SE531296C2 - Anordning och förfarande för bestämning avseende vätskenivå i behållare - Google Patents
Anordning och förfarande för bestämning avseende vätskenivå i behållareInfo
- Publication number
- SE531296C2 SE531296C2 SE0701520A SE0701520A SE531296C2 SE 531296 C2 SE531296 C2 SE 531296C2 SE 0701520 A SE0701520 A SE 0701520A SE 0701520 A SE0701520 A SE 0701520A SE 531296 C2 SE531296 C2 SE 531296C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- container
- measuring device
- wall
- actuator
- liquid level
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 70
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 208000010201 Exanthema Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 201000005884 exanthem Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2961—Acoustic waves for discrete levels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2965—Measuring attenuation of transmitted waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
Description
531 295 Det är känt sedan tidigare att mäta vätskenivån i tankar från utsidan från exem- pelvis det amerikanska patentet US 6,631,639. i nämnda patent anbringas en piezoelektrisk sändare och en piezoelektrisk mottagare på avstånd från var- andra pà en tankvägg. Sändaren excíterar en vibrationspuls i tankväggen, vil- ken vibrationspuls detekteras av mottagaren. Genom att mäta ändringen i fas- hastighet hos vibrationsvågen när den rör sig genom tankväggen är det möjligt att bestämma huruvida det finns vätska i tanken mellan sändaren och mottaga- ren. Emellertid är det en relativt komplicerad lösning som beskrivs i nämnda patent. Dessutom har det visat sig svårt att bestämma vätskenivån i septiktan- kar med den lösning som beskrivs i nämnda patent, vilket kan bero på att inne- hållet i septiktankar ofta har en icke homogen sammansättning.
Sammanfattning av uggfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning år att tillhandahålla en anordning och ett förfarande för bestämning avseende vätskenivån i en behållare från utsidan av behållaren, vilken anordning och vilket förfarande är alternativ till lösningar enligt känd teknik.
Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- ordning och ett förfarande för bestämning avseende vätskenivån i en behållare från utsidan av behållaren, vilken anordning och vilket förfarande åtminstone delvis löser ett av problemen med den kända tekniken. l första hand avser föreliggande uppfinning bestämning avseende vätskenivàn i behållare av metall såsom aluminium och rostfritt stål men kan även användas på behållare av andra material. Åtminstone ett av de här åndamålen uppfylles med en anordning och ett förfa- rande enligt de vidhängande oberoende patentkraven.
Ytterligare fördelar erhålles med särdragen i de beroende patentkraven.
Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahållas en mätanord- ning för bestämning avseende våtskenivån i en behållare med en vägg. Mät- ššfštl 295 3 anordningen innefattar åtminstone en första aktuator anordnad på en tillhörande nivå på väggen, vilken aktuator innefattar en påverkansdel som är anordnad för påverkan av väggen på utsidan av behållaren. Mätanordningen innefattar vidare en vibrationssensor för var och en av nämnda åtminstone en aktuator, för mät- ning av vibrationerna i väggen, samt en styrenhet, som är kopplad till både nämnda åtminstone en aktuator och vibrationssensorema, och som är anord- nad att påföra aktuatorerna en förutbestämd drivsignal som bringar påverkans- delarna att påverka väggen med en oscillerande kraft. Vibrationssensorerna är fast anordnade i förhållande till tillhörande påverkansdel så att vibra- tionssensorema rör sig på samma sätt som påverkansdelama, att mottaga åt- minstone en resulterande mätsignal från var och en av vibrationssensorema, vilka mätsignaler beror av vibrationemas storlek, och att jämföra mätsignalema med tidigare uppmätta mätsignaler för att göra en bestämning avseende väts- kenivån i behållaren. Mätanordningen kännetecknas av att styrenheten är an- ordnad att med hjälp av den förutbestämda drivsignalen och de uppmätta mät- signalerna bestämma en systemrespons för behållaren och utifrån den bestäm- da responsen och åtminstone en tidigare uppmätt respons med en känd väts- kenivå göra en bestämning avseende vätskenivån i behållaren, varvid system- responsen är något av ett frekvenssvar, en frekvensrespons och ett impulssvar.
Med en mätanordning enlit uppfinningen är det möjligt att på ett tillförlitligt sätt fastställa huruvida det flnns vätska i behållaren på aktuatorns nivå.
En mätanordning enligt uppfinningen ger tillförlitliga mätresultat även när inne- hållet i behållaren inte är homogent, vilket kan vara fallet i septiktankar.
En mätanordning enligt uppfinningen är speciellt fördelaktig att använda i fallet att behållaren är av stål. När behållaren är av stål är det inte möjligt att använda kapacitiva mätare.
Amplituden hos systemresponsen kan användas för att bestämma huruvida det finns vätska i behållaren vid den nivå på väggen som någon av nämnda åtmin- stone en aktuator är anordnad på. Detta har visat sig vara en parameter hos systemresponsen som har stark korrelation till huruvida det finns vätska i behål- laren vid den nivå som aktuatorn är anordnad på. Med amplitud avses i det här sammanhanget exempelvis medelamplituden för en respons mätt över ett fre- kvensintervall eller ett tidsintervall såsom RMS-amplituden över ett frekvensin- 53 'l 295 4 tervall eller ett tidsintervall. Som ett altemativ till att betrakta amplituden för re- sponsen kan energiinnehållet eller kvadraten på amplituden betraktas.
Systemresponsen under ett förutbestämt intervall kan användas för att göra en bestämning avseende vätskenivàn i behållaren. Genom att inte godtyckligt väl- ja en amplitud i systemresponsen utan använda ett förutbestämt intervall är det möjligt att ytterligare öka robustheten och säkerheten att göra en korrekt be- stämning. Det valda intervallet kan anpassas till den aktuella tillämpningen. Be- roende på vilken systemrespons som används kan intervallet vara ett frekvens- intervall eller ett tidsintervall. l fallet att systemresponsen utgörs av impulssvaret kan nämnda förutbestämda intervall med fördel vara från början av impulssvaret tills mellan 0,5 och 20 milli- sekunder in i impulssvaret, med fördel 1-10 millisekunder in i impulssvaret och företrädesvis 1-5 millisekunder in i impulssvaret.
Aktuatorn kan vara anordnad att päverka väggen med en kraft vinkelrät mot väggen. Ett sådant anordnande av aktuatorn ger starkast vibrationssignal och medför därmed en säker mätning av impulssvaret.
Aktuatom kan innefatta en rörelsedel som är anordnad att röra sig i förhållande till påverkansdelen för att ge upphov till vibrationer. Ett sådant anordnande av aktuatom möjliggör överföring av stora krafter till väggen.
Påverkansdelen kan innefatta en elektromagnet i vars magnetfält rörelsedelen är anordnad att röra sig. Detta är i och för sig ett välkänt sätt att skapa vibratio- ner och används exempelvis i högtalare.
Alternativt kan aktuatom vara anordnad att påverka väggen med en kraft paral- lellt med väggen. Ett sådant anordnande av aktuatom kan vara gynnsamt i vis- sa fall.
Ett exempel på när det är gynnsamt att låta aktuatom vara anordnad att påver- ka väggen med en kraft parallellt med väggen är när påverkansorganet innefat- tar en piezoelektrisk kristall. l ett sådant fall är det svårt att i annat fall överföra tillräckligt stora krafter till väggen. Piezoelektriska kristaller kan vara gynnsam- ma att använda tack vare att de inte innefattar några rörliga delar.
E31 295 Vibrationssensorn kan vara en accelerometer. Detta är den vanligaste typen av vibrationssensor. Det finns även andra typer av vibrationssensorer som är kän- da för fackmän inom området och som skulle kunna användas istället.
Mätsignalen kan vara en spänning över acoelerometem. Altemativt skulle mät- signalen kunna vara exempelvis strömmen till accelerometern, ett magnetfält eller någon annan mätbar storhet som påverkas av accelerometerns rörelse.
Som ett alternativ till att låta vibrationssensom utgöras av en accelerometer kan vibrationssensorn utgöras av påverkansdelen i form av den piezoelektriska kristallen. I det här fallet utgörs mätsignalema med fördel av strömmen till den piezoelektriska kristallen samt spänningen över den piezoelektriska kristallen.
Från spänningen och strömmen kan den piezoelektriska kristallens impedans beräknas. lmpedansen kan sedan användas som systemrespons.
Bestämningen avseende våtskenivån i behållaren kan vara en bestämning av huruvida det finns vätska i behållaren vid den nivå på väggen som någon av nämnda åtminstone en aktuator är anordnad på. Det är när våtskenivån passe- rar nämnda nivå som störst skillnad syns i systemresponsen. l sådana fall an- vänds mätningsanordningen primärt som fyllnadsalarm för att påminna en an- vändare om att det är dags att tömma tanken.
Alternativt kan bestämningen avseende våtskenivån i behållaren vara en be- stämning av vätskenivån i behållaren. Detta är möjligt åtminstone för vissa pla- ceringar av aktuatorn medan det kan vara besvärligare för andra placeringar av aktuatom på grund av att systemresponsen inte påverkas mycket för vissa änd- ringar av vätskenivän på avstånd från aktuatorns nivå.
Mätanordningen kan innefatta ett flertal aktuatorer vilka är anordnade att fästas på olika höjd på behållarens vägg. Med en sådan mätanordning blir det möjligt att på ett mera tillförlitligt sätt bestämma vilken nivå vätskeytan är på.
När mätanordningen innefattar ett flertal aktuatorer kan styrenheten således vara anordnad att från vibrationssignalema från aktuatorema bestämma vid vilken höjd vätskeytan befinner sig. 534 295 6 När mätanordningen innefattar ett flertal aktuatorer kan styrenheten vara an- ordnad att bestämma vilken aktuator som vätskeytan befinner sig närmast.
Eventuellt kan styrenheten även bestämma var mellan tvâ aktuatorer som väts- keytan befinner sig.
Enligt en andra aspekt av föreliggande uppflnning tillhandahållas en behållare på vilken det finns anordnat en mätanordning enligt den första aspekten av före- liggande uppflnning. En sådan behållare kan exempelvis vara en septiktank.
Enligt en tredje aspekt av föreliggande uppflnning tillhandahålles en fritidsbåt innefattande en septiktank på vilken det finns anordnat en mätanordning enligt den första aspekten av föreliggande uppflnning.
Enligt en fiärde aspekt av föreliggande uppflnning tillhandahållas ett förfarande för mätning av vätskenivån i en behållare med en vägg. Förfarandet innefattar stegen att påföra en aktuator, som är anordnad på väggen på behållarens utsi- da, en förutbestämd drivsignal som bringar aktuatom att påverka väggen med en oscillerande kraft i åtminstone en punkt på väggen. Förfarandet känneteck- nas av att det även innefattar stegen att mäta åtminstone en mätsignal som är ett mått på vibrationer i väggen i nämnda åtminstone en punkt, att beräkna sy- stemresponsen för behållaren utgående från vibrationssignalen, och att jämföra mätsignalerna med tidigare uppmätta mätsignaler för att göra en bestämning avseende vätskenivån i behållaren.
Ett förfarande enligt den flärde aspekten av föreliggande uppflnning ger motsva- rande fördelar som har beskrivits i samband med mätanordningen enligt den första aspekten av föreliggande uppflnning.
Bestämningen avseende vätskenivån i behållaren kan göras med utgångspunkt från amplituden på systemresponsen. Detta ger samma fördelar som har be- skrivits i samband med motsvarande särdrag för mätanordningen enligt den första aspekten av föreliggande uppfinning.
Amplituden kan vara baserad på amplituden under ett förutbestämt intervall av systemresponsen. Beroende på vilken systemrespons som används kan inter- vallet vara ett frekvensintervall eller ett tidsintervall. 531 255 7 l fallet att systemresponsen utgörs av impulssvaret kan nämnda förutbestämda intervall vara från början av impulssvaret tills mellan 0,5 och 20 millisekunder in i impulssvaret, med fördel 1-10 millisekunder in i impulssvaret och företrädesvis 1-5 millisekunder in i impulssvaret. Detta ger samma fördelar som har beskrivits i samband med motsvarande särdrag för mätanordningen enligt den första aspekten av föreliggande uppfinning.
Aktuatorn kan påverka väggen med en kraft vinkelrät mot väggen. l ett sådant fall kan drivslgnalen ha ett frekvensinnehàll i intervallet 100-1200 Hz. Detta har visat sig ge tillförlitliga mätningar av systemresponsen. l vissa fall kan det vara fördelaktigt att låta aktuatom innefatta en påverkansdel i form av en piezoelektrisk kristall. l ett sådant fall har drivsignalen med fördel ett frekvensinnehàll i intervallet 300-18000 Hz. Detta har visat sig ge tillförlitliga mätningar av systemresponsen när kraften pàförs i våggens plan såsom är nödvändigt när en piezoelektrisk kristall används. l det följande kommer föredragna utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de vidhängande ritningama.
Kort beskrivning av ritnlngama Fig 1 visar schematlskt en behållare med en anordning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning för bestämning av vätskenivån i behållaren.
Fig 2 visar i större detalj anordningen för bestämning av vätskenivån enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.
Fig 3 visar amplituden hos impulssvaret, uppmätt vid olika höjder pà behållaren, som funktion av fyllnadsnivån i behållaren.
F lg 4 visar schematlskt en behållare med en anordning för bestämning av väts- kenivån enligt en alternativ utförlngsform av föreliggande uppfinning.
F lg 5 visar schematlskt en fritidsbåt enligt en utföríngsform av föreliggande upp- finning. 531 255 8 Fig 6 visar schematiskt en mätanordning för bestämning av vätskenivàn enligt en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning.
Beskrivning av föredragna utföringsfonner I den följande beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer liknande särdrag i de olika figurema att betecknas med samma hän- visningsbeteckning.
Fig 1 visar schematiskt i en sidovy en behållare 1 med en vägg 2 och en mät~ anordning 3 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning för bestämning av vätskenivàn i behållaren 1. Behållaren 1 innefattar ett inlopp 4 för avlopps- vatten från exempelvis en toalett (ej visad) samt ett utlopp 5 för tömning av be- hållaren 1. Mätanordningen 3 för bestämning av vätskenivån i behållaren 1 in- nefattar en aktuator 6 som innefattar en påverkansdel 7 med en längdaxel 8.
Längdaxeln 8 är även centrumaxel för påverkansdelen 7 och är anordnad på nivån X. Vätskeytan är på nivån Y. Aktuatorn 6 innefattar i den visade utförings- formen en rörelsedel 9 vilken är rörligt upphängd i förhållande till påverkansde- len 7 som innefattar en elektromagnet. I figuren visas inte i detalj hur upphäng- ningen av rörelsedelen 9 är anordnad. Emellertid är liknande upphängningar kända från vanliga högtalarelement. I rörelsedelen 9 finns det anordnat en per- manentmagnet 15 som kan påverkas av elektromagneten i påverkansdelen 7 att röra sig fram och tillbaka parallellt med längdaxeln 8 när en oscillerande drivsignal är pâlagd aktuatom 6. På påverkansdelen 7 finns det anordnat en vibrationssensor 11 för mätning av vibrationema hos behållarens 1 vägg 2. Ge- nom att vibrationssensorn 11 är anordnad på påverkansdelen 7 kommer vibra- tionssensom att vibrera på samma sätt som påverkansdelen 7 vilket innebär att vibrationssensom 11 kommer att mäta vibrationerna i samma punkt på väggen 2 som aktuatom 6 för in kraft i väggen 2. Vibrationssensorn 11 och aktuatom 6 är båda kopplade till en styrenhet 10 som är anordnad att påföra aktuatom 6 en drivsignal samt från vibrationssensom 11 mottaga en mâtsignal, som exempel- vis kan vara spänningen över vibrationssensorn 11.
Det är inte nödvändigt att såsom visas i Fig 1 ha vibrationssensom anordnad på påverkansdelen 7. l Fig 2 visas i en sidovy en mätanordning 3 för bestämning av vätskenivàn i behållaren 1 enligt en altemativ utföringsform av föreliggande 531 296 9 uppfinning. Mätanordningen 3 innefattar en aktuator 6 som innefattar en påverk- ansdel 7. Påverkansdelen 7 är fast anordnad i en platta 12 som i sin tur är fast anordnad i väggen 2. På plattan 12 finns det anordnat en vibrationssensor 9 Plattan 12 är tillräckligt styv för att vibrationssensorn 9 skall vibrera på samma sätt som påverkansdelen 7. Behällama i Fig 1 och Fig 2 innefattar även ett övertrycksutlopp 21 för att förhindra övertrycki behållaren 1.
Som ett alternativ till de i Fig 1 och Fig 2 visade aktuatorerna 6 kan aktuatom 6 innefatta en påverkansdel 7 i form av en piezoelektrisk kristall. l fallet att aktua- torn 6 innefattar en påverkansdel 7 i form av en piezoelektrisk kristall är den piezoelektriska kristallen anordnad så att den påverkar väggen 2 med en kraft i väggens 2 plan. Vibrationssensorn 9 är med fördel anordnad på den piezo- elektriska kristallen i det här fallet.
Vid drift av mätanordningama l Fig 1 och Fig 2 pàför styrenheten aktuatorn en förutbestämd drivsignal och mottager en mätsignal från vibrationssensorn 11.
Utgående från den förutbestämda drivsignalen och den uppmätta vibrations- signalen bestämmer styrenheten 10 en systemrespons i form av ett impulssvar. lmpulssvaret har formen av ett utslag som funktion av tiden. l impulssvaret mäts amplituden vid tidpunkten 2 ms och jämförs med amplituden vid 2 ms i åtmin- stone ett tidigare uppmätt impulssvar med en känd vätskenivå i behållaren 1.
Från jämförelsen görs en bestämning avseende vätskenivän i behållaren. Ex- empelvis kan styrenheten bestämma huruvida det finns vätska i behållaren 1 vid den nivå som aktuatorn är placerad på.
Om det finns vätska vid den nivå som aktuatorn är placerad på kan styrenheten skicka ut en vamingssignal till annan utrustning som är kopplad till styrenheten eller direkt skicka ut en ljud- eller ljussignal. Det finns då avfallsvätska upp till aktuatoms nivå och det är dags att tömma behållaren 1.
Fig 3 visar medelvärdet av amplituden hos systemresponsen i form av impuls- svaret i intervallet 0-2 ms, som funktion av vätskenivån i behållaren 1 i procent av maximal vätskenivå, med aktuatorn placerad vid 50 % vätskenivå i tanken.
Så som framgår av F lg 3 är det en stor skillnad i amplitud när vätskenivån är vid 40 % jämfört med när vätskenivån är vid 60 %. Med fördel görs mätningarna som finns redovisade i Fig 3 för att användas som referens när mätanordningen skall användas i ett verkligt mätfall. Altemativt kan en mätning med enbart med 53 'l 295 10 tom behållare göras som referens. l det första fallet antas vätskenivån vara vid aktuatom när medelvärdet av amplituden når det vid referensmätningen upp- mätta amplitudvärdet för vätskenivån vid aktuatorn.
Såsom framgår av Fig 3 är det liten lutning på kurvan förutom i omrâdet när vätskenivån passerar aktuatoms 6 nivå. Detta gör det svårt att bestämma väts- kenivån i behållaren när vätskenivån inte är nära aktuatoms nivå. Det kan emel- lertid vara möjligt att vid vissa placeringar av aktuatom 6 bestämma vätskenivån vid godtyckliga nivåer med hjälp av kurvan som visas i lFig 3.
Fig 4 visar schematiskt en behållare med en mätanordning för bestämning av vätskenivån enligt en alternativ utföringsforrn av föreliggande uppfinning. I Fig 4 innefattar mätanordningen ett flertal aktuatorer 6 i form av piezoelektriska kri- staller och tillhörande vibrationssensorer 11. Med en mätanordning enligt utfö- ringsforrnen i Fig 4 används var och en av aktuatorerna 6 och tillhörande vibra- tionssensor 11 för att bestämma huruvida vätskenivån är över eller under nivån för aktuatorn 6. Det är därmed möjligt att fastställa vilken aktuator 6 som är an- ordnad närmast vätskenivån. Genom att nivån för den aktuella aktuatorn 6 är känd kan därmed vätskenivån i behållaren 1 bestämmas.
Fig 5 visar schematiskt en fritidsbåt 15 enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning, vilken fritidsbåt innefattar en behållare 1 med en mätanordning (ej visad) enligt uppfinningen.
F lg 6 visar schematiskt en mätanordning 3 för bestämning av vätskenivån enligt en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning. Mätanordningen 3 inne- fattar en styrenhet 10 samt en aktuator 6 i form av en piezoelektrisk kristall som även utgör vibrationssensor 11. Styrenheten 10 är anordnad att mäta såväl ström l till aktuatomlvibrationssensorn 6, 11, som spänning U över aktuat- omlvibrationssensom 6, 11, samtidigt som styrenheten matar en drivsignal till aktuatom 6. Från strömmen l och spänningen fastställer styrenheten 10 piezons elektriska impedans vilket är betraktas som en systemrespons.
Drivsignalen som används för att driva aktuatorerna kan ha flera olika former.
Med fördel används en drivsignal med ett frekvensinnehåll i intervallet 100-1200 Hz för att driva en aktuator 6 som innefattar en påverkansdel 7 och en rörelsedel 9 som rör sig iförhållande till påverkansdelen 7. 531 255 11 Med fördel används en drivsignal med ett frekvensinnehàll i intervallet 300-18000 Hz för att driva en aktuator 6 som innefattar en påverkansdel 7 i form av en piezoelektrisk kristall.
De ovan beskrivna utföringsformema skall endast ses som icke-begränsande exempel vilka kan modifieras och ändras på många sätt utan att frångå andan och omfattningen hos föreliggande uppfinnlng som endast är begränsad av de vidhängande patentkraven.
Det är exempelvis möjligt att använda andra typer av aktuatorer, vilka är kända för fackmân inom området för att inducera vibrationer och mäta vibrationer.
Claims (27)
1. Mätanordning (3) för bestämning avseende vätskenivån i en behållare (1) med en vägg (2), vilken mätanordning (3) innefattar åtminstone en första aktua- tor (6) anordnad på en tillhörande nivå på väggen (2), vilken aktuator (6) inne- fattar en påverkansdel (7) som är anordnad för påverkan av väggen (2) på utsi- dan av behållaren (1), en vibrationssensor (11) för var och en av nämnda åt- minstone en aktuator (6), för mätning av vibrationema i väggen (2), samt en styrenhet (10), som är kopplad till både nämnda åtminstone en aktuator (6) och vibrationssensorema (11), och som är anordnad att påföra aktuatorema (6) en förutbestämd drivsignal som bringar påverkansdelarna (7) att påverka väggen (2) med en oscillerande kraft, varvid vibrationssensorema (11) är fast anordna- de i förhållande till tillhörande påverkansdel (7) så att vibrationssensorerna (11) rör sig på samma sätt som påverkansdelama (7), varvid mätanordningen är anordnad att mottaga åtminstone en resulterande mätsignal från var och en av vibrationssensorerna (11 ), vilka mätsignaler beror av vibrationernas storlek, och att jämföra mätsignalerna med tidigare uppmätta mätsignaler för att göra en bestämning avseende vätskenivån i behållaren (1), kännetecknad av att styr- enheten (10) är anordnad att med hjälp av den förutbestämda drivsignalen och de uppmätta mätsignalerna bestämma en systemrespons för behållaren (1) och utifrån den bestämda responsen och åtminstone en tidigare uppmätt respons med en känd vätskenivå göra en bestämning avseende vätskenivàn i behålla- ren (1), varvid systemresponsen är något av ett frekvenssvar, en frekvensre- spons och ett impulssvar.
2. Mätanordning (3) enligt patentkrav 1, varvid amplituden hos system- responsen används för att göra en bestämning avseende vätskenivån i behålla- ren (1).
3. Mätanordning (3) enligt patentkrav 2, varvid amplituden av systemresponsen under ett förutbestämt intervall används för att göra en bestämning avseende vätskenivån i behållaren (1).
4. Mätanordning (3) enligt patentkrav 3, varvid systemresponsen utgörs av im- pulssvaret och varvid nämnda förutbestämda intervall är från böüan av impuls- svaret tills mellan 0,5 och 20 millisekunder in i impulssvaret, med fördel 1-10 531 295 13 millisekunder in i impulssvaret och företrädesvis 1-5 millisekunder in i impuls- svaret.
5. Mätanordning (3) enligt något av föregående patentkrav, varvid aktuatom är anordnad att påverka väggen (2) med en kraft vinkelrät mot väggen (2).
6. Måtanordning (3) enligt patentkrav 5, varvid aktuatorn (6) innefattar en rörel- sedel (9) som är anordnad att röra sig i förhållande till påverkansdelen (7) för att ge upphov till vibrationer.
7. Måtanordning (3) enligt patentkrav 6, varvid påverkansdelen (7) innefattar en elektromagnet (15) i vars magnetfält rörelsedelen (9) är anordnad att röra sig.
8. Mätanordning (3) enligt något av patentkraven 1-4, varvid aktuatorn (6) är anordnad att påverka väggen (2) med en kraft parallellt med väggen (2).
9. Mätanordning (3) enligt patentkrav 8, varvid påverkansdelen (7) innefattar en piezoelektrisk kristall.
10. Mätanordning (3) enligt något av föregående patentkrav, varvid vibrations- sensom är en accelerometer.
11. Mätanordning (3) enligt patentkrav 10, varvid mätsignalen är en spänning över accelerometern.
12. Mätanordning (3) enligt patentkrav 10, varvid vibrationssensorn utgörs av påverkansdelen (7) i form av den piezoelektriska kristallen
13. Mätanordning (3) enligt patentkrav 12, varvid mätsignalerna utgörs av strömmen till den piezoelektriska kristallen samt spänningen över den piezoe- lektriska kristallen.
14. Mätanordning (3) enligt något av föregående patentkrav, varvid bestäm- ningen avseende våtskenivån i behållaren (1 ) är en bestämning av huruvida det finns vätska i behållaren (1) vid den nivå på väggen (2) som någon av nämnda åtminstone en aktuator (6) är anordnad på. i 531 296 14
15. Mätanordning (3) enligt något av föregående patentkrav, varvid bestäm~ ningen avseende vätskenivån i behållaren (1) är en bestämning av vätskenivån i behållaren.
16. Mätanordning (3) enligt något av patentkraven 1-14, innefattande ett flertal aktuatorer (6) vilka är anordnade att fästas på olika höjd på behållarens (1) vägg (2).
17. Mätanordning (3) enligt patentkrav 16, varvid bestämningen avseende väts- kenivån i behållaren (1) är en bestämning av vilken aktuator som vätskeytan befinner sig närmast.
18. Behållare (1) på vilken det finns anordnat en mätanordning (3) enligt något av föregående patentkrav.
19. Septiktank på vilken det finns anordnat en mätanordning (3) enligt något av patentkraven 1-10.
20. Förfarande för bestämning avseende vätskenivån i en behållare (1) med en vägg (2), innefattande stegen att påföra en aktuator (6), som är anordnad på väggen (2) på be- hållarens (1) utsida, en förutbestämd drivsignal som bringar aktuatom (6) att påverka väggen (2) med en oscillerande kraft i åtminstone en punkt på väggen (2), och kännetecknat av att det även innefattar stegen att mäta åtminstone en mätsignal som är ett mått på vibrationer i väggen (2) i nämnda åtminstone en punkt, att beräkna systemresponsen för behållaren (1) utgående från vib- rationssignalen, och att jämföra mätsignalema med tidigare uppmätta mätsignaler för att göra en bestämning avseende vätskenivån i behållaren (1) med utgångspunkt från systemresponsen.
21. Förfarande enligt patentkrav 20, varvid bestämningen avseende vätskeni- vån i behållaren (1 ) görs med utgångspunkt från amplituden på systemrespon- sen. 531 296 15
22. Förfarande enligt patentkrav 21, varvid amplituden är baserad på amplitu- den under ett förutbestämt intervall av systemresponsen.
23. Förfarande enligt patentkrav 22, varvid systemresponsen utgörs av impuls- svaret och varvid nämnda förutbestämda intervall är från början av impulssvaret tills mellan 0,5 och 20 millisekunder in i impulssvaret, med fördel 1-10 millise- kunder in i impulssvaret och företrädesvis 1-5 millisekunder in i impulssvaret.
24. Förfarande enligt något av patentkraven 20-23, varvid aktuatom (6) påver- kar väggen (2) med en kraft vinkelrät mot väggen (2).
25. Förfarande enligt något av patentkraven 20-24, varvid drivsignalen har ett frekvensinnehåll i intervallet 100-1200 Hz.
26. Förfarande enligt något av patentkraven 20-23, varvid aktuatom (6) innefat- tar en påverkansdel (7) i form av en piezoelektrisk kristall.
27. Förfarande enligt patentkrav 26, varvid drivsignalen har ett frekvensinnehåll i intervallet 300-18000 Hz.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0701520A SE531296C2 (sv) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Anordning och förfarande för bestämning avseende vätskenivå i behållare |
| CA2694032A CA2694032A1 (en) | 2007-06-21 | 2008-06-19 | Device and method for determination regarding the liquid level in containers |
| EP08767204.4A EP2165164B1 (en) | 2007-06-21 | 2008-06-19 | Device and method for determination regarding the liquid level in containers |
| JP2010513161A JP2010531441A (ja) | 2007-06-21 | 2008-06-19 | 容器内の液体レベルに関する決定のための装置及び方法 |
| PCT/SE2008/050738 WO2008156423A1 (en) | 2007-06-21 | 2008-06-19 | Device and method for determination regarding the liquid level in containers |
| ES08767204T ES2749874T3 (es) | 2007-06-21 | 2008-06-19 | Dispositivo y método para determinación con respecto al nivel de líquido en recipientes |
| US12/664,836 US8448509B2 (en) | 2007-06-21 | 2008-06-19 | Device and method for determination regarding the liquid level in containers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0701520A SE531296C2 (sv) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Anordning och förfarande för bestämning avseende vätskenivå i behållare |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0701520L SE0701520L (sv) | 2008-12-22 |
| SE531296C2 true SE531296C2 (sv) | 2009-02-17 |
Family
ID=40156461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0701520A SE531296C2 (sv) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Anordning och förfarande för bestämning avseende vätskenivå i behållare |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8448509B2 (sv) |
| EP (1) | EP2165164B1 (sv) |
| JP (1) | JP2010531441A (sv) |
| CA (1) | CA2694032A1 (sv) |
| ES (1) | ES2749874T3 (sv) |
| SE (1) | SE531296C2 (sv) |
| WO (1) | WO2008156423A1 (sv) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2449352A4 (en) * | 2009-07-03 | 2015-01-07 | Xylem Ip Holdings Llc | LEVEL SENSOR AND RESERVOIR CONTAINING A LIQUID |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017100203A1 (en) * | 2015-12-06 | 2017-06-15 | Adrich, Llc | Inventory management device |
| US11566936B1 (en) | 2016-02-12 | 2023-01-31 | Munters Corporation | Method and apparatus to non-intrusively measure the weight of loose bulk material within a rigid containing structure |
| US10811590B1 (en) | 2016-06-23 | 2020-10-20 | Plastipak Packaging, Inc. | Containers with sensing and/or communication features |
| DE102017210748A1 (de) * | 2017-06-27 | 2018-12-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Messung des Füllstands eines Ölbehälters eines Kraftfahrzeugs |
| EP3470802B1 (de) * | 2017-10-11 | 2021-03-10 | WIKON Kommunikationstechnik GmbH | Füllstandsmessgerät und verfahren für die bestimmung der menge an schüttgut in einem behälter |
| EP3511685A1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-17 | Ovinto cvba | Improved evaluation of filling state in cargo transport |
| JP2020075744A (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-21 | Jfeコンテイナー株式会社 | 鋼製ドラム缶 |
| WO2020245750A1 (en) | 2019-06-04 | 2020-12-10 | Tyco Fire Products Lp | Container monitoring device |
| DE102022105918A1 (de) | 2022-03-14 | 2023-09-14 | Vega Grieshaber Kg | Vibronischer Grenzstandsensor mit Beschleunigungssensor |
| US12498261B1 (en) | 2024-06-14 | 2025-12-16 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Systems and methods for fill level detection |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3220258A (en) * | 1956-05-18 | 1965-11-30 | Acoustica Associates Inc | Sensing the presence or absence of material |
| JPS51140362A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-03 | Kosaka Kenkyusho:Kk | Package type marine soil treating device |
| JPS5212860A (en) * | 1975-07-21 | 1977-01-31 | Sanko Kuki Sochi Kk | Level detector |
| GB1531729A (en) * | 1976-02-20 | 1978-11-08 | British Steel Corp | Level detector |
| US5035140A (en) * | 1988-11-03 | 1991-07-30 | The Boeing Company | Self cleaning liquid level detector |
| DE4008135A1 (de) * | 1990-03-14 | 1991-09-19 | Endress Hauser Gmbh Co | Vorrichtung zur feststellung und/oder ueberwachung eines vorbestimmten fuellstands in einem behaelter |
| CH683375A5 (de) | 1991-10-01 | 1994-02-28 | Vibro Meter Ag | Verfahren und Flüssigkeitsdetektor zur Erfassung der Anwesenheit, des Standes oder des Zustandes einer Flüssigkeit. |
| JPH07333037A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Silver Denken Kk | 液状体残量検出装置の容器打撃装置 |
| US5608164A (en) * | 1995-07-27 | 1997-03-04 | The Babcock & Wilcox Company | Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for ultrasonic inspection of liquids in containers |
| DE19538678C2 (de) * | 1995-10-17 | 1998-12-10 | Endress Hauser Gmbh Co | Anordnung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter |
| JPH11248514A (ja) * | 1998-03-02 | 1999-09-17 | Japan Organo Co Ltd | 液面検出装置及び方法 |
| US6925868B2 (en) * | 2001-06-22 | 2005-08-09 | Young Manufacturing & Engineering, Inc. | Acoustic volume indicator |
| US7216536B2 (en) * | 2001-06-22 | 2007-05-15 | Young Manufacturing & Engineering, Inc. | Acoustic volume indicator |
| US6631639B1 (en) | 2001-09-07 | 2003-10-14 | Cosense, Inc | System and method of non-invasive discreet, continuous and multi-point level liquid sensing using flexural waves |
| JP4706421B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2011-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | 液体消費装置に液体を供給する液体収容容器用の液体検出装置、及びこの液体検出装置を内蔵した液体収容容器 |
-
2007
- 2007-06-21 SE SE0701520A patent/SE531296C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-06-19 ES ES08767204T patent/ES2749874T3/es active Active
- 2008-06-19 JP JP2010513161A patent/JP2010531441A/ja active Pending
- 2008-06-19 CA CA2694032A patent/CA2694032A1/en not_active Abandoned
- 2008-06-19 US US12/664,836 patent/US8448509B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-06-19 WO PCT/SE2008/050738 patent/WO2008156423A1/en not_active Ceased
- 2008-06-19 EP EP08767204.4A patent/EP2165164B1/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2449352A4 (en) * | 2009-07-03 | 2015-01-07 | Xylem Ip Holdings Llc | LEVEL SENSOR AND RESERVOIR CONTAINING A LIQUID |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100206066A1 (en) | 2010-08-19 |
| JP2010531441A (ja) | 2010-09-24 |
| US8448509B2 (en) | 2013-05-28 |
| ES2749874T3 (es) | 2020-03-24 |
| EP2165164A4 (en) | 2010-09-01 |
| WO2008156423A1 (en) | 2008-12-24 |
| SE0701520L (sv) | 2008-12-22 |
| EP2165164B1 (en) | 2019-07-31 |
| EP2165164A1 (en) | 2010-03-24 |
| CA2694032A1 (en) | 2008-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE531296C2 (sv) | Anordning och förfarande för bestämning avseende vätskenivå i behållare | |
| US7436100B2 (en) | Device for monitoring a predetermined filling level of a measuring medium in a container | |
| CA1177950A (en) | Apparatus for measuring and indicating the fluid level in vessels | |
| EP2889589A1 (en) | Bulk acoustic wave (BAW) sensors for liquid level measurements | |
| US7665357B2 (en) | Accretion alarm for field devices | |
| WO2019078839A1 (en) | COMPONENTS OF REPLACEABLE PRINTING APPARATUS | |
| US20060248952A1 (en) | A method and apparatus for fluid density sensing | |
| US20200264087A1 (en) | Vibronic Sensor and Measuring Assembly for Monitoring a Flowable Medium | |
| WO2002075256A3 (en) | Apparatus for detecting the condition of the flow of liquid metal in and from a teeming vessel | |
| CN114450562B (zh) | 用于确定材料柱的竖直液位或密度的设备 | |
| JP2005536737A (ja) | レベル測定及びアラームのためのシステム | |
| US10184821B2 (en) | System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container | |
| US12111369B2 (en) | Monitoring the condition of a vibronic sensor | |
| JP4177281B2 (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
| CN109580555A (zh) | 一种水深透明度塞氏盘直读仪 | |
| CN208459216U (zh) | 振动式粘度计 | |
| JP2007303947A (ja) | 氷厚計測方法及びその装置 | |
| SE517807C2 (sv) | Metod för bestämning av karakteristik för tankbotten | |
| KR100361505B1 (ko) | 개량된 캘리브레이션 기능을 갖는 레벨트랜스미터 및 레벨트랜스미터의 캘리브레이션 방법 | |
| US20230070419A1 (en) | Vibronic sensor with reduced facility for gas blasting | |
| EP2761258B1 (en) | Measuring system for measurement of the density of a liquid and its level in a container | |
| CN207751561U (zh) | 一种用于浮选的液位检测装置 | |
| WO2008147223A1 (en) | Improvements relating to ultrasonic distance measuring devices | |
| KR200190975Y1 (ko) | 부력 변화를 이용한 탱크의 액위 측정장치. | |
| JP3883466B2 (ja) | 充填物検知方法及び充填物検知装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |