УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОНОМНОГО ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТРАНСПОРТНОГО КОНТЕЙНЕРА Российский патент 2024 года по МПК F17C13/02 

Изобретение относится к устройствам радиотелеметрии и может быть использовано в составе транспортного контейнера-цистерны или танк-контейнера для дистанционного контроля состояния перевозимого опасного груза, главным образом, сжиженных углеводородных газов, сжиженного аммиака, хладонов, углекислоты, криогенных продуктов, и др.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является автономное портативное устройство для дистанционного мониторинга вагонов (патент на полезную модель RU №201638), содержащее корпус по крайней мере с одной солнечной батареей на его поверхности, встроенные антенны, основную аккумуляторную батарею, резервную аккумуляторную батарею, модуль определения позиции с использованием спутниковых систем, модуль передачи данных на сервер сбора информации и определения LBS позиции, управляющий микроконтроллер, переходник для передачи напряжения от солнечных батарей к основной аккумуляторной батареи, модуль - крепление корпуса к вагону.

При этом основными недостатками известных технических решений являются как их узкоспециализированное назначение, так и отсутствие возможности их применения для контроля состояния опасного груза, перевозимого в сжиженном состоянии в транспортном контейнере-цистерне или танк-контейнере. Отсутствие своевременно поступающей информации об изменении технического состояния сосуда при эксплуатации танк-контейнера может привести к изменению текущих параметров опасного груза (температура, давление, уровень жидкости в сосуде). Это может привести к утечкам продукта через предохранительную арматуру и привести к возникновению взрывопожароопасной ситуации.

Технической задачей заявляемого изобретения является автоматизация процессов получения, обработки, хранения и передачи данных в диспетчерский центр при дистанционном мониторинге состояния перевозимого опасного груза.

Решение технической задачи достигается тем, что устройство для автономного телеметрического контроля состояния транспортного контейнера состоит из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и встроенным блоком для крепления к танк-контейнеру, причем корпус выполнен в пожаровзрывобезопасном пылевлагозащитном исполнении и оборудован меткой радиочастотной идентификации, в корпус встроены и связаны с помощью системной шины: блок управления и индикации; контроллер заряда, к которому подключена размещенная в верхней части корпуса солнечная батарея; блок питания, к которому подключен блок аккумуляторных батарей, соединенных с контроллером заряда; модуль приема-передачи данных; GPS/ГЛОНАСС ресивер; блок разъемов для подключения датчиков температуры; преобразователь давления; преобразователь дифференциального давления; блок хранения данных и микропроцессор, выполненный с возможностью обработки информации, полученной от GPS/ГЛОНАСС ресивера, блока разъемов для подключения датчиков температуры, преобразователя давления и преобразователя дифференциального давления.

Для упрощения замены преобразователя давления и возможности использования внешнего преобразователя давления вместо преобразователя давления может быть установлен разъем для подключения внешнего преобразователя давления.

Для упрощения замены преобразователя дифференциального давления и возможности использования внешнего преобразователя дифференциального давления вместо преобразователя дифференциального давления может быть установлен разъем для подключения внешнего преобразователя давления.

Технический результат, достигаемый заявленной совокупностью признаков, заключается в повышении безопасности эксплуатации танк-контейнеров за счет реализации возможности прогностического информирования об изменении технического состояния танк-контейнера в процессе эксплуатации. Это позволяет, в частности, предотвратить утечки и не допустить образование в воздухе взрывоопасных и/или токсичных смесей.

Компоненты заявляемого изобретения известны из уровня техники.

солнечная батарея может быть выполнена согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение WO №2015057040 А1;

модуль приема-передачи данных может быть выполнен согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение WO №2016200978 А1;

GPS/ГЛОНАСС ресивер может быть выполнен согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение US №5923287 А;

преобразователь давления и преобразователь дифференциального давления могут быть выполнены заодно в рамках комплексного технического решения, изложенного в патенте на изобретение US №8752433 В2.

Функционирование изобретения поясняется фигурой, на которой обозначены: 1 - системная шина; 2 - блок управления и индикации; 3 -солнечная батарея; 4 - контроллер заряда; 5 - блок аккумуляторных батарей; 6 - блок питания; 7 - модуль приема-передачи данных; 8 -GPS/ГЛОНАСС ресивер; 9 - блок разъемов для подключения датчиков температуры; 10 - преобразователь давления; 11 - преобразователь дифференциального давления; 12 - микропроцессор; 13 - блок хранения данных; 14 - устройство крепления модуля к контейнеру;

Блок 1 - системная шина выполнена в виде наружных и внутренних проводящих слоев на многослойной печатной плате и соединяет блоки устройства информационными связями через входы-выходы. Также по системной шине организовано питание блоков телеметрического модуля от блока питания.

Блок 2 - блок управления и индикации включает в себя микросхему, набор светодиодов и кнопки управления режимами работы.

Блок 3 - солнечная батарея служит для преобразования солнечной энергии в электрическую, выполнена в виде пленочного фотоэлемента на основе теллурида кадмия или селенида меди-индия-галлия.

Блок 4 - контроллер заряда служит для установления требуемого тока заряда аккумуляторных батарей и останавливает поступление энергии в аккумуляторные батареи после их полной зарядки.

Блок 5 - блок аккумуляторных батарей служит для обеспечения автономного электропитания всех элементов модуля, содержит по меньшей мере одну Li-Pol аккумуляторную батарею.

Блок 6 - блок питания представляет собой адаптер питания блоков модуля от аккумуляторных батарей.

Блок 7 - модуль приема-передачи данных представляет собой устройство, осуществляющее обмен информацией с сервером мониторинга и управления. Связь может осуществляться по каналам связи 3G, 4G (LTE).

Блок 8 - GPS/ГЛОНАСС ресивер - устройство для приема-передачи данных, объединяющее в себе GPS и ГЛОНАСС ресиверы, принимающее и обрабатывающее сигналы с навигационных спутников.

Блок 9 - блок разъемов для подключения датчиков температуры содержит по меньшей мере один разъем для подключения кабеля от внешнего датчика температуры.

Блок 10 - преобразователь давления служит для преобразования измеряемого давления в унифицированный выходной сигнал.

Блок 11 - преобразователь дифференциального давления служит для преобразования измеряемой разности давлений в унифицированный выходной сигнал.

Блок 12 - микропроцессор со специальным программным обеспечением предназначен для обработки информации, поступающей с блоков 8, 9, 10, 11.

Блок 13 - блок хранения данных представляет собой микрочип твердотельного накопителя информации, подключенного к системной шине. Позволяет осуществлять запись и резервное хранение обрабатываемой и передаваемой информации.

Блок 14 - устройство крепления модуля к корпусу контейнера (контейнерной раме). Конструктивное исполнение крепления определяется типом и назначением используемого танк-контейнера.

Названные компоненты заявляемого устройства соединены между собой сборочными операциями и находятся в функционально-конструктивном единстве.

Для повышения безопасности эксплуатации танк-контейнеров корпус выполнен в пожаровзрывобезопасном пылевлагозащитном исполнении и оборудован меткой радиочастотной идентификации.

Для удобства учета и хранения устройства корпус оборудован меткой радиочастотной идентификации, корпус оборудован меткой радиочастотной идентификации.

Функционирование изобретения заключается в следующем.

Информационный обмен между блоками устройства осуществляется посредством системной шины 1. На панели блока управления и индикации 2 отображаются текущие параметры хранения: рабочее давление, уровень жидкости и дополнительно при необходимости рабочая температура или ориентировочное время хранения. Также через системную шину 1 производится питание всех блоков модуля от аккумуляторных батарей 5 посредством блока питания 6. Зарядка аккумуляторных батарей производится от солнечной батареи 3, размещенной на верхней поверхности корпуса, посредством контроллера заряда 4. Модуль целиком крепится к корпусу танк-контейнера посредством устройства 14.

В микропроцессор 12 направляется информация от GPS/ГЛОНАСС ресивера 8 о текущих координатах и скорости движения объекта. В микропроцессоре производится обработка информации, поступающей от модулей 8, 9, 10, 11. В зависимости от типа перевозимого продукта производится вычисление плотности жидкости и уровня жидкости в сосуде, в соответствии с текущими значениями давления, температуры и разности давлений между газовой и жидкостной фазами сосуда, с последующей записью в блок хранения данных 13. Для криогенного танк-контейнера дополнительно вычисляется ориентировочное резервное время хранения для текущих значений давления, уровня жидкости и режима (движение или стоянка). При превышении параметров хранения допустимых значений производится формирование аварийного сообщения. Информация о параметрах хранения продукта направляется в блок хранения данных 13. Текущая информация в режиме реального времени, а также аварийные сообщения направляются посредством модуля приема-передачи данных 7 на АРМ оператора диспетчерского центра.

Изобретение относится к средствам радиотелеметрии в составе транспортного контейнера-цистерны или танк-контейнера для дистанционного контроля состояния перевозимого опасного груза. Устройство выполнено в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и встроенным блоком для крепления к танк-контейнеру, причем корпус выполнен в пожаровзрывобезопасном пылевлагозащитном исполнении и оборудован меткой радиочастотной идентификации, в корпус встроены и связаны с помощью системной шины: блок управления и индикации; контроллер заряда, к которому подключена размещенная в верхней части корпуса солнечная батарея; блок питания, к которому подключен блок аккумуляторных батарей, соединенных с контроллером заряда; модуль приема-передачи данных; GPS/ГЛОНАСС ресивер; блок разъемов для подключения датчиков температуры; преобразователь давления; преобразователь дифференциального давления; блок хранения данных и микропроцессор, выполненный с возможностью обработки информации, полученной от GPS/ГЛОНАСС ресивера, блока разъемов для подключения датчиков температуры, преобразователя давления и преобразователя дифференциального давления. Достигается повышение безопасности эксплуатации танк-контейнеров. 1 ил.

Устройство для автономного телеметрического контроля состояния транспортного контейнера, характеризующееся тем, что оно состоит из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и встроенным блоком для крепления к танк-контейнеру, причем корпус выполнен в пожаровзрывобезопасном пылевлагозащитном исполнении и оборудован меткой радиочастотной идентификации, в корпус встроены и связаны с помощью системной шины: блок управления и индикации; контроллер заряда, к которому подключена размещенная в верхней части корпуса солнечная батарея; блок питания, к которому подключен блок аккумуляторных батарей, соединенных с контроллером заряда; модуль приема-передачи данных; GPS/ГЛОНАСС ресивер; блок разъемов для подключения датчиков температуры; преобразователь давления; преобразователь дифференциального давления; блок хранения данных и микропроцессор, выполненный с возможностью обработки информации, полученной от GPS/ГЛОНАСС ресивера, блока разъемов для подключения датчиков температуры, преобразователя давления и преобразователя дифференциального давления.