(57)【要約】本発明は、レーダーレベル測定システムを用いて貯蔵室（１）における製品（２）の表面のレベルを計算するための方法及び装置に関する。システムは、当該レベルの第一の値を計算するための第一ゲージ装置（１０）と、第一ゲージ装置から機能的に分離した、上記レベルの第二の値を計算するための第二ゲージ装置（１４）とを有する。第一信号（１２）が、上記第一ゲージ装置（１０）において上記レベルの予め設定した第一閾値に応じて作られ、第一現在レベル値信号（１９）が上記第一ゲージ装置（１０）から出力され、第二信号（１６）が、上記第二ゲージ装置（１４）において上記レベルの予め設定した第二閾値に応じて作られ、第二現在レベル値信号（２０）が上記第二ゲージ装置（１４）から出力され、上記表面（６）の現在レベルの値が、上記現在レベル値の評価のために、上記第一レベル値信号（１９）と上記第二レベル値信号（２０）の少なくとも１つを受信するようになっている指示ユニット（２１）によって表される。
2005536737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レベルの第一の値を計算するための第一ゲージ装置（１０）と、第一ゲージ装置から機能的に分離した、上記レベルの第二の値を計算するための第二ゲージ装置（１４）とを有する、貯蔵室（１）における製品（２）の表面（６）の上記レベルを計算するためのレベル測定システムにおいて、
上記第一ゲージ装置（１０）が、上記レベルの予め設定した第一閾値に応じて第一信号（１２）を作り、かつ第一現在レベル値信号（１９）を出力するようになっており、
上記第二ゲージ装置（１４）が、上記レベルの予め設定した第二閾値に応じて第二信号（１６）を作り、かつ第二現在レベル値信号（２０）を出力するようになっており、
システムが、上記表面（６）の現在レベルの値を表すために上記第一レベル値信号（１９）と上記第二レベル値信号（２０）の少なくとも１つを受信するようになっている指示ユニット（２１）を含む
ことを特徴とするレベル測定システム。
【請求項２】
上記システムが上記第一信号（１２）によって起動する第一アラーム（１３）を有することを特徴とする、請求項１に記載のレベル測定システム。
【請求項３】
上記第一アラームがハイレベルアラームであることを特徴とする、請求項２に記載のレベル測定システム。
【請求項４】
上記システムが上記第二信号（１６）によって起動する第二アラーム（１７）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレベル測定システム。
【請求項５】
上記第二アラームがオーバーフィルアラームであることを特徴とする、請求項４に記載のレベル測定システム。
【請求項６】
上記指示ユニット（２１）が上記第一現在レベル値信号（１９）と上記第二現在レベル値信号（２０）の両方を受信し、かつ表示のために上記第一現在レベル値及び上記第二現在レベル値に基づいた適切な現在レベル値を計算するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のレベル測定システム。
【請求項７】
表示される現在レベル値が第一レベル値と第二レベル値の中間値又は平均値であることを特徴とする、請求項６に記載のレベル測定システム。
【請求項８】
上記ゲージ装置（１０、１４）の少なくとも１つがレーダーレベル測定であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のレベル測定システム。
【請求項９】
レベルの第一の値を計算するための第一ゲージ装置（１０）と、第一ゲージ装置から機能的に分離した、上記レベルの第二の値を計算するための第二ゲージ装置（１４）とを含むレーダーレベル測定システムを用いて、貯蔵室（１）における製品（２）の表面（６）の上記レベルを計算するための方法において、
上記第一ゲージ装置（１０）において上記レベルの予め設定した第一閾値に応じて第一信号（１２）を作り、
上記第一ゲージ装置（１０）から第一現在レベル値信号（１９）を出力し、
上記第二ゲージ装置（１４）において上記レベルの予め設定した第二閾値に応じて第二信号（１６）を作り、
上記第二ゲージ装置（１４）から第二現在レベル値信号（２０）を出力し、及び
現在レベル値の評価のために、第一レベル値信号（１９）と第二レベル値信号（２０）の少なくとも１つを受信する指示ユニット（２１）によって、上記表面（６）の現在レベルの値を表す
という各ステップを有する方法。
【請求項１０】
上記第一信号（１２）が第一アラームを起動させることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記第二信号（１６）が第二アラームを起動させることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記指示ユニット（２１）が、表示される現在レベル値の適切な値を計算するために、上記第一現在レベル値信号（１９）と上記第二現在レベル値信号（２０）の両方を用いることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
上記指示ユニット（２１）が、上記表示される現在レベル値として用いるために、上記第一レベル値（１９）と上記第二レベル値（２０）の中間値又は平均値を計算することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レベル測定器（ゲージ）により、貯蔵室に貯蔵された媒体の表面のレベルを測定するためのレベル測定システムに関する。このシステムは、３つの独立したレベル感知機能のサービスを実現するために、２つの独立したレベル測定器を使用する。本発明の開示では、レベル測定器はレーダーレベル測定器で例示される。このゲージのレーダーは当該表面に向かってマイクロ波を送り、当該表面で反射したマイクロ波を受信する。
【背景技術】
【０００２】
レーダーレベル測定器を用いてコンテナに貯蔵された媒体の表面のレベルを測定する技術が知られている。このような装置は多数の文献に開示されている。このような文献の例として、ここでは特許文献１について言及しておく。
【０００３】
安全の理由から、コンテナ内ではほとんど全ての場合、閉じたゲージ装置を必要とする積荷は、ハイレベルアラームとオーバーフィル制御装置の両方を必要とする。ゆえに、このような製品を入れた積荷タンクは３つのセンサーを必要とする：
１．全てのレベルで測定するためのレベル測定センサー
２．ハイレベルアラーム
３．オーバーフィル制御装置
【０００４】
ここで、オーバーフィル制御システムがオーバーフィルアラームシステムを有することを述べておく。安全規則に従い、３つの列挙したセンサーは互いに独立して機能しなければならない。１つのセンサーの欠陥により、他のどちらのセンサーも操作できなくなってはならない。特許文献２は、コンテナにおける製品のレベルを決定するために独立したレーダー測定チャネルに基づいたレベル測定システムを開示する。この文献では、ゲージシステムにおける３つのチャネルは共通のアンテナを使用する。このようなシステムの１つの使用法は、それぞれ別個のチャネルにあるレベル測定器、ハイレベルアラーム及びオーバーフィル制御装置を実現するために、それぞれの別個のチャネルの１つを使用することである。それが可能であれば、少なくともコストの観点から、より単純なシステムが好ましい。この記述において開示された発明は、単純にかつコストを削減して上で述べた３つのレベル測定機能を満たすレベル測定システムに到達するための解決法を示している。
【０００５】
まだ公表されていない特許文献３が、例えば当該レベル測定器からレベル値の最も良い値を決定するための評価ユニットと平行に連結された１つ又は複数のレベル測定器の例を示す。しかし、当該文献には独立したレベル測定器の数を減らすための手段について何も開示されていない。
【０００６】
【特許文献１】US 4665403
【特許文献２】WO 01/02818
【特許文献２】SE 0200080-0
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの点に従い、貯蔵室における製品の表面のレベルを計算するためのレベル測定システムが開示される。システムは、当該レベルの第一の値を計算するための第一ゲージ装置と、当該第一ゲージ装置から機能的に分離した、当該レベルの第二の値を計算するための第二ゲージ装置とを有する。ここで、第一ゲージ装置は、当該レベルの予め設定された第一閾値に依存する第一信号を作り、第一現在レベル値信号を出力するために使用される。第二装置は、当該レベルの予め設定された第二閾値に依存する第二信号を作り、第二現在レベル値信号を出力するために使用される。システムは、当該表面の現在レベルの値を与えるために、当該第一レベル値信号と当該第二レベル値信号の少なくとも１つを受信する指示ユニットを含む。
【０００８】
当該第一信号は、ハイレベルアラームである第一アラームを起動させることを意図する。当該第二信号は、オーバーフィル制御装置に含まれる第二アラームを起動させることを意図する。
【０００９】
製品の表面レベルの現在値の通常の測定は、両方のゲージ装置におけるレベルの計算を用いることにより実現する。上述のように、信号はそれぞれの当該ゲージ装置から、当該現在レベルをオペレーターに与える当該指示ユニットに出力される。それぞれが製品の表面のレベルを表す２つの信号は比較され、それぞれの信号のどちらかよりも良好な精度で測定値に達するように用いられる。比較には、２つの独立した測定レベルの中間値又は平均値が計算されることが含まれる。
【００１０】
２つの独立したレベルは好ましくはレーダーレベル測定装置によって測定される。ここで、マイクロ波信号は、貯蔵室における当該製品の表面に送られ、そこから後方へ反射する。反射したマイクロ波信号はレーダーで受信され、評価ユニットがレーダーレベル測定器のアンテナから当該表面までの距離を計算する。当該距離を知ることにより、製品の表面のレベルが容易に計算される。ここでさらに、フレーズ貯蔵室が室のために用いられ、ここに製品が貯蔵されることを述べておく。当該貯蔵室は液体容器（ベッセル）のタンク、コンテナ又は製品を貯蔵するための別の室であり、その表面レベルは監視されなければならない。ここでは、製品の含むロックシェルター又は貯水式水力発電所を代わりの貯蔵室の例として述べておく。
【００１１】
アンテナに接続された（独立した）完全な測定チャネルが２つだけある。アンテナは両方のチャネルにより共通に用いられる。一方のチャネルは当該ハイレベルアラームの構成要素及び機能によって代表され、他方のチャネルはオーバーフィル制御装置の構成要素及び機能によって代表される。一方のチャネルにおける処理ユニットは、他方のチャネルの処理ユニットからガルバニ的に絶縁されている（これは、それらがデータ通信（ＤＣ）において互いに電気的に絶縁していることを意味する）。２つのチャネルは、それぞれのチャネルの処理ユニットと指示ユニットの間のガルバニ的に絶縁されたネットワーク通信を使用する。この配置により、ハイレベルアラームチャネル及びオーバーフィル制御装置チャネルのそれぞれの機能性が実現する。さらに、正確な製品の表面レベルは、２つのそれぞれのチャネルのいずれか又は両方からの計算値を用いて指示ユニットにおいて評価される。
【００１２】
ハイレベルアラームとオーバーフィル制御装置を含む全機能レベル測定器が、ハイレベルアラームとオーバーフィル制御装置の間の相互の独立により実現する。その構成のハードウェアは、レベル測定機能と、ハイレベルアラーム及びオーバーフィル制御装置のいずれかの間の相互の独立をもたらすという大きな利点がある。
【００１３】
この開示した構成では、レベル測定は、ハイレベルアラーム又はオーバーフィル制御装置に属するセンサーと処理機能の一方又は他方に依存する。余分なデータ評価のために、アラームチャネル（ハイレベルアラームとオーバーフィル制御装置）のいずれか一方における少なくとも一つの故障の安全性が解決される。これにより、３つの代わりに、２つのゲージ装置を取り付けることにより全ての安全が実現することが開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ここで本発明の実施形態の例を図２を用いて記述する。図はレーダーレベル測定器の機能に関するブロック図を描く。本発明の点に従うレベル測定システムが使用される。
【００１５】
レーダーレベル測定器の使用は図１に示される。コンテナ１が製品２を貯蔵するのに用いられる。ここでは、閉じたコンテナが貯蔵室を表すのに用いられる。製品は、オイル、精製品、化学物質及び液体ガスなどや、粉末状の物質である。レーダー３がコンテナ１の天盤４に取り付けられている。マイクロ波ビームがレーダーからコンテナの内部にあるアンテナ５を介して送信される。送信されたビームは製品の表面６で反射し、アンテナ５で受信される。計算及び制御ユニットにおける、送信ビームと反射ビームの間の時間の重なりの比較及び評価によって、公知の様式で製品の表面６のレベルの決定が行われる。図では、さらにマイクロ波が製品に連絡する導波管７を介して送信されることが示されている。図１に示されるようなレーダーレベル測定器は一つの例として使用されるに過ぎない。本発明は自由に伝搬するビームを備えたレーダーレベル測定器のためにも使用され、それは製品表面のレベルが監視されるどのような種類のレベル測定にも使用できる。
【００１６】
図２では、コンテナ壁、つまりレーダーから送られるマイクロ波のためのアンテナユニット５を有するコンテナ天盤４が示されている。アンテナユニット５はコンテナの内部に設けられている。２つの独立したレーダーレベル測定装置が図に示されている。第一測定チャネルを形成するために、ハイレベルアラームとして用いられる第一レーダーレベル測定装置１０がアンテナユニット５に接続している。第一ゲージ装置のマイクロ波送信機及び受信機が図２におけるＴ／Ｒ１で示されている。この第一装置の第一処理ユニット１１では、上述のようにアンテナに返る反射マイクロ波信号の時間遅延に基づいて表面のレベルの計算がなされる。計算されたレベルについての情報を有する第一信号１２が、アラームユニットに送られる。このアラームユニット１３は、現在状況についてオペレーターに警告するために何通りかで設計され得る。幾つかの例：音の信号が作動し、アラームランプが点き始め又は点滅し始め、又は幾通りかの信号が制御盤で作動し、コンピュータ画面又はリモートユニット（電話、ミニコール、ラジオなど）においてアラームが作動する。アラームは表面のレベルに応じて作動するように設定される。ある値、つまりレベルの第一閾値で、アラームユニット１３が作動する。この第一閾値は普通、満杯のコンテナの９５％に設定される。第二測定チャネルを形成するために、オーバーフィル制御装置として用いられる第二レーダーレベル測定装置１４もアンテナ５に接続している。第二ゲージ装置のマイクロ波送信機及び受信機が図２のＴ／Ｒ２で示されている。この第二装置の処理ユニット１５では、上述のようにアンテナに返る反射マイクロ波信号の時間遅延に基づいて表面のレベルの計算がなされる。計算されたレベルについての情報を有する第二信号１６が、オーバーフィル制御ユニット１７に送られる。このオーバーフィル制御ユニット１７は何通りかで設計され得る。幾つかの例：音の信号が作動し、アラームランプが点き始め又は点滅し始め、又は幾通りかの信号が上で述べたようにオペレーターに警告するために制御盤で作動する。オーバーフィル制御装置は表面のレベルに応じて作動するように設定される。ある値、通常最大レベルの９８％で、レベルの第二閾値で、オーバーフィル制御ユニットが作動する。
【００１７】
２つの別個のチャネル１０及び１４は同じアンテナユニット５を使用する。これは、マイクロ波フィーダー１８により可能になる。マイクロ波フィーダーは、ユニットＴ／Ｒ１及びＴ／Ｒ２のそれぞれにおける送信機からのマイクロ波をアンテナユニットに供給し、ユニットＴ／Ｒ１及びＴ／Ｒ２のそれぞれの受信機でアンテナユニットから反射したマイクロ波を受信する。それぞれのチャネルの信号は公知の手段により識別される。２つのレベル測定装置１０及び１４で構成された２つのレベル測定チャネルは、２つのチャネルの間の完全な分離を実現すべく互いに完全にガルバニ的に絶縁されている。
【００１８】
レベル測定装置１０と１４のそれぞれから、信号が、それぞれのゲージ装置の処理ユニット１１、１５から出力される。ここでは、当該信号は互いに独立に製品の表面のレベルについての情報を含む。この信号１９、２０は指示ユニット２１に送られる。ここでは、当該レベルの中間値又は平均値が決定される。次いで、指示ユニット２１で生成されたレベルの値は、製品の表面のレベルの現在表示される値として用いられる。この測定値はディスプレイに示されるか、コンピューターで用いるために示される。従って、表示される値はレベル測定装置１０、１４の少なくとも１つから独立している。従って、レベル測定システムは、２つの物理的レベル測定装置だけが使用される３チャネルシステムと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】媒体が貯蔵され、レーダーレベル測定器がコンテナに貯蔵された製品の表面のレベルを測定するためにコンテナの天盤に配されている、コンテナの概略図である。
【図２】本発明に従うレーダーレベル測定システムの配置の図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  貯蔵室
２  製品
６  表面
１０  第一ゲージ装置
１２  第一信号
１４  第二ゲージ装置
１６  第二信号
１９  第一レベル値信号
２０  第二レベル値信号
２１  指示ユニット
【図１】
2005536737.tif 000003
【図２】
2005536737.tif 000004
【国際調査報告】
2005536737.tif 000005
2005536737.tif 000006