CN101228071B - 用于监视位于远端的储罐中的丙烷或其它消耗液体的系统 - Google Patents

Abstract

用于监视在远端的储罐中丙烷或其它消耗液体的水平和协调液体输送到这些储罐的改进的设备和方法，包括使用远程监视数据来识别在远端储罐处的异常条件，最佳安排购买或输送，改进安全性，和更经济地操作丙烷经销商关系的改进的方法。有关客户储罐的状态的更精确的和定时的信息用来改进工作效率和增加安全性。从远端传感器接收的数据可被收集和处理，使得它容易被理解和通过经由互联网可接入的用户界面的实施方式被利用，以允许信息以有效的图形和文本方式被呈现。工作效率也可以通过计算对于每个储罐的地点特定的度-天和K因子和通过考虑对于每个储罐的历史丙烷使用量、天气条件、和计划的燃料使用量而被提高。

Description

用于监视位于远端的储罐中的丙烷或其它消耗液体的系统

技术领域

本发明涉及用于输送丙烷或其它消耗液体到位于远端的储罐中和监视在位于远端的储罐中的液体水平的改进的系统。

背景技术

丙烷是气体，一种天然气和石油产品的衍生物。它是被包括在液化石油(LP)气族中的许多矿物燃料中的一种。因为丙烷是在美国最通常使用的那种类型的LP气体，所以丙烷和LP气体常常同义地被使用。

在正常的大气压力和温度下，丙烷是气体。然而，在中等压力和/或较低的温度下，丙烷变为液体。因为丙烷在它的液体形式下占据小得多的空间，它容易作为液体被存储在加压力的储罐内。当丙烷蒸汽(气体)从储罐中取出时，储罐中的某些液体立即气化代替被取出的蒸汽。

家庭和办公使用美国消费的丙烷的约三分之一。丙烷大多数被使用于没有天然气服务的农村地区的家庭。2000万以上的家庭使用丙烷来满足他们的能源需要，而1600万家庭使用丙烷作为他们的主要热源。使用丙烷作为主要能源的家庭通常在房子外面具有大的丙烷储罐，用来存储在压力下作为液体的丙烷。

因为家庭取暖是丙烷的主要用途，其需求在冬季的月份将高得多。丙烷的居民用户典型地具有由本地丙烷经销商安装的250-500加仑的储罐，并可接入到送货卡车，用于再灌注。取决于天气，典型的居民储罐每年灌注三到四次。居民储罐通常由丙烷经销商拥有，并租借给居民客户收取年费。

丙烷经销商典型地在包括1到2个30,000加仑贮存储罐的大型贮存工厂外面操作。单个经销商通常能够有效地服务于工厂周围约35英里半径的区域。丙烷通过典型地装载从1,800到3,000加仑的丙烷的大型送货卡车或“bobtail(截尾式车辆)”输送到客户家。客户储罐通常组成经销商财富的最大的部分。

显然，在大的区域内不同尺寸的储罐和不同的客户使用速率可以使得经销商保持所有的他的客户的储罐都充满是非常有挑战性的。被存储和剩余在客户丙烷储罐内的液体丙烷的数量需要经常测量，这样，丙烷经销商可以管理他自己的丙烷报表，有效地安排输送，和最重要地保持他的客户有丙烷。还有与丙烷储罐水平有关的重要的安全考虑，因为空的或过满的储罐可能是非常危险的。而且，与输送有关的花费，包括用于输送工人的工资以及车辆运行和燃料花费，是经销商运营花费的主要部分。为此，经销商必须试图将由输送车辆行进的每英里输送的丙烷的加仑的比值最大化，以便降低输送花费。

传统上，标准实践是丙烷经销商周期地访问每个储罐和读出位于储罐上的指示计，以便确定储罐是否需要再灌注。如果储罐水平是低的，则它将被再灌注；如果不是低的，则输送卡车实际上是浪费行程。正如可以预期的，这种非常低效率的实践对于经销商和客户造成更高的花费。

为此，开发了许多预报方法，给经销商提供了关于客户使用多少丙烷和何时应当再输送的较好的意见。由于丙烷主要被用作为取暖燃料，典型的预报方法牵涉到因式分解温度和历史客户使用速率。度-天(Degree-Day)是被使用来度量在24小时时间间隔内有多冷的一个单位。实际的温度与65°基础温度相比较，如果温度是较低的，则差值是这一天的度-天数。例如，如果24小时时间间隔内的平均温度是60°，它比65°的基础温度小5°，所以，我们将得到对于这个24小时时间间隔的5度-天。另一个概念被称为K因子，它被使用来得到客户的丙烷使用率的意见。客户的K因子是给定的客户(或与给定的储罐有关的燃烧器)使用1加仑丙烷所花费的度-天数。

从这两个度量值经销商可以得到关于何时应当再输送丙烷的较好的意见。例如，可以预期具有5的历史K因子的275加仑丙烷储罐的客户在储罐变为空的之前经过1375个度-天。然而，由于空的储罐是危险的条件(加上它意味着，客户用完燃料)，需要在1375度-天消逝之前进行输送。而且，这些类型的预报方法不能说明高于或低于正常丙烷使用量的未预期的时间间隔。由于这种预报仅仅是估计，必须在输送安排上留有很大的误差余量。这导致更多的较低的丙烷量的输送，从而导致较高的经销商输送花费。

许多年来，多种最佳车辆路由计算机程序可用于最小化与通过使用具有已知容量的车辆进行想要的输送有关的里程数和行进时间。然而，在现有技术中所有的这样的方法必须取决于预报客户的丙烷使用量的多种方法，因为最后的输送以及，正如以上讨论的，这样的预报方法决不是完全可靠的。

最近，远程监视系统被使用来允许与被包含在客户储罐中的液化气的水平有关的数据的远程传输。这允许“根据需要”把燃料或其它流体输送到储罐。这样的监视系统典型地比起预报系统是更精确的，以及提高了丙烷供应商的效率。

当前使用的储罐监视系统包括在储罐内的浮动传感器(floatsensor)，用来测量在储罐内的流体水平和温度。对于远程监视系统，来自传感器的数据通过特定类型的通信网被输送到数据处理单元或显示设备。典型地，数据处理单元是计算机，它通过使用专门的软件译码和存储数据。由数据处理单元接收的信息提供单独地监视每个特定的储罐。

在现有技术中已知的一个远程监视系统利用RF广播来把来自传感器的数据输送到数据处理单元。这样的系统是相对较便宜的，然而，它们具有非常有限的范围。数据处理单元典型地被安装在输送卡车中，它必须是在要报告其水平的客户的储罐附近。

另一个现有技术系统使用调制解调器和普通的电话线，把来自传感器的数据输送到数据处理单元。典型地，当储罐中的丙烷达到预定的水平时，这样的系统将使用调制解调器呼叫和通知数据处理单元。客户的电话线必须空闲以供系统工作。

被用来监视液体体积的其它的现有技术系统利用卫星或蜂窝通信。然而，这些系统中的每一个在某些环境下也有缺点。例如，许多卫星系统需要外部安装的卫星天线适当地暴露。另外，双向通信需要昂贵的设备和安装。在某些位置处，由于缺乏蜂窝覆盖，蜂窝系统是不实际的。

无论使用哪种通信方案，从传感器接收的数据常常是混淆的，需要很多时间来译码和格式化成有用的形式。即使这样，经销商仍旧很难解译数据或使用信息来最佳地组织他的卡车和路由。而且，经销商必须能够接入到数据处理单元，以便利用数据，这典型地需要经销商实际上在他的办公室，以便监视他的生意。另外，某些储罐条件，诸如过灌注或其它泄漏，需要立即注意。有时很难识别某些危险条件。例如，显示快速下降燃料水平的数据可以表示泄漏或可以是仅仅由于高的燃料使用的一段时间间隔造成的。对于在通常的工作时间以外发生的事件，经销商必须让雇员一天24小时监视系统，否则这些事件在下一个工作日之前将不被纠正。

丙烷经销商还面对由于丙烷需求的季节性特性引起的经济挑战。正如以上讨论的，在冬季的月份期间，对于丙烷的需求是高的，但在夏天期间低得多。丙烷经销商在储罐、卡车、雇员和基础结构方面具有很大的投资，而且他在低需求的时间间隔期间对于这种投资只收到很差的回报。

所需要的是用于监视在位于远端的储罐中的丙烷或其它消耗液体的水平和更好地协调液体输送到这些储罐的改进的系统。

发明内容

所以，本发明的目的是提供用于监视在位于远端的储罐中的丙烷或其它消耗液体的水平和更好地协调液体输送到这些储罐的改进的设备和方法。这个目标通过下述来实现：远程监视消费者储罐与使用远程监视的数据识别在远端储罐处的异常条件、最佳地安排购买或输送、改进安全性、以及更经济地操作丙烷经销商关系的改进方法的新颖组合。

以上已相当广泛地概述了本发明的特性和技术优点，以便更好地了解下面的本发明的详细说明。本发明的另外的特性和优点在后面描述。本领域技术人员将会看到，所公开的概念和特定的实施例可以容易地被利用为用于修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域技术人员还应当看到，这样的等效结构没有脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更全面地了解本发明和它的优点，现在参考结合附图所作出的下述说明，其中：

图1显示其中利用蜂窝通信系统的、按照本发明的远端丙烷监视系统的优选实施例。

图2显示其中利用卫星通信方案的、按照本发明的远端丙烷监视系统的优选实施例。

图3显示典型的现有技术液体储罐和浮子指示计(floatgauge)。

图4显示结合蜂窝通信方案使用的监视单元的优选实施例。

图5显示结合卫星调制解调器使用的监视单元的优选实施例。

图6是按照本发明的典型的输送安排屏幕。

图7是按照本发明的典型的输送卡车路由屏幕。

图8是按照本发明的每天宣布的(posted)客户储罐报表图。

图9A是经销商的客户储罐和它们的当前水平的地理卫星图。

图9B是变焦放大显示各个客户的图9A的地理卫星图。

图10A显示按照本发明的防爆箱(case)的外部。

图10B显示按照本发明的防爆箱的内部。

具体实施方式

本发明的优选实施例提供用于监视在远端的储罐中丙烷或其它消耗液体的水平的系统和方法以及协调远端的储罐的液体输送的改进的系统。

虽然以下的说明的大部分是针对丙烷贮存和输送，但本发明可被用于通常被存储在液体储罐中的任何类型的消耗液体，包括天然气或无水氨。因此，本发明的范围不应当限于丙烷贮存和输送。而且，虽然本讨论的大部分是针对经济模型，包括丙烷经销商为处在客户地点的丙烷储罐提供服务，但这里讨论的系统和方法同样地可应用于不同的经济模型，例如包括大公司或其它商务实体，其为来自一个或多个中心贮存设施的很多个远端储罐提供服务。

按照本发明的优选实施例的另一方面，一种不可知论的(agnostic)通信方案可被用于远程监视储罐内的液体气体水平。因此，通信不一定限于单个通信平台。任何已知的适当的通信方案可被用来发送数据，诸如蜂窝、地面电话线、无线、卫星、电缆等等。不同的通信方案可被用于不同的客户或储罐位置，取决于哪个方案对于各个顾客或位置是最佳的。最佳通信网的选择可以基于诸如位置、蜂窝信号的可用性、电话线的可用性、和由客户的想要的设备投资的因素。

图1显示按照本发明的远程丙烷监视系统100的优选实施例的一个方面，其中蜂窝通信方案被用来在储罐监视单元与中央服务器之间传送数据。远程丙烷监视系统100包括中央处理站102，它藉助于一个或多个蜂窝塔104与位于客户地点106的多个监视单元107通信。在中央服务器102与监视单元107之间的通信优选地是双向通信。正如下面更详细地讨论的，监视单元收集来自丙烷储罐传感器和任选地来自一个或多个家庭监视传感器108的数据，并把流体水平数据传送到中央服务器102。数据然后可被组织和处理(这也在下面讨论)以及通过卫星上行链路128从中央服务器102传送到卫星110和/或通过网络服务器(web server)124传送到互联网或适当的内部网。中央服务器102可包括在一个或多个位置处的一个或多个计算机。最终用户130然后可以通过无线卫星链路或通过互联网，例如通过使用具有互联网接入的个人计算机访问数据。中央服务器102也可以藉助于蜂窝塔104与输送卡车140通信。

图2显示按照本发明的远程丙烷监视系统200的另一个优选实施例，其中卫星通信方案被用来在储罐监视单元与中央服务器之间传送数据。远程丙烷监视系统200包括中央服务器102，它藉助于卫星210与位于客户地点106的多个监视单元207通信。监视单元207可以藉助于卫星调制解调器和天线(未示出)与卫星210通信。在图2所示的实施例中，通信是单向的，从监视单元107到卫星210。然而，甚至更优选地，在监视单元207与卫星210之间的通信可以是双向通信。正如下面更详细地讨论的，监视单元收集来自丙烷储罐传感器和任选地来自一个或多个家庭监视传感器108的数据，并把流体水平数据传送到卫星210。数据然后借助于卫星上行链路228被传送到中央服务器102。数据然后可被组织和处理(这也在下面讨论)以及通过网络服务器224从中央服务器102传送到互联网或适当的内部网。最终用户130然后可以通过互联网或适当的内部网，例如通过使用具有互联网接入的个人计算机访问数据。任选地，在输送卡车140上的监视单元也可以藉助于卫星210和卫星上行链路228与中央服务器102通信。

储罐水平可以通过现有技术中已知的多个不同的机制被监视。例如，一个常用类型的指示计(gauge)被称为浮子指示计。正如该名称表明的，浮子指示计具有搁在被测量的流体表面上的浮子(float)。浮子的位置将随着储罐中液体水平的改变而上升或下降。浮子的运动被指示计典型地通过使用磁耦合来感测，以提供可视的或其他的流体水平指示。典型的浮子指示计和丙烷储罐组合300显示于图3。浮子组件302被安装在储罐304的里面。如图3所示，浮子302的位置将随储罐中的液体水平308和310而变化。浮子组件302代表附着机构，本发明的传感器单元通过它检测在储罐里面的丙烷的水平。浮子在它跟随液体水平时的垂直运动通过小齿轮312被变换成旋转运动，该小齿轮312旋转在管子314里面延伸的轴以及转动主磁体316。浮子组件302在压力密封下与浮子头318附着。指示表320被安装在浮子头318上。

指示表320优选地包括带有远程发送器的刻度盘腔(dialchamber)，其给出储罐水平的可视指示同时还发送电信号到监视单元。该电信号用来给出储罐水平的远程指示。

图4显示按照本发明的本地客户监视单元400的优选实施例。监视单元401包括密封柜403，其包含处理器402和至少一个相关的通信设备404，诸如蜂窝调制解调器、线路调制解调器或卫星通信设备。例如，图5显示其中通信设备是带有平坦阵列天线516的卫星调制解调器518的优选实施例。通信设备404可被连接到外部天线424。处理器402和相关的通信设备404优选地由电池422或任选的外部电源423供电，并通过I/O端口405与一个或多个丙烷储罐传感器412通信。状态和故障检修信息可以通过LED 408在外部显示。

处理器402包括用于实施以下功能的电路：接收来自该一个或多个丙烷储罐传感器412的数据；处理该数据，并且把它变换成可读的形式，如果必要的话；在预先选择的间隔或时间，通过相关的通信设备404和外部天线424连接到中央服务器(未示出)以传送收集的数据；以及确定是否出现预定的情形，诸如低的液体水平或过灌注，或是否发生预定的异常或“意外”事件，诸如液体水平下降太快(可能表示泄漏)，或一点都不下降(表示储罐传感器可能发生问题)。正如下面更详细地讨论的，处理器402还可包括用于接收和存储来自一个或多个温度传感器的数据的电路，以及使用该数据来计算对于每个储罐位置的地点特定的度-天值。本领域技术人员将会看到，所述电路可以用传统的处理器和/或控制器、集成电路、分立器件、或它们的任意组合来实施。

处理器402可以藉助于直接的有线连接418、IO端口406、和通信总线405与储罐水平传感器412通信。处理器402可以与多个附加辅助传感器通信。例如，数据可以由能够检测一氧化碳、丙烷气体或客户家中的温度变化的一个或多个家庭监视传感器421收集。来自这些类型的附加传感器的数据可以连同有关丙烷储罐水平的数据一起被传送到中央服务器。在监视单元401与家庭监视传感器421之间的通信可以通过任何适当的措施来进行，所述措施包括无线RF、X-10、直接连线。还参照图5和图10B，在优选实施例中，RF天线512和天线可被构建在处理器402的电路中。替换地，第二I/O端口允许X-10功能，正如下面讨论的。

优选地，柜403被密封，以保护发送单元免受有害环境条件的影响。在机械故障的事件中，整个单元可以容易替换。在优选实施例中，图4的监视单元也提供I/O功能(包括数据端口，其允许监视单元与X-10设备或客户的个人计算机通信)。虽然在本发明中可以使用任何适当的通信设备，但在优选实施例中，该单元将具有主通信设备，诸如蜂窝调制解调器，和备用设备，诸如地面线路调制解调器。

监视单元401可以由任何适当的电源操作，所述任何适当的电源包括直接连线、电池组或太阳能充电器。取决于该电源，通信设备可被配置成以不同的模式工作。优选地，例如，由电池组供电的监视单元被配置成使得诸如卫星调制解调器的通信设备在大部分时间被断电，以便节省功率。处理器402周期地唤醒通信设备，以发送数据或接收输入的命令。

在优选实施例中，监视单元401可以收集数据和在特定的时间，例如在3:00a.m.，每天一次地报告给中央服务器。在蜂窝传输的情形下，这典型地允许经销商协商更便宜的蜂窝速率计划，因为大多数传输不在高峰蜂窝时间期间出现。如果使用地面线路通信，则在3:00a.m.报告应当限制对客户的电话线使用的潜在干扰。另外，正如上面讨论的，监视单元可被配置成如果发生特定类型的条件，包括例如过填充的储罐、大于预期的使用量(这表示泄漏)、低电池量、或任何其它“意外”条件，则立即报告。

图5显示按照本发明的本地客户监视单元的另一个优选实施例。监视单元501包括密封柜403，其包含处理器520和电池电源514。卫星调制解调器518和平坦阵列天线516被用来与一个或多个远程服务器(未示出)通信。适当的卫星通信设备例如可从AeroAstro，Inc.of Ashburn，VA得到。RF天线512和收发机(未示出)被用来通过无线RF传输与一个或多个家庭监视和自动单元，例如位于客户家中的一氧化碳或丙烷检测器进行通信。来自这些RF使能的单元的数据可以由监视单元501存储和处理。例如，来自内部监视器的数据可被用来确定是否应当启动自动储罐切断，正如下面更详细地讨论的。来自RF使能单元的数据也可以通过卫星调制解调器518被传送到远程中央服务器。

按照本发明的优选实施例的另一方面，数据在被报告之前可以排队。这允许收集非常详细的数据，例如，每小时的储罐水平，同时使得连接时间最小化。这还允许通信系统更多地容忍通信故障，因为数据在满意的通信被建立之前被存储。正如下面更详细地讨论的，由监视单元收集和发送的数据不仅可包括储罐水平数据，而且还可以包括来自家庭监视传感器(即，C0检测器、丙烷检测器、附件(appliance)、烟雾检测器、安全检测器等等)的数据和来自现场度-天记录器的数据和历史记录。

按照本发明的优选实施例的另一方面，从储罐传感器接收的数据可被收集和组织，使得它容易由丙烷经销商通过用户界面的实施方式理解和利用，所述用户界面允许丙烷经销商以图形和文本的方式明白每个客户的当前状态。这改善了丙烷经销商分析和对于数据的快速和容易反应的能力，而不必检查没有以最佳次序组织的庞大的数据。

例如，在优选实施例中，基本信息和历史对于每个客户或每个储罐是可访问的。色彩编码的储罐报表可被图形地显示，使得经销商可以看到客户和储罐水平的列表，并且立即辨别出每个客户的储罐的状态。图6是按照本发明的典型的输送调度表。这个屏幕显示对于输送安排的、所选择使用的输送车辆和客户。在优选实施例中，在中央服务器上运行的程序按照用户规定的准则进行选择。授权的用户可以从该屏幕重写(override)程序的选择。客户储罐报表被图形地显示，使得可以容易地看到流体水平。具有足够的丙烷水平的储罐可以用选择的屏幕色彩表示，例如用特定色彩的图标或图形形状表示。需要再灌注的储罐可以通过使用不同的屏幕色彩被显示。过灌注的储罐可以通过使用第三种色彩被显示。

图7是按照本发明的典型的输送卡车路由(routing)屏幕。在安排的输送路由上的每个停车站按物理地址、储罐容量和安排的输送量的次序被显示。还可以显示输送的估计时间和停车站之间的距离。

如图8所示，每天宣布的客户储罐报表图优选地允许经销商认识到客户使用趋势和检测任何异常现象，诸如，非授权的储罐灌注或抽出。这个图表图形地显示在预定的时间间隔内，例如在4个月时间间隔内客户的储罐中的流体水平。这允许经销商立即识别重新灌注日期，以及查明是否存在使用速率的剧烈变化。

按照本发明的优选实施例的另一方面，色彩编码数据也可以被显示在地图上，其显示每个储罐的位置和状态。这为驾驶员提供路由和客户位置的简易的打印。从客户储罐接收的数据被自动地用来创建由丙烷经销商可访问的色彩编码的液体水平储罐信息列表。显示在每个输送路由上的客户位置的定制的色彩编码的地图可以通过互联网被访问，以及被显示到PC屏幕和由输送人员打印。这允许经销商得到所有的他的客户储罐和当前水平的地理的或“卫星的”视图，以及绘制输送路线，所述输送路线最有效地利用经销商的资产并保证满足客户需要。优选地，地图能够显示整个客户库，如图9A所示，或在特定的客户或路线上进行放大，如图9B所示。

按照本发明的优选实施例的另一方面，储罐传感器数据可被用来计算最经济的输送卡车路线。希望确定在每个卡车上装载多少丙烷，以及哪些停止站以节约成本的方式输送。利用相关的信息，诸如从客户接收的储罐水平数据，关于输送卡车和尺寸、卡车的可用性、以及输送位置点的信息，自适应算法优选地将客户数据库的需求与可用的输送卡车相匹配并且为每个可用卡车的最经济的路线建立模型。通过提高效率，经销商可以更经济地利用它们的设备和雇员，以及可以使得每英里的加仑数与每个停车站的加仑数的比值最大化。通过在确定沿给定的输送路线的哪些储罐应当被再灌注时考虑每个储罐的历史丙烷使用量、天气条件、和预计的燃料使用量，建模也可以是预测性的。也可以考虑历史的，度-天，和儒略日(Julian day)(消逝的)预报。优选实施例还可包括调度系统，它使用最佳路线确定来提供灌注票(规定在每个卡车上要装载多少丙烷)给负责在早晨灌注每个储罐的人员，以及给每个驾驶员提供路由和输送指令。

按照本发明的优选实施例的另一方面，系统可以按工业标准需要，或在事件后，诸如用完气体情形，或在禁止的时间间隔消逝后，将所需的客户储罐、家庭和器具的检查列入日程表。丙烷气体的挥发特性造成发生严重的分支的潜力，如果形成泄漏的管道或接头的话。在具有打开的框架的器具或取暖单元暴露到未控制的燃料的情况下，也可能存在危险的条件。在常规调度表上或发生异常事件后测试整个丙烷系统，检查储罐、管道、调整器、指示计、连接头、阀门、通风口、恒温器、导向器、燃烧器和器具控制的压力可以显著减小失去生命或财产损失的可能性。系统具有警告丙烷经销商和司机需要定期地或在发生异常事件后执行测试的能力。

按照本发明的优选实施例的另一方面，数据(采用客户信息、储罐报表、或输送信息的形式)可以与应收帐款(account receivable)信息相组合。客户应收帐款结算表可以在由路线组织的PC屏幕上被显示，或被打印在以上讨论的色彩编码的路线纸上。这优选地允许经销商安排输送前或输送时的付费，或在对于客户不能作出满意的付费安排的情况下重新配置输送路线。

本发明的优选实施例的一个方面针对基于网络(互联网和内部网)的客户服务器应用，它使得经销商能够访问涉及到它们的丙烷储罐和报表的监视的信息以及与如下面讨论的附加的进入的生产服务有关的信息。来自远程传感器的数据连同如上所述的图形和文本组织一起，因此优选地藉助于互联网、或LAN，WAN等等，可用于最终用户(例如，丙烷经销商)。

最终用户可以选择把计算机监视器专用于这样的信息的连续更新显示。信息可被存储在中央服务器、网络服务器、或最终用户计算机上，这样，可以识别历史图案和趋势。

另外，经销商优选地能够通过网络浏览器界面和实时地监视任何报警或影响它们的客户或生意的异常事件。在优选实施例中，报警通知--诸如储罐过灌注通知、储罐低水平通知、异常事件发生、或从历史的或度-天数据和预计的变化--可以在经销商登录页上宣布。警告可以通过调页程序(pager)、文本消息传送、或电子邮件通知经销商。

按照本发明的优选实施例的另一方面，由多个经销商通过各个口令保护的网站链路可访问的、互动的基于网络管理的服务软件的使用允许跨板系统升级和增强，而不需要大量硬件或CD邮寄。

按照本发明的优选实施例的另一方面，用于丙烷储罐的远程储罐监视的系统可以使用类似的设备与其它产品相组合，以便给丙烷经销商提供附加的非季节性收益流。正如以上讨论的，丙烷生意是季节性的，最高的需求出现在冬季的月份。虽然可包括卫星、蜂窝和地面线路通信系统的昂贵的监视设备仅仅在高需求的时间间隔期间使用，但在全年内该设备仍旧在客户的位置。类似地，丙烷生意典型地需要具有大量技术专长的人员，但该专长通常只在高需求时间间隔期间使用。在非繁忙季节期间，这些高度训练的雇员典型地将用于许多非技术任务。

按照本发明，丙烷经销商可以利用这些雇员的专长和现有的监视设备基础设施来为客户提供附加服务。例如，用于远程储罐水平的卫星通信的设备也可以用于给客户提供卫星电视或互联网服务。安装和服务于卫星监视系统的相同的雇员将能够使用这些技术专长来安装和服务于卫星娱乐服务。

在优选实施例中，在监视单元上的无线RF或X-10功能允许用被用于储罐监视的相同的设备来发送家庭监视和自动化服务和数据(即使在没有安装卫星设备或卫星设备是不可用的情况下)。正如本领域技术人员熟知的，术语X-10涉及到作为用于在单个设施内通过交流电力线在设备之间通信的工业标准被接受的标准化的协议。X-10通过在交流电力线上发送和接收信号而在发射机与接收机之间进行通信。这些信号包括代表数字信息的短RF脉冲串(burst)。该X-10功能可以通过客户的PC被控制，以及可以容易地通过互联网被访问。正如上面讨论的，在优选实施例中，监视单元将具有内建的RF收发机和天线，其允许处理器与家庭监视传感器或家庭自动设备，诸如X-10设备进行接口连接。其它类型的通信协议和连接也可以被用来连接家庭监视传感器与监视单元，包括硬连线连接。这允许丙烷经销商也对于相对小的设备和训练投资，提供家庭安全和火灾监视、家庭自动化、和丙烷客户想要的专门的监视，诸如家庭中一氧化碳和丙烷气体监视。

通过组合无线娱乐和RF或X-10功能与这里讨论的储罐监视系统，监视和附加收益产生服务优选地从成本节省和提高的效率获益。

按照本发明的优选实施例的另一方面，在可以使用一种以上的类型的储罐监视通信方案的情况下，通信方案可以与由客户想要的附加服务相匹配，因此产生附加的效率和成本节省。例如，在客户希望购买卫星电视或互联网服务的情况下，相同的卫星设备可被用来提供在监视传感器与数据服务器之间的通信。

按照本发明的优选实施例的另一方面，输送车辆和储罐可以配备有GPS发射机或发射机-接收机，以便跟踪输送车队移动和监视储罐的位置。结合以上讨论的路由系统，用于各种车辆的路线可以在被输送到车辆GPS系统的中间路线和新路线中被改变。另外，GPS系统可以与自动化车辆关断系统相组合，其可以自动地或人工地触发，例如，如果车辆离它指定的路线太远的话(表示车辆已经被偷)。

按照本发明的优选实施例的另一方面，对于每个储罐位置，储罐监视系统可以配备有内部的度-天监视器。传感器优选地可被用来连续地或周期地监视在每个储罐地点的温度读数或其它天气条件，以便计算对于每个储罐位置的消逝的度-天。地点特定的度-天计算可被用来更精确地预测储罐水平和更精确地确定是否出现意外事件。这些地点特定的计算或者由储罐监视系统处理器执行，或者数据可被传送到中央服务器进行处理。每日的和积累的度-天(每年)可以由储罐监视单元或由中央服务器存储。正如上面讨论的，度-天被历史地用来估计丙烷(或其它燃料)使用量。然而，度-天监视典型地仅仅在一个位置完成，诸如在丙烷经销商的办公室。在该国家的一些部分中，经销商输送区域内的每天温度变化可以是极端的。在每个储罐位置处监视温度和使用该数据来计算地点特定的度-天将是优于现有技术的显著的改进。

地点特定的度-天和历史燃料水平可被用来计算对于每个储罐的K因子。而且，度-天和K因子计算可以在每次测量储罐的流体水平时被更新。这允许该计算更好地说明不正常的温度或使用水平的周期，这又允许意外事件的改进的检测，诸如卡住的储罐浮子指示计，打开的泄放阀门，地下线路泄漏，或与客户的历史和当前的天气图不一致的流体水平的任何减小。

对于给定储罐的存储的和“实时”的度-天，K因子，和使用量数据也可以被用来通过使用例如考虑了由监视单元收集和存储的一些或所有的数据的预测算法来计算预测的储罐水平。预测的储罐水平可以与实际的储罐水平进行比较，以便更好地确定是否发生意外事件。例如，在预测的和实际的水平之间的相对较小的差值可能触发客户联系或服务呼叫以检查问题。在预测的和预期的水平之间的较大差别可能触发更紧急的响应，诸如立即通知燃料经销商和客户或自动关断燃料流动，正如下面讨论的。来自诸如位于客户房子中的温度传感器的辅助传感器的数据，连同附近的或类似地放置的储罐的度-天、K因子和使用量数据一起，也可以被用于计算预测的燃料水平或更精确地检测意外事件。再者，这些地点特定的计算可以由储罐监视系统处理器执行，或数据可被发送到中央服务器进行处理。

按照本发明的优选实施例的另一方面，储罐监视系统可被配置成在泄漏的事件中自动关断来自储罐的丙烷流动。在客户家中或附近的很大的丙烷泄漏可能具有灾害的结果。然而，自动泄漏检测可能是困难的。丙烷气体检测器具有传感器和消耗的电池，以及它们需要被放置在泄漏附近以便是有效的。另外，由于花费高或安装困难，许多丙烷客户不使用其它检测器。快速下降的燃料水平可能表示泄漏，但也可能是突然高的丙烷使用量的结果(有时可以看到的，例如，当天气突然变为较冷时或者当差的加热器或商用谷物干燥机工作时)。现场的度-天计算使得更容易地确定何时存在泄漏。在储罐水平比起根据现场的度-天所预期的更快速地下降的情况下，或如果水平比起预定量下降得更快，处理器控制的阀门可被用来关断丙烷流出储罐。丙烷流动也可以被关断，如果任何辅助监视传感器，例如位于客户家里面的传感器，检测空气中大量丙烷气体的存在。优选地，如果处理器接收来自中央服务器的命令，诸如来自经销商的关断命令，也可以启动关断阀门。

按照本发明的优选实施例的另一方面，地点特定的度-天数据可被用来更精确地估计在客户的储罐中可用的贮存空间，其又可被经销商使用来更精确地预测何时经销商需要补充他的库存。丙烷通过管道到达经销商会花费几天。丙烷价格在一年内也有很大的起伏，这样，经销商在价格低的时间间隔期间购买尽可能多的丙烷是有利的。丙烷使用量和可用的贮存容量估计得越精确，经销商越有效地确定何时购买附加燃料和应当购买多少燃料。有关客户储罐水平和预测的使用量的精确的信息允许经销商更好地利用客户贮存容量，允许经销商在价格水平低的时候购买更多的丙烷。在优选实施例中，有关预测的天气条件的数据也可以与以上讨论的数据相组合，以预测将来几天的燃料水平。

按照本发明的优选实施例的另一方面，度-天数据和储罐水平数据可被用来估计储罐中下降低于5％的实际的燃料水平。在典型的丙烷储罐上的流体水平指示计仅仅降低到5％。然而，即使在流体水平降低到零时，在储罐和线路中仍旧存在一定体积的丙烷气体，常常可以为客户提供几天的燃料。另外，重要的是在储罐变为所有的丙烷气体用空之前重新灌注储罐，因为空的储罐可能造成很大的安全隐患。在重新灌注之前，空的储罐必须清除所有的空气以把湿气驱出储罐。而且，储罐应当进行压力测试以确保没有泄漏。另外，由储罐供以燃料的所有指示灯必须被重新点亮。典型地，丙烷输送驾驶员不能独自重新灌注空的储罐，因为需要时间和附加的专长。代替地，具有更专门的训练和设备的雇员必须陪伴驾驶员(增加经销商的成本)。通过使用度-天数据和历史储罐水平数据来推断对于接近空的储罐的燃料或蒸汽水平，经销商可以更好地估计储罐在何时变为完全空的。这允许他在重新灌注之前等待尽可能长的时间，但也确保储罐不是完全空的。

按照本发明的优选实施例的另一方面，压力指示计可被安装在储罐上，这样，实际的压力数据可以由储罐监视单元以如上所讨论的监视流体水平的相同的方式进行监视。

按照本发明的优选实施例的另一方面，储罐监视单元被安放在所设计的保护柜内，以使得与监视单元的电连接在大气密封的腔室内进行。典型的电连接或金属与金属的接触造成火花的风险--在存在任何大量丙烷气体时的潜在的危险事件。

图10A和10B显示按照本发明的保护柜403。柜403优选地用气密密封进行密封以保护监视单元电路免受有害环境条件影响，以及把柜内的任何电连接与包围柜的大气层隔离开以防止在丙烷泄漏事件时的爆炸。还参照图5，线连接418被用来把来自指示表320的信号载送到监视单元501。线连接418优选地藉助于防爆炸的电连接被连接到监视单元501。当插入连接器502被连接到内孔PCB安装连接器504时在进行任何电连接之前使用膜片或垫圈(未示出)来造成在插入连接器与内孔连接器之间的气密密封，这样，在完成连接中产生的任何火花与包围柜403的大气层隔离开。本领域技术人员将会看到，在线连接周围的气密密封可以以现有技术中熟知的多种方式完成，包括柔性膜片、垫圈、机械阀门、或它们的任何组合。

因为在柜403内的电连接和电路是与大气层隔离开的，因此柜可以直接安装在包含丙烷或其它易燃的燃料的储罐上。现有技术系统典型地利用被安装在客户家中的单元，其通过有线或无线通信仅仅与在储罐处的发送单元通信。通过使用接收来自储罐的数据和发送数据到中央服务器的自包含的储罐监视单元，系统变得更容易安装，允许驾驶员而不是服务人员操控安装或更换有缺陷的单元。另外，允许整个单元安全地安装到储罐本身提供显著的优点。不需要进到客户家中，这样，当安装监视系统时客户不需要在家中。而且，把监视单元放置在储罐的外面，使得经销商在客户没有支付他的帐单的情况下更容易取回设备。在机械故障情况下，整个单元可以容易替换，再次不需要进入到客户家中。优选地，柜通过使用不牵涉到金属与金属的接触，诸如附着在单元旁边的高粘度胶带的连接方法被安装在储罐上。

虽然详细地描述了本发明和它的优点，但应当看到，可以对于这里描述的实施例进行多种改变、替换和修改而不背离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。而且，本专利申请的范围不打算限于在技术说明书中描述的处理过程、机器、制造、材料的复合、装置、方法和步骤的具体实施例。本领域技术人员将从本发明的公开内容看到，按照本发明可以利用执行与这里描述的相应的实施例基本上相同的功能和达到基本上相同的结果的、当前存在的或以后开发的处理过程、机器、制造、材料的复合、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求打算把这样的处理过程、机器、制造、材料的复合、装置、方法或步骤包括在它们的范围内。

Claims (26)

1.一种用于监视燃料储罐中的流体水平的设备，包括：

至少一个储罐传感器，其提供表示在储罐中的流体量的信息；

与每个储罐有关的至少一个监视单元，所述监视单元通信地链接到所述至少一个储罐传感器，这样来自所述储罐传感器的信息被传送到监视单元，以及所述监视单元包括处理器，用来接收和处理所传送的储罐传感器信息；和存储器，用来存储所处理的储罐传感器信息；

该至少一个监视单元还通信地链接到温度传感器，该温度传感器提供表示在储罐位置处的环境温度的温度信息，以及其中所述监视单元处理器还接收和处理所传送的温度信息，并且所述存储器存储所处理的温度信息，其中处理传送的储罐传感器信息和温度信息包括：

使用所存储的流体水平信息来确定每个储罐的历史燃料使用量；

使用所述温度信息来获得对于每个储罐位置的、消逝的度-天的数目；

使用历史燃料使用量和度-天值来计算对于每个储罐的预测的流体水平；以及

其中所述至少一个监视单元能够根据所传送的储罐传感器信息计算预测的流体水平和比较由从所述储罐传感器接收的流体水平信息获得的实际的流体水平与预测的流体水平，以便确定是否发生预定的意外事件。

2.权利要求1的设备，还包括能够关断燃料流出储罐的阀门，所述阀门在工作上连接到所述监视单元，使得当发生预定的意外事件时可以关闭阀门。

3.权利要求1的设备，还包括位置远离储罐的至少一个中央服务器，该至少一个中央服务器通信地链接到所述监视单元，这样所处理的流体水平和温度信息从所述监视单元被传送到中央服务器。

4.权利要求3的设备，其中所述信息从所述监视单元通过卫星通信系统被传送到中央服务器。

5.权利要求4的设备，还包括：

一个或多个辅助传感器，用于检测本地现象的发生和把检测信号发送到监视单元；

所述监视单元能够接收来自辅助传感器的检测信号，处理该信号，和把有关检测信号的数据通过通信链路发送到中央服务器。

6.权利要求5的设备，其中所述检测信号从该一个或多个辅助传感器通过无线RF信号被传送到监视单元。

7.权利要求3的设备，还包括卫星通信系统，用于把所述信息从监视单元传送到中央服务器和无线RF收发机。

8.权利要求3的设备，其中所述中央服务器包括执行软件的、在一个或多个物理位置处的一个或多个计算机。

9.权利要求1的设备，还包括图形用户界面，其被配置来下载要被显示的信息和允许用户输入。

10.权利要求9的设备，其中图形用户界面是互联网网络浏览器。

11.权利要求9的设备，其中有关流体水平数据的信息被组织和被图形地显示。

12.权利要求11的设备，其中图形地显示信息包括显示列出客户和相应的流体水平的储罐报表，并且高于或低于预定阈值的水平被色彩编码使得可以容易地识别特定的流体范围。

13.权利要求11的设备，其中图形地显示信息包括无论何时远程监视单元通知中央服务器已经发生预定的意外事件都显示报警消息。

14.权利要求13的设备，还包括无论何时远程监视单元通知中央服务器已经发生预定的意外事件都通过调页程序、文本消息、或电子邮件发送报警消息。

15.权利要求1的设备，其中储罐传感器包括压力指示计。

16.权利要求1的设备，其中所述监视单元被安放在非金属外壳内，该外壳把监视单元与包围外壳的大气隔离开，以及其中所述监视单元通过防爆的电连接通信地链接到至少一个储罐传感器。

17.权利要求16的设备，其中监视单元外壳被安装储罐上。

18.一种监视两个或更多个液体燃料储罐的方法，包括：

藉助于与每个储罐有关的并通信地链接到提供表示在储罐中的流体量的流体水平信息的流体传感器且通信地链接到提供表示在储罐位置处的环境温度的温度信息的温度传感器的至少一个监视单元，确定在每个储罐中的流体水平，所述监视单元包括处理器，用来接收和处理所接收的流体水平和温度信息；

存储对于每个储罐的所述流体水平和温度信息；

在一段时间间隔内由存储的流体水平信息确定每个储罐的历史流体水平；

通过使用所述温度信息获得对于每个储罐位置的、在所述时间间隔内的度-天数目的值；

使用历史燃料水平和度-天值来计算对于每个储罐的预测的流体水平；以及

比较由从所述流体传感器接收的流体水平信息确定的实际的流体水平与预测的流体水平，以便确定是否发生预定的意外事件。

19.权利要求18的方法，还包括把来自每个监视单元的所述流体水平和温度信息传送到能够处理和存储所述信息的至少一个中央服务器，所述中央服务器位置远离储罐并且通信地链接到所述监视单元。

20.权利要求18的方法，其中所述确定是否发生预定的意外事件包括比较当前的流体水平与预定阈值或存储的历史流体水平，以确定流体水平是否太高，太低，或流体水平是否下降太快或下降得不够快。

21.权利要求18的方法，其中比较由从所述流体传感器接收的流体水平信息确定的实际的流体水平与预测的流体水平以便确定是否发生预定的意外事件还包括如果发生预定的意外事件，则启动远程操作的阀门来关断来自至少其中一个所述储罐的燃料的流动。

22.权利要求18的方法，还包括使用历史流体水平和度-天值来计算在具有小于5％的流体水平的至少其中一个所述储罐中剩余的预测燃料。

23.权利要求18的方法，还包括使用历史流体水平和度-天值来计算在具有0％的流体水平的至少其中一个所述储罐中剩余的预测燃料。

24.权利要求18的方法，还包括使用历史流体水平和度-天值来计算在将来的时间在两个或更多个储罐中将剩余的预测燃料。

25.一种用于监视在不同的位置的两个或更多个远端储罐中的丙烷的系统，包括：

与每个储罐有关的并通信地链接到提供表示在储罐中的流体量的流体水平信息的流体传感器且通信地链接到提供表示在储罐位置处的环境温度的温度信息的温度传感器的至少一个监视单元，所述监视单元包括处理器，用来接收和处理所接收的流体水平和温度信息，以及所述监视单元使用存储的流体水平信息来确定每个储罐的历史燃料使用量，使用所述温度信息来获得对于每个储罐位置的消逝的度-天数目，使用历史燃料使用量和度-天值来计算对于每个储罐位置的预测的流体水平，以及比较预测的流体水平与由从所述流体传感器接收的流体水平信息确定的实际的流体水平，以便确定是否发生预定的意外事件；

位置远离该两个或更多个储罐以通信地链接到每个监视单元的至少一个中央服务器，所述中央服务器处理接收的丙烷水平信息以提供可显示的流体水平数据，和通过利用至少存储的历史丙烷水平数据来预报将来的丙烷水平；

图形用户界面，其通过互联网被连接到该至少一个中央服务器且被配置成允许用户输入和下载要被显示的信息，这样(i)有关丙烷水平数据的信息被组织和被图形地显示，(ii)信息至少被显示为列出客户和相应的流体水平的储罐报表，并且高于或低于预定阈值的水平被色彩编码使得可以容易地识别特定的丙烷范围，以及(iii)无论何时远程监视单元通知中央服务器已经发生预定的意外事件或辅助传感器检测到在预定范围以外的值时都显示报警消息；以及

阀门，其能够关断燃料从储罐流出，所述阀门在操作上连接到所述监视单元，这样当发生预定的意外事件时阀门可被关闭。

26.权利要求25的系统，还包括：

一个或多个辅助传感器，其能够检测本地温度、丙烷气体的存在、或高于一氧化碳的正常水平，并发送检测信号到至少一个监视单元；以及

至少一个监视单元，其接收来自辅助传感器的检测信号，处理该信号来确定该值是否处在预定范围以外，以及如果是的话，则通过通信链路把有关检测信号的数据发送到中央服务器。

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