Barco con un dispositivo para vigilar depósitos.

Barco, en especial buque de altura, que comprende al menos un depósito del barco y al menos un dispositivo de vigilancia de depósitos del barco para vigilar una altura de llenado y una temperatura de un líquido en al menos un depósito del barco, en donde el dispositivo de vigilancia de depósitos del barco comprende al menos un sensor dispuesto en o sobre el depósito del barco y una instalación de tratamiento de señales, asociada al sensor, la cual de una señal entregada por el sensor deriva al menos una señal que indica la altura de llenado del depósito del barco, caracterizado porque el sensor se compone de una guía de ondas

(4), a lo largo del cual está configurado en al menos una posición predeterminada un punto de medición (9A, 9B, 9C), en el que se retrodispersa la luz que se propaga en la guía de ondas (4) en contra de su dirección de propagación original, en donde está prevista una fuente luminosa (6) adecuada para irradiar luz en la guía de ondas (4), en donde la instalación de tratamiento de señales (7) presenta un dispositivo de cálculo para valorar una propiedad característica de la luz retrodispersada en el al menos un punto de medición (9A, 9B, 9C), en donde la guía de ondas (4) está dispuesta en el depósito del barco (2), de tal forma que el número de aquellos puntos de medición (9B, 9C) que se encuentran por debajo del nivel de líquido (12) de un líquido (11) contenido en el depósito del barco (2) depende de la altura de llenado del depósito del barco (2), y en donde la instalación de tratamiento de señales (7) deriva de una señal entregada por el sensor adicionalmente al menos una señal, que indica una temperatura en el depósito del barco (2), en donde la guía de ondas (4) en el depósito del barco está dispuesta de tal manera, que al menos un punto de medición (9A) se encuentra siempre por encima del nivel de líquido (12) con independencia de la altura de llenado, y porque la señal luminosa retrodispersada por este punto de medición (9A) la utiliza la instalación de tratamiento de señales (7) como señal de referencia para compararla con las señales luminosas retrodispersadas por los restantes puntos de medición (9B, 9C).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/052725.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHRODER, DIERK, DR., BOSSELMANN, THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO... > Indicación o medida del nivel de líquidos o materiales... > G01F23/292 (Luz)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE TEMPERATURAS; MEDIDA DE CANTIDADES DE CALOR;... > Medida de la temperatura basada en las variaciones... > G01K11/32 (utilizando cambios en la transmisión, la difusión o la fluorescencia en fibras ópticas)

PDF original: ES-2533473_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Barco con un dispositivo para vigilar depósitos La invención se refiere a un barco con un dispositivo para vigilar depósitos según el preámbulo de la reivindicación 1. Una vigilancia de depósitos es de gran importancia en los barcos, ya que los niveles de llenado de los depósitos son de importancia central para una gran cantidad de magnitudes de estado de un barco, como por ejemplo la estabilidad y la autonomía remanente.

Como ejemplo se quieren contemplar aquí los depósitos de combustible en buques de altura. Normalmente los grandes buques de altura utilizan aceite de caldeo pesado (HFO = Heavy Fuel Oil) con una viscosidad de hasta 700

â?" 900 cSt a 20º C. Para poder bombear este aceite de caldeo pesado es necesario llevarlo a una temperatura de entre 50º C y 60º C. Para el funcionamiento del barco es por ello importante un control tanto del nivel de llenado como de la temperatura del combustible. El régimen del barco prevé que en todo momento una parte del depósito de pañol no se caldee por motivos de ahorro de energía, una parte del depósito de pañol se encuentre en la fase de calentamiento y una parte del depósito de pañol se mantenga a una temperatura, a la que desde éste pueda bombearse combustible en los depósitos de consumo diario.

Actualmente existen varias formas de vigilar el nivel de llenado, que se usan en depósitos en barcos, como por ejemplo:

- mediante cápsulas manométricas, -mediante instrumentos de medida capacitivos, -mediante radares, -mediante microondas guiadas.

Todos estos sensores tienen inconvenientes específicos, de tal manera que en barcos dados se utilizan diferentes clases de sensores. Un inconveniente de los citados sensores consiste en que a un depósito debe aplicarse siempre una brida relativamente grande, para colocar un sensor en un punto definido. En el caso de utilizarse sensores binarios, que en cada caso deban comunicar si se supera o se baja por debajo de una altura de llenado determinada, es necesario aplicar incluso varios sensores a lo largo de la pared lateral de un depósito.

De este modo hasta ahora se montan habitualmente, para vigilar el nivel de llenado en la pared lateral de un depósito de pañol, 3 sensores (high level, low level, low low level) para avisar, así como por ejemplo unas cápsulas manométricas como sensores analógicos. En ocasiones se instala también sobre la cubierta del depósito un sistema para la medición analógica del nivel de llenado (ultrasonidos, radar, capacitivo) . Para la medición de temperatura se instalan unos sensores de temperatura adecuados a través de la pared lateral del depósito. Todos los sistemas tienen en común que la posibilidad de su instalación depende de la accesibilidad del respectivo lugar de instalación.

El documento DE 33 23 032 A1 hace patente un barco con un dispositivo para vigilar la altura de llenado y una instalación para regular la temperatura de un líquido en un depósito de barco. El documento GB 2 184 229 hace patente un dispositivo para vigilar la altura de llenado de un líquido en un depósito, en donde con base en la luz retrodispersada en una fibra de vidrio se establece la altura de llenado.

Por ello la tarea de la invención consiste en crear un dispositivo nuevo y conveniente para vigilar depósitos sobre un barco, que supere los inconvenientes de los sensores hebituales de los depósitos, es decir, que simplifique su instalación en un depósito y aún así ofrezca una precisión de medición y una fiabilidad suficientes.

Esta tarea es resuelta conforme a la invención mediante un barco con un dispositivo con las particularidades de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican unas configuraciones ventajosas.

Conforme a la invención para vigilar tanques sobre un barco se usa un sensor compuesto por una guía de ondas, a lo largo del cual está configurado en al menos una posición predeterminada un punto de medición, en el que se retrodispersa la luz que se propaga en la guía de ondas en contra de su dirección de propagación original. Mediante una fuente luminosa adecuada se irradia luz en la guía de ondas. La instalación de tratamiento de señales presenta una dispositivo de cálculo para valorar una propiedad característica de la luz retrodispersada en el al menos un punto de medición. La guía de ondas está dispuesta en el depósito, de tal forma que el número de aquellos puntos de medición que se encuentran por debajo del nivel de líquido de un líquido contenido en el depósito depende de la altura de llenado del depósito. Por medio de que la propiedad característica de la luz retrodispersada en el punto de medición está influenciada por el hecho de si el punto de medición se encuentra por encima o por debajo del nivel de líquido, la valoración de esta propiedad permite obtener una información sobre la altura de llenado. La instalación de

tratamiento de señales deriva de una señal entregada por el sensor adicionalmente al menos una señal, que indica una temperatura en el depósito.

Aunque también con un único punto de medición ya puede obtenerse una información sobre la altura de llenado del depósito, precisamente si está situada por encima o por debajo de este punto de medición, es conveniente que a lo largo de la guía de ondas estén configurados varios puntos de medición en posiciones predeterminadas, para hacer posible una medición más precisa de la altura de llenado.

Cada punto de medición está formado ventajosamente por una rejilla de Bragg con un periodo de rejilla d, que es característico o diferente para el punto de medición. De forma correspondiente a esto la instalación de tratamiento de señales presenta un analizador, que establece como propiedad característica de la luz retrodispersada su composición espectral, para hacer posible una identificación espectral de la parte de la luz retrodispersada en total resultante de cada punto de medición individual. En especial se prevén hasta 10 puntos de medición a lo largo de una guía de ondas con rejillas de Bragg de diferentes periodos de rejilla d. Una fuente luminosa usada aquí de forma preferida presenta en especial una anchura de banda espectral suficientemente grande, para poder cubrir la anchura de banda espectral de la rejilla de Bragg así como de la luz retroreflejada por ésta.

Sin embargo, también ha quedado acreditado que cada punto de medición esté formado por una rejilla de Bragg con el mismo o un periodo de rejilla d básicamente igual, y que la instalación de tratamiento de señales presente un analizador que establezca como propiedad característica de la luz retrodispersada su composición espectral, y presente asimismo una electrónica de valoración que establezca una duración de la luz retrodispersada desde la irradiación de la luz en la guía de ondas. Esta configuración es especialmente ventajosa si se necesita un mayor número de puntos de medición.

En un caso así se requeriría, en el caso de utilizarse rejillas de Bragg con diferentes periodos de rejilla d, una fuente luminosa con una anchura de banda espectral que se obtenga a partir de la anchura de banda espectral de los sensores disponibles y de los desplazamientos, a esperar a causa de una modificación de temperatura, de las distribuciones de intensidad espectrales de la luz retroreflejada por los sensores disponibles. Incluso con por ejemplo una cantidad superior a 10 puntos de medición puede se difícil, dado el caso si se usan rejillas de Bragg con diferentes periodos de rejilla d, proporcionar una fuente luminosa con una anchura de banda espectral adecuada.

Las posiciones de rejillas de Bragg con un periodo de rejilla d igual o muy similar no puede analizarse evidentemente a lo largo de una guía de ondas, solamente mediante... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Barco, en especial buque de altura, que comprende al menos un depósito del barco y al menos un dispositivo de vigilancia de depósitos del barco para vigilar una altura de llenado y una temperatura de un líquido en al menos un depósito del barco, en donde el dispositivo de vigilancia de depósitos del barco comprende al menos un sensor dispuesto en o sobre el depósito del barco y una instalación de tratamiento de señales, asociada al sensor, la cual de una señal entregada por el sensor deriva al menos una señal que indica la altura de llenado del depósito del barco, caracterizado porque el sensor se compone de una guía de ondas (4) , a lo largo del cual está configurado en al menos una posición predeterminada un punto de medición (9A, 9B, 9C) , en el que se retrodispersa la luz que se propaga en la guía de ondas (4) en contra de su dirección de propagación original, en donde está prevista una fuente luminosa (6) adecuada para irradiar luz en la guía de ondas (4) , en donde la instalación de tratamiento de señales (7) presenta un dispositivo de cálculo para valorar una propiedad característica de la luz retrodispersada en el al menos un punto de medición (9A, 9B, 9C) , en donde la guía de ondas (4) está dispuesta en el depósito del barco (2) , de tal forma que el número de aquellos puntos de medición (9B, 9C) que se encuentran por debajo del nivel de líquido (12) de un líquido (11) contenido en el depósito del barco (2) depende de la altura de llenado del depósito del barco (2) , y en donde la instalación de tratamiento de señales (7) deriva de una señal entregada por el sensor adicionalmente al menos una señal, que indica una temperatura en el depósito del barco (2) , en donde la guía de ondas (4) en el depósito del barco está dispuesta de tal manera, que al menos un punto de medición (9A) se encuentra siempre por encima del nivel de líquido (12) con independencia de la altura de llenado, y porque la señal luminosa retrodispersada por este punto de medición (9A) la utiliza la instalación de tratamiento de señales (7) como señal de referencia para compararla con las señales luminosas retrodispersadas por los restantes puntos de medición (9B, 9C) .

2. Barco según la reivindicación 1, en donde a lo largo de la guía de ondas (4) están configurados varios puntos de medición (9A, 9B, 9C) en posiciones predeterminadas.

3. Barco según la reivindicación 1 ó 2, en donde cada punto de medición está formado por una rejilla de Bragg (9A, 9B, 9C) con un periodo de rejilla d característico para el punto de medición, y en donde la instalación de tratamiento de señales (7) presenta un analizador, que establece como propiedad característica de la luz retrodispersada su composición espectral.

4. Barco según la reivindicación 1 ó 2, en donde cada punto de medición está formado por una rejilla de Bragg (9A, 9B, 9C) con el mismo o un periodo de rejilla d básicamente igual, y en donde la instalación de tratamiento de señales

(7) presenta un analizador que establece como propiedad característica de la luz retrodispersada su composición espectral, y presenta asimismo una electrónica de valoración que establece una duración de la luz retrodispersada desde la irradiación de la luz en la guía de ondas (4) .

5. Barco según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la guía de ondas (4) en el depósito del barco (2) está dispuesta de forma que discurre al menos aproximadamente en dirección vertical.

6. Barco según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la guía de ondas (4) está dispuesta en o sobre un cuerpo soporte (10) rígido, cuya forma determina el recorrido de la guía de ondas (4) en el depósito de barco (2) .

7. Barco según la reivindicación 6, en donde el cuerpo soporte (10) se compone de un tubo y/o de una barra con una ranura.

8. Barco según la reivindicación 6 ó 7, en donde la guía de ondas (4) está dispuesta de forma sustituible en una cavidad del cuerpo soporte (10) y está protegida mediante el cuerpo soporte (10) contra un contacto directo con un líquido (11) que se encuentre en el depósito del barco (2) .

9. Barco según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde a lo largo de la guía de ondas (4) y de forma adyacente a la misma está dispuesta una instalación de caldeo (13) , mediante la cual puede entregarse una energía térmica predeterminada al depósito del barco (2) .

10. Barco según una de las reivindicaciones 3 a 9, en donde la instalación de tratamiento de señales deriva la señal que indica el nivel de llenado a partir del desplazamiento de la posición de la distribución de intensidad espectral (16A, 18B, 16C) de al menos una señal luminosa, retrodispersada por una rejilla de Bragg (9A, 9B, 9C) , con relación a una posición de referencia asociada.

11. Barco según la reivindicación 10, en donde la instalación de tratamiento de señales (7) identifica, con base en el grado del desplazamiento, si una rejilla de Bragg (9A, 9B, 9C) se encuentra por encima o por debajo del nivel de líquido (12) , y en donde deriva, a causa de la posición predeterminada de cada rejilla de Bragg (9A, 9B, 9C) a lo largo de la guía de ondas (4) , la señal que indica la altura de llenado del depósito del barco (2) .

12. Barco según una de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la instalación de tratamiento de señales (7) deriva cada señal, que indica una temperatura, a partir de un desplazamiento de la posición de la distribución de intensidad espectral (16A, 16B, 16C) de una señal luminosa retrodispersada por una rejilla de Bragg (9A, 9B, 9C) con relación a una posición de referencia asociada, y precisamente sobre la base de al menos una relación funcional, archivada en la instalación de tratamiento de señales (7) , entre un desplazamiento espectral y una variación respecto a una temperatura de referencia.

13. Barco según una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el al menos un depósito del barco es un depósito de combustible, un depósito de lastre o un depósito de carga.

14. Barco según la reivindicación 13, en donde el al menos un depósito del barco comprende varios depósitos de 10 combustible, que están diseñados para calentar el combustible contenido en forma de aceite de calefacción pesado.