專(zhuān)利名稱(chēng)：在存量控制和管理系統(tǒng)中用于自動(dòng)量表讀數(shù)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)大體上涉及存量控制和管理系統(tǒng)，并且更加具體地涉及在存量控制和管理 系統(tǒng)中用于自動(dòng)量表讀數(shù)(automatic gauge reading)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
工藝過(guò)程設(shè)施和其他設(shè)施常規(guī)包括用于儲(chǔ)存液體材料和其他材料的罐。例如，儲(chǔ) 存罐常規(guī)用于儲(chǔ)罐場(chǎng)區(qū)和其他儲(chǔ)存設(shè)施以?xún)?chǔ)存油或其他材料。如另一個(gè)示例，運(yùn)油船和其 他液體運(yùn)輸船常規(guī)包括許多儲(chǔ)存油或其他材料的罐。常常需要對(duì)罐中的材料做出各種測(cè)量。例如，已裝載罐中的材料水平位常常必須 非常準(zhǔn)確地測(cè)量以確定罐中材料的總量。例如，對(duì)于涉及儲(chǔ)油的存量管理，獲得至少三個(gè)準(zhǔn) 確的測(cè)量是常見(jiàn)的做法產(chǎn)品水平位(漏損量)、產(chǎn)品溫度和底部水位。如另一個(gè)示例，當(dāng)裝載運(yùn)油船時(shí)客戶(hù)典型地想要最大量地利用儲(chǔ)存容量，意味著 船上的罐被裝填到它們的最高點(diǎn)。準(zhǔn)確的罐測(cè)量對(duì)于船上操作安全和穩(wěn)定也常常是重要 的。涉及這些和其他應(yīng)用或操作的測(cè)量常常使用便攜式量表進(jìn)行。便攜式量表典型地 釋放連接結(jié)構(gòu)(例如有刻度的、磁編碼的或打孔的帶子等)進(jìn)入罐以測(cè)量到罐中材料(產(chǎn) 品)的距離。便攜式量表的使用常常要求操作者或其他人員高度專(zhuān)心。這常常使人員難以 獲得準(zhǔn)確讀數(shù)，特別當(dāng)材料水平位在連續(xù)變化時(shí)，其可以導(dǎo)致不足的數(shù)據(jù)采集。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)提供在存量控制和管理系統(tǒng)中用于自動(dòng)量表讀數(shù)的設(shè)備和方法。在第一實(shí)施例中，方法包括降低探頭進(jìn)入能夠接收材料的罐中。該探頭耦合于連 接器，并且該連接器包括在連接器上編碼的至少一種類(lèi)型的編碼(coding)。該方法還包括 數(shù)字捕獲與該在連接器上的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息。該方法進(jìn)一步包括使用該捕 獲信息確定識(shí)別罐中材料的水平位的水平位讀數(shù)。另外，該方法包括無(wú)線發(fā)送被識(shí)別的水 平位讀數(shù)。在特定實(shí)施例中，連接器包括帶子，并且至少一種類(lèi)型的編碼包括可見(jiàn)標(biāo)記、孔眼 和/或磁代碼。在第二實(shí)施例中，系統(tǒng)包括配置成在能夠接收材料的罐中升高和降低的探頭。該 系統(tǒng)還包括耦合于探頭并且具有在連接器上編碼的至少一種類(lèi)型的編碼的連接器。該系 統(tǒng)進(jìn)一步包括主單元，其配置成使用該連接器升高和降低探頭，數(shù)字捕獲與在連接器上的 至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息，使用該捕獲信息確定識(shí)別罐中材料的水平位的水平位讀 數(shù)，以及無(wú)線發(fā)送被識(shí)別的水平位讀數(shù)。在第三實(shí)施例中，設(shè)備包括配置成數(shù)字捕獲與在連接器上編碼的至少一種類(lèi)型的 編碼關(guān)聯(lián)的信息的傳感器。連接器配置成在能夠接收材料的罐中升高和降低探頭。該設(shè)備 還包括配置成使用捕獲信息確定識(shí)別罐中材料的水平位的水平位讀數(shù)的處理器。該設(shè)備進(jìn)一步包括配置成無(wú)線發(fā)送被識(shí)別的水平位讀數(shù)的無(wú)線接口。對(duì)本領(lǐng)域類(lèi)技術(shù)人員其他的技術(shù)特征從下列圖表、說(shuō)明和權(quán)利要求可是顯而易見(jiàn) 的。


為了更加徹底地理解本公開(kāi)，現(xiàn)在連同附圖一起參考下列說(shuō)明，其中圖1圖示根據(jù)本公開(kāi)的示例存量控制和管理系統(tǒng)；圖2圖示根據(jù)本公開(kāi)的示例罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；圖3圖示根據(jù)本公開(kāi)的在罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的示例數(shù)字化裝置；圖4圖示根據(jù)本公開(kāi)的在罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的示例傳感器；圖5圖示根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)示例存量控制和管理系統(tǒng)；圖6圖示根據(jù)本公開(kāi)的在存量控制和管理系統(tǒng)中用于自動(dòng)量表讀數(shù)的示例方法。
具體實(shí)施例方式下文論述的圖1至圖6以及用于在本專(zhuān)利文件中描述本發(fā)明的原理的各種實(shí)施例 僅僅通過(guò)說(shuō)明的方式并且不應(yīng)該以任何限制本發(fā)明的范圍的方式解釋。本領(lǐng)域內(nèi)那些技術(shù) 人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的原理可采用任何類(lèi)型的適當(dāng)設(shè)置的裝置或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。圖1圖示根據(jù)本公開(kāi)的示例存量控制和管理系統(tǒng)100。如在圖1中示出的，存量控 制和管理系統(tǒng)100包括至少一個(gè)罐102。罐102 —般代表用于接收和儲(chǔ)存至少一種液體或 其他材料的任何合適的結(jié)構(gòu)。罐102可以例如代表儲(chǔ)油罐。罐102可以具有任何合適的形 狀和尺寸，并且罐102可以形成更大的結(jié)構(gòu)104的組成部分。更大的結(jié)構(gòu)104可以代表任 何固定或可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)(其包括一個(gè)或多個(gè)罐102或與一個(gè)或多個(gè)罐102關(guān)聯(lián))，例如可移 動(dòng)運(yùn)油船、有軌車(chē)或貨車(chē)或固定的油罐場(chǎng)區(qū)。在該示例中，至少一個(gè)閥106控制材料流入或流出罐102。并且，泵108用于將材 料通過(guò)閥106抽入或抽出罐102。閥106可與閥動(dòng)器110a關(guān)聯(lián)，閥動(dòng)器110a可以打開(kāi)和關(guān) 閉閥106以調(diào)節(jié)材料流入或流出罐102。類(lèi)似地，泵108可與泵動(dòng)器110b關(guān)聯(lián)，泵動(dòng)器110b 可以控制泵108的運(yùn)行以調(diào)節(jié)材料流入或流出罐102。盡管這里閥106和泵108示為從底 部裝填罐102，罐102可以采用任何合適的方式和在任何合適的位置被裝填。此外，閥106 和泵108可以協(xié)同一個(gè)或多個(gè)罐102 —起使用。例如，如果用于裝填多個(gè)罐102，閥106和 泵108可以選擇性地耦合于正裝填的罐102中的一個(gè)或多個(gè)，并且一旦裝填完，閥106和泵 108可以從那些罐分離并且耦合于一個(gè)或多個(gè)其他的罐102。如在圖1中示出的，罐102包括沿著它的頂面或上表面的開(kāi)口 112。開(kāi)口 112可以 代表任何合適的開(kāi)口或其他提供到罐102內(nèi)部的入口的結(jié)構(gòu)。開(kāi)口 112也可以代表可以選 擇性地打開(kāi)或關(guān)閉以提供到罐102的臨時(shí)入口的結(jié)構(gòu)。作為具體的示例，開(kāi)口 112可以代 表艙口或閥。在該示例實(shí)施例中，罐102中的一個(gè)或多個(gè)材料114的高度或水平位可以由罐監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)116監(jiān)測(cè)。罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116代表可以用高準(zhǔn)確度測(cè)量罐102中材料114的水平位的 裝置或系統(tǒng)。罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116可以例如用毫米準(zhǔn)確度在艙頂裝載(topping-off)過(guò)程期間 連續(xù)地并且自動(dòng)地測(cè)量罐102中材料114的水平位。以此方式，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116可以一直
5監(jiān)測(cè)罐102中材料114的水平位，例如在接近罐102的最終最大裝填水平位的最后幾米過(guò) 程中。這里注意術(shù)語(yǔ)“水平位”可以指代罐102中材料114的絕對(duì)水平位，例如這時(shí)，水平 位代表材料114的頂部和罐102的底部之間的距離(并且罐的總高度已知)。術(shù)語(yǔ)“水平 位”也可以指代罐102中材料114的相對(duì)水平位，例如這時(shí)，水平位代表材料114的頂部和 罐102的頂部之間的距離。由罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116產(chǎn)生的水平位測(cè)量可以采用任何合適的方式使用。例如，水平 位測(cè)量可以提供給操作人員，例如通過(guò)在罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116上的顯示器或操作者使用的便攜 式或其他用戶(hù)裝置118(像移動(dòng)電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助理或其他裝置)提供給操作人員。操作人 員可以采用任何合適的方式使用這些測(cè)量，例如用于監(jiān)測(cè)材料水平位和控制材料114流入 罐102。水平位測(cè)量還可以提供給控制器120，其可以通過(guò)致動(dòng)器IlOa或IlOb控制閥106 或泵108以控制材料114流入罐102。水平位測(cè)量可以進(jìn)一步提供給歷史記錄122，其可以 為了歷史記錄或其他目的而記錄測(cè)量。另外，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116可以使用這些測(cè)量，例如用于 顯示測(cè)量或發(fā)出警報(bào)(或觸發(fā)其他的視覺(jué)或音頻指示器)以警告操作者罐102中的材料水 平位已經(jīng)達(dá)到一個(gè)或多個(gè)規(guī)定的水平位。作為特定示例，在對(duì)船上的罐102的裝載期間，艙頂裝載過(guò)程一般涉及當(dāng)罐 102 “幾乎裝滿(mǎn)”時(shí)以較慢速率將材料114裝載入罐102。在該過(guò)程中，可以同時(shí)裝載任意 數(shù)量的罐(例如兩個(gè)、四個(gè)或六個(gè))，并且艙頂裝載過(guò)程一般涉及在船上和在岸上履行某些 職能的人員。來(lái)自罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116的測(cè)量可以提供給這些人員中的任何人員以支持艙頂裝 載過(guò)程的成功完成。來(lái)自罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116的測(cè)量可比常規(guī)的水平位傳感器更準(zhǔn)確。例如，利用罐監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)116，罐102中材料114的水平位的準(zhǔn)確測(cè)量可以自動(dòng)捕獲。并且，如下文更詳細(xì)描述 的，當(dāng)罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116在污染可能干擾常規(guī)量表的運(yùn)行的環(huán)境中使用時(shí)，可以實(shí)施各種技 術(shù)。例如，原油或其他材料可能遺留在被編碼的連接器結(jié)構(gòu)(例如帶子)上，其用于測(cè)量罐 102中材料的水平位。并且，連接器結(jié)構(gòu)自身、在連接器結(jié)構(gòu)上的涂層或被編碼的信息可能 在使用期間被損壞。盡管有這些或其他的問(wèn)題，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116可以執(zhí)行各種功能以估計(jì) 罐102中材料的正確水平位。此外，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116可以確定與每個(gè)水平位讀數(shù)關(guān)聯(lián)的置 信水平(confidence level)或區(qū)間。置信水平或區(qū)間限定罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116對(duì)于水平位讀 數(shù)是正確的有多確定。這在操作人員視覺(jué)上確認(rèn)(或可能不能夠確認(rèn))水平位讀數(shù)可能有 困難的情況下可以是有用的，例如在正裝載危險(xiǎn)材料的環(huán)境中。在一些實(shí)施例中，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116代表便攜式裝置或系統(tǒng)，其可以由操作者或其 他人員從一個(gè)罐102移動(dòng)到另一個(gè)罐102。并且，在一些實(shí)施例中，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116可以用 于支持艙頂裝載、監(jiān)測(cè)以及測(cè)量功能性，例如溫度、材料和水界面和水位探測(cè)等。另外，罐監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)116可以結(jié)合一個(gè)或多個(gè)測(cè)量技術(shù)與自動(dòng)校準(zhǔn)、功率管理以及無(wú)線通信。這可允許 罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116獲得高精確度、低功率消耗以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和按基本安全規(guī)定的調(diào)度。罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116包括用于確定罐中材料的水平位的任何合適的結(jié)構(gòu)。罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 116的示例實(shí)施例的細(xì)節(jié)在圖2至5中示出，其在下文描述。盡管圖1圖示存量控制和管理系統(tǒng)100的一個(gè)示例，可以對(duì)圖1做各種改變。例如，系統(tǒng)可以包括任意數(shù)量的罐、閥、泵、罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、致動(dòng)器、控制器、歷史記錄和用戶(hù)裝 置。并且，存量控制和管理系統(tǒng)100的組成和設(shè)置僅僅用于說(shuō)明?？梢愿鶕?jù)特定需求采用任何其他合適配置來(lái)增加、省略、組合、細(xì)分或放置部件。另外，圖1圖示一個(gè)運(yùn)行的環(huán)境， 其中可以使用罐監(jiān)測(cè)功能性。該功能性可以在任何其他合適的系統(tǒng)中使用。圖2圖示根據(jù)本公開(kāi)的示例罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116。如在圖2中示出的，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116 包括主單元202、探頭204和連接器結(jié)構(gòu)206。一般來(lái)說(shuō)，主單元202可以放置在罐102的 開(kāi)口 112處或附近，并且主單元202可以使用連接器結(jié)構(gòu)206在罐102內(nèi)升高或降低探頭 204。主單元202還可以產(chǎn)生識(shí)別罐102中材料114的水平位的水平位讀數(shù)。例如，主單元 202可以測(cè)量降低探頭204到合適的位置(例如與罐102中的材料114接觸)需要的連接 器結(jié)構(gòu)206的量。伺服和手動(dòng)浸蘸測(cè)量常常是“接觸”測(cè)量，意思是測(cè)量裝置典型地要求與 正被測(cè)量的材料物理接觸。還可以使用其他的測(cè)量技術(shù)，例如修改的伺服測(cè)量技術(shù)，其中被 發(fā)放的連接器結(jié)構(gòu)的量(主單元202和探頭204之間的距離)加到超聲或其他測(cè)量(探頭 204和材料114之間的距 離)。探頭204在罐102中升高和降低并且可以執(zhí)行感測(cè)或測(cè)量操作。例如，在伺服和 手動(dòng)浸蘸測(cè)量中，探頭204可以感測(cè)何時(shí)它接觸罐102中的某個(gè)材料。在修改的伺服測(cè)量 中，探頭204可以測(cè)量它自己和罐102中的材料之間的距離，例如通過(guò)使用超聲測(cè)量。探頭 204還可以捕獲與罐102中的材料關(guān)聯(lián)的其他測(cè)量，例如材料的溫度。與主單元202的通信 可以通過(guò)在連接器結(jié)構(gòu)206中的有線通信鏈路發(fā)生。連接器結(jié)構(gòu)206代表耦合主單元202和探頭204的任何合適的連接器。連接器結(jié) 構(gòu)206可以包括用于從主單元202向探頭204供電的電源線路和用于使探頭204和主單元 202之間的通信成為可能的通信線路。連接器結(jié)構(gòu)206還包括印刷或另外編碼到連接器結(jié) 構(gòu)自身上的距離信息，例如識(shí)別英尺、碼或米(及其細(xì)分單位)的可見(jiàn)標(biāo)記等。標(biāo)記或其他 類(lèi)型的編碼可以由主單元202讀取以測(cè)量被發(fā)放的連接器結(jié)構(gòu)206的量，其允許主單元202 識(shí)別它自身和探頭204之間的距離。標(biāo)記或其他類(lèi)型的編碼還可以允許操作者在視覺(jué)上確 定已經(jīng)被發(fā)放的連接器結(jié)構(gòu)206的量。連接器結(jié)構(gòu)206包括便于探頭的升高和降低的任何 合適的結(jié)構(gòu)并且其包括至少一種類(lèi)型的用于識(shí)別距離的編碼。連接器結(jié)構(gòu)206可以具有任 何合適的尺寸和形狀(例如較窄的線形或較寬的帶形等)并且可以由一個(gè)或多個(gè)合適的材 料(例如塑料或金屬等)構(gòu)成。并且，在連接器結(jié)構(gòu)206上的至少一種類(lèi)型的編碼可以包 括可見(jiàn)標(biāo)記、孔眼和/或磁代碼。在該示例中，主單元202包括滾筒208。連接器結(jié)構(gòu)206可以圍繞滾筒208纏繞或 卷繞，并且滾筒208可以轉(zhuǎn)動(dòng)以升高和降低探頭204。例如，滾筒208可以在一個(gè)方向上轉(zhuǎn) 動(dòng)以降低探頭204并且在另一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)以升高探頭204。滾筒208包括任何合適的結(jié) 構(gòu)用于通過(guò)發(fā)放和收回連接器結(jié)構(gòu)(例如圓柱形物體等)而升高和降低探頭。數(shù)字化裝置210通過(guò)讀取在連接器結(jié)構(gòu)206上的標(biāo)記或其他類(lèi)型的編碼測(cè)量主單 元202和探頭204之間的距離。數(shù)字化裝置210可以使用任何合適的技術(shù)以讀取在連接器 結(jié)構(gòu)206上的標(biāo)記或其他類(lèi)型的編碼。例如，如果在連接器結(jié)構(gòu)206上使用文本標(biāo)記，數(shù)字 化裝置210可以執(zhí)行圖案匹配。如果在連接器結(jié)構(gòu)206上使用磁代碼，數(shù)字化裝置210可 以執(zhí)行磁感測(cè)。數(shù)字化裝置210包括用于讀取在連接器結(jié)構(gòu)上的標(biāo)記或其他類(lèi)型編碼的任 何合適的結(jié)構(gòu)。數(shù)字化裝置210的示例實(shí)施例的細(xì)節(jié)在圖3中示出，其在下文描述。用戶(hù)界面212便于罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116和操作者或其他人員之間的通信。用戶(hù)界面 212可以例如顯示由數(shù)字化裝置210獲得的當(dāng)前水平位讀數(shù)。用戶(hù)界面212包括用于與一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)互動(dòng)的任何合適的界面，例如液晶顯示器或其他顯示器等。無(wú)線接口 214便于數(shù)據(jù)向或從主單元202的通信。例如，無(wú)線接口 214可以從數(shù) 字化裝置210接收水平位讀數(shù)并且將讀數(shù)(與類(lèi)似時(shí)間戳或置信區(qū)間的相關(guān)數(shù)據(jù))發(fā)送給 一個(gè)或多個(gè)外部終點(diǎn)。外部終點(diǎn)可以包括用戶(hù)裝置118、控制器120、歷史記錄122或無(wú)線 信號(hào)可以到達(dá)的任何其他位置。并且，無(wú)線通信可以是單向或雙向的。單向通信允許罐監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)116向外部終點(diǎn)提供水平位讀數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)。雙向通信還允許罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116從一 個(gè)或多個(gè)外部源接收例如命令等的數(shù)據(jù)。無(wú)線接口 214包括支持無(wú)線通信的任何合適的結(jié) 構(gòu)，例如射頻(RF)或其他無(wú)線收發(fā)器和天線等。盡管圖2圖示罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116的一個(gè)示例，可對(duì)圖2做出各種改變。例如，探頭204 可以采用任何其他合適的方式升高和降低。并且，在圖2中示出的功能劃分僅用于說(shuō)明。根 據(jù)特定需要各種部件可以組合、細(xì)分、或省略并且可以增加附加的部件。另外，如正由罐監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)116執(zhí)行的所描述的功能可以由罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116的任何其他合適的部件執(zhí)行。圖3圖示根據(jù)本公開(kāi)的在罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116中的示例數(shù)字化裝置。如在圖3中示出 的，數(shù)字化裝置210包括傳感器302，其捕獲與在連接器結(jié)構(gòu)206上的至少一種類(lèi)型的編碼 關(guān)聯(lián)的信息。例如，當(dāng)使用文本標(biāo)記時(shí)，傳感器302可以捕獲連接器結(jié)構(gòu)206的圖像。該圖 像然后可以被處理(如下文描述的)以確定罐102中材料的水平位。當(dāng)使用磁代碼時(shí)，傳 感器302可以從連接器結(jié)構(gòu)206捕獲磁代碼。傳感器302包括用于捕獲與在連接器結(jié)構(gòu)上 的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息的任何合適的結(jié)構(gòu)。傳感器302的示例實(shí)施例的細(xì)節(jié)在 圖4中示出，其在下文描述。照明源304可以用于照射連接器結(jié)構(gòu)206。這可進(jìn)行以例如提高由傳感器302捕 獲的連接器結(jié)構(gòu)206的圖像的質(zhì)量。作為特定的示例，照明源304可以使用紅外、可見(jiàn)或其 他光照射連接器結(jié)構(gòu)206以提高由傳感器302捕獲的圖像的對(duì)比度。照明源304包括用于 照射連接器結(jié)構(gòu)的任何合適的結(jié)構(gòu)。邏輯電路306和可編程邏輯裝置(PLD) 308控制傳感器302和照明源304的運(yùn)行。 例如，邏輯電路306和可編程邏輯裝置308可以打開(kāi)和關(guān)閉照明源304以及觸發(fā)由傳感器 302對(duì)信息的捕獲，從而使這些部件的運(yùn)行同步。邏輯電路306和可編程邏輯裝置308還可 以執(zhí)行其他操作，例如功率管理功能和校準(zhǔn)操作。取決于實(shí)現(xiàn)，這些功能中的每個(gè)可以涉及 邏輯電路306和可編程邏輯裝置308中的一個(gè)或這兩個(gè)。邏輯電路306包括任何合適的電 路并且可編程邏輯裝置308包括任何合適的可編程邏輯裝置(例如復(fù)雜的PLD等)用于執(zhí) 行期望的功能。處理器310處理由傳感器302捕獲的信息以確定罐102中材料的水平位讀數(shù)。例 如，處理器310可以執(zhí)行圖案匹配以識(shí)別包含在連接器結(jié)構(gòu)206的被捕獲圖像中的文本標(biāo) 記。在一些實(shí)施例中，為了識(shí)別圖像中的文本標(biāo)記，處理器310使用圖像的訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)。訓(xùn) 練圖像可以幫助處理器310更準(zhǔn)確地執(zhí)行圖案匹配。處理器310可以執(zhí)行其他分析，其取 決于例如與連接器結(jié)構(gòu)206 —起使用的編碼類(lèi)型。例如，當(dāng)使用磁代碼時(shí)，處理器310可以 識(shí)別對(duì)應(yīng)于磁代碼的距離值。處理器310可以執(zhí)行各種其他操作以識(shí)別水平位讀數(shù)，例如近鄰跟蹤。在近鄰跟 蹤中，處理器310可以使用與正被處理的信息相鄰的信息以確定當(dāng)前水平位讀數(shù)。例如， 當(dāng)試圖確定在圖像的指定位置處的文本標(biāo)記時(shí)，處理器310可以使用圖像中的近鄰的文本標(biāo)記。作為特定的示例，如果圖像示出在部分遮蔽的標(biāo)記的一側(cè)上的遞增的文本標(biāo)記是 “ 115”、“ 116”和“ 117”，那么該部分遮蔽的標(biāo)記將可能是"118"(而不是“ 113”或“ 123”)。 例如如果多個(gè)文本標(biāo)記被連接器結(jié)構(gòu)206上的污染破壞(其遮蔽了連接器結(jié)構(gòu)206上的編 碼)，還可以使用更復(fù)雜的可以是必須的近鄰跟蹤算法。另外，處理器310執(zhí)行計(jì)算以確定與確定的水平位讀數(shù)關(guān)聯(lián)的置信水平或區(qū)間。 例如，連接器結(jié)構(gòu)206可以在使用期間被損壞，或來(lái)自罐102的材料114可以遺留在連接器 結(jié)構(gòu)206上并且污染該連接器結(jié)構(gòu)206。這些或其他問(wèn)題可以阻止獲得具有絕對(duì)準(zhǔn)確度的 水平位讀數(shù)，并且置信水平或區(qū)間識(shí)別由處理器310獲得的水平位讀數(shù)的確定性。作為示 例，處理器310當(dāng)執(zhí)行基于匹配質(zhì)量的圖案匹配時(shí)可以確定置信水平或區(qū)間。作為另一個(gè) 示例，如上文論述的近鄰跟蹤可以幫助增加置信水平或區(qū)間(因?yàn)楦郊拥男畔⒄糜谠黾?關(guān)于當(dāng)前水平位讀數(shù)的確定性水平)。處理器310包括任何合適的處理或計(jì)算裝置。例如，處理器310可以代表微處理 器、微控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、專(zhuān)用集成電路或數(shù)字信號(hào)處理器。處理器310耦合于輸入/輸出(I/O)端口 312，其便于處理器310和數(shù)字化裝置 210的外部部件(例如用戶(hù)界面212和無(wú)線接口 214)之間的通信。I/O端口 312代表任何 合適的接口，例如串行接口。存儲(chǔ)器314耦合于可編程邏輯裝置308。存儲(chǔ)器314存儲(chǔ)由數(shù)字化裝置210使用、 生成或收集的指令和數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)器314可以存儲(chǔ)與在連接器結(jié)構(gòu)206上的編碼關(guān)聯(lián) 的圖像或其他捕獲的信息，以及計(jì)算的水平位讀數(shù)和置信水平或區(qū)間。存儲(chǔ)器314包括任 何合適的易失和/或非易失存儲(chǔ)和檢索裝置。盡管圖3圖示罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116中的示例數(shù)字化裝置210，可對(duì)圖3做出各種改變。 例如，在圖3中示出的功能劃區(qū)僅僅用于說(shuō)明。根據(jù)特定需要可以組合、細(xì)分、或省略各種 部件并且可以增加附加的部件。并且，如正由數(shù)字化裝置210的一個(gè)部件執(zhí)行的所描述的 功能可以由數(shù)字化裝置210的任何其他合適的部件執(zhí)行。圖4圖示根據(jù)本公開(kāi)的罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116中的示例傳感器302。如在圖4中示出的， 傳感器302捕獲關(guān)于在連接器結(jié)構(gòu)206的指定感測(cè)位置處的至少一種類(lèi)型的編碼的信息。 在該示例中，傳感器302包括照相機(jī)402，其捕獲該連接器結(jié)構(gòu)206的至少在感測(cè)位置處的 圖像。照相機(jī)402可以代表任何合適的圖像捕獲裝置，例如使用(XD、CM0S或其他裝置實(shí)現(xiàn) 的可見(jiàn)或紅外照相機(jī)。照相機(jī)402還可以包括用于捕獲連接器結(jié)構(gòu)206的圖像的合適光學(xué) 器件。邏輯電路404耦合于數(shù)字化裝置210的照相機(jī)402和其他部件。邏輯電路404執(zhí)行涉及由照相機(jī)402捕獲的圖像的各種功能。例如，在一些實(shí)施例中，邏輯電路404可以簡(jiǎn) 單地串行化圖像數(shù)據(jù)或另外使圖像數(shù)據(jù)對(duì)處理器310或其他部件可用。在其他實(shí)施例中， 邏輯電路404可以執(zhí)行圖像處理操作，例如增強(qiáng)圖像或改變圖像分辨率的操作。在另外其 他實(shí)施例中，邏輯電路404可以執(zhí)行更復(fù)雜的圖像處理操作，例如圖案識(shí)別或光學(xué)字符識(shí) 另IJ，以識(shí)別水平位讀數(shù)。在這些實(shí)施例中，邏輯電路404可以執(zhí)行上文描述的正由處理器 310執(zhí)行的操作中的一些。邏輯電路404通過(guò)信號(hào)線路406與數(shù)字化裝置210的其他部件通信。信號(hào)線路 406可以代表傳送時(shí)鐘信號(hào)、電力和命令到邏輯電路404和從邏輯電路404傳送圖像或水平位數(shù)據(jù)的線路。還可以使用其他或附加信號(hào)線路。信號(hào)線路406代表任何合適的連接。盡管圖4圖示罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)116中的示例傳感器302，可對(duì)圖4做出各種改變。例 如，傳感器302可以運(yùn)行以捕獲與在連接器結(jié)構(gòu)206上的其他類(lèi)型的編碼(例如磁代碼) 關(guān)聯(lián)的信息并且不必包括照相機(jī)。圖5圖示根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)示例存量控制和管理系統(tǒng)500。如在圖5中示出的， 存量控制和管理系統(tǒng)500包括包含各種材料504a-504c的罐502。作為示例，材料可以包 括水(材料504a)、油或其他液體(材料504b)以及蒸汽(材料504c)。機(jī)械耦合裝置512 允許罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)516安裝到罐502上。機(jī)械耦合裝置512包括任何合適的結(jié)構(gòu)，罐監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)可以安裝在其上。支承結(jié)構(gòu)513耦合于機(jī)械耦合裝置512和罐監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)516。支承結(jié)構(gòu) 513可以被用于例如當(dāng)探頭不使用時(shí)容納探頭520。支承結(jié)構(gòu)513可以固定到或可移除式 地連接到機(jī)械耦合裝置512。到罐502的入口可以通過(guò)球閥514(其可以打開(kāi)或關(guān)閉以提供 到罐502中材料的入口)獲得。在該示例中，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)516包括通過(guò)連接器結(jié)構(gòu)522耦合于探頭520的主單元 518。主單元518、探頭520和連接器結(jié)構(gòu)522可以與圖2中示出的以及上文描述的對(duì)應(yīng)的 部件相同或類(lèi)似。這里主單元518包括具有將水平位讀數(shù)呈現(xiàn)給操作者的顯示器的電子單 元524。電子單元524可以包括任何合適的顯示器并且由任何合適的電源(例如電池)供 電。主單元518還包括人工讀數(shù)窗口 526，其代表允許操作者手動(dòng)查看連接器結(jié)構(gòu)522的 清晰的或另外非不透明的窗口。這在例如如果電子單元524中的電源失效或另外電子單元 524停止顯示水平位讀數(shù)時(shí)可以是有用的。另外，主單元518包括裝置528，其從連接器結(jié) 構(gòu)522捕獲水平位讀數(shù)并且無(wú)線發(fā)送水平位讀數(shù)。裝置528可以例如包括圖2的數(shù)字化裝 置210和無(wú)線接口 214。裝置528可以使用用于捕獲水平位讀數(shù)的任何合適的技術(shù)，例如圖 案匹配或光學(xué)字符識(shí)別。盡管圖5圖示另一個(gè)示例存量控制和管理系統(tǒng)500，可對(duì)圖5做出各種改變。例 如，主單元518和探頭520的尺寸和形狀僅僅用于說(shuō)明。并且，任何其他合適的機(jī)械裝置可 以用于將罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)516安裝到罐上。在上文描述的罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的任何系統(tǒng)中，罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括下列特征中的任 何特征。罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以數(shù)字捕獲具有高準(zhǔn)確度(例如毫米級(jí)準(zhǔn)確度等)的水平位測(cè)量。 罐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以將水平位量表無(wú)線連接至計(jì)算機(jī)、控制服務(wù)器站、遠(yuǎn)程顯示器或其他終點(diǎn) 用于實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)。水平位測(cè)量可以可靠地和穩(wěn)定地被數(shù)字捕獲，即使連接器結(jié)構(gòu)被污染 或損壞是也這樣。水平位測(cè)量可以提供有置信水平，并且警戒水平位可以用于觸發(fā)聽(tīng)覺(jué)或 視覺(jué)警報(bào)。過(guò)程(例如罐裝載等)的實(shí)時(shí)控制可以使用水平位讀數(shù)來(lái)支持，并且罐監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)可以在危險(xiǎn)區(qū)域中使用。圖6圖示根據(jù)本公開(kāi)的在存量控制和管理系統(tǒng)中用于自動(dòng)量表讀數(shù)的示例方法。 如在圖6中示出的，在步驟602探頭降低進(jìn)入罐中。這可包括例如退繞耦合于探頭的連接 器結(jié)構(gòu)直到探頭探測(cè)到罐中的指定材料或多個(gè)材料。這還可包括退繞耦合于探頭的連接器 結(jié)構(gòu)直到探頭處于適當(dāng)?shù)奈恢靡詫?duì)罐中材料進(jìn)行超聲或其他測(cè)量。在步驟603獲得與在連接器結(jié)構(gòu)上編碼的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息。在該 示例中，信息通過(guò)在步驟604捕獲在連接器結(jié)構(gòu)上的至少一種類(lèi)型的可見(jiàn)編碼的圖像并且 在步驟606執(zhí)行圖像處理而獲得。這可以包括，例如使用照相機(jī)以捕獲在連接器結(jié)構(gòu)上的文本標(biāo)記或其他類(lèi)型的編碼的可見(jiàn)或紅外圖像。這還可以包括在圖像上執(zhí)行圖案識(shí)別或光 學(xué)字符識(shí)別。然而，注意與在連接器結(jié)構(gòu)上的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息可以采用任 何其他合適的方式獲得。例如，如果在連接器結(jié)構(gòu)上使用磁類(lèi)型編碼，關(guān)于磁代碼的信息可 以使用合適的磁傳感器獲得。在步驟608確定罐中材料的水平位。這可以包括，例如當(dāng)在圖像中連接器結(jié)構(gòu)上 的可見(jiàn)標(biāo)記被遮住時(shí)執(zhí)行近鄰跟蹤或其他技術(shù)以在圖像中識(shí)別水平位讀數(shù)。并且，在步驟 610確定置信水平或區(qū)間。這可以包括，例如基于圖案匹配的質(zhì)量確定置信水平或區(qū)間。然 后在步驟612存儲(chǔ)、顯示、無(wú)線傳送或另外使用確定的水平位讀數(shù)和置信水平或區(qū)間。確定 的水平位讀數(shù)和置信水平或區(qū)間可以采用任何適合的方式使用。例如，如果水平位超過(guò)指 定的閾值水平位則確定的水平位讀數(shù)可以用于觸發(fā)聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)。 盡管圖6圖示在存量控制管理系統(tǒng)中用于自動(dòng)量表讀數(shù)的示例方法600，可以對(duì) 圖6做出各種改變。例如，盡管示為一系列步驟，各種步驟可以重疊、并行發(fā)生、以不同的順 序發(fā)生或發(fā)生多次。在一些實(shí)施例中，上文描述的各種功能由用計(jì)算機(jī)可讀程序代碼形成并且在計(jì)算 可讀介質(zhì)中體現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)或支持。短語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀程序代碼”包括任何類(lèi)型的 計(jì)算機(jī)代碼，包括源代碼、目標(biāo)代碼和可執(zhí)行代碼。短語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括任何類(lèi)型 的能夠由計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的介質(zhì)，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、 壓縮盤(pán)(CD)、數(shù)字視頻盤(pán)(DVD)或任何其他類(lèi)型的存儲(chǔ)器。闡述在整個(gè)本專(zhuān)利文件中使用的某些單詞和短語(yǔ)的釋義可以是有利的。術(shù)語(yǔ)“耦 合”和它的派生詞指兩個(gè)或更多元件之間的任何直接或間接通信，不管這些元件是否彼此 物理接觸。術(shù)語(yǔ)“程序”指一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序、軟件組件、指令集、規(guī)程、函數(shù)、對(duì)象、類(lèi) 程、事例、相關(guān)數(shù)據(jù)或適用于采用合適的計(jì)算機(jī)代碼(包括源代碼、目標(biāo)代碼或可執(zhí)行代 碼)實(shí)現(xiàn)的其中的一部分。術(shù)語(yǔ)“發(fā)送”、“接收”和“傳送”以及其的派生詞，涵蓋直接和間 接通信。術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”以及其的派生詞意思是非限制性地包括。術(shù)語(yǔ)“或”是包括 的，意思是和/或。術(shù)語(yǔ)“與關(guān)聯(lián)”和“與其關(guān)聯(lián)”以及其的派生詞可意味包括、包括在內(nèi)、 與互連、包含、包含在內(nèi)、連接到或與連接、耦合于或與耦合、與通信、與合作、交錯(cuò)、并列、接 近、結(jié)合到或與結(jié)合、具有、具有性質(zhì)或類(lèi)似的。盡管本公開(kāi)已經(jīng)描述某些實(shí)施例和大體上關(guān)聯(lián)的方法，這些實(shí)施例和方法的改動(dòng) 和置換將對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)那些技術(shù)人員是明顯的。因此，示例實(shí)施例的上文說(shuō)明不限定或約 束本公開(kāi)。其他的變化、替換和改動(dòng)也是可能的而不偏離本公開(kāi)的精神和范圍，如由下列權(quán) 利要求限定的。
權(quán)利要求
一種方法，包括降低(602)探頭(204、520)進(jìn)入能夠接收材料(114、504a-504c)的罐(102、502)中，所述探頭耦合于連接器(206、522)，所述連接器包括在所述連接器上編碼的至少一種類(lèi)型的編碼；數(shù)字捕獲(603)與在所述連接器上的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息；使用所述捕獲的信息確定(608)識(shí)別所述罐中所述材料的水平位的水平位讀數(shù)；以及無(wú)線發(fā)送(612)所述識(shí)別的水平位讀數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定(610)與所述識(shí)別的水平位讀數(shù)關(guān)聯(lián)的置信水平或區(qū)間；以及 與所述識(shí)別的水平位讀數(shù)一起無(wú)線發(fā)送(612)所述置信水平或區(qū)間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)字捕獲所述信息包括捕獲(604)所述連接器的圖像；以及 識(shí)別所述水平位讀數(shù)包括使用所述圖像執(zhí)行(606)圖案匹配。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述水平位讀數(shù)包括補(bǔ)償與所述連接器關(guān)聯(lián)的 污染或損傷。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中確定所述水平位讀數(shù)包括使用指定的捕獲信息；以及 補(bǔ)償所述污染或損傷包括使用與所述指定的捕獲信息相鄰的信息。
6.一種系統(tǒng)，包括配置成在能夠接收材料(114、504a-504C)的罐(102、502)中升高和降低的探頭(204、 520)；耦合于所述探頭的連接器(206、522)，所述連接器包括在所述連接器上編碼的至少一 種類(lèi)型的編碼；以及主單元(202、518)，其配置成 使用所述連接器升高和降低所述探頭；數(shù)字捕獲與在所述連接器上的所述至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息； 使用所述捕獲的信息確定識(shí)別所述罐中所述材料的水平位的水平位讀數(shù)；以及 無(wú)線發(fā)送所述識(shí)別的水平位讀數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述主單元進(jìn)一步配置成 確定與所述識(shí)別的水平位讀數(shù)關(guān)聯(lián)的置信水平或區(qū)間；以及 與所述識(shí)別的水平位讀數(shù)一起無(wú)線發(fā)送所述置信水平或區(qū)間。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述主單元配置成使用指定的捕獲信息確定所述水平位讀數(shù)；以及 所述主單元配置成使用與所述指定的捕獲信息相鄰的信息補(bǔ)償與所述連接器關(guān)聯(lián)的 污染或損傷。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述主單元包括配置成升高和降低所述探頭的滾筒(208)，所述連接器繞所述滾筒卷繞； 配置成數(shù)字捕獲所述信息的傳感器(302)； 配置成確定所述水平位讀數(shù)的處理器(310)；以及配置成無(wú)線發(fā)送所述識(shí)別的水平位讀數(shù)的無(wú)線接口(214)。
10. 一種設(shè)備，包括配置成數(shù)字捕獲與在連接器(206、522)上編碼的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息的 傳感器(302)，所述連接器配置成在能夠接收材料(114、504a-504C)的罐(102、502)中升高 和降低探頭(204、520)；配置成使用所述捕獲的信息確定識(shí)別所述罐中所述材料的水平位的水平位讀數(shù)的處 理器(310)；以 及配置成無(wú)線發(fā)送所述識(shí)別的水平位讀數(shù)的無(wú)線接口(214)。
全文摘要
一種系統(tǒng)，包括配置成在能夠接收材料(114、504a-504c)的罐(102、502)中升高和降低的探頭(204、520)。該系統(tǒng)還包括耦合于探頭的連接器(206、522)，該連接器具有在該連接器上編碼的至少一種類(lèi)型的編碼。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括主單元(202、518)，其配置成使用連接器升高和降低探頭，數(shù)字捕獲與在連接器上的至少一種類(lèi)型的編碼關(guān)聯(lián)的信息，使用捕獲的信息確定識(shí)別罐中材料的水平位的水平位讀數(shù)，以及無(wú)線發(fā)送識(shí)別的水平位讀數(shù)。主單元還可以配置成確定與識(shí)別的水平位讀數(shù)關(guān)聯(lián)的置信水平或區(qū)間并且無(wú)線發(fā)送置信水平或區(qū)間。連接器可以包括帶子，并且至少一種類(lèi)型的編碼可以包括可見(jiàn)標(biāo)記、孔眼和/或磁代碼。
文檔編號(hào)G01F23/00GK101837869SQ201010150098
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者B·賽, F·維希特 申請(qǐng)人:恩拉夫股份有限公司