[发明专利]用于测深管中的液位测量和内容物纯度测量的装置和方法

说明书

一种用于附接到测深管以测量箱中的内容物的液位的液位感测装置(110)。所述液位感测装置包括：用于封闭液位感测装置的组件(20)的壳体(16)；这些组件包括发射器和可操作地连接到发射器的天线(18)，用于在远离发射器的方向上引导电波或机械波。天线还适于接收电波和机械波。所述装置还包括测深管适配器(32)，其尺寸设定成用于附接到测深管，以及将壳体可操作地附接到测深管适配器的连接器组件。连接器组件使得壳体能够相对于测深管适配器围绕水平轴旋转，以暴露测深管的开口端。在使用中，液位感测装置允许脉冲雷达测量箱中的液位。壳体可以相对于测深管旋转，以还允许手动液位测量箱内容物或对箱内容物取样。

技术领域

本发明涉及脉冲雷达测量，并且更具体地，涉及一种使用脉冲雷达波来测量存储箱(storage tank)内的液体的液位，同时还允许手动测量液体的液位感测装置和方法。

背景技术

在许多环境中，各种材料在其处置之前或期间在箱中储存和/或处理。这些材料包括食品、饮料、药品和燃料。这种箱的一种特殊和公知的用途涉及为各种运输方式储存燃料。这些燃料箱的范围可以从汽车上的油箱到大型燃料箱，诸如位于海军舰船上的燃料箱。具体地，航空母舰容纳多个燃料箱。这些箱用于为船舶上携带的飞机储存喷气燃料。

对于在海军舰船上的存储箱，在任何给定时间可靠地确定箱的内容物的量和纯度的能力可能是关键的。军事准备通常依赖于充足的燃料供应。此外，燃料使用的准确测量直接转化为采购船舶燃料供应的成本效益。因此，准确可靠地测量这些箱中的燃料液位有许多益处，因此，海军进行定期测量，以确定存储箱中的燃料液位。此外，高性能喷射的操作依赖于燃料中的低水平的杂质。燃料中的污染物会对喷射部件造成损坏，并且会以对乘员有害的方式降低性能。因此，除了测量燃料液位外，海军还定期检查箱中的燃料纯度。

储存在海军舰船上的燃料纯度由通常被称为“取样器取样(thief sampling)”的方法确定。在该过程中，将细长的中空管或“取样筒(thief sampler)”投入箱的内容物中。来自箱的燃料填充取样筒的中空槽。然后，收回取样筒，并通过本领域熟知的方法测量所收集的样品的纯度。

用于确定液体液位的方法包括目视检查或使用测量燃料液位的各种装置。在海军舰船上的喷气燃料的特殊情况下，目视检查受到船舶内部的箱的位置和箱的庞大尺寸的阻碍。由于目视检查的问题，海军传统上通过使用带有附接的铅锤的铅垂线的测深管执行手动燃料液位测量。测深管通常是直径为1.5英寸的管道，其定位为船舶基础设施的一部分。测深管在燃料箱内延伸，并对箱内容物开放，以使测深管中的液体液位与箱中的液体液位相等。测深管不一定是线性管，而是可以包括弯曲，以便围绕船舶的其他基础设施延伸。为了测量燃料液位，打开测深管的顶部，并将铅锤穿过测深管的内部投入管的底部。然后，使用铅垂线从测深管的底部收回铅锤，并通过观察由铅垂线上的燃料产生的湿度水平来测量液体液位。海军继续使用这种铅垂线和测深管测量作为船舶上的备用手动方法。

然而，液体液位测量的铅垂线方法产生某些问题。首先，喷气燃料是干净的并且非常快速地蒸发，从而增加了在视觉上评估铅垂线以准确地确定相关湿度水平的难度。其次，铅锤在使用过程中可能会脱落铅垂线。由于涉及的困难，作为实际问题，不能从测深管取回分离的铅锤。结果，可能阻止用于测量的后续铅锤掉落到测深管的底部，导致测量范围减小。