JP2009109238A - Portable liquid detection unit - Google Patents

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JP2009109238A JP2007279351A JP2007279351A JP2009109238A JP 2009109238 A JP2009109238 A JP 2009109238A JP 2007279351 A JP2007279351 A JP 2007279351A JP 2007279351 A JP2007279351 A JP 2007279351A JP 2009109238 A JP2009109238 A JP 2009109238A
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Yasuyuki Inoue
靖之 井上
Yukio Kodama
幸生 小玉
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Ricoh Elemex Corp
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Ricoh Elemex Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a portable liquid detection unit capable of easily displaying the remaining quantity of a liquid and its consumption period on the basis of the position of a liquid level detected through the use of an ultrasonic beam for measurement by moving along an external surface of a side wall part of a container and excellent in convenience. <P>SOLUTION: When a main switch 105a is at a measuring position, a date display part 104a; a cylinder display part 104b; and a level display part 104c are sequentially selected by pressing a selector switch 105c. Input content is altered in an increasing direction or in a decreasing direction by pressing an input switch 105d. The input content is verified and stored by pressing a verification switch 105e. When the main switch 105a is at a history position, level measurement information to be displayed, on the date display part 104a; the cylinder display part 104b; and the level display part 104c, is selected by pressing the selector switch 105c. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は可搬式液体検知ユニットに関する。   The present invention relates to a portable liquid detection unit.

従来より、タンクやボンベ(容器)の外側から非接触で液面を検知する液体検知ユニット、いわゆる超音波レベル計(液面計)の一例として、容器壁を透過させる形で送信された超音波を反対側の壁(正反対側の鋼板材の壁で媒質との境界)で反射させ、再び容器壁を透過してトランスジューサまで戻ってくる反射波を検出し、液の有無を判断する方式が知られている(例えば特許文献1,2,3参照)。   Conventionally, as an example of a so-called ultrasonic level meter (liquid level meter) that detects the liquid level from the outside of a tank or cylinder (container) in a non-contact manner, an ultrasonic wave transmitted through the container wall. Is known to detect the presence or absence of liquid by detecting the reflected wave that passes through the container wall and returns to the transducer. (See, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

特開2006−183685号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-183685 特許第3081031号公報Japanese Patent No. 3081031 特開2001−304940号公報JP 2001-304940 A

これらに記載の技術では、液化ガス等の液面位置を超音波レベル計によって計測し、液面位置や残容量を出力することにより、消費時期(すなわち、容器の交換時期や液の充填時期)を報知することができる。しかし、消費時期を報知するために、底壁に固定した超音波レベル計で得られた残量情報を公衆回線網によって管理センタに送信したり(特許文献1の場合)、側壁に複数組の超音波レベル計を固定して液面位置を検知したり(特許文献2の場合)、大掛かりな報知システムを要しコストも増大する可能性がある。また、特許文献3に記載の超音波レベル計は側壁に沿って上下方向に移動可能なハンディタイプに構成されているが、検出結果を管理センタに送信するための通信手段や報知システムを構築する必要がある。特に、これらに記載の技術では、超音波レベル計によって液化ガス等の液面位置を計測したその場でボンベ等の消費時期を知ることが難しく、報知システムから改めて情報を取得したりすることによって操作も煩雑になるおそれがある。   In these technologies, the liquid level of liquefied gas, etc. is measured by an ultrasonic level meter, and the liquid level position and the remaining volume are output, so that the consumption time (that is, the container replacement time or liquid filling time) Can be notified. However, in order to notify the consumption time, the remaining amount information obtained by the ultrasonic level meter fixed to the bottom wall is transmitted to the management center through the public network (in the case of Patent Document 1), or a plurality of sets on the side wall. There is a possibility that a liquid level position is detected by fixing an ultrasonic level meter (in the case of Patent Document 2), a large notification system is required, and the cost is increased. Moreover, although the ultrasonic level meter described in Patent Document 3 is configured as a handy type that can move in the vertical direction along the side wall, a communication means and a notification system for transmitting the detection result to the management center are constructed. There is a need. In particular, in the techniques described in these, it is difficult to know the consumption time of the cylinder etc. on the spot where the liquid level of the liquefied gas or the like is measured with an ultrasonic level meter, and by acquiring information from the notification system anew The operation may be complicated.

本発明の課題は、容器の側壁部外面に沿って移動することにより測定用超音波ビームを用いて検出された液面位置に基づき、液体の残容量や消費時期の表示が簡便に行なえ、利便性に優れた可搬式液体検知ユニットを提供することにある。   The problem of the present invention is that it is possible to easily display the remaining volume of liquid and the time of consumption based on the liquid surface position detected by using the ultrasonic beam for measurement by moving along the outer surface of the side wall of the container. An object of the present invention is to provide a portable liquid detection unit excellent in performance.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記課題を解決するために、本発明の可搬式液体検知ユニットは、
液体を収容した容器を被測定系として、その容器の側壁部外面に沿って移動可能に使用される可搬式液体検知ユニットであって、
前記被測定系を励振するための測定用超音波ビームを前記容器の厚さ方向に出力するとともに、前記被測定系からの残響超音波及び前記被測定系における反射超音波の受信も可能な超音波送受信面を含む超音波トランスジューサを有し、前記液体の液面位置を前記容器の外部から検出可能な液面位置検出手段と、
その液面位置検出手段によって検出された液面位置に基づき、前記容器に収容された液体の残容量を液面位置レベルで表示する残量表示手段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the portable liquid detection unit of the present invention is:
A portable liquid detection unit used as a system to be measured with a container containing liquid, being movable along the outer surface of the side wall of the container,
An ultrasonic beam for measurement for exciting the system under measurement is output in the thickness direction of the container, and an ultrasonic wave capable of receiving reverberant ultrasonic waves from the system under measurement and reflected ultrasonic waves in the system under measurement is also available. An ultrasonic transducer including an acoustic wave transmitting / receiving surface, and a liquid level position detecting means capable of detecting the liquid level position of the liquid from the outside of the container;
And a remaining amount display means for displaying the remaining capacity of the liquid contained in the container at a liquid level position level based on the liquid level position detected by the liquid level position detecting means.

このような可搬式液体検知ユニットには、容器の側壁部外面に沿って移動することにより、液面位置検出手段の測定用超音波ビームによって検出された液面位置に基づき、液体の残容量を液面位置レベルで表示する残量表示手段(例えば、7セグメント表示方式の数字によるレベル表示)が備えられている。したがって、液体の残容量や消費時期(すなわち、容器の交換時期や液体の充填時期)の表示が簡便に行なえ、携帯性・利便性に優れた可搬式液体検知ユニットを構成することができる。特に、測定用超音波ビームによって液面位置を計測したその場で液化ガスボンベ等の消費時期を知ることが容易であり、可搬式液体検知ユニットをボンベ等の携帯用検針器として用いることができる。   In such a portable liquid detection unit, the remaining volume of the liquid is determined based on the liquid surface position detected by the measurement ultrasonic beam of the liquid surface position detection means by moving along the outer surface of the side wall of the container. Remaining amount display means (for example, a level display by numbers of a 7 segment display system) for displaying at the liquid level position level is provided. Therefore, it is possible to easily display the remaining liquid capacity and the consumption time (that is, the container replacement time and the liquid filling time), and it is possible to configure a portable liquid detection unit having excellent portability and convenience. In particular, it is easy to know the consumption time of the liquefied gas cylinder etc. on the spot where the liquid surface position is measured by the measuring ultrasonic beam, and the portable liquid detection unit can be used as a portable meter such as a cylinder.

具体的には、液面位置レベルを人為的に入力するレベル入力手段と、
液面位置レベルが検出された日付を人為的に入力する日付入力手段と、
入力された液面位置レベルと日付とを関連付けてレベル測定情報として記憶する記憶手段と、
その記憶手段に記憶された複数個のレベル測定情報から液体の残容量が所定量以下となる消費時期を予測する予測手段とを備えることができる。
Specifically, level input means for artificially inputting the liquid level position level,
A date input means for artificially inputting the date on which the liquid level position level is detected;
Storage means for associating the inputted liquid level position level and date and storing it as level measurement information;
Predicting means for predicting the consumption time when the remaining volume of the liquid becomes a predetermined amount or less from a plurality of level measurement information stored in the storage means can be provided.

このように、液面位置を計測したそのときその場で容器の消費時期を知ることが容易であり、携帯性・利便性に優れた可搬式液体検知ユニットとして液化ガスボンベ等の携帯用検針器にも好適に用いることができる。特に、液面位置レベルと検出した日付とを使用者自ら入力することにより、簡易な構成にして液体の消費時期を容易に管理することができる。   In this way, it is easy to know the consumption time of the container on the spot when the liquid level position is measured, and as a portable liquid detection unit excellent in portability and convenience, it is used as a portable meter such as a liquefied gas cylinder. Can also be suitably used. In particular, by inputting the liquid level position level and the detected date, the user can easily manage the liquid consumption time with a simple configuration.

例えば、複数個のレベル測定情報(過去の検針データ)から液面位置レベルと検針日との間に近似式を設定し、その近似式から現在の液体の残容量がゼロとなって容器の交換や液体の充填が必要となる消費時期を予測(推測)することが可能になる。なお、消費時期の予測値は上記残量表示手段にて表示することが可能である。   For example, an approximate expression is set between the liquid level position level and the date of meter reading from a plurality of level measurement information (past meter reading data), and the remaining capacity of the current liquid becomes zero based on the approximate expression. It is possible to predict (guess) the consumption time when the liquid needs to be filled. Note that the predicted value of the consumption time can be displayed by the remaining amount display means.

また、上記課題を解決するために、本発明の可搬式液体検知ユニットは、
液体を収容した容器を被測定系として、その容器の側壁部外面に沿って移動可能に使用される可搬式液体検知ユニットであって、
前記被測定系を励振するための測定用超音波ビームを前記容器の厚さ方向に出力するとともに、前記被測定系からの残響超音波及び前記被測定系における反射超音波の受信も可能な超音波送受信面を含む超音波トランスジューサを有し、前記液体の液面位置を前記容器の外部から検出可能な液面位置検出手段と、
前記容器の側壁部外面に定められた測定開始位置を起点としてその側壁部外面における上下方向の移動距離を計測するための移動距離測定手段と、
前記液面位置検出手段によって検出された液面位置と、前記移動距離測定手段によって計測された移動距離とに基づき、前記容器に収容された液体の残容量を液面位置レベルとして表示する残量表示手段とを備えることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the said subject, the portable liquid detection unit of this invention is the following.
A portable liquid detection unit used as a system to be measured with a container containing liquid, being movable along the outer surface of the side wall of the container,
An ultrasonic beam for measurement for exciting the system under measurement is output in the thickness direction of the container, and an ultrasonic wave capable of receiving reverberant ultrasonic waves from the system under measurement and reflected ultrasonic waves in the system under measurement is also available. An ultrasonic transducer including an acoustic wave transmitting / receiving surface, and a liquid level position detecting means capable of detecting the liquid level position of the liquid from the outside of the container;
A moving distance measuring means for measuring a moving distance in the vertical direction on the outer surface of the side wall portion starting from a measurement start position determined on the outer surface of the side wall portion of the container;
Based on the liquid level position detected by the liquid level position detecting means and the moving distance measured by the moving distance measuring means, the remaining amount for displaying the remaining capacity of the liquid stored in the container as the liquid level position level. And a display means.

このような可搬式液体検知ユニットには、容器の側壁部外面に沿って移動することにより、液面位置検出手段の測定用超音波ビームによって検出された液面位置と、移動距離測定手段によって計測された移動距離とに基づき、液体の残容量を液面位置レベルとして表示する残量表示手段が備えられている。したがって、液体の残容量や消費時期(すなわち、容器の交換時期や液体の充填時期)の表示が簡便に行なえ、利便性に優れた可搬式液体検知ユニットを構成することができる。特に、測定用超音波ビームによって液面位置を計測するとともに、移動距離測定手段によって上下方向の移動距離を計測するので、液体の残容量(液面位置レベル)の測定精度の向上に伴って、液化ガスボンベ等の消費時期の予測精度も向上する。   In such a portable liquid detection unit, the liquid surface position detected by the measurement ultrasonic beam of the liquid surface position detection means and the movement distance measurement means are measured by moving along the outer surface of the side wall of the container. A remaining amount display means for displaying the remaining volume of the liquid as the liquid level position level based on the travel distance is provided. Accordingly, it is possible to easily display the remaining liquid volume and the consumption time (that is, the container replacement time and the liquid filling time), and it is possible to configure a portable liquid detection unit that is highly convenient. In particular, the liquid level position is measured by the ultrasonic beam for measurement and the moving distance in the vertical direction is measured by the moving distance measuring means. With the improvement of the measurement accuracy of the remaining liquid volume (liquid level position level), The prediction accuracy of the consumption time of liquefied gas cylinders etc. is also improved.

またこの場合にも、液面位置検出手段と移動距離測定手段とによって検出された液面位置レベルを、その液面位置レベルが検出された日付と関連付けてレベル測定情報として記憶する記憶手段を備えることができる。このように、レベル測定情報(液面位置レベル及び検出した日付)を記憶手段に記憶することにより、容器の交換や液体の充填が必要となる消費時期の予測・管理が容易になる。   Also in this case, storage means for storing the liquid surface position level detected by the liquid surface position detection means and the movement distance measurement means in association with the date when the liquid surface position level is detected is stored as level measurement information. be able to. As described above, by storing the level measurement information (the liquid surface position level and the detected date) in the storage means, it becomes easy to predict and manage the consumption time when the container needs to be replaced or filled with the liquid.

さらに、記憶手段に記憶された複数個のレベル測定情報から液体の残容量が所定量以下となる消費時期を予測する予測手段を備えることができる。このような予測手段を備えることにより、複数個のレベル測定情報において、液面位置レベルのデータと検出した日付のデータとの間の相関関係より導かれる近似式等から液体の消費時期を高精度で予測することができる。なお、この場合にも、消費時期の予測値は上記残量表示手段にて表示することが可能である。   Furthermore, a predicting means for predicting a consumption time when the remaining volume of the liquid becomes a predetermined amount or less from a plurality of level measurement information stored in the storage means can be provided. By providing such a predicting means, in a plurality of level measurement information, the liquid consumption time can be accurately determined from an approximate expression derived from the correlation between the liquid level position level data and the detected date data. Can be predicted. In this case as well, the predicted value of the consumption time can be displayed by the remaining amount display means.

具体的には、移動距離測定手段は、容器の側壁部外面に接触して回転する回転ローラの相対回転角度を検出し、
液面位置検出手段は、超音波トランスジューサが反射超音波又は残響超音波を受信することによって液面位置を検出し、
回転ローラの相対回転角度の検出と液面位置の検出とを同時に実行する場合がある。
Specifically, the moving distance measuring means detects the relative rotation angle of the rotating roller that rotates in contact with the outer surface of the side wall of the container,
The liquid surface position detecting means detects the liquid surface position when the ultrasonic transducer receives reflected ultrasonic waves or reverberant ultrasonic waves,
In some cases, the detection of the relative rotation angle of the rotating roller and the detection of the liquid surface position are performed simultaneously.

このような場合には、回転ローラの相対回転角度検出によって液体検知ユニットの移動距離を高精度で測定することができるとともに、超音波式の液面位置検出手段によって液面位置を高精度で検出できる。しかも、回転ローラの相対回転角度の検出と液面位置の検出とを(例えば、同期させることにより)同時に実行することによって、液面位置レベルを短時間で精度よく検出することができる。なお、回転ローラの相対回転角度を検出するために、移動距離測定手段としてロータリエンコーダ、ロータリポテンショメータ等を用いることができる。   In such a case, the moving distance of the liquid detection unit can be measured with high accuracy by detecting the relative rotation angle of the rotating roller, and the liquid level position can be detected with high accuracy by the ultrasonic liquid level position detecting means. it can. Moreover, by simultaneously detecting (for example, synchronizing) detection of the relative rotation angle of the rotating roller and detection of the liquid surface position, the liquid surface position level can be accurately detected in a short time. In order to detect the relative rotation angle of the rotating roller, a rotary encoder, a rotary potentiometer, or the like can be used as the moving distance measuring means.

例えば、移動距離測定手段は、回転ローラの回転方向を検出する回転方向検出手段を有し、その回転方向検出手段で検出された回転方向によって、液面位置の検出が液無しから液有りに移行する状態で行なわれるか液有りから液無しに移行する状態で行なわれるかを識別することができる。このように、回転方向検出手段によって回転ローラの回転方向を検出するようにすれば、容器の側壁部外面において移動距離を計測する際に、移動距離測定手段を上(液無し)から下(液有り)へ移動する場合と、同じく下(液有り)から上(液無し)へ移動する場合とを識別して液面位置レベルの検出誤差を抑制することができる。   For example, the moving distance measuring means has a rotating direction detecting means for detecting the rotating direction of the rotating roller, and the detection of the liquid level shifts from the absence of liquid to the presence of liquid depending on the rotation direction detected by the rotating direction detecting means. It can be discriminated whether it is performed in a state where it is performed or in a state where it is shifted from the presence of liquid to the absence of liquid. Thus, if the rotation direction of the rotation roller is detected by the rotation direction detection means, the movement distance measurement means is moved from the upper (no liquid) to the lower (liquid) when measuring the movement distance on the outer surface of the side wall of the container. The detection error of the liquid surface position level can be suppressed by discriminating between the case of moving to (with) and the case of moving from down (with liquid) to up (without liquid).

あるいは、液面位置の検出が、液無しから液有りに移行する際の反射超音波情報又は残響超音波情報によって判定される場合、測定開始位置から測定時の液面位置に至るまでの間、液面位置検出手段は超音波トランスジューサからの測定用超音波ビームの出力を停止することができる。このように、測定開始位置から測定時の液面位置に至るまで液面位置の検出に関与しないので、液面位置検出手段(超音波トランスジューサ)からの測定用超音波ビームの出力を停止することによって、液面位置の誤検出を防止できるとともに消費電力を抑制し省エネルギー化を推進することができる。   Alternatively, when detection of the liquid surface position is determined by reflected ultrasonic information or reverberant ultrasonic information when transitioning from no liquid to liquid presence, from the measurement start position to the liquid surface position at the time of measurement, The liquid surface position detecting means can stop the output of the measurement ultrasonic beam from the ultrasonic transducer. In this way, since it does not participate in the detection of the liquid surface position from the measurement start position to the liquid surface position at the time of measurement, the output of the ultrasonic beam for measurement from the liquid surface position detection means (ultrasonic transducer) is stopped. Therefore, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid level position, suppress power consumption, and promote energy saving.

他方、液面位置の検出が、液有りから液無しに移行する際の反射超音波情報又は残響超音波情報によって判定される場合、液面位置検出手段は液面位置の検出以降、前記超音波トランスジューサからの測定用超音波ビームの出力を停止することができる。このように、液面位置の検出以降液面位置の検出に関与しないので、液面位置検出手段(超音波トランスジューサ)からの測定用超音波ビームの出力を停止することによって、液面位置の誤検出を防止できるとともに消費電力を抑制し省エネルギー化を推進することができる。   On the other hand, when the detection of the liquid surface position is determined by the reflected ultrasonic information or the reverberant ultrasonic information when transitioning from the presence of the liquid to the absence of the liquid, the liquid surface position detecting means detects the ultrasonic wave after detecting the liquid surface position. The output of the ultrasonic beam for measurement from the transducer can be stopped. In this way, since detection of the liquid surface position is not involved after the detection of the liquid surface position, the output of the ultrasonic beam for measurement from the liquid surface position detecting means (ultrasonic transducer) is stopped, so that the liquid surface position is erroneously detected. Detection can be prevented and power consumption can be suppressed to save energy.

そして、移動距離測定手段は、容器の側壁部外面に定められた測定開始位置を起点とし、その側壁部外面における上下方向の終点までの全行程移動距離を計測して容器の高さを測定するとともに、その全行程移動距離の中途位置にて液面位置を検出し、
残量表示手段は、全行程移動距離と液面位置までの移動距離とに応じて液体の残容量を液面位置レベルとして表示することができる。
The moving distance measuring means measures the total stroke moving distance from the measurement start position defined on the outer surface of the side wall of the container to the end point in the vertical direction on the outer surface of the side wall, and measures the height of the container. At the same time, the liquid surface position is detected at the midway position of the entire travel distance,
The remaining amount display means can display the remaining liquid volume as the liquid surface position level in accordance with the total stroke moving distance and the moving distance to the liquid surface position.

このように、移動距離測定手段によって起点から終点までの全行程の移動距離を測定し、併せて液面位置までの移動距離をその間に同時測定できる。したがって、1回の測定結果から、全行程移動距離(すなわち容器の高さ)と液面位置までの移動距離(すなわち液無し領域又は液有り領域の高さ)との比をとれば、容器のサイズにかかわらず、その容器における現状の液面位置レベル(液体の残容量)が直ちに得られる。   In this way, the moving distance measuring means can measure the moving distance of the entire stroke from the starting point to the ending point, and can simultaneously measure the moving distance to the liquid surface position. Therefore, if the ratio of the total travel distance (ie, the height of the container) and the distance traveled to the liquid surface position (ie, the height of the area without liquid or the area with liquid) is taken from one measurement result, Regardless of size, the current liquid level position (remaining liquid volume) in the container is immediately obtained.

ところで、これらの可搬式液体検知ユニットは容器の側壁部外面に沿って移動可能であり、超音波トランスジューサは被測定系からの残響超音波及び被測定系における反射超音波の受信も可能である。したがって、液面位置検出手段は、側壁透過内面反射超音波検出方式(容器の側壁を透過し反対側の容器側壁の内面で反射した超音波を検出する方式)及び残響超音波検出方式(被測定系からの残響超音波を検出する方式)のいずれの液体検知ユニット(すなわち超音波レベル計(液面計))にも備えることができる。   By the way, these portable liquid detection units can move along the outer surface of the side wall of the container, and the ultrasonic transducer can also receive reverberant ultrasonic waves from the measured system and reflected ultrasonic waves in the measured system. Accordingly, the liquid surface position detection means includes a side wall transmission inner surface reflection ultrasonic detection method (a method for detecting ultrasonic waves that are transmitted through the side wall of the container and reflected by the inner surface of the opposite container side wall) and a reverberation ultrasonic detection method (measured object). Any liquid detection unit (that is, an ultrasonic level meter (liquid level meter)) of a system that detects reverberant ultrasonic waves from the system) can be provided.

例えば、容器が金属タンクであり、超音波トランスジューサは金属タンクの金属側壁部外面に沿って上下方向に移動可能であり、その金属側壁部の厚さ方向に測定用超音波ビームを出力することによって、側壁透過内面反射超音波検出方式及び残響超音波検出方式のいずれの可搬式液体検知ユニットにも適用することができる。この場合、測定適用対象となる金属タンクは、特に鋼鉄製など、内部音響損失の比較的小さい材料で構成されたものとすることができる。また、金属タンクは、車両、船舶ないし航空機(特に、自動車)に搭載された燃料タンクとすることができる。なお、液体として液化ガス(液化石油ガス(LPG)や液化天然ガス(LNG)などの燃料用液化ガス、液化炭酸ガス、液化アンモニアガス、液体窒素などのボンベ、タンク、コンテナなどが主な用途である)を収容するものとできる。   For example, the container is a metal tank, and the ultrasonic transducer is movable in the vertical direction along the outer surface of the metal side wall of the metal tank, and outputs a measurement ultrasonic beam in the thickness direction of the metal side wall. Further, the present invention can be applied to any portable liquid detection unit of the side wall transmission inner surface reflection ultrasonic detection method and the reverberation ultrasonic detection method. In this case, the metal tank to be measured can be made of a material having a relatively small internal acoustic loss, such as steel. Further, the metal tank can be a fuel tank mounted on a vehicle, a ship or an aircraft (particularly an automobile). Liquids such as liquefied gas (liquefied petroleum gas (LPG), liquefied natural gas (LNG) and other fuel gas, liquefied carbon dioxide gas, liquefied ammonia gas, cylinders of liquid nitrogen, tanks, containers, etc. Can be).

(実施例1)
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の可搬式液体検知ユニットによる液面検出の一例を示す外観説明図、図2は図1の容器内部を示す断面説明図である。液化石油ガス(LPG)や液化天然ガス(LNG)からなる液体Lを収容した金属タンク10(容器)が被測定系200を構成している。金属タンク10は鋼鉄製であり、側壁部10Sの壁厚はほぼ一様である。また、底面部10B及び天面部10Uの壁厚もほぼ一様である。また、天面部10Uの上部中央には圧力制御弁が組み込まれたガス取出部11が形成されている。超音波レベル計100(可搬式液体検知ユニット)によって、金属タンク10の外側から非接触で液体Lの有無又は液面(液表面)の位置LVを検知することができる。
Example 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an external explanatory view showing an example of liquid level detection by the portable liquid detection unit of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing the inside of the container of FIG. A metal tank 10 (container) containing a liquid L made of liquefied petroleum gas (LPG) or liquefied natural gas (LNG) constitutes the system 200 to be measured. The metal tank 10 is made of steel, and the wall thickness of the side wall portion 10S is substantially uniform. Further, the wall thickness of the bottom surface portion 10B and the top surface portion 10U is substantially uniform. Moreover, the gas extraction part 11 incorporating the pressure control valve is formed in the upper center of the top surface part 10U. The ultrasonic level meter 100 (portable liquid detection unit) can detect the presence or absence of the liquid L or the position LV of the liquid surface (liquid surface) from the outside of the metal tank 10 in a non-contact manner.

超音波レベル計100は、液体Lを収容した金属タンク10(被測定系200)に向けて押圧された形でタンク側壁部10Sの壁部外面10aに取り付けられる。そのため、取り付け状態においては、金属タンク10側に向けて一定の保持力(一般的にはマグネットによる保持力)Fが作用している(図2参照)。この超音波レベル計100は、金属タンク10の側壁部10Sの壁部外面10aに対し、保持力Fによって金属タンク10内の検知対象となる特定の液面位置LV(液面レベル)に対応した液体検知位置に押圧されて、各液体検知位置における液体Lの有無、即ちその液面位置LVに液体Lが達しているか否かを検知可能となっている。本実施形態においては、超音波レベル計100は、金属タンク10の側壁部10Sを透過し反対側の側壁の内面で反射した超音波を検出する側壁透過内面反射超音波検出方式によって、金属タンク10内の液体情報(液面位置LV)を金属タンク10外から測定できるように構成されている。   The ultrasonic level meter 100 is attached to the outer wall surface 10a of the tank side wall 10S in a form pressed against the metal tank 10 (measuring system 200) containing the liquid L. Therefore, a fixed holding force (generally a holding force by a magnet) F acts toward the metal tank 10 in the attached state (see FIG. 2). The ultrasonic level meter 100 corresponds to a specific liquid level position LV (liquid level) that is a detection target in the metal tank 10 by the holding force F with respect to the wall outer surface 10a of the side wall 10S of the metal tank 10. When pressed by the liquid detection position, it is possible to detect the presence or absence of the liquid L at each liquid detection position, that is, whether or not the liquid L has reached the liquid surface position LV. In the present embodiment, the ultrasonic level meter 100 is configured to detect the ultrasonic wave transmitted through the side wall portion 10S of the metal tank 10 and reflected from the inner surface of the opposite side wall by the side wall transmitted inner surface reflected ultrasonic detection method. The liquid information (liquid level position LV) in the inside can be measured from the outside of the metal tank 10.

なお、超音波レベル計100は、金属タンク10の側壁部10Sの壁部外面10aに沿って上下方向に移動して液面位置LVを検出可能である。また、壁部外面10aには、液面位置LVの測定を容易にするために、最下位液面レベルLV0(すなわち、液体Lの残容量ゼロ)と最上位液面レベルLV10(すなわち、液体Lの満量充填)との間を10等分した液面レベルLV0〜LV10(液面位置レベル)に、それぞれ目印(目盛)が付けてある。したがって、液面位置LVを検出したときの超音波レベル計100の位置を液面レベルLV0〜LV10の目印で読み取って入力することで、液体Lの残容量(例えば、液面レベルLV6)を液面検出表示部104dやスピーカ106で報知することができる(図4参照)。ただし、液面位置LVを検出したとき、超音波レベル計100が液面レベルLV0〜LV10の目盛の中間に位置する場合には、補充や交換が余裕を持って行なえるように、安全側の下位の目盛を読み取って入力することが望ましい。超音波レベル計100を壁部外面10aに沿って上から下へ移動する場合、最上位液面レベルLV10が移動の起点(測定開始位置)、最下位液面レベルLV0が移動の終点(測定終了位置)となり、LV10からLV0に至る全行程移動距離Hが金属タンク10の高さに相当する。   In addition, the ultrasonic level meter 100 can detect the liquid level position LV by moving in the vertical direction along the wall outer surface 10a of the side wall 10S of the metal tank 10. On the wall outer surface 10a, in order to facilitate measurement of the liquid level position LV, the lowest liquid level LV0 (that is, the remaining capacity of the liquid L is zero) and the highest liquid level LV10 (that is, the liquid L The liquid level LV0 to LV10 (liquid level position level) divided into 10 equal parts are marked with scales (scales). Accordingly, by reading and inputting the position of the ultrasonic level meter 100 when the liquid level position LV is detected with the marks of the liquid level LV0 to LV10, the remaining volume of the liquid L (for example, the liquid level LV6) is liquid. Notification can be made by the surface detection display unit 104d and the speaker 106 (see FIG. 4). However, when the liquid level position LV is detected, if the ultrasonic level meter 100 is located in the middle of the scales of the liquid level LV0 to LV10, replenishment and replacement can be performed with a margin. It is desirable to read and input the lower scale. When the ultrasonic level meter 100 is moved from top to bottom along the wall outer surface 10a, the highest liquid level LV10 is the starting point of movement (measurement start position), and the lowest liquid level LV0 is the end point of movement (end of measurement). The total travel distance H from LV10 to LV0 corresponds to the height of the metal tank 10.

図3は、可搬式液体検知ユニット(超音波レベル計)の構成例をその電気的構成とともに示す模式図である。超音波レベル計100は、ユーザーが手で保持可能な樹脂等で構成されたケース体3を有し、その先端内部に円柱状の超音波トランスジューサ1(超音波出力部;反射超音波検出部;液面位置検出手段)がはめ込まれて(収納配置されて)いる。超音波送信面1a(超音波放出面)となる超音波トランスジューサ1の前端面は、ケース体3の前端に形成された開口内に位置し、その超音波送信面1aに密着する形で、超音波トランスジューサ1よりやや小径で円柱状の音響インピーダンス整合層2が取り付けられている。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of the portable liquid detection unit (ultrasonic level meter) together with its electrical configuration. The ultrasonic level meter 100 includes a case body 3 made of a resin or the like that can be held by a user's hand, and a cylindrical ultrasonic transducer 1 (ultrasonic output unit; reflected ultrasonic detection unit; The liquid level position detecting means is fitted (contained and disposed). The front end surface of the ultrasonic transducer 1 serving as the ultrasonic transmission surface 1a (ultrasonic emission surface) is located in the opening formed at the front end of the case body 3, and is in close contact with the ultrasonic transmission surface 1a. A cylindrical acoustic impedance matching layer 2 having a diameter slightly smaller than that of the sonic transducer 1 is attached.

音響インピーダンス整合層2は、超音波トランスジューサ1(圧電セラミック)とタンク側壁部10S(鋼鉄)との中間(望ましくは両者の幾何学平均値)の音響インピーダンスを有する。また、音響インピーダンス整合層2の、超音波送信面1aとの密着側とは反対側の先端面2aが、ケース体3の外部に露出して金属タンク10の側壁部10Sの壁部外面10aと接触する容器接触面を構成する。音響インピーダンス整合層2は、先端面2a(容器接触面)がタンク側壁部10Sに押し付けられたときに追従変形してその壁部外面10aに密着できるように、柔軟弾性材料(例えば、シリコーン樹脂)にて構成されている。   The acoustic impedance matching layer 2 has an acoustic impedance intermediate between the ultrasonic transducer 1 (piezoelectric ceramic) and the tank side wall 10S (steel) (preferably the geometric average value of both). Further, the front end surface 2a of the acoustic impedance matching layer 2 opposite to the close contact side with the ultrasonic transmission surface 1a is exposed to the outside of the case body 3, and the outer wall surface 10a of the side wall portion 10S of the metal tank 10 is exposed. The container contact surface which contacts is comprised. The acoustic impedance matching layer 2 is a flexible elastic material (for example, silicone resin) so that when the front end surface 2a (container contact surface) is pressed against the tank side wall portion 10S, the acoustic impedance matching layer 2 can be deformed following and closely adhered to the outer wall surface 10a. It is composed of.

超音波トランスジューサ1は、駆動回路101からの駆動電圧の印加により測定用超音波ビームSWを送出する超音波送出機能と、反射超音波の受信により電気信号(受信信号)を信号処理回路103に出力する超音波受信機能(反射超音波検出機能)とを複合して備える。具体的には、板厚方向に分極処理された圧電セラミック振動板1vと、圧電セラミック振動板1vの各主表面を覆う形で圧電セラミック振動板1vを挟んで対向形成された電極対1e,1eとを備える。この電極対1e,1eは、測定用超音波ビームSWの送信駆動時には圧電セラミック振動板1vを超音波振動させるための駆動電圧が印加される駆動電極となり、反射超音波の受信時には圧電セラミック振動板1vの振動に伴う電気信号を出力する出力電極となる。これら電極対1e,1eと、駆動回路101及び信号処理回路103との接続切り替えは切替スイッチ101sにより行なわれる。   The ultrasonic transducer 1 outputs to the signal processing circuit 103 an electric signal (reception signal) by receiving an ultrasonic wave transmission function of transmitting an ultrasonic beam for measurement SW by applying a driving voltage from the driving circuit 101 and receiving a reflected ultrasonic wave. And an ultrasonic reception function (reflection ultrasonic detection function). Specifically, the piezoelectric ceramic diaphragm 1v polarized in the plate thickness direction, and electrode pairs 1e and 1e formed to face each other with the piezoelectric ceramic diaphragm 1v sandwiched between the main surfaces of the piezoelectric ceramic diaphragm 1v. With. The electrode pairs 1e and 1e serve as drive electrodes to which a drive voltage for ultrasonically vibrating the piezoelectric ceramic diaphragm 1v is applied during transmission of the measurement ultrasonic beam SW, and the piezoelectric ceramic diaphragm when receiving reflected ultrasonic waves. It becomes an output electrode that outputs an electrical signal accompanying 1v vibration. The connection between the electrode pair 1e, 1e and the driving circuit 101 and the signal processing circuit 103 is switched by a changeover switch 101s.

駆動回路101は、出力周波数が可変に構成された発振回路(ここでは、VCO(Voltage Controlled Oscillator))101bと、その発振回路101bの出力を増幅して圧電セラミック振動板1vへ駆動信号として出力する主回路(アンプ)101aとを有する。発振回路101bの出力周波数は、周波数設定部102から入力される周波数指示電圧に応じて変更される。   The drive circuit 101 amplifies the output of the oscillation circuit (here, VCO (Voltage Controlled Oscillator)) 101b having a variable output frequency and the oscillation circuit 101b, and outputs the amplified output to the piezoelectric ceramic diaphragm 1v. A main circuit (amplifier) 101a. The output frequency of the oscillation circuit 101b is changed according to the frequency instruction voltage input from the frequency setting unit 102.

上記の駆動回路101、切替スイッチ101s、周波数設定部102、信号処理回路103は、これらの動作シーケンス制御を司るマイコン107(液面検出制御手段)に接続されている。また、マイコン107には入力部105と表示部104も接続されている。入力部105は押しボタンスイッチやキーボードなどで構成され、液体検知の開始トリガー操作や、周波数設定処理に使用される。また、表示部104は液体有無の検出判定結果等を視覚的に出力するものであり、例えばLED点灯部として構成されている。さらに、スピーカ106は、液体有無の検出判定結果等を音響的に出力するものである。   The drive circuit 101, the changeover switch 101s, the frequency setting unit 102, and the signal processing circuit 103 are connected to a microcomputer 107 (liquid level detection control means) that controls these operation sequences. An input unit 105 and a display unit 104 are also connected to the microcomputer 107. The input unit 105 includes a push button switch and a keyboard, and is used for a liquid detection start trigger operation and a frequency setting process. Further, the display unit 104 visually outputs the detection determination result of the presence / absence of a liquid, and is configured as an LED lighting unit, for example. Furthermore, the speaker 106 acoustically outputs a detection determination result of the presence or absence of liquid.

図4は、可搬式液体検知ユニット(超音波レベル計)の入力部及び表示部の構成例を示す説明図である。入力部105は、液面レベルLV0〜LV10を検出した日付を人為的に入力する日付入力手段と、金属タンク10のボンベサイズ(例えば、L,M,Sサイズ)を人為的に入力するボンベ入力手段と、液面レベルLV0〜LV10を人為的に入力するレベル入力手段とを含む。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of an input unit and a display unit of a portable liquid detection unit (ultrasonic level meter). The input unit 105 artificially inputs the date when the liquid level LV0 to LV10 is detected, and the cylinder input for artificially inputting the cylinder size (for example, L, M, S size) of the metal tank 10 Means and level input means for artificially inputting the liquid level LV0 to LV10.

具体的には、入力部105は、4位置切り替え式のメインスイッチ105aと、押しボタン式の測定開始・終了兼用スイッチ105bと、押しボタン式の選択スイッチ105cと、押圧方向切り替え式の入力スイッチ105dと、押しボタン式の確定スイッチ105eとを含む。   Specifically, the input unit 105 includes a four-position switching type main switch 105a, a push button type measurement start / end switch 105b, a push button type selection switch 105c, and a pressing direction switching type input switch 105d. And a push button type confirmation switch 105e.

メインスイッチ105aは、すべての操作を中止する「切」位置を挟んで一方側(例えば右側)に、超音波トランスジューサ1によって液面レベルLV0〜LV10を検出し、検出した日付及びボンベサイズとともにレベル測定情報として記憶する「測定」位置が設けられている。「切」位置を挟んで他方側(例えば左側)に、過去に検出したレベル測定情報を表示部104に表示する「履歴」位置と、複数個のレベル測定情報から液体Lの残容量が最下位液面レベルLV0となる消費時期(例えば、金属タンク10の交換時期や液体Lの充填時期)を予測する「予測」位置とが設けられている。測定開始・終了兼用スイッチ105bは、メインスイッチ105aが「測定」位置にあるとき、1度押すと液面レベルLV0〜LV10の検出を開始し、液面レベルLV0〜LV10の検出後にもう1度押すと、液面レベルLV0〜LV10の検出を終了する。   The main switch 105a detects the liquid level LV0 to LV10 by the ultrasonic transducer 1 on one side (for example, the right side) across the “off” position where all operations are stopped, and measures the level together with the detected date and cylinder size. A “measurement” position is provided for storage as information. On the other side (for example, the left side) across the “off” position, the “history” position where the level measurement information detected in the past is displayed on the display unit 104, and the remaining volume of the liquid L from the plurality of level measurement information is the lowest A “prediction” position is provided for predicting the consumption time (for example, the replacement time of the metal tank 10 or the filling time of the liquid L) at which the liquid level LV0 is reached. When the main switch 105a is in the “measurement” position, the measurement start / end switch 105b starts to detect the liquid level LV0 to LV10 when the main switch 105a is in the “measurement” position, and is pressed again after detecting the liquid level LV0 to LV10. Then, the detection of the liquid level LV0 to LV10 is finished.

メインスイッチ105aが「測定」位置にあるとき、選択スイッチ105cの押圧によって日付表示部104a、ボンベ表示部104b、レベル表示部104cが順次選択され、入力スイッチ105dの押圧によって入力内容が増加方向又は減少方向に変更され、確定スイッチ105eの押圧によって入力内容が確定し記憶される。また、メインスイッチ105aが「履歴」位置にあるとき、選択スイッチ105cの押圧によって日付表示部104a、ボンベ表示部104b、レベル表示部104cに表示するレベル測定情報が選択される。   When the main switch 105a is in the “measurement” position, the date display unit 104a, the cylinder display unit 104b, and the level display unit 104c are sequentially selected by pressing the selection switch 105c, and the input content is increased or decreased by pressing the input switch 105d. The input content is confirmed and stored by pressing the confirmation switch 105e. When the main switch 105a is in the “history” position, the level measurement information to be displayed on the date display unit 104a, the cylinder display unit 104b, and the level display unit 104c is selected by pressing the selection switch 105c.

表示部104は、年月日をセグメント又はドットにより6桁LED表示する日付表示部104aと、ボンベサイズL,M,Sをセグメント又はドットにより1桁LED表示するボンベ表示部104bと、液面レベルLV0〜LV10をセグメント又はドットにより2桁LED表示するレベル表示部104cと、液面検出の有無を1個のLEDで表示する液面検出表示部104dとを含む。   The display unit 104 includes a date display unit 104a that displays a 6-digit LED for the year, month, and day using segments or dots, a cylinder display unit 104b that displays a single-digit LED for the cylinder sizes L, M, and S using segments or dots, and a liquid level. It includes a level display unit 104c that displays 2-digit LEDs of LV0 to LV10 using segments or dots, and a liquid level detection display unit 104d that displays the presence / absence of liquid level detection with one LED.

次に図5は、可搬式液体検知ユニット(超音波レベル計)の入力部及び表示部の電気的構成を示すブロック図である。超音波レベル計100のマイコン107には、演算装置であるCPU(Central Processing Unit)107a(予測手段)、プログラム格納用の読み取り専用記憶装置であるROM(Read Only Memory)107b、ワークエリアや各種カウンタ等が割り当てられる読み書き可能な記憶装置であるRAM(Random Access Memory)107c(記憶手段)、及び入出力インターフェースであるI/O(Input/Output)107dを備えており、これらはバス(図示せず)を介して相互に接続されている。   Next, FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the input unit and the display unit of the portable liquid detection unit (ultrasonic level meter). The microcomputer 107 of the ultrasonic level meter 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 107a (prediction means) that is an arithmetic unit, a ROM (Read Only Memory) 107b that is a read-only storage device for storing programs, a work area, and various counters. Are provided with a RAM (Random Access Memory) 107c (storage means) which is a readable / writable storage device, and an input / output (I / O) 107d which is an input / output interface. ) Are connected to each other.

マイコン107には、メインスイッチ105a、測定開始・終了兼用スイッチ105b、選択スイッチ105c、入力スイッチ105d、及び確定スイッチ105eからの操作信号がそれぞれ入力されている。マイコン107には、超音波トランスジューサ1からの液面検出信号も入力されている。   Operation signals from the main switch 105a, the measurement start / end switch 105b, the selection switch 105c, the input switch 105d, and the confirmation switch 105e are input to the microcomputer 107, respectively. A liquid level detection signal from the ultrasonic transducer 1 is also input to the microcomputer 107.

マイコン107は、日付表示部104a、ボンベ表示部104b、レベル表示部104cのLEDをそれぞれ駆動制御してレベル測定情報を表示する。また、マイコン107は、液面検出表示部104dのLEDを駆動制御して液面検出の有無を表示出力するとともに、スピーカ106を駆動制御して液面検出の有無を音響出力する。   The microcomputer 107 drives and controls the LEDs of the date display unit 104a, the cylinder display unit 104b, and the level display unit 104c to display level measurement information. Further, the microcomputer 107 drives and controls the LED of the liquid level detection display unit 104d to display and output the presence / absence of liquid level detection, and drives and controls the speaker 106 to acoustically output the presence / absence of liquid level detection.

次に、図6に示す液面検出処理のフローチャートについて、図7の超音波トランスジューサによる超音波の発受信例を表わすタイミングチャートを参照しつつ説明する。まず、マイコン107は、S1にてメインスイッチ105aが「測定」にセットされたかを確認する。メインスイッチ105aが「測定」にセットされているとき(S1でYES)、S2にて検出日付(例えば、“07.09.30”)を入力し、S3にてボンベサイズ(例えば、“L”)を入力する。具体的には、入力スイッチ105dを操作して日付表示部104aの左2桁(年の欄)に“07”を表示させる。選択スイッチ104cを押して中2桁(月の欄)にシフトした後、再び入力スイッチ105dを操作して“09”を表示させる。選択スイッチ104cを押して右2桁(日の欄)にシフトした後、再び入力スイッチ105dを操作して“30”を表示させる。さらに、選択スイッチ104cを押してボンベ表示部104bにシフトした後、再び入力スイッチ105dを操作してボンベサイズ“L”を表示させる。   Next, the flowchart of the liquid level detection process shown in FIG. 6 will be described with reference to a timing chart representing an example of ultrasonic wave transmission / reception by the ultrasonic transducer of FIG. First, the microcomputer 107 confirms whether or not the main switch 105a is set to “measurement” in S1. When the main switch 105a is set to “measurement” (YES in S1), a detection date (for example, “07.09.30”) is input in S2, and a cylinder size (for example, “L” in S3). ). Specifically, the input switch 105d is operated to display “07” in the left two digits (year column) of the date display unit 104a. After the selection switch 104c is pressed to shift to the middle two digits (month field), the input switch 105d is operated again to display “09”. After pressing the selection switch 104c to shift to the right two digits (day field), the input switch 105d is operated again to display “30”. Further, after the selection switch 104c is pressed to shift to the cylinder display portion 104b, the input switch 105d is operated again to display the cylinder size “L”.

S4にて入力部105の測定開始・終了兼用スイッチ105bから測定開始がON入力されたかを確認する。測定開始がON入力されると(S4でYES)、S5にて切替スイッチ101sが超音波トランスジューサ1を駆動回路101に接続する駆動接続状態に切り替わり、駆動回路101は周波数設定部102で設定された周波数にて駆動交流電圧を超音波トランスジューサ1に印加する。これにより、超音波トランスジューサ1から測定用超音波ビームSWが測定実施位置にてタンク側壁部10Sに向け出力され、これを音響励振する。次に、S6にて切替スイッチ101sは超音波トランスジューサ1を信号処理回路103に接続する信号検出接続状態に切り替わる。そして、S7にて超音波トランスジューサ1による音響励振後に、金属タンク10の側壁部10Sを透過し反対側の側壁の内面で反射して再び側壁部10Sを透過する反射超音波が所定時間T内に超音波トランスジューサ1で検出されたか否かを確認する。なお、反射超音波の到達時間はマイコン107の内蔵クロック等で計測できる。   In S4, it is confirmed whether or not the measurement start is turned ON from the measurement start / end switch 105b of the input unit 105. When the measurement start is input ON (YES in S4), the changeover switch 101s switches to a drive connection state in which the ultrasonic transducer 1 is connected to the drive circuit 101 in S5, and the drive circuit 101 is set by the frequency setting unit 102. A drive AC voltage is applied to the ultrasonic transducer 1 at a frequency. Thereby, the ultrasonic beam SW for measurement is output from the ultrasonic transducer 1 to the tank side wall 10S at the measurement execution position, and this is acoustically excited. Next, in S <b> 6, the changeover switch 101 s switches to a signal detection connection state in which the ultrasonic transducer 1 is connected to the signal processing circuit 103. Then, after the acoustic excitation by the ultrasonic transducer 1 in S7, the reflected ultrasonic wave that is transmitted through the side wall 10S of the metal tank 10, reflected by the inner surface of the opposite side wall, and transmitted through the side wall 10S again within a predetermined time T. It is confirmed whether or not the ultrasonic transducer 1 has detected it. Note that the arrival time of reflected ultrasonic waves can be measured with a built-in clock of the microcomputer 107 or the like.

ところで、図2に示すように、液体Lの非存在部(液無し部)では金属タンク10の側壁部10Sの内側が空隙となり、液体Lの存在部(液有り部)では、側壁部10Sの内側に液体Lが存在する。一般に金属タンク10内で媒質となる液体の密度は気体の密度に比して極めて大きい(例えば約10倍)。したがって、図7に示すように、液有り部においては、金属タンク10の側壁部10Sを透過し反対側の側壁の内面で反射して再び側壁部10Sを透過し、超音波トランスジューサ1で検出される。しかし、液無し部では、超音波の拡散によって超音波トランスジューサ1で反射波が検出されない。 By the way, as shown in FIG. 2, the inside of the side wall part 10S of the metal tank 10 becomes a space | gap in the non-existing part (liquid absence part) of the liquid L, and the side wall part 10S of the side part 10S exists in the liquid L existence part (liquid presence part). The liquid L exists inside. In general, the density of the liquid serving as a medium in the metal tank 10 is extremely large (for example, about 10 3 times) compared to the density of the gas. Therefore, as shown in FIG. 7, in the portion with liquid, it passes through the side wall 10 </ b> S of the metal tank 10, is reflected by the inner surface of the opposite side wall, passes through the side wall 10 </ b> S again, and is detected by the ultrasonic transducer 1. The However, in the no-liquid portion, the reflected wave is not detected by the ultrasonic transducer 1 due to the diffusion of the ultrasonic waves.

図6に戻り、所定時間T内に反射超音波が超音波トランスジューサ1で検出されれば(S7でYES)、S8にて表示部104の液面検出表示部104d及びスピーカ106によって液有り出力がなされる(例えば、液面検出表示部104dが点灯、スピーカ106が連続音)。このときS9にて、検出された液面レベルを、側壁部10Sの壁部外面10aの目盛(図2参照)から読み取り(例えば、液面レベル“LV6”)、レベル表示部104cに入力する。具体的には、選択スイッチ104cを押してレベル表示部104cにシフトした後、入力スイッチ105dを操作して液面レベル“6”を表示させる。さらに、S10にて、レベル測定情報(日付=“07.09.30”;ボンベサイズ=“L”;液面レベル=“6”)をRAM107cに一括記憶し、S11にて測定開始・終了兼用スイッチ105bから測定終了がON入力されたかを確認する。測定終了がON入力されると(S11でYES)、液面検出処理を終了し、測定終了がON入力されなければ(S11でNO)、S12にて警報出力する(例えば、液面検出表示部104dが赤色点灯、スピーカ106が警告音)。   Returning to FIG. 6, if the reflected ultrasonic wave is detected by the ultrasonic transducer 1 within the predetermined time T (YES in S7), an output with liquid is output by the liquid level detection display unit 104d of the display unit 104 and the speaker 106 in S8. (For example, the liquid level detection display unit 104d is turned on and the speaker 106 is a continuous sound). At this time, in S9, the detected liquid level is read from the scale (see FIG. 2) of the outer wall surface 10a of the side wall 10S (for example, the liquid level “LV6”) and input to the level display unit 104c. Specifically, after the selection switch 104c is pressed to shift to the level display unit 104c, the input switch 105d is operated to display the liquid level “6”. Further, in S10, level measurement information (date = “07.09.30”; cylinder size = “L”; liquid level = “6”) is collectively stored in the RAM 107c, and measurement start / end is used in S11. It is confirmed whether the measurement end is input ON from the switch 105b. If measurement end is input ON (YES in S11), the liquid level detection process is terminated. If measurement end is not input ON (NO in S11), an alarm is output in S12 (eg, liquid level detection display unit) 104d is lit red, and the speaker 106 is a warning sound).

一方、所定時間T内に反射超音波が超音波トランスジューサ1で検出されなければ(S7でNO)、S13にて表示部104の液面検出表示部104d及びスピーカ106によって液無し出力がなされた後(例えば、液面検出表示部104dが点滅、スピーカ106が断続音)、液面検出処理を終了する。なお、メインスイッチ105aが「測定」にセットされていない場合(S1でNO)、及び測定開始がON入力されなかった場合には(S4でNO)、それぞれそのまま液面検出処理を終了する。   On the other hand, if no reflected ultrasonic wave is detected by the ultrasonic transducer 1 within the predetermined time T (NO in S7), the liquid level detection display unit 104d of the display unit 104 and the speaker 106 output no liquid at S13. (For example, the liquid level detection display unit 104d blinks and the speaker 106 is intermittent sound), and the liquid level detection process is terminated. When the main switch 105a is not set to “measurement” (NO in S1) and when the measurement start is not input ON (NO in S4), the liquid level detection process is finished as it is.

次に、図8に示す情報出力処理のフローチャートについて、図9〜図11の説明図を参照しつつ説明する。まず、マイコン107は、S21にてメインスイッチ105aが「履歴」にセットされたかを確認する。メインスイッチ105aが「履歴」にセットされているとき(S21でYES)、S22にて最新のレベル測定情報が表示部104に表示される。レベル測定情報は、図9に示すようにRAM107cに測定順に記憶されている。したがって、ここではS11(図6)でRAM107cに記憶されたレベル測定情報、すなわち日付表示部104aに“07.09.30”、ボンベ表示部104bに“L”、レベル表示部104cに“6”がそれぞれ表示される(図11(a))。   Next, the flowchart of the information output process shown in FIG. 8 will be described with reference to the explanatory diagrams of FIGS. First, the microcomputer 107 confirms whether or not the main switch 105a is set to “history” in S21. When the main switch 105a is set to “history” (YES in S21), the latest level measurement information is displayed on the display unit 104 in S22. The level measurement information is stored in the RAM 107c in the order of measurement as shown in FIG. Therefore, here, the level measurement information stored in the RAM 107c in S11 (FIG. 6), that is, “07.09.30” in the date display unit 104a, “L” in the cylinder display unit 104b, and “6” in the level display unit 104c. Are respectively displayed (FIG. 11A).

次に、S23にて選択スイッチ105cがONされたかを確認する。選択スイッチ105cがONされると(S23でYES)、S24にて1つ前のレベル測定情報が表示部104に表示される。ここでは図9で2段目に記憶されたレベル測定情報、すなわち日付表示部104aに“07.09.22”、ボンベ表示部104bに“L”、レベル表示部104cに“7”がそれぞれ表示される(図11(b))。そして、S25にて選択スイッチ105cが2秒以上継続してON操作されたかを確認し、選択スイッチ105c操作が2秒以上継続した場合には(S25でYES)、情報出力処理を終了する。ただし、選択スイッチ105c操作がなかった場合(S23でNO)、及び選択スイッチ105c操作が2秒未満の場合には(S25でNO)、いずれもS21へ戻る。   Next, in S23, it is confirmed whether the selection switch 105c is turned on. When the selection switch 105c is turned on (YES in S23), the previous level measurement information is displayed on the display unit 104 in S24. Here, the level measurement information stored in the second row in FIG. 9, that is, “07.09.22” is displayed on the date display unit 104a, “L” is displayed on the cylinder display unit 104b, and “7” is displayed on the level display unit 104c. (FIG. 11B). Then, in S25, it is confirmed whether or not the selection switch 105c has been continuously turned on for 2 seconds or more. If the selection switch 105c has been operated for 2 seconds or more (YES in S25), the information output process is terminated. However, if the selection switch 105c has not been operated (NO in S23) and if the selection switch 105c has been operated for less than 2 seconds (NO in S25), both return to S21.

メインスイッチ105aが「履歴」にセットされていないときには(S21でNO)、S26にてメインスイッチ105aが「予測」にセットされているかを確認する。メインスイッチ105aが「予測」にセットされていると(S26でYES)、S27にて消費時期の予測情報が表示部104に表示される。消費時期の予測情報は、RAM107cに記憶された複数個のレベル測定情報(図9)のうち、液面レベルのデータと検出した日付のデータとの間の相関関係より導かれる近似式から液体Lの消費時期を予測する(図10)。ここでは図10において近似直線とx軸との交点で表わされるレベル測定情報、すなわち日付表示部104aに“07.12.01”、ボンベ表示部104bに“L”、レベル表示部104cに“0”がそれぞれ表示される(図11(c))。さらにS28にて入力部104の他のスイッチ操作があるまで待機し、スイッチ操作がある場合には(S28でYES)、情報出力処理を終了する。   When the main switch 105a is not set to “history” (NO in S21), it is confirmed in S26 whether the main switch 105a is set to “prediction”. When the main switch 105 a is set to “prediction” (YES in S 26), consumption time prediction information is displayed on the display unit 104 in S 27. The consumption time prediction information is obtained from an approximate expression derived from the correlation between the liquid level data and the detected date data among the plurality of level measurement information (FIG. 9) stored in the RAM 107c. Is predicted (FIG. 10). Here, level measurement information represented by the intersection of the approximate straight line and the x-axis in FIG. 10, that is, “07.12.01” in the date display unit 104a, “L” in the cylinder display unit 104b, and “0” in the level display unit 104c. "Is displayed (FIG. 11 (c)). Further, in S28, the process waits until another switch operation is performed on the input unit 104. If there is a switch operation (YES in S28), the information output process is terminated.

このように、液体Lの残容量や消費時期(すなわち、金属タンク10の交換時期や液体Lの充填時期)の表示が簡便に行なえ、携帯性・利便性に優れた超音波レベル計100を構成することができる。測定用超音波ビームによって液面位置LVを計測したその場で液化ガスボンベ等の消費時期を知ることが容易であり、超音波レベル計100をボンベ等の携帯用検針器として用いることができる。また、液面レベルLV0〜LV10と検出した日付とを使用者自ら入力することにより、簡易な構成にして液体Lの消費時期を容易に管理することができる。   In this way, the remaining level of the liquid L and the consumption time (that is, the replacement time of the metal tank 10 and the filling time of the liquid L) can be easily displayed, and the ultrasonic level meter 100 excellent in portability and convenience is configured. can do. It is easy to know the consumption time of the liquefied gas cylinder etc. on the spot where the liquid level position LV is measured by the ultrasonic beam for measurement, and the ultrasonic level meter 100 can be used as a portable meter such as a cylinder. In addition, by inputting the liquid level LV0 to LV10 and the detected date, the user can easily manage the consumption time of the liquid L with a simple configuration.

具体的には、複数個のレベル測定情報(過去の検針データ)から液面レベルLV0〜LV10と検針日との間に近似式を設定し、その近似式から現在の液体Lの残容量がゼロとなって金属タンク10の交換や液体Lの充填が必要となる消費時期を予測(推測)することが可能になる。   Specifically, an approximate expression is set between the liquid level LV0 to LV10 and the meter reading date from a plurality of level measurement information (past meter reading data), and the remaining capacity of the current liquid L is zero from the approximate expression. Thus, it becomes possible to predict (estimate) the consumption time when the replacement of the metal tank 10 or the filling of the liquid L is necessary.

(実施例2)
図12は可搬式液体検知ユニット(超音波レベル計)の入力部及び表示部の他の構成例を示す説明図、図13はその入力部及び表示部の電気的構成を示す模式図、図14は液面検出処理の他の例を示すフローチャートである。この実施例の超音波レベル計100’では、金属タンク10(容器)の側壁部10Sの壁部外面10aに定められた測定開始位置(例えば、最上位液面レベルLV10)を起点としてその壁部外面10aにおける上下方向(例えば、下向き)の移動距離を計測するために、ロータリエンコーダ5(移動距離測定手段)が設けられている。ロータリエンコーダ5は、超音波トランスジューサ1(超音波出力部;反射超音波検出部;液面位置検出手段)による液面位置LVの検出と同時に(同期して)、金属タンク10の側壁部10Sの壁部外面10aに接触して回転する回転ローラ4の相対回転角度を検出する。
(Example 2)
FIG. 12 is an explanatory view showing another configuration example of the input unit and display unit of the portable liquid detection unit (ultrasonic level meter), FIG. 13 is a schematic diagram showing the electrical configuration of the input unit and display unit, and FIG. FIG. 9 is a flowchart showing another example of the liquid level detection process. In the ultrasonic level meter 100 ′ of this embodiment, the wall portion starts from the measurement start position (for example, the highest liquid level LV10) determined on the wall portion outer surface 10a of the side wall portion 10S of the metal tank 10 (container). A rotary encoder 5 (moving distance measuring means) is provided to measure the moving distance in the vertical direction (for example, downward) on the outer surface 10a. The rotary encoder 5 detects the liquid level position LV by the ultrasonic transducer 1 (ultrasonic output unit; reflected ultrasonic wave detection unit; liquid level position detection means) and simultaneously detects (synchronizes with) the side wall portion 10S of the metal tank 10. The relative rotation angle of the rotating roller 4 rotating in contact with the wall outer surface 10a is detected.

ロータリエンコーダ5は、金属タンク10の最上位液面レベルLV10を起点とし、側壁部10Sの壁部外面10aにおける上下方向の終点(例えば、最下位液面レベルLV0)までの全行程移動距離H(図2参照)を計測して金属タンク10の高さを測定しサイズを識別するとともに、その全行程移動距離Hの中途位置にて液面位置LVを検出する。したがって、レベル表示部104c(残量表示手段)は、全行程移動距離Hと液面位置LVまでの移動距離とに応じて液体Lの残容量を液面レベルLV0〜LV10(液面位置レベル)として表示する。   The rotary encoder 5 starts from the uppermost liquid level LV10 of the metal tank 10 and travels a full stroke moving distance H (up to the vertical end point (for example, the lowermost liquid level LV0) on the wall outer surface 10a of the side wall 10S. 2), the height of the metal tank 10 is measured to identify the size, and the liquid level position LV is detected at a midway position of the entire stroke movement distance H. Accordingly, the level display unit 104c (remaining amount display means) sets the remaining capacity of the liquid L to the liquid level LV0 to LV10 (liquid level position level) according to the total stroke moving distance H and the moving distance to the liquid level position LV. Display as.

また、マイコン107’(液面検出制御手段)は内蔵クロック107eを備え、超音波トランスジューサ1による液面位置LVの検出日付をRAM107c(記憶手段)のレベル測定情報(図11参照)に自動記憶することができる。したがって、入力部105’では、入力スイッチ及び確定スイッチが不要になるので、構成が一層簡素になる。   The microcomputer 107 ′ (liquid level detection control means) includes a built-in clock 107e, and automatically stores the detection date of the liquid level position LV by the ultrasonic transducer 1 in the level measurement information (see FIG. 11) of the RAM 107c (storage means). be able to. Therefore, the input unit 105 ′ does not require an input switch and a confirmation switch, and thus the configuration is further simplified.

図14に示す液面検出処理のフローチャートは、図6(実施例1)に代わるものである。まず、マイコン107は、S1にてメインスイッチ105aが「測定」にセットされたかを確認する。メインスイッチ105aが「測定」にセットされているとき(S1でYES)、S4にて入力部105の測定開始・終了兼用スイッチ105bから測定開始がON入力されたかを確認する。測定開始がON入力されると(S4でYES)、S41にて起点(最上位液面レベルLV10)からロータリエンコーダ4が移動距離の測定を開始する。ただし、省エネルギーのため、このとき測定用超音波ビームSWはまだ出力されていない。   The flow chart of the liquid level detection process shown in FIG. 14 is an alternative to FIG. 6 (Example 1). First, the microcomputer 107 confirms whether or not the main switch 105a is set to “measurement” in S1. When the main switch 105a is set to “measurement” (YES in S1), it is checked in S4 whether the measurement start is input from the measurement start / end switch 105b of the input unit 105. When the measurement start is turned ON (YES in S4), the rotary encoder 4 starts measuring the movement distance from the starting point (the highest liquid level LV10) in S41. However, to save energy, the measurement ultrasonic beam SW is not yet output at this time.

さらにS42にて前回の液面レベルLV0〜LV10に到達したことを確認し(S42でYES)、S5にて切替スイッチ101sが超音波トランスジューサ1を駆動回路101に接続する駆動接続状態に切り替わり、駆動回路101は周波数設定部102で設定された周波数にて駆動交流電圧を超音波トランスジューサ1に印加する。これにより、超音波トランスジューサ1から測定用超音波ビームSWが測定実施位置にてタンク側壁部10Sに向け出力され、これを音響励振する。次に、S6にて切替スイッチ101sは超音波トランスジューサ1を信号処理回路103に接続する信号検出接続状態に切り替わる。そして、S7にて超音波トランスジューサ1による音響励振後に、金属タンク10の側壁部10Sを透過し反対側の側壁の内面で反射して再び側壁部10Sを透過する反射超音波が所定時間T内に超音波トランスジューサ1で検出されたか否かを確認する。なお、反射超音波の到達時間はマイコン107の内蔵クロック107eで計測できる。   Further, in S42, it is confirmed that the previous liquid level LV0 to LV10 has been reached (YES in S42), and in S5, the changeover switch 101s switches to the drive connection state in which the ultrasonic transducer 1 is connected to the drive circuit 101, and the drive is performed. The circuit 101 applies a driving AC voltage to the ultrasonic transducer 1 at a frequency set by the frequency setting unit 102. Thereby, the ultrasonic beam SW for measurement is output from the ultrasonic transducer 1 to the tank side wall 10S at the measurement execution position, and this is acoustically excited. Next, in S <b> 6, the changeover switch 101 s switches to a signal detection connection state in which the ultrasonic transducer 1 is connected to the signal processing circuit 103. Then, after the acoustic excitation by the ultrasonic transducer 1 in S7, the reflected ultrasonic wave that is transmitted through the side wall 10S of the metal tank 10, reflected by the inner surface of the opposite side wall, and transmitted through the side wall 10S again within a predetermined time T. It is confirmed whether or not the ultrasonic transducer 1 has detected it. Note that the arrival time of reflected ultrasonic waves can be measured by the built-in clock 107e of the microcomputer 107.

所定時間T内に反射超音波が超音波トランスジューサ1で検出されれば(S7でYES)、S8にて表示部104の液面検出表示部104d及びスピーカ106によって液有り出力がなされる(例えば、液面検出表示部104dが点灯、スピーカ106が連続音)。なお、省エネルギーのため、以降の測定用超音波ビームSWの出力は停止される。同時に、S81にてこのときのロータリエンコーダ4の出力から液面レベルLV0〜LV10が測定され、RAM107c(図9参照)に記憶される。さらに、S82にてロータリエンコーダ4が終点(最下位液面レベルLV0)に到達した(すなわち、全行程移動距離Hを踏破したか)ことを確認し(S82でYES)、S83にてボンベサイズと計測日付とがRAM107c(図9参照)に記憶されて、液面検出処理を終了する。   If the reflected ultrasonic wave is detected by the ultrasonic transducer 1 within the predetermined time T (YES in S7), the liquid presence output is made by the liquid level detection display unit 104d of the display unit 104 and the speaker 106 in S8 (for example, The liquid level detection display unit 104d is turned on and the speaker 106 is a continuous sound). In order to save energy, the subsequent output of the ultrasonic beam SW for measurement is stopped. At the same time, the liquid level LV0 to LV10 is measured from the output of the rotary encoder 4 at this time in S81 and stored in the RAM 107c (see FIG. 9). Further, in S82, it is confirmed that the rotary encoder 4 has reached the end point (the lowest liquid level LV0) (that is, the total travel distance H has been overcome) (YES in S82), and the cylinder size is determined in S83. The measurement date is stored in the RAM 107c (see FIG. 9), and the liquid level detection process ends.

一方、所定時間T内に反射超音波が超音波トランスジューサ1で検出されなければ(S7でNO)、S13にて表示部104の液面検出表示部104d及びスピーカ106によって液無し出力がなされた後(例えば、液面検出表示部104dが点滅、スピーカ106が断続音)、液面検出処理を終了する。なお、メインスイッチ105aが「測定」にセットされていない場合(S1でNO)、及び測定開始がON入力されなかった場合には(S4でNO)、それぞれそのまま液面検出処理を終了する。   On the other hand, if no reflected ultrasonic wave is detected by the ultrasonic transducer 1 within the predetermined time T (NO in S7), the liquid level detection display unit 104d of the display unit 104 and the speaker 106 output no liquid at S13. (For example, the liquid level detection display unit 104d blinks and the speaker 106 is intermittent sound), and the liquid level detection process is terminated. When the main switch 105a is not set to “measurement” (NO in S1) and when the measurement start is not input ON (NO in S4), the liquid level detection process is finished as it is.

このように、測定用超音波ビームSWによって液面位置LVを計測するとともに、ロータリエンコーダ5によって上下方向の移動距離を計測するので、液体Lの残容量(液面レベルLV0〜LV10)の測定精度の向上に伴って、液化ガスボンベ等の消費時期の予測精度も向上する。   Thus, since the liquid level position LV is measured by the ultrasonic beam SW for measurement and the moving distance in the vertical direction is measured by the rotary encoder 5, the measurement accuracy of the remaining capacity of the liquid L (liquid level LV0 to LV10) is measured. With this improvement, the prediction accuracy of the consumption time of liquefied gas cylinders and the like is also improved.

この実施例では、液面位置LVの検出が、液無しから液有りに移行する際の反射超音波情報によって判定される(図7参照)。そして測定開始位置(最上位液面レベルLV10)から測定時の液面位置LVに至るまでの間、超音波トランスジューサ1からの測定用超音波ビームSWの出力は停止されるので、液面位置LVの誤検出を防止できるとともに消費電力を抑制し省エネルギー化を推進することができる。   In this embodiment, the detection of the liquid surface position LV is determined based on the reflected ultrasonic information when shifting from the absence of liquid to the presence of liquid (see FIG. 7). Since the output of the ultrasonic beam SW for measurement from the ultrasonic transducer 1 is stopped from the measurement start position (top liquid level LV10) to the liquid level LV at the time of measurement, the liquid level LV Can be prevented and power consumption can be suppressed to save energy.

また、ロータリエンコーダ5によって起点(最上位液面レベルLV10)から終点(最下位液面レベルLV0)までの全行程の移動距離Hを測定し、併せて液面位置LVまでの移動距離をその間に同時測定できる。したがって、1回の測定結果から、全行程移動距離H(金属タンク10の高さ)と液面位置LVまでの移動距離(液無し領域の高さ)との比をとれば、金属タンク10のサイズにかかわらず、その金属タンク10における現状の液面レベルLV0〜LV10(液体Lの残容量)が直ちに得られる。   Further, the travel distance H of the entire stroke from the starting point (uppermost liquid level LV10) to the end point (lowermost liquid level LV0) is measured by the rotary encoder 5, and the moving distance to the liquid level position LV is also measured between them. Simultaneous measurement is possible. Therefore, if the ratio between the total stroke moving distance H (height of the metal tank 10) and the moving distance to the liquid surface position LV (height of the liquid-free region) is taken from one measurement result, Regardless of the size, the current liquid level LV0 to LV10 (remaining capacity of the liquid L) in the metal tank 10 is immediately obtained.

なお、実施例2(図12〜図14)において、実施例1(図1〜図11)と共通する機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略した。   In Example 2 (FIGS. 12 to 14), parts having the same functions as those in Example 1 (FIGS. 1 to 11) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

また、実施例2において、超音波レベル計100’の移動方向(回転ローラ4の回転方向)の識別は反射超音波検出信号によって行なえるが(図7参照)、ロータリエンコーダ5によって識別することも可能である。さらに、実施例2において、ロータリエンコーダ5によって全行程の移動距離Hを測定しない場合には、実施例1と同様に入力スイッチ105dや確定スイッチ105eによってボンベサイズの入力を行なってもよい。   In the second embodiment, the moving direction of the ultrasonic level meter 100 ′ (the rotating direction of the rotating roller 4) can be identified by the reflected ultrasonic detection signal (see FIG. 7), but can also be identified by the rotary encoder 5. Is possible. Further, in the second embodiment, when the movement distance H of the entire stroke is not measured by the rotary encoder 5, the cylinder size may be input by the input switch 105d or the confirmation switch 105e as in the first embodiment.

本発明の可搬式液体検知ユニットによる液面検出の一例を示す外観説明図。Explanatory drawing which shows an example of the liquid level detection by the portable liquid detection unit of this invention. 図1の容器内部を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows the container inside of FIG. 図1の可搬式液体検知ユニットの構成例をその電気的構成とともに示す模式図。The schematic diagram which shows the structural example of the portable liquid detection unit of FIG. 1 with the electrical structure. 可搬式液体検知ユニットの入力部及び表示部の構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structural example of the input part and display part of a portable liquid detection unit. 図4の可搬式液体検知ユニットの入力部及び表示部の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure of the input part and display part of the portable liquid detection unit of FIG. 液面検出処理を示すフローチャート。The flowchart which shows a liquid level detection process. 液面検出処理において超音波トランスジューサによる超音波の発受信例を表わすタイミングチャート。The timing chart showing the example of transmission / reception of the ultrasonic wave by an ultrasonic transducer in a liquid level detection process. 図6に続きデータ出力処理を示すフローチャート。7 is a flowchart showing data output processing following FIG. レベル測定情報の記憶形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the memory | storage form of level measurement information. レベル測定情報に基づく消費時期予測を示す説明図。Explanatory drawing which shows the consumption time prediction based on level measurement information. 表示部での表示例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of a display in a display part. 可搬式液体検知ユニットの入力部及び表示部の他の構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other structural example of the input part and display part of a portable liquid detection unit. 図12の可搬式液体検知ユニットの入力部及び表示部の電気的構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the electrical structure of the input part and display part of the portable liquid detection unit of FIG. 液面検出処理の他の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the other example of a liquid level detection process.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波トランスジューサ(超音波出力部;反射超音波検出部;液面位置検出手段)
1a 超音波送受信面
2 音響インピーダンス整合層
2a 先端面(容器接触面)
3 ケース体
4 回転ローラ
5 ロータリエンコーダ(移動距離測定手段;回転方向検出手段)
10 金属タンク(容器)
10S タンク側壁部(容器壁部)
10a タンクの壁部外面(容器の壁部外面)
100 超音波レベル計(可搬式液体検知ユニット)
104 表示部
104a 日付表示部
104b ボンベ表示部
104c レベル表示部(残量表示手段)
104d 液面検出表示部
105 入力部
105a メインスイッチ
105b 測定開始・終了兼用スイッチ
105c 選択スイッチ(レベル入力手段;日付入力手段;ボンベ入力手段)
105d 入力スイッチ(レベル入力手段;日付入力手段;ボンベ入力手段)
105e 確定スイッチ(レベル入力手段;日付入力手段;ボンベ入力手段)
106 スピーカ
107 マイコン(液面検出制御手段)
107a CPU(予測手段)
107c RAM(記憶手段)
107e 内蔵クロック(日付確定手段)
200 被測定系
H 全行程移動距離(容器の高さ)
L 液体
LV 液面(液表面)位置
LV0〜LV10 液面レベル(液面位置レベル)
SW 測定用超音波ビーム
1 Ultrasonic transducer (Ultrasonic output unit; Reflected ultrasonic wave detection unit; Liquid surface position detection means)
1a Ultrasonic wave transmitting / receiving surface 2 Acoustic impedance matching layer 2a Tip surface (container contact surface)
3 Case body 4 Rotating roller 5 Rotary encoder (moving distance measuring means; rotating direction detecting means)
10 Metal tank (container)
10S tank side wall (container wall)
10a Tank wall outer surface (outer wall surface of container)
100 Ultrasonic level meter (portable liquid detection unit)
104 display unit 104a date display unit 104b cylinder display unit 104c level display unit (remaining amount display means)
104d Liquid level detection display unit 105 Input unit 105a Main switch 105b Measurement start / end switch 105c Selection switch (level input means; date input means; cylinder input means)
105d input switch (level input means; date input means; cylinder input means)
105e Confirmation switch (level input means; date input means; cylinder input means)
106 Speaker 107 Microcomputer (liquid level detection control means)
107a CPU (prediction means)
107c RAM (storage means)
107e Built-in clock (date confirmation means)
200 System under test H Total travel distance (container height)
L Liquid LV Liquid level (Liquid surface) position LV0 to LV10 Liquid level (Liquid level position)
Ultrasonic beam for SW measurement

Claims (10)

液体を収容した容器を被測定系として、その容器の側壁部外面に沿って移動可能に使用される可搬式液体検知ユニットであって、
前記被測定系を励振するための測定用超音波ビームを前記容器の厚さ方向に出力するとともに、前記被測定系からの残響超音波及び前記被測定系における反射超音波の受信も可能な超音波送受信面を含む超音波トランスジューサを有し、前記液体の液面位置を前記容器の外部から検出可能な液面位置検出手段と、
その液面位置検出手段によって検出された液面位置に基づき、前記容器に収容された液体の残容量を液面位置レベルで表示する残量表示手段とを備えることを特徴とする可搬式液体検知ユニット。
A portable liquid detection unit used as a system to be measured with a container containing liquid, being movable along the outer surface of the side wall of the container,
An ultrasonic beam for measurement for exciting the system under measurement is output in the thickness direction of the container, and an ultrasonic wave capable of receiving reverberant ultrasonic waves from the system under measurement and reflected ultrasonic waves in the system under measurement is also available. An ultrasonic transducer including an acoustic wave transmitting / receiving surface, and a liquid level position detecting means capable of detecting the liquid level position of the liquid from the outside of the container;
Portable liquid detection comprising: a remaining amount display means for displaying a remaining volume of the liquid contained in the container at a liquid level position level based on the liquid level position detected by the liquid level position detection means. unit.
前記液面位置レベルを人為的に入力するレベル入力手段と、
前記液面位置レベルが検出された日付を人為的に入力する日付入力手段と、
入力された液面位置レベルと日付とを関連付けてレベル測定情報として記憶する記憶手段と、
その記憶手段に記憶された複数個のレベル測定情報から前記液体の残容量が所定量以下となる消費時期を予測する予測手段とを備える請求項1に記載の可搬式液体検知ユニット。
Level input means for artificially inputting the liquid level position level;
Date input means for artificially inputting the date on which the liquid level position level is detected;
Storage means for associating the inputted liquid level position level and date and storing it as level measurement information;
The portable liquid detection unit according to claim 1, further comprising: a predicting unit that predicts a consumption time when the remaining capacity of the liquid becomes a predetermined amount or less from a plurality of level measurement information stored in the storage unit.
液体を収容した容器を被測定系として、その容器の側壁部外面に沿って移動可能に使用される可搬式液体検知ユニットであって、
前記被測定系を励振するための測定用超音波ビームを前記容器の厚さ方向に出力するとともに、前記被測定系からの残響超音波及び前記被測定系における反射超音波の受信も可能な超音波送受信面を含む超音波トランスジューサを有し、前記液体の液面位置を前記容器の外部から検出可能な液面位置検出手段と、
前記容器の側壁部外面に定められた測定開始位置を起点としてその側壁部外面における上下方向の移動距離を計測するための移動距離測定手段と、
前記液面位置検出手段によって検出された液面位置と、前記移動距離測定手段によって計測された移動距離とに基づき、前記容器に収容された液体の残容量を液面位置レベルとして表示する残量表示手段とを備えることを特徴とする可搬式液体検知ユニット。
A portable liquid detection unit used as a system to be measured with a container containing liquid, being movable along the outer surface of the side wall of the container,
An ultrasonic beam for measurement for exciting the system under measurement is output in the thickness direction of the container, and an ultrasonic wave capable of receiving reverberant ultrasonic waves from the system under measurement and reflected ultrasonic waves in the system under measurement is also available. An ultrasonic transducer including an acoustic wave transmitting / receiving surface, and a liquid level position detecting means capable of detecting the liquid level position of the liquid from the outside of the container;
A moving distance measuring means for measuring a moving distance in the vertical direction on the outer surface of the side wall portion starting from a measurement start position determined on the outer surface of the side wall portion of the container;
Based on the liquid level position detected by the liquid level position detecting means and the moving distance measured by the moving distance measuring means, the remaining amount for displaying the remaining capacity of the liquid stored in the container as the liquid level position level. A portable liquid detection unit comprising a display means.
前記液面位置検出手段と移動距離測定手段とによって検出された液面位置レベルを、その液面位置レベルが検出された日付と関連付けてレベル測定情報として記憶する記憶手段を備える請求項3に記載の可搬式液体検知ユニット。   4. The storage device according to claim 3, further comprising a storage unit that stores the liquid level position level detected by the liquid level position detecting unit and the moving distance measuring unit as level measurement information in association with a date when the liquid level position level is detected. Portable liquid detection unit. 前記記憶手段に記憶された複数個のレベル測定情報から前記液体の残容量が所定量以下となる消費時期を予測する予測手段を備える請求項4に記載の可搬式液体検知ユニット。   The portable liquid detection unit according to claim 4, further comprising a predicting unit that predicts a consumption time when the remaining capacity of the liquid becomes a predetermined amount or less from a plurality of level measurement information stored in the storage unit. 前記移動距離測定手段は、前記容器の側壁部外面に接触して回転する回転ローラの相対回転角度を検出し、
前記液面位置検出手段は、前記超音波トランスジューサが反射超音波又は残響超音波を受信することによって前記液面位置を検出し、
前記回転ローラの相対回転角度の検出と前記液面位置の検出とが同時に実行される請求項3ないし5のいずれか1項に記載の可搬式液体検知ユニット。
The moving distance measuring means detects a relative rotation angle of a rotating roller that rotates in contact with an outer surface of the side wall of the container;
The liquid surface position detecting means detects the liquid surface position when the ultrasonic transducer receives reflected ultrasonic waves or reverberant ultrasonic waves,
The portable liquid detection unit according to any one of claims 3 to 5, wherein the detection of the relative rotation angle of the rotary roller and the detection of the liquid surface position are performed simultaneously.
前記移動距離測定手段は、前記回転ローラの回転方向を検出する回転方向検出手段を有し、その回転方向検出手段で検出された回転方向によって、前記液面位置の検出が液無しから液有りに移行する状態で行なわれるか液有りから液無しに移行する状態で行なわれるかを識別する請求項6に記載の可搬式液体検知ユニット。   The moving distance measuring means has a rotation direction detecting means for detecting the rotation direction of the rotating roller, and the detection of the liquid surface position changes from no liquid to presence of liquid depending on the rotation direction detected by the rotation direction detecting means. The portable liquid detection unit according to claim 6, wherein the portable liquid detection unit identifies whether the process is performed in a state of transition or in a state of transition from presence of liquid to absence of liquid. 前記液面位置の検出が、液無しから液有りに移行する際の反射超音波情報又は残響超音波情報によって判定される場合、前記測定開始位置から前回測定時の液面位置に至るまでの間、前記液面位置検出手段は前記超音波トランスジューサからの測定用超音波ビームの出力を停止する請求項3ないし6のいずれか1項に記載の可搬式液体検知ユニット。   When the detection of the liquid surface position is determined by reflected ultrasonic information or reverberant ultrasonic information when transitioning from no liquid to liquid presence, the time from the measurement start position to the liquid surface position at the previous measurement The portable liquid detection unit according to any one of claims 3 to 6, wherein the liquid surface position detection means stops the output of the measurement ultrasonic beam from the ultrasonic transducer. 前記液面位置の検出が、液有りから液無しに移行する際の反射超音波情報又は残響超音波情報によって判定される場合、前記液面位置検出手段は前記液面位置の検出以降、前記超音波トランスジューサからの測定用超音波ビームの出力を停止する請求項3ないし6のいずれか1項に記載の可搬式液体検知ユニット。   When the detection of the liquid surface position is determined based on reflected ultrasonic information or reverberant ultrasonic information when transitioning from the presence of liquid to the absence of liquid, the liquid surface position detection means performs the superposition after the detection of the liquid surface position. The portable liquid detection unit according to claim 3, wherein the output of the ultrasonic beam for measurement from the sonic transducer is stopped. 前記移動距離測定手段は、前記容器の側壁部外面に定められた測定開始位置を起点とし、その側壁部外面における上下方向の終点までの全行程移動距離を計測して前記容器の高さを測定するとともに、その全行程移動距離の中途位置にて前記液面位置を検出し、
前記残量表示手段は、前記全行程移動距離と前記液面位置までの移動距離とに応じて前記液体の残容量を液面位置レベルとして表示する請求項3ないし9のいずれか1項に記載の可搬式液体検知ユニット。
The moving distance measuring means measures the total stroke moving distance from the measurement start position defined on the outer surface of the side wall of the container to the end point in the vertical direction on the outer surface of the side wall to measure the height of the container And detecting the liquid level position at a midway position of the entire travel distance,
The remaining amount display means displays the remaining volume of the liquid as a liquid surface position level according to the total stroke moving distance and the moving distance to the liquid surface position. Portable liquid detection unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2498952A (en) * 2012-01-31 2013-08-07 Coltraco Ltd Monitoring liquid levels within a vessel using ultrasonic echo
KR102326794B1 (en) * 2021-06-29 2021-11-16 주식회사 젠트리스 Device for non-contacting level measuring using capacitance sensor

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GB2498952A (en) * 2012-01-31 2013-08-07 Coltraco Ltd Monitoring liquid levels within a vessel using ultrasonic echo
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