JP2004522155A - バブルレベルメーターおよび関連する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明は、気体発生装置（１２）と圧力センサー（１４）とに接続された空圧式チューブ（２）を有するバブルレベルメーターに関する。
【解決手段】
偏倚バルブ（１６）は、チューブの通常の下方開口部（８）から予め定められた高さで空気出口を偏倚するために、空圧式チューブに沿って介挿されている。制御回路（２０）は、予め定められた設定値に基づいて偏倚バルブと気体発生装置とを制御し、圧力センサーから得られた圧力測定値を処理し、測定値とチューブ出口間の高さの差に基づくセンサーの構成をチェックし、処理された圧力測定値と較正係数とに基づいたレベルデータを発生する。センサー（１４）とチューブ（２）との間に介挿された他のバルブ（２８）は、センサーの可能なドリフト(drift)を考慮することを可能にする。
【選択図】図１
本発明は、気体発生装置（１２）と圧力センサー（１４）とに接続された空圧式チューブ（２）を有するバブルレベルメーターに関する。
【解決手段】
偏倚バルブ（１６）は、チューブの通常の下方開口部（８）から予め定められた高さで空気出口を偏倚するために、空圧式チューブに沿って介挿されている。制御回路（２０）は、予め定められた設定値に基づいて偏倚バルブと気体発生装置とを制御し、圧力センサーから得られた圧力測定値を処理し、測定値とチューブ出口間の高さの差に基づくセンサーの構成をチェックし、処理された圧力測定値と較正係数とに基づいたレベルデータを発生する。センサー（１４）とチューブ（２）との間に介挿された他のバルブ（２８）は、センサーの可能なドリフト(drift)を考慮することを可能にする。
【選択図】図１
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された安定性と測定の正確さを有するバブルレベルメーターbubble level meter)、および、圧力測定を改良するためのバブルレベルメーターを適用するための方法に関する。そのようなバブルレベルメーターは、湖の水位を監視するために、また、液体レベルの測定に必要な他の応用のために特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
バブルレベルメーターは、静水力学の圧力測定の分野において多くの年数使用されてきた。これらは、産業的、地質工学的、石油、海洋、水路測量リザーバ−管理などのような多くの分野において、その取り扱い易さ、その効率、その長い期間の安定性、および、その一般的正確さの結果使用される。
【０００３】
バブルレベルメーターの原理は、一般的に空気である外部圧力源により、水柱(water column)と外部圧力源との間の釣り合う圧力すなわち等しい圧力が得られるまで、水柱によって及ぼされた圧力に対応することから主としてなる。そして外部圧力源は、測定された圧力の転換(conversion)後、高さすなわちレベル測定を提供する測定基準(measurement reference)になる。転換は、測定されるべき液体の密度に依存する。圧力は、電気的、電子的、光学的、空圧的のようなものであって多かれ少なかれ測定されるべき圧力を受ける堅いダイヤフラムを使用する多くの種類のセンサーを使用して測定される。圧力センサーは、通常、最初にその製造者によって研究所内で較正(calibration)されている。これは、ダイヤフラムに適用される圧力を計算するために使用される較正係数(calibration coefficient)およびファクターがいかにして決定されるかである。
【０００４】
圧力センサーの製造者が決定する全ての特徴のなかで、感度係数と圧力センサーのオフセットファクター(offset factor)は、ダイヤフラムに適用された圧力の正確な示度(reading)を得るために最も重要なものである。不幸にも、時間の経過とともに、または構造の理由により、この較正感度係数は、典型的には使用者が知らない圧力センサーの寿命中に変化する。環境圧力、水柱における不均一な密度、温度変化、湿度、腐食、振動などのようなあるファクターが測定に影響する。さらに、圧力センサーに接続された機械的構成要素、あるいは、電気的または電子的インターフェースは感度係数に非常に影響する。これらの全ての構成要素を制御することは困難である。感度係数のこのエラー現象は、圧力センサーが研究所またはサイト(site)において、現時点で非常に特別な装置で新たな較正を実行されることによって変更できる。感度係数がやがて起こる予知できない現象により変更される場合を知ることは非常に困難であるので、測定が装置によって誤って実行される可能性があり、これは非常に重大な反響を含む。
【０００５】
他の重要な点は、圧力センサーのオフセットファクターであり、これは示度レベルの最終結果にエラーをもたらす。センサーの較正傾斜(slope)を変更する感度係数に対して、オフセットは、ゼロポイントで測定された圧力用の初期ゼロ値をもたらす。圧力センサーのほとんどのものは、その製造中に初期オフセットファクターを有していて、これは、圧力測定に基づく計算中に考慮されなければならない。さらに、オフセットファクターはセンサーの操作時間と共に一般的に変わる。同様に、オフセットファクターに起因する感度係数の変更によるエラーは、最終結果にも重要であり有意である。センサーの操作時間中にそのオフセットファクターを決定するために、同一の初期圧力条件を有していることは非常に重要である。
【０００６】
レベルメーターは、アクセスするのが困難な離間した位置にしばしば装着される。疑わしいレベル測定示度または最悪の場合誤った示度は、修復できない損害を引き起こす。レベルメーターをチェックするための人々の移送に関連するコストは、しばしば大きく、また、新しい装置の値段よりも高いものを現わす。
【０００７】
知られている文献は、ルーク(Luke)の特許文献１；ゴットリーブソン(Gottliebson)等の特許文献２；ハリソン(Harrison)の特許文献３；ボルスト(Borst)の特許文献４；ホルメン(Holmen)の特許文献５；アンダーソン(Anderson)の特許文献６；ファジョー(Fajeau)の特許文献７；コーネリアス(Cornelius)の特許文献８；ヘフナー(Haefner)の特許文献９；グラッセー(Glassey)の特許文献１０；ストーフェル(Stoepfel)の特許文献１１；ヒルトン(Hilton)の特許文献１２；ジャンセ(Jansche)等の特許文献１３；シュナイダー(Schneider)の特許文献１４；クック(Cooks)の特許文献１５；ワルドロップ(Waldrop)等の特許文献１６；ハンター(Hunter)等の特許文献１７；ヴォリース(Vories)の特許文献１８；ラジェット(Rajet)等の特許文献１９；ツーベルゲン(Tubergen)の特許文献２０；およびドレイン(Drain)等の特許文献２１がある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第３、７２９、９９７号明細書
【０００９】
【特許文献２】米国特許第３、７５１、１８５号明細書
【００１０】
【特許文献３】米国特許第３、９８７、６７５号明細書
【００１１】
【特許文献４】米国特許第４、００２、０６８号明細書
【００１２】
【特許文献５】米国特許第４、００６、６３６号明細書
【００１３】
【特許文献６】米国特許第４、４２２、３２７号明細書
【００１４】
【特許文献７】米国特許第４、５６７、７６１号明細書
【００１５】
【特許文献８】米国特許第４、６６９、３０９号明細書
【００１６】
【特許文献９】米国特許第４、７１１、１２７号明細書
【００１７】
【特許文献１０】米国特許第５、００５、４０８号明細書
【００１８】
【特許文献１１】米国特許第５、０５２、２２２号明細書
【００１９】
【特許文献１２】米国特許第５、０９０、２４２号明細書
【００２０】
【特許文献１３】米国特許第５、１４６、７８３号明細書
【００２１】
【特許文献１４】米国特許第５、１６７、１４４号明細書
【００２２】
【特許文献１５】米国特許第５、２０７、２５１号明細書
【００２３】
【特許文献１６】米国特許第５、３０９、７６４号明細書
【００２４】
【特許文献１７】米国特許第５、４０６、８２８号明細書
【００２５】
【特許文献１８】米国特許第５、５１７、８６９号明細書
【００２６】
【特許文献１９】米国特許第５、６３６、５４７号明細書
【００２７】
【特許文献２０】米国特許第５、６５０、５６１号明細書
【００２８】
【特許文献２１】米国特許第５、９５３、９５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
これらの特許は、現状を表わすレベル測定装置の種々のタイプを示している。バブルタイプの装置の場合において、差圧測定を実行するための異なった長さを有する空圧式チューブが多く使用されている。そのような差の測定はそれらの利点を有しているけれども、しかし、それにもかかわらず、装置に使用されている圧力センサーの感度係数とオフセットファクターとに関連する問題を解決しない。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の目的は、上述した変更に起因する装置の示度における疑問およびエラーを完全に除去するか減少するために、装置に使用された圧力センサーの感度係数のレベルでの変化の検知と監視を可能にするバブルレベルメーターを提供することである。
本発明の他の目的は、レベルメーターの使用中に圧力センサー用の新しい感度係数の確立が可能なレベルメーターを提供することである。
本発明の他の目的は、圧力センサーのオフセットファクターを修正するレベルメーターを提供することである。
本発明の他の目的は、従来のバブルレベルメーターが、装置に使用された圧力センサーの感度係数とオフセットファクターを決定し、装置の示度を修正するのに適することができる方法を提供することである。
【００３１】
本発明によれば：
部分的に水に浸漬することが可能であって、対向する下方開口部と上方開口部とを有する空圧式チューブを備え；
空圧式チューブの上方開口部に接続された気体発生装置を備え；
空圧式チューブ内の圧力を測定するために空圧式チューブの上方開口部に接続された圧力センサーを備え；
空圧式チューブに沿って下方開口部から上方へ予め定められた距離に介挿された偏倚バルブを備え、この偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が配置されている外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し；
気体発生装置、圧力センサー、および偏倚バルブに接続された制御回路を備え、この制御回路は：
圧力センサーから得られた圧力測定値を処理し；
偏倚バルブと気体発生装置を予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーの較正係数を、偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られる圧力測定値の関数として、および、空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートと間の距離の関数として検証し；
処理された圧力測定値および較正係数の関数としてレベルデータを発生する；
ように構成されているバブルレベルメーターが提供される。
【００３２】
好ましくは、レベルメーターはさらに、圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間に介挿された付加的な偏倚バルブを更に備えていて、この付加的な偏倚バルブは、制御回路に接続されていて、また、空圧式チューブの水に浸漬された部分が設けられている外部環境媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、圧力センサーが空圧式チューブの上方開口部および付加的な偏倚バルブのポートと各伝達し；
制御回路はさらに：
付加的な偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
付加的な偏倚バルブが閉成位置および開成位置のいずれかにある場合、圧力センサーから得られた圧力センサーのオフセットファクターを圧力測定値の関数として検証するためのものであって、制御回路によって発生されたレベルデータはまた同様にオフセットファクターの関数である。
【００３３】
本発明によれば、対向する下方開口部と上方開口部とを有し部分的に浸漬可能な空圧式チューブと、空圧式チューブの上方開口部に接続された気体発生装置と、空圧式チューブの上方開口部に接続された圧力センサーと、気体発生装置と圧力センサーとに接続され、圧力センサーから得られた測定値を処理し、処理された測定値の関数としてレベルデータを発生するために構成された制御回路とを備えたバブルレベルメーターの圧力測定を改良する方法であって、この方法は：
空圧式チューブに沿って下方開口部から上方で予め定められた距離に偏倚バルブを介挿し、この偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が配置されている外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し；
偏倚バルブを制御回路に接続し、：
制御回路を：
偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーの較正係数を、偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られた圧力測定値の関数として、および、空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートと間の距離の関数として検証し；
レベルデータを較正係数の関数として発生する；
ために構成する方法をさらに備えている。
好ましくは、この方法はさらに、圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間に付加的な偏倚バルブを介挿し、この付加的な偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が設けられている外部環境媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、圧力センサーが空圧式チューブの上方開口部および付加的な偏倚バルブのポートと各伝達し；
付加的なバルブを制御回路に接続し；
制御回路を：
付加的な偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーのオフセットファクターを、付加的な偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られた圧力測定値の関数として検証し；
レベルデータを較正係数の関数として発生する；
ことを備えている。
本発明の好ましい実施例の詳細な記述は、図面を参照して以下に提供され、同一の参照符号は同一のまたは類似する要素に参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１を参照すると、本発明によるバブルレベルメーターが示されている。レベルメーターは、例えば、湖またはリザーバー、あるいは、レベルが測定されるかまたは監視されるべき他の液体のような水６の中に部分的に浸漬される空圧式チューブ２を備えている。空圧式チューブ２は、対向した下方開口部８と上方開口部１０とを有している。例えば空気の気体発生装置１２は、チューブ２の上方開口部１０に接続されている。圧力センサー１４は同様に、空圧式チューブ２の圧力を測定するためにチューブの上方開口部１０に接続されている。
【００３５】
偏倚バルブ(deflection valve)１６は、下方開口部８の上方で予め定められた距離に空圧式チューブ２に沿って挿入されている。偏倚バルブ１６は、例えば、水６のような外部液体媒体と連通するためのポート１８を有していて、そこには、空圧式チューブ２の浸漬部９が設けられていて、チューブ２の上方開口部１０が下方開口部８とバルブ１６の空圧式チューブ１８と各連通するように閉成しまた開成する。偏倚バルブ１６の機能は、圧力センサー１４の較正係数の検証(verification)および付加的にアップデートな修正を可能にする。偏倚バルブ１６の操作モードに関する更なる詳細は、以下に示される。
【００３６】
制御回路２０は、例えば、それぞれライン２２、２４、２６によって気体発生装置１２、圧力センサー１４、および偏倚バルブ１６に接続されている。制御回路２０は、圧力センサー１４から得られた圧力測定値(pressure measurements)を処理し、偏倚バルブ１６と気体発生装置１２とを予め設定された設定値(settings)の関数として制御し、圧力センサー１４の較正係数を、偏倚バルブ１６が閉成位置および開成位置のいずれかにある場合にセンサー１４から得られた圧力測定値の関数として、また、空圧式チューブ２の下方開口部８と偏倚バルブ１６のポート(port)１８との間の距離Ｆの関数として変更するために構成されている。制御回路２０はまた、処理された圧力測定値および較正係数の関数としてレベルデータを発生するために構成されている。制御回路２０の操作の更なる情報は以下に提供される。
【００３７】
付加的な偏倚バルブ２８が、圧力センサー１４と空圧式チューブ２の上方開口部１０との間に好ましくは挿入されている。バルブ２８は、例えば、ライン３０によって制御回路２０に接続されていて、例えば、大気のような外部環境媒体と連通するためのポート３２を有していて、そこには空圧式チューブ２の現出部(emerged portion)１１が設けられていて、圧力センサー１４がチューブ２の上方開口部１０およびバルブ２８のポート３２と各連通するように閉成し開成する。偏倚バルブ２８の機能は、圧力センサー１４のオフセットファクターの検証および付加的にアップデートな修正を可能にする。偏倚バルブ２８の操作モードに関する更なる詳細は以下に示される。制御回路２０は、付加的な(additional)偏倚バルブ２８を他方のバルブ１６と同様の方法で制御し、バルブ２８が閉成位置または開成位置のいずれかにある場合にセンサー１４から得られた圧力測定値の関数としてセンサー１４のオフセットファクターを検証するために構成されている。
【００３８】
主構成要素のサイトにおけるアセンブリおよび装着は、簡単で僅かのスペースしか必要としない。レベルメーターで水位Ｇの測定値を得るために、空圧式チューブ２は、水中に浸漬されなければならない。チューブ２は、水６の本体部（水域）(body of water)すなわちリザーバーにおいて測定されるべき最低の高さＣに下げられる。好ましくは、チューブ２は、水６の本体部すなわちリザーバーの壁に取着されている。チューブ２の下方端部の基準(reference)は、測定の最終高さに正確な結果のために重要である。チューブ２の下方端部は、空気出口８を塞ぐあらゆる対象物または他の要素から自由でなければならない。
【００３９】
相反する(hostile)環境が優勢であるような場合において、チューブ２は好ましくは、さやすなわち保護チューブ４によって保護され、対象物、または破片(debris)がチューブ２を損傷しまたは圧縮するのを阻止する。空圧式チューブ２は、取着具３４によって保護チューブ４に固定することができるのに対して、保護チューブ４は他の取着具３６によって水６の本体部の壁に取着できる。好ましくは、保護チューブ４は、空圧式チューブ２の下方端部を越えることはない。
【００４０】
空圧式チューブ２の上方開口部１０は空気発生装置１２に接続されている。空気発生装置１２によって生成された圧力は、空圧式チューブ２の下方端部におよぼされる水圧に対抗するのに十分でなければならない。
空圧式チューブ２と空気発生装置１２とは、電気的、電子的または他のタイプの圧力センサー１４に接続されている。圧力センサー１４は好ましくは、制御回路２０によって組織的に配列された電子的制御構成要素と共にレベルメーターに一体にされている。これらの要素とそのようにアセンブルされることによって、空圧式チューブ２の下方の端部におよぼされる圧力の示度(reading)を得ることが可能になる。
【００４１】
圧力センサー４に同時に適用された空気の圧力は、空圧式チューブ２の下方開口部８の上方の水柱Ｇによっておよぼされる圧力に等しいかまたは釣り合う圧力の空気の注入によって、非常に高い精度で決定可能である。空圧式チューブ２の下方開口部８での水圧と、空圧式チューブ２に注入された空気の圧力との間の釣り合いの正確なモーメント(moment)は、水位Ａの測定値を表わす。この圧力は、空圧式チューブ１２の空気出口を形成する下方開口部８上に位置する水の高さＧに後で変換される。
【００４２】
レベルメーターの利点は、すべての精密な測定構成要素が、測定されるべき水６の本体部すなわちリザーバーの外側にあるという事実に存在する。圧力センサー１４、電子的構成要素２０、空気発生装置１２などは、レベルメーターを構成する種々の構成要素に極めてまれに相反する媒体(milieu)の外側にある。このように、これらの構成要素の安定性を損ねる温度、湿度、腐食、振動などのような要素を制御することが次に可能になる。必要な場合に、メンテナンスと修理とのために構成要素を水６の外側に有することもまた非常に有利である。
【００４３】
圧力センサー１４のオフセットのインタイム(in time)な解除は、各圧力測定操作の前にセンサー１４を自由空気(free air)Ｄに支配させることによって達成される。自由空気Ｄでのオフセットのこの新たな示度を測定することによって、センサー１４の初期オフセット(initial offset)に関して現れるであろう差は、数学的におよび電子的に解除されるか、またはより良くなり、このオフセットはセンサー１４によって測定された圧力の最終的示度から差し引くことができる。
【００４４】
センサー１４の較正に関すると、これは、レベルメーターの使用中に予め確立されまた維持された水柱Ｆを使用することからなる。装置のサイトでの装着の時に使用者に知られているこの水柱Ｆはまた、水６の本体部すなわちリザーバーに内側に設けられた２つの正確な点Ｂ、Ｃ間の距離Ｆであることを理解しなければならない。水の圧力に変換されていて、装置の初期装着中に事前に決定されているこの距離Ｆは、圧力センサー１４のオリジナル感度係数の関数として測定された圧力が正しい場合に検証することができる。
【００４５】
提案された方法は、どのような理由においても、圧力センサー１４がそのオリジナル感度係数を維持されている場合に、検証することを使用者に可能にする。この方法によって、使用者はまた、感度係数によって生じたレベルＡのエラーを正確に知ることができる。これは、バブルレベルメーター用に大きな切り札(trump)を提供する。このように、必要な修正は、レベルＡの精密で正確な測定値が得られるように達成される。
【００４６】
この重要な検証を達成するために、原理は、２方向ソレノイドバルブ１６または同一結果を提供する他の装置によって、第２の出口８の下方の端部から一次的に空気を偏倚することである。ソレノイドバルブ１６は、２つの重要な機能を成し遂げる。すなわち、閉成位置において、チューブ２の内側に注入された空気は、完全に第２の出口８にのみ向かい、また、チューブ２の内側に注入された空気は、全体でソレノイドバルブ１６の装着レベルＢのみに偏倚される。
【００４７】
ソレノイドバルブ１６は、固定された基準水圧柱Ｆを得ることを可能にする。２つの異なった空気出口部Ｂ、Ｃ間に固定されたこの距離Ｆは、水位Ａがこれらの２つの測定点を示す(read)間に同一のままに維持されるこれらの２つの測定点において、圧力が常に一定であることを意味する。空気出口８を既知の距離Ｆで偏倚することによって、既知の、また、装置の装着中に確立された距離Ｆ用に圧力センサー１４の動き具合を検証することが可能になる。ソレノイドバルブ１６で偏倚された空気の出口１８に関する空気出口８間の距離Ｆが既知であるので、測定Ｆは対応する圧力に関連付けられる。
【００４８】
この方法は、圧力センサー１４のオリジナル感度係数が効果的であることをかなり正確に検証することを可能にする。この検証は、圧力センサー１４上に適用された圧力の信号レベルに対応する。この方法によって、圧力センサー１４がその全範囲の全体にわたって線形であることが推定される。圧力測定センサーの線形性は、勿論、その測定ダイヤフラムが、その全測定範囲を越える圧力によって変形されるか損傷された場合を除いて、非常に良く保持される。この試みがセンサー１４のオリジナル較正曲線上の単一の基準点を確認するので、同一の空気偏倚原理は、唯一の空圧式チューブ２で幾つかの異なった高さ(elevation)レベルに適用できる。センサー１４がその全測定スケール用に線形である場合、それは次に、検証可能になる。
【００４９】
ソレノイドバルブ１６の位置付けと共に、センサー１４のオリジナル感度係数が壊されないで維持されていることを検証することに加えて、センサー１４用の反対の状態の新たな感度係数を確立することが可能である。この同様な検証方法は、感度係数の変化によって生ずる圧力または水位高さ示度を決定することもまた可能にする。同一の空圧式チューブ２の空気偏倚は、正確さをもってすべての時間で、使用者に対して、水位Ａの測定において生ずるエラーを検証し知らせることを可能にする。
【００５０】
圧力センサー１４の感度係数を検証し修正する方法は、センサー１４のオフセットの可能な修正と組み合わされて、バブルレベルメーターの内側に配置されたすべての構成要素と共にセンサー１４の示度の確実さ（有効性）を確認するための簡単で有効でありまたコストの少ない手段である。
【００５１】
制御回路２０は、後の処理、および設定、および/または、回路２０の操作パラメーターように、レベルデータを貯蔵するためのメモリーを備えることができる。制御回路はまた、例えば、測定結果、操作パラメーター、およびレベルメーターのモード等を表示するための表示装置を備えることができる。気体発生装置１２、圧力センサー１４および制御回路２０のようなレベルメーターの感知構成要素は、悪天候からそれらを保護するために容器４４内に設けられる。バルブ２８の出口３２は、次に、容器の側部開口５０から出て、大気の環境に導くチューブ４８に接続されていて、空圧式チューブ２は、気体発生装置１２および圧力センサー１４と連絡するために容器の下方開口部５４に挿入されている。
【００５２】
図２から１１は、本発明によるレベルメーターの水位の計算、較正係数の計算およびオフセットファクターの計算の例を提供する。図２は、センサー１４の較正係数のオフセットがなく変更がない場合の、シミュレーションされた典型的なデータを示している。図３は、この条件下においてセンサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。図４は、センサー１４のオフセットの可能な変更のみがある場合にシミュレーションされた典型的なデータを示している。図５は、この条件下においてセンサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。図６は、センサー１４の較正係数の可能な変更のみがある場合にシミュレーションされた典型的なデータを示している。図７は、この条件下においてセンサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。図８と１０は、センサー１４のオフセットと較正係数の可能な２つのタイプの変更がある場合にシミュレーションされた典型的なデータを示している。図９と１１は、これらの条件下において、センサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。
【００５３】
圧力センサー１４の製造者によってほぼ確立されたパラメーターは：センサーの初期フルスケールＰＥ(メートル(in meters))；フルスケールでのセンサーの初期感度ＳＯ（ｍＶ／Ｖ）；初期較正係数、
【００５４】
【数１】
；および初期較正係数、
【００５５】
【数２】
これらの基本的データは、最初にレベルメーター内に統合される。
センサー１４の効率は、レベルＡの測定の最終的正確さに直接関係する。センサーのフル測定スケールの選択はまた、水位Ａの変化に亘った所望の感度に関連して決定される。センサー１４のフル測定スケールと測定されるべき最大レベルとの間に良好な比率を有することを確実にすることが必要である。もし異なった環境のためにこの比率が低すぎる場合、水位Ａの変更に亘る最終的な正確さが影響をおよぼされがちである。勿論、センサー１４を供給または制御する全ての関連する構成要素は、その正確さを減少しないように選択されなければならない。電源、アナログからディジタルへのコンバータ、ディジタルからアナログへのコンバータなどのような電子的構成要素は好ましくは、圧力センサー１４のオリジナル特性に近似して従う選択基準に対応しなければならない。
【００５６】
水位、ソレノイドバルブ１６、およびチューブ２の出口８の高さ(elevation)
【００５７】
【数３】
は、各レベルメーターのサイトでの装着中に測定されなければならない。測定点のこれらの初期高さ、すなわちソレノイドバルブ１６の高さＢ、空圧式チューブ２の下方端部８の高さＣは、測定されるべき水位Ａの正確な基準を得るために、引き続く計算の基礎である。これらの初期パラメーターは、好ましくは、測地的(geodesic)測定システム、または、２つの測定点Ｂ、Ｃの初期高さを、すでに確立された基準高さに関連付けることを可能にする他のシステムで得られなければならない。
【００５８】
測定点Ｂ、Ｃのこれらの基準高さは、装置が装着された後、どのような場合も変更されてはならない。これらの高さＢ、Ｃは、測定された水柱の高さＥ、Ｇが、水域６の最終高さＡを得るために各加えられる基準である。高さＢ、Ｃのどのような変更も、圧力センサー１４の感度係数の修正への適用と同様に、水の高さＡの示度の最終結果にエラーを生ずる。
【００５９】
先にも述べたように、圧力センサー１４のフルスケールの選択は、結果の最終的感度用の行列式(determinant)である。空圧式チューブ２の下方端部での空気出口８の初期位置付けは、それ故センサー１４のフル測定スケールのこの選択に直接関連する。チューブ２の下方の端部の位置すなわち高さＣは、チューブ２のこの下方の端部より上に設けられた測定された水の高さＧが付加される基準を示している。ソレノイドバルブ１６の高さＢの選択は、ソレノイドバルブ１６が設けられた空気偏倚(air deflection)の方法の適用のために決定される。この方法の適用における大部分の臨界点は、ソレノイドバルブ１６の最終高さＢが、測定される水域の最小高さよりも常に低く保持されなければならないことである。ソレノイドバルブ１６の空気偏倚システムは、この特定のケースにおいて機能異常になる。測定システムの初期装着中にこの状態を予見することが重要である。
【００６０】
圧力センサー１４の感度係数の検証を可能な限り最も効率的にするために、ソレノイドバルブ１６は好ましくは、測定される水域の最低の高さに可能な限り接近して装着されなければならない。そのように装着された場合、圧力センサー１４のフルスケールに関する優れた係数比率が得られる。空気出口８と空気出口１８との間の装着距離Ｆが、圧力センサー１４の感度係数を検証するために比較されることがよく理解されなければならない。このように、これらの２つの測定点間の距離Ｆが大きくなると、圧力の示度は圧力センサー１４のフルスケールを表わす。
【００６１】
空圧式チューブ２の出口８の下方端部に関してより短い距離を有するために、第２のソレノイドバルブ（図示しない）を付加する空気偏倚方法を有することもまた可能である。このように、圧力センサー１４のフルスケールの最小と最大圧力で圧力センサー１４の感度係数を検証することが可能である。
【００６２】
圧力センサー１４のオフセットファクターと直接関連する自由大気出口３２の高さＤは、装置用の基準値として考慮できるので、多くの解決がこのオフセットエラーを訂正するために可能である。圧力センサー１４のこのオフセットを打ち消すための最も効率的な方法の１つは、２方向ソレノイドバルブ２８によってこの同一のセンサー１４を自由空気Ｄに従わせることである。この方法は、装置が設けられている周囲の空気の圧力を除いて、センサー１４が何らの圧力も受けないことを確実にする。この方法によって、圧力センサー１４が、大気圧の変化によるか、または、この同一の圧力センサー１４に接続された構成要素によるかのいずれかに起因する初期オフセットを測定することが確実になる。
【００６３】
大気圧以外の多くの要素が、レベルメーターの全オフセットＢに貢献する。これらのオフセット要素は、操作時間に多少着実な全体的測定システムの電気的または電子的構成要素２０、および正確な圧力測定を得る多くの他の無視できない点の圧力センサー１４の残りの機械的束縛にしばしば関連する。自由空気偏倚ソレノイドバルブ２８によってこのオフセットが数学的に打ち消すことが可能であったとしても、圧力センサー１４の初期オフセットを知ることはよいことである。これは、圧力センサー１４または圧力センサー１４に接続された他の軸線的構成要素が、装置の寿命中に劣化を受ける場合に検証することを可能にする。
【００６４】
レベルメーターの装着中、圧力センサー１４の初期示度は、センサー１４がその装着中の時間に適切に操作することを検証するのに使用された重要な基準である。自由空気でのソレノイドバルブ１６の出口およびチューブ２の出口８における示度、
【００６５】
【数４】
は、この目的のために各取られたものである。
自由空気Ｄでの初期示度は、バルブ２８が取り去られた装置のケースにおけるオプションである。この特別なケースにおいて、センサー１４と補助構成要素のオフセットは、装置の全体の寿命と等しいことを仮定しなければならない。圧力センサー１４が各測定操作の前に自由空気Ｄを受け、また、そのようにして得られたオフセットの示度がセンサー１４の最終的示度から訂正されたケースにおいて、このオフセットの示度は、引き続く式の適用のために極めて重要な基準になる。
【００６６】
オフセットの初期サイト示度はまた、装置の全体的装着寿命中の測定システムの全オフセットをフォローアップするために重要である。これが示唆され推奨される解決である。
圧力センサー１４の感度係数を適切に検証するために、空圧式チューブ２の下方端部の出口８とソレノイドバルブ１６の空気偏倚１８との間のある意味での即時的示度を有することが推奨される。制御回路すなわちマイクロプロセッサー２０で測定を最適化する論理的シーケンスは重要である。検証モードにおけるマイクロプロセッサー２０は、開成位置において、自由空気出口３２のソレノイドバルブ２８を作動する。この正確な瞬間に、空圧式チューブ２の空気偏倚４２のソレノイドバルブ１６は閉成位置になければならない。これは、空圧式チューブの内側の全圧力および存在する圧力を維持することを可能にする。圧力センサー１４のオフセット示度の後で、マイクロプロセッサー２０は、ソレノイドバルブ２８を閉成位置に作動する。それによって、空圧式チューブ２の下方端部で示される圧力を得ることが可能になる。この最後の作用は、ソレノイドバルブ１６の出口１８に接続された空気偏倚のチューブ出口３８上に配置された水圧を得ることを可能にする。この最後のシーケンスの後で、マイクロプロセッサー２０はソレノイドバルブ１６を戻して閉成位置にセットする。これは、測定装置を通常の示度位置にリセットする。
【００６７】
自由空気ＬＤでの示度は、好ましくは、２つの測定点ＬＢとＩＣの示度の前に達成される。以下の式によって、圧力センサー１４で測定されたオフセットは、下方端部Ｃと空気偏倚Ｂとに設けられた示度の時間の間の差がないとことが想定された。レベルＢとＣとで取られた示度からの水位Ａの評価は：
【００６８】
【数５】
によって計算される。
ＢとＣとでの測定中の重要な点は、水位が好ましくは、感度係数の数学的検証中において良好な正確さを有するために、測定期間中可能な限り着実に維持されなければならないことである。示度間の迅速な実行が必要である。
【００６９】
水位Ａの２つの示度が一旦得られると、圧力センサー１４のオリジナル(original)感度係数が変更された場合、検知するために結果を直ちに比較することが可能である。２つの計算された水位、
【００７０】
【数６】
間の較正係数の変化によって生ずるデルタ(メートル(in meters))は、
【００７１】
【数７】
によって計算される。
２つの測定された高さの間で得られた差が零に等しいケースにおいて、圧力センサー１４のオリジナル感度係数は正確に保持されていると決定できる。逆に、零に等しくない２つの測定された高さ間の差が得られた場合、圧力センサー１４は多かれ少なかれそのオリジナル感度係数にエラーを有していると推定または断言できる。この値は、この時点で、レベル測定の高さＡの最終結果のメートルでのエラーを現わしていない。
【００７２】
数学的にもまた、空圧式チューブ２の出口８の下端部とソレノイドバルブ１６の空気偏倚８との間の示度差は、空圧式チューブ２上の２つの同一空気出口８、１８のサイトでの装着のオリジナル高さＢ、Ｃに対応しなければならないと断言できる。
これらの検証によって、以下の式で感度係数を訂正することが可能である。
【００７３】
感度係数の検証に続いて、圧力センサー１４のオフセットは、検証され計算されて、このエラーは次の計算に組み込まれなければならない。これは、次の式によって達成される。
【００７４】
【数８】
ここで、
【００７５】
【数９】
は、ｍＶ／Ｖでのセンサーの初期オフセットをあらわし、Ｄ＝ＬＤは、ｍＶ／Ｖでのサイトにおけるオフセットを表わしている。
この計算方法によって、センサー１４のサイト装着でのオフセットのフォローアップは確実になるか、またはより良くなり、装置の製造でもオフセットの高さは監視できる。次の式は、装置のサイト装着でのオフセットの訂正を表わしている。
サイトでのオリジナルオフセット示度と実際のオフセット示度との間の差が零に等しいケースにおいて、これは、圧力センサー１４が、センサー１４に接続された他の関連するまたは補助的な構成要素と同様に、同一に保持されていることを示す。
反対に、零とは異なった値が得られた場合、センサー１４が、水位Ａの測定の最終結果に少なからず大きなエラーを有していることが断定できる。この値は、この時点において、水位Ａの測定の高さの最終結果を越えるかまたはそれ以下のｍＶ／Ｖでの差を示している。
【００７６】
先の検証がなされることによって、オフセットエラーを訂正し、また、装置の２つの精密な現象に関連するすべてのエラーを知るために、圧力センサー１４用に新たな感度係数を関連することが可能になる。新たな較正係数の計算は、次の式を使用して達成できる：
【００７７】
【数１０】
ここでＳは、ｍＶ／Ｖにおけるフルスケールでのセンサーの計算された感度を表わしている；
【００７８】
【数１１】
ここでＫＭは、メートルｍＶ／Ｖにおける計算された較正係数を表わしている；および
【００７９】
【数１２】
ここでＫＶは、ｍＶ／Ｖ／メートルにおける計算された較正係数を表わしている。
これらの式によって、圧力センサー１４用にそのフル測定スケールに関連して新たな感度係数を計算することが可能である。これらの式は、空圧式チューブ２の出口８の下端部の高さＣと、ソレノイドバルブ１６の空気偏倚の高さＢとの間の差が、２つの測定点で得られたレベルＡの示度間の差と同様に、同一でなければならないという事実に基づいている。
【００８０】
他の較正係数は、同様の原理に基づいて計算できる。他の較正係数を決定するために新たな感度係数のみを使用することが可能である。この方法は圧力センサーの製造者によって使用されるのが一般的である。
この新たな感度係数と他の較正係数によって、装置のオリジナル係数は、レベルＡのより正確で精密な連続的示度が望まれる場合に置き換えられる。圧力センサー１４のフルスケールの値のみがいつでも同一で残る。
【００８１】
センサー１４のオフセットに起因するエラーは、水メートル(water meter)に容易に表わされる。以下の式は、圧力センサー１４のオリジナル感度係数を考慮したものである。次の式によって、圧力センサー１４のオフセットに起因するメートルでのエラーを計算することが可能である。メートルでのこのエラーは、自由空気出口Ｄの示度とセンサー１４のオフセットの初期示度との間にサイトで確立された検証の原理に基づいている：
【００８２】
【数１３】
ここで、
【００８３】
【数１４】
は、自由空気Ｄおよび高さＢとＣとにおける各示度（メートルでの）を有するセンサーのオフセットに起因する水位Ａの計算値を表わしている。エラーは、両方の測定点用に同一と仮定されるので、自由空気Ｄでの１つのみの基準示度がもたらされる（正の値は上昇水位を示す）。感度係数が、自由空気Ｄでの測定と他の測定点Ｂ、Ｃの時間の間で同一に保持されることも推測される。
【００８４】
誤った感度係数による各測定のレベルＡのエラーを数学的に見つけ出すこともまた可能である。次の式によって、ソレノイドバルブ１６によって偏倚された空気出口１８におけるのと同様、空圧式チューブ２の出口８の端部において測定されたレベルＡの偏差で正確に決定することが可能である（正の値は上昇水位を示す）。
【００８５】
【数１５】
ここで、
【００８６】
【数１６】
は、示度Ｂで計算された較正係数の変数によってもたらされた水位Ａのエラーの計算値をメートルで表わしていて、および、
【００８７】
【数１７】
ここで、
【００８８】
【数１８】
は、示度Ｃで計算された較正係数の変数によってもたらされた水位Ａのエラーの計算値をメートルで表わしている。
これらの示度圧力センサー１４のオフセットを考慮に取り込む。計算によって生じたエラーは、センサー１４の感度係数の変更によるもののみである。オリジナル感度係数が、式において先に見出された新たな較正感度係数によって置き換えられていない場合、示度は、実際の示度において使用者によって考慮されなければならない変化を表わす。
【００８９】
両方の可能なエラー変化を取り込むことによって、すなわち、感度係数の変化および圧力センサー１４のオフセットファクターを考慮することによって、訂正された水位Ａの高さを見つけ出すことが最終的に可能である：
【００９０】
【数１９】
ここで、
【００９１】
【数２０】
は、センサーのオフセットに起因して、および／または、ＢとＣとにおける示度を有して各計算された較正係数の変化に起因して訂正されたメートルでの水位Ａの高さを表わしている。
この式は、水位Ａの適切な測定高さを示すために両方の個々の訂正を考慮に入れる。これらの示度は、オリジナル感度係数が新たな較正感度係数によって置き換えられていない場合、水Ａの最終的で訂正された高さの結果を表わす。圧力センサー１４のオフセットファクターエラーは、この処理中維持される。
【００９２】
装置は、最初のセンサーと同様に特徴を有するそれら自身の空圧式連結チューブを有した第２の測定センサーを備えることができる(図示しない)。この第２の測定点の目的は、本質的に最初のセンサーの示度を確認するためである。操作者は、所望に応じて、センサーの示度の間にレベル差または受け入れ可能なゲージを挿入することができ、それによって、示度が疑問視されるケースにおいて示度の信頼できる有効性を確実にする。この処理は、装置それ自体によって管理でき、そして、示度が良好であるかまたは疑わしいかを操作者に示す。
【００９３】
装置はこのようにして、測定装置の長期間の維持コストを最小にし、測定装置の装着および取り扱いコストを最小にするために、正確で信頼可能なレベル示度を有することを可能にする。装置は、２０００年度の技術的基準、および優れた品質／価格に適合するハードウェアーおよびソフトウェアーデザインを有していてもよい。
装置は、したがって、電子的にまたは予めプログラムされた計算方法によって、最終示度の正確さの影響する全ての不可量物(imponderable)を訂正することが可能である。
【００９４】
装置は、全体としてユーザーフレンドリーになるように、コンピュータとの適切な通信を容易にするために蓄積されたデータおよびパラメーターの良好な管理を確立するように、使用差異によって要求される異なった操作条件での再充電可能な電池(cell)のよってその自主性を管理することを、また、その適切な操作のために要求される異なった計算アルゴリズムを管理することを可能にするように構成してもよい。装置は、水、ほこり、油、等に対する保証容器、ステンレススチールあるいは塗装されたアルミニュームまたはＰＶＣの単一の容器４４、南京錠(padlock)（図示しない）の装着を可能にするロック、表示窓を通したレベルの異なった示度へのアクセス、使用者が装置の基本的なデータを変更することを可能にする防水キーボード５２、全ての電気的ケーブル入力用および入力チューブと出力チューブ用の圧縮パッキン押え(gland)、変化と他のパラメーターを恒久的に示すための英数字(alphanumeric)表示装置（ＬＣＤ）または類似するものを有していてもよい。必要であれば、光照射されても加熱されてもよい。完全な装置は、−５５°から６０°Ｃの温度変化で操作可能でなければならず、また、壁と同様に基礎を有するパイプにもまた装着可能でなけばならない。測定装置は例えば、１２０ＶＡＣに適していて、１２ＶＤＣ外部電池で操作するのに適していて、ソーラーパネルまたは風車による供給源を可能にし、供給目的のためにあらゆるコネクタまたは端子（１２０ＶＡＣ、１２ＶＤＣ、ソーラーおよび風車）を備えていて、ネジ止めされた端子を有する１２ＶＤＣ出力を備えていて、ネジ止めされた端子を有する５ＶＤＣ出力を有していて、使用者によってすでに確立された操作の機能としての最小の７日間の期間用の主供給故障に耐えることができる再充電可能な電池を有していて、電源(power)故障の場合における示度取りあげを減少するための自動的装置を有していて、電源故障の場合における自動的警報装置を有していて、１２ＶＤＣと同様１２０ＶＡＣでの機械的保護サーキットブレーカーを有していてもよい。装置は、全ての範囲の測定範囲用に適切な圧力を発生する圧縮された空気発生装置を備えることができる。圧力を発生するために使用者が窒素ボンベ(bottle)を選択した場合、手動装置もまた備えることができる。装置は、使用者が、彼／彼女に適した操作モードを彼自身／彼女自身選択するような全ての必要な結合装置およびバルブを収容する（統合された(integrated)空気発生装置または窒素ボンベ）。
【００９５】
自動圧力転送装置は、装置の再充電可能な電池の状態が限界しきい値（ボルト／アンペア数）に達した場合に圧力発生装置を再作動するために、圧縮された圧力発生装置と窒素ボンベとの間に挿入できる。この装置は、特にソーラーパネルまたは風車を使用する電源供給装置を有する場合非常に有用である。同様の自動圧力転送装置が、空気発生装置の故障の場合に使用される。
【００９６】
電圧における供給電源の状態、電圧における再充電可能な電池の状態、°Ｃ（摂氏）における内部温度、キロパスカル（ｋＰａ）における空気リザーバーの状態、センサーの有効性の状態、メートルでの(in meter)それらの相対的または絶対的尺度(gauge)、メートルでの相対的レベル、メートル／ｍｍにおける変化速度の勾配、ｋＰａにおける補助的窒素ボンベの空気リザーバーの圧力、のような多くのパラメーターがリアルタイムで測定される。
【００９７】
バージョン(version)数、シグネチャー(signature)(装置の実際の構造をあらわすランダム数)、位置決め（経度および緯度座標）、配置(上流、下流、水域、等)、サイト(site)（確認）、装着データなどのような、一般的操作パラメーターが使用される。
異なった構成要素のデザインとアセンブリは、装置の迅速なメンテナンスが、大きなまたは小さな故障の場合に達成できるモジュール形態で達成される。電子的構成要素は、表面実装タイプの印刷基板上にアセンブルできる。
【００９８】
基本的装置は、局地的コンピュータシステム（サイト）と通信し、また、サイトからはなれた１つまたは多くの中央コンピュータと双方向的方法でデータを伝送するために配置できる。これらの全ての要素は、測定装置の一体的部品である。
レベルメーターのこれらの特徴と技術的達成を有して、作業と一般人の安全に加えて、測定装置の信頼性と全体的配置は驚くほど改良された。
【００９９】
多くの現存するレベルメーターが、チューブ２にバルブ１６を付加することによって、また、制御回路２０のプログラムを変更することによって、あるいは、上述した検証モードを達成するのにそれを変更することによって、本発明によって適合できる。バルブ２８は必要であれば追加してもよい。
本発明の実施例は、添付した図面に示され上述したように述べられたけれども、変更と修正とが本発明から逸脱することなくこれらの実施例になされ得ることがこの分野の当業者に容易になる。そのような全ての修正または変更は、請求の範囲によって規定された本発明の目的内であると考慮される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明によるバブルレベルメーターの概略的線図。
【図２】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図３】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図４】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図５】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図６】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図７】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図８】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図９】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図１０】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図１１】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【０００１】
本発明は、改良された安定性と測定の正確さを有するバブルレベルメーターbubble level meter)、および、圧力測定を改良するためのバブルレベルメーターを適用するための方法に関する。そのようなバブルレベルメーターは、湖の水位を監視するために、また、液体レベルの測定に必要な他の応用のために特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
バブルレベルメーターは、静水力学の圧力測定の分野において多くの年数使用されてきた。これらは、産業的、地質工学的、石油、海洋、水路測量リザーバ−管理などのような多くの分野において、その取り扱い易さ、その効率、その長い期間の安定性、および、その一般的正確さの結果使用される。
【０００３】
バブルレベルメーターの原理は、一般的に空気である外部圧力源により、水柱(water column)と外部圧力源との間の釣り合う圧力すなわち等しい圧力が得られるまで、水柱によって及ぼされた圧力に対応することから主としてなる。そして外部圧力源は、測定された圧力の転換(conversion)後、高さすなわちレベル測定を提供する測定基準(measurement reference)になる。転換は、測定されるべき液体の密度に依存する。圧力は、電気的、電子的、光学的、空圧的のようなものであって多かれ少なかれ測定されるべき圧力を受ける堅いダイヤフラムを使用する多くの種類のセンサーを使用して測定される。圧力センサーは、通常、最初にその製造者によって研究所内で較正(calibration)されている。これは、ダイヤフラムに適用される圧力を計算するために使用される較正係数(calibration coefficient)およびファクターがいかにして決定されるかである。
【０００４】
圧力センサーの製造者が決定する全ての特徴のなかで、感度係数と圧力センサーのオフセットファクター(offset factor)は、ダイヤフラムに適用された圧力の正確な示度(reading)を得るために最も重要なものである。不幸にも、時間の経過とともに、または構造の理由により、この較正感度係数は、典型的には使用者が知らない圧力センサーの寿命中に変化する。環境圧力、水柱における不均一な密度、温度変化、湿度、腐食、振動などのようなあるファクターが測定に影響する。さらに、圧力センサーに接続された機械的構成要素、あるいは、電気的または電子的インターフェースは感度係数に非常に影響する。これらの全ての構成要素を制御することは困難である。感度係数のこのエラー現象は、圧力センサーが研究所またはサイト(site)において、現時点で非常に特別な装置で新たな較正を実行されることによって変更できる。感度係数がやがて起こる予知できない現象により変更される場合を知ることは非常に困難であるので、測定が装置によって誤って実行される可能性があり、これは非常に重大な反響を含む。
【０００５】
他の重要な点は、圧力センサーのオフセットファクターであり、これは示度レベルの最終結果にエラーをもたらす。センサーの較正傾斜(slope)を変更する感度係数に対して、オフセットは、ゼロポイントで測定された圧力用の初期ゼロ値をもたらす。圧力センサーのほとんどのものは、その製造中に初期オフセットファクターを有していて、これは、圧力測定に基づく計算中に考慮されなければならない。さらに、オフセットファクターはセンサーの操作時間と共に一般的に変わる。同様に、オフセットファクターに起因する感度係数の変更によるエラーは、最終結果にも重要であり有意である。センサーの操作時間中にそのオフセットファクターを決定するために、同一の初期圧力条件を有していることは非常に重要である。
【０００６】
レベルメーターは、アクセスするのが困難な離間した位置にしばしば装着される。疑わしいレベル測定示度または最悪の場合誤った示度は、修復できない損害を引き起こす。レベルメーターをチェックするための人々の移送に関連するコストは、しばしば大きく、また、新しい装置の値段よりも高いものを現わす。
【０００７】
知られている文献は、ルーク(Luke)の特許文献１；ゴットリーブソン(Gottliebson)等の特許文献２；ハリソン(Harrison)の特許文献３；ボルスト(Borst)の特許文献４；ホルメン(Holmen)の特許文献５；アンダーソン(Anderson)の特許文献６；ファジョー(Fajeau)の特許文献７；コーネリアス(Cornelius)の特許文献８；ヘフナー(Haefner)の特許文献９；グラッセー(Glassey)の特許文献１０；ストーフェル(Stoepfel)の特許文献１１；ヒルトン(Hilton)の特許文献１２；ジャンセ(Jansche)等の特許文献１３；シュナイダー(Schneider)の特許文献１４；クック(Cooks)の特許文献１５；ワルドロップ(Waldrop)等の特許文献１６；ハンター(Hunter)等の特許文献１７；ヴォリース(Vories)の特許文献１８；ラジェット(Rajet)等の特許文献１９；ツーベルゲン(Tubergen)の特許文献２０；およびドレイン(Drain)等の特許文献２１がある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第３、７２９、９９７号明細書
【０００９】
【特許文献２】米国特許第３、７５１、１８５号明細書
【００１０】
【特許文献３】米国特許第３、９８７、６７５号明細書
【００１１】
【特許文献４】米国特許第４、００２、０６８号明細書
【００１２】
【特許文献５】米国特許第４、００６、６３６号明細書
【００１３】
【特許文献６】米国特許第４、４２２、３２７号明細書
【００１４】
【特許文献７】米国特許第４、５６７、７６１号明細書
【００１５】
【特許文献８】米国特許第４、６６９、３０９号明細書
【００１６】
【特許文献９】米国特許第４、７１１、１２７号明細書
【００１７】
【特許文献１０】米国特許第５、００５、４０８号明細書
【００１８】
【特許文献１１】米国特許第５、０５２、２２２号明細書
【００１９】
【特許文献１２】米国特許第５、０９０、２４２号明細書
【００２０】
【特許文献１３】米国特許第５、１４６、７８３号明細書
【００２１】
【特許文献１４】米国特許第５、１６７、１４４号明細書
【００２２】
【特許文献１５】米国特許第５、２０７、２５１号明細書
【００２３】
【特許文献１６】米国特許第５、３０９、７６４号明細書
【００２４】
【特許文献１７】米国特許第５、４０６、８２８号明細書
【００２５】
【特許文献１８】米国特許第５、５１７、８６９号明細書
【００２６】
【特許文献１９】米国特許第５、６３６、５４７号明細書
【００２７】
【特許文献２０】米国特許第５、６５０、５６１号明細書
【００２８】
【特許文献２１】米国特許第５、９５３、９５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
これらの特許は、現状を表わすレベル測定装置の種々のタイプを示している。バブルタイプの装置の場合において、差圧測定を実行するための異なった長さを有する空圧式チューブが多く使用されている。そのような差の測定はそれらの利点を有しているけれども、しかし、それにもかかわらず、装置に使用されている圧力センサーの感度係数とオフセットファクターとに関連する問題を解決しない。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の目的は、上述した変更に起因する装置の示度における疑問およびエラーを完全に除去するか減少するために、装置に使用された圧力センサーの感度係数のレベルでの変化の検知と監視を可能にするバブルレベルメーターを提供することである。
本発明の他の目的は、レベルメーターの使用中に圧力センサー用の新しい感度係数の確立が可能なレベルメーターを提供することである。
本発明の他の目的は、圧力センサーのオフセットファクターを修正するレベルメーターを提供することである。
本発明の他の目的は、従来のバブルレベルメーターが、装置に使用された圧力センサーの感度係数とオフセットファクターを決定し、装置の示度を修正するのに適することができる方法を提供することである。
【００３１】
本発明によれば：
部分的に水に浸漬することが可能であって、対向する下方開口部と上方開口部とを有する空圧式チューブを備え；
空圧式チューブの上方開口部に接続された気体発生装置を備え；
空圧式チューブ内の圧力を測定するために空圧式チューブの上方開口部に接続された圧力センサーを備え；
空圧式チューブに沿って下方開口部から上方へ予め定められた距離に介挿された偏倚バルブを備え、この偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が配置されている外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し；
気体発生装置、圧力センサー、および偏倚バルブに接続された制御回路を備え、この制御回路は：
圧力センサーから得られた圧力測定値を処理し；
偏倚バルブと気体発生装置を予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーの較正係数を、偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られる圧力測定値の関数として、および、空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートと間の距離の関数として検証し；
処理された圧力測定値および較正係数の関数としてレベルデータを発生する；
ように構成されているバブルレベルメーターが提供される。
【００３２】
好ましくは、レベルメーターはさらに、圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間に介挿された付加的な偏倚バルブを更に備えていて、この付加的な偏倚バルブは、制御回路に接続されていて、また、空圧式チューブの水に浸漬された部分が設けられている外部環境媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、圧力センサーが空圧式チューブの上方開口部および付加的な偏倚バルブのポートと各伝達し；
制御回路はさらに：
付加的な偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
付加的な偏倚バルブが閉成位置および開成位置のいずれかにある場合、圧力センサーから得られた圧力センサーのオフセットファクターを圧力測定値の関数として検証するためのものであって、制御回路によって発生されたレベルデータはまた同様にオフセットファクターの関数である。
【００３３】
本発明によれば、対向する下方開口部と上方開口部とを有し部分的に浸漬可能な空圧式チューブと、空圧式チューブの上方開口部に接続された気体発生装置と、空圧式チューブの上方開口部に接続された圧力センサーと、気体発生装置と圧力センサーとに接続され、圧力センサーから得られた測定値を処理し、処理された測定値の関数としてレベルデータを発生するために構成された制御回路とを備えたバブルレベルメーターの圧力測定を改良する方法であって、この方法は：
空圧式チューブに沿って下方開口部から上方で予め定められた距離に偏倚バルブを介挿し、この偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が配置されている外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し；
偏倚バルブを制御回路に接続し、：
制御回路を：
偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーの較正係数を、偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られた圧力測定値の関数として、および、空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートと間の距離の関数として検証し；
レベルデータを較正係数の関数として発生する；
ために構成する方法をさらに備えている。
好ましくは、この方法はさらに、圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間に付加的な偏倚バルブを介挿し、この付加的な偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が設けられている外部環境媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、圧力センサーが空圧式チューブの上方開口部および付加的な偏倚バルブのポートと各伝達し；
付加的なバルブを制御回路に接続し；
制御回路を：
付加的な偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーのオフセットファクターを、付加的な偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られた圧力測定値の関数として検証し；
レベルデータを較正係数の関数として発生する；
ことを備えている。
本発明の好ましい実施例の詳細な記述は、図面を参照して以下に提供され、同一の参照符号は同一のまたは類似する要素に参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１を参照すると、本発明によるバブルレベルメーターが示されている。レベルメーターは、例えば、湖またはリザーバー、あるいは、レベルが測定されるかまたは監視されるべき他の液体のような水６の中に部分的に浸漬される空圧式チューブ２を備えている。空圧式チューブ２は、対向した下方開口部８と上方開口部１０とを有している。例えば空気の気体発生装置１２は、チューブ２の上方開口部１０に接続されている。圧力センサー１４は同様に、空圧式チューブ２の圧力を測定するためにチューブの上方開口部１０に接続されている。
【００３５】
偏倚バルブ(deflection valve)１６は、下方開口部８の上方で予め定められた距離に空圧式チューブ２に沿って挿入されている。偏倚バルブ１６は、例えば、水６のような外部液体媒体と連通するためのポート１８を有していて、そこには、空圧式チューブ２の浸漬部９が設けられていて、チューブ２の上方開口部１０が下方開口部８とバルブ１６の空圧式チューブ１８と各連通するように閉成しまた開成する。偏倚バルブ１６の機能は、圧力センサー１４の較正係数の検証(verification)および付加的にアップデートな修正を可能にする。偏倚バルブ１６の操作モードに関する更なる詳細は、以下に示される。
【００３６】
制御回路２０は、例えば、それぞれライン２２、２４、２６によって気体発生装置１２、圧力センサー１４、および偏倚バルブ１６に接続されている。制御回路２０は、圧力センサー１４から得られた圧力測定値(pressure measurements)を処理し、偏倚バルブ１６と気体発生装置１２とを予め設定された設定値(settings)の関数として制御し、圧力センサー１４の較正係数を、偏倚バルブ１６が閉成位置および開成位置のいずれかにある場合にセンサー１４から得られた圧力測定値の関数として、また、空圧式チューブ２の下方開口部８と偏倚バルブ１６のポート(port)１８との間の距離Ｆの関数として変更するために構成されている。制御回路２０はまた、処理された圧力測定値および較正係数の関数としてレベルデータを発生するために構成されている。制御回路２０の操作の更なる情報は以下に提供される。
【００３７】
付加的な偏倚バルブ２８が、圧力センサー１４と空圧式チューブ２の上方開口部１０との間に好ましくは挿入されている。バルブ２８は、例えば、ライン３０によって制御回路２０に接続されていて、例えば、大気のような外部環境媒体と連通するためのポート３２を有していて、そこには空圧式チューブ２の現出部(emerged portion)１１が設けられていて、圧力センサー１４がチューブ２の上方開口部１０およびバルブ２８のポート３２と各連通するように閉成し開成する。偏倚バルブ２８の機能は、圧力センサー１４のオフセットファクターの検証および付加的にアップデートな修正を可能にする。偏倚バルブ２８の操作モードに関する更なる詳細は以下に示される。制御回路２０は、付加的な(additional)偏倚バルブ２８を他方のバルブ１６と同様の方法で制御し、バルブ２８が閉成位置または開成位置のいずれかにある場合にセンサー１４から得られた圧力測定値の関数としてセンサー１４のオフセットファクターを検証するために構成されている。
【００３８】
主構成要素のサイトにおけるアセンブリおよび装着は、簡単で僅かのスペースしか必要としない。レベルメーターで水位Ｇの測定値を得るために、空圧式チューブ２は、水中に浸漬されなければならない。チューブ２は、水６の本体部（水域）(body of water)すなわちリザーバーにおいて測定されるべき最低の高さＣに下げられる。好ましくは、チューブ２は、水６の本体部すなわちリザーバーの壁に取着されている。チューブ２の下方端部の基準(reference)は、測定の最終高さに正確な結果のために重要である。チューブ２の下方端部は、空気出口８を塞ぐあらゆる対象物または他の要素から自由でなければならない。
【００３９】
相反する(hostile)環境が優勢であるような場合において、チューブ２は好ましくは、さやすなわち保護チューブ４によって保護され、対象物、または破片(debris)がチューブ２を損傷しまたは圧縮するのを阻止する。空圧式チューブ２は、取着具３４によって保護チューブ４に固定することができるのに対して、保護チューブ４は他の取着具３６によって水６の本体部の壁に取着できる。好ましくは、保護チューブ４は、空圧式チューブ２の下方端部を越えることはない。
【００４０】
空圧式チューブ２の上方開口部１０は空気発生装置１２に接続されている。空気発生装置１２によって生成された圧力は、空圧式チューブ２の下方端部におよぼされる水圧に対抗するのに十分でなければならない。
空圧式チューブ２と空気発生装置１２とは、電気的、電子的または他のタイプの圧力センサー１４に接続されている。圧力センサー１４は好ましくは、制御回路２０によって組織的に配列された電子的制御構成要素と共にレベルメーターに一体にされている。これらの要素とそのようにアセンブルされることによって、空圧式チューブ２の下方の端部におよぼされる圧力の示度(reading)を得ることが可能になる。
【００４１】
圧力センサー４に同時に適用された空気の圧力は、空圧式チューブ２の下方開口部８の上方の水柱Ｇによっておよぼされる圧力に等しいかまたは釣り合う圧力の空気の注入によって、非常に高い精度で決定可能である。空圧式チューブ２の下方開口部８での水圧と、空圧式チューブ２に注入された空気の圧力との間の釣り合いの正確なモーメント(moment)は、水位Ａの測定値を表わす。この圧力は、空圧式チューブ１２の空気出口を形成する下方開口部８上に位置する水の高さＧに後で変換される。
【００４２】
レベルメーターの利点は、すべての精密な測定構成要素が、測定されるべき水６の本体部すなわちリザーバーの外側にあるという事実に存在する。圧力センサー１４、電子的構成要素２０、空気発生装置１２などは、レベルメーターを構成する種々の構成要素に極めてまれに相反する媒体(milieu)の外側にある。このように、これらの構成要素の安定性を損ねる温度、湿度、腐食、振動などのような要素を制御することが次に可能になる。必要な場合に、メンテナンスと修理とのために構成要素を水６の外側に有することもまた非常に有利である。
【００４３】
圧力センサー１４のオフセットのインタイム(in time)な解除は、各圧力測定操作の前にセンサー１４を自由空気(free air)Ｄに支配させることによって達成される。自由空気Ｄでのオフセットのこの新たな示度を測定することによって、センサー１４の初期オフセット(initial offset)に関して現れるであろう差は、数学的におよび電子的に解除されるか、またはより良くなり、このオフセットはセンサー１４によって測定された圧力の最終的示度から差し引くことができる。
【００４４】
センサー１４の較正に関すると、これは、レベルメーターの使用中に予め確立されまた維持された水柱Ｆを使用することからなる。装置のサイトでの装着の時に使用者に知られているこの水柱Ｆはまた、水６の本体部すなわちリザーバーに内側に設けられた２つの正確な点Ｂ、Ｃ間の距離Ｆであることを理解しなければならない。水の圧力に変換されていて、装置の初期装着中に事前に決定されているこの距離Ｆは、圧力センサー１４のオリジナル感度係数の関数として測定された圧力が正しい場合に検証することができる。
【００４５】
提案された方法は、どのような理由においても、圧力センサー１４がそのオリジナル感度係数を維持されている場合に、検証することを使用者に可能にする。この方法によって、使用者はまた、感度係数によって生じたレベルＡのエラーを正確に知ることができる。これは、バブルレベルメーター用に大きな切り札(trump)を提供する。このように、必要な修正は、レベルＡの精密で正確な測定値が得られるように達成される。
【００４６】
この重要な検証を達成するために、原理は、２方向ソレノイドバルブ１６または同一結果を提供する他の装置によって、第２の出口８の下方の端部から一次的に空気を偏倚することである。ソレノイドバルブ１６は、２つの重要な機能を成し遂げる。すなわち、閉成位置において、チューブ２の内側に注入された空気は、完全に第２の出口８にのみ向かい、また、チューブ２の内側に注入された空気は、全体でソレノイドバルブ１６の装着レベルＢのみに偏倚される。
【００４７】
ソレノイドバルブ１６は、固定された基準水圧柱Ｆを得ることを可能にする。２つの異なった空気出口部Ｂ、Ｃ間に固定されたこの距離Ｆは、水位Ａがこれらの２つの測定点を示す(read)間に同一のままに維持されるこれらの２つの測定点において、圧力が常に一定であることを意味する。空気出口８を既知の距離Ｆで偏倚することによって、既知の、また、装置の装着中に確立された距離Ｆ用に圧力センサー１４の動き具合を検証することが可能になる。ソレノイドバルブ１６で偏倚された空気の出口１８に関する空気出口８間の距離Ｆが既知であるので、測定Ｆは対応する圧力に関連付けられる。
【００４８】
この方法は、圧力センサー１４のオリジナル感度係数が効果的であることをかなり正確に検証することを可能にする。この検証は、圧力センサー１４上に適用された圧力の信号レベルに対応する。この方法によって、圧力センサー１４がその全範囲の全体にわたって線形であることが推定される。圧力測定センサーの線形性は、勿論、その測定ダイヤフラムが、その全測定範囲を越える圧力によって変形されるか損傷された場合を除いて、非常に良く保持される。この試みがセンサー１４のオリジナル較正曲線上の単一の基準点を確認するので、同一の空気偏倚原理は、唯一の空圧式チューブ２で幾つかの異なった高さ(elevation)レベルに適用できる。センサー１４がその全測定スケール用に線形である場合、それは次に、検証可能になる。
【００４９】
ソレノイドバルブ１６の位置付けと共に、センサー１４のオリジナル感度係数が壊されないで維持されていることを検証することに加えて、センサー１４用の反対の状態の新たな感度係数を確立することが可能である。この同様な検証方法は、感度係数の変化によって生ずる圧力または水位高さ示度を決定することもまた可能にする。同一の空圧式チューブ２の空気偏倚は、正確さをもってすべての時間で、使用者に対して、水位Ａの測定において生ずるエラーを検証し知らせることを可能にする。
【００５０】
圧力センサー１４の感度係数を検証し修正する方法は、センサー１４のオフセットの可能な修正と組み合わされて、バブルレベルメーターの内側に配置されたすべての構成要素と共にセンサー１４の示度の確実さ（有効性）を確認するための簡単で有効でありまたコストの少ない手段である。
【００５１】
制御回路２０は、後の処理、および設定、および/または、回路２０の操作パラメーターように、レベルデータを貯蔵するためのメモリーを備えることができる。制御回路はまた、例えば、測定結果、操作パラメーター、およびレベルメーターのモード等を表示するための表示装置を備えることができる。気体発生装置１２、圧力センサー１４および制御回路２０のようなレベルメーターの感知構成要素は、悪天候からそれらを保護するために容器４４内に設けられる。バルブ２８の出口３２は、次に、容器の側部開口５０から出て、大気の環境に導くチューブ４８に接続されていて、空圧式チューブ２は、気体発生装置１２および圧力センサー１４と連絡するために容器の下方開口部５４に挿入されている。
【００５２】
図２から１１は、本発明によるレベルメーターの水位の計算、較正係数の計算およびオフセットファクターの計算の例を提供する。図２は、センサー１４の較正係数のオフセットがなく変更がない場合の、シミュレーションされた典型的なデータを示している。図３は、この条件下においてセンサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。図４は、センサー１４のオフセットの可能な変更のみがある場合にシミュレーションされた典型的なデータを示している。図５は、この条件下においてセンサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。図６は、センサー１４の較正係数の可能な変更のみがある場合にシミュレーションされた典型的なデータを示している。図７は、この条件下においてセンサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。図８と１０は、センサー１４のオフセットと較正係数の可能な２つのタイプの変更がある場合にシミュレーションされた典型的なデータを示している。図９と１１は、これらの条件下において、センサー１４のオフセットと較正係数との検証があるもの（マークを有するライン）とないもの（マークのないライン）とを有して得られた結果を示している。
【００５３】
圧力センサー１４の製造者によってほぼ確立されたパラメーターは：センサーの初期フルスケールＰＥ(メートル(in meters))；フルスケールでのセンサーの初期感度ＳＯ（ｍＶ／Ｖ）；初期較正係数、
【００５４】
【数１】
【００５５】
【数２】
センサー１４の効率は、レベルＡの測定の最終的正確さに直接関係する。センサーのフル測定スケールの選択はまた、水位Ａの変化に亘った所望の感度に関連して決定される。センサー１４のフル測定スケールと測定されるべき最大レベルとの間に良好な比率を有することを確実にすることが必要である。もし異なった環境のためにこの比率が低すぎる場合、水位Ａの変更に亘る最終的な正確さが影響をおよぼされがちである。勿論、センサー１４を供給または制御する全ての関連する構成要素は、その正確さを減少しないように選択されなければならない。電源、アナログからディジタルへのコンバータ、ディジタルからアナログへのコンバータなどのような電子的構成要素は好ましくは、圧力センサー１４のオリジナル特性に近似して従う選択基準に対応しなければならない。
【００５６】
水位、ソレノイドバルブ１６、およびチューブ２の出口８の高さ(elevation)
【００５７】
【数３】
【００５８】
測定点Ｂ、Ｃのこれらの基準高さは、装置が装着された後、どのような場合も変更されてはならない。これらの高さＢ、Ｃは、測定された水柱の高さＥ、Ｇが、水域６の最終高さＡを得るために各加えられる基準である。高さＢ、Ｃのどのような変更も、圧力センサー１４の感度係数の修正への適用と同様に、水の高さＡの示度の最終結果にエラーを生ずる。
【００５９】
先にも述べたように、圧力センサー１４のフルスケールの選択は、結果の最終的感度用の行列式(determinant)である。空圧式チューブ２の下方端部での空気出口８の初期位置付けは、それ故センサー１４のフル測定スケールのこの選択に直接関連する。チューブ２の下方の端部の位置すなわち高さＣは、チューブ２のこの下方の端部より上に設けられた測定された水の高さＧが付加される基準を示している。ソレノイドバルブ１６の高さＢの選択は、ソレノイドバルブ１６が設けられた空気偏倚(air deflection)の方法の適用のために決定される。この方法の適用における大部分の臨界点は、ソレノイドバルブ１６の最終高さＢが、測定される水域の最小高さよりも常に低く保持されなければならないことである。ソレノイドバルブ１６の空気偏倚システムは、この特定のケースにおいて機能異常になる。測定システムの初期装着中にこの状態を予見することが重要である。
【００６０】
圧力センサー１４の感度係数の検証を可能な限り最も効率的にするために、ソレノイドバルブ１６は好ましくは、測定される水域の最低の高さに可能な限り接近して装着されなければならない。そのように装着された場合、圧力センサー１４のフルスケールに関する優れた係数比率が得られる。空気出口８と空気出口１８との間の装着距離Ｆが、圧力センサー１４の感度係数を検証するために比較されることがよく理解されなければならない。このように、これらの２つの測定点間の距離Ｆが大きくなると、圧力の示度は圧力センサー１４のフルスケールを表わす。
【００６１】
空圧式チューブ２の出口８の下方端部に関してより短い距離を有するために、第２のソレノイドバルブ（図示しない）を付加する空気偏倚方法を有することもまた可能である。このように、圧力センサー１４のフルスケールの最小と最大圧力で圧力センサー１４の感度係数を検証することが可能である。
【００６２】
圧力センサー１４のオフセットファクターと直接関連する自由大気出口３２の高さＤは、装置用の基準値として考慮できるので、多くの解決がこのオフセットエラーを訂正するために可能である。圧力センサー１４のこのオフセットを打ち消すための最も効率的な方法の１つは、２方向ソレノイドバルブ２８によってこの同一のセンサー１４を自由空気Ｄに従わせることである。この方法は、装置が設けられている周囲の空気の圧力を除いて、センサー１４が何らの圧力も受けないことを確実にする。この方法によって、圧力センサー１４が、大気圧の変化によるか、または、この同一の圧力センサー１４に接続された構成要素によるかのいずれかに起因する初期オフセットを測定することが確実になる。
【００６３】
大気圧以外の多くの要素が、レベルメーターの全オフセットＢに貢献する。これらのオフセット要素は、操作時間に多少着実な全体的測定システムの電気的または電子的構成要素２０、および正確な圧力測定を得る多くの他の無視できない点の圧力センサー１４の残りの機械的束縛にしばしば関連する。自由空気偏倚ソレノイドバルブ２８によってこのオフセットが数学的に打ち消すことが可能であったとしても、圧力センサー１４の初期オフセットを知ることはよいことである。これは、圧力センサー１４または圧力センサー１４に接続された他の軸線的構成要素が、装置の寿命中に劣化を受ける場合に検証することを可能にする。
【００６４】
レベルメーターの装着中、圧力センサー１４の初期示度は、センサー１４がその装着中の時間に適切に操作することを検証するのに使用された重要な基準である。自由空気でのソレノイドバルブ１６の出口およびチューブ２の出口８における示度、
【００６５】
【数４】
自由空気Ｄでの初期示度は、バルブ２８が取り去られた装置のケースにおけるオプションである。この特別なケースにおいて、センサー１４と補助構成要素のオフセットは、装置の全体の寿命と等しいことを仮定しなければならない。圧力センサー１４が各測定操作の前に自由空気Ｄを受け、また、そのようにして得られたオフセットの示度がセンサー１４の最終的示度から訂正されたケースにおいて、このオフセットの示度は、引き続く式の適用のために極めて重要な基準になる。
【００６６】
オフセットの初期サイト示度はまた、装置の全体的装着寿命中の測定システムの全オフセットをフォローアップするために重要である。これが示唆され推奨される解決である。
圧力センサー１４の感度係数を適切に検証するために、空圧式チューブ２の下方端部の出口８とソレノイドバルブ１６の空気偏倚１８との間のある意味での即時的示度を有することが推奨される。制御回路すなわちマイクロプロセッサー２０で測定を最適化する論理的シーケンスは重要である。検証モードにおけるマイクロプロセッサー２０は、開成位置において、自由空気出口３２のソレノイドバルブ２８を作動する。この正確な瞬間に、空圧式チューブ２の空気偏倚４２のソレノイドバルブ１６は閉成位置になければならない。これは、空圧式チューブの内側の全圧力および存在する圧力を維持することを可能にする。圧力センサー１４のオフセット示度の後で、マイクロプロセッサー２０は、ソレノイドバルブ２８を閉成位置に作動する。それによって、空圧式チューブ２の下方端部で示される圧力を得ることが可能になる。この最後の作用は、ソレノイドバルブ１６の出口１８に接続された空気偏倚のチューブ出口３８上に配置された水圧を得ることを可能にする。この最後のシーケンスの後で、マイクロプロセッサー２０はソレノイドバルブ１６を戻して閉成位置にセットする。これは、測定装置を通常の示度位置にリセットする。
【００６７】
自由空気ＬＤでの示度は、好ましくは、２つの測定点ＬＢとＩＣの示度の前に達成される。以下の式によって、圧力センサー１４で測定されたオフセットは、下方端部Ｃと空気偏倚Ｂとに設けられた示度の時間の間の差がないとことが想定された。レベルＢとＣとで取られた示度からの水位Ａの評価は：
【００６８】
【数５】
ＢとＣとでの測定中の重要な点は、水位が好ましくは、感度係数の数学的検証中において良好な正確さを有するために、測定期間中可能な限り着実に維持されなければならないことである。示度間の迅速な実行が必要である。
【００６９】
水位Ａの２つの示度が一旦得られると、圧力センサー１４のオリジナル(original)感度係数が変更された場合、検知するために結果を直ちに比較することが可能である。２つの計算された水位、
【００７０】
【数６】
【００７１】
【数７】
２つの測定された高さの間で得られた差が零に等しいケースにおいて、圧力センサー１４のオリジナル感度係数は正確に保持されていると決定できる。逆に、零に等しくない２つの測定された高さ間の差が得られた場合、圧力センサー１４は多かれ少なかれそのオリジナル感度係数にエラーを有していると推定または断言できる。この値は、この時点で、レベル測定の高さＡの最終結果のメートルでのエラーを現わしていない。
【００７２】
数学的にもまた、空圧式チューブ２の出口８の下端部とソレノイドバルブ１６の空気偏倚８との間の示度差は、空圧式チューブ２上の２つの同一空気出口８、１８のサイトでの装着のオリジナル高さＢ、Ｃに対応しなければならないと断言できる。
これらの検証によって、以下の式で感度係数を訂正することが可能である。
【００７３】
感度係数の検証に続いて、圧力センサー１４のオフセットは、検証され計算されて、このエラーは次の計算に組み込まれなければならない。これは、次の式によって達成される。
【００７４】
【数８】
【００７５】
【数９】
この計算方法によって、センサー１４のサイト装着でのオフセットのフォローアップは確実になるか、またはより良くなり、装置の製造でもオフセットの高さは監視できる。次の式は、装置のサイト装着でのオフセットの訂正を表わしている。
サイトでのオリジナルオフセット示度と実際のオフセット示度との間の差が零に等しいケースにおいて、これは、圧力センサー１４が、センサー１４に接続された他の関連するまたは補助的な構成要素と同様に、同一に保持されていることを示す。
反対に、零とは異なった値が得られた場合、センサー１４が、水位Ａの測定の最終結果に少なからず大きなエラーを有していることが断定できる。この値は、この時点において、水位Ａの測定の高さの最終結果を越えるかまたはそれ以下のｍＶ／Ｖでの差を示している。
【００７６】
先の検証がなされることによって、オフセットエラーを訂正し、また、装置の２つの精密な現象に関連するすべてのエラーを知るために、圧力センサー１４用に新たな感度係数を関連することが可能になる。新たな較正係数の計算は、次の式を使用して達成できる：
【００７７】
【数１０】
【００７８】
【数１１】
【００７９】
【数１２】
これらの式によって、圧力センサー１４用にそのフル測定スケールに関連して新たな感度係数を計算することが可能である。これらの式は、空圧式チューブ２の出口８の下端部の高さＣと、ソレノイドバルブ１６の空気偏倚の高さＢとの間の差が、２つの測定点で得られたレベルＡの示度間の差と同様に、同一でなければならないという事実に基づいている。
【００８０】
他の較正係数は、同様の原理に基づいて計算できる。他の較正係数を決定するために新たな感度係数のみを使用することが可能である。この方法は圧力センサーの製造者によって使用されるのが一般的である。
この新たな感度係数と他の較正係数によって、装置のオリジナル係数は、レベルＡのより正確で精密な連続的示度が望まれる場合に置き換えられる。圧力センサー１４のフルスケールの値のみがいつでも同一で残る。
【００８１】
センサー１４のオフセットに起因するエラーは、水メートル(water meter)に容易に表わされる。以下の式は、圧力センサー１４のオリジナル感度係数を考慮したものである。次の式によって、圧力センサー１４のオフセットに起因するメートルでのエラーを計算することが可能である。メートルでのこのエラーは、自由空気出口Ｄの示度とセンサー１４のオフセットの初期示度との間にサイトで確立された検証の原理に基づいている：
【００８２】
【数１３】
【００８３】
【数１４】
【００８４】
誤った感度係数による各測定のレベルＡのエラーを数学的に見つけ出すこともまた可能である。次の式によって、ソレノイドバルブ１６によって偏倚された空気出口１８におけるのと同様、空圧式チューブ２の出口８の端部において測定されたレベルＡの偏差で正確に決定することが可能である（正の値は上昇水位を示す）。
【００８５】
【数１５】
【００８６】
【数１６】
【００８７】
【数１７】
【００８８】
【数１８】
これらの示度圧力センサー１４のオフセットを考慮に取り込む。計算によって生じたエラーは、センサー１４の感度係数の変更によるもののみである。オリジナル感度係数が、式において先に見出された新たな較正感度係数によって置き換えられていない場合、示度は、実際の示度において使用者によって考慮されなければならない変化を表わす。
【００８９】
両方の可能なエラー変化を取り込むことによって、すなわち、感度係数の変化および圧力センサー１４のオフセットファクターを考慮することによって、訂正された水位Ａの高さを見つけ出すことが最終的に可能である：
【００９０】
【数１９】
【００９１】
【数２０】
この式は、水位Ａの適切な測定高さを示すために両方の個々の訂正を考慮に入れる。これらの示度は、オリジナル感度係数が新たな較正感度係数によって置き換えられていない場合、水Ａの最終的で訂正された高さの結果を表わす。圧力センサー１４のオフセットファクターエラーは、この処理中維持される。
【００９２】
装置は、最初のセンサーと同様に特徴を有するそれら自身の空圧式連結チューブを有した第２の測定センサーを備えることができる(図示しない)。この第２の測定点の目的は、本質的に最初のセンサーの示度を確認するためである。操作者は、所望に応じて、センサーの示度の間にレベル差または受け入れ可能なゲージを挿入することができ、それによって、示度が疑問視されるケースにおいて示度の信頼できる有効性を確実にする。この処理は、装置それ自体によって管理でき、そして、示度が良好であるかまたは疑わしいかを操作者に示す。
【００９３】
装置はこのようにして、測定装置の長期間の維持コストを最小にし、測定装置の装着および取り扱いコストを最小にするために、正確で信頼可能なレベル示度を有することを可能にする。装置は、２０００年度の技術的基準、および優れた品質／価格に適合するハードウェアーおよびソフトウェアーデザインを有していてもよい。
装置は、したがって、電子的にまたは予めプログラムされた計算方法によって、最終示度の正確さの影響する全ての不可量物(imponderable)を訂正することが可能である。
【００９４】
装置は、全体としてユーザーフレンドリーになるように、コンピュータとの適切な通信を容易にするために蓄積されたデータおよびパラメーターの良好な管理を確立するように、使用差異によって要求される異なった操作条件での再充電可能な電池(cell)のよってその自主性を管理することを、また、その適切な操作のために要求される異なった計算アルゴリズムを管理することを可能にするように構成してもよい。装置は、水、ほこり、油、等に対する保証容器、ステンレススチールあるいは塗装されたアルミニュームまたはＰＶＣの単一の容器４４、南京錠(padlock)（図示しない）の装着を可能にするロック、表示窓を通したレベルの異なった示度へのアクセス、使用者が装置の基本的なデータを変更することを可能にする防水キーボード５２、全ての電気的ケーブル入力用および入力チューブと出力チューブ用の圧縮パッキン押え(gland)、変化と他のパラメーターを恒久的に示すための英数字(alphanumeric)表示装置（ＬＣＤ）または類似するものを有していてもよい。必要であれば、光照射されても加熱されてもよい。完全な装置は、−５５°から６０°Ｃの温度変化で操作可能でなければならず、また、壁と同様に基礎を有するパイプにもまた装着可能でなけばならない。測定装置は例えば、１２０ＶＡＣに適していて、１２ＶＤＣ外部電池で操作するのに適していて、ソーラーパネルまたは風車による供給源を可能にし、供給目的のためにあらゆるコネクタまたは端子（１２０ＶＡＣ、１２ＶＤＣ、ソーラーおよび風車）を備えていて、ネジ止めされた端子を有する１２ＶＤＣ出力を備えていて、ネジ止めされた端子を有する５ＶＤＣ出力を有していて、使用者によってすでに確立された操作の機能としての最小の７日間の期間用の主供給故障に耐えることができる再充電可能な電池を有していて、電源(power)故障の場合における示度取りあげを減少するための自動的装置を有していて、電源故障の場合における自動的警報装置を有していて、１２ＶＤＣと同様１２０ＶＡＣでの機械的保護サーキットブレーカーを有していてもよい。装置は、全ての範囲の測定範囲用に適切な圧力を発生する圧縮された空気発生装置を備えることができる。圧力を発生するために使用者が窒素ボンベ(bottle)を選択した場合、手動装置もまた備えることができる。装置は、使用者が、彼／彼女に適した操作モードを彼自身／彼女自身選択するような全ての必要な結合装置およびバルブを収容する（統合された(integrated)空気発生装置または窒素ボンベ）。
【００９５】
自動圧力転送装置は、装置の再充電可能な電池の状態が限界しきい値（ボルト／アンペア数）に達した場合に圧力発生装置を再作動するために、圧縮された圧力発生装置と窒素ボンベとの間に挿入できる。この装置は、特にソーラーパネルまたは風車を使用する電源供給装置を有する場合非常に有用である。同様の自動圧力転送装置が、空気発生装置の故障の場合に使用される。
【００９６】
電圧における供給電源の状態、電圧における再充電可能な電池の状態、°Ｃ（摂氏）における内部温度、キロパスカル（ｋＰａ）における空気リザーバーの状態、センサーの有効性の状態、メートルでの(in meter)それらの相対的または絶対的尺度(gauge)、メートルでの相対的レベル、メートル／ｍｍにおける変化速度の勾配、ｋＰａにおける補助的窒素ボンベの空気リザーバーの圧力、のような多くのパラメーターがリアルタイムで測定される。
【００９７】
バージョン(version)数、シグネチャー(signature)(装置の実際の構造をあらわすランダム数)、位置決め（経度および緯度座標）、配置(上流、下流、水域、等)、サイト(site)（確認）、装着データなどのような、一般的操作パラメーターが使用される。
異なった構成要素のデザインとアセンブリは、装置の迅速なメンテナンスが、大きなまたは小さな故障の場合に達成できるモジュール形態で達成される。電子的構成要素は、表面実装タイプの印刷基板上にアセンブルできる。
【００９８】
基本的装置は、局地的コンピュータシステム（サイト）と通信し、また、サイトからはなれた１つまたは多くの中央コンピュータと双方向的方法でデータを伝送するために配置できる。これらの全ての要素は、測定装置の一体的部品である。
レベルメーターのこれらの特徴と技術的達成を有して、作業と一般人の安全に加えて、測定装置の信頼性と全体的配置は驚くほど改良された。
【００９９】
多くの現存するレベルメーターが、チューブ２にバルブ１６を付加することによって、また、制御回路２０のプログラムを変更することによって、あるいは、上述した検証モードを達成するのにそれを変更することによって、本発明によって適合できる。バルブ２８は必要であれば追加してもよい。
本発明の実施例は、添付した図面に示され上述したように述べられたけれども、変更と修正とが本発明から逸脱することなくこれらの実施例になされ得ることがこの分野の当業者に容易になる。そのような全ての修正または変更は、請求の範囲によって規定された本発明の目的内であると考慮される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明によるバブルレベルメーターの概略的線図。
【図２】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図３】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図４】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図５】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図６】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図７】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図８】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図９】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
【図１０】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示す表。
【図１１】本発明によるレベルメーターの異なった可能性のある条件下での水位の計算、較正係数およびオフセットファクターの例を示すグラフ。
Claims (16)
- バブルレベルメーターであって：
部分的に水に浸漬することが可能であって、対向する下方開口部と上方開口部とを有する空圧式チューブを備え；
空圧式チューブの上方開口部に接続された気体発生装置を備え；
空圧式チューブ内の圧力を測定するために空圧式チューブの上方開口部に接続された圧力センサーを備え；
空圧式チューブに沿って下方開口部から上方へ予め定められた距離に介挿された偏倚バルブを備え、この偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が配置されている外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し；
気体発生装置、圧力センサー、および偏倚バルブに接続された制御回路を備え、この制御回路は：
圧力センサーから得られた圧力測定値を処理し；
偏倚バルブと気体発生装置を予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーの較正係数を、偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られる圧力測定値の関数として、および、空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートと間の距離の関数として検証し；
処理された圧力測定値および較正係数の関数としてレベルデータを発生する；
ように構成されているレベルメーター。 - 圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間に介挿された付加的な偏倚バルブを更に備えていて、この付加的な偏倚バルブは、制御回路に接続されていて、また、空圧式チューブの水に浸漬された部分が設けられている外部環境媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、圧力センサーが空圧式チューブの上方開口部および付加的な偏倚バルブのポートと各伝達し；
制御回路はさらに：
付加的な偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
付加的な偏倚バルブが閉成位置および開成位置のいずれかにある場合、圧力センサーから得られた圧力センサーのオフセットファクターを圧力測定値の関数として検証するためのものであって、制御回路によって発生されたレベルデータはまた同様にオフセットファクターの関数である；
請求項１記載のレベルメーター。 - 制御回路は、レベルデータを貯蔵するためのメモリーを備えている請求項２記載のレベルメーター。
- 予め設定された設定値は、メモリーに貯蔵されている請求項３記載のレベルメーター。
- 偏倚バルブは制御回路の制御下にある双方向ソレノイドバルブを備えている請求項２記載のレベルメーター。
- 空圧式チューブは、空圧式チューブの全長に亘って空圧式チューブを取り巻く保護チューブを備えている請求項２記載のレベルメーター。
- 気体発生装置、圧力センサーおよび制御回路が設けられた容器をさらに備えていて、この容器は、上方開口部を備えた空圧式チューブの上端部を受ける下方開口部と、付加的偏倚バルブのポートを外部環境媒体と接続するチューブを受ける横方向開口とを有している請求項２記載のレベルメーター。
- 制御回路は：
通常の測定モードを有していて、ここにおいて制御回路は、空圧式チューブ内の液圧を、空圧式チューブの下方開口部で釣り合わされた圧力を得るまで対抗するために偏倚バルブを閉成位置に設定しまた気体発生装置を操作させ、釣り合わされた圧力が達成された場合に圧力センサーからの圧力測定値を取り上げ；
検証モードを有していて、ここにおいて制御回路は、予め設定された持続期間のために空圧式チューブに沿った偏倚バルブを開成位置に設定し、偏倚バルブの開成での圧力センサーから圧力測定値を取り上げ、そして圧力測定値の関数として較正係数を決定する請求項１記載のレベルメーター。 - 制御回路は：
通常の測定モードを有していて、ここにおいて制御回路は、空圧式チューブ内部の液圧を、空圧式チューブの下方開口部で釣り合わされた圧力を得るまで対抗するために偏倚バルブを閉成位置に設定しまた気体発生装置を操作させ、釣り合わされた圧力が達成された場合に圧力センサーからの圧力測定値を取り上げ；
第１の検証モードを有していて、ここにおいて制御回路は、予め設定された持続期間のために空圧式チューブに沿った偏倚バルブを開成位置に設定し、偏倚バルブの開成での圧力センサーから圧力測定値を取り上げ、そして圧力測定値の関数として較正係数を決定し；
第２の検証モードを有していて、ここにおいて制御回路は、空圧式チューブの上方開口部と予め設定された持続期間用の開成位置の圧力センサーとの間で付加的な偏倚バルブを設定し、付加的な偏倚バルブの開成での圧力センサーから圧力測定値を取り上げ、そして圧力測定値の関数としてオフセットファクターを決定する請求項２記載のレベルメーター。 - 第１の検証モードにおいて、制御回路は、空圧式チューブの上方開口部と圧力センサーとの間の付加的な偏倚バルブが空圧式チューブに沿った偏倚バルブの開成の前に閉成位置にあることを確実にし、第２の検証モードにおいて制御回路は、空圧式チューブに沿った偏倚バルブが空圧式チューブの上方開口部と圧力センサーとの間で付加的な偏倚バルブの開成の前に閉成位置にあることを確実にする請求項９記載のレベルメーター。
- 制御回路は、表示装置を備えている請求項２記載のレベルメーター。
- 空圧式チューブに沿って、空圧式チューブの下方開口部とすでに位置付けられた偏倚バルブとの間に介挿された補助的な偏倚バルブをさらに備えていて、この補助的な偏倚バルブは、外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの上方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し、制御回路は偏倚バルブを独立して操作するために構成されている請求項１記載のレベルメーター。
- 対向する下方開口部と上方開口部とを有し部分的に浸漬可能な空圧式チューブと、空圧式チューブの上方開口部に接続された気体発生装置と、空圧式チューブの上方開口部に接続された圧力センサーと、気体発生装置と圧力センサーとに接続され、圧力センサーから得られた測定値を処理し、処理された測定値の関数としてレベルデータを発生するために構成された制御回路とを備えたバブルレベルメーターの圧力測定を改良する方法であって、この方法は：
空圧式チューブに沿って下方開口部から上方で予め定められた距離に偏倚バルブを介挿し、この偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が配置されている外部液体媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、空圧式チューブの上方開口部は空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートとに各伝達し；
偏倚バルブを制御回路に接続し、：
制御回路を：
偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーの較正係数を、偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られた圧力測定値の関数として、および、空圧式チューブの下方開口部と偏倚バルブのポートと間の距離の関数として検証し；
レベルデータを較正係数の関数として発生する；
ために構成する方法。 - 圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間に付加的な偏倚バルブを介挿し、この付加的な偏倚バルブは、空圧式チューブの水に浸漬された部分が設けられている外部環境媒体と連通するためのポートを有し、また、閉成位置および開成位置を有し、圧力センサーが空圧式チューブの上方開口部および付加的な偏倚バルブのポートと各伝達し；
付加的な偏倚バルブを制御回路に接続し；
制御回路を：
付加的な偏倚バルブを予め設定された設定値の関数として制御し；
圧力センサーのオフセットファクターを、付加的な偏倚バルブが閉成置および開成位置のいずれかにある場合に圧力センサーから得られた圧力測定値の関数として検証し；
レベルデータを較正係数の関数として発生する；
ために構成する請求項１３記載の方法。 - 制御回路のメモリーにレベルデータを貯蔵することをさらに備えた請求項１４記載の方法。
- 制御回路は、
空圧式チューブに沿った偏倚バルブが閉成位置にある場合に、付加的な偏倚バルブを、圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間で開成位置に設定し；
圧力センサーから得られた測定値の関数として圧力センサーのオフセットファクターを決定し；
付加的な偏倚バルブを、圧力センサーと空圧式チューブの上方開口部との間で閉成位置に設定し；
空圧式チューブの下方開口部で釣り合わされた圧力が得られるまで空圧式チューブ内で流体圧力を対抗させるために気体発生装置を操作するように設定し；
空圧式チューブの下方開口部での圧力の示度に対応する圧力センサーから得られた第１の測定値を処理し；
偏倚バルブを空圧式チューブに沿って開成位置に設定し；
空圧式チューブに沿った偏倚バルブのポートでの圧力の示度に対応する圧力センサーから得られた第２の測定値を処理し；
偏倚バルブを空圧式チューブに沿って閉成位置に戻すように設定し；
第１の測定値と第２の測定値との間の差の関数として較正係数を決定し；
較正係数とオフセットファクターとの関数として圧力測定値に基づいたレベルデータを発生する；
ことを連続的に進行することによってレベル測定を達成する請求項１４記載の方法。
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