[實(shí)用新型]料位計(jì)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220206782.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN202869601U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬蒂斯·蘇內(nèi)松;萊納斯·埃克隆德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅斯蒙特儲(chǔ)罐雷達(dá)股份公司
• 主分類號(hào): G01F23/284
• 分類號(hào): G01F23/284;H01Q1/24
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠(chéng);李春暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用電磁波用于確定到容納在儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的表面的距離的料位計(jì)系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明涉及一種用于這種雷達(dá)料位計(jì)系統(tǒng)的傳播設(shè)備。

背景技術(shù)

諸如雷達(dá)料位計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備適合用于測(cè)量產(chǎn)品的料位，該產(chǎn)品諸如工藝液體、粒狀化合物和其它材料。這種的雷達(dá)料位計(jì)的示例可以包括：微波單元，用于向表面發(fā)射微波以及接收被表面反射的微波；處理電路，被布置成與微波單元通信以及基于發(fā)射的微波與接收的微波之間的關(guān)系確定料位；接口，用于將所述處理電路外部連接到雷達(dá)料位計(jì)；以及功率管理電路，對(duì)微波單元和處理電路供操作功率。

更具體地，一般基于在電磁信號(hào)的發(fā)射與其反射的接收之間的時(shí)間來(lái)確定到產(chǎn)品表面的距離，其中電磁信號(hào)在儲(chǔ)罐（tank）中的大氣與儲(chǔ)罐中所容納的產(chǎn)品之間的界面反射。為了確定產(chǎn)品的實(shí)際填充料位，基于上述時(shí)間（所謂的飛行時(shí)間）和電磁信號(hào)的傳播速度來(lái)確定從基準(zhǔn)位置到表面的距離。

為了準(zhǔn)確地確定電磁信號(hào)的飛行時(shí)間，接收的信號(hào)必須具有足夠的幅度或功率以使得可以檢測(cè)到并分析接收的信號(hào)。因此，使傳播損耗保持為最小值是重要的。傳播損耗例如可以是信號(hào)的散射或衰減的結(jié)果，這二者都會(huì)導(dǎo)致到達(dá)接收器/收發(fā)器的信號(hào)的功率的降低。傳輸線探針、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和輻射天線均會(huì)發(fā)生傳播損耗。

附著于天線的污染材料可以引起信號(hào)的散射，因?yàn)樘炀€的幾何形狀被改變。在信號(hào)必須通過(guò)天線上的污染材料傳播的情況下，污染物在天線上的附著也可以導(dǎo)致信號(hào)的衰減。

處理污染的問(wèn)題尤其與用于存儲(chǔ)石油產(chǎn)品的儲(chǔ)罐相關(guān)，石油產(chǎn)品可以容易地粘到天線表面從而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量惡化。

涉及一種具有設(shè)置有防粘覆層的天線的填充料位傳感器的US7,707,881公開了解決上述污染問(wèn)題的嘗試。US?7,707,881的目的是實(shí)現(xiàn)防止任何材料粘到天線表面的不可潤(rùn)濕且自清潔的表面。根據(jù)US7,707,881，可以通過(guò)形成具有防粘表面特性的微光滑表面來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。

然而，特別地對(duì)于儲(chǔ)罐容納物與環(huán)境狀況的一些組合，結(jié)果是，諸如在US?7,707,881中描述的防粘覆層的防粘覆層不能夠防止儲(chǔ)罐容納物附著于天線，從而導(dǎo)致性能損耗。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述及其它問(wèn)題，本發(fā)明的總體目的是提供一種改進(jìn)的料位計(jì)系統(tǒng)，具體地提供一種即便在污染方面的困難狀況下也能夠保持其料位計(jì)量性能的料位計(jì)系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這些及其它目的是通過(guò)用于確定容納在儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的填充料位的料位計(jì)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該料位計(jì)系統(tǒng)包括：收發(fā)器，用于生成、發(fā)送和接收電磁信號(hào)；信號(hào)傳播設(shè)備，其連接至收發(fā)器，該信號(hào)傳播設(shè)備包括信號(hào)導(dǎo)向部分，該信號(hào)導(dǎo)向部分被布置和配置成將所發(fā)送的電磁信號(hào)沿著大體豎直的路徑導(dǎo)向儲(chǔ)罐內(nèi)的產(chǎn)品的表面，以及返回由于所發(fā)送的電磁信號(hào)在容納在儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的表面處的反射而產(chǎn)生的表面回波信號(hào)；以及處理電路，其連接至收發(fā)器并被配置成基于表面回波信號(hào)確定填充料位；其中，信號(hào)導(dǎo)向部分的表面包括表面部分，該表面部分具有由該表面部分與水之間的小于30°的接觸角限定的潤(rùn)濕性。

在本申請(qǐng)的上下文中使用的“潤(rùn)濕性”的限定涉及靜態(tài)接觸角。當(dāng)液滴既不前進(jìn)也不后退時(shí)可以說(shuō)接觸角是靜態(tài)的。如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員知道的，可以通過(guò)將水滴布置在水平表面上、獲取至少在液滴與表面之間的界面的輪廓圖、并分析液滴的輪廓來(lái)確定表面的靜態(tài)接觸角。該類型的接觸角測(cè)量被稱作座滴（sessile?drop）技術(shù)。

液體與固體之間的表面張力確定液體與表面接觸的角。該角被稱作液體到固體的潤(rùn)濕角或接觸角。因此，可以認(rèn)為潤(rùn)濕性是特定液體附著于具體表面的能力的測(cè)量，其中，較高的潤(rùn)濕性意味著液體更容易附著于表面。

當(dāng)使用料位計(jì)系統(tǒng)時(shí)，信號(hào)導(dǎo)向部分是信號(hào)傳播設(shè)備的進(jìn)行操作以將所發(fā)送的信號(hào)朝向容納在儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的表面導(dǎo)向的部分。對(duì)于輻射天線，信號(hào)導(dǎo)向部分是天線的對(duì)于陣列天線情況可以通過(guò)直接發(fā)射或者對(duì)于拋物面天線情況可以通過(guò)反射使發(fā)送信號(hào)朝向儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的表面導(dǎo)向的部分。在后者情況下，例如，信號(hào)導(dǎo)向部分是朝向儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的表面的凹側(cè)，并且具有指定的潤(rùn)濕性的表面部分面對(duì)儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品。

此外，信號(hào)導(dǎo)向部分有利地可以是導(dǎo)電的，例如是金屬的，但也可以是部分絕緣的。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式的料位計(jì)系統(tǒng)可以對(duì)確定容納在任何種類的儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品的填充料位是有用的。由于在石油產(chǎn)品的海上運(yùn)輸期間發(fā)生的困難的表面污染狀況，預(yù)期根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式的料位計(jì)系統(tǒng)將對(duì)安裝有料位計(jì)系統(tǒng)以確定船上儲(chǔ)罐的填充料位的實(shí)施方式尤其有用。