ПОВЕРКА СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ Российский патент 2017 года по МПК G01F25/00 

Область техники

Изобретение относится к способу поверки точности измерений, обеспечиваемой системой измерения уровня, и к системе измерения уровня.

Уровень техники

Системы на основе радарного измерителя уровня (РИУ) нашли широкое применение для определения уровня продукта, находящегося в резервуаре (танке). Радарное измерение уровня обычно осуществляется посредством либо бесконтактного измерения, включающего передачу электромагнитных сигналов в направлении находящегося в резервуаре продукта, либо контактного измерения с применением волноводного радара (GWR, guided wave radar), с помощью которого электромагнитные сигналы подводятся к продукту и вводятся в него посредством зонда, действующего, как волновод. Обычно зонд ориентируют вертикально, от верхней части резервуара в сторону дна. Зонд может также вводиться в измерительную трубку, так называемую камеру, которая прикреплена к наружной стенке резервуара и сообщается с текучей средой внутри резервуара.

Переданные (излученные) электромагнитные сигналы отражаются от поверхности продукта и принимаются приемником или приемопередатчиком (трансивером) радара системы измерения уровня. Основываясь на переданных и отраженных сигналах, можно определить расстояние до поверхности продукта.

Более конкретно, расстояние до поверхности продукта обычно определяют по времени, прошедшему между передачей электромагнитного сигнала и приемом его отражения на границе раздела между присутствующими в резервуаре воздухом и продуктом. Чтобы определить уровень взлива продукта, определяют расстояние от референтной позиции до поверхности, основываясь на вышеупомянутом времени (так называемом времени прохождения) и скорости распространения электромагнитных сигналов. Большинство имеющихся в настоящее время на рынке радарных систем измерения уровня - это так называемые импульсные радарные системы измерения уровня, которые определяют расстояние до поверхности находящегося в резервуаре продукта по разности во времени между моментом передачи импульса и моментом приема его отражения от поверхности продукта, или системы, которые определяют это расстояние по разности частот переданного частотно-модулированного сигнала и его отражения от поверхности. Системы второго типа обычно именуются системами непрерывного излучения с частотной модуляцией, или системами FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave).

В некоторых применениях уровень взлива продукта, определенный с использованием радарной системы измерения уровня, используется при расчете денежной суммы, переходящей от одного участника сделки к другому. Такое применение имеет место, например, в области разведки и добычи нефти, где GWR-системы часто используются, чтобы измерить уровень взлива промысловых резервуаров. Этот уровень, в свою очередь, может быть использован, чтобы определить платежи владельцу продукта, находящегося ниже измеренного уровня.

Следовательно, в подобных (и других) применениях важно обеспечить доверие к точности определения уровня взлива всеми сторонами сделки. Поэтому поверка точности измерений GWR-системы должна производиться на регулярной основе.

В настоящее время такая поверка осуществляется путем закачки продукта в резервуар и его откачки из резервуара и верификации результата измерений, выполненных с помощью GWR-системы, посредством ручных измерений, например, посредством погружения.

Однако такой тип поверки точности измерений является времяемким и неудобным. Для поверки одной системы измерения уровня с использованием этого способа могут потребоваться на целый день два оператора и по меньшей мере одна автоцистерна.

Раскрытие изобретения

С учетом изложенного общая задача, решаемая изобретением, состоит в обеспечении улучшенного и более эффективного подхода к поверке точности измерений, обеспечиваемых системой измерения уровня.

Соответственно, согласно первому аспекту изобретения предлагается способ поверки точности системы измерения уровня, содержащей измерительный блок и распространяющее устройство, прикрепленное к резервуару и предназначенное для распространения электромагнитных сигналов, генерируемых измерительным блоком, в направлении находящегося в резервуаре продукта. Способ по изобретению включает следующие операции:

подачу в распространяющее устройство первого передаваемого электромагнитного сигнала, сгенерированного измерительным блоком;

получение результата первого измерения, определяющего время прохождения первого отраженного электромагнитного сигнала от измерительного блока до референтного отражателя и обратно, до измерительного блока;

подачу электромагнитного сигнала, сгенерированного измерительным блоком, на поверочное устройство, имеющее по меньшей мере один известный параметр, связанный с распространением электромагнитного сигнала;

прием измерительным блоком от поверочного устройства сигнала отклика, определяющего значение указанного по меньшей мере одного параметра поверочного устройства;

определение, по указанному сигналу отклика, результата измерения для поверки измерительного блока;

подачу в распространяющее устройство второго передаваемого электромагнитного сигнала, сгенерированного измерительным блоком;

прием измерительным блоком второго отраженного электромагнитного сигнала, который является отражением второго передаваемого электромагнитного сигнала от установленного в резервуаре референтного отражателя;

получение результата второго измерения, определяющего время прохождения второго отраженного электромагнитного сигнала от измерительного блока до референтного отражателя и обратно, до измерительного блока, и

определение результата поверки на основе указанных результатов первого измерения, второго измерения и измерения для поверки измерительного блока.

Примером результата измерения, определяющего время прохождения электромагнитного сигнала, отражаемого от референтного отражателя, может служить расстояние от измерительного блока до референтного отражателя.

Под "параметром, связанным с распространением электромагнитного сигнала", следует понимать значение любой характеристики распространения электромагнитного сигнала, например одной или нескольких задержек, ослабления, фазового, частотного или поляризационного сдвига и т.д.

Изобретение основано на осознании того, что поверка точности системы измерения уровня, устанавливаемой на резервуар, может быть осуществлена посредством поверки, с использованием поверочного устройства, функционирования измерительного блока, и дополнительной верификации того, что результаты референтных измерений, выполненных системой измерения уровня, установленной на резервуар, до и после осуществления операции поверки измерительного блока с использованием поверочного устройства, являются, по существу, одинаковыми.

Существует (в частности, в ситуациях, когда перед операцией поверки измерительного блока с использованием поверочного устройства данный блок отсоединяют от распространяющего устройства) риск того, что измерительный блок не будет правильно присоединен к распространяющему устройству. Варианты изобретения позволяют подтвердить, что после повторного подсоединения к распространяющему устройству и измерительный блок, и система измерения уровня в целом функционируют требуемым образом. Таким образом, реализуется более простая и менее времяемкая поверка точности измерений с одновременным обеспечением большего доверия к поверке.

Согласно различным вариантам изобретения поверочное устройство может содержать коннектор; а способ может дополнительно включать следующие операции: отсоединение измерительного блока от распространяющего устройства после получения результата первого измерения; прикрепление измерительного блока к коннектору поверочного устройства; отсоединение измерительного блока от коннектора поверочного устройства и повторное прикрепление измерительного блока к распространяющему устройству после того, как будет определен указанный результат измерения для поверки измерительного блока.

В этих и в других вариантах поверочное устройство может быть выполнено, например, в виде портативного модуля, который можно легко доставить к месту, где установлена система измерения уровня, подлежащая поверке. После проведения первого измерения расстояния до референтного отражателя измерительный блок может быть отсоединен от распространяющего устройства без нарушения уплотнения (это важно, если резервуар герметично закрыт). Затем измерительный блок прикрепляют к поверочному устройству и проводят измерение для поверки измерительного блока. По завершении указанного измерения, выполняемого с использованием поверочного устройства, измерительный блок повторно прикрепляют к распространяющему устройству и производят новое измерение расстояния до референтного отражателя.

Поверочное устройство предпочтительно содержит поверочный волновод, электрически связанный с коннектором и создающий известную задержку между электромагнитным сигналом, подаваемым на волновод, и отраженным электромагнитным сигналом, возвращаемым волноводом.

В некоторых вариантах поверочное устройство может содержать несколько поверочных волноводов, создающих различные задержки, и переключатель, позволяющий пользователю поверочного устройства выбирать используемый поверочный волновод. Задержка, создаваемая конкретным волноводом, может зависеть от длины волновода.

С целью дальнейшего улучшения поверки точности измерений, обеспечиваемой системой измерения уровня, различные варианты способа согласно изобретению могут дополнительно включать следующие операции: регистрацию первого значения внутренней температуры измерительного блока при выполнении операции определения результата первого измерения и регистрацию второго значения внутренней температуры измерительного блока при выполнении операции определения результата второго измерения.

В таких вариантах результат поверки может учитывать первое и второе значения внутренней температуры измерительного блока.

Согласно различным вариантам изобретения система измерения уровня может представлять собой волноводную радарную систему измерения уровня, распространяющее устройство может представлять собой зонд на основе передающей линии, а референтный отражатель может быть установлен на указанный зонд.

В других вариантах распространяющее устройство может представлять собой излучающую антенну, а референтный отражатель - отражающую конструкцию, находящуюся внутри резервуара. Такая конструкция может быть фиксируемой или переставляемой между первым положением вне главного лепестка диаграммы направленности антенны и вторым положением внутри указанного лепестка.

Чтобы обеспечить возможность поверочного измерения практически в любой момент в период функционирования резервуара, снабженного системой измерения уровня, референтный отражатель предпочтительно устанавливают в резервуаре на таком уровне, что при нормальном функционировании резервуара данный отражатель остается не погруженным в указанный продукт. Это позволяет проводить поверочное измерение практически независимо от уровня взлива и электрических свойств продукта, находящегося в резервуаре.

Различные варианты способа согласно изобретению могут использовать компьютерную программу. В частности, предлагается энергонезависимая машиночитаемая среда, содержащая код, обеспечивающий возможность управления системой измерения уровня для осуществления способа согласно различным вариантам изобретения.

Согласно второму аспекту изобретения предлагается система измерения уровня, предназначенная для определения уровня взлива продукта в резервуаре и содержащая:

трансивер, сконфигурированный для генерирования, передачи и приема электромагнитных сигналов;

распространяющее устройство, способное распространять передаваемый электромагнитный сигнал от трансивера в направлении указанного продукта и возвращать в трансивер отраженный электромагнитный сигнал, являющийся отражением указанного передаваемого сигнала от поверхности продукта, и

процессорный контур, связанный с трансивером и предназначенный для определения, по отраженному электромагнитному сигналу, уровня взлива,

при этом система дополнительно содержит:

коннектор для обеспечения возможности присоединения трансивера к поверочному устройству, имеющему по меньшей мере один известный параметр, связанный с распространением электромагнитного сигнала, и

переключающий контур для обеспечения управляемого разрыва электрического соединения между распространяющим устройством и трансивером и для создания электрического соединения между коннектором и трансивером.

Может оказаться желательным, чтобы поверка системы измерения уровня проводилась без отсоединения измерительного блока от резервуара. Согласно второму аспекту изобретения эта задача решается выполнением коннектора и переключающего контура обеспечивающими контролируемый доступ к трансиверу без необходимости отсоединения измерительного блока от резервуара.

С этой целью коннектор желательно сделать доступным снаружи измерительного блока. Так, коннектор может быть защищен съемным кожухом.

Чтобы провести поверку функционирования измерительного блока, поверочное устройство может быть доставлено к месту установки этого блока, обычно соответствующему верхней стенке резервуара. Альтернативно, чтобы подвести сигналы от коннектора к месту, расположенному ближе к поверхности земли, можно использовать кабель. Такой кабель предпочтительно является термоизолированным и/или снабженным устройством регулировки температуры с целью управления температурой кабеля посредством его нагрева и/или охлаждения.

Согласно различным вариантам переключающий контур может быть сконфигурирован с возможностью осуществлять, при получении управляющего сигнала, управляемый разрыв электрического соединения между распространяющим устройством и трансивером и создавать электрическое соединение между коннектором и трансивером. Соответствующий управляющий сигнал может поступать непосредственно от внешнего устройства управления, такого как компьютер, который может быть временно подключен к интерфейсу данных измерительного блока.

Альтернативно, управляющий сигнал может вырабатываться процессорным контуром, имеющимся в системе измерения уровня. В этом варианте процессорный контур может быть выполнен с возможностью управляемого перехода между режимом определения уровня взлива, в котором процессорный контур управляет переключающим контуром так, чтобы обеспечить электрическую связь между трансивером и распространяющим устройством, и режимом поверки, в котором процессорный контур управляет переключающим контуром так, чтобы обеспечить электрическую связь между трансивером и коннектором.

Согласно другим вариантам поверочное устройство может входить в состав системы измерения уровня. В этих вариантах поверка точности измерений может производиться дистанционно, что дополнительно сократит операционные затраты на систему измерения уровня. В зависимости от того, как часто требуется производить поверку конкретной системы измерения уровня, более высокая стоимость системы измерения уровня, содержащей поверочное устройство, может быть оправдана экономией на операционных затратах для такой системы.

Другие варианты реализации второго аспекта изобретения и достигаемые при их использовании преимущества, в основном, аналогичны описанным выше применительно к первому аспекту изобретения.

Согласно третьему аспекту изобретения предлагается система измерения уровня, предназначенная для определения уровня взлива продукта в резервуаре и содержащая:

трансивер, сконфигурированный для генерирования, передачи и приема электромагнитных сигналов;

распространяющее устройство, способное распространять передаваемый электромагнитный сигнал от трансивера в направлении указанного продукта и возвращать в трансивер отраженный электромагнитный сигнал, являющийся отражением указанного передаваемого сигнала от поверхности продукта, и

установленный в резервуаре референтный отражатель для получения отраженного электромагнитного референтного сигнала в результате отражения указанного электромагнитного сигнала от референтного отражателя;

память и

процессорный контур, связанный с трансивером и памятью и выполненный с возможностью управляемого переключения между

режимом определения уровня взлива, в котором процессорный контур определяет уровень взлива по указанному отраженному электромагнитному сигналу, и

режимом поверки, в котором процессорный контур

определяет, содержит ли память запись о том, что поверочное измерение с использованием поверочного устройства было проведено, и, если память содержит указанную запись, получает, используя электромагнитный референтный сигнал, результат измерения, определяющий расстояние до референтного отражателя;

запоминает указанный результат измерения в памяти;

производит сравнение указанного результата измерения с предыдущим результатом измерения, полученным до указанного поверочного измерения, и выдает результат поверки, основанный на указанном сравнении.

Различные варианты системы измерения уровня согласно третьему аспекту изобретения гарантируют, что второе измерение расстояния до референтного отражателя производится только, если уже было проведено, с использованием поверочного устройства, поверочное измерение. Это предотвращает проведение поверки с нарушениями, например с пропуском какого-либо измерения или с использованием старых результатов измерений. Тем самым повышается доверие к качеству поверки, а это снижает риск того, что любая сторона сделки потребует выполнения ручной операции погружения или других трудозатратных и времяемких поверочных измерений.

Чтобы учесть возможные различия в результатах измерений, обусловленные колебаниями температуры, система измерения уровня предпочтительно содержит также датчик температуры для формирования сигнала, характеризующего температуру по меньшей мере части системы измерения уровня. При этом процессорный контур может быть подсоединен к данному датчику, чтобы получать от него, в режиме поверки, температурный сигнал и запоминать значение, характеризующее температуру.

При накапливании в памяти различной информации, такой как данные о результате поверки, идентификатор поверочного устройства, даты, отсчеты времени, температуры и т.д., становится возможным представление подробного сертификата поверки, что дополнительно повысит доверие к результатам поверки и обеспечит отслеживаемость данных.

Другие варианты реализации третьего аспекта изобретения и достигаемые при их использовании преимущества, в основном, аналогичны описанным выше применительно к первому и второму аспектам изобретения.

Таким образом, изобретение относится к способу поверки точности измерений, обеспечиваемой системой измерения уровня. Способ включает:

получение результата первого измерения, определяющего время прохождения первого отраженного электромагнитного сигнала до референтного отражателя и обратно;

определение, по сигналу отклика поверочного устройства, результата измерения для поверки измерительного блока;

получение результата второго измерения, определяющего время прохождения второго отраженного электромагнитного сигнала до референтного отражателя и обратно, и

определение результата поверки на основе указанных результатов первого измерения, второго измерения и измерения для поверки измерительного блока.

Варианты изобретения обеспечивают верификацию правильности функционирования измерительного блока и подтверждение того, что система измерения уровня функционирует требуемым образом после ее повторного прикрепления к распространяющему устройству.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения далее будут описаны более подробно, со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие варианты изобретения.

Фиг. 1а-1с схематично иллюстрируют различные фазы поверки по первому варианту способа согласно изобретению.

На фиг. 2 представлена блок-схема, поясняющая способ согласно первому варианту изобретения.

Фиг. 3а схематично иллюстрирует пример системы измерения уровня, поверка которой может быть проведена посредством способа, проиллюстрированного фиг. 1.

На фиг. 3b представлена упрощенная схема измерительного блока, входящего в состав системы измерения уровня по фиг. 3а.

На фиг. 4а представлена блок-схема, иллюстрирующая первую часть способа поверки согласно второму варианту изобретения.

На фиг 4b представлена блок-схема, иллюстрирующая вторую часть способа поверки согласно второму варианту изобретения.

На фиг. 5а и 5b представлены упрощенные блок-схемы измерительного блока для других вариантов системы измерения уровня согласно изобретению.

Осуществление изобретения

В нижеследующем подробном описании различные варианты способа поверки согласно изобретению рассматриваются, в основном, применительно к поверке точности измерений импульсной радарной GWR-системы измерения уровня на основе волноводного радара.

Следует отметить, что такое рассмотрение никоим образом не ограничивает объем изобретения, которое охватывает также процедуры поверки точности измерений систем измерения уровня других типов, например систем измерения уровня, которые не являются импульсными, а передают, по существу, непрерывный сигнал, т.е. так называемых систем FMCW (систем непрерывного излучения с частотной модуляцией). Кроме того, способ поверки согласно различным вариантам изобретения в равной степени может быть использован для поверки точности измерений свободно излучающей радарной системы измерения уровня.

Пример системы измерения уровня, поверка которой может проводиться с использованием различных вариантов способа поверки согласно изобретению, будет описана далее со ссылкой на фиг. 1а.

Фиг. 1а схематично иллюстрирует систему 1 измерения уровня, размещенную над резервуаром 2, чтобы определять, используя микроволновое излучение, уровень взлива продукта 3 в резервуаре 2. Поэтому данная система далее будет именоваться также системой на основе радарного измерения уровня, или РИУ-системой.

РИУ-система 1 содержит измерительный блок 5 и распространяющее устройство, в данном варианте выполненное в виде зонда 6 на основе передающей линии, обеспечивающего распространение микроволн (волн СВЧ-диапазона) в направлении поверхности 7 продукта 3, находящегося в резервуаре 2.

При измерении уровня взлива продукта 3 в резервуаре 2 радарная система 1 измерения уровня передает, посредством зонда 6, электромагнитный сигнал S_T в направлениии поверхности 7 продукта 3, и этот сигнал отражается от данной поверхности как эхо-сигнал S_R (поверхностное эхо). При этом расстояние между референтным положением у верхней поверхности резервуара 2 и поверхностью 7 продукта 3 определяют по разности времени прохождения отраженного от поверхности эхо-сигнала S_R (от радарной системы 1 измерения уровня до поверхности 7 и обратно) и эхо-сигнала, отраженного от референтной позиции над резервуаром. Уровень взлива может быть рассчитан по разности времен прохождения эхо-сигнала, отраженного от поверхности, и референтного эхо-сигнала, и по известным размерам резервуара 2.

В резервуаре 2 имеется также референтный отражатель. В варианте системы 1 измерения уровня по фиг. 1а референтный отражатель выполнен в форме, по существу, цилиндрической проводящей конструкции 9, прикрепленной к зонду 6. Этот референтный отражатель 9 зафиксирован в определенном положении по длине зонда на основе передающей линии, так что переданный электромагнитный сигнал S_T будет частично отражаться референтным отражателем 9, образуя отраженный электромагнитный сигнал, который зонд на основе передающей линии возвращает в измерительный блок 5.

Следует отметить, что, хотя рассматривается резервуар 2, содержащий единственный продукт 3, аналогичным образом можно измерить расстояние до границы любого материала, присутствующего в резервуаре 2, при условии, что электромагнитные сигналы, формируемые измерительным блоком, не поглощаются настолько сильно, что нельзя получить никакого полезного отраженного сигнала.

Применительно к РИУ-системе 1, такой как была описана со ссылкой на фиг. 1, может оказаться желательным проводить, время от времени, тестирование и/или поверку точности измерений. Как это схематично показано на фиг. 1а, поверка точности измерений будет производиться оператором 11, у которого имеется поверочное устройство, в данном варианте выполненное, как поверочная станция 12.

Фиг. 1b-1с иллюстрируют более поздние фазы первого варианта способа поверки согласно изобретению, которые будут более подробно описаны далее.

При описании первого варианта способа поверки согласно изобретению, в дополнение к фиг. 1а-1с, будет использована также блок-схема на фиг. 2.

На первом шаге 100 измеряют первое расстояние d_RR1 до референтного отражателя 9. Этот шаг осуществляется с помощью измерительного блока (ИБ) 5, прикрепленного к резервуару 2 и связанного с зондом 6, как это показано на фиг. 1а.

На следующем шаге 101 оператор 11 отсоединяет ИБ 5 от резервуара 2 и прикрепляет его к поверочной станции 12, как это схематично проиллюстрировано на фиг. 1b. Когда измерительный блок 5 будет прикреплен к поверочной станции 12, оператор 11 осуществляет управление этим блоком 5 так, чтобы измерить параметр поверочной станции 12, связанный с распространением электромагнитного сигнала. Таким параметром может быть, например, длина коаксиального кабеля, имеющегося в составе поверочной станции 12.

По завершении измерения длины коаксиального кабеля с помощью измерительного блока 5 снова закрепляют (на шаге 102) этот блок на резервуаре 2 так, как это показано на фиг. 1с. После того как измерительный блок 5 был повторно зареплен на резервуаре 2, измеряют второе расстояние d_RR2 до референтного отражателя 9.

В завершение, на шаге 103 определяют результат поверки, используя для этого первое расстояние d_RR1 до референтного отражателя 9, измеренное на шаге 100, второе расстояниие d_RR2 до референтного отражателя 9, измеренное на шаге 102, и длину коаксиального кабеля поверочной станции 12, измеренную на шаге 101.

Далее, со ссылками на фиг. 3а-3b, будет более подробно описан пример системы 1 измерения уровня, которая может быть поверена с использованием различных вариантов способа согласно изобретению.

Как можно видеть из фиг. 1, система 1 измерения уровня, в данном случае GWR-система, содержит измерительный блок 5, установленный снаружи резервуара 2, и зонд 6 на основе передающей линии, установленный внутри резервуара. Зонд 6 прикреплен к резервуару 2 посредством муфты 20, схематично изображенной на фиг. 3а. Муфта 20, которая может рассматриваться как стыковочное устройство, выполняет двойную функцию механического соединителя, связывающего зонд 6 с резервуаром 2, и электрического соединителя, обеспечивающего возможность подключения к зонду 6 снаружи резервуара 2.

Как схематично показано на фиг. 3а, измерительный блок 5 присоединен к муфте 20 посредством гайки 21. Когда измерительный блок 5 прикреплен к муфте 20, он оказывается электрически соединенным с зондом 6, так что передаваемый электромагнитный сигнал S_T, генерируемый измерительным блоком 5, может распространяться вдоль зонда 6. Отраженный электромагнитный сигнал S_R, являющийся отражением передаваемого электромагнитного сигнала от референтного отражателя 9, также может распространяться вдоль зонда 6, но в обратном направлении, к измерительному блоку 5.

Измерительный блок 5 можно отсоединить путем отвинчивания гайки 21 и отделить от муфты 20 и, следовательно, от резервуара 2, не нарушая уплотнения, обеспечиваемого муфтой.

Как показано на фиг. 3b (которая является схематичной блок-схемой измерительного блока 5, входящего в состав GWR-системы 1 по фиг. 3а), измерительный блок 5 содержит трансивер (т.е. приемопередатчик, Пр./Пер.) 24, память 25, датчик 26 температуры и процессорный контур, представленный в виде процессора 27. Как это показано на фиг. 3b стрелками, трансивер 24 соединен с процессором 27, а также с зондом 6 (когда измерительный блок 5 прикреплен к муфте 20, как это показано на фиг. 3а). Память 25 и датчик 26 температуры подключены к процессору 27, который может быть подключен к внешнему устройству, такому как центр управления и/или компьютер оператора (на фиг. 3b не изображен).

Далее, со ссылками на фиг. 4а-4b и 3а-3b, будут описаны различные части способа поверки согласно второму варианту изобретения. На фиг. 4а представлена блок-схема, поясняющая первую часть способа, которая должна выполняться до того, как будет проведено измерение для поверки измерительного блока с использованием поверочного устройства (как это описано выше со ссылкой на фиг. 1а-1с и фиг. 2). На фиг. 4b представлена блок-схема, поясняющая вторую часть способа поверки, которая должна выполняться по завершении измерения для поверки измерительного блока.

Как следует из фиг. 4а, первая часть способа инициируется выдачей процессору 27 системы 1 измерения уровня команды ИпРО (Измерение по Референтному Отражателю). На первом шаге 200, используя датчик 26 температуры, измеряют внутреннюю температуру измерительного блока 5 и записывают ее в память 25. Затем, на шаге 201, измеряют и записывают в память 25 первое расстояние d_RR1 до референтного отражателя 9. Далее, на шаге 202, в память 25 записывают дату и время.

На следующем шаге 203 производят сброс (обнуление) регистра памяти 25, в который записывается серийный номер поверочной станции (СНПС). СНПС указывает, что измерение для поверки измерительного блока было проведено, и идентифицирует поверочную станцию, которая использовалась для этого измерения.

В завершение, на шаге 204 GWR-система 1 возвращается к нормальному функционированию.

После осуществления описанного первого процесса оператор 11 может, как это показано на фиг. 1b, отсоединить измерительный блок 5 от резервуара, прикрепить этот блок к поверочной станции 12, произвести измерение для поверки измерительного блока, отсоединить измерительный блок от поверочной станции 12 и снова прикрепить измерительный блок 5 к резервуару 2. При проведении измерения для поверки измерительного блока СНПС, идентифицирующий поверочную станцию 12, будет записан в выделенном для этого регистре памяти 25, имеющейся в измерительном блоке.

Как это видно из фиг. 4b, вторая часть (второй процесс) инициируется выдачей процессору 27 системы 1 измерения уровня команды ПпРО (Поверка по Референтному Отражателю). На первом шаге 300 процессор 27 проверяет, проведен ли сброс регистра для записи СНПС в составе памяти 25. Если проведен, делается вывод, что измерение для поверки измерительного блока не было проведено, и процесс прерывается на шаге 301. Если СНПС не сброшен, это указывает, что измерение для поверки измерительного блока было проведено, и процесс переходит на шаг 302 проверки того, что дата и время предыдущего процесса поверки (осуществленного по команде ПпРО) предшествуют дате и времени предыдущего процесса измерения (осуществленного по команде ИпРО) или что в памяти не содержится даты и времени для предыдущего процесса поверки. Если устанавливается, что самые поздние дата и время (и, следовательно, новейшее значение расстояния до референтного отражателя 9) не соответствуют результату измерения, проведенного до измерения для поверки измерительного блока, процесс прерывается на шаге 303. В противном случае процесс продолжается на шаге 304 измерением внутренней температуры измерительного блока 5 датчиком 26 температуры и запоминанием температуры в памяти 25.

После этого на шаге 305 измеряется и записывается в память 25 расстояние d_RR2 до референтного отражателя 9.

На следующем шаге 306 определяют, превышает ли абсолютное значение разности между первым расстоянием d_RR1 до референтного отражателя 9, измеренным до проведения измерения для поверки измерительного блока, и вторым расстоянием d_RR2 до референтного отражателя 9, измеренным после измерения для поверки измерительного блока, меньше заданного значения ε, которое может зависеть от требований к точности измерений в конкретном приложении. В одном примере приложения это заданное значение может составлять 3 мм. Заданное значение и/или одно или оба из первого и второго расстояний d_RR1, d_RR2 до референтного отражателя 9 могут быть скорректированы с учетом измеренной внутренней температуры.

Если абсолютное значение разности превышает заданное значение ε, процесс прерывается на шаге 307. В противном случае процесс переходит на шаг 308, т.е. результаты поверки принимаются. В завершение, система 1 измерения уровня возвращается, на шаге 309, к нормальному функционированию.

Выше был описан способ поверки, предусматривающий отсоединение измерительного блока 5 от резервуара перед прикреплением этого блока 5 к коннектору поверочной станции 12. Однако, в зависимости от приложения, может оказаться желательным проведение поверки точности измерений без отсоединения измерительного блока 5 от резервуара 2.

На фиг. 5а-5b приведены схематичные блок-схемы других вариантов системы измерения уровня согласно изобретению.

Как показано на фиг. 5а, измерительный блок 5 системы измерения уровня содержит трансивер 24, процессор 27, коннектор 30 и переключающий контур 31. Как и в варианте, описанном со ссылкой на фиг. 3b, процессор 27 (как это показано на фиг. 5а стрелками) присоединен к трансиверу 24 и может быть присоединен к внешнему устройству. Переключающий контур 31 включен между трансивером 24 и зондом 6 на основе передающей линии (или распространяющим устройством другого типа) и соединен с процессором 27, так что может управляться этим процессором 27 так, чтобы обеспечивать подсоединение трансивера к зонду 6 или к коннектору 30. Таким образом, измерительный блок 5 может быть подсоединен, через коннектор 30, к поверочной станции 12 без необходимости отсоединения измерительного блока 5 от резервуара 2.

В качестве альтернативы варианту, описанному со ссылкой на фиг. 5а, система 1 измерения уровня может содержать, вместо коннектора 30, поверочное устройство 33, так что никакой внешней поверочной станции 12 не требуется. Этот вариант схематично проиллюстрирован на фиг. 5b.

В дополнение к уже описанной функции, референтный отражатель 9 может быть также использован, чтобы упростить установку GWR-системы 1. Вместо использования времяемких и неудобных измерений вручную, например методом погружения, монтажное смещение и/или масштабный коэффициент могут быть определены по результатам измерений с использованием GWR-системы 1.

Монтажное смещение может быть определено измерением расстояния до референтного отражателя 9, а масштабный коэффициент - измерением расстояний до референтного отражателя 9 и до конца зонда 6 на основе передающей линии, когда резервуар 2 пуст.

Специалисту будет понятно, что изобретение никоим образом не органичивается его описанными предпочтительными вариантами. Напротив, прилагаемая формула изобретения охватывает также многие другие варианты и модификации.

Изобретение относится к способу поверки точности измерений, обеспечиваемой системой измерения уровня. Способ включает получение результата первого измерения, определяющего время прохождения первого отраженного электромагнитного сигнала от измерительного блока до референтного отражателя и обратно, до измерительного блока; определение результата измерения для поверки измерительного блока по сигналу отклика, формируемому поверочным устройством; получение результата второго измерения, определяющего время прохождения второго отраженного электромагнитного сигнала от измерительного блока до референтного отражателя и обратно, до измерительного блока, и определение результата поверки на основе результатов первого измерения, второго измерения и измерения для поверки измерительного блока. Варианты изобретения обеспечивают также верифицирование того, что после повторного прикрепления измерительного блока к устройству, распространяющему электромагнитный сигнал, этот блок и система измерения уровня в целом функционируют должным образом. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ поверки точности измерений, обеспечиваемой системой измерения уровня, содержащей измерительный блок и распространяющее устройство, прикрепленное к резервуару и предназначенное для распространения электромагнитных сигналов, генерируемых измерительным блоком, в направлении находящегося в резервуаре продукта, причем способ включает следующие операции:

подачу в распространяющее устройство первого передаваемого электромагнитного сигнала, сгенерированного измерительным блоком;

прием измерительным блоком первого отраженного электромагнитного сигнала, который является отражением первого передаваемого электромагнитного сигнала от установленного в резервуаре референтного отражателя;

получение результата первого измерения, определяющего время прохождения первого отраженного электромагнитного сигнала от измерительного блока до референтного отражателя и обратно, до измерительного блока;

подачу электромагнитного сигнала, сгенерированного измерительным блоком, на поверочное устройство, имеющее по меньшей мере один известный параметр, связанный с распространением электромагнитного сигнала;

прием измерительным блоком от поверочного устройства сигнала отклика, определяющего значение указанного по меньшей мере одного параметра поверочного устройства;

определение, по указанному сигналу отклика, результата измерения для поверки измерительного блока;

подачу в распространяющее устройство второго передаваемого электромагнитного сигнала, сгенерированного измерительным блоком;

прием измерительным блоком второго отраженного электромагнитного сигнала, который является отражением второго передаваемого электромагнитного сигнала от установленного в резервуаре референтного отражателя;

получение результата второго измерения, определяющего время прохождения второго отраженного электромагнитного сигнала от измерительного блока до референтного отражателя и обратно, до измерительного блока, и

определение результата поверки на основе указанных результатов первого измерения, второго измерения и измерения для поверки измерительного блока.

2. Способ по п. 1, при осуществлении которого используют поверочное устройство, содержащее коннектор, причем способ дополнительно включает следующие операции:

отсоединение измерительного блока от распространяющего устройства после получения результата первого измерения;

прикрепление измерительного блока к коннектору поверочного устройства;

отсоединение измерительного блока от коннектора поверочного устройства и повторное прикрепление измерительного блока к распространяющему устройству после того, как будет определен указанный результат измерения для поверки измерительного блока.

3. Способ по п. 1, при осуществлении которого используют поверочное устройство, содержащее поверочный волновод, электрически связанный с коннектором и создающий известную задержку между электромагнитным сигналом, подаваемым на волновод, и отраженным электромагнитным сигналом, возвращаемым волноводом.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий следующие операции:

регистрацию первого значения внутренней температуры измерительного блока при выполнении операции определения результата первого измерения и

регистрацию второго значения внутренней температуры измерительного блока при выполнении операции определения результата второго измерения.

5. Способ по п. 4, в котором при получении указанного результата поверки дополнительно учитывают первое и второе значения внутренней температуры измерительного блока.

6. Способ по п. 1, при осуществлении которого используют систему измерения уровня, представляющую собой волноводную радарную систему измерения уровня, распространяющее устройство, представляющее собой зонд на основе передающей линии, и референтный отражатель, установленный на указанный зонд.

7. Способ по п. 1, при осуществлении которого референтный отражатель устанавливают в резервуаре на таком уровне, что при нормальном функционировании резервуара указанный отражатель остается не погруженным в указанный продукт.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором указанный сигнал отклика от поверочного устройства определяет длину поверочного волновода, входящего в состав поверочного устройства.

9. Энергонезависимая машиночитаемая среда, содержащая код, обеспечивающий возможность управления системой измерения уровня для осуществления способа, соответствующего любому из пп. 1-8.

10. Система измерения уровня, предназначенная для определения уровня взлива продукта в резервуаре и содержащая:

трансивер, сконфигурированный для генерирования, передачи и приема электромагнитных сигналов;

распространяющее устройство, способное распространять передаваемый электромагнитный сигнал от трансивера в направлении указанного продукта и возвращать в трансивер отраженный электромагнитный сигнал, являющийся отражением указанного передаваемого сигнала от поверхности продукта, и

процессорный контур, связанный с трансивером и предназначенный для определения, по отраженному электромагнитному сигналу, уровня взлива,

при этом система дополнительно содержит:

коннектор для обеспечения возможности присоединения трансивера к поверочному устройству, имеющему по меньшей мере один известный параметр, связанный с распространением электромагнитного сигнала, и

переключающий контур для обеспечения управляемого разрыва электрического соединения между распространяющим устройством и трансивером и для создания электрического соединения между коннектором и трансивером.

11. Система по п. 10, в которой переключающий контур сконфигурирован с возможностью осуществлять, при получении управляющего сигнала, управляемый разрыв электрического соединения между распространяющим устройством и трансивером и создавать электрическое соединение между коннектором и трансивером.

12. Система по п. 10, в которой переключающий контур выполнен с возможностью управляемого перехода между

режимом определения уровня взлива, в котором процессорный контур управляет переключающим контуром так, чтобы обеспечить электрическую связь между трансивером и распространяющим устройством, и

режимом поверки, в котором процессорный контур управляет переключающим контуром так, чтобы обеспечить электрическую связь между трансивером и коннектором.

13. Система по п. 10, которая дополнительно содержит указанное поверочное устройство, электрически связанное с коннектором.

14. Система по любому из пп. 10-13, в которой распространяющее устройство представляет собой зонд на основе передающей линии, содержащий референтный отражатель, находящийся внутри резервуара на таком уровне, что при нормальном функционировании резервуара указанный отражатель остается не погруженным в указанный продукт.

15. Система измерения уровня, предназначенная для определения уровня взлива продукта в резервуаре и содержащая:

трансивер, сконфигурированный для генерирования, передачи и приема электромагнитных сигналов;

распространяющее устройство, способное распространять передаваемый электромагнитный сигнал от трансивера в направлении указанного продукта и возвращать в трансивер отраженный электромагнитный сигнал, являющийся отражением указанного передаваемого сигнала от поверхности продукта, и

установленный в резервуаре референтный отражатель для получения отраженного электромагнитного референтного сигнала в результате отражения указанного электромагнитного сигнала от референтного отражателя;

память и

процессорный контур, связанный с трансивером и памятью и выполненный с возможностью управляемого переключения между

режимом определения уровня взлива, в котором процессорный контур определяет уровень взлива по указанному отраженному электромагнитному сигналу, и

режимом поверки, в котором процессорный контур

определяет, содержит ли память запись о том, что поверочное измерение с использованием поверочного устройства было проведено, и, если память содержит указанную запись, получает, используя электромагнитный референтный сигнал, результат измерения, определяющий расстояние до референтного отражателя;

запоминает указанный результат измерения в памяти;

производит сравнение указанного результата измерения с предыдущим результатом измерения, полученным до указанного поверочного измерения, и выдает результат поверки, основанный на указанном сравнении.