專(zhuān)利名稱(chēng)：用于移動(dòng)儲(chǔ)罐的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于下述移動(dòng)儲(chǔ)罐的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在所述移動(dòng)儲(chǔ)罐中液化氣以低溫溫度存儲(chǔ)在產(chǎn)品容器之內(nèi)。尤其是，本發(fā)明涉及這樣一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中將液面和產(chǎn)品容器之內(nèi)的蒸汽壓的數(shù)據(jù)記錄與得自于全球定位系統(tǒng)的全球位置數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程遙測(cè)單元中并且隨后從該遠(yuǎn)程遙測(cè)單元傳送到接收站。
背景技術(shù)：
諸如液氮、液氧、氦、氫等的液化氣以低溫溫度存儲(chǔ)在移動(dòng)儲(chǔ)罐之內(nèi)以發(fā)貨給顧客。這種移動(dòng)儲(chǔ)罐結(jié)合到卡車(chē)所牽曳的拖車(chē)、有軌汽車(chē)、以及航海罐之中。
雖然這種移動(dòng)儲(chǔ)罐被牢固的隔離并且包括真空隔離層，但是在載運(yùn)期間由于輻射傳熱所造成的熱漏失可使液化氣汽化。暖汽化氣體被排出并且從而導(dǎo)致產(chǎn)品損耗。為了使由于汽化所造成的產(chǎn)品損耗最小，對(duì)諸如氦這樣的增值產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)輸所使用的某些移動(dòng)儲(chǔ)罐可具有這樣的熱屏蔽層，該熱屏蔽層設(shè)計(jì)用于使由于此類(lèi)汽化所造成的產(chǎn)品損耗最小。該熱屏蔽層是這樣的傳導(dǎo)金屬板，該金屬板覆蓋了產(chǎn)品容器的頂部并且位于環(huán)繞真空隔離層中。其包括有下述低溫屏蔽流體的屏蔽流體罐通過(guò)管路(piping)而與熱屏蔽層相連，所述低溫屏蔽流體例如在氦的情況下可以是氮。阻截輻射熱能量以抑制輻射熱傳遞到容器，否則該輻射熱能量將傳到用于保持該產(chǎn)品的產(chǎn)品容器。存在三類(lèi)屏蔽層具有單屏蔽流體或氣體的單屏蔽層；具有兩種屏蔽流體或氣體的單屏蔽層；兩個(gè)屏蔽層，每個(gè)屏蔽層具有不同的單流體或氣體。
在長(zhǎng)時(shí)間的旅程期間，屏蔽流體或氣體通過(guò)熱屏蔽層而排出以使液體熱屏蔽流體或氣體可進(jìn)入熱屏蔽層的管路。用于替換暖氣體的液體或冷氣體最終將被汽化并且進(jìn)一步被替換。當(dāng)傳輸時(shí)間增加時(shí)，產(chǎn)品也被排出。在這點(diǎn)上，在設(shè)計(jì)用于氦運(yùn)輸?shù)囊苿?dòng)儲(chǔ)罐中，提供了位于氮熱屏蔽層之下的氦熱屏蔽層。
用于對(duì)由于排出所造成的產(chǎn)品損耗進(jìn)行控制的現(xiàn)行辦法是通過(guò)調(diào)壓器或流量計(jì)并且有時(shí)是管形孔口(pipe orifice)來(lái)對(duì)該排出進(jìn)行控制。典型地，根據(jù)下述時(shí)間表來(lái)預(yù)置調(diào)壓器或流量計(jì)，所述時(shí)間表基于所預(yù)測(cè)的運(yùn)輸長(zhǎng)度。在啟程之后，調(diào)壓器或流量計(jì)的設(shè)置是不變的，因?yàn)檫@種設(shè)置必須是由受過(guò)訓(xùn)練的人員來(lái)實(shí)施的。
應(yīng)該理解的是，由于未預(yù)見(jiàn)到的延遲，移動(dòng)貯藏容器有時(shí)以高比例的產(chǎn)品損耗或空的而達(dá)到其目的地。例如，在儲(chǔ)罐過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的位于海關(guān)這樣的漫長(zhǎng)海洋航行期間，將會(huì)丟失所有產(chǎn)品。在氦的情況下，這種損耗尤其昂貴。
對(duì)存儲(chǔ)在固定裝置上的儲(chǔ)罐之內(nèi)的液化氣進(jìn)行監(jiān)控是相對(duì)簡(jiǎn)單的事情。在這種儲(chǔ)罐中，其具有蜂窩式電話(huà)無(wú)線(xiàn)通信調(diào)制解調(diào)器或標(biāo)準(zhǔn)陸線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器的遠(yuǎn)程遙測(cè)單元可對(duì)液面進(jìn)行感測(cè)、記錄、以及傳送。在用于對(duì)特殊儲(chǔ)罐進(jìn)行管理的中心站讀取數(shù)據(jù)。通過(guò)簡(jiǎn)單的向儲(chǔ)罐重新填充所計(jì)算的可滿(mǎn)足顧客需要的液體的量可解決低液面。
實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)儲(chǔ)罐有關(guān)的一系統(tǒng)的問(wèn)題是必須使移動(dòng)儲(chǔ)罐僅具有攜載電池和/或太陽(yáng)能。因此，按照與固定裝置相同的方式來(lái)使用遠(yuǎn)程遙測(cè)單元?jiǎng)t是不實(shí)際的。另外，即使使用遠(yuǎn)程遙測(cè)單元，如果移動(dòng)儲(chǔ)罐的位置不是已知的，那么僅僅對(duì)壓力、層面(content level)、和/或溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送則不是非常有用的。例如，氣體供應(yīng)商就海洋運(yùn)輸所裝運(yùn)的移動(dòng)儲(chǔ)罐而言所采取的動(dòng)作將取決于相對(duì)于罐在運(yùn)輸中和在公海上相比罐是處于港口還是在海關(guān)耽擱了而不同。
如所討論的，本發(fā)明提供了一種用于移動(dòng)儲(chǔ)罐的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)按照僅周期性地記錄與傳送數(shù)據(jù)這樣的方式來(lái)使用遠(yuǎn)程遙測(cè)單元以便可保存電池電源并且在優(yōu)選實(shí)施例中可執(zhí)行一控制功能以有選擇的排出熱流體蒸汽和/或產(chǎn)品蒸汽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于下述移動(dòng)儲(chǔ)罐的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，所述移動(dòng)儲(chǔ)罐具有用于以低溫溫度存儲(chǔ)液化氣的一產(chǎn)品容器。
根據(jù)本發(fā)明，傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生了液面(level)信號(hào)，該信號(hào)與產(chǎn)品容器之內(nèi)的液化氣的液相的液面有關(guān)；以及壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)與產(chǎn)品容器之內(nèi)的液化氣的汽相的蒸汽壓有關(guān)。為了記錄其處的液面和壓力已被測(cè)量的位置，全球定位系統(tǒng)與移動(dòng)儲(chǔ)罐相連以產(chǎn)生其與移動(dòng)儲(chǔ)罐全球位置有關(guān)的全球經(jīng)緯度坐標(biāo)的全球位置信號(hào)。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元位于運(yùn)載的移動(dòng)儲(chǔ)罐上并且對(duì)液面信號(hào)、壓力信號(hào)、以及全球位置信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)以存儲(chǔ)下述數(shù)據(jù)記錄以及全球經(jīng)緯度坐標(biāo)，所述數(shù)據(jù)記錄包括其與所述產(chǎn)品容器之內(nèi)的液面以及蒸汽壓有關(guān)的數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元可以標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)記錄以及唯一遠(yuǎn)程遙測(cè)單元標(biāo)識(shí)的無(wú)線(xiàn)傳送。地面單元可接收該無(wú)線(xiàn)傳送以確定在移動(dòng)儲(chǔ)罐之內(nèi)所船運(yùn)的產(chǎn)品的狀態(tài)。
最好是，遠(yuǎn)程遙測(cè)單元具有一控制程序?？蓪⒃摽刂瞥绦蚓幊坛芍芷谛缘丶せ顐鞲衅飨到y(tǒng)和全球定位系統(tǒng)并且在預(yù)定時(shí)間間隔存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)記錄。另外，該控制程序還可激活這樣的單元，該單元可在存儲(chǔ)結(jié)束之后對(duì)所述多個(gè)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳送。所述每個(gè)數(shù)據(jù)記錄包含有這樣的時(shí)間數(shù)據(jù)，該時(shí)間數(shù)據(jù)表示其中遠(yuǎn)程遙測(cè)單元、所述全球定位單元、以及所述傳感器系統(tǒng)被激活的特定時(shí)間間隔。應(yīng)該理解的是，這種間歇操作可保存有限的裝載的能源。
可提供一加速計(jì)或多個(gè)加速計(jì)以產(chǎn)生與移動(dòng)儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的加速度信號(hào)。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元響應(yīng)該加速度信號(hào)并且數(shù)據(jù)記錄還包括與移動(dòng)儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的加速度數(shù)據(jù)。這種特征的優(yōu)點(diǎn)在于可使遠(yuǎn)程操作者快速地對(duì)會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)儲(chǔ)罐將來(lái)故障的偶然處理進(jìn)行檢測(cè)。
液面信號(hào)、壓力信號(hào)、以及加速度信號(hào)可以是模擬信號(hào)并且全球位置信號(hào)可以是數(shù)字格式。為了這種目的，遠(yuǎn)程遙測(cè)單元進(jìn)一步具有用于將液面信號(hào)、壓力信號(hào)、以及加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成液面數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、以及加速度數(shù)據(jù)的一模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
該移動(dòng)儲(chǔ)罐可進(jìn)一步具有包含在屏蔽流體罐之內(nèi)的一低溫屏蔽流體。在這種情況下與存儲(chǔ)容器相關(guān)的傳感器系統(tǒng)是第一傳感器系統(tǒng)。第二傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生了與保護(hù)流體罐之內(nèi)的所述低溫屏蔽流體的低溫屏蔽流體液面以及屏蔽流體蒸汽壓有關(guān)的屏蔽流體液面和屏蔽流體壓力信號(hào)。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元還對(duì)所述屏蔽流體液面和屏蔽流體壓力信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)并且所述數(shù)據(jù)記錄之內(nèi)的數(shù)據(jù)還與屏蔽流體液面和屏蔽流體壓力有關(guān)。
提供了遠(yuǎn)程激活的閥以使屏蔽流體蒸汽從下述隔熱層排出，所述隔熱層用于阻截其否則進(jìn)入產(chǎn)品容器的輻射熱能。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元具有用于激活遠(yuǎn)程激活的閥的一控制器。此外，控制程序具有產(chǎn)品容器之內(nèi)的不可接受的高蒸汽壓和低液面的預(yù)編程設(shè)置點(diǎn)(setpoint)以及在蒸汽壓和液面中的至少一個(gè)達(dá)到該設(shè)置點(diǎn)的至少一個(gè)時(shí)由控制程序所激活的至少一個(gè)子程序。當(dāng)每個(gè)蒸汽壓低于不可接受的高蒸汽壓并且液面高于不可接受的低液面時(shí)，控制程序還使至少一個(gè)子程序去激活。子程序?qū)r(shí)鐘進(jìn)行響應(yīng)以間歇地用信號(hào)通知控制器以至少激活遠(yuǎn)程激活的閥以呈現(xiàn)一打開(kāi)位置并且從而可使屏蔽流體蒸汽從隔熱層中逸出以由來(lái)自所述屏蔽流體罐的屏蔽流體液體替代。
遠(yuǎn)程激活的閥可以是用于使屏蔽流體蒸汽從隔熱層排出的第一遠(yuǎn)程激活的閥。在這種情況下，第二遠(yuǎn)程激活的閥使汽相的蒸汽排出?？刂破饔糜诩せ畹谝贿h(yuǎn)程激活的閥和第二遠(yuǎn)程激活的閥。至少一個(gè)子程序是用于間歇地用信號(hào)通知控制器以單獨(dú)激活第一遠(yuǎn)程激活的閥的第一子程序和用于間歇地用信號(hào)通知控制器以激活第一遠(yuǎn)程激活的閥和第二遠(yuǎn)程激活的閥的至少第二子程序以呈現(xiàn)開(kāi)啟位置以分別可使屏蔽流體蒸汽從隔熱層中選出以由來(lái)自屏蔽流體罐的屏蔽流體液體和汽相蒸汽替代。
可將該控制程序編程為持續(xù)地存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)記錄并且在通信故障時(shí)將附加數(shù)據(jù)記錄添加到其上。在預(yù)編程時(shí)間間隔之后，控制程序控制遠(yuǎn)程遙測(cè)單元以對(duì)多個(gè)所述數(shù)據(jù)記錄和添加到其上的附加數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行傳送。
液化氣可以是氦并且保護(hù)流體可以是氮。


雖然說(shuō)明書(shū)可推斷出下述權(quán)利要求，所述權(quán)利要求清楚地指出了申請(qǐng)人將其認(rèn)作是他們的發(fā)明的主題，但是應(yīng)該明白的是當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)可更好的理解本發(fā)明，在附圖中 圖1給出了應(yīng)用到移動(dòng)儲(chǔ)罐上的一遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖，該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包含在例如液罐拖車(chē)或者船上的液氦容器之中；并且 圖2給出了結(jié)合到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元之中的程序的邏輯控制圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1進(jìn)行說(shuō)明。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)1用于對(duì)具有產(chǎn)品容器3和屏蔽流體罐4的移動(dòng)儲(chǔ)罐2之內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，所述產(chǎn)品容器3被設(shè)計(jì)用于運(yùn)輸氦，并且所述屏蔽流體罐4被設(shè)計(jì)包含有諸如氮這樣的低溫屏蔽流體。氮可使環(huán)繞產(chǎn)品容器3的真空絕緣層之內(nèi)的熱屏蔽層5冷卻以阻截否則將傳到產(chǎn)品容器3并且可使氦加熱的一些輻射熱。
如將要討論的，雖然本發(fā)明對(duì)氦的運(yùn)輸以及熱屏蔽層的使用進(jìn)行了描述，但是可更廣的應(yīng)用到具有下述產(chǎn)品容器的任何移動(dòng)儲(chǔ)罐上，所述產(chǎn)品容器用于以低溫溫度存儲(chǔ)液化氣以對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸。
雖然未說(shuō)明，但是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的是，熱屏蔽層5是由彎曲的矩形金屬和下述熱傳導(dǎo)片形成的，所述熱傳導(dǎo)片位于產(chǎn)品容器3之上并且附著于與保護(hù)液體容器4相連的管路。熱屏蔽層5以大約120℃的弧而橫向環(huán)繞產(chǎn)品容器3。如上所指出，其他設(shè)計(jì)也是可能的。
所未說(shuō)明的但是本領(lǐng)域所眾所周知的另一已知特征是真空夾套(jacketed)的絕緣的各層。典型地，存在一外夾套和一中間夾套，其中諸如該示例中的氮這樣的低溫屏蔽流體在管路中流動(dòng)。應(yīng)該注意的是包含在氮熱屏蔽層之內(nèi)的液氮由于這種熱漏失而汽化。某些罐此外可具有一內(nèi)部氦熱屏蔽層，在該熱屏蔽層中冷氦蒸汽用作附加的熱屏蔽層。
在所說(shuō)明的實(shí)施例中，在長(zhǎng)時(shí)間的旅程中，氮熱屏蔽層5阻截輻射熱將會(huì)引起氮蒸汽變暖并且喪失其熱屏蔽效果。由此，不可避免的是滲漏到產(chǎn)品容器3的輻射熱增加了。這可使所運(yùn)輸?shù)暮ぎa(chǎn)品汽化。為了盡可能的使該處理延緩，使氮蒸汽排出并且由熱屏蔽層5管路之內(nèi)的液氮所替代。如將要討論的，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面中，排出不是通過(guò)對(duì)相關(guān)的背壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的恒定先有技術(shù)流動(dòng)，而是可控制的。然而，即使利用本發(fā)明，在非常長(zhǎng)的旅程中，最終，氦蒸汽不得不從產(chǎn)品容器3中排出，這會(huì)造成一些壓損。
在本發(fā)明中，可利用從諸如U.S.A，新澤西州，BerkleyHights的Dataqwest公司或者U.S.A，Rosemount公司、U.S.A，明尼蘇達(dá)，Emmerson，Chanhassen的分公司、或者加拿大，渥太華，ControlMicro Systems這樣的公司中所獲得的傳統(tǒng)遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10具有輸入通道以接收數(shù)字和模擬數(shù)據(jù)。還提供了模數(shù)轉(zhuǎn)換器以將引入到模擬輸入通道的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)被存儲(chǔ)為為這種目的所提供的數(shù)字存儲(chǔ)器之內(nèi)的數(shù)據(jù)。提供了一信息單元以讀取所有數(shù)據(jù)記錄并且將該數(shù)據(jù)記錄轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)。蜂窩式電話(huà)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)對(duì)來(lái)自天線(xiàn)12的標(biāo)準(zhǔn)化信息格式的下述數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送與接收，所述數(shù)據(jù)包括遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的唯一標(biāo)識(shí)。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10具有用于輸入/輸出目的和調(diào)制解調(diào)器的嵌入式軟件。提供了用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄和附加程序的存儲(chǔ)器。在這點(diǎn)上，將下面所詳細(xì)討論的一控制程序?qū)懭氲皆撛摯鎯?chǔ)器中以對(duì)遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的活動(dòng)進(jìn)行控制并且激活也結(jié)合到其中的設(shè)備控制器以用信號(hào)通知遠(yuǎn)程激活的設(shè)備的操作。如將要討論的，控制程序被設(shè)計(jì)用于在諸如一個(gè)小時(shí)這樣的給定時(shí)間間隔收集數(shù)據(jù)記錄。數(shù)據(jù)記錄還包括有進(jìn)行觀(guān)測(cè)的特定小時(shí)。
差壓變換器14通過(guò)儀器線(xiàn)16和18相連以對(duì)與包含在產(chǎn)品容器3之內(nèi)的液氦的液面有關(guān)的一模擬數(shù)據(jù)液面信號(hào)進(jìn)行傳送。壓力變換器20與產(chǎn)品容器3之內(nèi)的頂部空間相連以對(duì)與其頂部空間之內(nèi)的蒸汽壓有關(guān)的一模擬數(shù)據(jù)壓力信號(hào)進(jìn)行傳送。通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)22和24將液面信號(hào)和壓力信號(hào)引入到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的模擬輸入通道中。
類(lèi)似地，差壓變換器25通過(guò)儀器線(xiàn)26和28相連以對(duì)與包含在屏蔽流體罐4之內(nèi)的液氮屏蔽流體的液面有關(guān)的一模擬數(shù)據(jù)液面信號(hào)進(jìn)行傳送。壓力變換器30與屏蔽流體罐4之內(nèi)的頂部空間相連以對(duì)與其該頂部空間之內(nèi)的蒸汽壓有關(guān)的一模擬數(shù)據(jù)屏蔽流體壓力信號(hào)進(jìn)行傳送。通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)32和34將該液面信號(hào)和壓力信號(hào)引入到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的模擬輸入通道中。
將上述液面和壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成下述數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)為遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的存儲(chǔ)器之內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄。應(yīng)該明白的是模數(shù)轉(zhuǎn)換可以關(guān)于差壓變換器14和25以及壓力變換器20和30而本地的進(jìn)行以創(chuàng)建可被饋送入到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的數(shù)字輸入通道的數(shù)字信號(hào)。
除了上述之外，全球定位系統(tǒng)36與移動(dòng)儲(chǔ)罐2相連以按照傳統(tǒng)方式而根據(jù)人造地球軌道衛(wèi)星所發(fā)射出的信號(hào)產(chǎn)生全球經(jīng)緯度的全球位置數(shù)據(jù)。在這點(diǎn)上，全球定位系統(tǒng)36可以是從U.S.A，加利福尼亞，Sunnyvale的Trimble中所獲得的電路板、芯片組、或者系統(tǒng)。通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)40將全球位置數(shù)據(jù)引入到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的數(shù)字輸入通道。還將全球位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為將被遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10所記錄的數(shù)據(jù)記錄內(nèi)的數(shù)據(jù)。
下述加速計(jì)42可提供附加輸入，所述加速計(jì)42可以是從諸如U.S.A，佛蒙特，伯林頓的MicroStrain公司這樣的各種來(lái)源中所獲得的芯片組或傳感器。加速計(jì)42與移動(dòng)儲(chǔ)罐2相連并且產(chǎn)生與移動(dòng)儲(chǔ)罐2在三個(gè)垂直平面上的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的信號(hào)。這些是模擬信號(hào)并且通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)44而引入到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的模擬輸入通道。在包含在遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10之內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中將該模擬加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)被存儲(chǔ)為其存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)記錄內(nèi)的數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意的是發(fā)自于加速計(jì)43的這種信號(hào)可以是基于該單元的數(shù)字信號(hào)。
在本發(fā)明最基本的方面中，本發(fā)明包括用于對(duì)移動(dòng)儲(chǔ)罐進(jìn)行監(jiān)控的一系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中如果存在壓力以及其產(chǎn)品容器和屏蔽液體容器中的液面的數(shù)據(jù)記錄，那么讀取該數(shù)據(jù)記錄并且與全球位置數(shù)據(jù)以及可能的加速度數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程遙測(cè)單元之內(nèi)。可以在預(yù)置的時(shí)間間隔從廣播或者通過(guò)與遠(yuǎn)程遙測(cè)單元聯(lián)系的接收站的訪(fǎng)問(wèn)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)這種數(shù)據(jù)記錄。事實(shí)上，對(duì)于低溫儲(chǔ)罐，已為大家熟知的是通過(guò)這種方法來(lái)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)記錄。這不是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的尤其優(yōu)選方法，因?yàn)橐苿?dòng)儲(chǔ)罐2可以位于蜂窩式通信不可訪(fǎng)問(wèn)的位置。此外，這種數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)需要該系統(tǒng)處于這樣一種狀態(tài)，即要不斷地汲取足夠功率以使其進(jìn)行聯(lián)系。這不是尤其合乎僅提供承載電池電源這樣的給定實(shí)事。
此外，如果僅僅是對(duì)移動(dòng)存儲(chǔ)容器之內(nèi)的產(chǎn)品狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的問(wèn)題，那么如先有技術(shù)，必須對(duì)產(chǎn)品和屏蔽流體蒸汽的排出進(jìn)行預(yù)置。如果發(fā)現(xiàn)了必須改變?cè)O(shè)置這樣的狀態(tài)，那么監(jiān)控可使所提供的設(shè)置變化，然而，此時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)罐本身是可訪(fǎng)問(wèn)的。在有軌運(yùn)輸或海洋運(yùn)輸期間這種訪(fǎng)問(wèn)是不可能的。
由此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制程序可對(duì)遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的控制系統(tǒng)進(jìn)行編程以提供周期性地收集數(shù)據(jù)并且在預(yù)置時(shí)間間隔傳送數(shù)據(jù)記錄這樣的自動(dòng)化通信。如果蜂窩式電話(huà)通信是不可能的，那么保持?jǐn)?shù)據(jù)并且在特定時(shí)間間隔過(guò)去之后再次嘗試進(jìn)行通信。此外，當(dāng)失常時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)讀取到不可接受的高蒸汽壓或產(chǎn)品容器3之內(nèi)的高液面或低液面時(shí)，還通過(guò)其控制器來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10進(jìn)行編程以操作遠(yuǎn)程操作的閥46以使屏蔽流體蒸汽從熱屏蔽層5排出以使來(lái)自屏蔽流體罐4的屏蔽流體液體替換一些蒸汽并且必要時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程激活的閥48的操作而使產(chǎn)品蒸汽從產(chǎn)品容器3排出。在這點(diǎn)上，遠(yuǎn)程激活的閥46和48分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)50和52而與結(jié)合到遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10中的控制器相連。如將要討論的，遠(yuǎn)程激活的閥46和48根據(jù)遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的控制程序的子程序進(jìn)行操作，該子程序是在達(dá)到了產(chǎn)品容器3之內(nèi)的上述不正常狀態(tài)之一或這兩者時(shí)被激活。子程序本身可位于下述只讀存儲(chǔ)器上，該只讀存儲(chǔ)器附著于遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10中的為這種目的所提供的擴(kuò)展槽上，或者子程序可以進(jìn)一步是其控制程序軟件之內(nèi)的指令。
如將要討論的，提供了這樣三個(gè)子程序，這三個(gè)子程序是根據(jù)所預(yù)測(cè)的移動(dòng)容器2的載運(yùn)時(shí)間而預(yù)先選擇的。根據(jù)所計(jì)劃的載運(yùn)模式以及到使用點(diǎn)的旅程的時(shí)間或長(zhǎng)度來(lái)預(yù)置產(chǎn)品容器3之內(nèi)的液面和蒸汽壓的不正常狀態(tài)。對(duì)子程序的選擇和預(yù)置以及對(duì)液面和壓力不正常狀態(tài)的預(yù)置是通過(guò)操作者建立與遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的蜂窩式通信并且通過(guò)蜂窩狀調(diào)制解調(diào)器來(lái)發(fā)送來(lái)自中心應(yīng)用程序的適當(dāng)命令而遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)的。這種應(yīng)用程序已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知并且例行的實(shí)施該應(yīng)用程序以供該調(diào)制解調(diào)器使用。這種應(yīng)用程序包括特用于特定調(diào)制解調(diào)器的通信協(xié)議、用于對(duì)下述消息串進(jìn)行解碼的解碼器、以及用于顯示并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄的適當(dāng)指令，所述消息串包括有將要傳送到調(diào)制解調(diào)器以及從調(diào)制解調(diào)器傳送而來(lái)的數(shù)據(jù)記錄。如果在傳送期間出現(xiàn)了不正常狀態(tài)，那么自動(dòng)激活預(yù)先選擇的程序以依次用信號(hào)通知遠(yuǎn)程操作的閥46和48以根據(jù)所選子程序的預(yù)編程指令而打開(kāi)。如果事實(shí)上產(chǎn)品容器3之內(nèi)的狀態(tài)未改善，那么操作者可按照與最初預(yù)置這種子程序相同的方式來(lái)激活其他子程序。
下面在下述表格中將子程序程序的示例闡述為程序A、程序B、以及程序C。
將程序A設(shè)計(jì)成已逝去的載運(yùn)時(shí)間是從1天到5天間的任何數(shù)量，顧客使用移動(dòng)儲(chǔ)罐2是七天，并且一個(gè)來(lái)回是2天。如所示的，遠(yuǎn)程操作的閥46僅在小時(shí)1、小時(shí)9、以及小時(shí)17打開(kāi)。遠(yuǎn)程操作的閥46處于打開(kāi)位置的時(shí)間量足以使熱屏蔽層5之內(nèi)大約一半的氮屏蔽氣體被替換為氮屏蔽液體。程序B比程序A更積極在于它考慮到從遠(yuǎn)程操作的閥48排出的產(chǎn)品并且激活遠(yuǎn)程操作的閥46的程度更高。如果在激活程序A之后產(chǎn)品容器3之內(nèi)的狀態(tài)未改善，那么進(jìn)一步遠(yuǎn)程激活程序B。還可以初始激活程序B，因?yàn)閷⒊绦駼設(shè)計(jì)成載運(yùn)時(shí)間是國(guó)際規(guī)模的從大約10天到大約30天之間的任何數(shù)量。程序C考慮到顧客正在被傳送氣體而沒(méi)有任何可感知的液體這樣的國(guó)際載運(yùn)。
應(yīng)該理解的是可構(gòu)造僅存在一個(gè)諸如程序A這樣的子程序或者存在諸如程序A和程序B這樣的兩個(gè)子程序的本發(fā)明的實(shí)施例。
參考圖2，對(duì)用于遠(yuǎn)程遙測(cè)單元10的控制程序的程序設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行說(shuō)明。如所說(shuō)明的，它具有三個(gè)主要部分，即“監(jiān)控/數(shù)據(jù)收集處理”、“控制處理”、以及“傳送處理”。
從“監(jiān)控/數(shù)據(jù)收集處理”開(kāi)始，如54所示，程序開(kāi)始于預(yù)先設(shè)置變量。例如，將主要間隔設(shè)置為24，將重試間隔設(shè)置為0，將執(zhí)行和繼續(xù)變量設(shè)置為“假”。如56所示啟動(dòng)計(jì)數(shù)器并且在一個(gè)小時(shí)過(guò)去之后，如58所示通過(guò)激活差壓變換器14和25來(lái)收集數(shù)據(jù)并且壓力變換器20和30與全球定位系統(tǒng)36以及加速計(jì)42一起被激活。如59所示將與液面、壓力、加速度、經(jīng)緯度、以及觀(guān)測(cè)的特定時(shí)間間隔有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄全部存儲(chǔ)在本地監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。
緊接著返回“控制處理”，如模塊60所示，相對(duì)于如上所述的失常壓力和液面預(yù)置對(duì)壓力和液面數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。如果需要?jiǎng)幼?，那么首先在塊62通過(guò)測(cè)試是否已將執(zhí)行變量重置為“真”來(lái)確定是否已激活了任何子程序。如果未重置并且因此等于“假”，那么如64所示執(zhí)行相關(guān)子程序并且如68所示將執(zhí)行變量設(shè)置為“真”。從“傳送處理”起的程序最終返回到塊56。假定在塊60仍需要?jiǎng)幼?，那么?zhí)行變量此后將等于如在62所測(cè)試的“真”。就此，如塊70所示程序繼續(xù)并且如塊72所示將繼續(xù)變量設(shè)置為“真”。假定在隨后的程序循環(huán)，塊60中的測(cè)試表示液面和壓力高于失常變量，并且因此不需要?jiǎng)幼鳎驗(yàn)槿?4所測(cè)試的已預(yù)先將執(zhí)行變量設(shè)置為“真”，因此在76重新設(shè)置缺省程序(上述程序A、B、以及C)，或者換句話(huà)說(shuō)使其去激活，并且在78和80分別將變量執(zhí)行和繼續(xù)均設(shè)置為″假″。當(dāng)接下來(lái)返回到塊56時(shí)，如果不需要?jiǎng)幼鞑⑶乙褜?zhí)行變量重置為″假″，那么該程序直接進(jìn)入“傳送處理”邏輯。
如所示的如果主要間隔變量“MI”大于0，那么在82使其遞減計(jì)數(shù)一個(gè)時(shí)間間隔。如在84所測(cè)試的，如果重試間隔“RI”等于0，那么此后在86對(duì)執(zhí)行和繼續(xù)變量進(jìn)行測(cè)試。如果執(zhí)行等于”真”并且繼續(xù)等于“假”，那么存在失常液面和/或壓力這樣的第一指示并且在88緊接著激活蜂窩式電話(huà)調(diào)制解調(diào)器以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。如果MI變量等于零，24小時(shí)已過(guò)去，在88激活蜂窩式電話(huà)調(diào)制解調(diào)器以傳送在過(guò)去的24小時(shí)所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)記錄。假定這種傳送已結(jié)束，那么將MI變量重置為24并且假定已成功結(jié)束了通信而沒(méi)有通信錯(cuò)誤，如92所示，程序循環(huán)回到塊56。
在塊86，假定在64已執(zhí)行了缺省程序并且因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)失常而已將繼續(xù)變量設(shè)置為”真”或者將執(zhí)行和繼續(xù)變量均設(shè)置為”假”，那么如87所測(cè)試的假定MI的當(dāng)前值大于零(未達(dá)到24小時(shí))，程序循環(huán)回到塊56。
假定在92出現(xiàn)了通信錯(cuò)誤，則在93將RI變量重置為例如8這樣的整數(shù)，以便在8小時(shí)之后嘗試下次通信。在因?yàn)槿缭?4所測(cè)試的RI大于0而在程序的下一途徑上，如94所示使RI減1。如果在94的遞減之后，如在96所測(cè)試的RI不等于0，那么程序循環(huán)回到塊56。當(dāng)RI具有遞減計(jì)數(shù)的8小時(shí)并且因此等于0，此后在88再次嘗試通信。
雖然已參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可以想到的是在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可對(duì)其做出許多改變、添加、以及刪減。
權(quán)利要求
1.一種用于移動(dòng)儲(chǔ)罐的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，所述移動(dòng)儲(chǔ)罐具有用于以低溫溫度存儲(chǔ)液化氣的一產(chǎn)品容器，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)用于產(chǎn)生液面信號(hào)，該液面信號(hào)與產(chǎn)品容器內(nèi)的所述液化氣的液相的液面有關(guān)；以及壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)與產(chǎn)品容器內(nèi)的所述液化氣的汽相的蒸汽壓有關(guān)；全球定位系統(tǒng)，該全球定位系統(tǒng)與所述移動(dòng)儲(chǔ)罐相連以產(chǎn)生與所述移動(dòng)儲(chǔ)罐的全球位置有關(guān)的全球經(jīng)緯度坐標(biāo)的全球位置信號(hào)；遠(yuǎn)程遙測(cè)單元，該遠(yuǎn)程遙測(cè)單元位于運(yùn)載的所述移動(dòng)儲(chǔ)罐上并且對(duì)所述液面信號(hào)、壓力信號(hào)、以及全球位置信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)以存儲(chǔ)下述數(shù)據(jù)記錄以及全球經(jīng)緯度坐標(biāo)，所述數(shù)據(jù)記錄包括與所述產(chǎn)品容器內(nèi)的液面以及蒸汽壓有關(guān)的數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程遙測(cè)單元可以標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)所述數(shù)據(jù)記錄以及唯一遠(yuǎn)程遙測(cè)單元標(biāo)識(shí)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元具有一控制程序，可將該控制程序編程成周期性地激活所述傳感器系統(tǒng)和所述全球定位系統(tǒng)并且在預(yù)定時(shí)間間隔存儲(chǔ)多個(gè)所述數(shù)據(jù)記錄并且可在其存儲(chǔ)結(jié)束之后對(duì)所述多個(gè)所述數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳送；并且所述每個(gè)數(shù)據(jù)記錄包含有這樣的時(shí)間數(shù)據(jù)，該時(shí)間數(shù)據(jù)表示其中所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元、所述全球定位單元、以及所述傳感器系統(tǒng)被激活的特定時(shí)間間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)一步包括加速計(jì)，該加速計(jì)用于產(chǎn)生與所述移動(dòng)儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的加速度信號(hào)；所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元響應(yīng)所述加速度信號(hào)；并且所述數(shù)據(jù)記錄還包括與所述移動(dòng)儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的加速數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)一步包括所述移動(dòng)儲(chǔ)罐進(jìn)一步具有包含在屏蔽流體罐之內(nèi)的低溫屏蔽流體；所述傳感器系統(tǒng)是第一傳感器系統(tǒng)；第二傳感器系統(tǒng)，該第二傳感器系統(tǒng)用于產(chǎn)生與所述屏蔽流體罐內(nèi)的所述低溫屏蔽流體的低溫屏蔽流體液面和屏蔽流體蒸汽壓有關(guān)的屏蔽流體液面和屏蔽流體壓力信號(hào)；并且所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元還對(duì)所述屏蔽流體液面和屏蔽流體壓力信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)并且所述數(shù)據(jù)記錄內(nèi)的數(shù)據(jù)還與屏蔽流體液面和屏蔽流體壓力有關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程激活的閥，該遠(yuǎn)程激活的閥用于分別地使屏蔽流體蒸汽從下述隔熱層排出，所述隔熱層用于阻截其否則進(jìn)入所述產(chǎn)品容器的輻射熱能量；所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元具有用于激活所述遠(yuǎn)程激活的閥的控制器；并且所述控制程序具有所述產(chǎn)品容器內(nèi)的不可接受的高蒸汽壓和低液面的預(yù)編程設(shè)置點(diǎn)以及下述至少一個(gè)子程序，在蒸汽壓和液面中的至少一個(gè)達(dá)到至少一個(gè)設(shè)置點(diǎn)時(shí)由控制程序激活所述至少一個(gè)子程序并且當(dāng)每個(gè)蒸汽壓低于不可接受的高蒸汽壓并且液面高于不可接受的低液面時(shí)由所述控制程序去激活所述至少一個(gè)子程序，所述子程序響應(yīng)于所述時(shí)鐘間歇地用信號(hào)通知所述控制器以至少激活所述遠(yuǎn)程激活的閥以呈現(xiàn)所述打開(kāi)位置從而允許屏蔽流體蒸汽從所述隔熱層中逸出以由來(lái)自所述屏蔽流體罐的屏蔽流體液體替代。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程激活的閥是用于使所述屏蔽流體蒸汽從隔熱層排出的第一遠(yuǎn)程激活的閥；第二遠(yuǎn)程激活的閥使所述汽相的蒸汽排出；控制器用于激活所述第一遠(yuǎn)程激活的閥和所述第二遠(yuǎn)程激活的閥；并且所述至少一個(gè)子程序是用于間歇地用信號(hào)通知所述控制器以單獨(dú)激活所述第一遠(yuǎn)程激活的閥的第一子程序和用于間歇地用信號(hào)通知所述控制器以激活所述第一遠(yuǎn)程激活的閥和所述第二遠(yuǎn)程激活的閥的至少第二子程序以呈現(xiàn)所述打開(kāi)位置以分別可使屏蔽流體蒸汽從所述隔熱層中逸出以由來(lái)自所述屏蔽流體罐的屏蔽流體液體和所述汽相蒸汽替代。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中將所述控制程序編程為持續(xù)地存儲(chǔ)所述多個(gè)所述數(shù)據(jù)記錄并且在通信故障時(shí)將所述附加數(shù)據(jù)記錄添加到其上，并且在預(yù)編程時(shí)間間隔之后對(duì)所述多個(gè)所述數(shù)據(jù)記錄和添加到其上的所述附加數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行傳送。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)一步包括加速計(jì)，該加速計(jì)用于產(chǎn)生與所述移動(dòng)儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的加速度信號(hào)；所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元響應(yīng)所述加速度信號(hào)；并且所述數(shù)據(jù)記錄還包括與所述移動(dòng)儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)的加速度數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述液面信號(hào)、所述壓力信號(hào)、以及所述加速度信號(hào)是模擬信號(hào)并且所述全球位置信號(hào)是數(shù)字格式；并且所述遠(yuǎn)程遙測(cè)單元進(jìn)一步具有用于將所述液面信號(hào)、所述壓力信號(hào)、以及所述加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成液面數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、以及加速度數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述液化氣是氦并且所述保護(hù)流體是氮。
全文摘要
一種用于下述移動(dòng)儲(chǔ)罐(2)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)(1)，所述移動(dòng)儲(chǔ)罐具有一產(chǎn)品容器(3)，在該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中遠(yuǎn)程遙測(cè)單元(10)收集液面和頂部空間壓力數(shù)據(jù)以及全球位置數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程遙測(cè)單元(3)對(duì)包括有壓力(20)和液面數(shù)據(jù)(14)以及全球位置數(shù)據(jù)(36)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳送。此外，在儲(chǔ)罐(2)具有熱屏蔽層(4)的情況下，屏蔽流體本身的壓力和液面數(shù)據(jù)以及來(lái)自加速計(jì)的用于表示罐損壞的加速度數(shù)據(jù)也在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄中。如果到達(dá)了熱屏蔽(4)層和/或產(chǎn)品容器(3)中的壓力和液面的失常狀態(tài)，那么根據(jù)預(yù)置程序而使蒸汽排出以便嘗試重新建立超出設(shè)置點(diǎn)的液面和蒸汽壓。
文檔編號(hào)B60Q1/00GK1867952SQ200480030427
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者T·布林, T·加拉赫爾, S·E·格雷, G·W·朗頓 申請(qǐng)人:普萊克斯技術(shù)有限公司