專利名稱：磁致伸縮的液體密度檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于燃料儲(chǔ)藏罐中的設(shè)備和方法，其可用于確定燃料儲(chǔ)藏罐內(nèi)儲(chǔ)藏的燃料的密度。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)引用全文包括于2008年7月22日公告的美國(guó)專利No. 7，403，860 和于2006年8月3日公布的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2006/0169039的公開(kāi)內(nèi)容。加燃料環(huán)境典型地儲(chǔ)藏燃料在位于大地下方的大儲(chǔ)藏罐中，該儲(chǔ)藏罐有時(shí)稱為 “地下儲(chǔ)藏罐(UST) ”。遵照環(huán)境法律、法規(guī)和條例，這些儲(chǔ)藏罐可以是雙壁的，并裝備有各種泄漏檢測(cè)傳感器和庫(kù)存調(diào)整(reconciliation)系統(tǒng)。一種常用的泄漏檢測(cè)傳感器是本申請(qǐng)的受讓人位于 125Powder Forest Drive, Simsbury, Conn. 06070 的 Veeder-Root 公司售賣的名為 “The MAG Plus Inventory Measurement Probe" (Mag 探針)的產(chǎn)品。該探針典型地配有罐監(jiān)測(cè)器，例如同樣由Veeder-Root公司售賣的TLS-350R。這樣的探針測(cè)量?jī)?chǔ)藏罐內(nèi)的燃料的高度，并可以任選地測(cè)量水(如果有)的高度。測(cè)量值匯報(bào)給罐監(jiān)測(cè)器，由加燃料環(huán)境的操作者使用以評(píng)估和調(diào)整(reconciliation)燃料庫(kù)存和/或檢測(cè)泄漏，如非常易于理解的。盡管美國(guó)具有與監(jiān)測(cè)加燃料環(huán)境內(nèi)的泄漏相關(guān)的許多規(guī)章制度，但是，其它地方具有對(duì)加燃料環(huán)境的附加要求。例如，諸如印度和俄羅斯的國(guó)家已經(jīng)經(jīng)歷加燃料環(huán)境處的欺詐上升，結(jié)果已經(jīng)采取步驟以對(duì)抗這樣的欺詐。具體地，這些國(guó)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，儲(chǔ)藏罐內(nèi)的燃料的稀釋可以用作欺詐客戶的一種技術(shù)。稀釋燃料的一種方法是通過(guò)加入酒精到燃料儲(chǔ)藏罐。酒精使得加燃料罐的底部的水與燃料混合，稀釋后的混合物然后通過(guò)燃料分配器正常分配。為了應(yīng)對(duì)這種欺詐，一些政府已經(jīng)要求測(cè)量燃料密度。如果密度處于預(yù)定的可容許范圍之外，則可以推斷燃料已經(jīng)被摻假。即使一些國(guó)家和政府并未立法要求測(cè)量燃料密度，然而一些運(yùn)營(yíng)服務(wù)服務(wù)站的燃料分配公司會(huì)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)它們的燃料的密度以用于質(zhì)量控制的目的是需要的。密度測(cè)量還有助于計(jì)算貯藏容器內(nèi)的流體的質(zhì)量。質(zhì)量的差異可以用于在一般容器監(jiān)測(cè)技術(shù)不足用的情形(例如，廢油貯藏容器)下執(zhí)行流體泄漏檢測(cè)。這些情形產(chǎn)生了對(duì)密度測(cè)量裝置的額外的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于包含第一流體的罐的液位探針，包括具有頂端和底端的探針軸。攜帶第一磁體的第一浮子可滑動(dòng)地布置，用于沿著探針軸運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在第一流體的頂部表面，攜帶第一磁體的第二浮子可滑動(dòng)地布置，用于沿著探針軸在第一浮子下方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在第一流體內(nèi)，以使得在第一浮子的第一磁體和第二浮子的第一磁體之間具有磁排斥。電子設(shè)備用以確定第一浮子的第一磁體和第二浮子的第一磁體之間的第一距離。另一實(shí)施例提供一種用于包含第一流體和第二流體的罐的液位探針，其中第二流體與該第一流體在其間形成交界面。所述液位探針包括具有頂端和底端的探針軸。攜帶第一磁體的第一浮子可滑動(dòng)地布置，用于沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體和所述第二流體之間的所述交界面處，攜帶第一磁體的第二浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第一浮子上方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體內(nèi)，以使得在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間具有磁排斥。電子設(shè)備用以確定所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的第一距離。又一實(shí)施例提供了一種用于包含第一流體的罐的液位探針，該液位探針包括具有頂端和底端的探針軸。攜帶第一磁體和第二磁體的第一浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著探針軸運(yùn)動(dòng)，攜帶第一磁體的第二浮子可滑動(dòng)地布置，用于沿著探針軸在第一浮子的第一磁體和第二磁體之間運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在第一流體內(nèi)，以使得在第一浮子的第一磁體和第二浮子的第一磁體之間以及在第一浮子的第二磁體和第二浮子的第一磁體之間具有磁排斥。電子設(shè)備用以基于第一浮子的第一磁體和第二浮子的第一磁體之間以及第一浮子的第二磁體和第二浮子的第一磁體之間的間隔確定與第二浮子相鄰的第一流體的第一密度。另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于包含第一流體的罐的液位探針，該探針包括具有頂端和底端的探針軸、布置在沿著探針軸的固定位置的第一排斥磁體和第二排斥磁體，以及攜帶第一磁體的第一浮子，該第一浮子可滑動(dòng)地布置，用于沿著探針軸在第一排斥磁體和第二排斥磁體之間運(yùn)動(dòng)，并適于在第一流體內(nèi)漂浮，以使得在第一浮子的第一磁體和第一排斥磁體之間以及在第一浮子的第一磁體和第二排斥磁體之間具有磁排斥。電子設(shè)備用以至少確定第一排斥磁體和第二排斥磁體之一與第一浮子的第一磁體之間的第一距離。再一實(shí)施例提供了一種用于確定流體密度的設(shè)備，包括第一磁體；攜帶第二磁體的浮子，該第二磁體定向?yàn)橐允沟迷诘谝淮朋w和第二磁體之間具有磁排斥；和限制浮子隨著流體密度變化而向著和遠(yuǎn)離第一磁體運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。電子設(shè)備用以利用第一和第二磁體之間的間隔確定流體的密度。另一實(shí)施例提供了一種確定流體密度的方法，包括提供包括頂端和底端的探針軸；提供第一浮子，該第一浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)并漂浮在所述流體的頂部表面處；提供第二浮子，該第二浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第一浮子下方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述流體內(nèi)；確定所述第一浮子相對(duì)于所述探針軸的第一位置；確定所述第二浮子相對(duì)于所述探針軸的第二位置；確定在所述第一位置和所述第二位置之間具有的第一距離；以及通過(guò)利用該第一距離確定與所述頂部表面相鄰的流體的第一
也/又。又一實(shí)施例提供了一種通過(guò)液位探針確定分散在罐中的流體的密度，該液位探針包括探針軸、第一浮子和第二浮子，該方法包括確定所述第一浮子相對(duì)于所述探針軸的第一位置；確定所述第二浮子相對(duì)于所述探針軸的第二位置；確定所述第一位置和所述第二位置之間的第一距離；以及利用該第一距離以確定與所述第一浮子和所述第二浮子相鄰的流體的第一密度。本發(fā)明的其它目的、特征和方面在下面更詳細(xì)地討論。附圖結(jié)合到說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，并示出本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。這些附圖，與說(shuō)明書(shū)一起，用以解釋本發(fā)明的原理。


在本說(shuō)明書(shū)的其余部分，包括參照附圖，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員更特別地提出本發(fā)明的充分的且可實(shí)施的公開(kāi)，包括其最佳模式，在附圖中圖1示出定位在燃料儲(chǔ)藏罐中的傳統(tǒng)的磁致伸縮的探針；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的利用密度檢測(cè)器的磁致伸縮的探針系統(tǒng)；圖3示出用于圖2的系統(tǒng)的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖4示出定位在探針軸上的圖3的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖5是圖3的磁致伸縮的密度檢測(cè)器的示意圖，示出檢測(cè)器中發(fā)現(xiàn)的磁排斥的原理；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖7是圖6的磁致伸縮的密度檢測(cè)器的示意圖，示出檢測(cè)器中發(fā)現(xiàn)的磁排斥的原理；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的利用密度檢測(cè)器的磁致伸縮的探針系統(tǒng)；圖9示出用于圖8的系統(tǒng)的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖10是圖9的磁致伸縮的密度檢測(cè)器的示意圖，示出檢測(cè)器中發(fā)現(xiàn)的磁排斥的原理；圖11是本發(fā)明的第四實(shí)施例，其包括圖3的磁致伸縮的密度檢測(cè)器和圖9的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖13是示出限定圖12的磁致伸縮的密度檢測(cè)器的操作原理的力的示意圖；圖14示出圖12的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖15是圖12、16和17的磁致伸縮的密度檢測(cè)器的示意圖，示出檢測(cè)器中發(fā)現(xiàn)的磁排斥的原理；圖16是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖17示出根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的磁致伸縮的密度檢測(cè)器；圖18是示出用于不同燃料密度的圖12的密度檢測(cè)器的磁體之間的距離的代表性測(cè)量的圖表；和圖19示出結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的磁致伸縮的密度檢測(cè)器的加燃料環(huán)境。本說(shuō)明書(shū)和附圖中的附圖標(biāo)記的重復(fù)使用意在代表本發(fā)明的相同或者類似的特征或者元件。
具體實(shí)施例方式在下面提出的實(shí)施例給出使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的必要信息，并示出實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。在參照附圖閱讀下面的描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本發(fā)明的構(gòu)思，并將認(rèn)識(shí)到這些構(gòu)思的應(yīng)用并不特別地限于此。應(yīng)當(dāng)理解，這些構(gòu)思和應(yīng)用落在本公開(kāi)和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本發(fā)明的實(shí)施例提供測(cè)量燃料儲(chǔ)藏罐中的燃料密度燃料高度的燃料液位探針。示例性的燃料液位探針是磁致伸縮的探針，其具有插入儲(chǔ)藏罐中并相對(duì)于儲(chǔ)藏罐固定的探針軸。探針具有緊鄰探針軸的終端定位的參考磁體。水位浮子，典型地環(huán)形浮子，定位在探針軸上，并漂浮在水-燃料交界面的位置。水位磁體與水位浮子相關(guān)聯(lián)以使得燃料儲(chǔ)藏罐中的水位能夠被確定。燃料液位浮子，同樣通常為環(huán)形浮子，定位在探針軸上并漂浮在空氣-燃料交界面。燃料液位磁體與燃料液位浮子相關(guān)聯(lián)，以使得燃料儲(chǔ)藏箱中的燃料的液位能夠被確定。 水位和燃料液位浮子隨著流體(水和燃料)的各自的位置的變化沿著探針軸自由地上下移動(dòng)。為了確定燃料儲(chǔ)藏箱中的燃料液位和水位，探針沿著探針軸內(nèi)的磁致伸縮的纜線發(fā)送電流。在磁致伸縮的纜線中的電流與磁體相互作用，并在纜線中引起扭波反射，該反射通過(guò)探針中的傳感器檢出。信號(hào)產(chǎn)生和反射到達(dá)之間經(jīng)歷的時(shí)間可以用于測(cè)量從傳感器到各磁體的距離。根據(jù)本發(fā)明，探針還適于確定燃料密度。探針可執(zhí)行計(jì)算以獲得燃料密度， 或者可以報(bào)告它的測(cè)量結(jié)果到罐監(jiān)測(cè)器或者其它的控制器以使得控制器可執(zhí)行計(jì)算以確定燃料密度。其它的流體的密度也可以通過(guò)本發(fā)明的探針測(cè)量，本發(fā)明并不嚴(yán)格地限于用于加燃料環(huán)境。傳統(tǒng)的磁致伸縮的燃料液位探針10 (在此及后“探針”)的討論首先參照?qǐng)D1在此進(jìn)行。本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的討論在下面開(kāi)始參照?qǐng)D2之后。這樣，現(xiàn)參照?qǐng)D1，探針10是磁致伸縮的探針，例如本發(fā)明的受讓人，也就是 125Powder Forest Drive，Simsbury，CT06070 的 Veeder-Root 公司，售賣的 MAG PROBE 磁致伸縮的探針。探針10部分地定位在燃料儲(chǔ)藏箱12中。具體地，探針包括延伸到燃料儲(chǔ)藏箱12中的探針軸14，而筒16定位在燃料儲(chǔ)藏箱12外。如所示的，筒16經(jīng)由安裝件18附著到探針軸14。但是，取決于應(yīng)用，安裝件可以使用或者不使用。筒16包括電子設(shè)備19， 其使得探針10能夠操作，如下面進(jìn)一步解釋的。在使用中，大多數(shù)燃料儲(chǔ)藏罐，例如燃料儲(chǔ)藏箱12，具有少量的水在那里。這些水集中在燃料儲(chǔ)藏箱12的底部，形成水-燃料交界面34。燃料位于水的頂部，并在燃料儲(chǔ)藏箱12的上部空間35具有空氣-燃料交界面36。探針軸14延伸通過(guò)分界面34和36 二者。 探針軸14具有緊鄰探針軸14的終端洲定位在距離終端觀固定的已知距離的參考磁體38。 參考磁體38可以如傳統(tǒng)地定位在探針軸14內(nèi)部，或者定位在在探針軸14的末端上滑動(dòng)的靴(未示出)外部。水位浮子40，典型地環(huán)形浮子，定位在探針軸14上，并漂浮在水-燃料交界面34的位置。水位磁體42與水位浮子40相關(guān)聯(lián)，以使得燃料儲(chǔ)藏箱12中的水的液位能夠被確定。燃料液位浮子44，同樣通常為環(huán)形浮子，定位在探針軸14上并漂浮在空氣-燃料交界面36處。燃料液位磁體46與燃料液位浮子44相關(guān)聯(lián)，以使得燃料儲(chǔ)藏箱12中的燃料的液位能夠被確定。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，隨著流體(水和燃料)的各自液位變化浮子40和44 可沿著探針軸14上下自由移動(dòng)。同樣地，浮子40和44的浮力通過(guò)它們將漂浮所在的流體確定。這樣的參數(shù)是傳統(tǒng)的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠易于理解。但是，感興趣的閱讀者可以參考 Veeder-Root 公布的 MAG 1&2 PLUS ！ PROBES ASSEMBLY GUIDE，其可以在 http:// www, veeder. com/page/searchhtml ？ keywords = mag+probe 在線獲得。ASSEMBLY GUIDE 在此通過(guò)參考全文引入。
為了確定燃料儲(chǔ)藏箱12內(nèi)的燃料液位和水位，探針10通過(guò)定位在筒16中的電子設(shè)備19內(nèi)的電流源產(chǎn)生電流，并發(fā)送電流到探針軸14中的磁致伸縮的纜線48。然后，探針 10檢測(cè)分別由浮子40和44的磁體42和46以及參考磁體38引起的扭波反射。扭波反射通過(guò)檢測(cè)器例如電子設(shè)備19的傳感線圈(為清楚示出)檢測(cè)。到達(dá)檢測(cè)器的第一反射是來(lái)自與燃料液位浮子44相關(guān)聯(lián)的燃料液位磁體的反射。到達(dá)檢測(cè)器的第二反射是來(lái)自與水位浮子40相關(guān)聯(lián)的水位磁體42的反射。第三反射從參考磁體38到達(dá)。因?yàn)榇胖律炜s的纜線48中的扭波的速度是已知的(典型地大約 3000m/s)，所以可以計(jì)算檢測(cè)器和引起扭波的磁體之間的距離。這樣，檢測(cè)器測(cè)量在產(chǎn)生脈沖和每個(gè)扭波反射到達(dá)之間過(guò)去的時(shí)間。如果從檢測(cè)器到特定磁體的距離是已知的，確定燃料儲(chǔ)藏罐12內(nèi)的特定磁體的液位將是熟知的技術(shù)?；蛘?，扭波到達(dá)時(shí)間的差異用于測(cè)量液位磁體和參考磁體38之間的距離。也就是，從底部30到參考磁體38的距離(參考磁體的高度)是已知的。通過(guò)測(cè)量扭波從例如水位磁體42和參考磁體38到達(dá)之間的時(shí)間差，兩磁體38和42之間的距離可以確定。具體地，扭波的速度乘以時(shí)間，得到距離該距離被加到參考磁體的高度，由該計(jì)算，水位磁體 42的高度被確定。相似的計(jì)算可以用于燃料液位磁體46。換言之，磁體相對(duì)于燃料儲(chǔ)藏箱 12底部的高度是可確定的。探針10向罐監(jiān)測(cè)器88報(bào)告所測(cè)量的反射，所述罐監(jiān)測(cè)器例如為Veeder-Root公司制造和售賣的TLS-350R。罐監(jiān)測(cè)器88使用來(lái)自探針10的數(shù)據(jù)，具體地說(shuō)，測(cè)量到的反射，來(lái)確定液位，從而確定燃料儲(chǔ)藏箱12內(nèi)的燃料的體積。例如，罐監(jiān)測(cè)器88可從燃料液位高度確定燃料儲(chǔ)藏箱內(nèi)的燃料的體積，如通過(guò)燃料液位浮子44確定的(以及如通過(guò)第一反射測(cè)量的或者其與參考磁體38的反射的關(guān)系)。由此高度，傳統(tǒng)的罐每單位高度的貯量算法以及其它的傳統(tǒng)技術(shù)可以被應(yīng)用，如本領(lǐng)域很好地理解的，以將燃料液位轉(zhuǎn)換為燃料儲(chǔ)藏箱12內(nèi)的燃料體積。關(guān)于磁致伸縮的燃料液位探針的操作的更多消息，感興趣的讀者可以參照美國(guó)專利No. 5，076，100，該專利在此通過(guò)參考被全文引入?，F(xiàn)參照?qǐng)D2-4，用于確定在燃料的表面層處的燃料密度的磁致伸縮的密度檢測(cè)器 31被示出。磁致伸縮的密度檢測(cè)器31包括燃料液位浮子44和密度浮子51，并可以與例如圖1所示的磁致伸縮的探針10 —起使用。燃料液位浮子44包括壓艙物45、燃料液位磁體 46、平衡唇狀件47、排斥磁體49和主體61。在所示實(shí)施例中，排斥磁體49加到現(xiàn)有的磁致伸縮的探針10的燃料液位浮子44，如前面討論的。排斥磁體49在所示實(shí)施例中提供，因?yàn)槿剂弦何淮朋w46定位在燃料水平浮子44的上部，從而限定它與密度浮子相互作用的能力， 如在下面更詳細(xì)地討論的。平衡唇狀件47保證燃料液位浮子44隨著罐內(nèi)燃料液位36變化沿著探針軸14豎直地自由移動(dòng)。密度浮子51包括密度磁體53、平衡唇狀件57、壓艙物55和主體59。密度磁體53 定位在密度浮子51上以使得在燃料液位浮子44的排斥磁體49和密度浮子51的密度磁體 53之間存在足夠的磁排斥力。類似于燃料液位浮子44的平衡唇狀件47，平衡唇狀件57保證密度浮子51隨著燃料的燃料液位36和密度變化而沿著探針軸14自由移動(dòng)。同樣類似于燃料液位浮子44，壓艙物55被提供并可以根據(jù)需要變化，以使得密度浮子51的浮力可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，如通過(guò)它將漂浮所在的流體確定的。此外參照?qǐng)D5，通過(guò)磁致伸縮的密度檢測(cè)器31的燃料密度的確定是基于定位在燃料液位浮子44上的排斥磁體49和定位在密度浮子51上的密度磁體53之間的磁排斥力的作用結(jié)果(effect)。簡(jiǎn)言之，在排斥磁體49和密度磁體53之間產(chǎn)生的磁排斥力將影響密度浮子51相對(duì)于燃料液位浮子44的位置，更具體地，沿著探針軸14的磁致伸縮的纜線48 密度磁體53相對(duì)于排斥磁體49的位置。對(duì)于磁致伸縮的密度檢測(cè)器31的表面層，密度浮子51被校準(zhǔn)以使得它比期望檢測(cè)密度變化的流體中的燃料液位浮子44的浮力更小。并且，密度浮子51優(yōu)選地比燃料液位浮子44質(zhì)量更輕以使得密度浮子51沿著探針軸14的位置將隨著燃料密度變化而變化， 但是燃料液位浮子44的位置將相對(duì)不受影響。如此，燃料液位浮子44和密度浮子51設(shè)計(jì)為以使得密度浮子51最受排斥磁體49和密度磁體53之間存在的磁性排斥力的影響。但是，注意到，密度浮子51的密度磁體53在燃料液位浮子44上施加向上的力。如此，調(diào)節(jié)在燃料液位浮子44上的壓艙物45的量是必要的，以為了保持期望的浮性大小，以及由此通過(guò)燃料液位磁體46測(cè)量的精確的燃料液位。如已知的，浮子布置在流體內(nèi)的豎直位置將隨著流體的密度變化而改變。例如，隨著流體密度增加，浮子將升高，而隨著密度減少，浮子將在流體中更向下移動(dòng)。如此，當(dāng)燃料液位浮子44和密度浮子51放置在燃料中時(shí)，由于排斥磁體49和密度磁體53之間的磁排斥力，輕質(zhì)量的密度浮子51將被燃料液位浮子44排斥，并且隨著燃料密度減少，密度浮子 51將更深地下沉到燃料中。密度磁體53將在燃料中沿著探針軸14移動(dòng)向下移動(dòng)直到磁體之間的排斥力不再能夠克服燃料施加在密度浮子51上的浮力。當(dāng)?shù)挚沽Ρ坏窒⑶颐芏雀∽?1達(dá)到平衡時(shí)，它浮在相對(duì)于探針軸14以及因此相對(duì)于磁致伸縮的纜線48恒定的位置。當(dāng)在已知密度的流體中處于平衡狀態(tài)時(shí)排斥磁體49和密度磁體53分離開(kāi)的距離是磁性排斥力的對(duì)數(shù)函數(shù)。如此，利用前面討論的如圖1所示的磁致伸縮的探針10，排斥磁體49和密度磁體53之間的分隔距離可以被確定，可以被推導(dǎo)出公式以確定在燃料表面處的燃料密度?，F(xiàn)參照?qǐng)D6和7，用于確定表面層燃料密度的磁致伸縮的密度檢測(cè)器31的替代實(shí)施例被示出。磁致伸縮的密度檢測(cè)器31類似于圖2-5所示的密度檢測(cè)器地操作，除了燃料液位磁體46還用作排斥磁體49之外。更具體地，與以前討論的實(shí)施例相反，燃料液位磁體 46定位在燃料液位浮子44的底部，以使得它布置在燃料內(nèi)。如此，它緊鄰密度浮子51，因此通過(guò)密度磁體53產(chǎn)生足夠磁性排斥力以使得它提供關(guān)于圖2-5所示的密度檢測(cè)器31的實(shí)施例討論的排斥磁體49的功能性。除了該差異之外，磁致伸縮的密度檢測(cè)器31的本實(shí)施例幾乎與以前討論的實(shí)施例的功能相同。如此，如圖2-5所示的磁致伸縮的密度檢測(cè)器 31的以前的描述應(yīng)用到本實(shí)施例，并且在此不再重復(fù)。現(xiàn)參照?qǐng)D8和9，用于確定燃料內(nèi)的水層34處的燃料密度的磁致伸縮的密度檢測(cè)器33被示出。磁致伸縮的密度檢測(cè)器33包括水位浮子40和密度浮子51，并與如圖1所示的磁致伸縮的探針10組合使用。水位浮子40包括壓艙物41、水位磁體42、平衡唇狀件47 和主體61。平衡唇狀件47保證水位浮子40隨著罐內(nèi)的水-燃料交界面34變化而沿著探針軸14自由移動(dòng)。密度浮子51包括密度磁體53、平衡唇狀件57、壓艙物55和主體59。密度磁體53 定位在密度浮子51上以使得水位浮子40的排斥磁體42和密度浮子51的密度磁體53之間存在足夠的磁排斥力。類似于水位浮子40的平衡唇狀件47，平衡唇狀件57保證密度浮子51隨著水位34和燃料的密度變化而沿著探針軸14自由移動(dòng)。同樣類似于水位浮子40， 壓艙物陽(yáng)被提供并可以根據(jù)需要變化，以使得密度浮子51的浮力可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，如通過(guò)它將漂浮所在的流體確定的。此外參照?qǐng)D10，通過(guò)磁致伸縮的密度檢測(cè)器33的燃料密度的確定是基于定位在水位浮子40上的水位磁體42 (還用作排斥磁體)和定位在密度浮子51上的密度磁體53 之間的磁排斥力的作用結(jié)果。簡(jiǎn)言之，水位磁體42和密度磁體53之間產(chǎn)生的磁排斥力將影響密度浮子51相對(duì)于水位浮子40的位置，更具體地，沿著探針軸14的磁致伸縮的纜線 48密度磁體53相對(duì)于水位磁體42的位置。對(duì)于水層磁致伸縮的密度檢測(cè)器33，密度浮子51被校準(zhǔn)以使得它比水位浮子40 在期望檢測(cè)密度變化的流體中的浮力更大。并且，密度浮子51優(yōu)選地比水位浮子40的質(zhì)量更小，以使得密度浮子51沿著探針軸14的位置將隨著燃料密度變化而變化，但是水位浮子40的位置將相對(duì)不受影響。如此，水位浮子40和密度浮子51設(shè)計(jì)為以使得密度浮子51 最受水位磁體42和密度磁體53之間存在的磁性排斥力的影響。但是，注意到，密度浮子51 的密度磁體53將施加向下的力在水位浮子40上。如此，在水位浮子40上的調(diào)節(jié)壓艙物41 的量是必要的，以為了保持期望的浮力大小，以及通過(guò)水位磁體42測(cè)量的精確的水位。如已知的，浮子布置在流體內(nèi)的豎直位置將隨著流體的密度變化而改變。例如，隨著流體密度增加，浮子將升高，而隨著密度減少，浮子將在流體中更向下移動(dòng)。如此，當(dāng)水位浮子40和密度浮子51放置在燃料中時(shí)，由于水位磁體42和密度磁體53之間的磁排斥力， 輕質(zhì)量的密度浮子51將被水位浮子40排斥，并且密度浮子51將在燃料中進(jìn)一步升高。密度磁體53將在燃料中沿著探針軸14向上移動(dòng)直到磁體之間的排斥力不再能夠克服它的重量施加在密度浮子51上的下沉力。當(dāng)相反的力被抵消并且密度浮子51達(dá)到平衡時(shí)，它浮在相對(duì)于探針軸14以及因此相對(duì)于磁致伸縮的纜線48恒定的位置。當(dāng)在已知密度的流體中處于平衡狀態(tài)時(shí)水位磁體42和密度磁體53分離開(kāi)的距離是磁性排斥力的對(duì)數(shù)函數(shù)。如此，利用前面討論的如圖1所示的磁致伸縮的探針10，水位磁體42和密度磁體53之間的分隔距離可以被確定，并且可以推導(dǎo)出公式來(lái)確定在燃料表面處的燃料密度?，F(xiàn)參照?qǐng)D11，本發(fā)明的實(shí)施例被示出，其中如圖3所示的磁致伸縮的密度檢測(cè)器 31用于測(cè)量燃料表面層的燃料密度，如圖9所示的磁致伸縮的密度檢測(cè)器用于測(cè)量在水層處的燃料密度。該組合實(shí)施例的操作原理類似于前面的提及的密度檢測(cè)器31和33的討論， 因此，在此不再重復(fù)這些討論?，F(xiàn)參照?qǐng)D12-14，用于確定燃料表面層處的燃料密度的磁致伸縮的密度檢測(cè)器31 的替代實(shí)施例被示出。磁致伸縮的密度檢測(cè)器31包括燃料液位浮子44和內(nèi)部密度浮子 51，并優(yōu)選地與如圖1所示的磁致伸縮的探針10組合使用。燃料液位浮子44包括平衡唇狀件47、主體61、上排斥磁體63和下排斥磁體65。如所示的，上和下排斥磁體63和65定位在燃料液位浮子44的框架的限定部分上以使得內(nèi)部密度浮子布置在排斥磁體63和65 之間。平衡唇狀件47保證燃料液位浮子44隨著在罐內(nèi)燃料液位36變化沿著探針軸14自由移動(dòng)。如所示，密度浮子51包括密度磁體53、平衡唇狀件57和主體59。類似于燃料液位浮子44的平衡唇狀件47，平衡唇狀件57保證密度浮子51隨著燃料液位36和燃料密度變化而沿著探針軸14自由移動(dòng)。
如在圖15中最好地示出，不同于以前討論的表面層磁致伸縮的密度檢測(cè)器，本實(shí)施例的密度浮子51在向上和向下方向都受到磁性排斥力，這是因?yàn)檫@樣的事實(shí)，S卩，密度浮子51分別定位在上和下排斥磁體63和65之間。此外參照?qǐng)D13，因?yàn)槊芏雀∽?1的質(zhì)量和體積是預(yù)定固定的值，力平衡可以被推導(dǎo)以預(yù)測(cè)磁致伸縮的密度檢測(cè)器31被浸沒(méi)其中的燃料的密度。更具體地，力平衡方程式是FM1-FM2+FB-FW = 0其中，F(xiàn)Ml是在下排斥磁體65和密度磁體53之間產(chǎn)生的磁排斥力；FM2是在上排斥磁體63和密度磁體53之間產(chǎn)生的磁排斥力；FB是通過(guò)密度浮子的浮力產(chǎn)生的向上力； 以及FW是通過(guò)密度浮子51的重量產(chǎn)生的向下力。當(dāng)燃料液位浮子44和密度浮子51在燃料中實(shí)現(xiàn)平衡時(shí)，這些力的和等于0?，F(xiàn)參照?qǐng)D18，示出針對(duì)燃料密度的變化，密度磁體53分別和上下排斥磁體63和 65之間的距離的示例性圖表被示出。為了利用磁致伸縮的密度檢測(cè)器31確定燃料密度測(cè)量值，排斥磁體63和密度磁體53之間的距離(圖表上的曲線81)和下排斥磁體65和密度磁體53之間的距離(圖表上的曲線83)被測(cè)量。這兩個(gè)距離利用前面關(guān)于如圖1所示的磁致伸縮的探針10的方法和算法進(jìn)行測(cè)量。注意到，如將期望的，圖表示出隨著燃料密度變大，密度浮子51相對(duì)于燃料液位浮子44升高，從上排斥磁體63到密度磁體53的距離隨著從下排斥磁體65到密度磁體53的距離增大而減小。反過(guò)來(lái)的情形被示出，用于當(dāng)燃料密度下降時(shí)。密度浮子51的位移和燃料的密度之間的關(guān)系取決于四個(gè)因素上排斥磁體63和下排斥磁體65之間的固定距離；密度浮子51的材料密度；密度浮子51的體積；以及使用的磁體的強(qiáng)度。更具體地，上排斥磁體63和下排斥磁體65之間的距離越大，燃料密度測(cè)量將具有更高的分辨率。但是，上下排斥磁體63和65之間的距離太大會(huì)不利地影響測(cè)量罐中低的燃料液位的能力，因?yàn)榉珠_(kāi)的越遠(yuǎn)，燃料液位浮子44的長(zhǎng)度越大。接著，密度浮子51 的密度確定密度檢測(cè)器31可以測(cè)量的燃料密度的范圍的中心。優(yōu)選地，密度浮子51的密度通過(guò)待測(cè)量的燃料的平均密度確定。接著，密度浮子51的體積是重要的，因?yàn)楦∽釉叫。?能夠測(cè)量的密度范圍越大。但是，越大的密度浮子給予更穩(wěn)定的測(cè)量。最后，用于密度檢測(cè)器31的磁性越強(qiáng)，可測(cè)量密度范圍變得越大，系統(tǒng)變得更穩(wěn)定。通過(guò)改變這四個(gè)因素，磁致伸縮的密度檢測(cè)器31可以設(shè)計(jì)為覆蓋用于給定流體的期望的密度范圍。現(xiàn)參照?qǐng)D16，用于確定在燃料的水層處的燃料密度的磁致伸縮的密度檢測(cè)器33 的替代實(shí)施例被示出。磁致伸縮的密度檢測(cè)器33包括水位浮子40和內(nèi)部密度浮子51，并優(yōu)選地與如圖1所示的磁致伸縮的探針10組合使用。水位浮子40包括平衡唇狀件47、主體61、上排斥磁體63和下排斥磁體65。如所示的，上和下排斥磁體63和65定位在水位浮子40的框架的相對(duì)部分上，以使得內(nèi)部密度浮子51布置在排斥磁體63和65之間。平衡唇狀件47保證水位浮子40隨著在罐內(nèi)水位34變化而沿著探針軸14自由移動(dòng)。如所示的，密度浮子51包括密度磁體53、平衡唇狀件57和主體59。類似于水位浮子40的平衡唇狀件47，平衡唇狀件57保證密度浮子51隨著燃料液位和燃料密度變化而沿著探針軸14自由移動(dòng)。水位密度檢測(cè)器33的操作原理與以前關(guān)于如圖12所示的表面層密度檢測(cè)器31討論的那些相同。如此，在此不再重復(fù)那些討論?，F(xiàn)參照?qǐng)D17，用于確定在沿著磁致伸縮的探針10的期望位置處的燃料密度的磁致伸縮的密度檢測(cè)器71被示出。磁致伸縮的密度檢測(cè)器71包括框架73和內(nèi)部密度浮子 51?？蚣?3固定到磁致伸縮的探針10的探針軸14上的固定位置，并包括上排斥磁體63 和下排斥磁體65。如所示的，上下排斥磁體63和65定位在框架73的相對(duì)部分上，以使得內(nèi)部密度浮子51布置在排斥磁體63和65之間。如此，密度浮子51的密度磁體53也定位在上下排斥磁體63和65之間。密度檢測(cè)器71分別和以前討論的如圖14和圖16所示的密度檢測(cè)器31和33之間在結(jié)構(gòu)上的主要差異在于，上下排斥磁體63和65在固定位置固定到探針軸14，所述固定位置并不隨著罐內(nèi)的燃料液位和水位變化而變化。如此，分別對(duì)如圖14和16所示的密度檢測(cè)器31和33的操作的以前的描述足以描述固定的密度檢測(cè)器71 的操作，因此在此不再贅述。該實(shí)施例是理想的，因?yàn)樗梢杂糜诳邕^(guò)燃料深度檢測(cè)密度， 從而指示燃料分層及其他這樣的燃料特性。在所示實(shí)施例中，例如，多個(gè)檢測(cè)器71固定在沿著探針軸14間隔開(kāi)的位置。圖19示出可以結(jié)合到本發(fā)明的加燃料環(huán)境90，其包括為了上述目的計(jì)算和/或傳達(dá)燃料儲(chǔ)藏罐12中的燃料密度的系統(tǒng)和裝置。具體地，加燃料環(huán)境90可包括中心建筑物 92和多個(gè)加燃料島94。中心建筑物92不必位于加燃料環(huán)境90中央，而是為加燃料環(huán)境90的焦點(diǎn)，并可以罩住在那里的便利店96和/或快速服務(wù)飯店(QSR) 98。便利店96和快速服務(wù)飯店98 二者可以分別包括銷售點(diǎn)100，102。中心建筑物92可進(jìn)一步罩住現(xiàn)場(chǎng)控制器(SC) 104，其在示例性實(shí)施例中可以為由 7300W. Friendly Avenue, Greensboro, NC27410 的 Gilbarco 公司售賣的G-site ?，F(xiàn)場(chǎng)控制器104可控制加燃料事務(wù)的授權(quán)以及其它易于理解的傳統(tǒng)的活動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)控制器104可以結(jié)合到銷售點(diǎn)例如銷售點(diǎn)100中，如果需要或者期望的話。進(jìn)一步地，現(xiàn)場(chǎng)控制器104可具有離場(chǎng)通信鏈接106，其允許遠(yuǎn)程通信，便于信用卡/借記卡授權(quán)、內(nèi)容提供、報(bào)告目的等，如需要或期望。離場(chǎng)通信鏈接106可以通過(guò)公共交換電話網(wǎng)絡(luò) (PSTN)、因特網(wǎng)、二者等進(jìn)行，如需要或期望。多個(gè)加燃料島94可以具有定位在那上面的一個(gè)或多個(gè)燃料分配器108。燃料分配器108可以是例如Gilbarco公司售賣的ENCORE 分配器。燃料分配器108與現(xiàn)場(chǎng)控制器104通過(guò)LAN等進(jìn)行通信。加燃料環(huán)境90具有適于保持燃料在其中的一個(gè)或多個(gè)燃料儲(chǔ)藏罐12。在典型裝置中，燃料儲(chǔ)藏罐12定位在地下，也可以稱作地下儲(chǔ)藏罐。進(jìn)一步地，每個(gè)燃料儲(chǔ)藏罐12具有液位探針50，例如在此描述的那些。探針50報(bào)告為與其關(guān)聯(lián)的罐監(jiān)測(cè)器(TM)88。到罐監(jiān)測(cè)器88的報(bào)告可以通過(guò)基于纜線的系統(tǒng)例如以太網(wǎng)LAN或者符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)80211g等的無(wú)線系統(tǒng)進(jìn)行，如需要或期望。罐監(jiān)測(cè)器88可以與燃料分配器108通信(要么通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制器104或者直接進(jìn)行，如需要或期望)以確定分配的燃料量，并比較分配的燃料和燃料儲(chǔ)藏罐12內(nèi)的燃料的現(xiàn)有液位，如需要或期望。在典型裝置中，罐監(jiān)測(cè)器88還定位在中心建筑物92中。并可以接近現(xiàn)場(chǎng)控制器104。罐監(jiān)測(cè)器88可與現(xiàn)場(chǎng)控制器104通信，并可進(jìn)一步具有離場(chǎng)通信鏈接110，用于泄漏檢測(cè)報(bào)告、存貨報(bào)告等。非常類似于離場(chǎng)通信鏈接106，離場(chǎng)通信鏈接110可通過(guò)PSTN、 因特網(wǎng)、二者等。如果現(xiàn)場(chǎng)通信鏈接110存在，離場(chǎng)通信鏈接106不需要存在，盡管可以存在兩個(gè)鏈接，如果需要或期望。如在此使用的，罐監(jiān)測(cè)器88和現(xiàn)場(chǎng)控制器104是這樣程度的現(xiàn)場(chǎng)通信器，它們?cè)试S離場(chǎng)通信并報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程位置。
本發(fā)明可通過(guò)將來(lái)自探針50的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程位置而利用離場(chǎng)通信鏈接110。該數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地防止篡改，以使得現(xiàn)場(chǎng)操作員不能改變通過(guò)離場(chǎng)通信鏈接106或者110發(fā)送到遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)。來(lái)自探針50的數(shù)據(jù)可以被提供給合作團(tuán)體，從該團(tuán)體現(xiàn)場(chǎng)操作員具有特許權(quán)、政府監(jiān)測(cè)代理業(yè)務(wù)、獨(dú)立的監(jiān)測(cè)代理業(yè)務(wù)等，如需要或者期望。一種防止篡改的方法是通過(guò)加密算法。幫助降低篡改可能性的替代技術(shù)是利用專門的離場(chǎng)通信鏈接112，其中探針50直接報(bào)告給從加燃料環(huán)境90移除的位置。以這種方式，加燃料環(huán)境90的操作者不必具有對(duì)專門的離場(chǎng)通信鏈接112的訪問(wèn)權(quán)。對(duì)于加燃料環(huán)境90的元件如何相互作用的進(jìn)一步的信息，可以參考美國(guó)專利 No. 5，956，259，該專利通過(guò)參考在此被全文引入。關(guān)于燃料分配器108的信息可以在美國(guó)專利No. 5，734,851和No. 6，052，629中發(fā)現(xiàn)，所述專利在此通過(guò)參考在此被全文引入。對(duì)于關(guān)于罐監(jiān)測(cè)器88及其操作的更多的信息，可以參考美國(guó)專利No. 5，423，457、 No. 5，400，253、No. 5，319，545和No. 4，977，528，這些專利在此通過(guò)參考被全文引入。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)和修改。所有的這些改進(jìn)和修改被認(rèn)為是在在此公開(kāi)的內(nèi)容以及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于包含第一流體的罐的液位探針，包括包括頂端和底端的探針軸；攜帶第一磁體的第一浮子，所述第一浮子可滑動(dòng)地布置以便沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體的頂部表面；攜帶第一磁體的第二浮子，所述第二浮子可滑動(dòng)地布置以便沿著所述探針軸在所述第一浮子下方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體內(nèi)以使得在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間具有磁排斥；以及電子設(shè)備，用以確定所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的第一距離。
2.如權(quán)利要求1所述的液位探針，其中，所述電子設(shè)備還用于利用所述第一距離來(lái)確定與所述第一流體的頂部表面相鄰的第一流體的第一密度。
3.如權(quán)利要求1所述的液位探針，其中，所述第一浮子的浮力大于所述第二浮子的浮力。
4.如權(quán)利要求1所述的液位探針，其中，所述第一浮子的質(zhì)量大于所述第二浮子的質(zhì)量以使得所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的磁排斥在所述第二浮子上具有更大的影響。
5.如權(quán)利要求1所述的液位探針，進(jìn)一步包括設(shè)置在沿著所述探針軸的預(yù)定位置的參考磁體和沿著所述探針軸的長(zhǎng)度延伸的磁致伸縮的纜線。
6.如權(quán)利要求1所述的液位探針，其中，所述第一浮子進(jìn)一步攜帶第二磁體，所述第二磁體定位得以使得所述第一浮子的所述第一磁體布置在所述第二磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間。
7.如權(quán)利要求6所述的液位探針，其中，所述第一浮子的所述第二磁體相對(duì)于所述探針軸的位置用于確定所述第一流體的所述頂部表面相對(duì)于所述探針軸的位置。
8.如權(quán)利要求1所述的液位探針，其中，所述第一流體是燃料，所述燃料的頂部表面包括空氣-燃料交界面。
9.如權(quán)利要求8所述的液位探針，進(jìn)一步包括包括第一磁體的第三浮子，所述第三浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述罐內(nèi)的第二流體的頂部表面處，其中該第二流體密度大于所述燃料。
10.如權(quán)利要求9所述的液位探針，其中，所述第二流體包括水，所述水的頂部表面包括燃料-水交界面。
11.如權(quán)利要求9所述的液位探針，進(jìn)一步包括攜帶第一磁體的第四浮子，所述第四浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第三浮子上方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述燃料內(nèi)，以使得在所述第三浮子的所述第一磁體和所述第四浮子的所述第一磁體之間具有磁排斥。
12.一種用于包含第一流體和第二流體的罐的液位探針，該第二流體與該第一流體在其間形成交界面，包括包括頂端和底端的探針軸；攜帶第一磁體的第一浮子，所述第一浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體和所述第二流體的交界面處；攜帶第一磁體的第二浮子，該第二浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第一浮子上方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體內(nèi)，以使得在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間具有磁排斥；和電子設(shè)備，用以確定所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的第一距離。
13.如權(quán)利要求12所述的液位探針，其中，所述電子設(shè)備還用以利用所述第一距離來(lái)確定與所述第一流體和所述第二流體之間的所述交界面相鄰的第一流體的第一密度。
14.如權(quán)利要求12所述的液位探針，其中，所述第二浮子的浮力大于所述第一浮子的浮力。
15.如權(quán)利要求12所述的液位探針，其中，所述第一浮子的質(zhì)量大于所述第二浮子的質(zhì)量，以使得所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的磁排斥在所述第二浮子上具有更大的影響。
16.如權(quán)利要求12所述的液位探針，進(jìn)一步包括布置在沿著所述探針軸的預(yù)定位置處的參考磁體和沿著所述探針軸的長(zhǎng)度延伸的磁致伸縮的纜線。
17.如權(quán)利要求12所述的液位探針，其中，所述第一浮子的所述第一磁體相對(duì)于所述探針軸的位置用于確定所述第一流體和所述第二流體之間的所述交界面的位置。
18.如權(quán)利要求12所述的液位探針，進(jìn)一步包括攜帶第一磁體的第三浮子，所述第三浮子可滑動(dòng)地布置在所述探針軸周圍，并適于漂浮在所述罐內(nèi)的所述第一流體的所述頂部表面上。
19.如權(quán)利要求18所述的液位探針，其中，所述第一流體包括燃料，所述第二流體包括水，所述交界面進(jìn)一步包括燃料-水交界面。
20.一種用于包含第一流體的罐的液位探針，包括包括頂端和底端的探針軸；攜帶第一磁體和第二磁體的第一浮子，所述第一浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)；攜帶第一磁體的第二浮子，該第二浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二磁體之間運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體內(nèi)，以使得在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間以及所述第一浮子的所述第二磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間具有磁排斥；和電子設(shè)備，其適于基于所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間以及所述第一浮子的所述第二磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的間隔確定與所述第二浮子相鄰的第一流體的第一密度。
21.如權(quán)利要求20所述的液位探針，其中，所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間以及所述第一浮子的所述第二磁體和所述第二浮子的所述第一磁體之間的磁排斥在所述第二浮子上彼此相對(duì)地作用。
22.如權(quán)利要求20所述的液位探針，進(jìn)一步包括布置在沿著所述探針軸的預(yù)定位置處的參考磁體和沿著所述探針軸的長(zhǎng)度延伸的磁致伸縮的纜線。
23.如權(quán)利要求20所述的液位探針，其中，所述第一浮子適于漂浮在所述第一流體的頂部表面上，所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二磁體之一相對(duì)于所述探針軸的位置用于確定所述第一流體的所述頂部表面相對(duì)于所述探針軸的位置。
24.如權(quán)利要求20所述的液位探針，其中，所述第一浮子適于漂浮在罐內(nèi)的第二流體的頂部表面上，所述第二流體密度大于所述第一流體以使得在所述第一流體和所述第二流體之間形成交界面。
25.如權(quán)利要求M所述的液位探針，其中，所述第一流體包括燃料，所述第二流體包括水，水的頂部表面包括燃料-水交界面。
26.如權(quán)利要求M所述的液位探針，其中，所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二磁體之一的位置用于確定所述第二流體的頂部表面相對(duì)于所述探針軸的位置。
27.一種用于包含第一流體的罐的液位探針，包括包括頂端和底端的探針軸；第一排斥磁體和第二排斥磁體，所述第一排斥磁體和所述第二排斥磁體布置在沿著所述探針軸的固定位置處；攜帶第一磁體的第一浮子，所述第一浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第一排斥磁體和所述第二排斥磁體之間運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體內(nèi)以使得在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第一排斥磁體之間以及在所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二排斥磁體之間具有磁排斥；和電子設(shè)備，用以至少確定所述第一排斥磁體和所述第二排斥磁體之一與所述第一浮子的所述第一磁體之間的第一距離。
28.如權(quán)利要求27所述的液位探針，其中，所述電子設(shè)備還用以至少部分地基于所述第一距離確定與所述第一浮子相鄰的第一流體的第一密度。
29.如權(quán)利要求27所述的液位探針，其中，所述第一浮子的所述第一磁體和所述第一排斥磁體之間的磁排斥與所述第一浮子的所述第一磁體和所述第二排斥磁體之間的磁排斥在所述第一浮子上彼此相對(duì)地作用。
30.如權(quán)利要求27所述的液位探針，其中，所述第一排斥磁體和所述第二排斥磁體布置在固定地連接到所述探針軸的第一框架上。
31.如權(quán)利要求30所述的液位探針，進(jìn)一步包括在與所述第一框架間隔開(kāi)的位置固定地連接到所述探針軸的第二框架；由所述第二框架攜帶的第三排斥磁體和第四排斥磁體，所述第三排斥磁體和所述第四排斥磁體布置在沿著所述探針軸的固定位置；和攜帶第一磁體的第二浮子，所述第二浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第三排斥磁體和所述第四排斥磁體之間運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述第一流體內(nèi)，以使得在所述第二浮子的所述第一磁體和所述第三排斥磁體之間以及在所述第二浮子的所述第一磁體和所述第四排斥磁體之間具有磁排斥，其中所述電子設(shè)備至少確定所述第三排斥磁體和所述第四排斥磁體之一與所述第二浮子的所述第一磁體之間的第一距離。
32.如權(quán)利要求31所述的液位探針，其中，所述電子設(shè)備還用以至少部分地基于所述第三排斥磁體和所述第四排斥磁體之一與所述第二浮子的所述第一磁體之間的第一距離確定與所述第二浮子相鄰的所述第一流體的第二密度。
33.如權(quán)利要求27所述的液位探針，其中，所述電子設(shè)備還用以確定所述第一排斥磁體和所述第二排斥磁體的另一個(gè)與所述第一浮子的所述第一磁體之間的第二距離，所述第一距離和所述第二距離由所述電子設(shè)備利用以確定與所述第一浮子相鄰的所述第一流體的第一密度。
34.如權(quán)利要求31所述的液位探針，其中，所述電子設(shè)備還用以確定所述第三排斥磁體和所述第四排斥磁體的另一個(gè)和所述第二浮子的所述第一磁體之間的第二距離，所述第一距離和所述第二距離由所述電子設(shè)備利用以確定與所述第二浮子相鄰的的第一流體的第二密度。
35.一種用于確定流體流體密度的設(shè)備，包括第一磁體；攜帶第二磁體的浮子，該第二磁體定向?yàn)橐允沟迷谒龅谝淮朋w和所述第二磁體之間具有磁排斥；限制所述浮子隨著流體密度變化向著和遠(yuǎn)離所述第一磁體的運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)；以及電子設(shè)備，其用以利用所述第一和第二磁體之間的間隔確定流體密度。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中，所述浮子是第二浮子，所述第一磁體由該第一浮子攜帶。
37.一種確定流體密度的方法，包括 提供包括頂端和底端的探針軸；提供第一浮子，該第一浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸運(yùn)動(dòng)并漂浮在所述流體的頂部表面處；提供第二浮子，該第二浮子可滑動(dòng)地布置用于沿著所述探針軸在所述第一浮子下方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在所述流體內(nèi)；確定所述第一浮子相對(duì)于所述探針軸的第一位置； 確定所述第二浮子相對(duì)于所述探針軸的第二位置； 確定在所述第一位置和所述第二位置之間存在的第一距離；以及通過(guò)利用該第一距離確定與所述頂部表面相鄰的流體的第一密度。
38.一種通過(guò)液位探針確定分散在罐中的流體的密度，該液位探針包括探針軸、第一浮子和第二浮子，該方法包括確定所述第一浮子相對(duì)于所述探針軸的第一位置；確定所述第二浮子相對(duì)于所述探針軸的第二位置；確定所述第一位置和所述第二位置之間的第一距離；以及利用該第一距離以確定與所述第一浮子和所述第二浮子相鄰的流體的第一密度。
全文摘要
一種用于包含第一流體的罐的液位探針，包括探針軸；具有第一磁體的第一浮子，其可滑動(dòng)地布置，用于沿著探針軸運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在第一流體的頂部表面上；具有第一磁體的第二浮子，其可滑動(dòng)地布置，用于沿著探針軸在第一浮子下方運(yùn)動(dòng)，并適于漂浮在第一流體內(nèi)；以及電子設(shè)備，其適于確定第一浮子的第一磁體和第二浮子的第一磁體之間的第一距離，該第一距離用于確定第一流體的第一密度。
文檔編號(hào)G01N9/00GK102341689SQ201080010566
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者A.普林斯蒂爾, J.泰西托爾 申請(qǐng)人:維德-魯特公司