JP2003004503A - 微小重力用体積計測装置 - Google Patents
微小重力用体積計測装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
- G01F22/02—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for involving measurement of pressure
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
- B64G1/402—Propellant tanks; Feeding propellants
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- B64G1/4021—Tank construction; Details thereof
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- G—PHYSICS
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、人工衛星の軌道上に置かれた容器
内の液体を計測する場合のように閉鎖系空間で使用可能
であり、且つ、気体、液体、固体の混在のない状態で計
測を可能にした体積計測装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明による微小重力用体積計測装置
は、微小重力下において液たい、固体の体積を計測する
ものにおいて、２以上の容器を管で連結するとともに容
器内に気相、液相、固相を分離または固定する手段およ
び圧力変動源、圧力信号受信器を設け、圧力変動源、圧
力変動信号受信器を信号解析ユニットに接続したことを
特徴とする。
内の液体を計測する場合のように閉鎖系空間で使用可能
であり、且つ、気体、液体、固体の混在のない状態で計
測を可能にした体積計測装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明による微小重力用体積計測装置
は、微小重力下において液たい、固体の体積を計測する
ものにおいて、２以上の容器を管で連結するとともに容
器内に気相、液相、固相を分離または固定する手段およ
び圧力変動源、圧力信号受信器を設け、圧力変動源、圧
力変動信号受信器を信号解析ユニットに接続したことを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くは宇宙環境技
術分野に属するものであり、微小重力下における液体あ
るいは固体の体積計測に関し、特に、人工衛星の軌道上
のような周囲が真空状態の環境下においても応用可能な
ものである。
術分野に属するものであり、微小重力下における液体あ
るいは固体の体積計測に関し、特に、人工衛星の軌道上
のような周囲が真空状態の環境下においても応用可能な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】音響を利用した液体の体積計測に関する
技術は、例えば、特開平08-327429号公報、特開平07-83
730号公報に見られるように、既に知られている。これ
らの公知のものは共通して容器と片側が開放空間に連な
る管から構成されている。計測はスピーカー等で音を発
生させ、管と容器中の気相部のばね作用で引き起こされ
るヘルムホルツ共鳴音をマイクロフォンで収集し、その
共鳴周波数から液体の体積を求める方法をとっている。
また、２つの容器を連結させて閉鎖空間を形成し、圧力
変動を捉えることにより液体の体積を計測する装置は、
例えば、特開平06-201433号公報、特開平06-201434号公
報に示されている。
技術は、例えば、特開平08-327429号公報、特開平07-83
730号公報に見られるように、既に知られている。これ
らの公知のものは共通して容器と片側が開放空間に連な
る管から構成されている。計測はスピーカー等で音を発
生させ、管と容器中の気相部のばね作用で引き起こされ
るヘルムホルツ共鳴音をマイクロフォンで収集し、その
共鳴周波数から液体の体積を求める方法をとっている。
また、２つの容器を連結させて閉鎖空間を形成し、圧力
変動を捉えることにより液体の体積を計測する装置は、
例えば、特開平06-201433号公報、特開平06-201434号公
報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人工衛
星の軌道上に置かれた容器内の液体等の体積を計測する
場合、周囲は真空のため、まず閉鎖空間をつくらなけれ
ばならない。ヘルムホルツ共鳴現象を利用した従来技術
では開放空間でしか使用できない致命的な欠点がある。
また、圧力変動を捉えることにより液体等の体積を計測
する従来技術は閉鎖空間で利用できるが、微小重力下で
は気体と液体が混在するため、これを制御する装置が必
要不可欠となるという問題があった。
星の軌道上に置かれた容器内の液体等の体積を計測する
場合、周囲は真空のため、まず閉鎖空間をつくらなけれ
ばならない。ヘルムホルツ共鳴現象を利用した従来技術
では開放空間でしか使用できない致命的な欠点がある。
また、圧力変動を捉えることにより液体等の体積を計測
する従来技術は閉鎖空間で利用できるが、微小重力下で
は気体と液体が混在するため、これを制御する装置が必
要不可欠となるという問題があった。
【０００４】本発明は、人工衛星の軌道上に置かれた容
器内の液体、固体の体積を計測する場合のように閉鎖系
空間で使用可能であり、且つ、気相、液相、固相との混
在のない状態で液体、固体の体積計測を可能にした体積
計測装置を提供することを目的とする。
器内の液体、固体の体積を計測する場合のように閉鎖系
空間で使用可能であり、且つ、気相、液相、固相との混
在のない状態で液体、固体の体積計測を可能にした体積
計測装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による微小重力用
体積計測装置は、微小重力下において体積を計測するも
のにおいて、２以上の容器を管で連結するとともに容器
内に気相、液相、固相を分離または固定する手段および
圧力変動源、圧力変動信号受信器を設け、圧力変動源、
圧力変動信号受信器を信号解析ユニットに接続したこと
を特徴とする。また、本発明による微小重力用体積計測
装置は、微小重力下において体積を計測するものにおい
て、２以上の容器を管で連結するとともに容器内に気
相、液相を分離する手段および音響源、音響受信器、温
度計、圧力計を設け、前記音響源を信号発生器に、音響
受信器を信号処理装置にそれぞれ接続するとともに、信
号処理装置、温度計および圧力計を体積解析装置に接続
したことを特徴とする。また、本発明による微小重力用
体積計測装置は、微小重力下において体積を計測するも
のにおいて、２以上の容器を管で連結するとともに容器
内に気相、液相を分離する手段および圧力変動源、圧力
計を設け、前記圧力変動源を信号発生器に、圧力計を信
号解析装置にそれぞれ接続したことを特徴とする。ま
た、本発明による微小重力用体積計測装置は、容器内に
固相を固定する手段を設けたことを特徴とする。また、
本発明による微小重力用体積計測装置は、容器をパーテ
ィションで仕切ることにより２以上の室を形成し、該仕
切られた室を管で接続したことを特徴とする。
体積計測装置は、微小重力下において体積を計測するも
のにおいて、２以上の容器を管で連結するとともに容器
内に気相、液相、固相を分離または固定する手段および
圧力変動源、圧力変動信号受信器を設け、圧力変動源、
圧力変動信号受信器を信号解析ユニットに接続したこと
を特徴とする。また、本発明による微小重力用体積計測
装置は、微小重力下において体積を計測するものにおい
て、２以上の容器を管で連結するとともに容器内に気
相、液相を分離する手段および音響源、音響受信器、温
度計、圧力計を設け、前記音響源を信号発生器に、音響
受信器を信号処理装置にそれぞれ接続するとともに、信
号処理装置、温度計および圧力計を体積解析装置に接続
したことを特徴とする。また、本発明による微小重力用
体積計測装置は、微小重力下において体積を計測するも
のにおいて、２以上の容器を管で連結するとともに容器
内に気相、液相を分離する手段および圧力変動源、圧力
計を設け、前記圧力変動源を信号発生器に、圧力計を信
号解析装置にそれぞれ接続したことを特徴とする。ま
た、本発明による微小重力用体積計測装置は、容器内に
固相を固定する手段を設けたことを特徴とする。また、
本発明による微小重力用体積計測装置は、容器をパーテ
ィションで仕切ることにより２以上の室を形成し、該仕
切られた室を管で接続したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図面に基づき説明する。図１は、本発明の原理を液体の
体積計測を例にとって説明するためのものである。本発
明の特徴は、２つ又はそれ以上の容器１，２を管３で連
結させることにより閉鎖系空間を形成し、容器内に後述
する気相、液相を分離する装置を設けることにより、気
相部３０と液相部４０を分け、微小重力下での音響によ
る液相部４０の体積の測定を可能にするものである。
図面に基づき説明する。図１は、本発明の原理を液体の
体積計測を例にとって説明するためのものである。本発
明の特徴は、２つ又はそれ以上の容器１，２を管３で連
結させることにより閉鎖系空間を形成し、容器内に後述
する気相、液相を分離する装置を設けることにより、気
相部３０と液相部４０を分け、微小重力下での音響によ
る液相部４０の体積の測定を可能にするものである。
【０００７】今、簡略化のため等温変化、非圧縮を仮定
し、ノズル部補正を考慮しないとすると、運動方程式は
以下のようになる。
し、ノズル部補正を考慮しないとすると、運動方程式は
以下のようになる。
【数１】
ここで、変動圧力ｐ１，ｐ２はそれぞれ
【数２】
【数３】
と表すことができ、γは比熱比、Ｐ０は基準圧力、Ｌは
管の長さ、Ａは管の断面積、ｕは速度、Ｖ１，Ｖ２は容
器１と容器２の気相部３０の体積をそれぞれ表す。これ
ら圧力変動を計測することにより、Ｖ１，Ｖ２を求める
ことができる。
管の長さ、Ａは管の断面積、ｕは速度、Ｖ１，Ｖ２は容
器１と容器２の気相部３０の体積をそれぞれ表す。これ
ら圧力変動を計測することにより、Ｖ１，Ｖ２を求める
ことができる。
【０００８】次に、式（２）（３）を式（１）に代入す
ることにより、以下の式を導くことができる。
ることにより、以下の式を導くことができる。
【数４】
ここでｕ＝Ｕｅｉωｔとし、これを式（４）に代入する
と、角速度ωについて以下の式を導くことができる。
と、角速度ωについて以下の式を導くことができる。
【数５】
【０００９】音速Ｃは
【数６】
で表されることから、この場合のヘルムホルツ共鳴周波
数ｆは以下のようになる。
数ｆは以下のようになる。
【数７】
２πは定数であり、管の断面積Ａ，管の長さＬ，容器１
の気相部の体積Ｖ１は既知の値である。音速Ｃは温度と
圧力から求めることができる。よって、Ｖ２の変化量が
周波数ｆの変化として現れることから、この周波数を解
析することにより容器２の液体量を求めることが可能と
なる。その際、微小重力下においては気相、液相が混在
することから容器内に、例えば、メッシュ、もしくはグ
ルーブ等からなる表面張力を利用した気液相分離装置を
設置することにより、初めて微小重力下での音響による
液体の体積計測が実用化できる。
の気相部の体積Ｖ１は既知の値である。音速Ｃは温度と
圧力から求めることができる。よって、Ｖ２の変化量が
周波数ｆの変化として現れることから、この周波数を解
析することにより容器２の液体量を求めることが可能と
なる。その際、微小重力下においては気相、液相が混在
することから容器内に、例えば、メッシュ、もしくはグ
ルーブ等からなる表面張力を利用した気液相分離装置を
設置することにより、初めて微小重力下での音響による
液体の体積計測が実用化できる。
【００１０】図２は、本発明の第１の実施例を示したも
のであり、上方に配置した容器１と下方に配置した容器
２とはサポート柱８で一体的にサポートされ、容器１お
よび容器２の内部は管３で接続されている。なお、容器
は２つ以上配置し、それらを管で接続しても良い。容器
１と容器２のそれぞれの内部には、例えば、表面張力を
利用して気体と液体を分離するための気相・液相分離装
置６が設けられている。この気相・液相分離装置６は、
気体と液体を分離するものであれば良く、例えば、メッ
シュ材、スチールウール、スポンジ、ウイック材などの
多孔質部材を容器内壁に沿って適当な厚さで設けたり、
あるいは、容器内壁にグルーブを形成して構成する。
のであり、上方に配置した容器１と下方に配置した容器
２とはサポート柱８で一体的にサポートされ、容器１お
よび容器２の内部は管３で接続されている。なお、容器
は２つ以上配置し、それらを管で接続しても良い。容器
１と容器２のそれぞれの内部には、例えば、表面張力を
利用して気体と液体を分離するための気相・液相分離装
置６が設けられている。この気相・液相分離装置６は、
気体と液体を分離するものであれば良く、例えば、メッ
シュ材、スチールウール、スポンジ、ウイック材などの
多孔質部材を容器内壁に沿って適当な厚さで設けたり、
あるいは、容器内壁にグルーブを形成して構成する。
【００１１】４、４は、容器１および容器２の内部に設
けられた音響源としてのマイクロフォンであり、マイク
ロフォン４、４はそれぞれ音響信号解析ユニット９の信
号処理装置１２に接続されている。５、５は、容器１お
よび容器２の内部に設けられた音響受信器としてのスピ
ーカであり、スピーカ５、５は音響信号解析ユニット９
の信号発生器１０の増幅器１１に接続されている。 ま
た、容器１および容器２内部には、圧力調整弁７，７が
それぞれ設けられ容器内の圧力を調整するとともに、温
度計２３，２３および圧力計２４，２４がそれぞれ設け
られている。音響信号解析ユニット９は、信号発生器１
０，増幅器１１，信号処理装置１２，体積解析装置１３
からなっており、体積解析装置１３には、正確な音速を
求めるための、温度計２３および圧力計２４からの信号
が入力される。容器１および容器２にそれぞれ対応して
２つの音響信号解析ユニット９，９が設けられている。
上記した装置は閉鎖系となっており、人工衛星の軌道上
のような特殊な環境下で使用可能となっている。
けられた音響源としてのマイクロフォンであり、マイク
ロフォン４、４はそれぞれ音響信号解析ユニット９の信
号処理装置１２に接続されている。５、５は、容器１お
よび容器２の内部に設けられた音響受信器としてのスピ
ーカであり、スピーカ５、５は音響信号解析ユニット９
の信号発生器１０の増幅器１１に接続されている。 ま
た、容器１および容器２内部には、圧力調整弁７，７が
それぞれ設けられ容器内の圧力を調整するとともに、温
度計２３，２３および圧力計２４，２４がそれぞれ設け
られている。音響信号解析ユニット９は、信号発生器１
０，増幅器１１，信号処理装置１２，体積解析装置１３
からなっており、体積解析装置１３には、正確な音速を
求めるための、温度計２３および圧力計２４からの信号
が入力される。容器１および容器２にそれぞれ対応して
２つの音響信号解析ユニット９，９が設けられている。
上記した装置は閉鎖系となっており、人工衛星の軌道上
のような特殊な環境下で使用可能となっている。
【００１２】音響信号解析ユニット９における信号発生
器１０から周波数をスイープさせた信号を増幅器１１で
増幅させ、スピーカ５に伝えることにより、容器１，２
内でヘルムホルツ共鳴現象を誘起させる。なお、スピー
カは２つ同時に駆動させる必要は特になく、どちらか一
方のスピーカを駆動すれば良い。その音響信号をマイク
ロフォン４で収集し、信号処理装置１２を用いてＦＦＴ
（ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解
析を行い共鳴周波数ｆを求め、体積解析装置１３で共鳴
周波数ｆ、音速Ｃから測定対象物の体積を求める。
器１０から周波数をスイープさせた信号を増幅器１１で
増幅させ、スピーカ５に伝えることにより、容器１，２
内でヘルムホルツ共鳴現象を誘起させる。なお、スピー
カは２つ同時に駆動させる必要は特になく、どちらか一
方のスピーカを駆動すれば良い。その音響信号をマイク
ロフォン４で収集し、信号処理装置１２を用いてＦＦＴ
（ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解
析を行い共鳴周波数ｆを求め、体積解析装置１３で共鳴
周波数ｆ、音速Ｃから測定対象物の体積を求める。
【００１３】図３は、本発明の第２の実施例を示したも
のであり、１つの容器１４をパーティション１５で仕切
り、管３で接続したものである。なお、図２で示した符
号と同じ符号は図２の場合と同じ部材を表しており、計
測手順も図２の場合と同じである。
のであり、１つの容器１４をパーティション１５で仕切
り、管３で接続したものである。なお、図２で示した符
号と同じ符号は図２の場合と同じ部材を表しており、計
測手順も図２の場合と同じである。
【００１４】図４は、本発明の第３の実施例を示したも
ので、閉鎖空間で利用可能な圧力変動を利用して計測す
るものである。すなわち、高精度圧力計を用い、２つの
容器における変動圧力の比から液量の検出を行う方法と
気相・液相分離装置を組み合わせることにより微小重力
下での液体の体積計測の実用化を図ったものである。図
４において、上下に配置された容器１および容器２の内
部にはそれぞれ気相・液相分離装置６が設けられてい
る。５，５は容器１および容器２にそれぞれ設けられた
圧力変動源としてのスピーカで、圧力信号解析ユニット
２１の信号発生器１０とアッテネータ１７を介して接続
した２つの増幅器１１，１１とそれぞれ接続している。
１６，１６は容器１および容器２内部に設けられた高精
度圧力計で、スピーカ５により容器１および容器２内の
圧力を変動させ、その圧力波を高精度圧力計１６，１６
で検出する。そして、それらの圧力信号を圧力信号解析
ユニット２１のバンドパスフィルタ１８に通した後、増
幅し、信号解析装置１９に入力する。その後、信号解析
装置１９で２つの信号の圧力変動の比から液体の体積を
求める。ここで、両容器内の比熱比の影響を考慮、補正
するため、温度計２３からの温度信号も信号解析装置１
９に入力される。なお、補正回路２０は参照側であるど
ちらか一方の圧力計の捉える圧力振幅を一定に保つよ
う、スピーカ出力をコントロールするための装置であ
る。圧力信号解析ユニット２１は、信号発生器１０，増
幅器１１，アッテネータ１７，バンドパスフィルタ１
８，信号解析装置１９および補正回路２０から構成され
ている。容器は図３で示したようなパーティションで仕
切ったタイプでも使用可能である。また、極低温寒剤が
容器内に納められている場合は、その冷熱を利用し、ス
キッドなどの超電導センサーを応用した高精度圧力計を
用いることも可能である。
ので、閉鎖空間で利用可能な圧力変動を利用して計測す
るものである。すなわち、高精度圧力計を用い、２つの
容器における変動圧力の比から液量の検出を行う方法と
気相・液相分離装置を組み合わせることにより微小重力
下での液体の体積計測の実用化を図ったものである。図
４において、上下に配置された容器１および容器２の内
部にはそれぞれ気相・液相分離装置６が設けられてい
る。５，５は容器１および容器２にそれぞれ設けられた
圧力変動源としてのスピーカで、圧力信号解析ユニット
２１の信号発生器１０とアッテネータ１７を介して接続
した２つの増幅器１１，１１とそれぞれ接続している。
１６，１６は容器１および容器２内部に設けられた高精
度圧力計で、スピーカ５により容器１および容器２内の
圧力を変動させ、その圧力波を高精度圧力計１６，１６
で検出する。そして、それらの圧力信号を圧力信号解析
ユニット２１のバンドパスフィルタ１８に通した後、増
幅し、信号解析装置１９に入力する。その後、信号解析
装置１９で２つの信号の圧力変動の比から液体の体積を
求める。ここで、両容器内の比熱比の影響を考慮、補正
するため、温度計２３からの温度信号も信号解析装置１
９に入力される。なお、補正回路２０は参照側であるど
ちらか一方の圧力計の捉える圧力振幅を一定に保つよ
う、スピーカ出力をコントロールするための装置であ
る。圧力信号解析ユニット２１は、信号発生器１０，増
幅器１１，アッテネータ１７，バンドパスフィルタ１
８，信号解析装置１９および補正回路２０から構成され
ている。容器は図３で示したようなパーティションで仕
切ったタイプでも使用可能である。また、極低温寒剤が
容器内に納められている場合は、その冷熱を利用し、ス
キッドなどの超電導センサーを応用した高精度圧力計を
用いることも可能である。
【００１５】図５は、図２あるいは図４の液体の体積計
測に関する技術を固体の体積計測に応用した第４の実施
例を示したものである。横方向に配置した２つの容器
１，２の内部を管３で接続し、サポート柱８で両容器を
一体的に固定する。容器１，２の内部には、固相、例え
ば氷５０を固定するための固相固定装置２２が設けられ
ている。この固相固定装置２２は、氷のような固体を容
器の一方の端部に固定し、固体の存在しない連続した空
間を形成するようにして音響あるいは圧力変動による体
積計測に支障を来すことがないようにするためのもので
あり、例えば、凹凸を連続して形成した部材を容器内壁
に固着しておくか、あるいは、容器内壁を連続した凹凸
に形成したものでも良い。なお、図２で示した符号と同
じ符号は図２の場合と同じ部材を表しており、計測手順
も図２の場合と同じである。
測に関する技術を固体の体積計測に応用した第４の実施
例を示したものである。横方向に配置した２つの容器
１，２の内部を管３で接続し、サポート柱８で両容器を
一体的に固定する。容器１，２の内部には、固相、例え
ば氷５０を固定するための固相固定装置２２が設けられ
ている。この固相固定装置２２は、氷のような固体を容
器の一方の端部に固定し、固体の存在しない連続した空
間を形成するようにして音響あるいは圧力変動による体
積計測に支障を来すことがないようにするためのもので
あり、例えば、凹凸を連続して形成した部材を容器内壁
に固着しておくか、あるいは、容器内壁を連続した凹凸
に形成したものでも良い。なお、図２で示した符号と同
じ符号は図２の場合と同じ部材を表しており、計測手順
も図２の場合と同じである。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
以上の容器を用いることにより閉鎖系空間において音響
を利用した体積計測を可能とするとともに気相、液相、
固相を分離または固定する装置を組み合わせることによ
り、微小重力下での音響を利用した液体、固体の体積計
測を可能にしたものである。また、圧力変動を利用した
体積計測において、気相、液相、固相を分離または固定
する装置を設けることにより、微小重力下での体積計測
の実用化を実現できる。また、簡単な装置であるため、
メンテナンスフリーで長寿命、且つ、低コストで計測を
実現できる。例えば、特開2001-66175号公報に記載され
た発明と比較すると、本発明は１つの容器に複数の振動
発生源および検出器を必要としないため、低コストで装
置を得ることができる。
以上の容器を用いることにより閉鎖系空間において音響
を利用した体積計測を可能とするとともに気相、液相、
固相を分離または固定する装置を組み合わせることによ
り、微小重力下での音響を利用した液体、固体の体積計
測を可能にしたものである。また、圧力変動を利用した
体積計測において、気相、液相、固相を分離または固定
する装置を設けることにより、微小重力下での体積計測
の実用化を実現できる。また、簡単な装置であるため、
メンテナンスフリーで長寿命、且つ、低コストで計測を
実現できる。例えば、特開2001-66175号公報に記載され
た発明と比較すると、本発明は１つの容器に複数の振動
発生源および検出器を必要としないため、低コストで装
置を得ることができる。
【００１７】また、深宇宙探査における赤外線ディテク
ターの冷却用寒剤として軌道上で超流動ヘリウム（Ｈｅ
ｌｌ）が使用されているが、液体の体側を計測する際
は、冷却の必要があるにも関わらず、ヒーターで加熱を
行い、温度上昇と比熱の関係から体積を推算する方法が
とられている。本発明により、このような非効率的な計
測法も改善することができる。
ターの冷却用寒剤として軌道上で超流動ヘリウム（Ｈｅ
ｌｌ）が使用されているが、液体の体側を計測する際
は、冷却の必要があるにも関わらず、ヒーターで加熱を
行い、温度上昇と比熱の関係から体積を推算する方法が
とられている。本発明により、このような非効率的な計
測法も改善することができる。
【００１８】また、本発明の計測手段によれば、液体の
みならず、固体の体積測定に対しても適応可能である。
米国のＮＡＳＡと日本の宇宙科学研究所（ＩＳＡＳ）が
共同で進めるＡｓｔｒｏ−Ｅ計画ではＸ線ディテクター
を固体ネオンで冷却する手法がとられるが、本発明を応
用すると、このような固体冷媒の残量も計測することが
可能となる。
みならず、固体の体積測定に対しても適応可能である。
米国のＮＡＳＡと日本の宇宙科学研究所（ＩＳＡＳ）が
共同で進めるＡｓｔｒｏ−Ｅ計画ではＸ線ディテクター
を固体ネオンで冷却する手法がとられるが、本発明を応
用すると、このような固体冷媒の残量も計測することが
可能となる。
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す正面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す正面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す正面図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す正面図であ
る。
る。
【符号の説明】
１ 容器
２ 容器
３ 管
４ マイクロフォン
５ スピーカー
６ 気相・液相分離装置
７ 圧力調整弁
８ サポート柱
９ 音響信号解析ユニット
１０ 信号発生装置
１１ 増幅器
１２ 信号処理装置
１３ 体積解析装置
１４ 容器
１５ パーティーション
１６ 高精度圧力計
１７ アッテネータ
１８ バンドパスフィルタ
１９ 信号解析装置
２０ 補正回路
２１ 圧力信号解析ユニット
２２ 固体固定装置
２３ 温度計
２４ 圧力計
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大西 伸和
東京都港区浜松町１丁目29番６号 財団法
人日本宇宙フォーラム内
Ｆターム(参考） 2F014 AA04 AA05 GA05
Claims (5)
- 【請求項１】 微小重力下において体積を計測するもの
において、２以上の容器を管で連結するとともに容器内
に気相、液相、固相を分離または固定する手段および圧
力変動源、圧力変動信号受信器を設け、圧力変動源、圧
力変動信号受信器を信号解析ユニットに接続したことを
特徴とする微小重力用体積計測装置。 - 【請求項２】 微小重力下において体積を計測するもの
において、２以上の容器を管で連結するとともに容器内
に気相、液相を分離する手段および音響源、音響受信
器、温度計、圧力計を設け、前記音響源を信号発生器
に、音響受信器を信号処理装置にそれぞれ接続するとと
もに、信号処理装置、温度計および圧力計を体積解析装
置に接続したことを特徴とする微小重力用体積計測装
置。 - 【請求項３】 微小重力下において体積を計測するもの
において、２以上の容器を管で連結するとともに容器内
に気相、液相を分離する手段および圧力変動源、圧力計
を設け、前記圧力変動源を信号発生器に、圧力計を信号
解析装置にそれぞれ接続したことを特徴とする微小重力
用体積計測装置。 - 【請求項４】 気相、液相を分離する手段に代えて固相
を固定する手段を容器内に設けたことを特徴とする請求
項２または請求項３記載の微小重力用体積計測装置。 - 【請求項５】 容器をパーティションで仕切ることによ
り２以上の室を形成し、該仕切られた室を管で接続した
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項に記載の微小重力用体積計測装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2001188155A JP4905619B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 微小重力用体積計測装置 |
| EP02006054A EP1271112B1 (en) | 2001-06-21 | 2002-03-16 | Apparatus for measuring liquid volume in microgravity environment |
| DE60209390T DE60209390T2 (de) | 2001-06-21 | 2002-03-16 | Vorrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsvolumens in einer Mikrogravitationsumgebung |
| US10/102,390 US6581452B2 (en) | 2001-06-21 | 2002-03-19 | Apparatus for measuring volume under microgravity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001188155A JP4905619B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 微小重力用体積計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004503A true JP2003004503A (ja) | 2003-01-08 |
| JP4905619B2 JP4905619B2 (ja) | 2012-03-28 |
Family
ID=19027313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001188155A Expired - Lifetime JP4905619B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 微小重力用体積計測装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6581452B2 (ja) |
| EP (1) | EP1271112B1 (ja) |
| JP (1) | JP4905619B2 (ja) |
| DE (1) | DE60209390T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2005090932A1 (ja) * | 2004-03-24 | 2005-09-29 | Kyoto University | 体積計測装置及び方法 |
| JP2006308565A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-11-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 体積計測装置及び方法 |
| CN102608917A (zh) * | 2012-02-19 | 2012-07-25 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种微重力下伴有空穴的高温相变蓄热数值模拟方法 |
| CN113108508A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-13 | 清华大学 | 航天热泵系统和应用于航天热泵系统的微重力气液分离器 |
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| DE102008005760A1 (de) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Füllvolumens eines Behälters |
| JP5463413B2 (ja) * | 2009-05-06 | 2014-04-09 | ストラテック バイオメディカル ユーエスエー インコーポレイティッド | 容積測定器 |
| RU2486109C2 (ru) * | 2011-08-05 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Способ контроля качества изготовления системы терморегулирования космического аппарата |
| ES2439594B2 (es) * | 2012-06-21 | 2015-09-02 | Universidade De Santiago De Compostela | Procedimiento y dispositivo para la medición del volumen de objetos de materiales higroscópicos de geometría compleja mediante sistema neumático |
| US8991150B2 (en) | 2012-07-27 | 2015-03-31 | Board Of Trustees Of Northern Illinois University | High specific impulse superfluid and nanotube propulsion device, system and propulsion method |
| US10071825B2 (en) * | 2015-01-08 | 2018-09-11 | Embry-Riddle Aeronautical University, Inc. | Hybrid magneto-active propellant management device for active slosh damping within a vehicle fuel tank |
| US10543488B2 (en) | 2015-06-12 | 2020-01-28 | The Procter & Gamble Company | Discretizer and method of using same |
| CN105865563B (zh) * | 2016-03-11 | 2020-04-10 | 空气动力学国家重点实验室 | 一种冰块体积测量装置 |
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| JPH06201434A (ja) | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Tokai Rika Co Ltd | 体積検出装置 |
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-
2001
- 2001-06-21 JP JP2001188155A patent/JP4905619B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-03-16 DE DE60209390T patent/DE60209390T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-16 EP EP02006054A patent/EP1271112B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-19 US US10/102,390 patent/US6581452B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| DE60209390D1 (de) | 2006-04-27 |
| DE60209390T2 (de) | 2006-11-02 |
| US20030000299A1 (en) | 2003-01-02 |
| EP1271112A3 (en) | 2003-07-23 |
| US6581452B2 (en) | 2003-06-24 |
| EP1271112B1 (en) | 2006-03-01 |
| EP1271112A2 (en) | 2003-01-02 |
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