JP2007047087A - 液量管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】高精度な校正処理を行うことができる液量管理システムを提供すること。
【解決手段】液体貯蔵タンク1の液面レベルと液量との関係を規定する変換テーブルを校正するにあたって、計量機3の器差データにより計量データを補正して計量機3により給液された給液量(ΔQ)を求め、この給液量と液面検出機2により検出された給液前後の液面レベル変化(ΔH)とから液量勾配(ΔQ/ΔH)を算出し、この液量勾配のデータを用いて校正処理を行う。液量勾配から校正後の液量を算出する際は、液体貯蔵タンク1の全容量の半分に対応する液面レベルを求め、この液面レベルにおける液量を液体貯蔵タンク1の全容量の半分と設定し、これを基準として各液面レベルにおける校正後の液量を算出する。
【選択図】図1

Description

本発明は、給液所、灯油店等において、液体貯蔵タンクから計量機を通して計量販売を行う際の液体貯蔵タンクの液量管理システムに関する。
地下などに埋設された液体貯蔵タンクは、強度等の面から近似円筒形となっていることが多い。そのため、液体貯蔵タンク内の液量を求めるにあたっては、液面検出機による液面レベルデータから液面レベルと液量との関係を規定する関数やテーブルデータを利用して液量を計算する方法が採られている。
しかし、液体貯蔵タンクの製造上の公差や設置状態によって液面レベルと液量との関係に誤差を生じてしまう。そのため、例えば特許文献1に見られるように、計量機によって計量排出された液量と、液面検出機の液面レベルデータとから校正データを得て、液面レベルと液量との関係を補正する処理が行われている。
すなわち、計量機によって計量された実際の液量データと、液面検出機によって測定された液面レベル変化のデータとを比較して、それらの間の関係を規定する校正データを算出し、校正データに有意義な変更がなくなるまでこれらの作業を継続することが行われている。
しかしながら、上述の従来の方法では、ある液面レベルを基点として容量積算により計算される液量及び液面レベルデータを校正用のデータとして採用しており、データの積算期間が長期間にわたることから、その間の温度変化等の環境変化に伴う液量及び液面レベルの変動によって、校正のためのデータに誤差を生じるという問題がある。さらに、従来の方法においては、液面検出機の液面レベルデータと計量機の液量データの変化により、随時に各データが自動的に処理されているため、常に適切なデータが取り込まれているかどうかについて確認管理することが困難である。そのため、液面の振動等による不用意なデータによって校正処理が行われてしまい、結果として校正処理が適切に行われない可能性がある。また、校正処理が適切に行われたか否かを確認検証することは非常に困難である。
これらの問題点を踏まえ、本願出願人は、先に特許文献2において新たな液量管理システムを開示した。この液量管理システムは、校正処理において時間的に短時間で収集できる液量勾配のデータを採用することで、温度変化等の環境変化の影響を最小限にすることができ、かつ、校正処理に必要なトータルの時間を短縮することができるようにしたものである。
ただし、液量勾配を利用する場合、実際の液量を算出するには、ある一つの液面レベルにおける液量を設定し、これを基準として液量勾配のデータから他の液面レベルにおける液量を算出する必要がある。従来は、ある一つの液面レベルにおける液量を正しい液量であると仮定して他の液面レベルにおける液量を算出していたが、基準となる液量が正しくないと他の液面レベルにおける液量にも誤差が生じ、結果として、校正処理を適切に行うことができないという問題があった。
また、液量勾配を算出する際には、計量機により給油された給液量のデータ(計量データ)を使用するが、現実には計量機毎に器差があり、計量機からの計量データをそのまま使用すると、器差の分だけ誤差を生じ、とくに給液量が少ない場合は器差による誤差が無視できなくなり、校正処理に支障を来すという問題もあった。
特開平1−163621号公報 特開2005−156262号公報
本発明は、上記特許文献2の液量管理システムの改良に係るもので、その課題は、より高精度な校正処理を行うことができる液量管理システムを提供することにある。
他の課題は、液量勾配から液量を算出する際に、その精度を向上させることにある。
さらに他の課題は、液量勾配を算出する際に、計量機からの給液量を正確に求めることができるようにすることにある。
本発明は、液量勾配から液量を算出する際に、液体貯蔵タンクの全容量の半分に対応する液面レベルを求め、この液面レベルにおける液量を液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定し、これを基準として液量勾配に基づいて各液面レベルにおける校正後の液量を算出するようにしたものである。
具体的には、液体貯蔵タンクの縦断面形状が略円形である場合、液体貯蔵タンクの直径ラインより下方の第1の液面レベルにおける液量勾配を液量勾配記憶手段より抽出すると共に、液体貯蔵タンクの直径ラインより上方において前記抽出された液量勾配と同じ液量勾配を有する第2の液面レベルを液量勾配記憶手段より抽出し、第1の液面レベルと第2の液面レベルの中点である第3の液面レベルを算出し、この動作を異なる液面レベルにおいて複数回繰り返して第3の液面レベルの平均値を算出し、この第3の液面レベルの平均値の液面レベルにおける液量を液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定することができる。
また、本発明は、液量勾配(ΔQ/ΔH)を算出する際に、計量機により給液された給液量(ΔQ)として、当該計量機の器差データにより計量データを補正したデータを使用するようにしたものである。
すなわち、本発明は、液体貯蔵タンクに接続された給液用の計量機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルを検出する液面検出機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと液量との関係を規定する変換テーブルに基づいて前記液面検出機により検出した液面レベルから液量を算出して表示する液量表示装置とを備えた液量管理システムにおいて、前記液量表示装置が、前記計量機の器差データにより計量データを補正して当該計量機により給液された給液量(ΔQ)を求め、この給液量と前記液面検出機により検出された給液前後の液面レベル変化(ΔH)とから液量勾配(ΔQ/ΔH)を算出し、この液量勾配を前記液面レベル変化内の一つの液面レベルと紐付けて記憶する液量勾配記憶手段を備え、さらに、前記液体貯蔵タンクの全容量の半分に対応する液面レベルを求め、この液面レベルにおける液量を前記液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定し、これを基準として前記液量勾配記憶手段に記憶された液量勾配に基づいて各液面レベルにおける校正後の液量を算出して、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと校正後の液量との関係を規定する校正変換テーブルを作成し、この校正変換テーブルに基づいて液面レベルから液量を算出して表示するようにしたことを特徴とするものである。
本発明は、校正処理において時間的に短時間で収集できる液量勾配のデータを採用することで、温度変化等の環境変化の影響を最小限にすることができ、かつ、校正に必要なデータを短期間に多く収集できるので、校正処理に必要なトータルの時間も短縮することができる。
そして、液量勾配から液量を算出する際に、液体貯蔵タンクの全容量の半分に対応する液面レベルを適正に求めることで、液量算出の精度を向上させることができる。
さらに、計量機の計量データを器差データにより補正することにより、計量機により給液された給液量を正確に求めることができ、校正処理の精度を向上させることができる。
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の液量管理システムのシステム構成図である。同図において、地下に埋設されている液体貯蔵タンク1には液面検出機2が設けられるとともに、計量機3が配管を介して接続されており、計量機3に装備されている給液ノズル4によって、給液を行うようにしている。本実施例では、液面検出機2として磁歪式液面検出機又はそれに準ずる精度を持つ液面検出機を用いており、液体貯蔵タンク1の高さを0.05mm以下の分解能で、液面がどの液面レベルとなっているかを検出するようになっている。
各液面検出機2は、ケーブルでデータ収集手段6及び液量表示装置7に接続されており、液量表示装置7において液面レベルを液量に換算して液量表示を行うようになっている。また、液量表示装置7は、計量機3と通信を行う上位システムであるPOS8と同系列の通信線に接続されており、計量機3とPOS8との間で行われる給液開始、給液終了、給液量等の通信データを取得することができるようになっている。すなわち、給液ノズル4を計量機3から外すと、ノズルスイッチ5からのON信号により、給液開始の信号がPOS8に送られる。また、給液ノズル4を計量機3に戻すとノズルスイッチ5からのOFF信号により、給液終了の信号及び給液量のデータがPOS8に送られる。そして、これらの信号及びデータを液量表示装置7が取得することができるようになっている。
図2は、データ収集手段6と液量表示装置7の構成を示すブロック図である。
データ収集手段6は、液面検出機切換手段6aを備えており、この液面検出機切換手段6aによって複数の液体貯蔵タンク1のうち、どの液体貯蔵タンク1から液面レベルデータを収集するかを選択できるようになっている。また、データ収集手段6は、液面検出機2から得られた液面レベルデータの平均化・ノイズ除去の処理を行うデータ平均化・ノイズ除去手段6bを備えている。また、液面検出機2には温度センサを内蔵しており、液体の平均温度を検出でき、このデータは後述する液量表示装置7のCPU7aにより読み出すことができるようになっている。
液量表示装置7は、データ収集手段6から液面レベルデータを受信し各種演算を行うCPU7aと、液面レベルと液量との関係を規定する変換テーブル、本実施例においてはタンクの直径に対して1000程度に分割された変換テーブルを記憶している変換テーブル記憶手段7bと、後述する変換テーブルの校正処理で収集する液量勾配データを記憶する液量勾配記憶手段7cと、校正処理後の校正変換テーブルを記憶する校正変換テーブル記憶手段7dと、各計量機5毎の器差データを入力する入力手段7iと、入力手段7iにより入力された器差データを記憶する器差データ記憶手段7jとを備えている。
液量表示装置7のCPU7aは、変換テーブル記憶手段7bに記憶されている変換テーブル又は校正変換テーブル記憶手段7dに記憶されている校正変換テーブルを使用して、液面検出機2から受信した液面レベルデータを液量に換算する演算を行い、その演算結果を液量表示手段7eに送信して液量を表示させる。また、CPU7aは、器差データ記憶手段7jに記憶されている各計量器5毎の器差データを用いて計量機3の計量データを補正して給液量を算出できるようになっている。さらに、CPU7aには、印刷手段7f、通信ポート7g及びSS−LAN通信ポート7hが接続されており、CPU7aの演算処理で得られた液量、計量機5の計量データ及び補正後の給液量や、変換テーブル記憶手段7b、液量勾配記憶手段7c、校正変換テーブル記憶手段7d及び器差データ記憶手段7jに記憶されている各種データを印刷したり、パソコン等を接続して確認したりすることができるようになっている。
以下、本発明の液量管理システムにおける変換テーブルの校正処理の手順を説明する。本発明の校正処理は、校正処理のためのデータ取得工程と、取得したデータから変換テーブルを校正するデータを得るデータ処理工程と、得られたデータから校正変換テーブルを作成する校正変換テーブル作成工程の3工程に大別される。
図3は、データ取得工程を示すフロー図である。図1〜3を参照して説明すると、まず、給液ノズル4を計量機3から外すと、ノズルスイッチ5からのON信号により、CPU7aは液面検出機2から給液前の液面レベルデータを取得する。そして、給液ノズル4を計量機3に戻すと、ノズルスイッチ5からのOFF信号により、CPU7aは液面検出機2から給液後の液面レベルデータ及びタンク内の液体平均温度を取得し、次いで、計量機3から計量データを取得する。そして、器差データ記憶手段7jより当該計量機3の器差データを取得し、この器差データにより計量データを補正し、補正した計量データを給液量データとして採用する。すなわち、給液量データΔQは、ΔQ=計量データ×(1+器差(%)×100)の計算式により求められる。
図4は、データ処理工程を示すフロー図である。この工程では、まず、上述のデータ所得工程で取得したデータ(液面レベルデータと給液量データ)が校正用のデータとして適当であるか否かを判断する。すなわち、給液前後の液面レベル変化が液面検出機で検出可能であるためには、液面検出機によって検出する液面レベル間隔を少なくとも一つ以上超える必要があり、液面レベル変化の検出精度を良くするためには、複数(2〜3程度)の液面レベル間隔を超えることが好ましい。本実施例では、給液前後の液面レベル変化が2つの液面レベル間隔を超えているか否か判断するようにしている。
給液前後の液面レベル変化が2つの液面レベル間隔を超えていない場合、データは一時保存され、次回データの加算指示がなされてデータ取得が行われる。液面レベル変化が2つの液面レベル間隔を超えるまで次回データの加算が行われる。
1回又は複数回の給液によって液面レベル変化が2つの液面レベル間隔を超えたら、データ取得期間中の温度変化が所定範囲内であったか否かを判断する。本実施例では、タンク内の液体の平均温度変化が±0.02℃以内であったか否かを判断する。前述の温度変化が±0.02℃を超えていた場合、温度変化による液面レベル等の変動による誤差が無視できなくなるので、その取得されたデータは廃棄する。
温度変化が±0.02℃以内であった場合、そのデータは有効とされ、液面レベル変化(ΔH)と給液量(ΔQ)から液量勾配G(ΔQ/ΔH)がCPU7a(図2参照)によって計算される。液量勾配は、液面レベル変化(ΔH)がΔH=Hm2−Hm1であった場合、(Hm2−Hm1)/2に最も近い液面レベルと紐付けされ、この液面レベルにおける液量勾配とされる。液面レベルと紐付けされた液量勾配のデータは、液量勾配記憶手段7c(図2参照)に図5に示すような形式で記憶され、各液面レベルにおいて液量勾配のデータが所定回数取得された後に平均値が算出される。
液量勾配記憶手段7cは、液面レベルを複数のブロックに分けて管理しており、一つのブロックについて液量勾配のデータがすべて揃ったら、得られた液量勾配のデータに基づいて、変換テーブル記憶手段7b(図2参照)に記憶されている変換テーブルを校正し、校正変換テーブルを作成する。
変換テーブル記憶手段7bの変換テーブルには、図6に示すように、各液面レベルに対応する液量が入力されている。また、液面レベルと液量のデータから、各液面レベルにおける液量勾配G(ΔQ/ΔH)が算出され入力されている。各液面レベルにおける液量勾配Gは、該当の液面レベルの直上と直下の液面レベルと液量のデータから算出される。例えば、液面レベルHにおける液量勾配Gは、G=(Qn+1−Qn−1)/(Hn+1−Hn−1)の式によって算出される。
図7は、校正変換テーブル作成工程を示すフロー図、図8は、校正変換テーブルを示す図である。
校正データテーブルには、図6に示した変換データテーブルと同様の形成で、各液面レベルに対応する液量、液量勾配及び校正液量勾配のデータが入力されるようになっている。また、変換テーブル及び校正変換テーブルでは、先に図5で説明した液量勾配のデータテーブルと同様に、液面レベルを複数のブロックに分けて管理している。
校正変換テーブル作成工程では、まず、校正変換テーブルを初期化して、校正変換テーブルの液面レベル、液量、液量勾配の各欄に変換テーブルの各データをCPU7a(図2参照)によって自動的にコピーする。
次に、図5で説明した液量勾配のデータテーブルのうちで、液量勾配のデータがすべて揃ったブロックの液量勾配のデータを、校正変換テーブルの校正液量勾配の欄にブロック単位でCPU7aによって自動的にコピーする。その後、CPU7aは、校正液量勾配のデータの連続性をチェックする。具体的には、そのブロック内の校正液量勾配の全データを参照して、ノイズ(異常値)があるか否かをチェックし、異常値があった場合には、その異常値については校正前の液量勾配のデータに置換することによって異常値を除去して校正液量勾配のデータを補正する。また、データ相互間の数値の増減傾向を判断して、校正液量勾配のデータを補正する。
データの連続性チェックが終わったら、CPU7aはブロック単位でデータの有効性をチェックする。具体的には、校正前の液量勾配と校正液量勾配のデータを比較して、その違いが所定の範囲内(実施例では±3%以内)であれば、そのブロックのデータを有効とし、校正変換テーブルの液量勾配のデータを校正液量勾配のデータで置換して校正する。校正前の液量勾配と校正液量勾配との違いが所定の範囲を超えていた場合には、校正は行わず、再度、図3に示したデータ取得工程に戻るようにする。
そのブロックにおいて液量勾配のデータの校正が終わったら、校正後の液量勾配のデータに基づいて液量のデータを校正し、液量表示に反映させるようにする。具体的には、液体貯蔵タンク1の全容量の半分に対応する液面レベルを求め、この液面レベルにおける液量を液体貯蔵タンク1の全容量の半分と設定し、これを基準として液量勾配記憶手段7cに記憶された液量勾配に基づいて各液面レベルにおける校正後の液量を算出して校正する。
以下、縦断面形状が略円形の液体貯蔵タンクにおいて、その全容量の半分に対応する液面レベルを求める手順について説明する。すなわち、これは略円形形状の高さ方向の重心位置を求めることを意味している。
図9は、縦断面形状が略円形の液体貯蔵タンクにおける液面レベルと液量勾配の関係を示す。同図に示すように縦断面形状が略円形の液体貯蔵タンクおいて、液量勾配はタンクの高さ方向中央部(Hn/2)すなわち直径ラインD付近で最大になり、直径ラインDの下方と上方はほぼ対称的になる。
本発明では、まずCPU7aは、直径ラインDより下方の第1の液面レベルHX1における液量勾配を液量勾配記憶手段7c(図5参照)より抽出する。次に、直径ラインDより上方において、第1の液面レベルHX1の液量勾配と同じ液量勾配を有する第2の液面レベルHY1を液量勾配記憶手段7cより抽出する。そして、第1の液面レベルHX1と第2の液面レベルHY1の中点である第3の液面レベルHZ1を算出する。この動作を異なる液面レベル(HX2,HX3,・・・HXn)で複数回(n回)繰り返し、得られた第3の液面レベルの平均値HZaを算出する。そして、第3の液面レベルの平均値HZaを液体貯蔵タンク全容量の半分に対応する液面レベルとする。すなわち、第3の液面レベルの平均値HZaにおける液量を液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定し、これを基準として液量勾配のデータから他の液面レベルにおける液量を算出して校正する。
これによって、そのブロックのデータの校正が完了する。ここで、そのブロック内の液面レベルについて液量を表示する場合、CPU7aが液面レベルと校正後の液量との関係を規定する校正変換テーブルを用いて液量を算出し表示するようにブログラム設定しておく。
同様にしてブロック単位のデータの校正処理を行い、全ブロックのデータの校正処理を完了させる。各ブロックのデータは、上述のように、ブロック内の校正処理が完了した時点で、自動的に液量表示に反映させるようにする。なお、自動的に反映させるのではなく、ブロック単位で指定して反映させるようにプログラムを設定することも可能である。
本発明は、液体貯蔵タンクから計量機を通して計量販売を行う際の液体貯蔵タンクの残液量等を把握し管理するためのシステムに利用可能である。
本発明の液量管理システムのシステム構成図である。 本発明の液量管理システムにおけるデータ収集手段と液量表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の液量管理システムにおける校正処理のデータ取得工程を示すフロー図である。 本発明の液量管理システムにおける校正処理のデータ処理工程を示すフロー図である。 図4のデータ処理工程で得られる液量勾配データのデータ形式を示す図である。 変換テーブルのデータ形式を示す図である。 本発明の液量管理システムにおける校正処理の校正変換テーブル作成工程を示すフロー図である。 図7の校正変換テーブル作成工程で得られる校正変換テーブルのデータ形式を示す図である。 縦断面形状が略円形の液体貯蔵タンクにおける液面レベルと液量勾配の関係を示す図である。
符号の説明
1 液体貯蔵タンク
2 液面検出機
3 計量機
4 給液ノズル
5 ノズルスイッチ
6 データ収集手段
6a 液面検出機切替手段
6b データ平均化・ノイズ除去手段
7 液量表示装置
7a CPU
7b 変換テーブル記憶手段
7c 液量勾配記憶手段
7d 校正変換テーブル記憶手段
7e 液量表示手段
7f 印刷手段
7g 通信ポート
7h SS−LANポート
7i 入力手段
7j 器差データ記憶手段
8 POS

Claims (4)

  1. 液体貯蔵タンクに接続された給液用の計量機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルを検出する液面検出機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと液量との関係を規定する変換テーブルに基づいて前記液面検出機により検出した液面レベルから液量を算出して表示する液量表示装置とを備えた液量管理システムにおいて、
    前記液量表示装置が、前記計量機により給液された給液量(ΔQ)と前記液面検出機により検出された給液前後の液面レベル変化(ΔH)とから液量勾配(ΔQ/ΔH)を算出し、この液量勾配を前記液面レベル変化内の一つの液面レベルと紐付けて記憶する液量勾配記憶手段を備え、さらに、前記液体貯蔵タンクの全容量の半分に対応する液面レベルを求め、この液面レベルにおける液量を前記液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定し、これを基準として前記液量勾配記憶手段に記憶された液量勾配に基づいて各液面レベルにおける校正後の液量を算出して、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと校正後の液量との関係を規定する校正変換テーブルを作成し、この校正変換テーブルに基づいて液面レベルから液量を算出して表示するようにしたことを特徴とする液量管理システム。
  2. 液体貯蔵タンクに接続された給液用の計量機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルを検出する液面検出機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと液量との関係を規定する変換テーブルに基づいて前記液面検出機により検出した液面レベルから液量を算出して表示する液量表示装置とを備えた液量管理システムにおいて、
    前記液量表示装置が、前記計量機の器差データにより計量データを補正して当該計量機により給液された給液量(ΔQ)を求め、この給液量と前記液面検出機により検出された給液前後の液面レベル変化(ΔH)とから液量勾配(ΔQ/ΔH)を算出し、この液量勾配を前記液面レベル変化内の一つの液面レベルと紐付けて記憶する液量勾配記憶手段を備え、前記液量勾配記憶手段に記憶された液量勾配に基づいて前記液面レベルにおける校正後の液量を算出して、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと校正後の液量との関係を規定する校正変換テーブルを作成し、この校正変換テーブルに基づいて液面レベルから液量を算出して表示するようにしたことを特徴とする液量管理システム。
  3. 液体貯蔵タンクに接続された給液用の計量機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルを検出する液面検出機と、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと液量との関係を規定する変換テーブルに基づいて前記液面検出機により検出した液面レベルから液量を算出して表示する液量表示装置とを備えた液量管理システムにおいて、
    前記液量表示装置が、前記計量機の器差データにより計量データを補正して当該計量機により給液された給液量(ΔQ)を求め、この給液量と前記液面検出機により検出された給液前後の液面レベル変化(ΔH)とから液量勾配(ΔQ/ΔH)を算出し、この液量勾配を前記液面レベル変化内の一つの液面レベルと紐付けて記憶する液量勾配記憶手段を備え、さらに、前記液体貯蔵タンクの全容量の半分に対応する液面レベルを求め、この液面レベルにおける液量を前記液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定し、これを基準として前記液量勾配記憶手段に記憶された液量勾配に基づいて各液面レベルにおける校正後の液量を算出して、前記液体貯蔵タンクの液面レベルと校正後の液量との関係を規定する校正変換テーブルを作成し、この校正変換テーブルに基づいて液面レベルから液量を算出して表示するようにしたことを特徴とする液量管理システム。
  4. 液体貯蔵タンクの縦断面形状が略円形であり、前記液体貯蔵タンクの直径ラインより下方の第1の液面レベルにおける液量勾配を液量勾配記憶手段より抽出すると共に、前記液体貯蔵タンクの直径ラインより上方において前記抽出された液量勾配と同じ液量勾配を有する第2の液面レベルを液量勾配記憶手段より抽出し、第1の液面レベルと第2の液面レベルの中点である第3の液面レベルを算出し、この動作を異なる液面レベルにおいて複数回繰り返して第3の液面レベルの平均値を算出し、この第3の液面レベルの平均値の液面レベルにおける液量を前記液体貯蔵タンクの全容量の半分と設定する請求項1又は3に記載の液量管理システム。
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