专利名称：改进的液面检测测量仪组件及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测储罐或类似容器内的液面的测量仪组件，并且涉及一种用于安装这种测量仪组件的改进的、方便的方法。
背景技术：
使用各种各样的装置来测定储罐或其他这种容器内的液面并提供该液面的指示。但是，目前广泛使用的工艺技术还不能满足检测容放有石油产品或其他挥发性液体的储罐的液面的特定需求。
诸如原油和汽油的石油产品含有粘性成分，这种粘性成分易于涂敷在它们接触的表面上。这有效地排除了用于检测液面的可见液面计的使用。这种液体的挥发性也使得利用电子液面检测器械进行检测更加危险或者存在问题。
过去使用浮子液位测量仪来测量石油类产品的液面。这种测量仪公开在授予Bennett的美国专利3,482,447中。该装置包括一个与内部滚筒同步的模拟量规。连接于浮子件的规线卷绕在滚筒上。滚筒由一个长形的卷簧沿第一转动方向偏移，这保持规线张紧。随着浮子件响应储罐中的液面而升高或下落，模拟显示器反映滚筒的合成转动。公开在授予Webb的美国专利5,144,836中的另一种机械流体液面测量仪有利地设计为使得安装时间最小同时在运行中的储罐上进行工作，并且安装后可以快速容易地校准以反映储罐中的液面。这些测量仪使用了模拟钟式显示器，该模拟钟式显示器具有用于指示英寸的第一指针和用于指示英尺的第二指针。公开在Webb的专利中的测量仪由于其优点和可靠的机械设计获得巨大的商业成功。但是，随着电子尤其是数字电子技术的逐渐应用，需要电子地检测这种储罐中的液面。特别地，很明显在先技术需要这样一种液面测量仪，它便于安装，它可以快速反映它所在储罐中的液面，它机械结构简单并且制造便宜，它保护环境防止从储罐蒸发，并且它还可以和电子控制系统兼容使用。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种用于便于安装、可以快速反映它所在储罐中的液面、机械结构简单并且制造便宜、保护环境防止从储罐蒸发、并且还可以和电子控制系统兼容使用的液面测量仪的系统和方法。
为了实现本发明的上述和其他目的，根据本发明的一个方面，用于测量储罐或类似容器内的液量的测量仪组件包括一个外壳；一个浮子件；一个连接于浮子件的细线；一个可转动地安装在外壳内的线轴件，该线轴件用于放出细线；位于外壳上的模拟指示装置，用于显示对应于线轴件的转动位置的一个值；以及电子检测装置，用于检测模拟指示装置的位置，其中该测量仪组件还兼容于电子检测系统。
根据本发明的第二方面，用于测量储罐或类似容器内的液量的系统包括一个储罐；一个用于在储罐内移动而安装的浮子件；一个模拟显示器；机械连接装置，用于响应浮子件的位置而控制模拟显示器；电子检测装置，机械地连接于机械连接装置，用于检测模拟显示器的位置；以及监测装置，用于监测从电子检测装置接收的信息。
根据本发明的第三方面，用于测量储罐或类似容器内的液量的方法包括以下步骤将机械液面测量仪安装到储罐；机械校准液面测量仪同时校准机械地连接于机械液面测量仪的电子检测装置；利用液面测量仪检测储罐内的液量；以及利用电子检测装置检测储罐内的液量。
根据本发明的第五方面的用于检测储罐内的液量的套件包括具有可以指示储罐灌装线的机械显示器的机械测量仪；机械地连接于机械测量仪的电子传感器；以及用于将电子传感器连接于个人计算机的计算机接口装置。
本发明的这些和其他各种优点和新颖特征具体表示在构成本发明一部分的所附权利要求书中。但是，为了更好地理解本发明、它的优点、以及通过应用而实现的目的，应当参考构成本发明的另一部分的附图以及所附的说明部分，其中示意并说明了本发明的一个优选实施例。
图1表示根据本发明的一个优选实施例构造的测量仪的透视图，示出其在储罐上的安装位置；图2表示图1中的测量仪和储罐的局部部分截面图；图3表示图1和2中的测量仪的另一个截面图；图4是根据图1到3构造的测量仪中的齿轮组的一部分的概略图；以及图5是本发明的优选实施例的另一部分的示意图。
具体实施例方式
现在参考附图，其中相同的标号表示相应的结构，具体参照图1，用于可灌装诸如石油产品的液体产品14的储罐12的测量仪组件10通过使用构造并设置为浮动在液体产品14的上表面的浮子件18来检测灌装线16。如图1所示，测量仪组件10包括一个细线22，它具有优选地由如图3所示的夹持机构80连接于浮子件18的末端20。
现在参照图3，可以看到细线22穿经限定在测量仪组件10的外壳32内的开口26。细线22卷绕在滚筒24上，该滚筒24安装为在外壳32内转动，如图2和3所示。偏压机构28用于沿第一转动方向偏压滚筒24，将细线22卷绕在滚筒24上，从而偏压机构28将趋于把浮子件18拉向外壳32，从而为了精确保持细线22张紧。优选地，偏压机构28包括一个恒力弹簧30。
现在参见图1，可以看到测量仪组件10优选地包括一个钟面，它具有按照十二计数系统沿其周围标示的距离标记36，用来表示英尺和英寸，而不是小时和分钟。小针38安装为在钟面34上转动来表示英尺，大针也安装为在钟面34上转动来表示英寸。大针和小针38、40都通过齿轮组54机械地连接于滚筒24，将在下面详细说明该齿轮组54。
如图2-4所示，齿轮组54包括机械地连接于滚筒24以随着滚筒24转动的第一小齿轮56。如图4所示，第二小齿轮58定位为由第一小齿轮56驱动。小于第二小齿轮58的第三小齿轮60与第二小齿轮58同轴安装以随着第二小齿轮58转动。连接第四小齿轮62用于随着钟面34上的小针38转动。连接第五小齿轮64用于随着钟面34上的大针40转动。第四小齿轮62大于第五小齿轮64，并且啮合为由第三小齿轮60驱动。第五小齿轮64啮合为由第二小齿轮58驱动。分别由第三小齿轮60和第四小齿轮62、第二小齿轮58和第五小齿轮64提供的不同减速比将确保当小针38沿钟面34转动一周时大针40沿钟面34的圆周转动十二次。
如图3所示，电子检测装置110由一个机械连接机构机械地连接于齿轮组54，该机械连接机构包括一个由第四小齿轮62驱动的惰轮106以及一个由惰轮106驱动的小齿轮108。该机械连接机构可以以多种不同方式中的任何一种进行工作，所有这些方式都在本发明的范围内。该优选实施例中的电子检测装置110是一个相关于转动位置的装置，最优选地是一个多向转动(multirotational)电位计。可选地，电子检测装置110可以构造为一个可变电容、一个可变感应器、或者任何其他的具有可变电属性的相关于转动位置的装置。
如图5所示，电子检测装置110构造并布置为与模拟到数字转换器PC卡124电连通，该模拟到数字转换器PC卡124安装在个人计算机116中，该个人计算机116包括诸如显示器的显示器118以及诸如键盘或鼠标的输入装置120。如图1所示，多芯电缆86含有连接电子检测装置110和个人计算机116的电线。测量仪组件10和模拟到数字转换器PC卡124优选地作为一个套件122与用于将模拟到数字转换器PC卡124的数字输出转换为有关地面储罐的灌装状态的信息的软件一起销售给用户，其中有关地面储罐的灌装状态的信息由个人计算机116显示。电缆86中的电信号的电流和电压水平优选地保持为本领域所公知的“真正安全”，从而将点燃易燃液体或蒸气的危险控制到最小。
个人计算机116优选地运行Windows操作系统，并且配置在套件122中的软件允许操作者输入诸如地面储罐已经充满以及储罐中的燃油的类别，例如柴油或汽油的数据的信息。当将测量仪组件10安装到地面储罐之内并将模拟到数字转换器PC卡124和软件安装到个人计算机116内之后，软件首先请求操作者输入将被检测的储罐的相关信息，例如储罐的高度和长度。软件将提供储罐内的燃油液面的直观显示，并且将向操作着指示什么时候液面处于临界低值或者什么时候过量灌装。也可以定量地显示液面，例如升或加仑。
操作时，电子检测装置110将由中央处理器116监测，由电子检测装置110指示的电子值可以由中央处理器116检测到作为储罐12内的具体液面或体积的指示。为了校准该电子检测系统，操作者仅仅需要如上所述校准人工系统，将钟式测量仪的位置调整到已知值，并且利用输入装置120输入该已知值。当使用该系统时，该电子检测系统可以校验钟式测量仪的精度并可以进一步用于远程检测体积，例如通过位于远离储罐12数英里的远程服务中心设备。
本发明进一步包括利用本发明的电子装置110改型现有机械测量仪的方法。
但是，应当理解，尽管在上文说明了本发明的许多特征和优点以及本发明的详细结构和功能，但所揭示内容仅仅是示例性的，可以在本发明的原理范围内最大程度地进行改变，尤其是部件的形状、尺寸和布置，本发明的原理由所附权利要求书宽泛表示。
权利要求
1.一种用于测量储罐或类似容器内的液量的测量仪组件，包括一个外壳；一个浮子件；一个连接于所述浮子件的细线；一个可转动地安装在所述外壳内的线轴件，所述线轴件用于放出所述细线；位于所述外壳上的模拟指示装置，用于显示对应于所述线轴件的转动位置的一个值；以及电子检测装置，用于检测所述模拟指示装置的位置，其中所述测量仪组件还兼容于电子检测系统。
2.如权利要求1所述的测量仪组件，其特征在于，所述模拟指示装置包括具有指针的钟式显示器。
3.如权利要求1所述的测量仪组件，其特征在于，所述模拟指示装置还包括机械地设置在一个模拟显示器和所述线轴件之间的齿轮组，并且所述电子检测装置机械地连接于所述齿轮组。
4.如权利要求3所述的测量仪组件，其特征在于，所述电子检测装置包括非独立电源。
5.如权利要求4所述的测量仪组件，其特征在于，所述电子检测装置包括具有可变电属性的相关于位置的装置。
6.如权利要求5所述的测量仪组件，其特征在于，所述电子检测装置包括电位计。
7.如权利要求5所述的测量仪组件，其特征在于，所述电子检测装置包括可变电容。
8.如权利要求5所述的测量仪组件，其特征在于，所述电子检测装置包括可变感应器。
9.如权利要求5所述的测量仪组件，其特征在于，所述相关于位置的装置是相关于转动位置的装置。
10.如权利要求9所述的测量仪组件，其特征在于，所述相关于转动位置的装置是多向转动的。
11.一种用于测量储罐或类似容器内的液量的系统，包括一个储罐；一个用于在所述储罐内移动而安装的浮子件；一个模拟显示器；机械连接装置，用于响应所述浮子件的位置而控制所述模拟显示器；电子检测装置，机械地连接于所述机械连接装置，用于检测所述模拟显示器的位置；以及监测装置，用于监测从所述电子检测装置接收的信息。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述电子检测装置包括非独立电源。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述电子检测装置包括具有可变电属性的相关于位置的装置。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述电子检测装置包括电位计。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述电子检测装置包括可变电容。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述电子检测装置包括可变电容。
17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述相关于位置的装置是相关于转动位置的装置。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述相关于转动位置的装置是多向转动的。
19.一种用于测量储罐或类似容器内的液量的方法，包括以下步骤(a)将机械液面测量仪安装到储罐；(b)机械校准液面测量仪同时校准机械地连接于机械液面测量仪的电子检测装置；(c)利用液面测量仪检测储罐内的液量；以及(d)利用电子检测装置检测储罐内的液量。
20.一种用于检测储罐内的液量的套件，包括具有可以指示储罐灌装线的机械显示器的机械测量仪；机械地连接于所述机械测量仪的电子传感器；以及用于将所述电子传感器连接于个人计算机的计算机接口装置。
21.如权利要求20所述的套件，其特征在于，所述计算机包括一个PC卡。
22.如权利要求21所述的套件，其特征在于，所述PC卡包括模拟到数字PC卡。
23.如权利要求20所述的套件，进一步包括用于个人计算机的软件。
24.如权利要求23所述的套件，其特征在于，所述软件构造并设置为处理从所述计算机接口装置接收的信息。
全文摘要
特别应用于石油产品的液面测量仪组件具有一个螺纹圆柱形突出，它能够快速安装到储罐上。测量仪组件通过测量浮子件经细线的位移来操作，其中细线穿经测量仪组件的外壳内的相应开口。接头连接于细线的位于外壳外部的自由端。开口尺寸确定为防止接头穿过，这样防止细线完全回缩到外壳内。测量仪组件还包括电子液面或体积检测系统。
文档编号G01F23/44GK1542413SQ0315853
公开日2004年11月3日 申请日期2003年9月18日 优先权日2002年9月18日
发明者R·迈克尔·韦布, R 迈克尔 韦布 申请人:韦布发展公司