NO325428B1 - Niva Templates - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en beskyttelsesanordning for væskeradarmålinger, omfattende et lag av dempemateriale(3). Oppfinnelsen omfatter dessuten en bunndel utstyrt med en ristmønsterplate(2) plassert over laget med dempemateriale(3).BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protective device for liquid radar measurements comprising a layer of damping material (3). The invention further comprises a bottom part provided with a grating pattern plate (2) placed over the layer with damping material (3).

Description

Den foreliggende oppfinnelse er en videreutvikling av beskyttelsesanordningen for væskenivå-radarmålinger beskrevet i søkerens norske patent 324464. The present invention is a further development of the protection device for liquid level radar measurements described in the applicant's Norwegian patent 324464.

Oppfinnelsen vedrører en anordning (som i denne beskrivelsen kalles beskyttelsesanordning, skjermanordning eller bøtte) hvor en ristmønster-plate er plassert i bunndelen av anordningen. Hensikten med denne er å transformere inngangsimpedansen til å tilsvare impedansen til LNG. The invention relates to a device (which in this description is called a protection device, screen device or bucket) where a grid pattern plate is placed in the bottom part of the device. The purpose of this is to transform the input impedance to match the impedance of the LNG.

US 2004/0145510 omhandler en bunnreflektor for radarmåling av væskenivå i en tank. Bunnreflektoren kan være integrert med en deflektor eller et absorpsjonslegeme. US 2004/0145510 deals with a bottom reflector for radar measurement of liquid level in a tank. The bottom reflector can be integrated with a deflector or an absorption body.

Ifølge oppfinnelsen omfatter anordningens bunn et dempemateriale som tilveiebringer i det minste to områder med forskjellige høyder. Hensikten med dette er å tilveiebringe en radarusynlighetsfunksjon. According to the invention, the bottom of the device comprises a damping material which provides at least two areas with different heights. The purpose of this is to provide a radar invisibility function.

Oppfinnelsen omfatter således en beskyttelsesanordning for The invention thus includes a protective device for

væskenivåradarmålinger, kjennetegnet ved de trekk som fremgår av de vedlagte patentkrav. liquid level radar measurements, characterized by the features that appear in the attached patent claims.

I én utførelse omfatter anordningen et lag med dempemateriale som er anordnet under ristmønsteret. I én variant av denne utførelsen omfatter dempemateriallaget i det minste to områder som er plassert ved forskjellige avstander fra ristmønsteret (kvart bølgetrinn). In one embodiment, the device comprises a layer of damping material which is arranged under the grating pattern. In one variant of this embodiment, the damping material layer comprises at least two areas which are located at different distances from the grating pattern (quarter wave step).

I én utførelse omfatter beskyttelsesanordningen en bølgeskjerm som er i forbindelse med væsken, og i en variant av denne utførelsen er bølgeskjermen plassert innenfor radarstrålens hovedlobe. Denne utførelsen er tilpasset for tanker hvor det er størrelsesbegrensninger, f.eks. Samsung 1442 (130x230x180 mm indre målinger). In one embodiment, the protection device comprises a wave shield which is in contact with the liquid, and in a variant of this embodiment, the wave shield is placed within the main lobe of the radar beam. This design is adapted for tanks where there are size restrictions, e.g. Samsung 1442 (130x230x180 mm internal measurements).

I en annen variant er anordningen stor i forhold til radarstrålingens hovedlobe. På den måten vil samvirket mellom bølgeskjermen og radarsignalet være neglisjerbar. In another variant, the device is large in relation to the main lobe of the radar radiation. In that way, the interaction between the wave screen and the radar signal will be negligible.

I én utførelse er minst en grense mellom de to områdene plassert med forskjellige avstander fra ristmønsterplaten tilsvarende symmetriaksen for radarstrålens hovedlobe. In one embodiment, at least one boundary between the two areas is located at different distances from the grating pattern plate corresponding to the symmetry axis of the main lobe of the radar beam.

I én utførelse av oppfinnelsen omfatter beskyttelsesanordningen skruer for å feste platen til dempemateriallaget. In one embodiment of the invention, the protective device comprises screws for attaching the plate to the damping material layer.

I én utførelse er beskyttelsesanordningens bunndel firkantet eller kvadratisk. In one embodiment, the bottom part of the protective device is square or square.

Selv om de forskjellige trekk ved oppfinnelsen har vært beskrevet som tilsvarende eller tilhørende forskjellige utførelser, vil det være opplagt for fagmannen på området at disse kan kombineres på en hvilken som helst foretrukket måte. Although the various features of the invention have been described as corresponding or belonging to different embodiments, it will be obvious to the person skilled in the art that these can be combined in any preferred way.

Oppfinnelsen vil nå illustreres ved hjelp av de vedlagte tegningene hvor: The invention will now be illustrated with the help of the attached drawings where:

figur 1 viser en utførelse av oppfinnelsen, figure 1 shows an embodiment of the invention,

figur 2 viser en variant av oppfinnelsen, figure 2 shows a variant of the invention,

figur 3 viser målinger med luft over ristmønsterplaten, figure 3 shows measurements with air above the grating pattern plate,

figur 4 viser målinger med metall i bøtta og luft over, figure 4 shows measurements with metal in the bucket and air above,

figur 5 viser målinger med 20mm parafin over platen, figure 5 shows measurements with 20mm of paraffin over the plate,

figur 6 viser målinger med 60mm parafin over platen, Figure 6 shows measurements with 60mm of kerosene above the plate,

figur 7 viser målinger med 140mm parafin over platen, Figure 7 shows measurements with 140mm of kerosene above the plate,

figur 8 avvik mellom radarmålinger og linjalavlesninger, figure 8 deviation between radar measurements and line readings,

figur 9 viser måling av ekkoamplitude for parafin som en funksjon av nivå. figure 9 shows the measurement of echo amplitude for kerosene as a function of level.

For å redusere bunnrefleksjonen, er en beskyttelsesanordning som vist på fig. 1 utviklet. Denne beskrivelsen omtaler resultater fra tester med en slik anordning i parafin, fordi denne væsken har en dielektrisitetskonstant som ligner LNG'ens. Figur 1 viser en beskyttelsesanordning 1 med et ristmønster 2. Ristmønsteret 2 har vært utført for å transformere inngangsimpedansen til å tilsvare impedansen til LNG. Impedansen til plasten som anvendes er lik impedansen til parafin, noe som gjør at platen er usynlig både når den er nedsenket i LNG og i parafin. På den annen side, i luft bør platen være synlig. Dempematerialet 3 og kvartbølgetrinnet 4 er tilveiebragt for å fjerne innflytelsen til refleksjonen fra baksiden av platematerialet. Figuren viser også at beskyttelsesanordningen 1 omfatter en bølgeskjerm 5 som er i forbindelse med væsken, og i den viste varianten av denne utførelsen er bølgeskjermen 5 plassert innenfor radarstrålens hovedlobe 6. Denne utførelsen er tilpasset tanker hvor det er størrelsesbegrensninger, f.eks. Samsung 1442 (130x230x180 mm indre mål). In order to reduce the bottom reflection, a protective device as shown in fig. 1 developed. This description refers to results from tests with such a device in kerosene, because this liquid has a dielectric constant similar to that of LNG. Figure 1 shows a protection device 1 with a grid pattern 2. The grid pattern 2 has been designed to transform the input impedance to correspond to the impedance of LNG. The impedance of the plastic used is equal to the impedance of kerosene, which means that the plate is invisible both when immersed in LNG and in kerosene. On the other hand, in air the disc should be visible. The damping material 3 and the quarter-wave step 4 are provided to remove the influence of the reflection from the back of the plate material. The figure also shows that the protection device 1 comprises a wave shield 5 which is in connection with the liquid, and in the shown variant of this design, the wave shield 5 is located within the radar beam's main lobe 6. This design is adapted to tanks where there are size restrictions, e.g. Samsung 1442 (130x230x180 mm internal dimensions).

Figur 2 viser en beskyttelsesanordning med rektangulær bunndel 7. Figure 2 shows a protective device with a rectangular bottom part 7.

I en utførelse av oppfinnelsen benyttes fire skruer som presser ristmønsterplaten tett ned til dempematerialet 3. Skruene er montert symmetrisk i nærheten av hver kortvegg. Den første versjonen før denne endringen vises på fig. 2. In one embodiment of the invention, four screws are used which press the grating pattern plate tightly down to the damping material 3. The screws are mounted symmetrically near each short wall. The first version before this change is shown in fig. 2.

Avstanden til platen var i hoveddelen av eksperimentet 147 mm (72 mm i innføringsprøvene). Hullene i veggene og lekkasjehjørnene var påført tape med ledningstape for å hindre lekkasje av parafin. Figur 3 viser ekkosignalet ved starten av en eksperimentell måleserie med luftoverflaten. Gamma = 1,98. Man oppnår en nesten perfekt puls (gamma=2,00 lik perfekt Hanningpuls) som er lett å detektere (ekkostyrke 45 dB). Merk at pulsen ved 0 avstand kommer fra inngangen til målerøret og kan neglisjeres. Figur 4 viser en tilsvarende måling med metall i bøtte og luft over. Gamma = 2,12. Figur 5 viser en måling med 20 mm parafin over platen. Pulsen har gamma=2,08. Tyngdekraftsenteret sammenlignet med linjal vil gis nede. Figur 6 viser resultatet av tester utført med 60 mm parafin over platen. Gamma=2,15. Figur 7 viser resultatet av tester utført med 140 mm parafin over platen, gamma=2,07. The distance to the plate was in the main part of the experiment 147 mm (72 mm in the introduction tests). The holes in the walls and the leakage corners were taped with duct tape to prevent the leakage of kerosene. Figure 3 shows the echo signal at the start of an experimental measurement series with the air surface. Gamma = 1.98. You achieve an almost perfect pulse (gamma=2.00 equal to a perfect Hanning pulse) which is easy to detect (echo strength 45 dB). Note that the pulse at 0 distance comes from the entrance to the measuring tube and can be neglected. Figure 4 shows a corresponding measurement with metal in a bucket and air above. Gamma = 2.12. Figure 5 shows a measurement with 20 mm of paraffin above the plate. The pulse has gamma=2.08. The center of gravity compared to the ruler will be given below. Figure 6 shows the result of tests carried out with 60 mm of kerosene above the plate. Gamma=2.15. Figure 7 shows the result of tests carried out with 140 mm of kerosene above the plate, gamma=2.07.

Resultatene vist over sier at bunnstrukturen virker som planlagt, uten interferensekkoer, og at fokuset kan beveges til nøyaktighet. For å undersøke denne delen, var referansen (linjal) lesning sammenlignet med radarlesningen. The results shown above say that the bottom structure works as planned, without interference echoes, and that the focus can be moved to accuracy. To examine this section, the reference (ruler) reading was compared to the radar reading.

Avviket mellom radar og linjalen kan ses i figur 8. Standardavviket for dette datasett er 4,2 mm, som er innenfor den påkrevde nøyaktigheten for denne type målinger på + 5 mm. Den estimerte nøyaktigheten for linjalmålingen (referanse) er +/- 2 mm som angitt av feilstrekene. The deviation between the radar and the ruler can be seen in Figure 8. The standard deviation for this data set is 4.2 mm, which is within the required accuracy for this type of measurement of + 5 mm. The estimated accuracy of the ruler measurement (reference) is +/- 2 mm as indicated by the error bars.

Figur 9 viser amplitude til ekkosignalet som en funksjon av parafinnivå, og resultatene på fig. 9 er konsistente. Figure 9 shows the amplitude of the echo signal as a function of paraffin level, and the results in fig. 9 are consistent.

Målingene viser at den firkantformede beskyttelsesanordning som vist på figur 2 ikke gir noen betydelige uønskede refleksjoner. The measurements show that the square-shaped protective device as shown in Figure 2 does not produce any significant unwanted reflections.

Eksperimentene bekrefter også at en nøyaktighet bedre enn + 5 mm ned til et nivå på 10-15 mm over platen kan oppnås. The experiments also confirm that an accuracy better than + 5 mm down to a level of 10-15 mm above the plate can be achieved.

Claims (6)

1. Beskyttelsesanordning for væskeradarmålinger, omfattende et lag av dempemateriale og en bunndel med en ristmønsterplate (2) plassert over laget med dempemateriale (3), karakterisert ved at dempemateriallaget omfatter i det minste to områder som er plassert ved forskjellige avstander fra ristmønsteret (kvart bølgetrinn 4).1. Protective device for liquid radar measurements, comprising a layer of damping material and a bottom part with a grating pattern plate (2) placed above the layer of damping material (3), characterized in that the damping material layer comprises at least two areas which are located at different distances from the grating pattern (quarter wave step 4). 2. Beskyttelsesanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en bølgeskjerm (5) i forbindelse med væsken.2. Protective device according to claim 1, characterized in that it comprises a wave screen (5) in connection with the liquid. 3. Beskyttelsesanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at bølgeskjermen (5) er plassert innenfor radarstrålens hovedlobe (6).3. Protective device according to claim 3, characterized in that the wave shield (5) is placed within the main lobe (6) of the radar beam. 4. Beskyttelsesanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at minst en grense mellom to områder tilsvarer symmetriaksen for radarstrålens lobe.4. Protective device according to claim 2, characterized in that at least one boundary between two areas corresponds to the axis of symmetry of the lobe of the radar beam. 5. Beskyttelsesanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter skruer for å feste platen til dempemateriallaget.5. Protective device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises screws for attaching the plate to the damping material layer. 6. Beskyttelsesanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bunndelen er firkantet eller kvadratisk.6. Protective device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom part is square or square.