体（液体）の波伝搬速度は、分かっているか、又はタンクの充填（loading）／非充填中にレーダーによって別様に測定されなければならない。これは例えば、図５及び図６がそれぞれに示すように、摺動させるか又は既知の固定距離にあるスチールパイプの２つの基準ピン１９、２０、２１、２２を適用することによって直接測定することもできる（図５及び図６）。スチールパイプの基準ピン１９、２０、２１、２２は、インバー（Invar）製の距離ホルダ（distance holder）２０１によって分離することができるか、又は温度変化に対して不変ではない材料製である場合、ＬＮＧ内の実際の距離は、既知の温度補正係数を用いて計算することができる。   The embodiment of FIGS. 3 and 4 is based on reflection from the bottom surface, with a quarter wavelength step or another type of deflector 18 refracting a sufficient portion of the radar energy towards the reflector. In these embodiments, the wave propagation velocity of the fluid (liquid) must be known or otherwise measured by the radar during tank loading / unfilling. This can be measured directly, for example, by applying two reference pins 19, 20, 21, 22 of a steel pipe that is slid or at a known fixed distance, as shown in FIGS. 5 and 6, respectively. (FIGS. 5 and 6). If the steel pipe reference pins 19, 20, 21, 22 can be separated by a distance holder 201 made of Invar or made of a material that is not invariant to temperature changes, The actual distance in LNG can be calculated using a known temperature correction factor.

図６は、２つの固定されているマーカ２１及び２２、並びに可動基準ピン２３（図１の実施形態に対応する、底面に追従するマーカ）を示す。基準ピン２３は、遮蔽装置１３（図示せず）と接触する。   FIG. 6 shows two fixed markers 21 and 22 and a movable reference pin 23 (a marker following the bottom surface, corresponding to the embodiment of FIG. 1). The reference pin 23 is in contact with the shielding device 13 (not shown).

蒸気（したがって空気率）中の波伝搬速度を計算するのに用いられる、任意の対のリフレクタ（Ｋｏｎｇｂｅｒｇｓ Ａｕｔｒｏｃａｌ（登録商標）システムにおいて用いられるようなディスク）を使用して、このリフレクタが沈められると、ＬＮＧ内の誘電率を計算することができるか、又は図１〜図４に示される実施形態において記載されたディスク、追加の基準ピン及びマーカの任意の組み合わせを（これらの間の距離が分かっている限り）用いることができる。   When this reflector is submerged using any pair of reflectors (discs as used in the Kongbergs Autocal® system) used to calculate the wave propagation velocity in the steam (and hence the air fraction) The dielectric constant in LNG can be calculated, or any combination of disks, additional reference pins and markers described in the embodiment shown in FIGS. As long as it is).

波伝搬速度（すなわち誘電率）が直接測定される場合、ＬＮＧ内の一部の種々の炭化水素に関する先験的な知識は必要なく、レーダーからタンク底面までの距離は、液位が底面域にある場合のみではなく、すべての液位について上述したレーダー測定値から計算することができる。   If the wave propagation velocity (ie dielectric constant) is measured directly, a priori knowledge of some of the various hydrocarbons in LNG is not necessary and the distance from the radar to the bottom of the tank Not only in certain cases, but all liquid levels can be calculated from the radar measurements described above.

本発明の第１の実施形態を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態を示す図である。It is a figure which shows the 3rd Embodiment of this invention. 図３の実施形態の変形を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation of embodiment of FIG. 流体特性を測定することができる、本発明の一実施形態を示す図である。FIG. 3 illustrates an embodiment of the present invention that can measure fluid properties. 流体特性を測定することができる、本発明の他の実施形態を示す図である。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention in which fluid properties can be measured.

Claims (22)

容器内の液位（fluid level）を求める装置であって、信号を液面へ向けて送るためのアンテナを有するレーダー測定装置と、エコー信号を検出するための手段とを含み、さらに、容器基準信号を提供する装置を含むことを特徴とする装置。   An apparatus for determining a fluid level in a container, comprising a radar measuring device having an antenna for sending a signal towards the liquid surface, means for detecting an echo signal, and further comprising a container reference A device comprising a device for providing a signal. 前記レーダー測定装置は、スチールパイプ（still pipe）（１２）と遮蔽装置（１３）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。   The device according to claim 1, characterized in that the radar measuring device comprises a still pipe (12) and a shielding device (13). 容器基準装置は、前記スチールパイプ（１２）の縦スリット（１１）内で摺動するように且つ前記遮蔽装置（１３）の開口（１０２）に受け入れられるようになっている基準ピン（１０）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の装置。   The container reference device has a reference pin (10) adapted to slide in the longitudinal slit (11) of the steel pipe (12) and to be received in the opening (102) of the shielding device (13). The device according to claim 2, comprising: 容器基準装置は、ディスク（１４）と支持ピン（１５）とを含み、該ディスクは基準マーカであり、前記支持ピンに載っていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。   Device according to claim 2, characterized in that the container reference device comprises a disc (14) and a support pin (15), the disc being a reference marker and resting on the support pin. 容器基準装置はリフレクタを含み、前記遮蔽装置は底面部（１０１）を有し、それにより前記リフレクタを用いて、前記遮蔽装置（１３）の前記底面部（１０１）から屈折するエネルギーの部分を前記スチールパイプ（１２）へ反射して戻すことにより、底面基準信号を遅延させるようにしたことを特徴とする、請求項２に記載の装置。   The container reference device includes a reflector, and the shielding device has a bottom surface portion (101), whereby the portion of the energy refracted from the bottom surface portion (101) of the shielding device (13) is used with the reflector. Device according to claim 2, characterized in that the bottom reference signal is delayed by reflection back into the steel pipe (12). 前記リフレクタは、前記遮蔽装置（１３）の上縁部又は壁（１００）に位置するカラーリング（１６）であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。   6. A device according to claim 5, characterized in that the reflector is a coloring (16) located at the upper edge or wall (100) of the shielding device (13). 前記リフレクタは、オフセット距離に関して自由度を与えるようになっている別個のリフレクタ（１７）であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。   6. A device according to claim 5, characterized in that the reflector is a separate reflector (17) adapted to provide a degree of freedom with respect to an offset distance. 波伝搬速度を測定する手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。   The apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising means for measuring a wave propagation velocity. 前記波伝搬速度を測定する手段は、前記スチールパイプ（１２）の縦スリット内で摺動するようになっている２つのピン（１９、２０）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の装置。   9. The means for measuring the wave propagation velocity comprises two pins (19, 20) adapted to slide within a longitudinal slit of the steel pipe (12). Equipment. 固定マーカ（２１、２２）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の装置。   9. Device according to claim 8, characterized in that it comprises a fixed marker (21, 22). レーダーシステムによって容器内の液位（fluid level）を測定する方法であって、信号を液面へ向けて送ることを含み、さらに、
前記液面からの第１のエコー信号を検出すること、
容器基準装置からの第２の信号を検出すること、及び
前記第１のエコー信号及び前記第２のエコー信号に基づいて、前記液位を表す信号を提供すること
を含むことを特徴とする、方法。 A method of measuring a fluid level in a container by a radar system, comprising sending a signal toward the liquid level;
Detecting a first echo signal from the liquid surface;
Detecting a second signal from a container reference device, and providing a signal representative of the liquid level based on the first echo signal and the second echo signal, Method. 前記第１のエコー信号及び前記第２のエコー信号について特性パラメータを比較することを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。   12. The method of claim 11, comprising comparing characteristic parameters for the first echo signal and the second echo signal. 前記液位を表す前記信号は、前記第１のエコー信号及び前記第２のエコー信号と波伝搬速度との時間遅延に基づいて供給されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the signal representative of the liquid level is provided based on a time delay between the first echo signal and the second echo signal and a wave propagation speed. 流体の特性、したがって前記波伝搬速度を提供することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。   14. A method according to claim 13, characterized in that it provides fluid properties and thus the wave propagation velocity. 流体の特性は不明であり、前記方法は、誘電率又は前記波伝搬速度を測定することを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。   The method of claim 14, wherein the properties of the fluid are unknown and the method comprises measuring a dielectric constant or the wave propagation velocity. 前記基準装置は前記容器の底面に接続されるか、若しくは位置付けられるか、又は遮蔽装置に接続されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。   12. Method according to claim 11, characterized in that the reference device is connected to or positioned on the bottom surface of the container or connected to a shielding device. 前記基準装置は、前記遮蔽装置の波遮蔽体（wave screen）に接続されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。   The method according to claim 16, wherein the reference device is connected to a wave screen of the shielding device. 容器内の液位（fluid level）を求めるシステムであって、信号を液面へ向けて送るアンテナを有するレーダー測定装置と、前記液面からの第１のエコー信号を検出する手段とを含み、さらに、
第２のエコー信号を供給する容器基準装置と、
前記第２のエコー信号を検出する手段と、
前記第１のエコー信号及び前記第２のエコー信号に基づいて、前記液位を表す信号を供給する手段と
を含むことを特徴とする、システム。 A system for determining a fluid level in a container, comprising: a radar measuring device having an antenna for sending a signal toward the liquid surface; and means for detecting a first echo signal from the liquid surface; further,
A container reference device for supplying a second echo signal;
Means for detecting the second echo signal;
Means for providing a signal representative of the liquid level based on the first echo signal and the second echo signal. 前記第１のエコー信号及び前記第２のエコー信号を比較する手段を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。   The system of claim 18 including means for comparing the first echo signal and the second echo signal. タンクの底面域における流体の前記波伝搬速度又は誘電率を求めるレーダー液位計に組み込まれる、請求項１７又は１８に記載のシステム。   19. A system according to claim 17 or 18 incorporated in a radar level gauge that determines the wave propagation velocity or dielectric constant of the fluid in the bottom area of the tank. タンクの底面域における流体の波伝搬速度又は誘電率を求めるレーダー液位計に組み込まれるシステムであって、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置を含むことを特徴とする、システム。   A system incorporated in a radar liquid level meter for determining a wave propagation velocity or dielectric constant of a fluid in a bottom area of a tank, comprising the device according to any one of claims 1 to 10. . タンクの底面域における流体の波伝搬速度又は誘電率を求めるレーダー液位計に組み込まれるシステム。   A system built into a radar level gauge that determines the wave propagation velocity or dielectric constant of fluid in the bottom area of the tank.
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