专利名称：用来测量罐内液量的液位计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液位计，用来测量罐例如容纳燃料的地下罐内的液量，其中，该液位计包含一个探头，探头有一个压力传感器，该压力传感器根据罐内液体和罐内空气之间的静压差读数工作。
一般地，加油站或汽油站具有直埋式地下罐，这些罐用来储存燃料，燃料或是石油/汽油或是柴油。当汽车借助柴油和石油泵充满燃料时，地下罐被倒空。当地下罐倒空到一定数量时，这些罐反过来要从油罐车中再充油，而且这种倒空和填充过程不断地进行着。
石油商经常要按照要求进行地下罐的日常测量。原因主要在于，如果燃料泄漏到环境中，可以及时被发现。即使人们已经逐渐使用电子设备来对罐内液量进行测量，但是直接将量油尺用到罐内的人工测量法也仍然具有普遍实用性。要说明的是，这种方法实际上是一种相当粗略的测量方法，而且在泄漏被发现之前，存在大量泄漏。此外，它要耗费大量时间和财力，而且经常导致测量人员受到溢出燃料的影响，溢出燃料会产生气味，这种气味非常不适合亭式销售(kiosksale)工作。
通过现在提出的液位计，人们可以发现罐内很小的泄漏。
很多国家提出了一个进一步的要求，即车用燃料罐内存在的挥发燃料蒸汽在罐被充满时，要被收集起来。因为燃料枪的喷嘴具有附加开口，该开口具有一个燃料填充过程中吸收蒸汽的负压，所以可以实现这个要求。蒸汽被送回地下罐，其中大部分蒸汽冷凝，并且被增加到罐的内容物中。然而，这就意味着，地下罐需要制造成封闭系统，以便于蒸汽不会向外逃逸到周围空气中。但是，它们被设置成包括一个阀，该阀使新鲜空气可以在地下罐被倒空时进入罐内。此外，还包括一个安全阀，如果压力超过一个预定值，该安全阀可以释放过压。
然而，这些情况对目前电子测量设备来讲会产生一个问题，因为电子测量设备几乎不考虑地下罐内的压力情况。这样显然就产生了错误的偏离液位的读数，而且由此获得错误的罐内液量。通过现在提出的液位计，可以补偿地下罐内的过压。
这可以利用介绍性描述的一种液位计来实现，其区别在于，探头浸入在液体中，并邻近罐的底部；而且探头在罐内与一个与探头隔开并位于罐空气(tank atmosphere)中的防气阀空气联通(atmospheric communication)。
通过这种方案，还可以获得这种效果，即可以防止液体或燃料渗透到介于探头和防气阀之间空气联通的罐中。
在一个合适实施例中，罐内空气通道简化成一个软管的形式。
在一个优选实施例中，防气阀呈细长管的形式，该管处于罐安装状态时，基本上竖立，其中，其底端部分中的管包含至少一个孔，用作罐内部和罐内空气之间的联通。
作为一种正确的安全测量法，罐内空气联通或者软管，可以终止于细长管上部并且位于细长管中。
优选的是，探头借助一个组合电缆连接到防气阀，该电缆包含电导体、负荷承载件和罐空气联通。
为了防止装配位置上的探头在罐的填充过程中受到振动，探头可以在其下延伸部包括一个锚，用来与罐的底部接触。
为了确保探头能稳定可靠地操作，锚具有一个相对探头的受限制竖直运动自由度(freedom of motion)。
作为一种选择，探头可以在其下延伸部包括一个浮子，如果水出现在罐内，这个浮子可以起到报警作用。浮子的密度介于水和液体例如燃料的密度之间。
在一个合适实施例中，浮子设置成具有一个相对探头的受限制竖直运动自由度，而且使永久磁铁成为浮子的一部分，并且该磁铁与一个开关配合，该开关与探头相联。
本发明还涉及一种安装液位计的方法，该液位计用于测量罐内液量，例如容纳燃料的地下罐内的液量，其中，液位计包含一个探头，该探头具有一个压力传感器，在罐安装位置上时，探头在其下延伸部包含一个用来与罐底部接触的锚，而且该锚具有一个相对探头的受限制竖直运动自由度，其特征在于包括锚的探头被降到罐内，直到锚到达罐的底部，并且直到探头的重量靠在锚上，然后探头在所述运动自由度内升高到预定高度，而锚保持靠在罐的底部。
从本发明目前的一个优选实施例的如下描述中可以看出本发明的其它和进一步的目标、特征和优点，该实施例是为了描述目的给出的，不起限制作用，而且结合了以下附图附
图1显示了本发明液位计的一个正视图；附图1A放大显示了在防气阀中的罐内空气通道的终端；附图2示意性地显示了安装在地下罐内的附图1所示的液位计。
现在描述本发明，本发明与一种燃料例如汽油和柴油的地下罐有关。尽管本发明是在这方面开发出来的，但要理解的是，该液位计可以用于容纳一种液体的任何可能的罐内的数量测量，该罐例如是集液罐、船上的燃料容器和压载箱岸、上储存箱、化学溶液罐、水罐、LPG罐等。
首先参考附图1，该附图显示了液位计1的各个部件。液位计1包括一个探头2，该探头具有一个集成压力传感器。探头2具有许多孔2a，这些孔使液体可以流到探头2中。探头中的压力传感器本身是已知类型，其根据罐内液体和液面上罐内空气之间的静压差的读数工作。
在探头2的下延伸部设置了一个锚3。锚3借助一个轴销3a连接到探头2。锚3具有一个相对轴销3a运动的受限制轴向自由度。该运动的轴向自由度通常在5mm范围内。
在探头2和锚3之间的轴销3a上还设置了一个浮子15。浮子15可以沿着轴销3a在轴向上移动。将一个环形的永久磁铁模压到浮子15中，并由此包围轴销3a。在该轴销中有一个电流开关，该开关设置成舌簧继电器的形式，当磁铁穿过时该继电器被永久磁铁激励。
探头2借助一个电缆16连接到一个防气阀4。电缆16包含连到压力传感器和舌簧继电器的电导体17。电缆16还包含呈一条细线形式的一个承重元件，和呈一条软管18形式的一个罐内空气联通，使防气阀4中的压力传递到探头2中的压力传感器。因此，要理解的是，压力传感器一方面受到液体压力的影响，另一方面受到罐内压力的影响-如果该罐内压力与周围空气压力有偏差，压力传感器也同样会受到罐内压力影响。细线承受着探头2、锚3和浮子15的重量，因此，在电导体17和软管18中不会发生负载传递。
防气阀4包括一个外部细长管，电缆16在其底端载入该管中。在管的底端，还设置有许多孔4a，这些孔将管外部主导的压力传递到防气阀4的内部。如图1A详细所示，传递压力的软管18终止于防气阀4的上端。电导体17继续往前，并且穿过管上部的一个压盖19。
现在参考附图2，该附图显示了一个液位计1，液位计装配在一个地下罐10中。在地平面上，设置了一个出入孔20，用来可以接近罐10。液位计1穿过一个升管5被悬挂起来，另一方面，一个浸渍管从地下罐10向上延伸。可以借助升管5顶部上的一个连接件6悬挂液位计。电缆16穿过设置在连接件6上的一个压盖9。电缆16进一步延伸到一个可密封的连接盒12，并且延伸到一个导管11中，导管11被放到地面14的沟中，而且向上延伸到地面上的测量站。
正如附图2中看到的一样，探头2设置成邻近地下罐10的底部，而且浸入燃料21中。探头2中的小孔2a使燃料21可以传递到探头2中，而且燃料与压力传感器一侧接触(图中未示)。
如果大量的水22出现在罐10的底部，浮子15可以发出报警信号。浮子15的密度介于水密度即1.0g/cm3和燃料密度之间，即汽油的密度在0.72-0.78g/cm3的范围内，柴油的密度在0.82-0.87g/cm3的范围内，用于此目的浮子的密度一般将是0.90-0.92g/cm3的范围内。当水平面上升时，一定水平面上的水22将升高浮子15，而且激励舌簧继电器，舌簧继电器是一个开关，该开关连接一个电路，而且将一个信号发到地面上的测量站。然后，准时从罐10中抽空水22。
要安装液位计1时，将探头2和锚3降到罐10中，直到锚3到达罐的底部。安装人员要注意，当锚3到达底部时，不要再降低探头2，以使探头不会躺下，而是要使探头保持在垂直方向。但是，探头2被降低，直到其重量靠在锚3上，以获得一个基准。然后，探头2被升高，直到获得一个预定高度，该预定高度在所述运动自由度内，也就是说，通常从锚3向上升高通常2-3mm。安装人员要注意锚3是否也从底部升高。锚3要继续靠在罐10的底部，以便于确保探头2稳定，也就是说，避免探头2振动。
也如附图2中看到的一样，防气阀4要装配在罐10的空气中，也就是说，与燃料21有适当距离。然而也设置成这样的结构，即如果罐10偶然充溢，也不会产生液位计1的操作问题。如果防气阀4应被燃料21包围，那么将孔4a设置在防气阀4底部，就可以进行安全的测量，因为燃料21不会显著地在防气阀4内升高。这是防气阀4的一个非常重要的特征，因为必须防止燃料21到达软管18的开口端，如图1A所示。如果燃料21进入软管18，便会影响罐的空气压力，也就是说影响基准压力，导致测量误差。
权利要求
1.一种液位计(1)，用来测量罐内例如容纳燃料(21)的地下罐(19)内的液量，其中，液位计(1)包含一个探头(2)，探头有一个压力传感器，该压力传感器根据液体和罐空气之间的静压差读数工作，其中，罐空气会受到不同于周围空气的压力波动的影响，探头(2)浸入液体中，而且邻近罐的底部，其特征在于，探头(2)通过一个防气阀(4)处于罐空气联通，防气阀与探头(2)隔开，而且位于罐空气中。
2.根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，罐空气联通呈一个软管(18)的形式。
3.根据权利要求1或2所述的液位计，其特征在于，防气阀(4)呈一个细长管的形式，该管处罐安装状态且基本上竖立，其下端部分的管包含至少一个孔(4a)，用于管内部与罐的空气之间的联通。
4.根据权利要求3所述的液位计，其特征在于，罐空气联通终止于细长管上部和其中。
5.根据权利要求1-4中任一所述的液位计，其特征在于，探头(2)借助组合电缆(16)被连接到防气阀(4)，该电缆包含电导体(17)、负荷承载件和罐空气联通。
6.根据权利要求1-5中任一所述的液位计，其特征在于，在罐安装位置上，探头(2)在其下延伸部包括一个锚(3)，用来与罐的底部接触。
7.根据权利要求6所述的液位计，其特征在于，锚(3)具有一个相对探头(2)的受限制竖直运动自由度。
8.根据权利要求1-7中任一所述的液位计，其特征在于，在罐安装位置上，探头(2)在其下延伸部包括一个浮子(15)用于如果水(22)出现在罐中时起报警作用，浮子(15)的密度介于水(22)和液体例如燃料(21)的密度之间。
9.根据权利要求8所述的液位计，其特征在于，浮子(15)具有一个相对探头(2)的受限制竖直运动自由度，一个永久磁铁是浮子(15)的一部分，而且一个协作开关与探头相联。
全文摘要
本发明公开了一种液位计(1)，该液位计用来测量罐例如容纳燃料(21)的地下罐(19)内的液量。液位计(1)包含一个探头(2)，探头有一个压力传感器，该压力传感器根据罐内液体和罐空气之间的静压差读数工作。探头(2)浸入液体中，而且邻近罐的底部。探头(2)在罐内与一个防气阀(4)空气联通，防气阀位于液面上方的罐空气中。
文档编号G01F23/18GK1491345SQ02804644
公开日2004年4月21日 申请日期2002年2月6日 优先权日2001年2月7日
发明者佩尔·M·布伦, 佩尔 M 布伦 申请人:4泰克公司