KR20080030683A - 최대 레벨 인식을 이용한 초음파 충전 레벨 측정 장치 - Google Patents

Abstract

컨테이너(1) 안에 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치는 초음파 신호를 액체로 방출하는 초음파 에미터(7)와 액체의 적어도 한 표면(2)으로부터 반사되는 초음파 신호를 받기 위한 초음파 리시버(7)를 포함한다. 솔리드 바디의 형태로 고안되고 초음파 신호의 주 사운드 콘의 영역 내에, 컨테이너(1) 안 액체의 소정의 한계 충전 레벨 높이(2)에 본질적으로 대응하는 높이에 배치되는 주 초음파 리플렉터(6)를 적어도 하나 구비한다. 컨테이너(1) 안으로 액체를 충전할 때, 초음파 신호가 처음에는 흐르는 동작에 의해 동요되는 액체의 표면에서 반사되고 그 결과 초음파 신호의 강도와 방향이 변한다. 이는 초음파 에코를 부정확하고 확인이 불가능하게 한다. 그러나, 주 초음파 리플렉터(6)가 액체 속으로 완전히 잠기자마자, 안정적이고 본질적으로 일정한 초음파 에코가 생성된다. 이러한 에코를 기반으로, 액체의 충전 레벨 높이가 적어도 주 초음파 리플렉터(6)의 높이에 도달했는지 여부가 결정될 수 있다.

Description

최대 레벨 인식을 이용한 초음파 충전 레벨 측정 장치{ULTRASONIC FILLING-LEVEL MEASURING APPARATUS WITH MAXIMUM LEVEL RECOGNITION}

제1항의 전제부에 따라, 본 발명은 컨테이너(container) 안에 든 액체의 충전 레벨(filling level)을 인식하는 장치에 관한 것이다.

충전 레벨 측정 장치는 EP 0 955 529 A1으로부터 공지되었고 초음파라는 수단을 통해 컨테이너 안에 매질의 충전 레벨을 측정한다. 상기 장치는 초음파 에미터(ultrasound emitter)와 초음파 리시버(ultrasound receiver)로 구성되는 초음파 트랜스듀서(ultrasound transducer) 및/또는 초음파 센서(ultrasound sensor)를 구비하고 컨테이너의 밑면에 대향하는 바깥면으로부터 지지 엘리먼트(element)와 프레스 온(press-on) 메카니즘의 도움으로 프레스된다(pressed). 초음파는 초음파 트랜스듀서와 컨테이너의 벽 사이에 있는 커플링 레이어(coupling layer)를 통하여 컨테이너 내로 가이드될 수 있다. 이어서, 초음파는 컨테이너에 저장된 액체와 상기 액체 위에 존재하는 기체 매질 사이의 상 경계(phase boundary)에서 반사되고, 초음파 리시버로 가이드 되어 돌아온다. 초음파 신호의 런타임(run-time)을 기초로 하여, 상 경계와 초음파 트랜스듀서 사이 거리를 결정할 수 있고, 이것이 컨테이너 안에 든 액체의 충전 레벨을 유도하는 데에 사용될 수 있다. 충전 레벨의 높이를 정확히 결정하는 데에는 이미 알고 있는 어떠한 상태(압력, 온도)에 있는지 뿐만 아니라 액체로 인한 매질 내에서 소리의 전파 속도가 고정되도록 매질, 즉 액체도 미리 아는 것이 필요하다. 그렇지 않으면, 소리의 속도에 편차가 있는 경우 그 매질에서 측정 에러가 일어날 수 있다.

그러나, 컨테이너에 액체가 충전되는 때, 충전하는 매질이 들어가는 단계가 일반적이고 따라서 상기 매질에서 소리의 속도를 초기에 알지 못한다. 따라서, 위에 언급한 초음파 측정 장치는 위험, 특히 컨테이너를 넘치도록 할 수 있는 컨테이너 안 액체의 한계 충전 레벨(limit filling level)을 충분한 정확도로 알 수 없는 위험을 안고 있다.

다른 문제점으로는 컨테이너를 충전하는 때, 매질(액체)의 표면이 에미터-리시버(emitter-receiver) 표면과 평행 및/또는 초음파의 주진행방향과 수직하지 않을 수 있고, 그 결과, 상 경계에서부터 에코(echo)의 작은 부분만이 초음파 트랜스듀서로 되돌아간다. 비슷한 문제는 컨테이너를 충전하는 때 또는 컨테이너가 출렁거리는(slosh) 때, 그 때 기포(bubble)와 거품(foam)이 표면에서 형성될 수 있다. 이러한 현상은 액체와 기체 사이 상 경계의 반사 성질(reflection property)를 바꾸고 그 결과 초음파 신호에 스캐터링이 일어난다(scattered). 이러한 현상은 또한 초음파 트랜스듀서로 반사되어 돌아가는 초음파 신호의 일부가 정확한 탐지를 하기에 너무 작도록 할 수도 있다.

위에서 설명한 문제들은 특히 LPG(liquefied petroleum gas) 탱크에 액체를 충전할 때 불리할 수 있다. LPG에 의해 동작되는 운송 수단(motor vehicle)은 탱크를 구비하며, 탱크에는 LPG, 특히 액화 가스(liquified gas), 예를 들어 프로판(propane) 또는 부탄(butane) 등이 저장된다. 액화 가스의 부피가 온도에 의존하여 팽창하므로, 탱크에는 대략 80 부피% 이하로만 충전할 수 있다. 이것은 온도의 증가로 인해 액화 가스가 팽창하기 충분한 공간을 남긴다. 소정의 한계 충전 레벨을 넘어서 과충전한(over-fill) 경우, 온도로 인한 팽창으로 인하여 사용가능한 탱크 내부 모든 공간에 액체가 충전되자마자, 탱크 내부의 압력이 급격하게 증가하는 상당한 안전 위험이 있다. 그 결과, 탱크가 결국 폭발하거나, 액화 가스가 과압 조절용 파이프(overpressure pipe)를 통해 배출된다.

과압으로부터 보호하기 위하여 플로트(float)를 구비하는 것이 알려져 있다. 플로트는 대부분 낮은 충전 레벨에서 충전 레벨을 탐지하는 데에도 이용하고, 80% 부피 한계에 도달하는 때 필러 넥(filler neck)을 기계적으로 닫는다. 그러나, 기계적인 작동 원리는 움직이는 부품(parts)으로 인하여 실패할 여지가 있다. 오토 가스(auto gas)는, 예를 들어 불순물을 포함한 롱거-체인드(longer-chained) 탄화수소로 컨테이너 안에 오랜 기간동안 축적될 수 있고 따라서 역시 플로트 시스템의 기계적 시스템에도 축적될 수 있는 탄화수소로, 오토 가스는 플로트 시스템의 약화, 예를 들어 움직임의 방해(clogging)를 야기할 수 있다. 탱크들이 운송 수단에 노출되어 받은 충격 역시 기계적 시스템에 데미지를 줄 수 있다.

충전 레벨과 한계 충전 레벨을 인식하는 다른 방법은 액화 가스 탱크로부터 액화 가스 안쪽으로 전기적 신호를 전송하는 것을 이용한다. 안전 공학에 관련된 고려로 인하여, 이러한 문맥에서의 고려가 있다.

본 발명은 컨테이너 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치를 고안하는 목적을 기반으로 하며, 그 장치는 초음파 측정 과정을 이용하는 것을 통해 특히 액체를 충전하는 과정에서, 한계 충전 레벨을 액체의 상태에 대부분 독립적으로, 시기에 알맞게, 정확하게, 신뢰성이 높도록 측정하는 것을 촉진한다.

상기 목적은 본 발명의 제1항에 따른 장치를 통해 본 발명에 따라 해결된다. 본 발명의 유리한 그 이상의 발전은 종속항에서 한정한다.

본 발명에 따른 컨테이너 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치는 솔리드 바디(solid body)의 형태로 고안된 주 초음파 리플렉터(main ultrasound reflector)를 적어도 하나 구비하고 주 초음파 리플렉터는 컨테이너 안쪽에 놓인 초음파 에미터에 의해 방출(emit)된 초음파 신호의 주 사운드 콘(main sound cone) 영역에, 컨테이너 내에 액체의 소정의 한계 충전 레벨 높이에 본질적으로 대응하는 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

기술적인 한계 조건으로 인하여, 컨테이너에 한계 충전 레벨 높이, 예를 들어 컨테이너의 전체 부피의 80 부피%로 한계 충전 레벨 높이를 설정하는 것은 당업자에게 자명하다. 따라서, 액체는 최대 한계 충전 레벨 높이 이하에서 추가될 수 있다. 이제, 본 발명에 따라서, 예를 들어 본질적으로 평면 금속판 등에 의하여 형성될 수 있는 주 초음파 리플렉터는 한계 충전 레벨 또는 한계 충전 레벨의 아래에 근접한 높이에 배치된다.

이러한 문맥에서, 초음파 웨이브(wave)의 주파수는 소리의 전파가 솔리드 바디 내에서 진행할 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다, 즉 컨테이너 벽을 통하며 액체 내에서는 진행이 가능하나, 기체 상태 안에서는 아예 전파되지 않거나 매우 심하게 감소되도록 선택되는 것이 바람직하다.

컨테이너가 가득 찰 때, 컨테이너의 바깥쪽 벽의 아래쪽면에 배치된 초음파 에미터에 의해 방출되는 것이 바람직한 초음파 신호는 컨테이너로 가이드되고 액체의 표면에서 반사될 때까지 액체를 통해 전송된다. 그 후 초음파 신호는 바람직하게는 초음파 에미터와 한 유닛을 구성하는 초음파 리시버로 돌아간다. 컨테이너가 충전되는 동안, 액체의 정의되지 않은 소용돌이치는 및/또는 휘몰아치는 표면으로 인하여 반사된 초음파 신호가 명확하지 않을 가능성이 있다. 그러나, 액체의 충전 레벨이 주 초음파 리플렉터가 액체에 잠기기에 충분하도록 높은 바로 그 때에, 주 초음파 리플렉터는 본질적으로 안정적인 초음파 에코를 달성한다. 다시 말하면, 허용가능한 오차범위에서, 초음파의 런타임과 강도를 고려하였을 때 변하지 않는 초음파 에코를 달성한다. 그 후에는 사용자가 이 주 초음파 리플렉터로부터 비롯된 안정적인 초음파 에코와 따라서 주 초음파 리플렉터가 액체에 잠긴다는 것을 인식하기 쉽다. 이것은 액체가 허용가능한 충전 레벨 높이에 도달한 증거로 받아들일 수 있고 따라서 충전하는 과정은 종료될 필요가 있다.

주 초음파 리플렉터가 정확히 최대 허용 가능한 한계 충전 레벨 높이에 위치하면 안 된다는 것은 명백하나, 다만 충전하는 중의 허용 오차(기포와 거품의 형성) 및 초음파 신호의 처리 시간 및/또는 사용자 또는 아래에서 설명할 분석 설비(analytical facility)의 응답 시간을 고려하기 위하여 그보다 낮은 곳에 위치할 수 있다. 따라서, 주 초음파 리플렉터를 초음파 에미터/초음파 리시버와 소정의 제한 충전 레벨 높이 사이의 80% 또는 90% 영역에 부착하는 것이 적절하다.

주 초음파 리플렉터의 높이 레벨(height level)의 정의는 전문가의 재량으로 명확히 컨테이너 안 액체의 한계 충전 레벨 높이를 넘지 않는다고 보장된다. 이러한 문맥에서, 의도하여 충전하는 정도는 다른 요인들 사이에서 고려되어야 한다. 주 초음파 리플렉터는 기계적으로 견고하고 지정된 방법으로 고정된 금속판의 형태로 고안되는 것이 바람직하다. 초음파 에미터에 의해 사운드 콘 또는 사운드 로브(sound lobe)의 형태로 방출되는 소정의 초음파 신호의 부분은 초음파 에미터/초음파 리시버(컨테이너의 바닥)와 주 초음파 리플렉터 사이 공간을 액체로 충전하자마자 주 초음파 리플렉터에 의해 반사된다.

컨테이너의 수평적인 적응을 고려하지 않으며 액체의 흔들림 또는 출렁임, 액체의 표면에 존재하는 웨이브들, 또는 형성되는 거품과 독립적으로, 컨테이너 바닥과 초음파 리플렉터가 완전히 액체에 의해 완전히 충전되자마자 초음파 신호가 거의 일정하게 돌아온다. 이러한 문맥에서, 계속되는 측정 사이클에 의해 탐지되는 초음파 리플렉터에 의해 되돌아오는 초음파 신호는 항상 정확한 런타임을 가진다. 대조적으로, 액체의 표면으로부터 유래하는 계속되는 측정 사이클에 의해 탐지되는 초음파 에코는 시간에 따라, 특히 충전하는 과정 동안에 표면이 흔들리므로 변화하기 쉽다. 게다가, 액체의 표면으로부터의 초음파 신호들은 일부분 초음파 트랜스듀서로 돌아오지 않거나 충분한 강도를 갖지 못하고 돌아오므로, 일반적으로 액체의 표면으로부터의 초음파 에코는 각 측정 사이클에 대해 이용 가능하지 않다.

바람직하게는, 초음파 에미터와 초음파 리시버는 초음파 센서 및/또는 초음파 트랜스듀서 안으로 함쳐지는 것이 바람직하다. 초음파 트랜스듀서는 그 후, 예를 들어 EP 0 955 529 A1을 통해 알려진 것과 유사한 한 유닛을 구성한다.

초음파 트랜스듀서, 적어도 초음파 에미터나 초음파 리시버는 바깥쪽, 특히 컨테이너 벽의 아래면에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 수단을 통해, 초음파 신호는 컨테이너의 아래면으로부터 거의 수직으로 사출될 수 있어 액체의 표면에 본질적으로 수직으로 부딪힐 수 있다.

본 발명의 특별히 유리한 구현으로는, 솔리드 바디의 형태의 부수적인 초음파 리플렉터(ancillary ultrasound reflector)가 적어도 하나 구비되어, 주 사운드 콘(초음파 에미터의 사운드 로브)의 영역 내에 배치된다. 이러한 문맥에서, 부수적인 초음파 리플렉터는 초음파 에미터로부터의 거리가 초음파 에미터와 주 초음파 리플렉터 사이 거리보다 작도록 배치된다. 게다가, 부수적인 초음파 리플렉터는 주 초음파 리플렉터와 같은 방법으로 금속판의 형태로 고안될 수 있다. 부수적인 초음파 리플렉터는 컨테이너 안 액체의 중간 충전 레벨을 인식할 수 있도록 할 수 있다. 특히 컨테이너 안에 다수의 부수적인 초음파 리플렉터를 구비한다면, 가상적으로 중간 충전 레벨들 역시 정할 수 있고, 특히 컨테이너가 액체로 충전되는 때에 결정될 수 있다(1/4, 1/2, 3/4, 기타 등등의 방식으로).

이러한 문맥에서, 만약 초음파 리플렉터(주 초음파 리플렉터 및/또는 부수적인 초음파 리플렉터)의 적어도 일부가 주 사운드 콘의 중심축으로부터 오프셋(offset)을 가지고 놓여 있으면, 그 결과 각 경우에서 초음파 에미터와, 각각의 초음파 리플렉터들과, 초음파 리시버 사이 초음파 신호의 경로가 되도록 방해받지 않는 점에서 특히 유리하다. 가지각색의 초음파 리플렉터들은 따라서 각각 초음파 에미터와 초음파 리시버를 "아이 컨택트(eye contact)"가 가능하도록 놓이게 되고 그 결과 각각의 초음파 리플렉터에 할당된 초음파 신호의 일부는 신뢰할 수 있도록 반사될 수 있다. 초음파 리플렉터가 그 뒤에 있던 다른 초음파 리플렉터에 반사되는 것을 의도하고 보낸 초음파 신호를 반사하는 것은 특히 막아야 한다.

바람직하게는, 초음파 에미터 및/또는 초음파 리시버로부터 초음파 리플렉터들 사이의 거리들 중 어떤 거리들도 다른 거리의 배수가 되지 않도록 치수를 정한다. 이러한 수단에 의하여, 컨테이너 내에서 어떠한 초음파 리플렉터의 초음파 에코도 몇 배로 곱하거나 나누더라도 다른 초음파 리플렉터의 초음파 에코와 겹칠 수 없다. 오히려, 초음파 에코들은 임시 오프셋을 가지고 초음파 리시버로 진행한다(run back). 그리고 즉 초음파 에코들은 명확하게 확인이 가능하고 두 초음파 리플렉터들이 모두 액체 속에 잠기자마자 각각의 초음파 리플렉터에 지정될 수 있다.

초음파 리플렉터들의 간격을 교묘하게 선택하여, 동질의 매질 안에 소리의 속도가 일정한(constant) 상태에서, 대응하는 초음파 에코의 일시적인 코딩에 대응하는 기하학적인 "코딩(coding)"을 달성할 수 있다.

본 발명의 특히 유리한 구현은 일시적으로 변하는지 불변(invariant)하는지에 대해서, 복수의(multiple) 계속되는 측정 사이클에서 초음파 신호의 런타임 및/또는 강도를 시험하는 분석 설비를 제공한다. 상기 분석 설비는 따라서 초음파 에코들을 기초로 한 초음파 신호의 런타임 및/또는 강도를 시험한다. 제공된 초음파 에코는 본질적으로 런타임이 항상 같아야 하고, 이렇게 측정된 경우 불변성이라고 판단한다. 그렇더라도 초음파 에코의 런타임이 변하면, 이것은 일시적인 변화라고 이해한다. 초음파 측정은 많은 스캐터링(scattering) 효과로 인하여 이론적으로 흐려지므로, 전문가들에게 소정의 적당한 허용 범위 내에서 일시적인 변화 또는 불변을 정의하는 것이 알려져 있다.

복수의 계속되는 측정 사이클에서 제공된 런타임 및/또는 초음파 신호의 강도는 소정의 허용 범위 내에서 변하지 않는다면, 즉 불변하다면, 초음파 리플렉터(주 초음파 리플렉터 또는 부수적인 초음파 리플렉터)로부터 유래한 초음파 에코로 고려한다. 위에서 설명하였듯이, 초음파 리플렉터들과 초음파 센서 사이의 거리는 상수로, 그 결과 초음파 신호들의 런타임들은 본질적으로 상수여야 한다. 일어날 수 있는 변화들은 예를 들어, 액체의 온도가 상승하는 등의 이러한 변화들은 빠르게 계속해서 일어나는 측정하는 사이클에서 측정하기에 너무 느리므로 보통 이 문맥에서는 중요하지 않은 것이다.

분석 설비가 초음파 신호를 받더라도, 초음파 신호의 런타임 또는 강도가 복수의 연속적인 측정 사이클에서 소정의 범위보다 더 심하게 변하면, 초음파 신호들은 충전 레벨 높이, 특히 액체의 표면으로부터 유래한 초음파 에코로 해석된다. 측정 사이클의 지속시간 및/또는 측정 사이클 사이의 일시적인 간격(distance)는 이러한 문맥에서 너무 짧게 선택되어서는 안 된다. 그 이유는 예를 들어 충전되는 과정 중 액체(액체 충전 레벨)의 표면이 오르거나 흔들리는 것을 인식하기 위해서이다. 만약 측정 사이클들이 너무 짧으면, 초음파 신호의 런타임의 변화가 매우 작아서 이러한 변화들이 소정의 허용가능한 범위 내에 있게 되어 변화로 인식하지 않는다.

분석 설비에서 런타임 및/또는 강도의 분석은 적절한 소프트웨어를 통해 수행될 수 있다. 전문가에게 이러한 목적을 위해 맡겨지는 수단들(measures)이 자명하므로, 따라서 더욱 상세한 것은 논의될 필요가 없다.

액체의 온도를 탐지하는 온도 탐지 설비가 구비되는 것이 바람직하다. 온도 탐지 설비는 초음파 트랜스듀서 안으로 통합되어 구현될 수 있고, 이는 측정 동안 액체 내에 온도에 의존적인 초음파의 속도를 정확히 고려할 수 있도록 한다.

본 발명의 특히 유리한 실시예는 액체에 초음파의 소리의 속도를 초음파 신호의 런타임을 기반으로 하여 정할 수 있도록 분석적인 수단을 제공한다. 여기서 초음파 신호의 런타임은 초음파 에미터와, 초음파 에미터와 초음파 리시버 사이의 거리를 알고 있는 초음파 리플렉터 중 하나와, 초음파 리시버 사이의 런타임이다. 각각의 초음파 리플렉터 사이의 거리를 이미 알고 있으므로, 액체 안에서 초음파 신호의 소리의 속도는 신호의 런타임을 기반으로 하여 정해질 수 있다. 이것은 특히 장치의 칼리브레이션(calibration)에 대해, 특별히 컨테이너가 충전되는 때에 적당하며, 아래에서 설명될 것이다.

분석 설비는 좀 더 발전하여 그 결과 이미 알고 있는 온도, 소리의 속도, 그리고 액체의 타입(type) 및/또는 조성 사이의 관계를 저장할 수 있는 것이 바람직하다. 장치는 역시 액화 가스 탱크에서 충전 레벨을 측정하는 데에 특히 사용될 수 있음이 이러한 문맥에서 고려되어야 한다. 그러나, 액화 가스는 다른 조성을 가지면서 구비된다. 따라서, 알려진 액화 가스들은 100%프로판 또는 100%부탄 및/또는 프로판과 부탄을 임의의 합성 비율로 섞은 것으로 구성된다. 온도가 일정하다고 가정하면, 조성에 따라 소리의 전파 속도가 달라진다. 소리의 속도는 부탄의 비율이 증가함에 따라 증가한다. 일정한 조성을 가진 액화 가스에서, 온도가 증가함에 따라 소리의 전파속도가 감소한다.

소리의 속도와, 온도와, 액체의 조성 및/또는 액체의 타입(액체는 액화 가스도 역시 사용가능하다)사이의 정확한 관계는 따라서 등식, 알고리즘, 테이블, 지표(characteristic) 커브 또는 성능 지표의 형태로 분석 설비에서 저장된다.

분석 설비는 -위에서 설명되었듯이 탐지된 온도와 결정된(determined) 소리의 속도를 기반으로 액체의 타입 및/또는 액체의 조성을 정하는 데에 사용될 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 이것은 특히 칼리브레이션 단계(phase), 즉 컨테이너를 충전하는 동안 또는 그 직후에 유용하여 컨테이너 안으로 충전된 액체에 대한 정확한 정보를 얻는다.

게다가, 분석 설비는 현재 탐지된 온도와 칼리브레이션 단계에서 정해지거나 또는 이미 알고 있는 액체의 타입 및/또는 조성를 기반으로 하여 소리의 현재 속도를 정하도록 사용될 수 있는, 좀 더 특히 유리한 방법을 구비할 수 있다. 따라서, 액체의 조성이 인식되었다면, -예를 들어 칼리브레이션 단계에서- 분석 설비는 그 결과로 온도가 변하더라도 소리의 정확한 현재 속도를 정하는 데에 쓰일 수 있다. 이는 어떤 초음파 리플렉터도 액체에 직접 노출되지 않아 초음파 리플렉터로부터의 초음파 에코를 이용할 수 없는 때에도 이용가능하다.

초음파 리플렉터들, 특히 초음파 트랜스듀서로부터 가까이 위치한 부수적인 초음파 리플렉터들은 즉 정확한 장치의 칼리브레이션 및 장치를 첨가되는(added) 액체에 매칭(matching)을 촉진하고 그 결과, 소리의 속도를 정하는 데에 유용한 초음파 리플렉터들로부터의 참고 정보를 더 이상 사용할 수 없더라도 초음파 트랜스듀서와 액체의 표면, 즉 충전 레벨 높이 사이의 거리에 대한 신뢰할만한 측정이 가능하다.

액체의 타입과 소리의 속도를 정하기 위한 분석 설비는 앞에서 설명되었으며 신호 런타임을 테스트하기 위한 분석 설비와 합쳐져서 하나의 분석 설비로 합쳐질 수 있다.

초음파 리플렉터 중 초음파 리플렉터의 반사 표면 중 그 수직 벡터가 초음파 에미터 및/또는 초음파 리시버를 향해 있는 것이 적어도 하나가 있는 것이 바람직하다. 이것은 초음파 리플렉터에 작용하는 초음파 신호 중 상당한 부분이 초음파 리시버로 반사되어 돌아간다는 것을 보장한다.

본 발명의 다른 유리한 구현에서, 적어도 하나의 초음파 리플렉터는 리플렉터 표면의 수직벡터가 초음파 에미터 및/또는 초음파 리시버를 향하지 않는 표면을 가진다. 오히려, 초음파 리플렉터의 리플렉터 표면이 초음파 리시버에 주 방향에 대해 기울어져 그 결과 신호의 중요한 부분이 초음파 리시버로 반사되어 되돌아가지 않아 복수의 반사가 일어나는 것을 막는 것이 바람직하다. 그 후 초음파 신호의 오직 일부분만 초음파 리시버에 영향을 주지만, 그러나 초음파 리시버에 의해 필수적으로 반사되는 신호가 더 이상 초음파 리플렉터에 영향을 미치지 않고, 오히려 옆면으로 시스템에서 빠져나가는 각으로 일어난다.

본 발명의 특히 유리한 구현은 컨테이너의 안쪽에 적어도 하나의 튜브 엘리먼트(tube element)를 구비하고 튜브 엘리먼트의 중심축은 초음파 콘(ultrasound cone)의 중심 축에 대하여 평행하게 및/또는 축이 같도록 연장하여 초음파 콘 또는 주 사운드 콘의 적어도 일부가 튜브 엘리먼트 내에서 전파되거나 및/또는 튜브 엘리먼트를 통해 가이드되는 것이 바람직하다. 튜브 엘리먼트는 초음파 신호의 본질적인 부분이 중심축을 따라 전파되어, 밖으로 빠져나가 신호들을 간섭하거나 신호의 손실을 이끌어내는 것이 불가능하도록 보장한다.

튜브 엘리먼트의 안쪽은 컨테이너의 안쪽과 이어져 있어서 액체가 튜브 엘리먼트의 안쪽에도 있을 수 있도록 한다. 즉, 현재 튜브 엘리먼트 안쪽의 충전 레벨은 컨테이너의 나머지부분에서 튜브 엘리먼트의 바깥의 충전 레벨과 같다. 그렇다 하더라도, 튜브 엘리먼트의 안쪽에서 액체는 진정되고 즉 흔들리는 현상이 튜브 엘리먼트의 바깥쪽과 비교해서 적다. 이것은 초음파 트랜스듀서에 의해 방출되며 액체의 표면에 의해 반사되는 초음파 웨이브의 양을 늘린다. 동시에, 연속적인 측정 사이클에서 에코의 일시적인 변화가 감소한다. 이것은 충전 레벨과 한계 충전 레벨을 결정하는 정확성을 증가시킨다.

게다가, 튜브 엘리먼트는 튜브 엘리먼트의 안쪽에 배치되는 적어도 하나의, 특히 모든 초음파 리플렉터에 대해서 초음파 리플렉터를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 튜브 엘리먼트는 초음파 에미터와 초음파 리시버와 대면하는 튜브 엘리먼트의 정면이 열려 그 결과 초음파 신호들이 방해받지 않고 튜브 엘리먼트 내에서 반사되며 튜브 엘리먼트 내에 위치한 초음파 리플렉터에 의해 반사된다.

다른 방법으로는, 초음파 리플렉터 중 적어도 하나는 튜브 엘리먼트 바깥쪽에 배치될 수 있으며, 그 결과 이 초음파 리플렉터에 의해 되돌아온 초음파 에코를 튜브 엘리먼트 내에 위치한 초음파 리플렉터에 의해 되돌아온 에코와 구별할 수 있다.

튜브 엘리먼트의 벽이 초음파 에미터를 대면하는 앞쪽 면이 튜브 엘리먼트의 중심축에 대해 기울어진 채 연장되는 것이 바람직하다. 그 결과 벽에 영향을 미치는 초음파 웨이브들이 옆쪽으로 향하고 이는 초음파 리시버로 향하는 반사를 막는다.

바람직한 구현에서, 초음파 에미터를 대면하지 않는 튜브 엘리먼트의 옆은 컨테이너가 충전되는 때 가스 기포들이 위쪽으로 빠져나갈 수 있도록 오프닝(opening)을 구비한다.

본 발명의 특별히 유리한 구현에서, 초음파 에미터, 초음파 리시버 및 주 초음파 리플렉터는 지지하는 구조물과 함께 하나의 조립품(assembly) 유닛을 형성한다. 따라서, 구성요소들을 간단한 방법으로 미리 설치할 수 있고 컨테이너로부터 한 유닛으로 부착 및/또는 제거가 가능하다.

초음파 에미터, 초음파 리시버, 주 초음파 리플렉터들은 적어도 일부분이 컨테이너의 바깥쪽에 위치한 지지하는 구조물에 의해 유지되는 것이 바람직하다. 이것은 지정된 위치에서 초음파 에미터와 초음파 리시버를 컨테이너 벽 바깥쪽으로부터 만지는 것이 가능하고 그것들을 거기에 있도록 유지시키는 것을 쉽게 한다. 위치를 정하는 것 및 프레스 온(press-on)을 촉진하는 것, 예를 들어, EP 0 955 529 A1 또는 DE 103 31 044 A1 등에서 설명된 것들은 이러한 과정에서 쓰일 수 있다.

본 발명의 특히 유리한 구현에서, 예를 들어 LPG 탱크에서, 이를테면 보통의 장비로서 과압 조절용 튜브(overpressure tube)가 컨테이너에 구비된다. 본 발명에 따르면, 과압 조절용 튜브는 적어도 하나의 초음파 리플렉터가 붙으면 즉시 지지하는 구조물을 형성한다. 튜브 엘리먼트는 지지하는 구조물에도 역시 붙을 수 있다.

본 발명의 다른 유리한 구현으로, 초음파 리플렉터 및/또는 튜브 엘리먼트 중 적어도 하나는 컨테이너의 벽에 붙는다. 이러한 문맥에서, 컨테이너의 제조 과정 및 컨테이너의 내부 벽 등의 구성요소를 납땜하는 중에 이미 부착을 달성하는 것이 가능하다. 이것은 특히 초음파 리플렉터의 정확한 위치를 정하는 것을 보장한다. 대조적으로, 초음파 트랜스듀서는 그 후 컨테이너의 바깥쪽에 결정된 위치로 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 특히 액화 가스 컨테이너를 포함하는 운송 수단의 LPG 탱크 설비에서 유리한 방법으로 사용될 수 있다.

컨테이너 안에 액체의 충전 레벨을 연속적으로 탐지하는 본 발명에 따른 방법은 위에서 설명한 장치를 이용한다. 그 방법은 액체의 온도가 처음에 탐지된 칼리브레이션 단계를 구비한다. 액체 내에서 소리의 속도는 초음파 에미터와 초음파 리시버로부터의 거리를 이미 알고 있는 초음파 리플렉터로부터의 초음파 신호 런타임을 기반으로 결정된다. 액체의 타입 및/또는 액체의 조성은 즉 탐지된 온도와 속도의 소리를 기반으로 정해지고 미리 알고 있는 관계, 그 관계는 장치에 레이드 다운(laid down)된 예를 들어, 온도와, 소리의 속도와, 액체의 타입 및/또는 액체의 조성 사이의 관계를 기반으로 결정된다. 즉, 액체의 타입에 대한 정보가 사용 가능한 이래, 장치는 컨테이너가 비워지는 전체 기간 동안을 초과하여 연장이 가능한 연속적인 측정 단계에 대해 칼리브레이트(calibrate)된다.

게다가, 액체의 온도는 연속적인 측정 단계에서 탐지된다. 칼리브레이션 단계에서 결정되거나 이미 알고 있는 현재 온도와 타입 및/또는 조성을 기반으로 하여, 정확한 소리의 현재 속도는 온도와, 소리의 속도와, 액체의 타입 및/또는 조성 사이의 관계의 도움을 통하여 결정된다. 여기서 그 관계는 이미 알고 있고 장치에 레이드 다운되어있다. 이러한 수단을 통해, 온도가 바뀌는 것으로 인하여 소리의 속도가 특별히 변하는 경우 이를 고려할 수 있다.

마지막으로, 측정 단계에서, 액체 표면의 정확한 거리와 그에 따른 충전 레벨 높이는 이전 또는 동시에 정해지는 소리의 속도, 초음파 에미터와, 액체의 표면과, 초음파 리시버 사이의 측정된 신호 런타임을 기반으로 하여 결정된다.

본 발명의 위에 설명한 것들과 개선된 것들과 특징들은 다음의 예들을 기반으로 하고, 수반하는 도면들에 의해 보조되어 이후에 설명될 것이다. 도면들은 다음과 같다.

도 1은 충전 레벨을 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치를 구비하는 액화 가스 탱크를 보여주는 단면도이다.

도 2는 도 1의 장치의 다른 구현을 나타낸 도면이다.

도 3은 복수의 초음파 리플렉터들을 갖는 장치의 다른 구현을 나타낸 도면이다.

도 4는 초음파 콘을 가이드하기 위한 튜브 엘리먼트를 구비한 장치의 다른 구현을 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 개선된 구현을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 5는 예를 들어 LPG 탱크 설비에서 쓰일 수 있는 컨테이너(1) 역할을 하는 액화 가스 탱크의 단면도를 각각 나타낸다.

컨테이너(1)는 액체, 예를 들어 액화 가스로 충전되며, 액체의 한계 충전 레벨은 2에 의해 특징된다. 액체를 한계 충전 레벨(2)을 넘어서 컨테이너(1)로 충전하면 안 된다.

컨테이너(1)의 안쪽면으로부터 서포트(support)(5)를 연장시키는 마운팅(4)은 컨테이너(1)에 속하는 플랜지(3)의 바깥쪽에 부착된다. 본질적으로 수평적으로 연장되어 주 초음파 리플렉터(6)를 형성하는 금속판이 서포트(5)에 부착된다.

마운팅(4), 서포트(5), 주 초음파 리프렉터(6) 사이의 연결이 단단하므로, 컨테이너(1)에 대해서 위치, 특히 주 초음파 리프렉터(6)의 높이가 고정된다. 그 위치는 도 1에서 볼 수 있듯이, 액체가 컨테이너의 한계 충전 레벨(2)에 도달했을 때, 컨테이너(1)에서 액체에 노출되게 되는 영역에 대응한다. 어떠한 경우에도, 노동 방침은 컨테이너가 액체로 충전되는 때 컨테이너(1)에서 공간의 적어도 일부분을 사용하지 않고 남겨두는 것을 필요로 하여, 액체가 팽창할 공간이 있다는 것을 보장한다. 특히, 액체가 따뜻해지는 때에 액체가 팽창할 공간이 있다는 것을 보장한다.

초음파 트랜스듀서(7)는 컨테이너(1)의 아래쪽에 배치되고 미리 한정된 위치에 고정되어 컨테이너의 아래쪽에 대항하는 바깥쪽으로부터 고정 장치(8)에 의해 확실히 프레스된다. 고정 장치(8)은 예를 들어 ED 103 31 044 A1 또는 EP 0 955 529 A1에 따른 고정 장치에 대응할 수 있고, 초음파 트랜스듀서(7)를 소정의 힘으로 프레스 온하는 데 쓰이는 스프링 금속판을 포함한다.

초음파 트랜스듀서(7)는 초음파를 수직 방향으로 위쪽인 사운드 로브 및/또는 주 사운드 콘의 형태로 발생시키는 데 쓰이는 초음파 에미터를 포함한다(도 1에서). 게다가, 초음파 신호들(초음파 에코들)을 받기 위한 초음파 리시버가 초음파 트랜스듀서(7)에 구비된다.

초음파 트랜스듀서는 컨테이너(1)의 벽에 직접 연결되므로, 초음파 트랜스듀서(7)에 의해 방출되는 초음파 신호들은 상기 벽을 통해 컨테이너(1)의 안쪽의 액체로 전송된다. 그 점에 있어서, 초음파 신호는 액체의 충전 레벨(2)의 표면에 도달할 때까지 전파한다. 거기에서부터, 초음파 신호는 반사되고 결국 초음파 트랜스듀서(7)에 초음파 리시버에 도달하여 그 후 분석된다.

주 초음파 리플렉터(6)가 액체에 잠겨 있으므로, 이것 역시 초음파 신호를 반사한다. 초음파 리플렉터가 바람직하게는 매끄러운 표면을 가진 금속판이라는 사 실로 인하여, 초음파 신호의 상당한 부분이 반사되고 분석 후에 "피크(peak)"를 확실히 인식할 수 있다. 대조적으로, 충전 레벨(2)에서 액체의 표면에 의해 반사된 신호들은, 간섭에 의해 영향받으며, 약하고, 중요하지 않다. 이것은 특히 컨테이너(1)가 액체로 방금 충전되고 따라서 액체의 표면이 흔들릴 때 특히 적용된다.

그러나, 컨테이너(1)의 일부만 액체로 충전하고, 따라서 액체의 표면의 높이가 중간 레벨(9)이라면, 주 초음파 리플렉터(6)는 액체의 바깥쪽에 있고 따라서 초음파 신호가 주 초음파 리플렉터(6)에 닿지 못한다. 따라서, 뚜렷한 표시가 없거나 및/또는 정지한(still-standing) 에코 신호가 초음파 신호의 분석에서 인식될 수 있다. 액체가 대응하는 액체 충전 레벨에 도달하는 것에 의해 주 초음파 리플렉터(6)가 액체에 잠기게 되어야 확실히 탐지가능한 정지한 신호가 초음파 트랜스듀서(7)에 연결된 디스플레이 설비에서 생성된다. 디스플레이 설비는 사용자 또는 아래의 분석 설비에 대응하는 높이(주 초음파 리플렉터(6) 위에)에 도달했다는 정보를 알려준다. 그 후 민감하게 컨테이너(1)에 충전하는 것을 중단하여 과충전을 막는다.

도 2는 도 1과 유사한 구현을 나타낸다. 그러나, 여기서는 특히 LPG 탱크에서, 일반적인 장비는 컨테이너(1)의 안쪽에 가스가 이를 따라 빠져나갈 수 있도록 하여 위험한 과도한 압력이 형성되는 것을 막는 과압 조절용 튜브(10)를 포함한다. 과압 조절용 튜브(10)는 멀티 밸브(multi-valve)(11)의 구성 요소가 될 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 도움으로 정확한 위기의 순간을 막을 수 있다. 이것은 상기 장치가 한계 충전 레벨에 도달하는 것을 신뢰할 수 있게 허용하고 그 결과 충전하는 과정을 때가 왔을 때 중단할 수 있기 때문이다. 컨테이너(1)를 위험하게 과충전하고 그에 따른 과압의 촉진이 이러한 "충전 중단 기능(stop filling function)"에 의하여 방지된다.

주 초음파 리플렉터(6)는 도 1과 마찬가지의 구현으로 과압 조절용 튜브(10)에 부착되어 그 위에 위치한다.

이 구현은 전통적인 LPG 탱크에 비해서 컨테이너(1) 위 또는 안에 만들어야 할 것이 없다는 장점이 있다. 과압조절용 튜브(10)는 주 초음파 리플렉터(6)를 지지하는 지지하는 구조물로 사용된다. 주 초음파 리플렉터(6)를 지지하기 위해 필요한 추가적인 지지하는 구조물이나 부착되는 엘리먼트는 필요하지 않다.

도 3은 도 2에 보여지는 변형과는 다른 본 발명의 변형된 구현을 나타낸다. 주 초음파 리플렉터(6) 뿐 아니라, 부수적인 초음파 리플렉터(12)로서 다른 리플렉터가 구비된다. 부수적인 초음파 리플렉터(12)도 과압 조절용 튜브(10) 또는 컨테이너(1) 안쪽의 다른 지지하는 구조물에 의해, 유지되는 금속판의 형태로 구비될 수 있다.

주 초음파 리플렉터(6)이 정의에 따라 액체의 한계 충전 레벨(예를 들어, 80부피%를 충전하는)을 탐지하는 동시에, 부수적인 초음파 리플렉터(12)는 중간 충전 레벨(예를 들어, 50부피%를 충전하는)을 인식하는 데에 사용될 수 있다. 주 초음파 리플렉터(6)와 같이, 부수적인 초음파 리플렉터(12)는 분석동안 쉽게 인식할 수 있는 표시된(marked) 에코 신호를 생성한다. 그러나, 부수적인 초음파 리플렉터(12)가 액체에 잠겼을 때만 신호가 생성된다.

주 초음파 리플렉터(6)와 부수적인 초음파 리플렉터(12)는 중심축(13)에 대해 오프셋을 가진 채 배치된다. 그 결과 초음파 트랜스듀서(7)에 의해 방출되는 초음파 웨이브들의 일부분이 방해받지 않고 받아서 반사할 수 있다. 어떠한 경우에도, 주 초음파 리플렉터(6)는 부수적인 초음파 리플렉터(12)의 그림자에 대부분 위치하지 않는다.

중간 충전 레벨에 대한 정보가 필요하다면 컨테이너(1)의 안쪽에 높이가 각각 다른 부수적인 초음파 리플렉터(12)들을 다수 붙이는 것이 명백하다. 그러나, 다수의 반사로 인해 신호의 겹쳐지는 것을 막기 위해, 초음파 트랜스듀서와 초음파 리플렉터 사이 거리가 이러한 다른 거리의 정수배가 되지 않아야 한다. 이러한 환경에서, 액체에 잠겨진 각각의 초음파 리플렉터의 정확한 인식이 가능하도록 제공된다.

도 4는 -도 2 및 도 3과 대조적으로- 컨테이너(1)의 안쪽에 수직으로 연장된 과압 조절용 튜브(10)의 상당한 부분에서 본 발명의 다른 구현을 나타낸다.

튜브 엘리먼트(14)는 과압 조절용 튜브(10)에 부착되고 초음파 트랜스듀서(7)의 사운드 콘의 중심 축(13)과 일치하는 중심축을 갖는다. 튜브 엘리먼트(14)는 초음파 리플렉터(6,12)와 마찬가지로 적당한 물질, 예를 들어 알루미늄, 황동 또는 유리 섬유-강화 플라스틱 등의 적절한 물질로 구성되어야 한다.

튜브 엘리먼트(14)는 초음파 트랜스듀서(7)를 대면하는 하부 정면 끝이 열려 있어, 초음파 웨이브들이 튜브 엘리먼트(14) 안을 관통할 수 있고, 튜브 엘리먼트(14)에 의해 가이드될 수 있다. 주 초음파 리플렉터(6)와 부수적인 초음파 리플렉터(12)는 튜브 엘리먼트(14)의 안쪽에 부착되어 들어오는 초음파 웨이브들이 위에서 설명한 것과 같은 방식으로 초음파 트랜스듀서(7)로 반사되어 돌아갈 수 있다.

튜브 엘리먼트(14)의 아래쪽이 열려있는 것으로 인하여, 튜브 엘리먼트(14)의 안쪽은 컨테이너(1)의 나머지 부분과 이어져 있다, 그 결과 튜브 엘리먼트(14)의 안쪽의 충전 레벨이 컨테이너의 다른 부분의 충전 레벨과 일치한다. 하지만, 컨테이너가 충전되는 때 만약 액체의 표면에 거센 웨이브가 생긴다면, 이러한 웨이브들은 튜브 엘리먼트(14)에 의해 진정되고 그 결과 웨이브의 형성이 튜브 엘리먼 트(14)의 안에서는 명백히 감소한다.

튜브 엘리먼트(14)의 맨 윗면에, 초음파 트랜스듀서와 대면하지 않는 한쪽 끝에 벤팅(venting) 오프닝(15)이 적어도 하나 구비된다. 그 결과 가스가 나갈 수 있고 튜브 엘리먼트(14)의 안쪽과 바깥쪽 사이의 실제로 소통하는 효과가 존재하도록 보장한다. 벤팅 오프닝(15)은 예를 들어 주 초음파 리플렉터(6)의 금속판에 구비될 수 있다.

초음파 트랜스듀서(7)를 대면하는 튜브 엘리먼트(14)의 앞면 끝은 슬랜팅(slanting)(16)을 구비한다. 이러한 수단은 튜브 엘리먼트(14)의 앞면에 영향을 미치는 초음파 웨이브의 일부분이 더 이상 초음파 트랜스듀서(7)로 반사되어 돌아가지 않는다는 것을 달성한다. 초음파 트랜스듀서는 복수의 반사가 연속적으로 일어나지만, 경사지도록 반사되고, 따라서 초음파 트랜스듀서에 레지스터(register)되지 않는다. 마찬가지로, 부수적인 초음파 리프렉터(12)는 가볍게 경사지도록 위치하여 초음파 웨이브들의 일부는 초음파 트랜스듀서(7)로 반사되어 돌아가게 되나, 다른 부분은 더 이상 측정 과정에 기여하지 않도록 반사된다. 경사지게 반사된 임펄스의 부분은 중심축(13)으로부터 분리되고 따라서 더 이상 이후의 반사, 특히 초음파 리플렉터들(6,12)로 인한 신호를 일으키지 않는다.

도 4에서 보여진 구현에서 튜브 엘리먼트(14)가 과압 조절용 튜브(10)에 부 착되었지만, 도 5는 튜브 엘리먼트(14)는 서포트(17)라는 수단을 통해 초음파 트랜스듀서(7)에 확고하게 연결된 다른 구현을 보여준다. 서포트(17)는 컨테이너(1)의 아래쪽에 구비된 플랜지(18)에 부착될 수 있다. 초음파 리플렉터(6,12) 뿐 아니라 초음파 트랜스듀서(7), 서포트(17), 튜브 엘리먼트(14)는 튜브 엘리먼트의 안쪽에 구비되며, 컨테이너(1)로부터 분리가 가능한 조립품을 함께 형성한다.

본 발명에 따른 장치는 기계적으로 부품을 제거하거나 전기적 신호를 컨테이너(1)의 안쪽으로 전송할 필요가 없이, 한계 충전 레벨 모니터(monitor)와 과충전으로부터 보호하는 것을 고안한다.

Claims (23)

1. 액체 안으로 초음파 신호를 방출하기 위한 초음파 에미터(7), 액체의 적어도 한 면(2)으로부터 반사되는 초음파 신호를 받기 위한 초음파 리시버(7)를 구비하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치에 있어서,

   솔리드 바디의 형태로 고안되고 컨테이너(1)의 안쪽에 초음파 신호의 주 사운드 콘의 영역 내에, 컨테이너(1) 안 액체의 소정의 한계 충전 레벨 높이(2)에 본질적으로 대응하는 높이에 배치되는 주 초음파 리플렉터(6)를 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 솔리드 바디의 형태로 고안되고, 주 사운드 콘의 영역 내에 배치되는 부수적인 초음파 리플렉터(12)를 구비하되, 부수적인 초음파 리플렉터(12)와 초음파 에미터(7) 사이의 거리가 초음파 에미터(7)와 주 초음파 리플렉터(6) 사이의 거리보다 작도록 배치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 초음파 에미터(7) 및/또는 초음파 리시버(7)로부터 초음파 리플렉터(6,12) 사이의 거리들은 다른 거리들의 정수배가 되지 않는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 청구항에 있어서, 일시적으로 변하는지 불변하는지에 대해서, 복수의 계속되는 측정 사이클에서 초음파 신호의 런타임 및/또는 강도를 시험하는 분석 설비를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 복수의 계속되는 측정 사이클에서 초음파 신호들의 런타임 및/또는 강도가 소정의 허용 범위를 초과하여 변하지 않는다면, 분석 설비를 통해 초음파 신호들을 초음파 리플렉터(6,12)로부터 유래한 초음파 에코로 인식할 수 있는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 초음파 신호들의 런타임 및/또는 강도가 소정의 허용 범위를 초과하여 변한다면, 분석 설비를 통해 초음파 신호들을 충전 레벨 높이, 특히 액체의 표면으로부터 유래한 초음파 에코로 인식할 수 있는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 청구항에 있어서, 액체의 온도를 탐지하기 위한 온도 탐지 설비를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 청구항에 있어서, 분석 설비는 초음파 에미 터(7)와, 초음파 리플렉터들(6,12) 중 하나와, 여기서 초음파 에미터(7)로부터의 거리와 초음파 리시버(7)로부터의 거리를 미리 알고 있는 초음파 리플렉터들(6,12) 중 하나와, 초음파 리시버(7) 사이에 전파되는 초음파 신호의 런타임을 기반으로 하여 액체 내에서 초음파 신호의 소리의 속도를 정할 수 있도록 분석 설비를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   온도, 소리의 속도 및 액체의 타입 및/또는 조성 사이의 미리 알고 있는 관계가 분석 설비에 저장될 수 있다; 그리고 이러한 점에서

   탐지된 온도와 탐지된 소리의 속도를 기반으로 하여 분석 설비가 액체의 타입 및/또는 액체의 조성을 정할 수 있도록 고안되는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 청구항에 있어서,

    온도, 소리의 속도 및 액체의 타입 및/또는 조성 사이의 미리 알고 있는 관계가 분석 설비에 저장될 수 있다; 그리고 이러한 점에서

    탐지된 현재 정확한 온도와 탐지되거나 이미 알고 있는 액체의 타입 및/또는 조성을 기반으로 하여 분석 설비가 소리의 정확한 현재 속도를 알 수 있도록 고안되는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 청구항에 있어서, 초음파 리플렉터(12)의 수직 벡터가 초음파 에미터(7) 및/또는 초음파 리시버(7)를 향하지 않는 초음파 리플렉터를 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 청구항에 있어서,

    튜브 엘리먼트(14)로, 그 중심축이 사운드 콘의 중심축(13)에 대해 평행하게 및/또는 축이 같도록 연장하며, 사운드 콘의 적어도 일부분이 튜브 엘리먼트 내에서 전파되거나 및/또는 튜브 엘리먼트(14)를 통해 가이드될 수 있도록 튜브 엘리먼트(14)는 컨테이너(1)의 안쪽에 구비된다;

    초음파 에미터(7)와 초음파 리시버(7)를 대면하는 튜브 엘리먼트(14)의 앞면이 열려 있다; 그리고 이러한 점에서

    튜브 엘리먼트(14)의 안쪽은 컨테이너(1)의 안쪽과 연결되어 액체가 튜브 엘리먼트(14)의 안쪽에도 역시 존재할 수 있도록 한다.

    이러한 튜브 엘리먼트(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 튜브 엘리먼트(14)에 적어도 하나의 초음파 리플렉터(6,12)가 배치되고, 특히 모든 초음파 리플렉터(6,12)가 배치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 튜브 엘리먼트(14)의 바깥쪽에 적어도 하나의 초음파 리플렉터(6,12)가 배치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 청구항에 있어서, 초음파 에미터(7), 초음파 리시버(7), 주 초음파 리플렉터(6)는 지지하는 구조물(5,4,8;14,17,18)과 함께 조립품 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 조림품은 컨테이너(1)로부터 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 청구항에 있어서, 초음파 리프렉터(6,12) 중 적어도 하나는 컨테이너에 부착된 지지하는 구조물에 의해 유지되어 컨테이너로부터 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 청구항에 있어서, 컨테이너의 안쪽면으로 연장하고 초음파 리플렉터(6,12)가 적어도 하나 부착되는 지지하는 구조물을 형성하 는 과압 조절용 튜브(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 청구항에 있어서, 튜브 엘리먼트(14)는 지지하는 구조물(10)에 부착되는 것을 특징으로 하는 컨테이너(1) 안 액체의 충전 레벨을 탐지하는 장치.
20. 액화 가스 컨테이너를 포함하는 운송 수단용 LPG 탱크 설비에, 제1항 내지 제19항 중 어느 한 청구항에 따른 장치를 사용하는 것.
21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 청구항에 따른 장치를 구비하는 컨테이너 안 액체의 충전 레벨을 연속적으로 탐지하는 방법으로, 따라서 칼리브레이션 단계에서,

    액체의 온도를 탐지하는 단계;

    초음파 에미터(7)와, 초음파 리플렉터들(6,12) 중 하나와, 여기서 초음파 에미터(7)로부터의 거리와 초음파 리시버(7)로부터의 거리를 미리 알고 있는 초음파 리플렉터들(6,12) 중 하나와, 초음파 리시버(7) 사이에서 전파되는 초음파 신호의 신호 런타임을 기반으로 소리의 속도를 정하는 단계;

    탐지된 온도, 결정된 소리의 속도, 및 이미 알고 있는 관계, 여기서 관계는 온도, 속도의 소리, 액체의 타입 및/또는 조성 사이의 관계를 기반으로 액체의 타 입 및/또는 액체의 조성을 결정하는 단계를 수행하는 액체의 충전 레벨을 연속적으로 탐지하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 칼리브레이션 단계 이후에 측정 단계에서

    액체의 온도를 탐지하는 단계;

    측정 단계에서 측정된 정확한 현재 온도, 칼리브레이션 단계에서 결정되거나 이미 알고 있는 액체의 타입 및/또는 조성, 이미 알고 있는 관계, 여기서 관계는 온도, 소리의 속도, 및 액체의 타입 및/또는 조성 사이의 관계을 기반으로 소리의 속도를 정하는 단계;

    를 수행하는 것을 특징으로 하는 액체의 충전 레벨을 연속적으로 탐지하는 방법.
23. 제22항에 있어서, 초음파 에미터(7) 및/또는 초음파 리시버(7)로부터 액체의 표면까지 거리 및 그것으로부터의 충전 레벨 높이가, 결정된 소리의 속도와 초음파 에미터(7), 액체의 표면, 초음파 리시버(7) 사이의 측정된 신호 런타임을 기반으로 측정 단계에서 정해지는 것을 특징으로 하는 액체의 충전 레벨을 연속적으로 탐지하는 방법.

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