[发明专利]雷达型液位测量设备用遮蔽装置

说明书

本申请是2006年4月11日提交的、申请号为200680035434.9(国际申请号为PCT/NO2006/000134)、发明名称为“雷达型液位测量设备用遮蔽装置”的专利申请的分案申请。

本发明涉及用于在存储容器内测量液体体积的雷达型仪器，特别是设置在垂直向下延伸到容器的波导管(静水井或稳定管)之上的雷达仪器。所述波导管可能由于各种原因而在容器的底部上方的短距离处终止，从而在波导管和底部之间留下小的间隙。在波导管下面的液体表面缺少波导管提供的保护，从而完全暴露于在表面上的波动现象。

尽管本发明将根据海运船只上的储罐进行描述，但是也能在任何类型的容器中实施本发明，例如陆上的LNG(液化天然气)储罐、石油产品罐、化学制品罐和液体营养罐。

特别关于在海运船只，例如运送液化天然气的船只上的储罐内处于低液位的液体，已经公知，由液体表面产生的雷达回波在一方面受到表面张力波和紊流的干扰，并在另一方面受到在罐的底部产生的回波的干扰。一般认为，两种类型的干扰都应当被最小化，以便允许雷达水准仪以所需的用于海运船只上的运输监护计量的精度来测量液位。

在雷达液位测量中(例如US 6184818所述)，使用稳定管避免与罐内的设备相干涉，并防止液体的表面紊流引起反射信号的波动。稳定管是从罐的上部一直延伸到罐的底部上方某一距离处的管道。天线被设置在管内或直接设置在管的上面以将管道用作波导管来向下引导辐射。在液位较低而且液体的表面位于稳定管的开口之下时，这样的设置在操作上是不会令人满意的，因为管道不会在液体表面上提供稳定区域。此外，在罐的下部区域存在高度的紊流，因为泵送装置在这个区域内具有开口。

除此之外，根据现有技术，为了避免由于底部反射信号引起的干涉，偏转板或具有类似功能的装置，例如衰减器，被直接设置在天线的下面。用于在LNG储罐内的液位测量的这些类型的技术的应用已经在1996年进行了描述(ISO国际标准13689：2001的委员会草案)。

WO 01/29523描述了一种通过雷达液位测量装置测定液位的设备，其中，在管道的开口之下罐的底部放置微波吸收器以吸收微波能量，从而防止来自罐的底部的回波。这样的装置不适于在其膜式罐的主要应用领域中的使用，在所述应用领域中，对于一些设计，所有的装置必须位于与罐的底部相距某一距离处，而且不能直接位于所述底部之上。此外，这个装置不提供防止表面紊流的保护。

本发明的目的在于，在稳定管由于任何原因而不能一直延伸到罐的底部的情况下在罐底附近获得受控的测量条件。用语受控的测量条件在本发明的上下文中指的是，在其中由于罐内的其他设备、表面紊流和底部反射所引起的杂波被减小的测量条件。对于船只储罐来说，上述的干扰源是由风力产生的波浪和海浪引起的船只的运动所导致的罐内的波动，或由压舱物或货物的装载/卸载引起的船只的纵倾角/横倾角的改变。来自机器的振动也可传播通过罐壁和罐内的其他机械结构，并在罐内产生小波/表面张力波。在罐的内部，货船泵既产生振动又产生波动。特别是在LNG储罐内，附加的干扰源是喷淋泵/扫舱泵和卸货管路，而且对于所有类型的低温货物，汽化将会在表面造成干扰。

对罐底附近受控的测量条件的需要源于例如LNG膜式罐，在其中，对某些类型的隔膜(即，殷钢金属板膜)来说，在稳定管的下端和隔膜式罐底部之间必须始终有安全距离。相关的限制性可能在于：不能直接在膜式罐底部之上放置或支撑任何结构部分，也不能在罐底板上打井以放置上述装置或通过在罐内向上测量来测量液位。另外，管道和管道的支撑结构(三脚架或类似结构)可能在低温条件下相对于罐壁受到热收缩，所以至少在低温下，在管道的下端和罐底之间会有显著的自由波束空间，在其中，液体表面以及与底部反射的干涉的干扰使测量精度下降。

因此本发明的目的是提供一种装置，通过所述装置可在罐的底部附近实现高精度测量。

本发明的目的是提供一种装置，所述装置便于生产和安装，即，采用最少的独立部分和低重量，所以托架或其他支撑机构可以是轻薄的。所述装置在管道下面的相对定位的要求不一定比这种罐的正常建造方法(即托架的焊接)所满足的要求更苛刻。

本发明的另一个目的是提供一种装置，所述装置具有防止破坏罐膜并避免部件在操作期间断裂的任何可能性的设计，因为这些部件可能被浸透并破坏货船泵。

在一方面，本发明包括一种用于容器内的低液位的雷达测量的遮蔽装置，其特征在于，所述遮蔽装置包括位于容器的底部附近的波屏并与液体流体连通。